DE1297180B - Gas- und fluessigkeitsdichte Dicht-Membranen fuer elektrische Stoessel-Schalter - Google Patents

Description

• Die Erfindung betrifft eine Dicht-Membrane für elektrische Stößelschalter, insbesondere Endschalter, bei denen ein axial verschiebbarer Stößel gegen den Schaltstift einer elektrischen Schalteinheit gedrückt wird. Die Dicht-Membrane ist zwischen dem verschiebbaren Stößel des Schalters und dem Schaltstift der elektrischen Schalteinheit angeordnet. Sie übernimmt die Aufgabe, die im topfartigen Schaltergehäuse eingebaute elektrische Schalteinheit vor der Einwirkung aggressiver Gase oder Flüssigkeiten, insbesondere Öle und Wasser, zu schützen. Sie wird zwischen den Flanschen des topfartigen Schaltergehäuses eingespannt. Der frei hängende bewegliche Mittelteil der Dicht-Membrane befindet sich in einer kreisförmigen Öffnung eines flanschartigen Metallträgers oder in einer am Flansch dafür vorgesehenen öffnung.
• Es ist bekannt, Stößelschalter in einem Gehäuse einzubauen und das topfartige Gehäuse zur Aufnahme der elektrischen Schalteinheit oben durch eine Membrane zu verschließen. Eine oder mehrere Membranen werden dabei zwischen Flanschen im Schaltergehäuse eingebaut. Die Membrane ist mit einem stößelförmigen mittleren Druckstück aus Metall oder Gummi versehen, mittels dem der Stößeldruck auf den Schaltstift der elektrischen Schalteinheit übertragen wird. Bei derartigen Schaltern wird die flächige Gummi-Membrane meist auf Dehnung beansprucht, so daß im Dauerbetrieb rasch Membranenausfälle durch Bruch der Membranenfläche eintreten und die aggressiven Medien die elektrische Schalteinheit unbrauchbar machen. Bei kleinen Betätigungskräften der elektrischen Schalteinheiten entstehen Schaltungenauigkeiten durch die auf Dehnung beanspruchte Membrane, die einen erhöhten Kraftaufwand für die Eigenverformung erfordert. Nach einer Anzahl Schaltungen verändern sich die Verformkräfte des Membranen-Materials, es entstehen andere Schaltmerkmale.
• Es sind weiterhin Abdichtanordnungen mit Membranen bekanntgeworden, bei denen geformte Gummi-Membranen in den Flanschdeckel fest eingeformt werden. Diese Membranen erhalten meist eine Sicke, die die Beweglichkeit des Membranenmittelteiles erlaubt, ohne den hohen Kraftaufwand einer Materialdehnung zu fordern. Die solchen Membranen innewohnenden Federkräfte sind gering, weil die Wandstärke gering gehalten ist.
• Zum Schutz gegen frühzeitige Abnutzung und zum Schutz gegen die Stößelwirkung erhalten solche Membranen in ihrem Mittelteil Verstärkungen aus Gummi. Die Membranen werden durch Vulkanisation oder Kleben mit einem Flanschdeckel fest verbunden und erhalten damit eine feste Verankerung in den kreisförmigen Öffnungen des Flansches.
• Eine über die Flanschfläche gehende Gummischicht dient gleichzeitig zur Abdichtung der Flansche. Diese Anordnung wird bei einfachen Stößelschaltern und bei Schaltern mit mehreren Schalterstößeln verwendet. Der besondere Vorteil liegt darin, daß beachtliche Montageerleichterungen beim Zusammenbau von Schaltergruppen entstehen.
• Die beschriebene Art der geformten Dicht-Membrane hat den Nachteil, daß auf Grund der geringen Strukturfestigkeit des vulkanisierten Gummi-Materials mit geringer Stärke leicht eine Zerstörung durch Späne oder andere feste Teile, die in den Schalterraum gelangen, stattfinden kann. Bei Einwirkung aggressiver Öle quellen die Membranen und vergrößern dabei ihr Materialvolumen. Die Anfälligkeit gegenüber mechanischer Zerstörung wird dadurch größer. Die zu wählende Dicke der Membranenfläche, die notwendig ist, um den mechanischen Belastungen standzuhalten, führt außerdem dazu, daß bei Einwirkung tiefer Temperaturen eine Versteifung des Materials eintritt, die die Wirksamkeit des Schalters beträchtlich herabsetzt.
• Dicht-Membranen werden zur Vermeidung der geschilderten Nachteile vorzugsweise aus beschichtetem Gewebe hergestellt, wobei erfindungsgemäß die Membrane nach Herstellen der beschichteten Gewebebahn mit Prägevertiefungen versehen ist, die eine dehnungsfreie Stößelbewegung des Membranenmittelteils zulassen. Die verwendeten, geprägten, beschichteten Gewebe haben den Vorteil, daß sie in geringerer Stärke, als die aus Gummi geformten Membranen verwendet werden können. Die geringe Dicke gewährleistet größte Flexibilität des Materials und schaltet Rückfederungskräfte im Material selbst aus. Die Einprägungen fördern die Flexibilität des Materials ohne Federkräfte hervorzubringen. Eine Versteifung durch Kälteeinwirkung tritt erst bei sehr tiefen Kältetemperaturen ein. Der Widerstand gegen mechanische Beschädigung ist bei den aus Stoffbahnen hergestellten Membranen geringer, weil die Strukturfestigkeit des Materials groß ist. Beim Quellen des Gummi-Materials kann durch die Gewebeeinlage eine Durchmesservergrößerung der Membrane nicht eintreten. Die Membrane bringt bei der Quellung des Beschichtungsmaterials nur eine geringe Dickenvergrößerung, die keinen Nachteil im Schalter selbst ergibt.
• In der Zeichnung sind Beispiele für die erfindungsgemäße Dicht-Membrane dargestellt. In F i g.1 ist gezeigt, wie eine Mehrfach-Dicht-Membrane, aus einer Stoffbahn hergestellt, geprägt worden ist. Die Stoffbahn selbst besteht aus einem mittig liegenden Gewebe, das beidseitig durch eine Gummiauflage abgedichtet ist. Nach der Herstellung der Stoffbahn werden die Membranen in Streifen mit mehreren Prägungen geprägt. F i g. 1 zeigt eine solche Mehrfach-Dicht-Membrane für einen Mehrfach-Schalter mit kreisförmigen Prägevertiefungen 1, 2, 3, 4, 5, die jeweils als Einzel-Membranen verwendet werden. Für Einzelschalter werden die Membranen getrennt, für Mehrfachschalter bleibt der Streifen erhalten. Der verbleibende Rand 6 dient als Flanschdichtrand beim Einspannen der Membrane und dient gleichzeitig als Flanschdichtung. Durch Verkleben der Dicht-Membrane mit einem Flanschteil können zusätzliche Montagevereinfachungen erreicht werden.
• In F i g. 2 ist die prinzipielle Anordnung des Stößelschalters mit Membrane im Schnitt dargestellt. Im napfartigen Gehäuse 7 befindet sich die elektrische Schalteinheit B.
• Die mit der kreisförmigen Prägevertiefung 10 versehene Membrane 9 trennt die Räume der Betätigungsorgane gas- und flüssigkeitsdicht. Im unteren Raum befindet sich der Schaltstift 11 der elektrischen Schalteinheit B. Er berührt die Membrane und erhält über sie Berührung zum Betätigungsstößel 12 des Schalters.
• In F i g. 3 sind einzelne Prägeformen für die Dicht-Membranen dargestellt. So eignet sich die einfache Prägung 13 für kleine Stößelwege, während die tiefere Prägung 14 für große oder einseitige Schalt- Wege verwendbar ist. Die Prägeform kann kreisförmig 15, quadratisch 16 oder oval 17 sein.

Claims (4)

1. Patentansprüche: 1. Gas- und feuchtigkeitsdichte, aus einem gummi- oder kunststoffbeschichtetem Gewebe bestehende Dicht-Membrane für elektrische Stößelschalter, die zwischen dem Schaltstößel und dem Schaltstift der elektrischen Schalteinheit angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Dicht-Membrane nach der Herstellung der beschichteten Gewebebahn mit Prägevertiefungen versehen ist.
2. 2. Dicht-Membrane nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß das beschichtete Gewebe mit einem Flanschteil durch Vulkanisation oder durch Verklebung fest verbunden ist.
3. 3. Dicht-Membrane nach Anspruch 1 und 2 dadurch gekennzeichnet, daß die Einprägung im beschichteten Gewebe kreisförmige Gestalt hat oder im Querschnitt ein Kugelabschnitt darstellt oder kegelstumpfähnlich ist.
4. 4. Dicht-Membrane nach Anspruch 1 bis 3 dadurch gekennzeichnet, daß Membranen für Mehrfachschalter aus einem Stück bestehen und eine entsprechende Anzahl Prägevertiefungen aufweisen.