DE1129210B - Pressure dependent electrical membrane switch - Google Patents

Description

Druckabhängiger elektrischer Membranschalter Die Erfindung betrifft einen druckabhängigen elektrischen Membranschalter.Pressure dependent electrical membrane switch The invention relates to a pressure-dependent electrical membrane switch.

Bei vielen Geräten, z. B. bei Waschmaschinen, werden bestimmte Arbeitsvorgänge durch elektrische Schaltvorgänge gesteuert bzw. ausgelöst. Manche dieser Schaltvorgänge werden in Abhängigkeit von dem Druck des verwendeten Arbeitsmediums ausgelöst. Zu diesem Zweck verwendet man Druckdosen, die aus einem Gehäuse bestehen, das mit einer elastischen Membran abgeschlossen ist. Im Gehäuse befindet sich ein Anschluß für das Arbeitsmedium, das die Membran beaufschlagen soll, für die Waschlauge. Der Membran zugeordnet ist ein elektrischer Schalter, der bei steigender Durchbiegung der Membran betätigt wird, d. h. also bei einem bestimmten Druck den beabsichtigten Schaltvorgang auslöst.With many devices, e.g. B. in washing machines, certain work processes controlled or triggered by electrical switching processes. Some of these switching operations are triggered depending on the pressure of the working medium used. to for this purpose one uses pressure cans, which consist of a housing with a elastic membrane is complete. In the housing there is a connection for the working medium that is to act on the membrane for the washing liquor. The membrane an electrical switch is assigned to it, which reacts with increasing deflection of the membrane is operated, d. H. that is, the intended switching process at a certain pressure triggers.

Es ist bekannt, die Membran als den Druckraum abschließenden Bestandteil eines Schalters zwischen fianschartige Gehäuseteile einzuklemmen. Die Verbindung dieser Gehäuseteile erfolgt dabei mittels Verschraubung, wobei die Schaltstange mit den im Zentrum der Membran liegenden Metallplatten vernietet ist.It is known to use the membrane as a component that closes off the pressure space a switch between the flange-like housing parts. The connection this housing parts is done by means of screwing, with the shift rod is riveted to the metal plates located in the center of the membrane.

Auch ist ein druckmittelbetätigter Schalter bekannt, bei dem der eine Gehäuseteil aus weichelastischem und der andere Gehäuseteil aus starrem Material unter Zwischenfügung der Membran besteht. Hierbei dient das starre Material als Verbindungsmittel der beiden Gehäuseteile.A pressure medium-operated switch is also known in which one Housing part made of flexible material and the other housing part made of rigid material with the interposition of the membrane. Here, the rigid material serves as Connection means of the two housing parts.

Weiterhin ist es bei Dichtmanschetten, die zum Abschluß von Wellendurchgängen dienen, bekannt, den schlauchförmigen elastischen Körper mit einem Ring durch Vulkanisation zu verbinden, um damit den ringförmigen Ansatz an der Manschette über einen rohrförmigen Teil bzw. eine Welle schieben zu können.Furthermore, it is with sealing sleeves, which are used to close shaft passages serve, known, the tubular elastic body with a ring by vulcanization to connect in order to allow the annular extension on the cuff via a tubular To be able to push part or a shaft.

Die Erfindung hat demgegenüber zur Aufgabe, einen druckabhängigen elektrischen Membranschalter zu schaffen, bei dem die Membran als besonders gestaltetes Bauteil sich ohne zusätzliche lose Mittel für eine Abdichtung gegen das Gehäuse eignet. Außerdem soll fertigungstechnisch eine Vereinfachung erzielt werden, insbesondere dadurch, daß bisher übliche Einzelteile in vorteilhafter Weise als komplette Bauteile Verwendung finden.The invention has the task of providing a pressure-dependent To create electrical membrane switch, in which the membrane as a specially designed Component without additional loose means for a seal against the housing suitable. In addition, a simplification is to be achieved in terms of production technology, in particular in that previously common individual parts in an advantageous manner as complete components Find use.

Gemäß der Erfindung ist vorgesehen, daß mit der aus Gummi oder einem gleichwertigen Werkstoff bestehenden und mit einem etwa rechtwinkligen Randsteg versehenen Membran ein der Befestigung und der Dichtung am Gehäuserand dienender starrer metallischer Ring von winkelförmigem Querschnitt und zur Betätigung eines Mikroschalters eine zentrisch liegende starre metallische Platte festhaftend verbunden sind.According to the invention it is provided that with the rubber or one equivalent material and with an approximately right-angled edge web provided membrane is used for fastening and sealing on the edge of the housing rigid metallic ring of angular cross-section and for actuating a Microswitch firmly attached to a centrally located rigid metallic plate are.

Die Ausbildung nach der Erfindung hat unter anderem den Vorteil, daß der elastische Körper der Membran gleichzeitig die Dichtung gegen das Gehäuse bildet. Weiterhin wird z. B. hinsichtlich Herstellung, Auswechselbarkeit und Montage eine Vereinfachung und damit auch Verbilligung des Endproduktes erreicht. Auch die Membran selbst erfährt durch die erfindungsgemäße Ausbildung eine spannungstechnisch besonders günstige Gestaltung.The training according to the invention has, inter alia, the advantage that the elastic body of the membrane simultaneously forms the seal against the housing. Furthermore, z. B. in terms of manufacture, interchangeability and assembly Simplification and thus also cheaper of the end product achieved. The membrane too itself experiences a special tensioning technology due to the design according to the invention favorable design.

Weitere Merkmale der Erfindung und die sich daraus ergebenden Vorteile können der nachstehenden Beschreibung der in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiele entnommen werden: Fig. 1 zeigt einen schematischen Querschnitt durch einen Membranschalter, Fig. 2 einen vergrößerten Querschnitt durch eine erfindungsgemäß ausgebildete Membran, Fig. 3 und 4 andere Ausführungsformen einer erfindungsgemäßen Membran, jeweils auf der linken Seite als Einzelteil und auf der rechten Seite im eingebauten Zustand.Further features of the invention and the advantages resulting therefrom can the following description of the embodiments shown in the figures can be taken from: Fig. 1 shows a schematic cross section through a membrane switch, 2 shows an enlarged cross section through a membrane designed according to the invention, 3 and 4 show other embodiments of a membrane according to the invention, respectively the left side as an individual part and on the right side when installed.

Nach der Fig. 1 besteht der Membranschalter aus dem Gehäuse 1 und der elastischen Membran 2, die an ihrem äußeren Umfang mit dem Gehäuse verbunden ist. Im Gehäuse 1 befinden sich die Rohranschlüsse 3, durch die das Arbeitsmedium zu- und abströmen kann. Der Membranschalter ist im vorliegenden Fall so eingebaut, daß die Membran 2 waagerecht unter dem Druckraum 10 liegt. Unter der Membran 2 befindet sich der Mikroschalter 4, der mit einem Schaltfinger 5 bis unmittelbar an die Membran 2 heranreicht. Die Membran 2 besteht aus Gummi und trägt in ihrer Mitte eine Verstärkung 6, damit der Schaltfinger 5 den empfindlichen Membrankörper nicht beschädigen kann. Bei steigendemDruck im Druckraum 10 der Dose biegt sich die Membran bis zu der gestrichelt gezeichneten Lage nach unten durch und betätigt dabei den Schaltfinger 5. Läßt der Druck in der Dose nach, dann kehrt die Membran 2 auf Grund ihrer Eigenelastizität in die ursprüngliche Lage zurück. DerSchaltfinger 5 wird dabei durch eine ihm zugeordnete Feder ebenfalls in seine Ausgangsstellung zurückgeführt.According to FIG. 1, the membrane switch consists of the housing 1 and the elastic membrane 2, which is connected to the housing at its outer periphery. The pipe connections 3 through which the working medium can flow in and out are located in the housing 1. In the present case, the membrane switch is installed in such a way that the membrane 2 lies horizontally under the pressure chamber 10. The microswitch 4 is located underneath the membrane 2 and reaches directly up to the membrane 2 with a switching finger 5. The membrane 2 is made of rubber and has a reinforcement 6 in its center so that the switching finger 5 cannot damage the sensitive membrane body. When the pressure in the pressure chamber 10 of the can increases, the membrane bends down to the position shown in broken lines and actuates the switching finger 5. If the pressure in the can decreases, the membrane 2 returns to its original position due to its inherent elasticity. The switching finger 5 is also returned to its starting position by a spring assigned to it.

Nach Fig. 2 besteht die Membran 2 aus dem etwa scheibenförmigen Gummikörper7, der in seiner Mitte eine etwa tellerförmige Platte 8 und an seinem äußeren Umfang einen Ring 9 von winkelförmigem Querschnitt trägt. Die Verbindung des Gummikörpers mit der inneren Platte und dem äußeren Ring erfolgt durch: einen Kleb- oder Haftvorgang. Die innere tellerförmige Platte 8 ist auf der dem Druckraum 1(D abgewandten Seite angebracht. Es ist denkbar, an der Platte 8 noch Befestigungsmittel, z. B. Augen, anzubringen, für den Fall, daß der Schaltfinger nicht durch Druck, sondern durch Zug betätigt werden soll. Dies wird dann der Fall sein, wenn der Schaltvorgang nicht durch Über-, sondern durch Unterdruck ausgelöst werden soll. Für diesen Fall, insbesondere wenn es sich um ein gasförmiges Arbeitsmedium handelt, ist es auch möglich, Schalter und Platte 8 innerhalb des Druckraumes 10 anzubringen.According to Fig. 2, the membrane 2 consists of the approximately disk-shaped rubber body 7, which carries an approximately plate-shaped plate 8 in its center and a ring 9 of angular cross-section on its outer circumference. The connection of the rubber body with the inner plate and the outer ring is made by: an adhesive process. The inner plate-shaped plate 8 is attached to the side facing away from the pressure chamber 1 (D. It is conceivable to attach fastening means, e.g. eyes, to the plate 8 in the event that the shift finger is not pressed by pressure, but by pulling This will be the case when the switching process is not to be triggered by overpressure but by underpressure of the pressure chamber 10 to be attached.

Der äußere starreRing9 hat einen etwa rechtwinkligen Querschnitt, und zwar derart, daß eine außenliegende flanschartige Dichtfläche 11 und einen innenliegende, etwa rohrartige Stützfläche 12 für den Gummikörper 7 gebildet werden. Der Gummikörper 7 bedeckt beide genannten Flächen. Er bildet auf der Dichtfläche noch ein besonderes Dichtprofil; im vorliegenden Fall eine umlaufende Dichtwulst 13. Das Überziehen der Dichtfläche mit dem Gummikörper ergibt eine gute Dichtung der Membran gegen das Gehäuse, die nicht erst durch zusätzliche Mittel und besondere Arbeitsgänge erreicht wird. Die Stützfläche 12 gibt dem Gummikörper der Membran einen günstigen Spannungsverlauf und eine gute Haftung. Außerdem wird dadurch der Ring 9 gegen Durchbiegungen in axialer Richtung versteift.The outer rigid ring 9 has an approximately rectangular cross section in such a way that an outer flange-like sealing surface 11 and an inner, approximately tubular support surface 12 for the rubber body 7 are formed. The rubber body 7 covers both surfaces mentioned. It also forms a special sealing profile on the sealing surface; In the present case, a circumferential sealing bead 13. The covering of the sealing surface with the rubber body results in a good seal between the membrane and the housing, which is not achieved by additional means and special operations. The support surface 12 gives the rubber body of the membrane a favorable stress curve and good adhesion. In addition, the ring 9 is thereby stiffened against deflection in the axial direction.

Das Dichtprofil kann in verschiedenster Weise ausgeführt werden. Seine Gestaltung hängt unter anderem von der Art der Befestigung der Membran an dem Gehäuse ab. Im dargestellten Beispiel erfolgt die Befestigung durch Verschrauben. Zu diesem Zweck sind in dem äußeren starren Ring 9 mehrere Bohrungen 14 vorgesehen. Es ist auch denkbar, den Ring 9 noch durch eingepreßte Sicken zusätzlich gegen axiale Durchbiegung zu versteifen. In einem solchen Fall kann es zweckmäßig sein, daß sich das Dichtprofil, z. B. die Dichtwulst, der äußeren Umrißform dieser Sicken und auch der Schraubenbohrungen anpaßt. Unter Umständen wird man auch ohne besonderes Dichtprofil auskommen können. Die Membran kann am Gehäuse 1 auch durch Vernieten befestigt werden.The sealing profile can be designed in a wide variety of ways. His Design depends, among other things, on the type of attachment of the membrane to the housing away. In the example shown, it is fastened by screwing. To this For this purpose, a plurality of bores 14 are provided in the outer rigid ring 9. It is also conceivable, the ring 9 additionally against axial deflection by means of pressed-in beads to stiffen. In such a case it can be useful that the sealing profile, z. B. the sealing bead, the outer contour of these beads and also the screw holes adapts. Under certain circumstances you will be able to do without a special sealing profile. The membrane can also be attached to the housing 1 by riveting.

Fig.3 zeigt eine im Prinzip gleiche Membran. Jedoch ist in diesem Fall die flanschartige Fläche des äußeren Ringes 9 über die Dichtfläche 11 hinaus vergrößert. Es entsteht dadurch der Rand 15, der nicht vom Gummikörper der Membran bedeckt ist. Dieser äußere Rand 15 kann, wie die rechte Seite der Figur f zeigt, durch Umbördeln gegen den Flansch 16 des Gehäuses festgepreßt werden. Man kann den zum Umbördeln bestimmten Rand auch durch eine Z-förurige Gestaltung des Ringes9 erhalten. Auf diese sehr einfache Weise wird die Membran am Gehäuse 1 sicher und doch notfalls lösbar befestigt. Durch diese Anordnung wird die Montage einfacher, dabei bleibt aber gleichzeitig die Austauschbarkeit der Membran erhalten.3 shows a membrane that is basically the same. In this case, however, the flange-like surface of the outer ring 9 is enlarged beyond the sealing surface 11. This creates the edge 15 which is not covered by the rubber body of the membrane. This outer edge 15 can, as the right side of Figure f shows, be pressed against the flange 16 of the housing by crimping. The edge intended for flanging can also be obtained by a Z-shaped design of the ring9. In this very simple way, the membrane is attached to the housing 1 securely and yet detachably if necessary. This arrangement makes assembly easier, but at the same time the interchangeability of the membrane is retained.

Diese Befestigungsart kann man selbstverständlich auch umkehren, d. h., der zum Umbördeln vorgesehene Rand wird am Gehäuse 1 angeordnet. Dieser Rand wird, genau wie vorher beschrieben, durch Umbördeln gegen die Unterkante des äußeren Ringes 9 der Membran festgepreßt.This type of attachment can of course also be reversed, i. That is, the edge provided for flanging is arranged on the housing 1. This edge is, exactly as previously described, by flanging against the lower edge of the outer Ring 9 of the membrane pressed tightly.

Es ist nicht notwendig, zum Umbördeln einen sich über den ganzen Umfang von Membran bzw. Gehäuse erstreckenden geschlossenen Rand vorzusehen. Es genügt, wenn am äußeren Umfang des Außenringes 9 der Membran oder am Gehäuse 1 mehrere, vorteilhafterweise gleichmäßig verteilte Lappen vorgesehen sind, die in der beschriebenen Weise umgebördelt werden. Eine solche Ausführungsform zeigt Fig. 4. Die Membran selbst ist hierbei von gleichem Aufbau, wie bisher beschrieben. Das Gehäuse 1 trägt am äußeren Flansch 16 mehrere Lappen 17, die gegen den unteren Rand des Außenringes 9 der Membrav umgebördelt sind. Auf diese Weise kann die Herstellung und Montage noch weiter vereinfacht werden.It is not necessary to provide a closed edge extending over the entire circumference of the membrane or housing for flanging. It is sufficient if several, advantageously evenly distributed, tabs are provided on the outer circumference of the outer ring 9 of the membrane or on the housing 1 and are flanged in the manner described. Such an embodiment is shown in FIG. 4. The membrane itself is of the same construction as previously described. The housing 1 carries several tabs 17 on the outer flange 16, which are flanged against the lower edge of the outer ring 9 of the membrane. In this way, manufacture and assembly can be simplified even further.

Die vorliegenden Beispiele beziehen sich auf eine runde Grundform von Membran und Gehäuse. Es ist auch eine andere, z. B. ovale Grundform möglich, falls dies aus anderen Gründen zweckmäßig erscheint. Jedoch wird es zweckmäßig sein, der tellerartigen inneren Platte 8 und dem äußeren Ring 9 der Membran immer die gleiche Grundform zu geben und hinsichtlich ihrer Durchmesser so aufeinander abzustimmen, daß sie möglichst ohne Abfall aus einem StückBlech herausgestanzt werden können. Das heißt also, man wird aus dem Blech zunächst eine Kreisscheibe und einen im Durchmesser nur wenig größerenKreisring ausstanzen und beiden dann durch die nachfolgende Bearbeitung die gewünschte Form verleihen.The present examples relate to a round basic shape of membrane and housing. It is also a different one, e.g. B. oval basic shape possible, if this appears appropriate for other reasons. However, it will be useful the plate-like inner plate 8 and the outer ring 9 of the membrane always the to give the same basic shape and to match their diameters so that they that they can be punched out of a piece of sheet metal with as little waste as possible. This means that the sheet metal is first made into a circular disk and one with a diameter Punch out only a little larger circular ring and then both through the subsequent processing give the desired shape.

Es ist natürgemäß auch möglich, den Querschnitt des äußeren Ringes 9 nicht rechtwinklig auszubilden. Es ist dies in erster Linie eine Frage der Fertigung und günstigen Formgebung des elastischen Membrankörpers. Im vorliegenden Fäll ist an die Verwendung von Gummi für den elastischen Membrankörper gedacht. Es kann in manchen Fällen zweckmäßig sein, an Stelle des Gummis einen elastischen Kunststoff zu verwenden.It is of course also possible to use the cross-section of the outer ring 9 not to be formed at right angles. It is primarily a manufacturing issue and favorable shaping of the elastic membrane body. In the present case it is thought of the use of rubber for the elastic membrane body. It can be in In some cases it may be useful to use an elastic plastic instead of the rubber to use.

Claims (9)

PATENTANSPRÜCHE: 1. Druckabhängiger elektrischer Membranschalter, dadurch gekennzeichnet, daß mit der aus Gummi oder einem gleichwertigen elastischen Werkstoff bestehenden und mit einem etwa rechtwinkligen Randsteg versehenen Membran (2) ein der Befestigung und der Dichtung am Gehäuserand dienender starrer metallischer Ring von winkelförmigem Querschnitt (9) und zur Betätigung eines Mikroschalters eine zentrisch liegende starre metallische Platte(6, 8) festhaftend verbunden sind. CLAIMS: 1. Pressure-dependent electrical membrane switch, characterized in that with the group consisting of rubber or a similar elastic material and having an approximately rectangular edge web provided membrane (2) of fastening and the seal on the edge of the housing serving rigid metallic ring of winkelförmigem cross-section (9 ) and a centrally located rigid metallic plate (6, 8) are firmly connected to operate a microswitch. 2. Membranschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß durch die winkelförmige Querschnittsausbildung des äußeren starren Ringes (9) eine außenliegende, flanschartige Dichtfläche (11) und eine innenliegende, etwa rohrartige Stützfläche (12) gebildet werden. 2. Membrane switch according to claim 1, characterized in that through the angular Cross-sectional design of the outer rigid ring (9) an external, flange-like sealing surface (11) and an internal, approximately tubular support surface (12) can be formed. 3. Membranschalter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der elastische Körper (7), z. B. aus Gummi, sowohl die Dichtfläche (11) als auch die Stützfläche (12) des äußeren starren Ringes (9) ganz oder teilweise bedeckt. 3. Membrane switch according to claim 2, characterized in that that the elastic body (7), for. B. made of rubber, both the sealing surface (11) as also covers the support surface (12) of the outer rigid ring (9) in whole or in part. 4. Membranschalter nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die die Dichtfläche (11) bedeckende elastische Schicht, z. B. aus Gummi, mit einem Dichtprofil, z. B. einer umlaufenden Dichtwulst (13), versehen ist. 4. Membrane switch according to claim 3, characterized in that the the sealing surface (11) covering elastic layer, e.g. B. made of rubber, with a sealing profile, for. B. a circumferential sealing bead (13) is provided. 5. Membranschalter nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtfläche(11)gleichzeitig auch die Befestigungsmittel, z. B. Schraubenbohrungen (14) im starren Ring (9) enthält, wobei dieser zwischen den Befestigungsmitteln noch mit zusätzlichen Versteifungen, z. B. Sicken, versehen sein kann. 5. Membrane switch after one of the preceding claims, characterized in that the sealing surface (11) at the same time also the fastening means, e.g. B. contains screw holes (14) in the rigid ring (9), this between the fastening means with additional stiffeners, z. B. beads, may be provided. 6. Membranschalter nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der flanschartige Teil des äußeren starren Ringes (9) über die vom elastischen Material, z. B. von Gummi, bedeckte Dichtfläche (11) hinaus mit einem Rand (15) versehen ist und die Befestigung gegen einen entsprechend geformten Gehäuseflansch (16) durch Umbördeln dieses Randes (15) erfolgt. 6. Membrane switch according to one of the preceding Claims, characterized in that the flange-like part of the outer rigid Ring (9) on the elastic material such. B. of rubber, covered sealing surface (11) is also provided with an edge (15) and the attachment against a corresponding formed housing flange (16) by flanging this edge (15). 7. Membranschalter nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß über die vom elastischen Material, z. B. von Gummi, bedeckte Dichtfläche hinaus am flanschartigen Teil des äußeren starren Ringes (9) mehrere zum Umbördeln bestimmte Lappen angeordnet sind. B. 7. Membrane switch according to claim 6, characterized in that over the elastic material, z. B. of rubber, covered sealing surface also on the flange-like part of the outer rigid ring (9) a plurality of flaps intended for flanging are arranged. B. Membranschalter nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß der zum Umbördeln bestimmte Rand oder die Lappen (17) am Gehäuse (1) angeordnet sind. Membrane switch according to claim 6 or 7, characterized in that the one intended for flanging Edge or the tabs (17) are arranged on the housing (1). 9. Membranschalter nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die zentral angeordnete starre Platte (8) und der äußere starre Ring (9) gleiche Grundform, z. B. Kreisform, aufweisen und in ihren Ursprungsdurchmessern so aufeinander abgestimmt sind, daß sie möglichst ohne Abfall aus Blech gestanzt und gezogen werden können. In Betracht gezogene Druckschriften: Britische Patentschrift Nr. 667170; USA: Patentschriften Nr. 2 636 093, 2 502 326, 2 314 405, 2 475 404, 2 591852; Deutsches Gebrauchsmuster Nr. 1684 049 (K1. 47 ff., 22/50).9. Membrane switch after one of the preceding claims, characterized in that the centrally arranged rigid plate (8) and the outer rigid ring (9) have the same basic shape, e.g. B. circular shape, have and are matched to one another in their original diameters so that they can be punched and drawn from sheet metal with as little waste as possible. Into consideration drawn pamphlets: British Patent No. 667170; USA: patents No. 2,636,093, 2,502,326, 2,314,405, 2,475,404, 2,591,852; German utility model No. 1684 049 (K1. 47 ff., 22/50).