Schnellschaltvorrichtung, insbesondere zur Betätigung von elektrischen Schaltern und Ventilen. Gegenstand der Erfindung ist eine Schnellschaltvorrichtung, welche insbeson dere dazu dienen soll, die Betätigung eines elektrischen Schalters oder Ventils zu bewir ken, sobald eine unter veränderlichem Druck sich befindende bewegliche Trennwand einen bestimmten Druckzustand erreicht. Diese Schnellschaltvorrichtung weist im wesent lichen einen die Bewegung der Trennwand auf die zu steuernde Einrichtung übertragen den zylindrischen Bolzen auf, der mit min destens einer Ringnut versehen ist und in einer nicht an der Bewegung teilnehmenden Hülse gleitet.
Diese Ringnut liegt im Innern der Hülse. Der Bolzen wird in mindestens einer Schaltstellung durch mindestens eine unter Federbelastung in die Ringnut hinein ragende Kugel an der Bewegung gehemmt, welche in einer radial zur Hülsenachse lie genden Bohrung angeordnet ist.
Die Druckgrenzen, in denen diese Bewe gung erfolgt, werden ausser von der Form und Tiefe der Ringnuten noch von der Span- nung der die Kugel belastenden Feder be einflusst. Durch Änderung der Federspan nung ist es möglich, die Schaltgrenzen zu verstellen. Zur Veränderung der Feder belastung der Kugel oder Kugeln wird zweckmässig eine Kegelmantelfläche als Wi- derlager für Gegenbolzen der Belastungs federn vorgesehen.
In den Zeichnungen sind einige Ausfüh rungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes dargestellt.
Fig. 1 zeigt den Längsschnitt durch eine Schnellschaltvorrichtung zur Betätigung eines elektrischen Schalters; Fig. 2 ist der Längsschnitt eines mit einer Schnellschaltvorrichtung ausgerüsteten Ka- pillarrohrthermostaten, und Fig. <B>3</B> stellt den Schnitt durch eine Schnellschaltvorrichtung zur Betätigung eines Ventils dar, welche Einrichtung ausserdem. noch mit Signalkontakten versehen ist.
In Fig. 1 ist 1 ein Membrangehäuse be kannter Ausführung und 2 die dem zu über- wachenden Druck ausgesetzten Membrane. Sie ist über den Federteller 3 von der .mit Hilfe der Schraube 4 naehstellbaren Feder 5 belastet. Der Federteller ist mit dem Bolzen 6 der Schnellschaltvorrichtung fest verbun den, der mit der Ringnut 7 versehen ist: Er gleitet in der aus Isoliermaterial bestehenden Hülse 8, welche durch Säulen 9 auf dem Membrangehäuse befestigt ist und nicht an der Bewegung der Membrane teilnimmt.
In der Hülse 8 sind in einer Ebene senk recht zur Hülsenachse zwei Bohrungen 10 angebracht. Diese enthalten Kugeln 11, wel che von Federn 12 in die Ringnute des Bol zens 6 hineingepreBt werden. Die Spannung der Federn kann durch die Widerlager- schrauben 13 verändert werden.
Auf der Hülse 8 ist die Kontaktvorrich tung angeordnet. Sie besteht aus den beiden durch einen Metallring 14 leitend miteinander verbundenen Gegenkontakten 15 und der Kontaktbrücke 16 aus Isoliermaterial, auf der die Kontakte 17 und 18 befestigt sind.
Die Kontaktbrücke wird auf den Säulen 9 geführt und durch Federn 19 nach unten gesperrt, so daB der Stromkreis über die Kon takte 17 und 18, die Gegenkontakte 15 und den Metallring 14 geschlossen wird.
Steigt der Druck unterhalb der Mem brane, bis der von den Kugeln 11 dem Gleiten des Bolzens 6 entgegengesetzte Widerstand überwunden wird, so wird der Bolzen nach oben bewegt und durch Mitnahme der Kon- taktbrücke 16 mit seiner Schulter 20 eine plötzliche Unterbrechung des Stromkreises herbeigeführt.
Bei wieder sinkendem Druck bewegt sich der Bolzen unter dem EinfluB der Rückstellfeder 5 allmählich wieder nach unten, bis die Kugeln 11 wieder in die Ring nute 7 einschnappen. Die Kontakte werden dabei gleichzeitig wieder geschlossen. Die beschriebene Einrichtung arbeitet somit als Druckregler.
Bei der Ausführung nach Fig. 2 handelt es sich um einen Thermostat. Die Membrane ist durch ein Federrohr 21 ersetzt, welches sich in einem Federrohrgehäuse 22 befindet. Das Federrohrgehäuse ist über ein Kapillar- rohr 23 mit einem Temperaturfühler <B>24</B> ver bunden, der eine leicht siedende Flüssigkeit enthält. Bei wechselnden Temperaturen än dert sich entsprechend der Druck in dem Fühlkörper 24 und damit auch in dem Feder rohr 21.
Als Gegenkraft dient eine Feder 5, welche mittels der Schraube 4 nachgestellt werden kann.
Die Bewegung wird von dem Bolzen 25 wie bei dem Druckregler nach Fig. 1 auf eine entsprechende Kontaktvorrichtung übertra gen. Der Bolzen 25 besitzt jedoch zwei Ring nuten 26 und 27. Die aus Isoliermaterial bestehende Hülse 28 enthält ebenfalls Boh rungen und unter Federbelastung in eine der Ringnuten des Bolzens hineinragende Ku geln. Sie ist jedoch zur Vereinfachung der Nachstellung in ihrem obern Teil mit Ge winde und einer Ringmutter 29 versehen.
Die Ringmutter hat nach unten eine trichter förmige Erweiterung, gegen welche sich die nach aussen kugelig ausgestalteten Gegen bolzen 30 der Federn 12 abstützen.
Die Wirkungsweise der Einrichtung ist folgende: Bei steigender Temperatur und dementsprechend in denn Federrohrgehäuse 22 steigenden Druck wird bei Erreichen der eingestellten Schaltgrenze die Kugelsperre in der Ringnute 27 plötzlich unterbrochen und der Bolzen 25 nach oben bewegt. Hier durch wird der Schalter momentan geöffnet, während die Bewegung des Bolzens durch Einschnappen der Kugeln die untere Ring nute 26 gehemmt wird.
Die Wiedereinschal tung erfolgt; sobald die Temperatur und demzufolge auch der Druck so weit wieder ,gesunken ist, da$ die Feder 5 den durch das Eingreifen der $ugeln in die Ringnute 28 vorhandenen Widerstand zu überwinden ver mag.
Durch Änderung der Stellung der Ring mutier 29 kann die Gegenkraft der Federn 12 geändert und hierdurch die Differenz, in der der Schalter arbeitet, eingestellt werden. Durch Hinaufschrauben der Ringmutter wer den die Federn 12 entspannt und die Dif ferenz verkleinert; durch Herunterschrauben wird sie dementsprechend vergrössert. In Fig. 3 ist der Federungskörper 31 in ein Ventilgehäuse 32 eingebaut und unmittel bar mit einem Ventilkegel 33 verbunden.
Der Kegel schliesst den Ventilsitz 34 und damit den Austritt aus dem Ventil ab. Der Auf bau der Schnellschaltvorrichtung entspricht im wesentlichen dem der Fig. 2. Der Bolzen 35 besitzt jedoch drei Ringnuten 36, 37 und 38, von denen die mittlere von verhältnis mässig geringerer Tiefe ist. Die Kontaktein richtung ist in diesem Falle in dem aus Iso- liermaterial bestehenden Schutzgehäuse 39 untergebracht. Sie besteht aus einem festen Kontakt 40 und dem auf dem Hebel 41 sich befindenden beweglichen Kontakt 42, welche durch die Feder 43 voneinander getrennt ge halten werden.
Ventile dieser Art dienen dazu, innerhalb bestimmter einstellbarer Druckgrenzen ein zelne Verzweigungen an ein allgemeines Lei tungsnetz zu- und abzuschalten, wie zum Beispiel einen Verdampfer in den Kälte mittelkreislauf einer ganzen mit mehreren Verdampfern arbeitenden Kühlanlage. Sie wirkt folgendermassen: Wird in dem von dem Ventil zu steuern den Verdampfer eine bestimmte Temperatur und dementsprechend ein bestimmter Druck erreicht, so wird von dem Federungskörper 31. die Sperrung der Ringnute 36 durch die Kugeln überwunden und unter plötzlichem Offnen des Ventils der Bolzen 35 ange hoben, bis die Kugeln in die Ringnute 37 einschnappen. Bei wieder sinkendem Druck wird der Bolzen zurückbewegt und das Ven til wieder geschlossen.
Ist das Ventil geöffnet und es tritt trotz dem eine weitere Drucksteigerung ein, so wird auch noch die durch das Eingreifen der Kugeln in die Ringnute 37 bestehende Sper rung überwunden. Der Bolzen 35 wird noch weiter nach aufwärts bewegt, bis er in der Ringnute 38 rastet. Gleichzeitig werden auch die Kontakte 40 und 42 geschlossen und durch ein geeignetes optisches oder akusti sches Signal die bestehende Störung ange zeigt.
Die Druckdifferenz zur Erzeugung des Schaltsprunges von der Ringnute 37 in die Ringnute 38 ist dabei nicht so gross wie die jenige für den Schaltsprung von der Ring nute 36 auf die Ringnute 37, weil die Ring nute 37 weniger tief ausgebildet ist.
Ausser den angeführten Beispielen be stehen selbstverständlich auch noch andere Anwendungsmöglichkeiten für die neue Schnellschaltvorrichtung. Sie kann zum Bei spiel mit drei Ringnuten für einen Um schalter mit mittlerer Nullstellung Verwen dung finden, wobei die Schaltstufen durch entsprechende Ausbildung der Nuten sehr verschieden voneinander gewählt werden kön nen. Statt der Kontakte oder eines Ventils kann auch ein Steuerkolben, ein Schieber oder was sonst sprunghaft geschaltet werden soll, von ihr betätigt werden.
Rapid switching device, in particular for operating electrical switches and valves. The invention relates to a quick-switch device, which is intended in particular to effect the actuation of an electrical switch or valve as soon as a movable partition under variable pressure reaches a certain pressure state. This quick switch device has in wesent union a movement of the partition on the device to be controlled transferred to the cylindrical bolt, which is provided with min least one annular groove and slides in a sleeve not participating in the movement.
This annular groove is inside the sleeve. The bolt is inhibited from movement in at least one switching position by at least one spring-loaded ball projecting into the annular groove, which ball is arranged in a bore lying radially to the sleeve axis.
The pressure limits in which this movement takes place are influenced not only by the shape and depth of the annular grooves, but also by the tension of the spring loading the ball. By changing the spring tension, it is possible to adjust the switching limits. In order to change the spring load on the ball or balls, a conical surface is expediently provided as an abutment for the counterbolts of the load springs.
In the drawings, some Ausfüh approximately examples of the subject invention are shown.
Fig. 1 shows the longitudinal section through a quick switch device for actuating an electrical switch; FIG. 2 is the longitudinal section of a capillary tube thermostat equipped with a quick-switch device, and FIG. 3 shows the section through a quick-switch device for actuating a valve, which device also. is still provided with signal contacts.
In FIG. 1, 1 is a membrane housing of known design and 2 is the membrane exposed to the pressure to be monitored. It is loaded by the spring 5, which can be sewn by means of the screw 4, via the spring plate 3. The spring plate is firmly connected to the bolt 6 of the quick-release device, which is provided with the annular groove 7: It slides in the sleeve 8 made of insulating material, which is attached to the membrane housing by columns 9 and does not take part in the movement of the membrane.
In the sleeve 8, two holes 10 are attached in a plane perpendicular to the sleeve axis. These contain balls 11 which are pressed by springs 12 into the annular groove of the bolt 6. The tension of the springs can be changed by means of the abutment screws 13.
On the sleeve 8, the Kontaktvorrich device is arranged. It consists of the two counter-contacts 15 conductively connected to one another by a metal ring 14 and the contact bridge 16 made of insulating material, on which the contacts 17 and 18 are fastened.
The contact bridge is guided on the pillars 9 and locked downwards by springs 19 so that the circuit is closed via the contacts 17 and 18, the mating contacts 15 and the metal ring 14.
If the pressure below the membrane rises until the resistance opposed by the balls 11 to the sliding of the bolt 6 is overcome, the bolt is moved upwards and, by entrainment of the contact bridge 16 with its shoulder 20, a sudden interruption of the circuit is brought about.
When the pressure drops again, the bolt gradually moves downwards again under the influence of the return spring 5 until the balls 11 snap into the groove 7 again. The contacts are closed again at the same time. The device described thus works as a pressure regulator.
The embodiment according to FIG. 2 is a thermostat. The membrane is replaced by a spring tube 21 which is located in a spring tube housing 22. The spring tube housing is connected via a capillary tube 23 to a temperature sensor 24 which contains a low-boiling liquid. With changing temperatures, the pressure in the sensing element 24 and thus also in the spring tube 21 changes accordingly.
A spring 5, which can be readjusted by means of the screw 4, serves as the counterforce.
The movement is transmitted from the bolt 25 as in the pressure regulator according to FIG. 1 to a corresponding contact device. The bolt 25, however, has two ring grooves 26 and 27. The sleeve 28 made of insulating material also contains bores and is spring loaded into one of the Annular grooves of the bolt protruding balls. However, it is provided with a thread and a ring nut 29 in its upper part to simplify the adjustment.
The ring nut has a funnel-shaped extension towards the bottom, against which the counter-bolts 30 of the springs 12, which are designed spherically on the outside, are supported.
The operation of the device is as follows: When the temperature rises and the pressure in the spring tube housing 22 rises accordingly, the ball lock in the annular groove 27 is suddenly interrupted and the bolt 25 moves upwards when the set switching limit is reached. Here by the switch is opened momentarily, while the movement of the bolt by snapping the balls, the lower ring groove 26 is inhibited.
The restart takes place; as soon as the temperature, and consequently the pressure, has dropped again to such an extent that the spring 5 is able to overcome the resistance caused by the engagement of the balls in the annular groove 28.
By changing the position of the ring mutier 29, the counterforce of the springs 12 can be changed and thereby the difference in which the switch operates can be set. By screwing up the ring nut who relaxed the springs 12 and reduced the difference; by screwing it down, it is increased accordingly. In Fig. 3, the spring body 31 is installed in a valve housing 32 and connected to a valve cone 33 immediacy bar.
The cone closes the valve seat 34 and thus the exit from the valve. The construction of the quick-change device corresponds essentially to that of FIG. 2. The bolt 35, however, has three annular grooves 36, 37 and 38, of which the middle one is of relatively moderately smaller depth. In this case, the contact device is accommodated in the protective housing 39 made of insulating material. It consists of a fixed contact 40 and the movable contact 42 located on the lever 41, which are kept separated by the spring 43 ge.
Valves of this type are used to connect and disconnect individual branches to a general line network within certain adjustable pressure limits, such as an evaporator in the refrigeration medium circuit of a whole cooling system working with several evaporators. It works as follows: If a certain temperature and, accordingly, a certain pressure is reached in the evaporator to be controlled by the valve, the blocking of the annular groove 36 by the balls is overcome by the spring body 31 and the bolt 35 is applied by suddenly opening the valve until the balls snap into the annular groove 37. When the pressure drops again, the bolt is moved back and the valve is closed again.
If the valve is open and there is a further increase in pressure in spite of that, the locking existing through the engagement of the balls in the annular groove 37 is overcome. The bolt 35 is moved further upwards until it engages in the annular groove 38. At the same time, the contacts 40 and 42 are closed and the existing fault is indicated by a suitable optical or acoustic signal.
The pressure difference for generating the switching jump from the annular groove 37 into the annular groove 38 is not as large as the one for the switching jump from the annular groove 36 to the annular groove 37 because the annular groove 37 is less deep.
In addition to the examples given, there are of course also other possible uses for the new high-speed switching device. You can find use, for example, with three ring grooves for an order switch with a middle zero position, the switching stages being selected very differently from one another by appropriate design of the grooves. Instead of the contacts or a valve, it can also actuate a control piston, a slide or whatever is to be switched abruptly.