DE3110699C2

DE3110699C2 - Druckmittelbetätigter Membranschalter

Info

Publication number: DE3110699C2
Application number: DE19813110699
Authority: DE
Inventors: Werner-Ernst 5980 Werdohl-Eveking Berginski
Original assignee: Leopold Kostal GmbH and Co KG
Current assignee: Leopold Kostal GmbH and Co KG
Priority date: 1981-03-19
Filing date: 1981-03-19
Publication date: 1983-01-27
Also published as: DE3110699A1

Description

8. Druckmittelbetätigter Membranschalter nach Anspruch 1 öder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die Wölbungshöhe der Sprungscheibe (6) über ein in dem ersten Bauteil (1) angeordnetes Verstellglied (8) einstellbar ist,

Die vorliegende Erfindung geht von einem druckmittelbetätigten Membranschalter aus. der mit einer vom Druckmittel beaufschlagbaren, in einem ersten Bauteil aus elektrisch leitendem Material befindlichen Druckmittelkammer und mit einer ein elektrisch leitendes Anschlußteil aufnehmenden, in einem zweiten Bauteil aus elektrisch isolierendem Material befindlichen Kontaktkammer versehen ist. vobei die beiden Kammern durch eine im Randbereich des Schalters infolge der Verbindung des ersten Bauteiles mit dem zweiten, über Anpreßmittel gehaltene, /ur Druckmittelkammer hin vorgewölbte Membran dichtend voneinander getrennt sind und wobei die Membran zur Kontaktierung bzw. Trennung des ersten Bauteiles mit bzw. von dem Anschlußteil herangezogen ist.

Derartige Schalter werden insbesondere in .Sicherheitsschaltungen eingesetzt, wobei sie eine Dberwachungsfunktion ausüben, d. h. es werden damit z. B. unter Öldruck stehende Einrichtungen ständig auf Druckabfall oder -anstieg hin überwacht.

Durch die DE-OS 28 32 559 ist ein druckmittelbetätigter Membranschalter der eingangs erwähnten Art bekanntgeworden. Ein solcher Schalter ist aber nachteilig dadurch, daß aufgrund der verwendeten Bauelemente und des gewählten Aufbaues die Schaltfunktion von einem ganz bestimmten Druck abhängig ist. Soll der Schalter seine Schahfunktion bei anderen Drücken ausüben, so müßten die verwendeten Bauelemente, z. B. für die Montage in der Massenproduktion, ausgewechselt werden, was bei einem solchen Schalter praktisch Unmöglich ist Des weiteren erfolgt die Kontaktierung bzw. Trennung im sogenannten Druck* mittelraum, was insbesondere bei Öl als Druckmittel die Funktion in Frage stellt, da Öl bekanntlich ein Isoliermittel ist. Ebenso verhält es sich bei Druckmitteln, die innerhalb kürzester Zeit an den Kontaktstellen eine

OxydsLnicht hervorrufen.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen druckmittelbetätigten Membranschalter zu schaffen, der sich gegenüber den bekannten Ausführungsformen durch eine größere Funktionssicherheit und eine an den Druck anpaßbare Schaltfunktion auszeichnet.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß in der Kontaktkammer über eine von der als einstellbare Sprs.igscheibe ausgebildeten Membran verstellbare, mit dem ersten Bauteil mit einem Ende kraftschlüssig verbundene, blattförmige Kontaktfeder die Koinaktierung bzw. Trennung an dem Anschlußteil mit dem anderen Ende erfolgt. Aufgrund einer derartigen Ausgestaltung des druckmittelbetätigten Membranschalters der eingangs erwähnten Art ist sichergestellt, daß die Kontaktierung bzw. Trennung ohne störende Einflüsse erfolgt, wobei insbesondere vorteilhaft ist, daß ein sprunghaftes, an verschiedene Drücke anpaßbares Schaltverhalten erzielt wird.

Weitere vorteilhafte Weiterbildungen des erfindungsgerrsäßen Gegenstandes sind in den Umeransprüchen angegeben.

Anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles sei der erfindungsgemäße Gegenstand naher erläutert, und zwar zeigt F i g. 1 den Gegenstand im Längsschnitt.

F i g. 2 dto- jedoch um 90^; gedreht.

Wie aus den Darstellungen hervorgeht, besteht der druckmittelbetätigte Membranschalter aus einem aus 3η zwei Bauteilen 1, 3 gebildeten Gehäuse, wobei das erste Bauteil 1 aus einem elektrisch leitfähigen Material, insbesondere einem Metall besteht und eine Druckmittelkammer 2 aufweist, die über das als Schraubanschlußstutzen ausgebildete Ende la des ersten Bauteiles I mit j-i einem Druckmittel, z. B. Öl, beaufschlagt wird. Das zweite Bauteil 3 besteht aus einem elektrisch isolierenden Material. 7. B. Kunststoff und weist eine Kontaktkammer 4 auf. wobei in derselben ein im wesentlichen sich geradlinig erstreckendes Anschlußteil 5 gehalten ist. und /war d. rart, daß es sich einerseits an Schultern 3a des zweiten Bauteiles 3 abstützt und andererseits mit einem aus seiner Ebene abgewinkelten Schenkel 5c einen Vorsprung 3i>des zweiten Bauteiles 3 hintergreift. Ein Ende 5b des Anschlußteiles 5 ist als Flachstecker ausgebildet, während das andere Ende 5a zur Kontaktierung bzw. Trennung herangezogen ist. was weiter unten noch näher erläutert wird. Zwischen der Druckmittelkammer 2 und der Kontaktkammer 4. und zwar zwischen dem ersten Bauteil 1 und dem zweiten Bauteil 3 liegt eine /un, Druckmittelraum 2 hin vorgewölbie Membran 6. wobei über eine am ersten Bauteil 1 vorl.andene, ringförmig verlaufende Erhebung ib. eine dichtende Trennung in dem Moment hervorgerufen wird, wenn der Rand Ic des ersten Bauteiles 1 umgebördelt wird und damit eine formschlüssige Verbindung der beiden Bauteile 1,3 hervorruft.

An die aus Metall hergestellte, als Sprungtellerfeder ausgebildete Membran 6, ist einstückig eine blattförmige Kontaktfeder 7 angeformt, und zwar so, daß sie im Kontaktraum 4 liegt. Das eine an der Sprungtellerfeder 6 angebundene Ende 7a ist über die ringförmige Erhebung Ab kfaftschlüssig und damit elektrisch leitend mit dem ersten Bauteil 1 Verbunden, während das andere Ende Tb unter Vorspannung an dem Ende 5a des Anschlußteiles 5 anliegt Die Vorspannung wird durch eine in die Kontaktfeder 7 eingeprägte Sicke Td erzielt, die im Bereich des Endes 7a der Kontaktfeder 7 vorgesehen ist und sich an dem zweiten Bauteil 3 derart abstützt, daß die über die ringförmige Erhobung \b auf das eine Ende 7a ausgeübte Kraft nach dem Hebelgesetz am anderen Ende Tb eine Richtungsumkehr erfährt.

Zwecks Betätigung der Kontaktfeder 7 ist die Sprungtellerfeder 6 mit einer zentral liegenden, etwa warzenförmig ausgebildeten, in den Kontaktraum 4 weisenden Erhebung 6a versehen, die einem zwischen den Enden 7a, Tb liegenden Bereich 7rder Kontaktfeder 7 zugeordnet ist. Wird nunmehr die Sprungtellerfeder 6 mit einem bestimmten Druck beaufschlagt, so ändert sich sprunghaft ihre Lage und hebt aufgrund des Auftreffens der warzenförmigen Erhebung 6a auf den Bereich 7c das Ende Tb der Kontaktfeder 7 von dem Ende 5a des Anschlußteiles 5 ab und unterbricht damit den Stromkreis.

Natürlich kann anstelle der Ausgestaltung des Schalters als Öffner auch eine solche vorgenommen werden, bei der der Schalter als Schll· "er funktioniert. ¹Jm den Schalter für verschiedene Drück- verwenden zu können, ist in das erste Bauteil 1 ein rohrförmiges Verstellglied 8 eingeschraubt, das mit einem Ende 8a an der Sprungtellerfeder 6 derart anliegt, daß es konzentrisch zurr« Mittelpunkt derselben angreift. Durch eine am anderen Ende 8b vorzunehmende Manipulation kann die Wölbungshöhe der Sprungtellerfeder 6 bis etwa in dem Bereich ihres Kulminationspunktes verändert werden, so daß ein ganz feinfühliges Arbeiten des Schalters erzielbar ist.

In hydraulischen Anlagen lassen sich oftmals Druckspitzen nicht vermeiden. Diese würden bei darin verwendeten Schaltorganen zu Schaltfunktionen führen, die nicht erwünscht sind. Aus diesem Grunde kann der erfindungsgemäße Gegenstand mit sogenannten Drosselungsmitteln versehen werden, d.h. Mitteln, durch die bewirkt wird, daß das Medium nur mit größerem Druck hindurchbewegt werden kann. Dieser physikalische Effekt wirkt also beruhigend auf die Schaltorgane.

Urr- diesen Zweck zu erfüllen, kann das für die Druckmittelzufuhr vorgesehene rohrförmige Verstellglied 8 einen geeigneten, d. h. kleinen Innendurchmesser bei entsprechend gewählter Länge oder an nur einer Stelle eine stark reduzierte lichte Weile (Blende) aufweisen.

Durch die Berührung zwischen dem rohrförmigen Verstellglied 8 mit der Sprungscheibe 6 wird ein in sich geschlossener, die aktive Fläche der Sprungscheibe 6 umfassender Kreis gebildet, der kleiner ist als der die gesamte Fläche der Sprungscheibe 6 umfassende Kreis. Durch diese Aufteilung, der mit Druck beaufschlagbaren Fläche i.*t es möglich, den Abbau von Druckspitzen im Sinne der auf die Flächenanteile einwirkenden Kraft zu bewirken. Wenn z. B. 'iie Druckspitzen nicht ir der Lage sind, durch Beaufschlagung der »kleinen aktiven Fläche« die Membrane 6 zu lüften, dann erfolgt kein Schaltsignal. Erst ein ständig anstehender, die Spannkraft der Membran· 6 überwindender Mindestdruck bewirkt ein Abheben der Membran 6 von dem rohrförmigen Verstellglied 8, wodurch dann die gesamte Fläche der Membrane 6 beaufschlagt wirdj Durch die dann vorhandene »große aktive Fläche« wird das Schältverhaiteh im Sinne eines feinfühligen Arbeilens verändert.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Druckmittelbetätigter Memhranschalur mit einer vom Druckmittel beaufschlagbaren, in einem ersten Bauteil aus elektrisch leitendem Material befindlichen Drucirniuelkammer und mit einer ein elektrisch leitendes Anschlußteil aufnehmenden, in einem zweiten Bauteil aus elektrisch isolierendem Material befindlichen Kontaktkammer, wobei die beiden Kammern durch eine im Randbereich des Schalters infolge der Verbindung des ersten Bauteiles mit dem zweiten über Anpreßmittel gehaltene, zur Druckmittelkammer hin vorgewölbte Membran dichtend voneinander getrennt sind und wobei die Membran zur Kontaktierung bzw. is Trennung des ersten Bauteiles mit bzw. von dem Anschlußteil herangezogen ist, dadurch gekennzeichnet, daß in der Kontaktkammer (4) über eine von der als einstellbare Sprungscheibe ausgebildeten Membran (6) verstellbare, mit dem ersten BaU₁VI (1) mit einem Ende (7 a) kraftschlüssig verbundene, blattförmige Kontaktfeder (7) die Kontaktierung bzw. Trennung an dem Anschlußteil

(5) mit dem anderen Ende (7ö^erfolgt.

2. Druckmittelbetätigter Membranschalter nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß für die Verstellung der Kontaktfeder (7) die einstellbare Sprungscheibe (6j mit einer zentral liegenden, in den Kontaktraum (4) weisenden, warzenförmigen Erhebung (da) versehen ist, die einem zwischen den jo beiden Enden (7a, 7b) liegenden Bereich (7c) der Kontaktfeder (7) zugeordnet ist.

3. Druckmittelbetätigter Membranschalter nach Anspruch 1 uder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die einstellbare Sprungscheiue (6) aus Metall besteht und daß die Kontaktfeder (7) einstückig an die Sprungscheibe (6) angeformt ist.

4. Druckmittelbetätigter Membranschalter nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die einstellbare Sprungscheibe ίο

(6) aus Kunststoff besteht.

5. Druckmittelbetätigter Membranschalter nach Anspruch 4. dadurch gekennzeichnet, daß die einstellbare Sprungscheibe (6) aus einem elektrisch leitfähigen Kunststoff besteht.

6. Druckmittelbetätigter Membranschalter nach Anspruch I oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet. d;iß die Kontaktfeder (7) im Bereich des mit dem ersten Bauteil (1) verbundenen Endes (7a,; mit einer Sicke (7d) versehen ist. die sich an dem zweiten Bauteil (3) derart abstützt, daß das andere Ende (7b) unter Vorspannung an dem Anschlußteil (5) anliegt.

7. Druckmittelbetätigter Membranschalter nach Anspruch 6. dadurch gekennzeichnet, daß ein Ende (5b) des sich im wesentlichen geradlinig erstreckenden Anschlußteiles (5) als Flachstecker ausgebildet ist. daß das Anschlußteil (5) einen aus seiner Ebene abgewinkelten Schenkel (5a) aufweist, der einen in der Kontaktkammer (4) liegenden Vorsprung (Zb) des /weiten Bauteiles (3) hintergreift und daß das Anschlußteil (5) sich an Schultern (3a) des zweiten BII()b

9. Druckmitielbetätigter Membranschalter nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Versteilglied (8) als ein gleichzeitig der Druckmittelzufuhr dienendes, in dem ersten Bauteil (1) schraubbar gehaltenes Rohrteil ausgebildet ist.

10. Druckmittelbetätigter Membranschalter nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die lichte Weite (Innendurchmesser) des rohrförmigen Verstellgliedes (8) zwecks Dämpfung im Sinne der Strömungslehre entweder über ihre gesamlj axiale Längserstreckung entsprechend gewählt oder in einem Teilbereich der axialen Längserstreckung verringert ist.

11. Druckmittelbetätigter Membranschalter nach einem der Ansprüche 1 —9, dadurch gekennzeichnet, daß durch die Berührung zwischen dem rohrförmigen Verstellglied (8) mit der Sprungscheibe (6) ein in sich geschlossener, eine aktive Fläche der Sprungscheibe (6) bildender Kreis geschaffen ist, der kleiner ist, als der die gesamte Fläche der Sprungscheibe (6) bildende Kreis.

12. Druckmittelbetätigter Membranschalter nach einem der Ansprüche 1 — 11, dadurch gekennzeichnet, daß das rohrförmige Verstellglied (8) aus elastischem Material besteht und seine Berührungszone mit der Sprungscheibe (6) derart gestaltet ist, daß eine im Sinne der Dichtlippenwirkung eigenständig abdichten. Ie Funktion gewährleistet ist.