DE2360609C2 - Auf Druckänderungen ansprechende Vorrichtung, insbesondere Druckschaltgerät - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine auf Druckänderungen ansprechende Vorrichtung gemäß dem Oberbcgriff des Patentanspruchs I.

Es sind Vorrichtungen bekannt, die zum Öffnen oder Schließen eines elektrischen Stromkreises oder eines elektrischen Schalters in Abhängigkeil von Druckänderungen dienen, wobei der Druck auf eine Seite einer Schnäppermembran geleitet wird, um dafür zu sorgen, daß die Membran bei einem bestimmten Druckwert oder einem Betätigungsdruck von einer ersten Lage in eine zweite Lage schnappt und bei einem anderen Druckwert oder einem Rückstelldruck zurückschnappt. m> Der Unterschied zwischen diesen Druckwerten wird als Druckdifferential der Membran der Vorrichtung bezeichnet.

Durch die US-PS 33 78 656 ist es bekanntgeworden, daß das Druckdifferential der Membran durch eine Änderung der Steigung des Umfangsteils der Schnäppermembran eingestellt werden kann. Es wurde erkannt, daß eine solche Änderung hauptsächlich den Bctaiigungsdnick der Membran beeinflußt. Wie in der vorgenannten Patentschrift ausgeführt ist. ist die Membran entlang ihres Umfangs an einem Ring befestigt. Der Ring wird durch die Anwendung eines Werkzeuges vcrformt. damit die Steigung des äußeren Randes der Membran vcränden wird.

l-crner ist aus der US-PS 36 7b b20 eine Vorrichtung bekannt, die als Druckwandler wirkt der dazu benutzt wird, mittels eines auf einer Mcmbranscite herrschenden Drucks einen Schalter zu betätigen. Lic Membran ist am Rand eines Sockels eingespannt, der eine Kammer aufweist, über die sich die Membran kuppelartig erstreckt. In die Kammer kann das Druckmittel eingeleitet werden, wobei sich die Membran abhängig vom eingeleiteten Druck unter Vergrößerungen der Kammer mehr oder weniger stark wölbt. Wenn die Membran dünnwandig ausgebildet ist und ein relativ hoher Druck eingeleitet wird, würde sich die Membran luftballonartig aufblähen. Um dies zu verhindern, ist ein Verstärkungsteil so angebracht, daß sich die Membran unter der Einwirkung des in der Kammer herrschenden Drucks innen an das Verstärkungsteil anlegt und somit eine weitere Verformung der Membran begrenzt. Die Membran kann sich auf diese Weise zwischen zwei Grenzstellungen bewegen, nämlich einer, in der sie vollständig von dem Verstärkungsteil losgelöst ist. und einer, in der sie vollständig an diesem Verst* kungsteil anliegt. Mit der Mitte der Membran ist eine Stange verbunden, mit der die Bewegung der Membran auf den zu betätigenden Schalter übertragen wird. Das Verstärkungsteil weist einen sternförmigen Ausschnitt auf, und die Stange hält an der Membranaußenseite einen sternförmigen Einsatz fest, der die Form des sternförmigen Ausschnitts hat und der dafür sorgt, daß die Membran auch an den Stellen, an denen das Verstärkungsteil den Ausschnitt hat. gegen eine Verformung nach außen abgestützt wird. Eine Anpassung dieser bekannten Vorrichtung an bestimmte Ansprechdrücke kann dadurch vorgenommen werden, daß die IJinge der Stange zwif-hen der Membran und dem zu betätigenden Schalter verändert wird. Durch Verstellen dieser Länge ka.in die Membran im Ruhezustand auf eine bestimmte Zwischenstellung zwischen den beiden geschilderten Grenzwerten eingestellt werden, so daß bei Druckeinwirkung dann nur noch eine Verschiebung der Membran zwischen der Zwischenstellung und der zweiten Gren/stellung möglich ist. in der sie vollständig am Verstärkungsteil anliegt. Das Eichen erfolgt bei dieser bekannten Vorrichtung ausschließlich durch Verändern der Länge der Stange. Die Membran ist bei dieser Vorrichtung keine Schnäppermembran, die zwischen zwei Grenzpositionen hin und her durch Umschnappen bewegt werden kann. Diese Membran kann vielmehr im Prinzip beliebige Positionen einnehmen, und sie wird nur durch äußere Mittel in ihrer Bewegung zwischen zwei Grenzposit'onen festgehalten. Aus der FRPS 22 23 591 unc der DEC)S 23 44 530 sind Vorrichtungen bekanni. die die Membranen enthalten, die jeweils so ausgebildet sind, daß diejenigen Bereiche, die durch Einwirkung von Drücken ihre Position verändern, möglichst von der Einspannstellc der Membranen entkoppelt sind. D. h.. daß- die Mcmbrancharaktcrislikcn durch die Einspannung der Membranränder möglichst wenig beeinflußt werden sollen. Mit der Möglichkeit, eine Schnäppermembran auf zwei definierte Druckwerte durch Vorsehen eines besonderen Eichteils einstellbar zu machen, haben diese bekannten Vorrichtungen nichts /u

Der Erfindung liegt clic Aulgabe zugrunde, cine Vorrichtung der eingangs geschilderten Art so auszugestalten, daß die beiden Druckwerte, bei denen jeweils das Umschnappen der Membran erfolgen soll, mögliehst unabhängig voneinander festgelegt werden können.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Kenn/eichen des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst. Das in der erfindungsgemäßen Vorrichtung verwendete Eichteil ermöglicht mit seinen 1» zwei unabhängig voneinander verformbaren Abschnitten eine unabhängige Einstellung der beiden Schaltpunkte d>s Membran und damit auch eine unabhängige Festlegung der Druckwerte, bei denen die Membran einerseits aus der Ruhelage in die Arbeitslage r, umschnappt und andererseits aus der Arbeitslage wieder in die Ruhelage zurückkehrt. Durch Einwirkung auf den Membranrand mittels des radial außenliegenden ersten Abschnitts des Eichtcils wird der eine Druckwert eingestellt, wahrend durch Begrenzung des Durch- >c> schnappweges des Mittelbcreiches der Membran mittels einer entsprechenden Verformung des radial innenliegenden zweiten Abschnitts des Eichteils der andere Druckwert eingestellt wird. Durch Vorsehen des Trennabschnitts zwischen den beiden Eichteilabschnit- 2^ry ten können die Einstellvorgänge unabhängig voneinan der vorgenommen werden.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.

Die Erfindung wird nun anhand der Zeichnung j» beispielshalber erläutert. Es zeigt

Fig. 1 einen Längsschnitt durch die erfindungsgemäße Vorrichtung und

F i g. 2 einen Schnitt eines Eichteils in einer weiteren Ausführung, die in Verbindung mit dem in Fig. I π dargestellten Ausführungsbeispiel verwendet werden kann.

In der Fig. 1 ist die auf Druckänderungen ansprechende Vorrichtung 10 zu erkennen, die ein Gehäuse 12 zur Aufnahme eines Nabenkörpers 14 mit einer 4» zentralen Bohrung aufweist, in welcher ein Stift 16 zur Übertragung von Bewegungen gleitend gelagert ist. Der Nabenkörper 14 wird an dem Gehäuse 12 mittels eines an diesem angebördelten Lagerringes 13 gehalten. Durch in der Bodenwand 22 des Gehäuses 12 t; befindliche Löcher erstrecken sich Teile 18 und 20. die Anschlüsse 24 und 26 festlegen, wobei ->ie mit diesen in elektrischem Kontakt stehen. Das Teil 18 hat einen Abschnitt 19. der sich seitlich in den Schalterraum 28 hinein erstreckt und als feststehender Kontakt dient, -,n Das Teil 18 kann mit einer Schicht aus einem Material mit einer besonders hohen elektrischen Leitfähigkeit beschichtet sein. z. B. mit Kupfer oder Silber. Ein beweglicher Kontaktarm 30. der aus einem elektrisch leitenden Material mit guten Federungseigenschaften hergestellt ist, und z. B. aus einem frei tragenden Arm aus einer Beryllium-Nickel-Verbindung bestehen kann, ist an dem Teil 20 befestigt. /. B. an der Stelle 32 angenietet. Der Kontakt 34 ist an dem körperfernen freien Ende befestigt und kann sich in Abhängigkeit von to der Lage des Stiftes 16 in Lingriff mil dem Abschnitt 19 und außer Eingriff zu diesem bewegen. Line entweder aus einem einzigen Metall oder mehreren Metallen bestehende Schnäppermembran 36 ist im Bereich eines Endes des Stiftes 16 angcordncl und kann ihre in der Fig. 1 dargesielltc Endlage in eine übermütige Endlage ändern, in welcher sie c'.en Stift 16 federnd nach unten drückt und wobei der bewegliche Kontaktarm 30 den über die Anschlüsse 24 und 26 geschlossenen Kreis unterbricht. Die Schnäppermembran 36 stützt sich auf einem Eichieil 38 ab und wird zwischen dem Eichteil 38 und einem Deckel 40 eingespannt. Vorzugsweise sind diese Teile und der Lagerring 13 an ihrem äußeren Umfang dadurch abgedichtet, daß ihre Ränder an der Stelle 42 z_ B. durch eine Hcliarc-Schweißung verschweißt sind. Es können natürlich auch andere Mitte! vorgesehen sein, um die Schnäppermembran 36 gegenüber der Druckkammer abzudichten, bspw. könnte die Membran eingeklemmt sein.

Es ist ferner ein Anschlußflansch 44 mit einem Ansatz 46 vorgesehen, welcher in einer entsprechenden Öffnung des Deckels 40 aufgenommen wird und mit einer Bohrung 48 versehen ist, in welcher Druck (oder Unterdruck) herrscht. In Fig. 1 ist ferner eine Einstellschraube 50 zu erkennen, die ebenfalls mit einer sich in Längsrichtung erstreckenden Bohrung 52 und einem Sitz 54 zur Aufnahme einer Feder 56 \ersehen ist, die sich von dem Sitz 54 bis zur Schnäppermembran 36 erstreckt. Dit Feder 56 und Einstellschraube 50 sind wahlweise einstellbar und können dazi> enutzt werden, das Druckdifferential zu begrenzen, falls cik s erwünscht ist.

Das Gehäuse 58 ist mit einem ringförmigen Sitz 60 versehen, auf dem der äußere Rand 64 des Deckels 40, die Schni'.ppermembran 36, der Eichteil 38 und der Lagerring 13 ruhen. Ferner ist das Gehäuse 58 mit Löchern 66 und 68 versehen, durch welche isolierte Drähte 70 und 72 hindurchgreifen, die an die entsprechenden Anschlüße 24 und 26 in geeigneter Weise, z. B. durch ein Anklemmen, befestigt sind. Das Gehäuse 58 wird dann mit einem geeigneten elektrisch isolierenden Material, z. B. einer Gießmasse 59. aufgefüllt.

Der Eichteil 38 weist einen radial außenliegenden, einen Ringflansch 74 bildenden ersten Abschnitt und einen radial innenliegenden, einen ringförmigen Flansch 76 bildenden zweiten Abschnitt auf. der sich an dem Ringflansch 74 mittels eines Steges 78 anschließt, wobei der Steg mit einer Trennut 80 ausgestattet ist. die zur Trennung dieser beiden Abschnitte dient. Der Steg 78 erstreLKt sich zwischen der Bodenfläche des äußeren Ringflansches 74 und dem Anschluß an den inneren Flansch 76. In dem Eichteil 38 ist eine Bonrung 77 vorgesehen, durch welche der Stift 16 hindurchgreifen kann.

Der Eichteil 38 ist z. B. aus einem rostfreien AISI 304-Stahl hergestellt und nach der Formgebung wasserstoffgehärtet, wobei eine RocKwell-Oberfläehenhärte von (15-T) 73-90 erzielt wurde. Dadurch kann der Eichteil 38 beliebig oft deformiert werden. Damit der Eichteil 38 bestimmungsgemäß funktioniert, darf sich kein Bereich des Flansches 76 in einer über dem Rinfflar '.«.h 74 gelegenen Ebene befinden.

Die Vorrichtung kann folgendermaßen zusammengebaut werden: Zunächst wird eine UnterbiMgruppc gebildet, indem der Deckel 40. die Schnäppermembran 36. der Eichteil 38 und der Lagerring 13 zusammengeschweißt werden. Nun kann die Starke des Bctätigungsdruckes dadurch eingestellt werden, daß der äußere Abschnitt des Eichteils 38 unter Verwendung eines geeigneten Werkzeuges ununterbrochen verformt wird, bis seine Steigung einen solchen Wert annimmt, daß die Schnäppermembran 36 bei dem gewünschten Betätigungsdruck in ihre andere Endlage schnappt. Wenn diese Einstellung erfoigt ist. kann die Größe des Riickstelldruckcs eingestellt werden, indem durch den

Deckel 40 ein Druck eiiigeleiici wird, der ausreicht die Winkelstellung des l'kinsches 76 des F.ichteils 58 um den gewünschten Betrag /ti ändern, wenn die Sehnäppermembran 36 unter dem Einfluß des gewünschten Rückstclldruckcs in ihre ursprüngliche Endlage zurück- -> schnappt. Die Stärke des Flansches 76 ist derart gewählt, daß ein erheblich über dem Betriebsdruck, dem die Vorrichtung bei der Verwendung als Drueksehaltgerät ausgesetzt ist. liegender Druck erforderlich ist, um den Flansch 76 /u verformen. Da die Trennut 80 und der in Steg 78 vorgesehen sind, konzentrieren sich die infolge der Verformung des Flansches 76 auftretenden Spannungen im Steg 78. und die Verformung hat keine Auswirkung auf den Ringflansch 74. Dadurch kann jede Druckeinstellung sorgfältig, genau und unabhängig ι > ausgeführt werden. Ein anderer Vorteil ergibt sich durch die Verwendung der Trennut 80 dadurch, daß die Berührungslinie /wischen dem schaleniörniigen Teil der Schnäppcrmembran 36 und dem Ijchteil J8 vereinheitlicht wird. Ohne die Trennul 80 konnte die Berührungslinie unregelmäßig längs des llmfangs der Schnäppermembran 36 laufen, wodurch beide Druckeinstcllungen beeinflußt wurden.

Die F i g. 2 zeigt einen weiteren F.ichieil 82, der einen erMen außcnliegenden Ringflansch 84 aufweist, welcher über einen Steg 88 mit einer Trennut 90 an einen zweiten innenliegenden ringförmigen Flansch 86 angeschlossen ist. In dem Eichteil 82 ist ein Loch 92 vorgesehen, durch welches der Stifi 16 hindurchgrcifen kann. Der Eichteil 82 ist besonders für den Fall geeignet, in welchem ein kleineres Druckdifferential erwünscht ist, da sich der Flansch 86 vor dem Eichen genau auf der gleichen Höhe wie der Ringflansch 84 befindet.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Auf Dnickandeningen ansprechende Vorrichtung, insbesondere Druckschaltgerät, mit einer runden Schnäppermembran, deren gewölbte Oberfläche von einer ersten Endlage in eine zweite übermittige Endlage bewegbar ist, einer Eicheinrichtung mit einem scheibenförmigen Eichteil, der an die Oberfläche der Membran angrenzt, und einer von der Membran steuerbaren Betätigungseinrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß der Eichteil (38, 82) aus einem radial auBcnliegendcn ersten Abschnitt (74.84) und einem unabhängig von diesem verformbaren radial innenliegenden zweiten Abschnitt (76,86) besteht, und daß zwischen dem ersten is und zweiten Abschnitt ein die unabhängige Verformung ermöglichender Trennabschnitt (78, 80 bzw. 88,90) vorgesehen ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß der erste Abschnitt (74, 84) des Eichte:!· (38, 82) von einem relativ steifen RingflanscYt und der zweite Abschnitt (76. 86) des Eichtcils (38) von einem relativ dünnen Flansch gebildet wird, und daß der Trennabschnitt (78, 80 bzw. 88, 90) von einer in den Eichteii (38) zwischen die beiden Abschnitte eingearbeiteten Trennut (80 bzw. 90) gebildet wird.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2. dadurch gekennzeichnet, daß sich der äußere Rand der Membran (36) und der Ringflansch (74, 84) decken und jo miteinander verbunden sind, und daß sich der Flansch (76,86) radial nach innen erstreckt.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3. dadurch gekennzeichnet, daß dit Trcntjt (80, 90) als Ringnut ausgebildet is¹..

5. Vorrichtung nach Ansp. ich 3. dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Abschnitt (76, 86) des Eichteils (38,82) ringförmig und dünner als der erste Abschnitt (74, 84) ausgebildet ist und daß ein mit einer Trennut (80, 90) versehener Steg (78, 88) die beiden Abschnitte verbindet.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche I bis 5. dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Abschnitt (76) des Eichtcils (38) konisch ausgebildet ist.

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