CH645207A5

CH645207A5 - Electrical switch having a gas-tight housing with an increased pressure inside

Info

Publication number: CH645207A5
Application number: CH1130779A
Authority: CH
Inventors: Hans-Rudolf Dipl-Ing Wuethrich
Original assignee: Sprecher & Schuh Ag
Priority date: 1979-12-20
Filing date: 1979-12-20
Publication date: 1984-09-14
Also published as: DE3009926C2; DE3009926A1

Description

Die Erfindung betrifft einen elektrischen Schalter nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. The invention relates to an electrical switch according to the preamble of claim 1.

Ein derartiger Schalter ist in der CH-PS 376 162 beschrieben. Er hat als elastisches Dichtungsglied einen Metallbalg, der relativ viel Platz beansprucht, teuer ist und sich für die Durchführung einer um ihre Längsachse schwenkenden Schalterwelle nicht eignet. Such a switch is described in CH-PS 376 162. As an elastic sealing member, it has a metal bellows which takes up a relatively large amount of space, is expensive and is not suitable for carrying out a switch shaft pivoting about its longitudinal axis.

Nach der DE-OS 24 33 293 ist als Dichtungsglied für einen quer zu seiner Einführungsrichtung schwenkbarer Hebel ein Gummistrumpf vorgesehen, der auf einer den Hebel umgebenden Hülse aufliegt, die im Schwenkachsenbereich an der Durchtrittzone des Gehäuses kugelförmig ausgebildet ist. Der Gummistrumpf reibt auf der metallenen Hülse, wodurch seine Lebensdauer relativ kurz ist. Für um ihre Längsachse schwenkbare Schalterwellen scheint auch diese Durchführung wenig geeignet. According to DE-OS 24 33 293, a rubber stocking is provided as a sealing member for a lever pivotable transversely to its direction of insertion, which rests on a sleeve surrounding the lever, which is spherical in the pivot axis region at the passage zone of the housing. The rubber stocking rubs on the metal sleeve, which means that its service life is relatively short. This implementation also appears to be unsuitable for switch shafts pivotable about their longitudinal axis.

Vielmehr werden um ihre Längsachse schwenkbare Schal-terwellen in der Regel durch Stopfbüchsen, O-Ringe und dergleichen dichtend durchgeführt, wofür die DE-OS 25 13 338 als Beispiel genannt sei. Diese bekannten Schalterwellendurchführungen können sich unerwartet rasch abnutzen, weshalb auch besondere Massnahmen zur Dichtigkeitsüberwachung vorgeschlagen werden. Die Konstruktionen werden dadurch noch aufwendiger, als dies der hohen Dichtigkeitsforderungen wegen ohnehin erforderlich ist. Rather, switch shafts which can be pivoted about their longitudinal axis are generally sealingly carried out by stuffing boxes, O-rings and the like, of which DE-OS 25 13 338 is mentioned as an example. These known switch shaft bushings can wear out unexpectedly quickly, which is why special measures for tightness monitoring are also proposed. This makes the constructions even more complex than is necessary due to the high tightness requirements.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde einen elektrischen Schalter mit einem gasdicht geschlossenen, unter Überdruck stehenden Gehäuse zu schaffen, bei welchem die Einführungsstelle einer um ihre Längsachse beschränkt schwenkbaren Antriebswelle in das Gehäuse eine einfache, dauerhafte und wirtschaftlich vorteilhafte Dichtungsanordnung aufweist. The invention has for its object to provide an electrical switch with a gas-tight, pressurized housing, in which the insertion point of a drive shaft that can be pivoted about its longitudinal axis into the housing has a simple, permanent and economically advantageous sealing arrangement.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird ein elektrischer Schalter nach Anspruch 1 vorgeschlagen. To solve this problem, an electrical switch according to claim 1 is proposed.

Der Gummischlauch lässt sich relativ einfach herstellen und montieren, wobei er auch platzsparend ausführbar ist. Neben der Beanspruchbarkeit auf Torsion kann er auch auf Längung und Stauchung beanspruchbar sein, so dass ein gewisses Axialspiel der Welle aufgenommen werden kann. Der Gummischlauch kann an sich wenig beschädigungsanfällig ausgebildet werden, wobei ihn die Stützringe in ihrer genannten Anordnung zusätzlich schützen. Da die Reibungskräfte durch die Stützringe in der Regel grösstenteils auf die Führungsteile (z.B. Hülse oder Welle) der Stützringe übertragen werden können, ist kein Verschleiss zu befürchten. Dabei kann die Verwendung von mindestens oberflächlich selbstschmierenden Führungsringen, z.B. aus Polytetrafluoräthylen, eine weitere Reibungsminderung bringen. Dies umsomehr, als der Schwenkbereich der Welle meist im Bereich von ± 40° und in der Regel nicht über 90° betragen dürfte. The rubber hose is relatively easy to manufacture and assemble, and it can also be carried out to save space. In addition to being able to withstand torsion, it can also be able to withstand elongation and compression, so that a certain axial play of the shaft can be absorbed. The rubber hose itself can be made less susceptible to damage, with the support rings additionally protecting it in the arrangement mentioned. Since the frictional forces can usually be largely transmitted through the support rings to the guide parts (e.g. sleeve or shaft) of the support rings, there is no fear of wear. The use of at least superficially self-lubricating guide rings, e.g. made of polytetrafluoroethylene, bring a further reduction in friction. This is all the more so since the swivel range of the shaft should usually be in the range of ± 40 ° and generally not more than 90 °.

Wirkt der Überdruck von Aussen auf den Gummischlauch, so wird man definitionsgemäss im Inneren des Gummischlauches die Stützringe vorsehen, wobei dann die Welle selbst als Führung der Stüztringe dienen kann. Lässt man aber den Überdruck von Innen auf den Gummischlauch einwirken, so wird man die Stützringe definitionsgemäss um ihn herum anordnen, wobei sie sich in einem Stüztgehäuse befinden können, das in der Regel als eine zur Welle koaxiale Hülse ausgebildet ist, die ihrerseits Bestandteil des Schaltergehäuses ist oder daran befestigt sein kann. If the overpressure acts on the rubber hose from the outside, then by definition the support rings will be provided inside the rubber hose, in which case the shaft itself can serve as a guide for the support rings. However, if the excess pressure is allowed to act on the rubber hose from the inside, the support rings will by definition be arranged around it, whereby they can be located in a support housing, which is usually designed as a sleeve coaxial to the shaft, which in turn is part of the switch housing is or can be attached to it.

Es ist zwar schon eine elastische Rohrverbindung gemäss dem Deutschen Patent 865 244 mit einem innen und aussen stellenweise metallringbewehrten zylindrischen Gummirohr vorgeschlagen worden. Im zugehörigen Deutschen Zusatzpatent 885 948 wird dazu aber zutreffend ausgeführt, dass ein im Rohr wirkender Innendruck die zwischen den Metallringen liegenden Zonen nach aussen ausweiten kann. Dies kann nicht nur zum Bersten, sondern bei einer Wellendurchführung auch zum Reiben der betreffenden Zonen an Nachbarteilen und somit zum vorzeitigen Verschleiss führen. Zudem behindern die Metallringbewehrungen die Verdrehbarkeit des Gummischlauches. Nun wird zwar im genannten Deutschen Zusatzpatent 885 948 durch Überlappen und Ineinanderstek-ken der Metallringe, die wieder fest mit dem Gummi verbunden sind, dieses Nachaussendrücken des Gummis beseitigt, dafür wird aber die Verdrehbarkeit des so erhaltenen Gummi-Metallschlauches noch weiter reduziert, so dass er für Wellendurchführungen der erfindungsgenmässen Art auch ungeeignet ist. An elastic pipe connection according to German Patent 865 244 with a cylindrical rubber tube reinforced with metal rings inside and outside in places has already been proposed. In the associated German additional patent 885 948, however, it is correctly stated that an internal pressure acting in the tube can expand the zones lying between the metal rings to the outside. This can lead not only to bursting, but also to rubbing of the affected zones against neighboring parts and thus to premature wear when a shaft is passed through. In addition, the metal ring reinforcements hinder the rotatability of the rubber hose. Now, in the aforementioned German additional patent 885 948, by overlapping and inserting the metal rings that are firmly connected to the rubber, this pushing out of the rubber is eliminated, but the rotatability of the rubber-metal hose thus obtained is reduced even further, so that it is also unsuitable for shaft bushings of the type according to the invention.

Um dies zu beheben, wurde in der DE-AS 24 53 645 vorgeschlagen, einen aus abwechselnd Gummiringe und Metallringe aufweisenden Stapel, der längs zusammengedrückt vorgespannt ist, als Dichtung verdrehbarer Teile zu verwenden, wobei die Drehverformung der Gummiringe den Stapel verdrehbar machen soll. Da aber trotz des Weglassens der in der US-PS 3 168 334 zum Vorspannen derartiger Stapel vorgesehenen und verdrehungsfeindlichen Längs-Zuganker, die Stapel nach der DE-AS 24 53 645 offfenbar zu wenig verdrehbar sind, wird dort eine Reibringdichtung als Verbindung des Stapels mit dem einen oder anderen Teil vorgeschlagen. Nun ist zwar die Verdrehbarkeit gesichert, dafür aber die Dichtigkeit in Frage gestellt, wie bei allen Reibdichtungen. To resolve this, it was proposed in DE-AS 24 53 645 to use a stack of alternating rubber rings and metal rings, which is prestressed longitudinally, as a seal for rotatable parts, the rotational deformation of the rubber rings being intended to make the stack rotatable. However, since, despite the omission of the longitudinal tie rods provided in US Pat. No. 3,168,334 for pretensioning such stacks and which are hostile to rotation, the stacks according to DE-AS 24 53 645 are evidently not rotatable enough, there is a friction ring seal as a connection of the stack proposed to one or the other part. Now the rotatability is ensured, but the tightness is questioned, as with all friction seals.

Es ergibt sich aus dem Gesagten, dass bewehrte Gummischläuche als zu wenig verdrehbar und unbewehrte als zu wenig formstabil anzusehen sind, um den Zwecken der Erfindung zu dienen. It follows from what has been said that reinforced rubber hoses are to be regarded as insufficiently twistable and unreinforced as insufficiently dimensionally stable in order to serve the purposes of the invention.

Erst durch die Erfindung gelang es, die Dichtungsvorteile It was only through the invention that the sealing advantages were achieved

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des an sich zu wenig formstabilen unbewehrten Gummischlauches unter Aufrechterhaltung des grössten Teiles seiner Beweglichkeit mit den Stabilitätsvorteilen des bewehrten, the inherently insufficiently dimensionally stable unreinforced rubber hose while maintaining most of its mobility with the stability advantages of the reinforced,

aber zu wenig verdrehbaren Gummischlauches zu vereinen, indem man die Dichtungsfunktion und die Stützfunktion den sich nur lose berührenden Teilen, Gummischlauch bzw. Stützringstapel zuordnete. Der Stüztringstapel wird dabei koaxial zur Welle geführt und kann so ein seitliches Ausweichen des Gummischlauches erfolgreich verhindern. but to combine too little twistable rubber hose by assigning the sealing function and the support function to the parts that only touch loosely, the rubber hose or the support ring stack. The stack of support rings is guided coaxially to the shaft and can thus successfully prevent the rubber hose from moving sideways.

Die Erfindung wird nachstehend anhand der rein schematischen Zeichnung beispielsweise besprochen. Es zeigen im Schnitt: The invention is discussed below with reference to the purely schematic drawing, for example. The average shows:

Fig. 1 ein Gehäusefragment eines Schalters mit einer Wellendurchführung, die einen von Innen mit Überdruck beaufschlagten Gummischlauch aufweist. Fig. 1 shows a housing fragment of a switch with a shaft bushing which has a rubber hose acted upon from the inside with excess pressure.

Fig. 2 ein Gehäusefragment eines anderen Schalters mit einer Welleneinführung, die einen von aussen mit Überdruck beaufschlagten Gummischlauch hat. Fig. 2 shows a housing fragment of another switch with a shaft entry, which has a rubber hose acted upon from the outside with overpressure.

In Fig. 1 ist eine Hülse des Gehäuses mittels Schrauben 2 am Gehäuseflansch 3 unter Verwendung einer herkömmlichen Dichtung 4 befestigt. In dieser Hülse 1 ist eine Welle 5 mit angeformtem Flansch 6 durch ein Lager 7 beschränkt drehbar gelagert. Am Wellenflansch 6 ist ein Gummischlauch 8 mit seinem einen Ende gasdicht anvulkanisiert, während das andere Ende dieses Gummischlauches 8 an einem Einwärtsflansch 1' der Hülse 1 gasdicht anvulkanisiert ist. Der Gummischlauch 8 ist dabei koaxial zur Welle 5 angeordnet. Der im Gehäuse wirkende Überdruck wirkt durch den Ringspalt 9 von innen auf den Gummischlauch 8 ein und würde ihn aufweiten, wenn er nicht von den Stützringen 10 gestützt würde, die durch die Hülse 1 koaxial zur Welle 5 geführt einen Stapel bilden, der sich vom Lager 7 bis zum Flansch 1' erstreckt. Die Stützringe 10 bestehen aus Polytetrafluoräthylen und sind daher selbstschmierend, so dass beim Verdrehen des Gummischlauches 8 kaum Reibung zwischen ihm und In Fig. 1, a sleeve of the housing is fastened by means of screws 2 to the housing flange 3 using a conventional seal 4. In this sleeve 1, a shaft 5 with a flange 6 is rotatably supported by a bearing 7. On the shaft flange 6, a rubber tube 8 is vulcanized gas-tight at one end, while the other end of this rubber tube 8 is vulcanized gas-tight on an inward flange 1 'of the sleeve 1. The rubber hose 8 is arranged coaxially to the shaft 5. The overpressure acting in the housing acts through the annular gap 9 on the inside of the rubber hose 8 and would widen it if it were not supported by the support rings 10, which are guided through the sleeve 1 coaxially to the shaft 5 and form a stack that extends from the bearing 7 extends to the flange 1 '. The support rings 10 consist of polytetrafluoroethylene and are therefore self-lubricating, so that when the rubber hose 8 is twisted there is hardly any friction between it and

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dem einzelnen Stützring 10 entsteht. Diese Reibungsminderung wirkt sich natürlich auch zwischen den lose aneinanderliegend gestapelten Stützringen 10 untereinander aus und ist auch gegenüber der Hülse 1, die hier auch Führungshülse der Stützringe 10 ist, wirksam. the individual support ring 10 is formed. This reduction in friction naturally also has an effect on one another between the loosely stacked support rings 10 and is also effective with respect to the sleeve 1, which is also the guide sleeve of the support rings 10 here.

In Fig. 2 weist das Gehäuse 101 einen Einwärtsflansch 101' auf, auf welchem das eine Ende des Gummischlauches 108 aufgehoben und durch eine Bride 102 gasdicht gehaltert ist. Das andere Ende dieses Gummischlauches 108 ist auf einem Flansch 106, der mit der Wealle 105 drehfest und gasdicht verschweisst ist, aufgeschoben und durch eine Bride 102' gasdicht gehaltert. Die Welle 105 ist im Lager 107 im Gehäuse 101 begrenzt drehbar gelagert. Der Gummischlauch 108 ist zur Welle 105 koaxial angeordnet. Er wird von den Stützringen 110, die lose aneinanderliegend und durch die Welle 105 zu ihr koaxial geführt einen Stapel bilden, gegen den von aussen auf ihn einwirkenden Überdruck des Gehäuseinneren gestützt. Auch diese Stützringe sind aus Polytetrafluoräthylen und entfalten somit die reibungsmindernden Eigenschaften, die hinsichtlich Fig. 1 beschrieben wurden. Der Stapel der Stützringe 110 erstreckt sich vom Gehäuseflansch 101' bis zum Wellenflansch 106 und stützt somit den Gummischlauch 108 auf seiner ganzen verdrehbaren Länge. In FIG. 2, the housing 101 has an inward flange 101 ', on which one end of the rubber hose 108 is suspended and is held gas-tight by a bracket 102. The other end of this rubber hose 108 is pushed onto a flange 106, which is welded to the shaft 105 in a torque-proof and gas-tight manner, and is held gas-tight by a clamp 102 '. The shaft 105 is rotatably supported in the bearing 107 in the housing 101 to a limited extent. The rubber hose 108 is arranged coaxially with the shaft 105. It is supported by the support rings 110, which lie loosely adjacent to one another and are guided coaxially by the shaft 105 to form a stack, against the overpressure of the interior of the housing acting on it from the outside. These support rings are also made of polytetrafluoroethylene and thus develop the friction-reducing properties that were described with reference to FIG. 1. The stack of support rings 110 extends from the housing flange 101 'to the shaft flange 106 and thus supports the rubber hose 108 over its entire rotatable length.

Die Anwendung der Vulkanisation in Fig. 1 und der Briden in Fig. 2 zur gasdichten Befestigung des jeweiligen Gummischlauches sind naturgemäss unter Wahrung gewisser konstruktiver Änderungen austauschbar. The use of the vulcanization in FIG. 1 and the clamps in FIG. 2 for the gas-tight fastening of the respective rubber hose are naturally interchangeable while maintaining certain design changes.

Während man bei einem von aussen mit Überdruck beaufschlagten Gummischlauch 108 gemäss Fig. 2 keiner weiteren Stützung bedarf, kann eine Stützung des Gummischlauches 8 gemäss Fig. 1 auch auf der Druckseite, das heisst gegenüber der Welle 5 dann von Vorteil sein, wenn der Überdruck nicht ausreichen sollte, um den Gummischlauch 8 von der Welle 5 sicher fernzuhalten. Auch dies ist im Rahmen der Erfindung möglich und ähnlich verwirklichbar. While no additional support is required for a rubber hose 108 from the outside, which is pressurized from the outside, as shown in FIG. 2, support of the rubber hose 8 according to FIG. 1 can also be advantageous on the pressure side, that is to say, relative to the shaft 5, if the excess pressure is not should be sufficient to keep the rubber hose 8 safely away from the shaft 5. This is also possible within the scope of the invention and can be implemented in a similar manner.

1 Blatt Zeichnungen 1 sheet of drawings

Claims

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1. Electrical switch with a pressurized gas-tight housing into which a limited pivotable drive member is inserted gas-tight by means of an elastic sealing member, wherein one end of this sealing member is gas-tightly connected to the drive member and the other to the housing, characterized in that as The drive member has a shaft (5; 105) which can be pivoted about its longitudinal axis and, as a sealing member, a rubber hose (8; 108) coaxial with the shaft (5; 105) with loose support rings on its surface facing away from the housing overpressure and guided coaxially with the shaft (5; 105) (10; 110), which form a stack adjacent to one another, are provided.

2. Electrical switch according to claim 1, characterized in that the housing overpressure acts on the inner surface of the rubber hose (8) and the stack of support rings (10) is guided in a support cylinder (1).

2nd

PATENT CLAIMS

3. Electrical switch according to claim 1, characterized in that the housing pressure acts on the outer surface of the rubber hose (108) and the stack of support rings (110) is guided on the shaft (105).

4. Electrical switch according to one of claims 1 to 3, characterized in that the support rings (10; 110) at least superficially have a self-lubricating material.

5. Electrical switch according to claim 4, characterized in that the support rings (10; 110) at least superficially consist of polytetrafluoroethylene.

6. Electrical switch according to one of claims 1 to 5, characterized in that the stack of support rings (10; 110) is also guided in the axial direction.

7. Electrical switch according to one of claims 1 to 6, characterized in that the stack of support rings (10; 110) up to the fastening areas (1 ', 6; 101', 106) of the ends of the rubber hose (8; 108) .