DE816570C - Durch AEnderungen im Druck von Stroemungsmitteln betaetigte elektrische Schaltvorrichtung - Google Patents

Description

(WiGBL S. 175)

AUSGEGEBEN AM 11. OKTOBER 1951

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ist als Erfinder genannt worden

Die Erfindung bezieht sich auf elektrische Schaltvorrichtungen zur Betätigung durch Änderungen im Druck von Strömungsmitteln und findet insbesondere vorteilhafte Anwendung bei Schaltvorrichtungen, die pneumatisch durch Fahrzeuge betätigt werden, die über ein in der Straßenoberfläche angeordnetes Laufflächenglied fahren. Derartige Anordnungen sind schon bekannt und werden in weitem Umfang als Fahrzeuganzeigevorrichtungen zum Gebrauch in fahrzeugbetätigten Verkehrssteuerungsanlagen benutzt.

Wie üblich bei derartigen Anordnungen, weist das Laufflächenglied, das aus Gummi oder einem ähnlichen nachgiebigen Material zusammengesetzt ist, einen Hohlraum auf, dessen Rauminhalt verändert

wird, wenn das Fahrzeug über die Anzeigevorrichtung fährt, so daß ein momentaner Druckanstieg erzeugt wird, der die Schaltvorrichtung betätigt. Derartige Fahrzeuganzeigevorrichtungen sind gezwungen, sehr harten Arbeitsbedingungen gerecht zu werden, da sie kräftig genug sein müssen, um einem Schaden durch schwere Fahrzeuge zu widerstehen, die mit hoher Geschwindigkeit über sie wegfahren, während sie noch genügend empfindlich sein müssen, um eine einwandfreie Arbeitsweise zu erzeugen, wenn ein leichtes Fahrzeug, z. B. ein Fahrrad, über sie wegfährt. Außerdem erfordern sie sorgfältigen Schutz, um sicherzustellen, daß ihr Wirkungsgrad nicht durch extreme Temperaturen oder die Wirkungen von Flüssigkeit und Ansammlungen

von Fremdstoffen auf der Straße beeinträchtigt wird. Der allgemeine Zweck der Erfindung besteht in der Schaffung einer Schaltvorrichtung, die diesen Anforderungen befriedigender gerecht wird als die bisher bekannten Schaltvorrichtungen, und die außerdem billig in der Herstellung, bequem in der Wartung und verläßlich hinsichtlich der Betriebsweise ist.

Erfindungsgemäß ist eine mit einem etwa senkrecht nach unten abgebogenen Rand versehene Membran bei einer elektrischen Schaltvorrichtung, die zur Betätigung durch Änderungen in dem Druck von Strömungsmitteln geeignet ist, auf dem Ende eines mit einer Drucksteuerkammer in Verbindung stehenden Rohrstutzens von kreisförmigem Querschnitt gelagert und, diesen abdeckend, derart angeordnet, daß sie in sich durch eine Erhöhung des Druckes des Strömungsmittels im Inneren der Kammer bewegt wird und dadurch elektrische Kon-

ao takte betätigt.

Die Erfindung wird besser verstanden werden an Hand der folgenden Beschreibung eines Verfahrens zu ihrer Ausführung, wobei Bezug genommen wird auf die Zeichnungen mit den Fig. 1 bis 4.

Fig. ι zeigt eine Ansicht von oben auf eine Ausführungsform eines durch ein Strömungsmittel betätigten Schalters gemäß der Erfindung;

Fig. 2 zeigt einen Querschnitt nach Linie A der Fig. i, in Pfeilrichtung gesehen;

Fig. 3 ist eine Ansicht auf die Vorrichtung, von rechts der Fig. 1 gesehen;

Fig. 4 ist eine Ansicht von oben auf ein Paar von Schaltern der in den Fig. 1 bis 3 gezeigten Art, die in einem Behälter angeordnet sind, so daß eine Einheit geschaffen wird, die sich besonders dazu eignet, um eine fahrzeugbetätigte Verkehrsteuerungsanlage für eine Fahrtrichtung zu schalten.

Unter Bezugnahme auf die Fig. 1, 2, und 3 ist an dem zylindrischen Körper 10 der Schaltvorrichtung, der vorzugsweise aus Messing besteht, das Einlaßrohr 11 befestigt, von dem angenommen wird, daß es mit einem biegsamen Rohr gekuppelt ist, das sich bis zu einem Hohlraum in dem pneumatischen Laufflächengliedsatz in der Landstraßenoberfläche erstreckt, so daß der Laufflächenhohlraum mit der Kammer 12 verbunden ist. Ein Filter mit einer feinen Drahtsiebscheibe 13, die in einen kreisförmigen Rahmen hineinpaßt, der in einer Aussparung der Kammer vorgesehen ist, dient dazu, um zu verhindern, daß unerwünschte Teilchen, die die einwandfreie Arbeitsweise des Schalters beeinträchtigen könnten, in die obere Kammer eintreten. Ein Ring 14 aus elektrisch isolierendem Material, z. B. aus Phenolfiberplatte, trennt das Membranlagerglied 15 von dem Körper 10. Abdichtungsmasse kann auf die oberen und unteren Flächen des Isolierringes 14 aufgebracht werden, um eine luftdichte Verbindung sicherzustellen. Das Glied 15 ist mit einem kurzen Rohrstutzen 16 versehen, der auf seiner äußeren Umfangsfläche hinterschnitten ist und lose die Membran 17 trägt, deren Rand umgebogen ist, so daß sie einen umgekehrten flachen Topf bildet. Die Membran, die leicht gebaut ist, ist vorzugsweise aus Nickelsilber, kann aber auch aus anderem, die erforderlichen Eigenschaften besitzenden Material bestehen. Auf ihrer oberen Fläche ist ein dünner Ring 18 aus Platin oder einem anderen zweckentsprechenden Kontaktmaterial befestigt und so angeordnet, daß er mit vier-kalbkugelähnlichen Kontakten wie bei 27 zusammen arbeitet, wenn die Membran in sich von ihrem Sitz abgehoben wird. Der innere Durchmesser der Membran ist wenige Tausendstel eines Zolles größer als der größte äußere Durchmesser des hinterschnittenen Teiles 16, um eine freie Bewegung zu ermöglichen und um einen schwachen Luftdurchtritt zu schaffen, wie weiter unten beschrieben werden wird.

Das Brückenglied 19 aus einer Phenolfiberplatte oder ähnlichem isolierendem Alaterial ist auf zwei Säulen 20 (Fig. 3) und daraufliegenden Packungsunterlegstücken 23 gelagert. Das Brückenglied 19 ist befestigt durch Schrauben 21, die in den Körper 10 hineingeschraubt sind und Unterlegscheiben 22 tragen. Das Glied 15 und die Säulen 20 bleiben von dem Körper 10 durch die Einfügung von nicht gezeigten Isoliermuffen über einem Teil von jeder Schraube in bekannter Weise elektrisch isoliert. Die Brücke 19 dient dazu, um vier ähnliche Kontaktglieder zu tragen, von denen jedes einen halbkugelförmigen Edelmetallkontakt 27 aufweist, der auf dem Kopf eines Bolzens 26 aufgeschweißt ist. Die Glieder sind elektrisch in Paaren durch die Verbindungslappen 25 und 24 verbunden, an denen sie durch Muttern 28 und Sicherungsscheiben 29 festgeklemmt sind.

Die Kontakte 27 sind so angeordnet, daß sie einen gleichen Abstand von dem Ring 18 aufweisen, und gemäß einer bevorzugten Einstellung ist der Luftspalt in der Größenordung von 0,005 Zoll englisch, wenn sich die Membran im Ruhezustand befindet. Es ist offenbar, daß die offene Bauart des Schalters gestattet, daß die Kontakte leicht während des Einbaues und der Einstellung besichtigt werden, und der Luftspalt, der durch die Einfügung von Unterlegstücken 23 von passender Dicke festgelegt wird, kann durch das Einschieben eines Meßbleches gemessen werden. Wenn der Schalter in einer fahrzeugbetätigten Verkehrssteuerungsanlage eingeschaltet ist, wird er gegen die Außenluft dadurch abgeschlossen, daß er in einem zweckentsprechend bemessenen und hermetisch abgedichteten Metallbehälter untergebracht wird. Das Rohr 11, das durch eine Wand des Behälters herausragt, ist mit einem biegsamen Rohr verbunden, das sich zu dem Hohlraum erstreckt, der innerhalb einer Lauffläche aus nachgiebigem Material gebildet ist, die in der Oberfläche der Straße eingebettet ist und über welche die Fahrzeuge hinwegfahren. Auf diese Weise sind die Luft im Inneren des Behälters, der Laufflächenhohlraum und die Verbindungsrohre von der äußeren Atmosphäre isoliert, um den Eintritt von Feuchtigkeit und anderen Fremdstoffen in jene Teile der Anlage zu verhindern.

Der Hohlraum innerhalb des Laufflächengliedes wird zusammengepreßt, wenn ein Fahrzeug hinüberfährt, und der Luftdruck in ihm und dem Rohre wird

im Verhältnis zu demjenigen im Inneren des Schalterbehälters erhöht. Dadurch wird die Membran 15 in sich von ihrem Sitz nach Art eines Kolbens abgehoben, und der Ring 18 wird in Berührung mit den Kontakten 27 gebracht, so daß eine elektrische Verbindung von einem Paar von miteinander verbundenen Kontakten zu dem anderen Paar hergestellt wird, um ein Signal zu der Steuerungsanordnung zu übermitteln. Unterstützt durch die Schwerkraft, fällt nunmehr die Membran zurück auf ihren Sitz, wenn das Fahrzeug frei geht, und die Luftdrücke auf beiden Seiten der Membran sind wieder im wesentlichen gleich. Wegen der losen Passung der Membran auf dem Glied 15 ist es der Luft möglich, aus dem Hohlraum unter der Membran in den Schalterbehälter zu strömen. Auf diese Weise würde die Alembran, wenn ein Fahrzeug auf dem Laufflächengüed zum Stillstand käme, anfänglich gehoben werden, würde aber nicht in der Arbeitsstellung verbleiben. Selbst wenn dies geschähe, werden andere über das Polster fahrende Fahrzeuge Stöße von erhöhtem Druck erzeugen, die eine normale Arbeitsweise der Membran verursachen werden. Dies gilt natürlich nicht, wenn das stillstehende Fahrzeug den Laufflächenhohlraum vollständig schließt und die weiteren Fahrzeuge über die Anzeigevorrichtung auf der Seite hinwegfahren, die von der Anordnung der Fig. 1 bis 3 entfernt ist.

Das Volumen des Schalterbehälters ist vorzugsweise beträchtlich größer als das Volumen des Laufflächenhohlraumes, des Verbindungsrohres und des Hohlraumes 13, und der Spielraum rund um die Kante der Membran ist derart, daß der Gegendruck im Inneren des Behälters nicht den Anstoßdruck in dem Laufflächenhohlraum ausgleicht, bis die oben angegebene elektrische Verbindung für eine nutzbare Periode geschlossen worden ist. Die Wirkung des geringen Luftdurchtrittes kann, falls es für erforderlich gehalten wird, erhöht werden, indem der Teil 16 des zur Lagerung der Membran dienenden Gliedes 15 mit einem Schlitz versehen wird.

Die Anordnung der Membran 17 frei auf dem Glied 16 bringt einen elektrischen Vorteil insofern mit sich, als festgestellt worden ist, daß die Membran, wenn sie angehoben und zurückgebracht wird, dazu neigt, sich leicht zu drehen. Infolgedessen werden beständig voneinander abweichende Stellungen des Kontaktringes 18 den Kontakten 27 dargeboten. Diese Anordnung vermindert zusammen mit dem Gebrauch von zwei Kontaktpaaren beträchtlich die Neigung des Schalters zu elektrischen Fehlern.

Es ist für den Fachmann offenbar, daß abgeänderte Ausführungsformen des Schalters benutzt werden können, z. B. kann ein Einzelkontaktglied zentral auf der Brücke 19 angeordnet und ein zusammenarbeitender Kontakt auf der Membran aufgeschweißt werden, mit der ein leichter biegsamer Leiter verbunden werden kann. In diesem Falle ist nur eine Kontaktstelle vorhanden, und die eine Zuleitung wäre mit dem Kontaktglied auf der Brücke und die andere mit der an die Membran angeschlossenen nachgiebigen Leitung zu verbinden.

Die Fig. 4 ist eine Ansicht von oben auf zwei pneumatische Schalter 30 und 31, die im Inneren eines Behälters 32 angeordnet sind, der am Ende hermetisch gegen die Außenluft abgedichtet wird, um eine Einheit zu schaffen, die für die Steuerung einer fahrzeugbetätigten Verkehrssteuerungsanlage in einer Fahrtrichtung paßt. Die Schalter sind an dem Behälter 32 durch nicht gezeigte Schrauben befestigt, die durch die Grund- und die Endplatten 33 und 34 hindurchtreten, die knapp eingepaßt sind und durch luftdichte Lötverbindungen gehalten werden. Die Einlaßrohre 11, die als zeitweilig durch Gummikappen 46 verschlossen gezeigt sind, treten durch Löcher in der Platte 33 hindurch. Die Endplatte 34, an der das Blockgehäuse für die Anschlußklemmen befestigt ist, besitzt vier mit Isolierbuchsen 35 versehene Löcher, die Wege für die blanken Leiter sicherstellen, durch welche die entsprechenden Schalterverbindungslappen mit den Anschlußklemmen verbunden werden. Es mag erwähnt werden, daß alle möglichen Luftdurchtrittswege in den Behälter, die durch die Verbindung von Metallgliedern geschaffen werden, durch freigebige Anwendung von Lötungen abgedichtet werden.

Das Blockgehäuse 37 für die Anschlußklemmen, das mit abgenommenem Deckel gezeigt ist, wird an der Endplatte 34 durch Muttern und Bolzen 38 und 39 befestigt und ist in zwei Abteile 40 und 41 durch den Anschlußklemmenstreifen 42 geteilt, der aus isolierendem Material, z. B. Phenolfiberplatte, besteht. Der genannte Streifen steht mit dem Gehäuse in Verbindung und trägt vier Anschlußklemmen 43, die durch die Hohlschrauben 44 befestigt sind, die in die Klemmen hineingeschraubt werden. Jeder der Leiter 36 wird durch eine Hohlschraube hindurchgezogen und mit einer Anschlußklemme an einem gelöteten Verbindungsstück verbunden. Jede Anschlußklemme ist mit zwei Schrauben versehen, um Leiter festzuklemmen, die sich zu der Steuerungsanlage erstrecken. Das Abteil 40 wird mit Bitumen gefüllt, bevor die Einheit eingebaut wird, um die ausgebuchsten Löcher abzudichten und um als ein elektrischer Isolator zu wirken und so den Behälter vollkommen von der Atmosphäre abzuschließen. Es kann erwartet werden, daß die Einheit unter sehr harten Bedingungen arbeiten muß, z. B. unter der Oberfläche der Straße oder Pflasterung; die Einheit ist daher freigebig mit Bitumen auf den äußeren Flächen zu verkleiden.

Wenn die Einheit eingebaut werden soll, werden die Gummikappen 46 entfernt, und die passenden nachgiebigen Rohre, die sich von den Hohlräumen in die pneumatischen Laufflächen erstrecken, werden fest mit den Einlaßrohren gekuppelt und abgedichtet. Die passenden isolierten Leiter, die an der Steuerungseinrichtung enden, werden an ihren Enden von der Isolation befreit, dann durch die Löcher in der rechten Wand des Gehäuses 37 hindurchgeschoben und darnach mit den passenden Klemmstellen 43 durch Schrauben 45 verbunden. Das Ganze des von der Isolation befreiten Teiles des Leiters ist derart angeordnet, daß es innerhalb des Abteils 41 liegt, das dann mit Bitumen zum Zweck

der elektrischen Isolierung angefüllt wird, bevor der Deckel auf dem Anschlußklemmenblockgehäuse befestigt wird.

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Durch Änderungen in dem Druck von Strömungsmitteln betätigte elektrische Schaltvorrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß eine

ίο mit einem etwa senkrecht nach unten abgebogenen Rand versehene Membran, die auf dem Ende eines mit einer Drucksteuerkammer in Verbindung stehenden Rohrstutzens von kreisförmigem Querschnitt gelagert ist und diesen abdeckt, derart angeordnet ist, daß sie im ganzen durch eine Erhöhung des Druckes des Strömungsmittels im Inneren der Kammer bewegt wird und dadurch elektrische Kontakte betätigt.

2. Schaltvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der mit dem abgebogenen Rand versehene Teil der Membran im Durchmesser ein wenig größer ist als der Außendurchmesser des Rohrstutzens, so daß ein Durchlaß zwischen der Membran und dem Stutzen geschaffen ist.

3. Schaltvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Membran einen Ring aus Kontaktmaterial trägt, der dazu dient, einen Stromkreis zwischen den beiden festen Kontakten zu schließen, wenn die Membran betätigt wird.

4. Schaltvorrichtung nach den Ansprüchen 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die festen Kontakte auf einer Brücke aus isolierendem Material angebracht sind, die gestattet, daß das Spiel zwischen den festen Kontakten und der Membran sichtbar und für Überprüfungszwecke zugänglich ist.

5. Straßenfahrzeuganzeigevorrichtung mit einem nachgiebigen Laufflächenglied, das in der Straßenoberfläche derart angeordnet ist, daß es durch Fahrzeuge in Betrieb gesetzt wird, und mit einem durch ein Strömungsmittel gefüllten länglichen Hohlraum, dessen Größe durch das Hinüberfahren von Fahrzeugen verändert wird, dadurch gekennzeichnet, daß der einen kreisförmigen Querschnitt aufweisende Rohrstutzen einer Schaltvorrichtung gemäß der in Anspruch 1 beanspruchten Art mit dem Hohlraum in dem Laufflächenglied in Verbindung steht, der auf diese Weise die Steuerkammer bildet, und daß die Vorrichtung in einem abgedichteten Behälter eingeschlossen ist, dessen Rauminhalt gleich dem des Hohlraumes oder größer als dieser ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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