DE2407205A1 - PRESSURE-ACTUATED SWITCHING DEVICE - Google Patents

PRESSURE-ACTUATED SWITCHING DEVICE

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DE2407205A1
DE2407205A1 DE19742407205 DE2407205A DE2407205A1 DE 2407205 A1 DE2407205 A1 DE 2407205A1 DE 19742407205 DE19742407205 DE 19742407205 DE 2407205 A DE2407205 A DE 2407205A DE 2407205 A1 DE2407205 A1 DE 2407205A1
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01HELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H35/00Switches operated by change of a physical condition
    • H01H35/24Switches operated by change of fluid pressure, by fluid pressure waves, or by change of fluid flow
    • H01H35/26Details
    • H01H35/28Compensation for variation of ambient pressure or temperature

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  • Fluid Mechanics (AREA)
  • Switches Operated By Changes In Physical Conditions (AREA)
  • Thermally Actuated Switches (AREA)
  • Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)

Description

6 FRANKFURT/MAIN 90 ADOLF SgHiipBjetöG-eifflH " GRÄFSTRASSE 1036 FRANKFURT / MAIN 90 ADOLF SgHiipBjetöG-eifflH "GRÄFSTRASSE 103

Druckmittelbetätigte Schalteinrichtung.Pressure medium operated switching device.

Die Erfindung "bezieht sich auf eine druckmittelbetätigte Schalteinrichtung mit einem Gehäuse und einem abgedichteten Innenrauem, der an einer Seite durch eine mit dem Druckmittel beaufschlagbare Membran begrenzt ist und der einen Schalter, der über einen mit der Membran in Wirkverbindung stehenden Stößel betätigbar ist, und ein temperaturempfindliches Element enthält, das zur Kompensation von sich auf den Schaltpunkt auswirkenden, temperaturbedingten Druckänderungen im Gehäuseinnenraum vorgesehen ist.The invention "relates to a pressure medium-operated Switching device with a housing and a sealed interior, which is connected to the pressure medium on one side by a acted upon membrane is limited and the one switch that is in operative connection with the membrane via a standing plunger can be actuated, and a temperature-sensitive Contains element that is used to compensate for temperature-related pressure changes that affect the switching point is provided in the housing interior.

Bei den bekannten druckmittelbetätigten Schalteinrichtungen wird im allgemeinen der den Schalter aufnehmende Gehäuseinnenraum feuchtigkeitsdicht und in Sonderfällen sogar gasdicht ausgebildet, um die Schaltkontakte vor Feuchtigkeit und Staub zu schützen und gegebenenfalls explosive Gase vom Schalter fernzuhalten. Eine solche Ausbildung des Gehäuses hat zur Folge, daß die im Gehäuseinnenraum eingeschlossene Luft sich mit wachsender Umgebungstemperatur ausdehnt und der dadurch im Gehäuseinnenraum entstehende Überdruck, der in entgegengesetzter Richtung wie das Druckmittel auf die Membran wirkt, eine unzulässige Änderung des Schaltpunktes hervorruft.In the known pressure medium-operated switching devices In general, the interior of the housing accommodating the switch becomes moisture-tight and, in special cases, even gas-tight designed to protect the switching contacts from moisture and dust and possibly from explosive gases Keep switches away. Such a design of the housing has the consequence that the enclosed in the housing interior Air expands with increasing ambient temperature and the resulting overpressure inside the housing, the in the opposite direction as the pressure medium acts on the membrane, an impermissible change in the switching point evokes.

Bei einer bekannten Schalteinrichtung wird dieser Effekt dadurch beseitigt, daß das Gehäuse mit einer durch einen weichelastischen Gummibalg verschlossenen Öffnung versehen ist. Mit einem solchen Gummibalg können die temperaturbedingten Volumenänderungen der im Gehäuseinnenraum befindlichen Luft aufgefangen v/erden, so daß im Gehäuseinnenraum keine den Schaltpunkt merkbar beeinflussende Druckänderungen mehr auftretenIn a known switching device, this effect is eliminated in that the housing with one by one soft elastic rubber bellows closed opening is provided. With such a rubber bellows, the temperature-related Changes in volume of the air located in the interior of the housing are captured v / ground, so that no the inside of the housing Pressure changes that have a noticeable effect on the switching point occur

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können. Von erheblichem Nachteil ist jedoch der große Platzbedarf eines solchen Gummibalgs, der in.den seltensten Fällen zur Verfügung steht.can. A significant disadvantage, however, is the large amount of space required by such a rubber bellows, which is very rare Cases is available.

Es ist des weiteren bekannt, anstelle eines Gummibalgs ein Überdruckventil in die Gehäusewand einzubauen. Ein solches Überdruckventil ist jedoch verhältnismäßig teuer und störanfällig. Hinzu kommen, insbesondere bei den aus Platzgründen üblicherweise verwendeten Kleinventilen erhebliche montagetechnische Nachteile.It is also known to install a pressure relief valve in the housing wall instead of a rubber bellows. A However, such a pressure relief valve is relatively expensive and prone to failure. Add to this, especially with the from For reasons of space, the small valves commonly used have considerable disadvantages in terms of assembly technology.

Bei einer anderen bekannten Schalteinrichtung ist auf der Membran ein Stößel befestigt, der aus einem thermoplastischen Kunststoff mit großer Wärmedehnung besteht. Der Stößel wirkt auf einen einseitig eingespannten, federelastischen Kontaktarm, der an seinem freien Ende einen Kontakt trägt, dem ein ortsfester Gegenkontakt zugeordnet ist. Der durch einen temperaturbedingten Überdruck im Gehäuseinnenraum erzeugte Membranhub wird hierbei durch eine entsprechende temperaturbedingte Längenänderung des thermoplastischen Kunststoffes kompensiert. Durch eine solche Ausbildung des Stößels können zwar die Nachteile der zuvor beschriebenen Schalteinrichtungen beseitigt werden, jedoch bereitet es erhebliche Schwierigkeiten, die thermischen Eigenschaften des Stößels an die mechanischen Eigenschaften der Membran anzupassen. Darüber hinaus führt diese bekannte: Lösung nur bei verhältnismäßig starren Membranen zu einem gewissen Erfolg, nicht jedoch bei Membranen mit einem großen Hub-Druck-Verhältnis oder bei schlappen Membranen.In another known switching device, a plunger is attached to the membrane, which is made of a thermoplastic Plastic with great thermal expansion is made. The plunger acts on a spring-elastic one that is clamped in on one side Contact arm, which carries a contact at its free end, to which a stationary mating contact is assigned is. The diaphragm stroke generated by a temperature-related overpressure in the housing interior is hereby controlled by a compensates for the corresponding temperature-related change in length of the thermoplastic material. By such a Training of the plunger, the disadvantages of the switching devices described above can be eliminated, however it causes considerable difficulties, the thermal properties of the ram to the mechanical properties of the Adapt membrane. In addition, this known: solution only leads to a relatively rigid membrane some success, but not with diaphragms with a large stroke-pressure ratio or with slack diaphragms.

Diese Nachteile und Schwierigkeiten sollen durch die Erfindung überwunden werden. Es ist daher Aufgabe der Erfindung,. Maßnahmen zu treffen, durch die Änderungen des SchaltpunktesThese disadvantages and difficulties are intended to be overcome by the invention. It is therefore the object of the invention. measures by changing the switching point

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aufgrund von temperaturbedingten Druckänderungen im Gehäuseinnenraum der Schalteinrichtung auf möglichst einfache, raumsparende und kostengünstige Weise kompensiert v/erden können.due to temperature-related pressure changes in the interior of the switching device housing simple, space-saving and inexpensive way to be able to compensate.

Ausgehend von der eingangs beschriebenen Schalteinrichtung wird diese Aufgabe erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß als Element ein Thermobimetallglied vorgesehen ist, das sich mit einem Randteil auf einem ortsfesten Bauteil der Einrichtung abstützt und mit einem anderen Bauteil in Wirkverbindung mit dem Stößel steht.Based on the switching device described above this object is achieved according to the invention in that a thermal bimetallic element is provided as the element, which is supported with an edge part on a stationary component of the device and in operative connection with another component with the plunger.

Durch diese Maßnahme wird erreicht, daß der aufgrund einer bestimmten Temperaturänderung und damit Druckänderung im Gehäuseinnenraum auf die Membran vom'Gehäuseinnenraum her wirkenden Druck durch die temperaturänderungsabhängige Auslenkung des Thermobimetallgliedes und die dadurch auf den Stößel ausgeübte Kraft kompensiert wird. Es ist dabei unerheblich, ob der Stößel mit der Membran formschlüssig oder kraftschlüssig verbunden ist. Letzteres ist beispielsweise ■bei Druckschalteinrichtungen der Fall, bei denen sich der gegen die Kraft einer Feder verschiebbare Stößel in seiner Ruhelage mit einem Ende auf einer Druckplatte abstützt und mit einem in der Druckplatte verschieblich gelagerten Druckteller mit der Membran in Berührung steht. Im einen Fall, d.h. bei einer formschlüssigen Verbindung von Stößel und Membran, wird der Stößel zusammen mit der Membran durch das Thermobimetallglied in seine Ruhelage zurückbewegt, im anderen Fall, d.h. bei einer kraftschlüssigen Verbindung von Stößel und Membran, wird durch das Thermobimetallglied eine der Federkraft entgegengerichtete Kraft erzeugt, die die auf den Stößel wirkende Federkraft verringert, bzw. vergrößert und so die Druckänderung kompensiert.By this measure it is achieved that the due to a certain temperature change and thus pressure change inside the housing on the membrane from the housing interior pressure acting here due to the temperature change-dependent deflection of the thermal bimetallic element and the resulting on the force exerted on the ram is compensated. It is irrelevant whether the plunger has a positive fit with the membrane or is positively connected. The latter is for example ■ the case with pressure switchgear, in which the opposite the force of a spring displaceable plunger is supported in its rest position with one end on a pressure plate and with one in the pressure plate displaceably mounted pressure plate is in contact with the membrane. In one case, i.e. in a form-fitting connection of the plunger and membrane, the plunger and the membrane through the thermal bimetallic element is moved back into its rest position, in the other case, i.e. with a force-fit connection between the plunger and the diaphragm the thermal bimetallic element generates a force opposing the spring force, which creates the spring force acting on the plunger reduced or increased, thus compensating for the change in pressure.

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In einer bevorzugten Ausführungsform ist das Thermobimetallglied mit einem Randteil am Stößel befestigt, da dies im allgemeinen fertigungs- und montagetechnisch günstiger ist als eine mittelbare Verbindung von Thermobimetallglied und Stößel, wie sie beispielsweise bei einer Druckschalteinrichtung mit einem gegen die Kraft einer Feder beweglichen Stößel durch Befestigung des Thermobimetallgliedes an einem von dem Stößel durchsetzten Federaufnahmeteller realisiert werden kann.In a preferred embodiment, the thermobimetal member is attached with an edge part on the plunger, since this is generally more favorable in terms of production and assembly as an indirect connection between the thermal bimetallic element and the plunger, as is the case, for example, in a pressure switching device with a plunger that can be moved against the force of a spring by fastening the thermal bimetallic element a spring receiving plate penetrated by the plunger can be realized.

Des weiteren hat es sich als zweckmäßig erwiesen, das Thermobimetallglied mit seinem dem ortsfesten Bauteil benachbarten Randteil an diesem festzulegen. Dadurch besteht die Möglichkeit, in einfacher Weise sowohl auf temperaturbedingten Druckerhöhungen als auch Druckverringerungen im Gehäuseinnenraum beruhende Schaltpunktänderungen kompensieren zu können. Zwar ist es grundsätzlich möglich, eine solche Kompensation auch ohne Festlegung des Randteils zu erhalten, jedoch sind dann zusätzliche, auf das Thermobimetallglied wirkende Federelemente oder ein zweites Thermobimetallglied erforderlich.Furthermore, it has proven to be expedient to use the thermal bimetallic element to set with its edge part adjacent to the stationary component on this. This makes it possible to in a simple way both to temperature-related pressure increases and pressure decreases in the housing interior to be able to compensate based switching point changes. It is in principle possible to have such a compensation as well to be obtained without fixing the edge part, but then additional spring elements acting on the thermal bimetallic element are required or a second bimetal thermal link required.

In einer vorteilhaften Ausbildung der Schalteinrichtung ist ein Thermobimetallglied in Form eines Kreisrings vorgesehen. Der innere Randteil des kreisringförmigen Thermobimetallgliedes ist hierbei am Stößel befestigt, während d.er äußere Randteil an einem ortsfesten Bauteil der Einrichtung festgelegt ist. Wenn nicht allzu große von Gehäuseinnenraum auf die Membran wirkende Drücke kompensiert werden müssen, empfiehlt sich aus Kostengründen die Verwendung eines streifenförmigen Thermobimetallgliedes. ! In an advantageous embodiment of the switching device, a thermal bimetallic element is provided in the form of a circular ring. The inner edge part of the circular thermal bimetallic element is attached to the plunger, while the outer edge part is fixed to a stationary component of the device. If the pressures acting on the membrane from the interior of the housing do not have to be compensated for, the use of a strip-shaped thermal bimetallic element is recommended for reasons of cost. !

Die Erfindung sei anhand der Zeichnung, die in zum Teil schematischer Darstellung ein Ausführungsbeispiel enthält, näher erläutert.The invention is based on the drawing, which contains an exemplary embodiment in a partially schematic representation, explained in more detail.

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Das Gehäuse 1 der in einer teilgeschnittenen Seitenansicht dargestellten Schalteinrichtung besteht aus einem Gehäuseteil 2 mit einem Gewindestutzen 3 zur Befestigung an einem Druckmittelsystem, dessen Druck überwacht v/erden soll, und einem haubenartigeh Deckel 4, der dicht mit dem Gehäuseteil 3 verbunden ist. Der abgedichtete Gehäuseinnenraum 5 ist an seiner Unterseite durch eine gummielastische Membran 6, die über eine Bohrung 7 im Gewindestutzen 3 mit dem Druckmittel beaufschlagbar ist, begrenzt.The housing 1 of the switching device shown in a partially sectioned side view consists of a housing part 2 with a threaded connector 3 for attachment to a pressure medium system, the pressure of which is to be monitored / grounded, and a hood-like cover 4 which is tightly connected to the housing part 3. The sealed housing interior 5 is on its underside by a rubber elastic membrane 6, which via a hole 7 in the threaded connector 3 with the pressure medium can be acted upon, limited.

Die gummielastische Membran 6, die zwischen der Gehäuseschulter 8 und der Druckplatte 9 eingespannt ist, steht mit einem in einer zentralen Ausnehmung 10 der Druckplatte geführten Druckteller 11 in Wirkverbindung, der seinerseits auf einen Stößel 12 wirkt. Das dem Druckteller 11 benachbarte Ende des Stößels 12 ist in der Druckplattenausnehrnung 10 und das andere Ende in einer Buchse 13 geführt, die sich an einer Führungsplatte 14 befindet. Die Führungsplatte 14 besitzt ein Außengewinde 15, mit dem sie in ein in die Gehäuseinnenwand eingeschnittenes Gewinde 16 eingeschraubt ist. Auf der Führungsplatte 14 ist ein Mikroschalter 17 befestigt, dessen Schaltknopf 18 mit dem Stößelende in Berührung steht.The rubber-elastic membrane 6, which is clamped between the housing shoulder 8 and the pressure plate 9, is at a standstill with one in a central recess 10 of the pressure plate guided pressure plate 11 in operative connection, which in turn acts on a plunger 12. The one adjacent to the pressure plate 11 The end of the plunger 12 is guided in the Druckplattenausnehrnung 10 and the other end in a bush 13, which is attached a guide plate 14 is located. The guide plate 14 has an external thread 15 with which it is inserted into the inside wall of the housing incised thread 16 is screwed. On the guide plate 14, a microswitch 17 is attached, the Switch button 18 is in contact with the end of the plunger.

Der Stößel 12 ist im Bereich der Druckplatte 9 mit einem Bund 19 versehen, mit dem er sich auf der Druckplatte 9 abstützt. Oberhalb des Bundes 19 besitzt er des weiteren eine Schulter 20, auf der ein Aufnahmeteller 21 für die Druckfeder 22 ruht, die sich zwischen diesem und einem v/eiteren Teller 23, der sich auf der Führungsbuchse 13 abstützt, verspannt und den Stößel 12 mit einer bestimmten Kraft, die über die Führungsplatte 14 einstellbar ist, gegen die Druckplatte 9 preßt.In the area of the pressure plate 9, the plunger 12 is provided with a collar 19 with which it is positioned on the pressure plate 9 supports. Above the federal 19 he also has a shoulder 20 on which a receiving plate 21 for the Compression spring 22 rests between this and a further plate 23, which is supported on the guide bush 13, braced and the plunger 12 with a certain force that is adjustable via the guide plate 14 against the pressure plate 9 presses.

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Zwisehen der der Druckplatte 9 abgewandten Seite des Bundes 19 und einem in einer Nut des Stößels sitzenden Springrings 24 ist der eine Randteil einer kreisringförmigen Thermobimetallplatte 25 festgelegt. Der andere Randteil der Thermobimetallplatte 25 ist zwischen einem ringförmigen Ansatz 26 der Druckplatte 9 und einem Schraubring 27 eingeklemmt, der gleichzeitig zur Lagefixierung der Druckplatte 9 dient.Between the side facing away from the pressure plate 9 Collar 19 and a spring ring 24 seated in a groove in the plunger is one edge part of a circular ring Thermal bimetallic plate 25 set. The other edge part of the thermal bimetal plate 25 is between one annular extension 26 of the pressure plate 9 and a screw ring 27 clamped, which is also used to fix the position the pressure plate 9 is used.

Entsteht bei einer solchen Schalteinrichtung im Gehäuseinnenraum 5 durch eine Temperaturerhöhung ein erhöhter Druck, der auf den Druckteller 11 und die Membran 6 entgegen dem von dem Druckmittel auf die Membran 6 ausgeübten Druck wirkt, so würde sich der Schaltpunkt zu einem höheren Druckwert verschieben. Da jedoch in der Thermobimetallplatte 25 durch die Temperaturerhöhung Spannungen entstehen, die die Thermobimetallplatte 25 an ihrem dem Stößel 12 benachbarten Randteil nach oben zu drücken versuchen, wird ein Teil der auf den Stößel 12 v/irkenden Kraft der Feder 22 durch die Kraft der Thermobimetallplatte 25 kompensiert, ■so daß der durch den erhöhten Druck und durch die Feder 22 auf die Membran 6 ausgeübte Druck nahezu gleich dem Druck ist, der bei normaler Temperatur durch die Luft im Gehäuseinnenraum 5 und die Feder 22 auf die Membran 6 wirkt. Entsprechendes gilt umgekehrt bei einer Druckverminderung im Gehäuseinnenraum 5 durch eine Temperaturverringerung.In the case of such a switching device in the housing interior 5, an increase in temperature occurs due to an increase in temperature Pressure acting on the pressure plate 11 and the membrane 6 against If the pressure exerted by the pressure medium on the membrane 6 acts, the switching point would become a higher one Shift pressure value. However, since tensions arise in the thermal bimetal plate 25 due to the increase in temperature, which will try to push the thermal bimetallic plate 25 upwards on its edge part adjacent to the plunger 12 a part of the force of the spring 22 acting on the plunger 12 is compensated by the force of the thermal bimetallic plate 25, ■ so that the increased pressure and the spring 22 The pressure exerted on the membrane 6 is almost equal to the pressure that is exerted at normal temperature by the air in the interior of the housing 5 and the spring 22 acts on the membrane 6. The same applies vice versa in the event of a pressure reduction in the interior of the housing 5 by reducing the temperature.

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Claims (5)

Ansprüche.Expectations. 1.J Druckmittelbetätigte Schalteinrichtung mit einem Gehäuse mit einem abgedichteten Innenraum, der an einer Seite durch eine mit dem Druckmittel beaufschlagbare Membran begrenzt ist und der einen Schalter, der über einen mit der Membran in Wirkverbindung stehenden Stößel betätigbar ist, und ein temperaturempfindliches Element enthält, das zur Kompensation von sich auf den Schaltpunkt auswirkenden, temperaturbedingten Druckänderungen im Gehäuseinnenraum vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß als Element ein Thermobimetallglied (25) vorgesehen ist, das sich mit einem Randteil auf einem ortsfesten Bauteil (9,26) der Einrichtung abstützt und mit einem anderen Randteil in Wirkverbindung mit dem Stößel (12) steht.1.J Pressure medium-actuated switching device with a housing with a sealed interior which is delimited on one side by a membrane that can be acted upon by the pressure medium and which contains a switch, which can be actuated via a plunger that is operatively connected to the membrane, and a temperature-sensitive element, which is intended to compensate for temperature-related pressure changes in the housing interior which affect the switching point, characterized in that a thermal bimetallic element (25) is provided as an element, which is supported with an edge part on a stationary component (9,26) of the device and with another edge part is in operative connection with the plunger (12). 2./ Schalteinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Thermobimetallglied (25) mit einem Randteil am Stößel (12) befestigt ist.2. / Switching device according to claim 1, characterized in that the thermal bimetallic element (25) is fastened with an edge part on the plunger (12). 3./ Schalteinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Thermobimetallglied (25) mit seinem dem ortsfesten Bauteil (9,26) benachbarten Randteil an diesem festgelegt ist.3. / switching device according to claim 2, characterized in that the thermal bimetallic element (25) is fixed with its edge part adjacent to the stationary component (9, 26) on this. 4./ Schalteinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet durch ein kreisringförmiges Thermobimetallglied (25).4. / Switching device according to one of claims 1 to 3, characterized by an annular thermal bimetallic element (25). 5./ Schalteinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet durch ein streifenförmiges Thermobimetallglied. 5. / Switching device according to one of claims 1 to 3, characterized by a strip-shaped thermal bimetallic element. 50983A/0U950983A / 0U9 LeerseiteBlank page
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