DE2712201B2 - Vorrichtung zur Anzeige eines auf eine Druckänderung zurückgehenden Zustands - Google Patents

Description

Zusammenfassung

Es v,'ird eine Vorrichtung zur Anzeige eines auf eine Druckänderung zurückgehenden Zustands vorgeschlagen, die sich insbesondere als Unterdruck- oder Überdruckschalter zur Anzeige des Staubbeutelfüllungsgradej bei Haushalts- und Induslriestaubsaugern eignet. Die Vorrichtung verfügt über eine Membran, die über einen federbelasteten Druckstift derart auf zwei einen Schalter bildende Kontaktelemente zur elektrischen Kontaktgabe einwirkt, daß bei Erreichen bestimmter Druckwerte eine elektrische Leuchtanzeige erfolgt. Die gesamte Vorrichtung ist in einem gemeinsamen Gehäuse angeordnet, welches von einer frontseitig angebrachten Membran abgeschlossen ist, auf der zur Membran abgewandten Gehäuseseite befindet sich der Leuchtenbereich, von welchem die Druckzustandsänderung unmittelbar angezeigt wird. Von diesem Leuchtenbereich ist auch eines der Kontaktelemente des Schalters zur Einstellung des Ansprechdruck-Schwellwerts zugänglich.

Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von einer Vorrichtung nach der Gattung des Hauptanspruchs. Bei der Anzeige des Füllungsgrades von Staubbeuteln oder Staubsaugern allgemein, wenn diese beispielsweise nicht über ein beutelartiges Auffangsystem verfügen, ist es bekannt, den mit größer werdendem Füllungsgrad größer werdenden Unterdruck des Staubsaugers dadurch auszunutzen, daß im Sinne einer mechanischen Anzeige ein in einer in etwa abdichtenden Führung gelagertes Schauelement von dem einwirkenden Unterdruck gegen die Haltekraft einer Feder immer stärker aus seiner Ursprungsposition ausgelenkt wird. Diese Auslenkung des bevorzugt auffällig gefärbten Schauelements ist von der Bedienungsperson durch ein Fenster beobachtbar, so daß eine Entleerung des Staubsaugers bei Erreichen eines bestimmten Auslenkungsgrades des Schauelements, der aber an sich von der Bedienungsperson selbst bestimmt werden muß und oberhalb welchem der Staubsauger nur noch unwirtschaftlich arbeitet, vorgenommen werden kann.

Soll allerdings eine deutliche Anzeige bei einem bestimmten Druckschwellwert erfolgen, dann ergeben sich bei solchen Anzeigevorrichtungen erhebliche Schwierigkeiten, denn bei Unterdruckschaltern muß der

gewünschte Druckschwellwert sehr feinfühlig erfaßt und ausgewertet werden; er liegt stets in einem nur verfügbaren Druckbereich zwischen etwa 0 bis 1 bar. Da darüberhinaus stets ein gewisser Unterdruck einwirkt, der sich durch die allmähliche Füllung des Staubbeutels lediglich langsam vergrößert, muß der Ansprechdruck-Schwellwert feinfühlig und im Grunde äußerst genau erfaßt werden, damit nicht eine Signalgabe schon erfolgt, wenn der Staubbeutel nur halb gefüllt ist. ίο

Auf dem Gebiet der Bremslichtanzeige ist aus der DE-AS 16 30 832 ein Bremslichtstufenschalter bekannt, der ein äußeres Gehäuse mit einem unteren Anschlußnippel umfaßt Der Anschlußnippel ist von einer sich verjüngenden Gehäusewandung gebildet, die auch die Membran im wesentlichen an ihren Randbereichen abdeckt Bei Zuführung eines entsprechenden Überdrucks bewegt sich die vergleichsweise sehr steife Membran und schiebt einen Schaltbolzen vor sich her, der ständig mit einer Zunge Kontakt hat, die einen ersten elektrischen Anschlußpol bildet. Bei entsprechend ausreichender Bewegung berührt diese Zunge mit einem Kontakt einen ersten Gegenkontakt. Der Schaltbolzen ist federbelastet und „itzt innerhalb einer Führung, die ihrerseits wieder verschieblich ist, und zwar dann, wenn in einer weiteren Ausgestaltung ein noch stärkerer hydraulischer Bremsdruck einwirkt. In diesem Fall kommt es dann gegen den Druck von Tellerfedern zu einer solchen Verschiebung des Schaltbolzens, daß die Kontaktzunge auch noch mit jo einer weiteren Verlängerung einen zusätzlichen Brer-jslichtkontakt berührt. Da der obere Kontaktträger durch eine Bördelung eines oberen Gehäuserandes unlösbar mit dem Gehäuse verbunden ist, ist der Kontaktbereich nach der Endmontage von außen nur durch Zerstörung r> der Bördelung zugänglich. Es ist daher nicht möglich, nach der Montage noch irgendeine Justierung an den Kontaktelementen vorzunehmen. Dies ist im übrigen aber auch überflüssig, denn bei Bremslichtschaltern treten Justierungsprobleme ihrer Natur nach nicht auf, 4» da hier stets ein erheblicher Drucksprung zwischen dem nicht gebremsten Zustand eines Fahrzeugs in den gebremsten Zustand auftritt, der in den Hydraulikleitungen bei Servounterstützung bis zu 100 bar und mehr betragen kann. Auch bei großzügiger Toleranz der η jeweiligen Bauelemente sind Bremslichtschalter daher in der Lage, einen derart extremen Drucksprung durch eine Kontaktgabe anzuzeigen. Feinfühlige Einstellmittel sind nicht erforderlich.

Noch ferner zu vorliegender Erfindung liegt der aus ">o der DE-GbmS 17 86 855 bekannte Tauchschalter. Der Tauchschalter besteht aus einem Gehäuse mit einer Membran, die frontseitig an dem Gehäuse befestigt ist. Die Membran ist aus einem Elastomer gebildet und erfährt durch eine Druckänderung eines das Gehäuse » umgebenden Mediums eine Verschiebung, die auf einen abgefederten Stoßbolzen übertragen wird, der in einem serienmäßigen Endschalter gelagert isi, der sich innerhalb des Gehäuses befindet. Der Endschalter bewirkt durch eine elektrische Kontaktgabe das Ein- · und Ausschalten eines Motors. Der Aufbau des Endschalters ist nicht erläutert. Wesentlich bei diesem bekannten Tauchschaltergehäuse, daß und wie die aus einem Elastomer bestehende Membran in dichter Anlage am Gehäuse befestigt wird.

Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 so auszubilden, daß bei einfachem Aufbau eine deutliche Anzeige und eine einfache justierung ermöglicht sind.

Vorteile der Erfindung

Die eriindungsgemäße Vorrichtung löst diese Aufgabe mit dem kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs und hat den Vorteil, daß die gesamte Anzeigevorrichtung auf kleinstem Raum mit wenig Einzelbauelementen kompakt aufgebaut ist Es ergibt sich eine deutliche Anzeige und eine einfache Justierung, die bei dem beabsichtigten Anwendungszweck erforderlich ist, damit der Ansprechdruck-Schwellwert trotz denkbarer Toleranzen durchgehend bei gleichen Geräten auf einen gleichen Wert gebracht werden kann.

Besonders vorteilhaft ist daß die Anzeigevorrichtung montagefreundlich ist, denn sie kann mit einem Griff in eine vorbereitete Öffnung am Gerät eingesetzt werden. Auch nach dem Einsetzen in das Gerät ist die Feinjustierung möglich, wobei nicht auf eine die Membran vorspannende Feder eingewirkt werden muß, sondern vom Leuchtenbereich aus eine Einstellung von Kontaktelementen des Schalters erfolgt.

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im Hauplanspruch angegebenen Vorrichtung möglich. Besonders vorteilhaft ist hierbei, daß der unter der Einwirkung der Membran st:hende Druckstift gleichzeitig als elektrischer Kontaktstift ausgebildet ist und so einen Teil des Schalters büdet. Vorteilhaft ist schließlich, daß das Gehäuse, welches sämtliche Bauelemente der Anzeigevorrichtung lagen, einstückig ausgebildet ist und bei geringen Abmessungen aus einem Kunststoffmaterial besteht.

Zeichnung

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine Schnittdarsteilung einer Ausführungsform einer in sich abgeschlossenen Anzeigevorrichtung für eine Druckänderung und

F i g. 2 eine mögliche Ausführungsform eines Stromlaufplans bei der Anzeigevorrichtung der Fig. 1.

Beschreibung der Erfindungsbeispiele

Die in Fig. 1 gezeigte und mit 1 bezeichnete Anzeigevorrichtung umfaßt ein vorzugsweise aus einem Stück bestehendes Gehäuse 2, welches sämtliche erforderlichen Bauelemente und Schaltkontakte zur Bewirkung einer Signalgabe und/oder eines Schaltvorgangs umfaßt, wenn ein bestimmter Druckschwellwert erreicht ist. Das Gehäuse verfügt über einen oberen Leuchtenbereich 3, einen mittleren Bereich 4 für die Führung des als membranbetätigter Druckstift ausgebildeten Kontaktstiftes 5 und über einen unteren Membranbereich 6. Es versteht sich, daß die dargestellte Gehäuseform lediglich als mögliches Ausführungsbeispiel anzusehen ist und im Grunde in beliebiger, gegebenenfalls den Erfordernissen bei der Gieß- und Formtechnik angepaßter Form ausgebildet sein kann. Wesentlich ist, daß die drei Hauptelemente Leuchtenbereich 3, Führungsbereich 4 für den Kontaktstift und vor'eilhafterweise gleichzeitig Lagerung für den durch die Kontaktelemente gebildeten Schalter und Membranbereich 6 vorhanden sind, wobei der Membranbereich gehäuseendseitig so ausgebildet ist, daß die Membran 7 an einer geeigneten Ringflanschfläche 8 abdichtend befestigt werden kann. Der Ringflansch 8

kann über eine Einschnürung 9 verfügen zur Sicherung der Membran 7 gegen ein Abrutschen; zu diesem Zweck kann über die am Ringflansch anliegenden Membranteile eine Ringklemme oder ein sonstiges Sicherungselement gespannt sein. Die Membran bildet so mit dem Ringflansch 8 einen Raum 10, der über geeignete Verbindungskanäle 11 und 12 zu einem Anschlußnippel 13 führt, an welchem der von der Druckquelle erzeugte Druck, beispielsweise mittels eines auf den Nippel 13 aufgeschobenen Schlauches, zugeführt wird.

Mit der Membran 7 ist der schon erwähnte Kontaktstift 5 verbunden, der in einer geeigneten, als Innenbohrung des Gehäuses 2 ausgebildeten Führung 13 gleiten kann. Über eine geeignete Schraubenfeder 14 ist die Membran vorgespannt, so daß der Kontaktstift 5 beispielsweise dann, wenn die Membran keiner Druckeinwirkung unterworfen ist, eine bestimmte vorgegebene Position mit Bezug auf ein Gegenkontaktelement einnimmt, welches bei 15 gezeigt ist. Das Gegenkontaktelement kann aus einem beliebigen metallischen Glied bestehen, welches vorzugsweise koaxial zum Kontaktstift 5 so im Führungsbereich 4 des Gehäuses 2 gelagert ist, daß bei bestimmten Druckverhältnissen eine Berührung von Gegenelement und Kontaktstift zur elektrischen Signalgabe erfolgt.

Bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel besteht das Gegenkontaktelement aus einer in einen erweiterten Bohrungsteil 17 eingesetzten, beispielsweise im Preßsitz gehaltenen oder eingeklebten, metallischen Lagerkörper 18, der über ein Innengewinde 19 verfügt, in welches eine geeignete Schraube 20 eingeschraubt ist. Die Schraube 20 kann als Madenschraube ausgebildet sein und läßt sich in dem Gewinde 19 durch tieferes oder weniger tiefes Einschrauben in ihrer Position mit Bezug auf den Kontaktstift 5, zu welchem sie das tatsächliche Gegenkontaktelement bildet, verschieben, so daß eine feinfühlige Justierung von oben, also vom Leuchtenbereich 3 aus dann vorgenommen werden kann, wenn das Gehäuse 1 schon an seinem Platz im zugeordneten Gerät eingebaut ist.

Eine solche Justierung kann beispielsweise so erfolgen, daß bei sonst bekannten Parametern ein vorgegebener Abstand zwischen Gegenkontaktelement (Schraube 20) und Kontaktstift 5 eingestellt wird; bevorzugt erfolgt die Justierung aber so, daß im Raum 10 der vorgegebene Druckschwellwert, bei welchem eine Signalgabe erfolgen soll, zur Einwirkung gebracht wird, indem beispielsweise eine solche Druckgröße aufweisende Druckquelle am Nippel 13 angeschlossen wird oder am Staubsauger der durch Messung festgestellte Grenzwertdruck erzeugt wird; es wird dann die Madenschraube 20 so weit im Gewinde 19 verschoben, bis gerade die Kontaktgabe erfolgt. Es ist dann lediglich noch erforderlich, die Position der Schraube 20 mit Bezug auf ihren Lagerkörper 18 festzulegen.

Eine solche Justierung kann, wie schon erwähnt, vorzugsweise dann erfolgen, wenn die gesamte, in diesem Gehäuse zusammengefaßte Anzeigevorrichtung schon montiert und das Gehäuse in die bei 18 angedeutete öffnung des Gerätes eingeschoben worden ist Zur Sicherung des Gehäuses gegen ein Herausfallen können über den Umfang an einer oder mehreren Stellen verteilt keilförmige Vorsprünge 20a angeordnet werden, so daß das Gehäuse in die bündig angrenzende öffnung sozusagen eingekiipst werden kann. Zu diesem Zweck ist der sich an den Führungsbereich 4 anschließende obere Leuchtenbereich 3 des Gehäuses verbreiternd ringförmig unter Bildung einer größere Innenöffnung 21 zur Aufnahme einer Anzeigelampe 2; ausgebildet. Die obere Ringwandung 23 des Leuchten bereiches 3 weist einen die Bohrung 18 des bei 2' angedeuteten zugeordneten Geräts überdeckender Flansch 25 auf, der von einem nach unten gezogener Randbereich 26 einer transparenten, bevorzugt farbij ausgestalteten Abdeckung 27 übergriffen ist. Dies Abdeckung läßt sich von dem Flansch 25 abziehen, so

ίο daß dann der Leuchtenraum 21 frei zugänglich ist und gegebenenfalls nach Beiseiteschieben oder Entnahm! der Leuchte 22 die Schraube 20 zur Feinjustierung de Ansprechpunktes der Anzeigevorrichtung frei zugang lieh ist.

!5 Über eine bei 28 angedeutete Steckverbindung odei über bei 29a und 29£> gezeigte Kontaktlaschen, an denei weiterführende elektrische Leitungen angelötet, ange klemmt oder aufgeschoben werden können, wird di Versorgungsspannung zugeführt; der Darstellung de F i g. 2 läßt sich ein möglicher Stromlaufplan entneh men. An den Anschlußklemmen 29a und 296 wird di Versorgungsspannung, beispielsweise eine Netzspan nung von 220 V zugeführt; sie gelangt über eine Vorwiderstand R1 auf die bevorzugt als Gasentla dungslampe ausgebildete Anzeigeleuchte L und vor dieser über eine Zwischenleitung 30 zu einen Kontaktanschlußpunkt 31 am Kontaktstift 5. Es versteh sich, daß die Leitung 30 im Gehäuse 1 in geeignete Weise von dem einen Anschlußpol der Leuchte geführ und verlegt ist, wobei der Leitungsteilbereich 30a, de am Kontaktanschlußpunkt 31 des Kontaktstiftes i festgemacht ist, entsprechend elastisch und nachgiebij ausgebildet ist, da er eine gewisse Hubbewegung bein Ansprechen der Membran jeweils mitzumachen hat. Di(

■)5 Kontaktgabe erfolgt dann im Berührungsbereich de Kontaktstiftes 5 mit dem Gegenkontaktelement 15, se daß Kontaktstift 5 und Gegenkontaktelement Ii zusammen den Schalter 5 bilden. Vom Gegenkontakt element 15, beim Ausführungsbeispiel der Fig. 1 alsi

t<> vom Lagerkörper 18 der Schraube 20 führt dann ein Rückleitung 33 zur anderen Anschlußklemme 29b.

Die Wirkungsweise der Anzeigevorrichtung ist so daß bei Einwirkung eines geeigneten Unterdrucks übe die Kanäle 12 und 11 auf die Membran 7 diese eine ii

■»' Richtung des Pfeils A verlaufende Bewegung gegen di< Kraft der Schraubenfeder 14 ausführt, so daß de Kontaktstift 5 in der Zeichenebene der F i g. 1 nacl oben verschoben und — nach entsprechender Justie rung — bei Erreichen des Druckschwellwertes da

in Gegenkontaktelement berührt. Dadurch ist der elektri sehe Kreis geschlossen und die Lampe 22 leuchtet au und zwar so lange, bis der Zustand beseitigt bzw. dei Staubbeutel gereinigt ist, der zur Bildung des Druck schwellwerts geführt hat

Es versteht sich, daß gerade der Membranbereicl auch unterschiedlichsten Gegebenheiten der Druckein wirkung angepaßt werden kann; so ist es beispielsweise möglich, daß der Nippel 13 eine Entlüftung zui Atmosphäre bildet und durch das Einsetzen des

*» Gehäuses 2 der Anzeigevorrichtung 1 in die Lageraus nehmung gleichzeitig über eine geeignete Ringwandunj

40 des zugeordneten Geräts eine Abdichtung eines be

41 angedeuteten Raumes unterhalb der Membrar vorgenommen wird, wobei sich die Ringwandung 40 ar

• einen erweiterten Flanschbereich 42 des Gehäuse membranteils anlegt Es kann dann bei 41 durch die Einwirkung eines Überdrucks der Schaltvorganj ausgelöst werden; wirkt an dieser Stelle ein Unterdrud

ein, dann wäre die Schraubenfeder 14 als Zugfeder auszubilden und der Schalter S müßte so umgebaut werden, daß bei einer gewissen Auslenkung des Kontaktstiftes nach unten die Kontaklgabc erfolgt; dies ist ohne weiteres möglich, indem ein nach unten gerichteter Vorsprung am Kontaktstift 5 eine zunächst am Kontaktstift 5 vorbeigeleitete und dann nach oben auf den Konlaktstiftvorsprung gerichtete Verlängerung des Gegenkontaktelementes berührt.

Es versteht sich auch, daß die Führung der Kanäle 11 und 12 zum Nippelanschluß 13 an sich beliebig gestaltet sein kann, insbesondere kann der Nippel 13 auch unmittelbar an der horizontalen Wand 45 des Membranbereichs 6 befestigt sein, die den Raum 10

nach oben begrenzt. Durch geeignete Dimensionierung der den Unterdruck zuführenden Kanäle 11 und 12 beherrscht man gegebenenfalls längs der Führung 13 des Kontaktstiftes 5 eindringende Falschluft sicher. Auch hier zeigt sich wieder der Vorteil, daß die Justierung in zusammengebautem Zustand der Anzeigevorrichtung vorgenommen werden kann, denn dann kann man auch solchen Einflüssen bei der Justierung unmittelbar Rechnung tragen.

Als weiteres mögliches Anwendungsbeispiel neben vielen anderen sei hier noch genannt die Füllstandsanzeige für Kaffeemaschinen, wobei der eingeschnürte Malsteil des Gehäuses eine Verlängerung erfahren kann.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (11)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zur Anzeige eines auf eine Druckänderung zurückgehenden Zustands, insbesondere Unterdruck- oder Oberdruckschalter zur Anzeige des Staubbeutelfüllungsgrades bei Haushalts- und Industriestaubsaugern, mit einer der Druckeinwirkung ausgesetzten Membran, durch deren Bewegung ein in einem Gehäuse mittels einer Führung gelagerter, an der Membran befestigter und federbelasteter Druckstift derart verschiebbar ist, daß eine elektrische Kontaktgabe zweier einen Schalter bildender Kontaktelemente erfolgt, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (2) von einer frontseitig angebrachten Membran (7) abgeschlossen ist, daß auf der zur Memb-an (7) abgewandten Gehäuseseite ein Leuchtenbereich (3) zur unmittelbaren Anzeige angeordnet ist und daß von diesem Leuchtenbereich (3) aus zur Einstellung des Ansprechdruck-Schwellwerts eines der Kontaktelemente (15) des Schalters zugänglich ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das vom Leuchtenbereich (3) aus zugängliche Kontaktelement (15) im Übergangsbereich zwischen der Führung (13) des Druckstiftes (5) und dem Leuchtenbereich (3) angeordnet ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Leuchienbereich schalenförmig mit einem inneren Raum (21) zur Aufnahme der Leuchte (22) und einer umgebenden Wandung (23) ausgebildet ist, die in eine zugehörige Aufnahmeöffnung (18) eindrückbar ist.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der unter der Einwirkung der Membran (7) stehende Druckstift (5) gleichzeitig als elektrischer Kontaktstift unter Bildung eines zweiten Kontaktelementes ausgebildet ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das im Abstand zu dem Druckstift (5) angeordnete erste Kontaktelement (15) zur Einstellung axial verschiebbar ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Kontaktclement (15) einen « Lagerkörper (IBa) umfaßt, der in einen erweiterten Bohrungsteil (17) oberhalb der Führung (13) des Druckstiftes (5) eingepreßt ist, sowie eine in den Lagerkörper (ISa) gewindemäßig verschiebbare Kontaktschraube (20).

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse einstükkig ausgebildet ist und aus einem Kunststoffmaterial besteht.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, 5*> dadurch gekennzeichnet, daß die Membran (7) an einem nach unten wegstehenden Ringflansch (8) des Membranbereichs (6) des Gehäuses (2) angeordnet ist und mit dem RingHansch (8) und einer oberen Gehäusewand (45) einen Druckraum (10) bildet, der w über in dem Gehäuse verlaufende Kanäle (11,12) mit einem Anschlußnippel (13a^zur Zuführung des sich ändernden Drucks in Verbindung steht.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß sich eine Schraubenfeder (14) einer- ■ · seits innen an der Membran (7) und andererseits an einer Stelle im Gehäuse (2) abstützt, die vom Übergangsbereich der den Druckraum (10) begrenzenden Wandung (45) in die Bohrung der Führung (13) für den Kontaktstift (5) gebildet ist.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß über den Außenumfang des Gehäuses (2) verteilt allmählich ihren Abstand zu diesem vergrößernde und verringernde Vorsprünge (2OaJ und entsprechende Anschläge (Flansch 25) angeordnet sind, derart, daß das Gehäuse in eine bündige Bohrung (18) des zugeordneten Geräts (24) durch Druckeinwirkung zum Einschnappen gebracht werden kann.

11. Vorrichtung nach einem der Anprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß zur alternativen Druckmittelzuführung eine Abdichtung»(40, 42) des Raums (41) unterhalb der Membran (7)^! vorgesehen ist bei gleichzeitiger Entlüftung des Druckraums (10).