CH616269A5

CH616269A5 -

Info

Publication number: CH616269A5
Application number: CH848176A
Authority: CH
Inventors: Hat Auf Nennung Verzichtet Erfinder
Original assignee: Hug Interlizenz Ag
Priority date: 1975-07-18
Filing date: 1976-07-02
Publication date: 1980-03-14
Also published as: JPS5212470A; US4129759A; NL7607459A; FR2318497B3; FR2318497A1; GB1506537A; SE7607870L

Description

Die Erfindung betrifft eine auf Überdruck ansprechende Schaltvorrichtung zur Unterbrechung eines Stromkreises beim Überschreiten eines vorbestimmten Druckes.

Es sind Einrichtungen bekannt, die beim Überschreiten eines bestimmten Druckes einen elektrischen Stromkreis mittels beweglichen Kontakten öffnen oder schliessen. Diese Einrichtungen weisen die Nachteile verhältnismässig grosser Abmessungen und eines für einfache Aufgaben zu hohen Preises auf.

Dem Bekannten haftet ferner der Nachteil an, dass, je nach den die Kontakte umgebenden Medien, erstere korrodiert werden, so dass ein sicheres Öffnen bzw. Schliessen derselben bei einem genau definierten Druck nicht gewährleistet werden kann.

Ein weiterer Nachteil der bekannten Einrichtungen besteht darin, dass der bereits geöffnete Stromkreis nach Abnahme des Druckes, beispielsweise wegen eines Defektes eines Bauteiles, wieder geschlossen wird. Dies wirkt sich insbesondere beim Schutz von ölgefüllten elektrischen Bauteilen nachteilig aus, da der Stromkreis erst nach Behebung der Störungsursache wieder geschlossen werden darf.

Aufgabe der Erfindung ist es, die Nachteile des Bekannten zu vermeiden, also eine Schaltvorrichtung der eingangs erwähnten Art zu schaffen, welche ein zuverlässiges Unterbrechen eines Stromkreises beim Überschreiten eines vorbestimmten Druckes gewährleistet, wobei ferner nach dem Ansprechen der Schaltvorrichtung der bereits unterbrochene Stromkreis auch bei Abnahme des Druckes nicht mehr geschlossen wird.

Der Erfindung liegt ferner die Aufgabe zugrunde, eine Schaltvorrichtung zu schaffen, welche besonders wirtschaftlich herstellbar ist und welche konstruktiv derart ausgebildet ist,

dass sie nach einmaliger Überschreitung des zulässigen Druk-kes zuverlässig anspricht und wobei eine Unterbrechung des Stromkreises ohne Hilfsmittel erkennbar ist.

Aufgabe der Erfindung ist es ferner, eine Schaltvorrichtung zu schaffen, die insbesondere hinsichtlich der Auslöseempfindlichkeit und der Reproduzierbarkeit den gestellten Anforderungen vollumfänglich Rechnung trägt.

Aufgabe der Erfindung ist es schliesslich, eine Schaltvorrichtung zu schaffen, die unter merklich günstigeren wirtschaftlichen Voraussetzungen hergestellt werden kann.

Erfindungsgemäss wird dies dadurch erreicht, dass ein druckempfindliches Element vorgesehen ist, welches dem Druck ausgesetzt ist, dass das druckempfindliche Element mit einem elektrischen Leiter verbunden oder als elektrischer Leiter aus5

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gebildet ist, derart, dass es beim Überschreiten des vorbestimmten Druckes die elektrische Leitung zerstört bzw. unterbricht, und dass eine dichte, das druckempfindliche Element gegen die Umgebung abtrennende Abdeckung vorgesehen ist.

Erfindungsgemäss wird dadurch auf optimal einfache Weise eine besonders zuverlässige Unterbrechung des Stromkreises erreicht, wobei ferner eine Schliessung des Stromkreises auch nach dem Wiederabfallen des Druckes sicher verhindert wird, da der elektrische Leiter selbst zerstört bzw. unterbrochen ist.

Die Erfindung lässt sich besonders wirtschaftlich realisieren, wenn das druckempfindliche Element ein in einem Behälter angeordneter, mit einem elektrischen Leiter versehener Körper aus sprödem Material ist, der so dimensioniert sein kann, dass er beim Überschreiten des vorbestimmten Druckes zerstört und dadurch der Leiter unterbrochen wird.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung kann der Körper ein Rohr oder eine Platte sein.

Vorteilhafterweise kann das spröde Material Glas oder ein elektrisch leitendes Sintermetall sein.

Der elektrische Leiter kann ferner vorteilhafterweise eine auf die Glasoberfläche aufgebrachte, elektrisch leitende Schicht sein, wodurch die Herstellungskosten des Glaskörpers auf ein nicht unterschreitbares Minimum reduziert werden können.

Gemäss einer weiteren Ausführungsform der Erfindung kann das druckempfindliche Element eine in einem Behälter beweglich angeordnete Trennwand sein, an welche einerseits ein drahtförmiger elektrischer Leiter und andererseits eine Feder befestigt sind, wobei die Trennwand derart ausgebildet sein kann, dass sie beim Überschreiten des vorbestimmten Druckes den elektrischen Leiter auf Zug beansprucht und zerstört und wobei die Feder zum Vorspannen des elektrischen Leiters und zum Führen von Strom vorgesehen ist.

Vorteilhafterweise kann die Abdeckung und/oder der Behälter durchsichtig ausgebildet sein, wodurch eine einfache Anzeige des Zustandes der erfindungsgemässen Schaltvorrichtung ermöglicht wird.

Um eine universell einsetzbare erfindungsgemässe Schaltvorrichtung zu ermöglichen, die ferner nach Unterbrechung des Stromkreises schnellstens ausgetauscht werden kann, kann der Behälter abnehmbar am Gehäuse eines zu überwachenden Bauteiles befestigt sein.

Die erfindungsgemässe Schaltvorrichtung kann vorteilhafterweise für die Überwachung des Druckes von Bauteilen mit ölgefüllten Gehäusen verwendet werden.

Gemäss einer weiteren Ausführungsform der Erfindung kann das druckempfindliche Element eine Membran sein, welche einen Steg zum Durchtrennen bzw. Zerstören des elektrischen Leiters aufweist, wobei der elektrische Leiter senkrecht zur Fortbewegungsrichtung des Stegs und unter Vorspannung zwischen zwei Anschlüssen im Einflussbereich des Stegs befestigt sein kann, wodurch eine Erhöhung der Auslöseempfindlichkeit der Schaltvorrichtung erreicht werden kann, da die für die Zerstörung bzw. Durchtrennung des elektrischen Leiters erforderliche Kraft nicht direkt von den Abmessungsund Festigkeitstoleranzen des elektrischen Leiters abhängt. Dies insbesondere deshalb, weil der elektrische Leiter durch eine senkrecht zu seiner Ausdehnung wirkenden Kraft des Steges zerstört bzw. durchtrennt wird.

Durch die erfindungsgemässe Ausbildung der Schaltvorrichtung kann ferner eine Steigerung der Auslöseempfindlichkeit und der Reproduzierbarkeit desselben erreicht werden, da der technologisch bedingte ungenaue Herstellungsprozess von mit einer leitenden Schicht versehenen spröden Materialien umgangen wird.

Die erfindungsgemässe Schaltvorrichtung kann ferner durch die Verwendung von handelsüblichen Teilen, wie elektrische Leiter, Membran usw. bedeutend wirtschaftlicher hergestellt werden, da auf teure und einzeln anzufertigende Teile, wie beispielsweise eine mit einem elektrischen Leiter versehene Glasplatte, verzichtet werden kann.

5 In weiterer Ausgestaltung der Erfindung kann an der dem Druck ausgesetzten Seite der Membrane eine mit mindestens einer Öffnung versehene Abdeckung vorgesehen sein,

wodurch eine mechanische Einwirkung auf die Membrane vermieden werden kann.

10 In vorteilhafter Ausführung der Erfindung kann der Steg eine kreisrunde und keilförmige Quetschpartie aufweisen, wodurch der Herstellungsprozess der Schaltvorrichtung wesentlich vereinfacht wird, da es keiner Ausrichtung der Membran bzw. des Steges bedarf.

15 In weiterer Ausgestaltung der erfindungsgemässen Schaltvorrichtung kann der Steg aus elektrisch isolierendem Material bestehen, wodurch eine nach aussen hin vollständig isolierte Drucksicherung ermöglicht wird.

Die Erfindung ist nachfolgend in Ausführungsbeispielen 20 anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 einen Längsschnitt einer ersten Ausführungsform der erfindungsgemässen Schaltvorrichtung,

Fig. 2 einen Längsschnitt einer abgewandelten Ausführungsform der Schaltvorrichtung,

25 Fig. 3 einen Längsschnitt einer weiteren Ausführungsform der Schaltvorrichtung,

Fig. 4 einen Längsschnitt einer weiteren Ausführungsform der erfindungsgemässen Schaltvorrichtung,

Fig. 5 einen Querschnitt gemäss Linie V von Fig. 4 und 30 Fig. 6 einen Querschnitt gemäss Linie VI von Fig. 4.

Wie aus dem Längsschnitt gemäss Fig. 1 ersichtlich ist, besteht die Schaltvorrichtung aus einem Behälter 1, einer Abdeckung 2 und einem innerhalb des Behälters 1 angeordneten Glasrohr 4. Das Glasrohr 4 ist dabei länger ausgebildet als 35 der Behälter 1, so dass die Enden des Glasrohres durch die Abdeckung 2 hindurchragen.

Die Bestandteile der Schaltvorrichtung sind derart miteinander verbunden, dass der Behälter 1 und die Abdeckung 2 mittels der Abdichtungen 3 ein nach der Umgebung hin druckdich-40 tes Gefäss bilden, in welchem das Glasrohr 4 angeordnet ist. Das Glasrohr 4 ist ebenfalls mittels Abdichtungen 5 druckdicht an der Abdeckung 2 befestigt. Das Glasrohr 4 weist ferner an der Glasoberfläche eine elektrisch leitende Schicht 9 und zwei an den Enden befestigte Klemmen 6 auf.

45 Der zu überwachende Druck wird dabei an die Öffnungen 8 des Glasrohres 4 gelegt.

Wenn nun der Druck eines zu überwachenden Bauteiles ansteigt, steigt der Druck innerhalb des Glasrohres 4 ebenfalls an. Das Glasrohr 4 ist dabei derart dimensioniert, dass beim 50 Überschreiten des zulässigen Druckes ersteres zerstört wird. Dies deshalb, weil der Druckunterschied zwischen dem Inneren des Glasrohres 4 und dem zwischen Glasrohr 4 und Behälter 1 gebildeten Raum 7 entsprechend dem Druckanstieg innerhalb des zu überwachenden Bauteiles ansteigt, da das Volumen 55 des Raumes 7 und daher der Druck innerhalb desselben nahezu gleich bleiben.

Durch die Zerstörung des Glasrohres 4 wird ebenfalls die elektrisch leitende Schicht 9 zerstört und damit der Stromkreis unterbrochen.

60 Um den Zustand der Schaltvorrichtung zu überwachen, ist der Behälter 1 aus durchsichtigem Material, wie beispielsweise Glas, Plexiglas usw. hergestellt.

Die in Fig. 2 dargestellte Ausführungsform der Schaltvorrichtung weist einen zylindrischen Behälter auf, an dessen obe-65 ren Ende eine Abdeckung 2 mittels Abdichtungen 3 druckdicht angeordnet ist, und an dessen unteren Ende ein Gewinde 12 zum Aufschrauben des Behälters 1 auf einen Flansch 13 eines nicht näher gezeigten Gehäuses 10 vorgesehen ist.

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Innerhalb des Behälters 1 ist ferner eine Glasplatte 11 derart angeordnet, dass ein erster Raum 7 zwischen Abdeckung 2 und Glasplatte 11 und ein zweiter Raum 14 zwischen Glasplatte 11 und Gehäuse 10 gebildet werden. Der erste Raum 7 und der zweite Raum 14 sind dabei mittels Abdichtungen 5 druckdicht voneinander getrennt.

Das Gehäuse 10 weist ferner Öffnungen 8 zur Verbindung des zweiten Raumes 14 mit dem Inneren des Gehäuses 10 auf.

Die Glasplatte 11 weist an der Glasoberfläche eine elektrisch leitende Schicht 9 auf.

Wenn nun der Druck innerhalb des Gehäuses 10 ansteigt, steigt ebenfalls der Druck im zweiten Raum 14 an, während der Druck im ersten Raum 7 nahezu gleich bleibt.

Die Glasplatte 11 ist dabei derart dimensioniert, dass beim Überschreiten des zulässigen Druckes erstere zerstört und demzufolge die leitende Schicht 9 unterbrochen wird.

Um den Zustand der Schaltvorrichtung zu überwachen, ist die Abdeckung 2 aus durchsichtigem Material, wie z. B. Glas, «Plexiglas» usw. hergestellt.

Fig. 3 zeigt eine weitere Ausführungsform der erfindungsgemässen Schaltvorrichtung, welche aus einem Behälter 1,

einer ersten Abdeckung 2, einer zweiten Abdeckung 2a und einem im Behälter 1 gleitend angeordneten Kolben 16 besteht.

Der Kolben 16 wird dabei mittels eines drahtförmigen Leiters 17, der einerseits am Kolben und andererseits an der zweiten Abdeckung 2a befestigt ist, und einer Feder 18, die einerseits am Kolben und andererseits an der ersten Abdeckung 2 befestigt ist, in einer genau bestimmten Lage gehalten. Die Feder 18 dient ferner dazu, den Strom durch den Leiter 17 zu führen und den Kolben 16 mit dem bei Bruch des Leiters verbleibenden Leiterteil vom übrigen Leiter zu entfernen, um so ein Schliessen des Stromkreises nach einer vorhergehenden Unterbrechung zu verhindern.

Die zweite Abdeckung 2a weist Öffnungen 8 zur Verbindung des Raumes 14 zwischen dem Kolben 16 und der zweiten Abdeckung 2a mit dem auf Druck zu überwachenden Raum auf.

Wenn nun der Druck innerhalb des zu überwachenden Raumes ansteigt, steigt der Druck im Raum 14 ebenfalls an. Diese Drucksteigerung erzeugt eine Kraft auf den Kolben 16, welche den Leiter 17 auf Zug beansprucht. Überschreitet der Druck im Raum 14 den zulässigen Druck, überschreitet die am Leiter wirkende Zugkraft die Bruchspannung des Leiters, wodurch letzterer unterbrochen wird.

Um den Zustand der Schaltvorrichtung zu überwachen, ist der Behälter 1 aus durchsichtigem Material, wie z. B. Glas, «Plexiglas» usw. hergestellt.

Ersichtlicherweise kann der Behälter gemäss Fig. 1 und 3, analog der Schaltvorrichtung in Fig. 2, ein Gewinde zum Befestigen der Schaltvorrichtung am Gehäuse des zu überwachenden Bauteiles aufweisen, wodurch ein rasches Auswechseln 5 zerstörter Schaltvorrichtungen ermöglicht wird.

Auch die am Glasrohr 4 bzw. an der Glasplatte 11 vorgesehene elektrisch leitende Schicht 9 kann, wie für den Fachmann ohne weiteres ersichtlich, durch ein elektrisch leitendes Filament, welches entweder an der Glasoberfläche angeordnet io oder in der Glasmasse selbst eingebettet ist, ersetzt werden, ohne dass dadurch der Rahmen der Erfindung verlassen wird.

Wie aus dem Längsschnitt gemäss Fig. 4 ersichtlich ist, besteht die Schaltvorrichtung aus einem eine Abdeckung aufweisenden zylindrischen Behälter 1, einer den Behälter abdek-i5 kenden, dichtenden Membran 20, an welcher ein Steg 21 befestigt ist, sowie aus einem zwischen zwei Anschlüssen 23 befestigten elektrischen Leiter 22.

Im Bereich der Membran 20 ist eine mit mindestens einer Durchgangsöffnung 25 versehene Abdeckung 24 vorgesehen, 2o so dass die Membran 20 vor Berührung geschützt ist.

Ersichtlicherweise ist die Schaltvorrichtung derart ausgebildet, dass sie ohne weiteres in das zu überwachende Gehäuse eingebracht werden kann, ohne dass es einer besonderen Befestigung der Schaltvorrichtung bedarf. Dies insbesondere des-25 halb, weil die Schaltvorrichtung einen in sich abgeschlossenen ersten Raum 7 aufweist, welcher unter nahezu konstantem Druck steht.

Wenn nun der Druck innerhalb des Gehäuses ansteigt, steigt ebenfalls - infolge der Öffnung 25 - der Druck innerhalb 30 eines durch die Abdeckung 24 und die Membran 20 gebildeten zweiten Raumes 14 an, während der Druck im ersten Raum 7 nahezu konstant bleibt. Die Membran 20 und der elektrische Leiter 22 sind dabei derart dimensioniert, dass beim Überschreiten des zulässigen Druckes und damit beim Überschrei-35 ten der zulässigen auf den elektrischen Leiter 22 wirkenden Kraft, letzterer durch den Steg 21 durchtrennt und demzufolge der elektrische Kreis unterbrochen wird.

Fig. 5 zeigt einen Schnitt gemäss Linie V in Fig. 4, aus welcher die kreisförmige Ausbildung des Steges 21 ersichtlich ist. 40 Der Steg 21 weist ferner eine kreisrunde, im Querschnitt keilförmige Quetschpartie 26 auf.

Durch die kreisrunde Ausbildung des Steges 21 bzw. der Quetschpartie 26 wird der Zusammenbau der Schaltvorrichtung wesentlich vereinfacht, da eine Ausrichtung des Steges 45 nicht mehr erforderlich ist.

Dies wird insbesondere unter Berücksichtigung der Fig. 6 ersichtlich, da der elektrische Leiter 22 drahtförmig ausgebildet ist.

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2 Blatt Zeichnungen

Claims

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1. Auf Überdruck ansprechende Schaltvorrichtung zur Unterbrechung eines Stromkreises beim Überschreiten eines vorbestimmten Druckes, dadurch gekennzeichnet, dass ein druckempfindliches Element vorgesehen ist, welches dem Druck ausgesetzt ist, dass das druckempfindliche Element mit einem elektrischen Leiter verbunden oder als elektrischer Leiter ausgebildet ist, derart, dass es beim Überschreiten des vorbestimmten Druckes die elektrische Leitung zerstört bzw. unterbricht, und dass eine dichte, das druckempfindliche Element gegen die Umgebung abtrennende Abdeckung vorgesehen ist.

2. Schaltvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das druckempfindliche Element ein in einem Behälter angeordneter, mit einem elektrischen Leiter versehener Körper aus sprödem Material ist, der so dimensioniert ist, dass er beim Überschreiten des vorbestimmten Druckes zerstört und dadurch der Leiter unterbrochen wird.

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PATENTANSPRÜCHE

3. Schaltvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das druckempfindliche Element ein Rohr ist.

4. Schaltvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das druckempfindliche Element eine Platte ist.

5. Schaltvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das spröde Material Glas ist.

6. Schaltvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das spröde Material ein elektrisch leitendes Sintermetall ist.

7. Schaltvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der elektrische Leiter eine auf die Glasoberfläche aufgebrachte, elektrisch leitende Schicht ist.

8. Schaltvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der elektrische Leiter ein auf die Glasoberfläche aufgebrachtes und/oder im Glaskörper eingebettetes, elektrisch leitendes Filament ist.

9. Schaltvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das druckempfindliche Element eine in einem Behälter beweglich angeordnete Trennwand ist, an welcher einerseits ein drahtförmiger elektrischer Leiter und andererseits eine Feder befestigt sind, wobei die Trennwand derart ausgebildet ist, dass sie beim Überschreiten des vorbestimmten Druckes den elektrischen Leiter auf Zug beansprucht und zerstört, und wobei die Feder zum Vorspannen des elektrischen Leiters und zum Führen von Strom vorgesehen ist.

10. Schaltvorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Trennwand eine am Behälter angeordnete Membran ist.

11. Schaltvorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Trennwand ein im Behälter gleitend angeordneter Kolben ist.

12. Schaltvorrichtung nach Anspruch 2 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Abdeckung und/oder der Behälter durchsichtig ist.

13. Schaltvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das druckempfindliche Element eine Membran ist, welche einen Steg zum Durchtrennen bzw. Zerstören des elektrischen Leiters aufweist, und dass der elektrische Leiter senkrecht zur Bewegungsrichtung des Stegs und unter Vorspannung zwischen zwei Anschlüssen im Einflussbereich des Stegs befestigt ist.

14. Schaltvorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass an der dem Druck ausgesetzten Seite der Membran eine mit mindestens einer Öffnung versehene Abdeckung vorgesehen ist.

15. Schaltvorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Steg eine kreisrunde, im Querschnitt keilförmige Quetschpartie aufweist.

16. Schaltvorrichtung nach einem der Ansprüche 13 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass das druckempfindliche Element mit dem elektrischen Leiter fest verbunden ist.

17. Schaltvorrichtung nach einem der Ansprüche 13 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass der Steg aus elektrisch isolierendem Material besteht.

18. Schaltvorrichtung nach einem der Ansprüche 13 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass im Bereich der Membran eine letztere gegen Berührung schützende Abdeckung vorgesehen ist.

19. yerwendung der Schaltvorrichtung nach Anspruch 1 für die Überwachung des Druckes von Bauteilgehäusen.

20. Verwendung nach Anspruch 19 für die Drucküberwachung von ölgefüllten Bauteilgehäusen.

21. Verwendung nach Anspruch 19 einer Schaltvorrichtung gemäss Anspruch 2 oder 9, gekennzeichnet durch die Verwendung eines Bestandteils des zu überwachenden Bauteils oder eines an diesem befestigten Elementes als Behälter für die Schaltvorrichtung.