DE3006678A1

DE3006678A1 - Druckabhaengiges material und damit aufgebauter kontaktsignalgeber

Info

Publication number: DE3006678A1
Application number: DE19803006678
Authority: DE
Inventors: Heinz-Dieter 4501 Wallenhorst Paals
Original assignee: G Kromschroeder AG
Current assignee: Elster Kromschroeder GmbH
Priority date: 1980-02-22
Filing date: 1980-02-22
Publication date: 1981-08-27

Description

Druckabhängiges Material und damit aufgebauter
Kontaktsignalgeber Gegenstand der Erfindung ist ein elastisch zusammendrückbares Material, daß beim Zusammendrücken seine elektrische Leitfähigkeit verändert, bestehend aus einen Schwamm, in welchen elektrisch leitende Partikel so eingebettet sind, daß mit zunehmendem Zusammendrücken des Materials durch Kontakte zwischen den Partikeln zunehmend mehr Strompfade durch das Material hindurch gebildet werden.
Die Erfindung betrifft weiterllin einen Kontaktsignalgeber zur Erzeugung eines Kontaktsignals bei Anlage eines Teils an einem anderen unter Verwendung eines Materials der vorerwähnten Art. Ein solcher Kontaktsignalgeber ist d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß (a) an dem einen Teil ein erstes und ein zweites elektrisch leitendes Kentaktstüe mit einem Zwisch@@@m dazeischen angelb@acht ist, (b) an diesem einen Teil ein Körper aus dem besagten Material angebracht ist, welcher sich über die Kontaktstücke und den Zwischenraum erstreckt, (c) dieser Körper bei Kontakt der Teile zusammengedrückt wird und (d) eine Signalgeberschaltung vorgesehen ist, die mit den Kontaktstücken verbunden ist und auf Änderungen des elektrischen Widerstands zwischen diesen anspricht.
Vorteilhafte Ausgestaltungen und Anwendungen eines solchen Kontaktsignalgebers sind Gegenstand der Unteransprüche 3 bis 5.
Die Erfindung ist nachstehend an einigen Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die zugehörigen Zeichnungen näher erläutert: Fig. 1 zeigt schematisch einen Schnitt durch ein erfindungsgemäßes Material im entspannten Zustand.
Fig. 2 zeigt einen Schnitt durch das Material im teilweise zusammengedrückten Zustand.
Fig. 3 zeigt einen unter Verwendung des Materials aufgebauten Kontaktsignalgeber, der ein Dichtheitssignal bei.
dichtem Schließen eines Tellerventils liefert.
Fig. 4 zeigt einen unter Verwendung des Materials aufgebauten Kontaktsignalgeber, der das Erreichen der Offenstellung eines Ventils signalisiert und beispielsweise einen Stellantrieb abschaltet.
Fig. 5 zeigt eine Abwandlung der Ausführung von Fig. 4.
In Fig. 1 ist schematisch ein Schwamm, beispielsweise aus Kunststoff im Schnitt dargestellt. Der Schwamm enthält eine Vielzahl von Lufträumen, deren Wandungen 12 aus einem gummielastischen Material, beispielsweise einem gummielastischen Kunststoff bestehen. In dieses gummielastische Material sind elektrisch leitende Partikel 14 eingebettet, die teilweise auch in die Lufträume 10 hineinragen. Im entspannten Zustand, wie er in Fig. 1 dargestellt ist, sind die Partikel weitgehend voneinander getrennt und durch den nichtleitenden Kunststoff sowie die Lufträume 10 gegeneinander isoliert. Das Material hat in diesem Zustand eine sehr geringe Leitfähigkeit.
Wenn das Material, wie in Fig. 2 dargestellt, zusammengedrückt wird, so berühren sich in zunehmendem Maße die Partikel 14, so daß in Längs- und Querrichtung durchgehende Strompfade, z.B. 16 oder 18 gebildet werden. Je stärker das Material zusammengedrückt wird, desto mehr solcher durchgehender Strompfade bilden sich aus, so daß die Leitfähigkeit des Materials beim Zusammendrücken stark ansteigt.
Ein Material dieser Art ist vielfach anwendbar. Eine bevorzugte Anwendung findet solches Material bei einem Kontaktsignalgeber, der ein Kontaktsignal bei Anlage eines Teils an einem anderen liefern soll.
Eine Anwendung eines solchen Kontaktsignalgebers ist in Fig. 3 dargestellt. Dabei soll ein Dichtheitssignal bei dichtem Schließen eines Tellerventils erzeugt werden. Dabei ist wesentlich, daß das Dichtheitssignal nur erzeugt wird, wenn tatsächlich der Ventilteller gleichmäßig auf dem Ventilsitz aufsitzt und nicht beispielsweise die Schließbewegung durch einen zwischen Ventilsitz und Ventilteller eingeklemmten Fremdkörper begrenzt wird.
Bei der Ausführungsform nach Fig. 3 ist an einem Teil, nämlich einem Ventilteller 20 ein erstes und ein zweites elektrisch leitendes Kontaktstück angebracht.
Das erste Kontaktstück wird von einer Ventilsitzseitig an dem Ventilteller 20 angebrachten zentralen Kontaktplatte 22 und das zweite Kontaktstück von einem diese konzentrisch mit einem Zwischenraum 24 umgebenden Kontaktring 26 gebildet. An diesem Ventilsitz 20 ist ein Körper aus dem in Fig. 1 und 2 dargestellten Material angebracht, welcher sich über die Kontaktstücke und den Zwischenraum 24 erstreckt. Dieser Körper ist eine Scheibe 28 (ggfs. auch eine Ringscheibe), welche ventilsitzseitig von der Kontaktplatte 22 und dem Kontaktring 26 an dem Ventilteller angebracht ist.
Der andere Teil ist ein Ventilsitz 30, der bei geschlossenem Ventil im Bereich des Zwischenraums 24 an der Scheibe 28 anliegt. Bei Kontakt der leiden Teile, nämlich des Ventiltellers 20 und des Ventilsitzes 30 wird die Scheibe 28 zusammengedrückt und verändert dabei ihre Leitfähigkeit. Es ist eine Signalgeberschaltung 32 vorgesehen, die über Leitungen 34,36 mit den Kontaktstücken, nämlich der Kontaktscheibe 22 und dem Kontaktring 26 verbunden ist und auf Änderungen des elektrischen Widerstands zwischen diesen anspricht. Eine solche Signalgeberschaltung ist ansich bekannt und daher hier nicht im einzelnen beschrieben.
Der Ventilteller 20, der an einem Ventilstößel 38 sitzt und von einer Schließfeder 40 belastet ist, ist aus elektrisch nicht leitendem Material hergestellt. Die zuntral Fontaktplatte 22 sitzt in einer Verti@fung das Ventilteilers 20, und der Fentaktnung 20 ist in @ine@ Auschnung längs des Randes des Venti@@@@@@@ angeordnet, so daß zwischen Kontaktplatte 22 und Kontaktring 26 ein elektrisch nicht leitender Steg 42 gebildet wird. Die Scheibe 28 wird zwischen diesem Steg 42 und dem Ventilsitz 30 gleichmäßig zusammengedrückt.
Der beschriebene Rontaktsignalgeber kontrolliert nicht nur, ob die Schließbewegung des Ventiltellers einen Widerstand findet, was z.B. bei Vorhandensein eines Fremdkörpers zwischen Ventilsitz und Ventilteller auch bei nicht sauber geschlossenem Ventil der Fall wäre, sondern er kontrolliert, ob der Ventilteller 20 mit der Scheibe 28 gleichmäßig längs des ganzen Umfangs auf dem Ventilsitz 30 auf sitzt. Bei nur einseitigem Aufsitzen würde die Scheibe 28 nur punktuell zusammengedrückt, so daß die zum Ansprechen der Signalgeberschaltung erforderliche Gesamtleitfähigkeit nicht erreicht würde. Ein einseitiges Zusammendrücken der Scheibe 28 mit noch so großer Kraft beeinflußt die Form der Scheibe auf den übrigen Teilen des Umfangs praktisch gar nicht, wenn sie nicht auch auf der gegenüberliegenden Seite auf dem Ventilsitz 30 aufsitzt.
Die Scheibe 28 aus schwammartigem Material kann gleichzeitig als Dlchtscheibe des Ventilsitzes 20 dienen, die bei richtigem Aufsitzen eine saubere Abdichtung des Ventils gewährleistet.
Fig. 4 zeigt eine andere Anwendung eines Kontaktsignalgebers, der mit dem Material nach Fig. 1 und 2 aufgebaut ist.
Bei der Ausführungsform nach Fig. 4 ist ein Ventilteller 44 vorgesehen, der mit einem Ventilsitz 46 zusammenwirkt und von einem (nicht dargestellten) Stellantrieb über einen Ventilstößel 48 aufdrückbar ist.
Der Ventilteller 44 ist von einer Druckfeder 50 belastet, die an einem Gehäuse 52 abgesetzt ist. Die öffnungsbewegung des Ventiltellers nach unten in Fg. 4 wird durch einen einstellbaren Anschlag 54 begrenzt.
Der Anschlag 54 ist in einem Gewinde 56 axial verstellbar geführt, das in einem vom Gehäuse 52.nach innen ragenden hülsenartigen Vorsprung 58 vorgesehen ist. Eine Verschlußschraube 60, die ebenfalls in das Gewinde 56 eingeschraubt ist, schließt das Inner£: des hülsenartigen Vorsprungs 58 nach außen hin ab.
An dem Ventilsitz 44 ist ein zyIndiscrer Ansatz 64 vorgesehen, der in dem hülsenartigen Ansatz 58 axial verschiebbar gef1hrt ist. * Ende des Ansatzes 64 sitzt ein Kontaktsignalgeber 66, der bei dem gewünschten vollen öffnungshub des Ventiltellers 44 an dem Anschlag 54 zur Anlage kommt. Das erhaltene Kontaktsignal kann benutzt werden, um den Stellantrieb abzuschalten.
Die Schließstellung des Ventiltellers 44 ist ebenfalls von einem Kontaktsignalgeber 68 überwacht, der die Dichtigkeit des Ventils in der Schließstellung kontrolliert.
Der Kontaktsignalgeber 66 bei der Ausführung nach Fig. 4 enthält zwei gegeneinander isolierte, halbringförmige Kontaktstücke 70,72,die durch einen isolierenden Steg 74, der einen Zwischenraum bildet, voneinander getrennt sind. Über die Kontaktstücke 70,72 und den Steg oder Zwischenraum 74 erstreckt sich eine Scheibe 76 aus einem schaumartigen Material der eingangs unter Bezugnahme auf Fig. 1 und 2 beschriebenen Art.
In ähnlicher Weise enthält der Kontaktsignalgeber 68 zwei Kontaktstücke 78,80 in Form zweier konzentrischer Kontaktringe, die durch einen Zwischenraum 82 voneinander getrennt sind. Der Zwischenraum 82 ist dabei von einem ringförmigen Steg des Ventiltellers 44 oder eines in den Ventilteller 44 eingesetzten rlngförmigen Isolierstoffkörpers 84 gebildet. Ventilsitzseitig ist eine Ringscheibe 86 an dem Ventilteller 44 angebracht, die sich über die Kontaktringe 78 und 80 und aen Zwischenraum 62 erstreckt. Die beiden kontaktringe 78 und 80 sind mit einer Signalgeberschattung 88 verbunden, welche bei dichter Anlage des Ventiltellers 44 an dem Ventilsitz 46 die Dichtheit des Ventils signalisiert.
Die Wirkungsweise dieses Kontaktsignalgebers ist ähnlich wie die des Kontaktsignalgebers nach. Fig 3.
Die Ausführungsform nach Fig. 5 ist sehr ähnlich der Ausführungsform nach Fig. 4, und entsprechende Teile sind mit dem gleichen Bezagozeichen versehen wie dort. Im Gegensatz zu der Ausführungsform nach Fig. 4 ist bei der Ausführungsform nach Fig. 5 der Kontaktsignalgeber 66 nicht an dem Ansatz 64, sondern an dm Anschlag 5d angebracht.
Der übrige Aufbau ist der gleiche wie bei der Ausführung nach Fig. 5 und daher nicht mehr im einzelnen beschrieben.

Claims

Patentansprüche iffi Elastisch zusammendrückbares Material, das beim Zusammendrücken seine elektrische Leitfähigkeit verändert, bestehend aus einem Schwamm, in welchen elektrisch leitende Partikel (14) so eingebettet sind, daß mit zunehmendem Zusammendrücken des Materials durch Kontakte zwischen den Partikeln (14) zunehmend mehr Strompfade (16,18) durch das Material hindurch gebildet werden.
2. Kontaktgeber zur Erzeugung eines Kontaktsignals bei Anlage eines Teils an einem anderen unter Verwendung eines Materials nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß (a) an dem einen Teil (20) ein erstes und ein zweites elektrisch leitendes Kontaktstück (23,26) mit einem Zwischenraum (24) dazwischen angebracht ist, (b) an diesem einen Teil (20) ein Körper (28) aus dem besagten Material angebracht ist, welcher sich über die Kontaktstücke (22,26) und den Zwischenraum (24) erstreckt, (c) dieser Körper (28) bei Kontakt der Teile (20,30) zusammengedrückt wird und (d) eine Signalgeberschaltung (32) vorgesehen ist, die mit den Kontaktstücken (22,26) verbunden ist und auf Änderungen des elektrischen Widerstands zwischen diesen anspricht.
3. Kontaktsignalgeber nach Anspruch 2 zur Erzeugung eines Dichtheitssignals bei dichtem Schließen eines Tellerventils, dadurch gekennzeichnet, daß (a) der eine Teil ein Ventilteller (20) ist und das erste Kontaktstück von einer Ventilsitzseitig an dem Ventilteller angebrachten zentralen Kontaktplatte (22) und das zweite Kontaktstück von einem diese konzentrisch, mit dem Zwischenraum umgebenden Kontaktring (26) gebildet wird, (b) der Körper aus dem besagten Material eine Scheibe (28) oder Ringscheibe (86) ist, welche ventilsitzseitig von der Kontaktplatte (22) und dem Kontaktring (26) an dem Ventilteller (20) angebracht ist, und (c) der andere Teil ein Ventilsitz (30) ist, der bei geschlossenem Ventil im Bereich des Zwischenraums (24) an der Scheibe (28) oder Ringscheibe (86) anliegt.
4. Kontaktsignalgeber nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß (a) der die Kontaktstücke und den Körper tragende eine Teil ein Ventilteller (44) ist, der von einem Stellantrieb in Offenstellung verfahrbar ist, (b) der andere Teil ein Anschlag (54) ist, der den öffnungshub des Ventiltellers (44) begrenzt und (c) der Stellantrieb durch die Signalgeberschaltung (88) abschaltbar ist (Fig. 4).
5. Kontaktsignalgeber nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß (a) der besagte andere Teil ein Ventilteller (44) ist, der von einem Stellantrieb in Offenstellung verfahrbar ist, (b) der die Kontaktstücke (70,72) und den Körper (76) tragende eine Teil ein Anschlag (54) ist, der den öffnungshub des Ventiltellers (44) begrenzt, und (c) der Stellantrieb durch die Signalgeberschaltung abschaltbar ist (Fig. 5).