Login| Sign Up| Help| Contact|

Patent Searching and Data


Title:
INSTALLATION FOR TRANSFORMING THE PRESSURE OF A PRESSURE MEMBER INTO AN ELECTRIC SIGNAL
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/1983/000405
Kind Code:
A1
Abstract:
In such installation, there is provided an electric sensor (1) which may be brought into one of the two adjusting positions, causing an electric switch-off, respectively a restoring of its contacts (4, 5), by means of an adjusting member (3) alternatingly actuated by the variable pressure of the pressure member. To reduce the volume of the device as well as the number of parts, the contacts (4, 5) of the sensor (1) may be electrically connected in one of the two adjusting positions of the adjusting member (3) directly through the latter.

Inventors:
Gmeider
Hermann, Wenger
Georg
Application Number:
PCT/EP1982/000151
Publication Date:
February 03, 1983
Filing Date:
July 14, 1982
Export Citation:
Click for automatic bibliography generation   Help
Assignee:
KALTENBACH & VOIGT GMBH & CO
Gmeider, Hermann Wenger Georg
International Classes:
H01H35/34; (IPC1-7): H01H35/34
Foreign References:
US3814877A
US1958297A
US3267233A
FR2477710A1
FR2143014A1
US3673369A
GB1161665A
US2916577A
Download PDF:
Claims:
1. l o A n s p r ü c n e Vorrichtung zur Umwandlung des Druckes eines Druckmitte in ein elektrisches Signal, bestehend aus einem elektrisch Geber (1), welcher mittels eines durch den Druck des von einer Druckmittelquelle (2) kommenden Druckmittels hin un herbewegbaren Verstellorgans (3) unter jeweiliger elektris Verbindung und Unterbrechung seiner Kontakte (4, 5) jeweil in die eine von zwei Einstel.
2. Positionen bringbar ist, dadu gekennzeichnet, daß die Kontakte (4, 5) des Gebers (1) in der einen Ei πstell position des Verstellorgans (3) durch le teres unmittelbar elektrisch verbindbar sind.
3. 2 Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, da zumindest die mit den Kontakten (4, 5) des Gebers (1) in B rührung kommende Seite des Verstellorgans (3) aus elektris leitendem Material besteht. (Fig. 2).
4. Vorrichtung nach Anspruch 1 und/oder 2, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß die Kontakte (4, 5} des Gebers (1) vorrichtu fest angeordnet sind.
5. Vorrichtung nach einem d e r Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Geber (1) in Form einer Platte (12 2 aus elektrisch nicht leitendem Material mit auf der dem Vers tel 1 organ (3) zugewandten Sei te. angeordneten Kontakte (4, 5) ausgebildet ist. (Fig. 3) .
6. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontakte (4, 5) in der aus elektrisch nicht leite dem Material bestehenden Platte (12) eingelagert sind. (Fig. 5).
7. Vorrichtung nach Anspruch 4 und/oder 5, dadurch gekenn zeichnet, daß die Kontakte (4, 5) nach Art einer gedruckt Schaltung angeordnet sind.
8. Vorrichtung nach einem der. Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontakte (4, 5) äanderförmi g ange ordnet sind. (Fig. 3).
9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzei hnet, daß das Verstel 1 organ (3) nach Art einer durch das Druckmittel beaufschlagbaren Membran (14) ausge¬ bildet ist.
10. Vorrichtung nach Anspruch lo, dadurch gekennzeichnet, daß auch die Isolierplatte (15) in der flach ausgebildeten Membrankammer (17) angeordnet ist.
11. Vorrichtung nach Anspruch 8 und/oder 9, dadurch gekenn zeichnet, daß die Membran (14) auf dem Rand (17a) einer flach ausgeb ldeten Membrankammer (17) angeordnet ist. (Fig. 2, 7, 8).
12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche lo bis 12, dadurch gekennzei chπet, daß die Membrankammer (17) mittels eines D chtringes (18) abgedichtet ist.
13. Vorrichtung nach einem de r Ansprüche 9 bis 13, dadurch gekennze chnet, daß die Membran (14), die Isolierplatte (15) und der plattenförιr:i ge Geber (1) eine bauliche Einhei (2o) bilden. (Fig. 1, 2, 7, 8).
14. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die bauliche Einheit (2o) mit der Membrankammer (17) zu einem e nhe tl chen Bauteil (23) verbunden ist.
15. Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß der pl attenförmi ge Geber (1) der baulichen Einheit (2o bzw. des einheitlichen Bauteils (23) mit Steckkontakten (2 versehen ist.
16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 14 bis 16, dadurc gekennzeichnet, daß eine oder mehrere bauliche Einheiten (2o) bzw. einheitliche Bauteile (23) an einer Platine (22) vorgesehen sind. (Fig. 6) OMPI .
17. Vorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß den Steckkontakten (24) GegenSteckgl ieder (25) in der Platine (22) zugeordnet sind. (Fig. 6).
18. Vorrichtung nach einem de r Ansprüche 3 bis 18, dadurc gekennzeichnet, daß der plattenförmi ge Geber (1) mit eine die ihn bildende Platte (12) durchsetzenden Öffnung (27) versehen ist. (Fig. 4, 7, 8).
19. Vorrichtung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß zur Bildung eines Strö ungs oder Differenzdruckwächt die Öffnung (27) mit einem ein einen gegenüber dem Druck (P 1) des in den Membranraum (19) strömenden Druckmittels unterschiedlichen Druck (P 2) . aufweisendes Druckmittel füh renden Leitungsabschnitt (61 ) verbunden ist. (Fig. 7) .
20. Vorrichtung nach einem der Ansprüche lo bis 19, dadurc gekennze chnet, daß im Boden der Membrankammer (17) eine v außen betätigbare Einstellschraube (28) angeordnet ist, gegen die sich eine Druckfeder (29) abstützt, die ihrersei einen Druckstempel (3o) in Anlage an die Membran (14) hält (Fig. 8).
21. Vorrichtung nach einem der Ansprüche lo bis 19, dadurc gekennzeichnet, daß im Boden der Membrankammer (17) eine v außen betätiσbare Verstell schraube (31) zur Einstellung des Schaltpunktes und der Schalthysterese angeordnet ist. (Fig. 8).
22. Vorrichtung nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß die Vers tel 1 schraube (31) sich mit einem sich konisch verjüngenden Ende (32) in einen ebenfalls sich konisch ver jüngenden, in den Membranraum (19) mündenden Kanal (33) er streckt, der einen in's Freie mündenden Abzweig (34) aufwe OMPI .
23. Vorrichtung nach einem de r Ansprüche lo bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß im Boden der Membrankammer (17)e"in Druckmi ttel Speicherraum (35) vorgesehen ist. (Fig. 8).
24. Vorrichtung nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß der Querschnitt der Einlaßöffnung (36) des Druckmi ttel Speich raumes (35) kleiner ist als der Querschnitt de r in den Membra raum (19) mündenden Auslaßöffnung (37). (Fig. 8) O PI.
Description:
Vorrichtung zur Umwandlung des Druckes eines Druckmittel in ein elektr sches Signal

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Umwandlung des Druckes eines Druck ttel s bzw. eines Fluids, z.B. Gas, insbesondere Luft o er Flüssigkeit, insbesondere Wasser oder ein einen Spray bildendes Gemisch aus den beiden letztgenannten Medien, in ein elektrisches Signal bestehend aus einem elektrischen Geber, wie einem ver¬ stellbaren iderstand und/oder e nem Schalter, welcher Geber mittels eines durch den Druck des von einer zu- und abschal tbar-εn Druck~i ttel quel 1 e kommenden Druckmitte hin- und herbeweg aren V rstellorgans unter jeweiliger elektrischer Verbindung und Unterbrechung seiner mindest zwei Kontakte. j ewei 1 s n die eine von zwei Ei πs tel 1 pos i - tionen, z.B. bei einem Schalter in die Einschal ts ellung oder in die Ausschal s el 1 ung , bringbar ist.

Durch die DD-PS 83 634 sind Vorrichtungen d e r eingangs genannten Art bekannt, bei denen der elektrische Geber

als Schalter bzw. Mi kroschal ter und das Verstel 1 organ als Membran ausgebildet sind, durch welche ein aus dem Geh ' a ' use des Schalters ragendes Stellglied zwecks Verbindung bzw. Unterbrechung seiner Kontakte ,- d. h . zwecks Umschaltuπg von dέr einen Eins tel 1 posi tion in die andere in Bev/egung versetzt wird. D-se hierfür erforderliche Bewegungsstrecke sowie die Ausmaße des Schalters bedingen eine verhältnis¬ mäßig große Schal hystεrese und ein verhältn smäßig großes Bauvolumen der Vorrichtung, abgesehen davon, daß ein Schalt bzw. M kroschal ter mit beweglichem Stellglied ein aufwen¬ diges Bauteil ist. Ein noch größeres Bauvolumen ergibt sich wenn gemäß den DE-AS 2o 29 981 und 2o 31 58o die Membran über eine Druckplatte und ein federndes, an einem vorrich¬ tungsfesten Gegenlager abgestütztes Zwischenglied mit dem Stellglied des elektrischen Gebers in Wirkverbindung steht.

Die Erfindung, wie sie in den Ansprüchen gekennzeichnet ist, löst die Aufgabe, eine Vorrichtung der eingarr genannt Art zu schaffen, d.ie ein minimales Bauvolumen und einen minimalen Aufwand an Bauteilen aufweist.

Die durch die Erfindung erreichbaren Vortei 1 e sind im wesen lichen darin zu sehen, daß ein Geber bzw. Schalter mit aus einem Gehäuse ragenden hin- und herbeweglichen Stellgli entfällt; vielmehr kann der Geber in einfacher Weise ledig¬ lich aus den dem VerStellg ied in seiner ni cht-druckm ttel - beaufschl gten Stellung dicht benachbart angeordneten Kontakten bestehen, die in üblicher Weise mit Anschl ußmi te z.B. mit je einem Kabel verbunden sind. Da für die gegen¬ seitige Verbindung der Kontakte durch das Vers tel 1 organ insbesondere bei vorr htungsfester Anordnung derKontakte nur eine äußerst geringe Beweguπgsstrecke des Verstel 1 Organ erforderlich ist, ergibt sich ein sehr geringes Bauvolumen

^Q-REAlT

OMPI,

der gesamten Vorrichtung. Insbesondere kann die Bauhöhe klein gehalten werden. Durch den Wegfall des beweglichen Geber-Stellgliedes wird nicht nur das Bauvolumen verkleine sondern auch ein weitgehend vereinfachter Aufbau der Vorri tung erreicht.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in Unter¬ ansprüchen angegeben und nachstehend erläutert.

In der Zeichnung sind Ausführungsformen der Erfindung bei¬ spielsweise dargestellt.

Es zeigen:

Fig. 1 die Vorrichtung im Schnitt mit zugeordneter Druckmi quelle in schematischer Darstellung,

Fig. 2 eine gegenüber Fig. 1 abgeänderte Ausführungsform der Vorrichtung im Schnitt,

Fig. 3 einen Schnitt nach der Linie III-III in Fig. 2,

Fig. 4 eine weitere gegenüber Fig. 1 abge nderte Ausfüh¬ rungsform der Vorrichtung im Schnitt,

Fig. 5 einen Schnitt nach der Linie V-V in Fig. 4,

Fig. 6 Anwendungsmöglichke ten der Vorrichtung in schau¬ bildlicher Darstellung,

Fig. 7 eine weitere Anwendungsmöglichkeit der Vorrichtung als Str mungs- oder Differenzdruckwächter im Schnitt und

Fig. 8 eine weitere gegenüber Fig. 1 zwecks Bildung eines

Schwellwellenschal ters abgeänderte Ausführungsti_u-Ji Schnitt.

Die Vorrichtung zur Umwandlung des Druckes eines Druck¬ mittels in ein elektrisches Signal besteht aus einem elek trischen Geber 1, der mittels eines beweglichen, durch de Druck des von einer Druckm tel quelle 2, z.B. einem Kom¬ pressor, kommenden Druckmittels hin- und herbewegbaren Verstel 1 organs 3 unter jeweiliger elektrischer Verbindung bzw. Unterbrechung seiner beispielswe se aus Kupfer beste den Kontakte 4, 5 jeweils in die eine von zwei Einstellpo tionen bringbar ist. Die von der Druckmittelquelle 2 (Fig kommende, das unter einem Druck P stehende und zur Beauf¬ schlagung des Verstel 1 organs 3 dienende Druckmittel führe Leitung ist mit 6 bezeichnet. In die Leitung 6 sind noch ein Zweiwegeschal ter 7, z.B. ein Fußschalter, zum Ein- un Ausschalten de r Druckmi ttel zu-fuhr und ein Rückschlagventi mit einem dieses umgebenden Bypass 9 mit eingebauter Dros lo zur Verzögeruag der Unterbrechung der Kontakte 4, 5 ei ngebaut.

Wie noch näher erläutert wird, sind die Kontakte 4, 5 des Gebers 1 in der einen Einstel 1 os tion des Verstel 1 organs durch letzteres unmittelbar elektrisch verbindbar.

Bei der Ausführungsform nach den Fig. 2 und 3 besteht die mit den Kontakten 4, 5 des Gebers 1 in Berührung kommende

Seite des Verstel 1organs 3 aus elektrisch leitendem Mater

Yi Hierzu ist eine Schicht aus elektrisch leitendem Material z.B. Kupfer, auf der genarrten Seite des Verstellorgans 3 vorgesehen. Es kann aber auch das Verstel 1organ 3 ganz au elektrisch leitendem Material bestehen.

Aus der Zeichnung ergibt sich, daß die Kontakte 4, 5 vorr tungsfest angeordnet sind. Hierzu ist z.B. gemäß Fig. 2 u

der Geber 1 in Form einer Platte 12 aus elektrisch nicht leitendem Material mit auf der dem Verstel lorgan 3 zugewa Seite angeordneten Kontakten 4, 5 ausgebildet. Beispiels gemäß Fig. 4 und 5 sind die Kontakte 4, 5 in die Platte eingelagert, wobei die Kontakte nach Art einer gedruckten Schaltung angeordnet sein können. Bei der Ausführungsform nach Fig. 3 sind die Kontakte 4, 5 mäanderförmig ineinand e- greifend angeordnet. In dem Fall ist die Anordnung derar daß das Verstel 1 organ 3 nach seiner durch das Druckmittel

3 /so bewirkten Bewegung die Kontakte 4, 5 berührt und eine ele trische Verbindung d e r Kontakte 4, 5 bewirkt.

Bei der Ausführungsform nach Fig. 1 ist noch auf der dem Geber 1 abgewandten Seite des " Verstel 1 organs 3 eine abdic tende Abdeckfolie 13 angeordnet.

Grundsätzlich kann als hin- und herbewegbares Verstel 1 org 3 ein durch das Druckmittel beaufschlagbarer Kolben vor¬ gesehen sein. Um jedoch das Bauvolumen der Vorrichtung bz dessen Bauhöhe besonders klein zu halten und eine Rückstel kraft bzw. ein Rückstellglied für den Kolben, z.B. eine Feder zu vermeiden, ist in an sich bekannter Weise das Verstel 1 organ 3 nach Art einer durch das Druckmittel beaufschlagbaren Membran 14 ausgebildet.

Aus den Fig. 1, 2, 4, 7 und 8 geht hervor, daß nach Art eines Folienschalters zwischen dem pl attenfÖrmi gen Geber 1 und d e r Membran 14 eine Isolierplatte 15 angeordnet ist, die zur Ermöglichung der unter dem Druck des Druckmittels erfolgenden Berührung der Membran 14 mit den Kontakten 4, des Gebers eine Durchbrechung 16 aufweist. Bei den Ausfüh¬ rungsformen nach den Fig. 1 und 4 sind die Membran 14 und die Isolierplatte 15 in einer flach ausgebildeten, mit

«ξffEÄl OMPI IPO

einem Anschlußstutzen 6a für die Druckmi ttel 1 ei tung 6 versehenen Membrankammer 17 angeordnet, während bei den Ausführungsformen nach den Fig. 2, 7 und 8 die Membran 14 auf dem Rand 17a der flach ausgebildeten Membrankammer 17 angeordnet ist. Die Membrankammer 17 ist mittels eines ode mehrerer Dichtriπge 18 gegen das Austreten von Druckmittel abgedichtet. Die Verbindung der Membrankammer 17 mit dem pl attenför igen Geber 1 erfolgt bei der Ausführungsform nach Fig. 4 mitrllilfe von Schrauben 19, während bei den übrigen Ausführungsformen diese Verbindung durch Kleben hergestellt sein kann. Bei Fig. 1 sind die Teile 1, 13, 14 15 zuvor durch Einschnappen in den Membranraum 19 einge¬ bracht, wobei die Teile 1, 13, 14, 15 und/oder 17 aus elas schem Werkstoff bestehen.

Bei den Ausführungsformen nach den Fig. 1, 2, 7, 8 bilden die Membran 14, die Isolierplatte 15 und der pl attenförmi g Geber leine bauliche Einheit 2o . Dabei " können die genannte Teile 14, 15, 1 de r baulichen Einheit z.B. durch Kleben zusammengehalten sein.

Vorteilhaft ist es auch, z.B. gemäß Fig. 2, 4, 6, 7, 8, ein bauliche Einheit 2o mit der Membrankammer 17 zu einem ein¬ heitlichen Bauteil 23 zu verbinden. Auch diese Verbindung kann durch Kleben hergestellt sein, aber auch eine Verbin¬ dung mittels Verschrauben ist möglich, vgl. die in Fig. 4 ersichtl chen Schrauben 21.

Es können eine oder mehrere bauliche Einheiten 2o oder es kann wie in Fig. 6 dargestellt ein einheitlicher Bauteil 23 an einer Platine 22 vorgesehen sein. Hierzu dienen elek¬ trische Steckkontakte 24, die an dem pl attenförmi gen Geber

OMPI .

der baulichen Einheit 2o bzw. des einheitlichen Bauteils 23 angeordnet sind und zum Einstecken in Gegen-Steckgl eder 25 der Platine 22 dienen. Die Gegen-Steckgl ieder 25 können mit elektrischen Zu- und Ableitungen 26, z.B. in Form von an der Platine 22 vorgesehenen gedruckten Schal tungen verbunden sein. Bei der Ausführungsform nach Fig. 1 sind die Zu- und Ableitungen 26 als einfache Drähte ausgebildet. Auch ist es - wie weiterhin aus Fig. 6 hervorgeht - möglich, die Membrankammer 17 allein auf der Platine 22 anzuordnen, wobei dann hnlich wie in Fig. 4 zumindest der Geber 1 in d e r Platine und die Isolierplatte 15 sowie die Membran 14 in der Membrankammer angeordnet sind. Es können aber z.B. außer dem Geber 1 auch noch die Isolierplatte 15 in der Platine 22 und nur die Membran 14 in der Membrankammer 17 angeordnet se n. Schließlich ist es auch möglich, daß ähnl ich wie in Fig. 2 Geber 1, Isolierplatte 15 und Membran 14 in der Platine zusammengefaßt sind, wobei dann nur die Membrankammer 17 mit ihrem Rand 17a derart auf die Platine 22 gesetzt zu werden braucht, daß der umlaufende Rand 17a die Durchbrechung 16 der unter der Membran 14 liegenden Isolierplatte 15 um¬ schließt.

Zur Entlüftung des durch die Durchbrechung 15 zwischen dem pl attenförmi gen Geber 1 und der Membran 14 gebildeten Raumes ist bei den Ausführungs fo r en nach den Fig. 4, 7 und 8 der pl attenförmi ge Geber 1 mit einer die ihn bildende Platte 12 durchsetzenden Dffnunα 27 versehen.

Bei der Ausführungsform nach Fig. 7 ist zur Bildung e nes Strö ungs- oder Differenzdruckwächters die Öffnung 27 der Platte 12 mit einem Le tungsabschnitt 6' verbunden, der ein Druckmittel führt, das einen gegenüber dem Druck Pl des in den Membranraum 19 strömenden Druckmittels unterschiedl chen

Druck P2 aufweist. Der die z.B. einen zahnärztlichen Spcay führende Leitung 6 fortsetzende Le tungsabschnitt 6' besitzt einen kleineren Querschnitt als die Leitung ' 6 und wird seinerseits fortgesetzt durch einen Leitungsabschnitt 6' ', der den gleichen Querschnitt wie die Leitung 6 aufweist

Bei der Ausführungsform nach Fig. 8 ist zur Veränderung der Druckempfindlichke t der Membran 14 im Boden der Me braπ- kammer 17 eine von außen betätigbare Einstel schraube 28 angeordnet, . gegen die sich eine Druckfeder 29 abstützt, die ihrerseits einen Druckstempel 3o in Anlage an die Membran 14 hält. Weiterhin geht aus Fig. 8 hervor, daß im Boden der Membrankammer 17 eine von außen betätigbare Verstel 1 schraube " 31 zur Einstellung des Schal tp " unktεs und der Schalthysterese angeordnet ist. Die Verstel 1 schraube 31 erstreckt sich mit einem sich konisch verjüngenden Ende 32 in e nen ebenfalls si konisch ver üngenden, in den Membranraum 19 mündenden

33 Kanal / -; der einen i.n's Freie mündenden Abzweig 34 aufweist.

Außerdem ist noch bei der Ausführungsform nach Fig. 8 im Boden der Membrankammer 17 ein Druckmi ttel -Speicherraum 35 vorgesehen, wobei der Querschnitt d er Einlaßöffnung 36 d es Druckmi ttel -Speicherraumes 35 kleiner ist als der Querschnitt der in den Membranraum 19 mündenden Auslaßöff¬ nung 37. Die Ausführuπgsform nach Fig. 8, die einen soge¬ nannten Schwel 1 wel 1 εnschal ter bildet, eignet sich wie auch die anderen Ausführungsformen insbesondere für zahnärztliche Druckmittel , wie Kühlluft, Kühlwasser, ein durch ein Gemisch von Luft und Wasser gebildetes Kühlspray, Turbinen- oder Luftmotor-Antriebsluft bzw. -Abluft od.dgl . , z.B. wenn beim Aus- oder Einschalten eines rnitüe Druckmittel beaufschlag¬ ten zahnärztlichen Behaπdl ungshandstückes ein elektrisches Signal abgegeben werden soll , beispielsweise um die Energie¬ zufuhr zu einem anderen Handstück ein- bzw. auszuschalten,

oder um beim Ausschalten der Druckmittel zufuhr zu einem Handstüc auch die z.B. für Beleuchtungszwecke vorgesehen Zufuhr von elektrischer Energie zu diesem Handstück - ge¬ gebenenfalls unter der Wirkung der Drossel lo verzögert - abzuschal ten .

Der in Fig. 1 ersichtliche Zweiwegeschal ter 7 zum Ein- un Ausschalten der Druckmi ttel zufuhr zum Membranräum 19 kann z.B. in Form eines durch Fußdruck betätigbaren volumenver änderlichen Hohlkörpers, beispielsweise gemäß der DE-OS 15 66 281 in Form eines ringförmigen Luftsackes aus elast schem Materi l ausgebildet sein.

Die Darstellung in der Zeichnung ist nicht maßgetreu, so ist z.B. in Wirklichkeit die Gesamtbauhöhe der Vorrich tung, d.h. die Abmessung a in Fig. 4 von der Außenseite des Bodens der Mεmbrankammer 17 bis zur Außenseite des pl attenf rmi gen Gebers 1 wesentlich kleiner, z.B. 3 bis 5 während Breite und Länge der Vorrichtung, d.h. die Abmess gen b und c in Fig. 5 jeweils etwa 10 bis 20 mm betragen.