DE102015113972A1

DE102015113972A1 - Druckschalter

Info

Publication number: DE102015113972A1
Application number: DE102015113972.3A
Authority: DE
Inventors: Stefan Krolla; Sandro Becker
Original assignee: GEA Renzmann and Gruenewald GmbH
Current assignee: Kelvion Machine Cooling Systems GmbH
Priority date: 2015-08-24
Filing date: 2015-08-24
Publication date: 2017-03-02

Abstract

Druckschalter 1 mit folgenden Merkmalen:
a) In einem Gehäuse 2 ist ein Kolben 5 mit einer Kolbenstange 6 aufgenommen, welcher gegen eine Federkraft F₁, F₂ verlagerbar ist;
b) In dem Gehäuse 2 sind zwischen Kolbenstange 6 und Gehäuse 2 wirksame Rastmittel 11 angeordnet, die bei Überschreiten vorbestimmter Schaltwege der Kolbenstange 6 eine Rückstellung der Kolbenstange 6 blockieren;
c) Die Federkraft F₁, F₂, die bei einem vorbestimmten Schaltweg der Bewegung der Kolbenstange 6 entgegen wirkt, ist durch Verlagerung von wenigstens einem Federteller 18, 19 im Gehäuse 2 und/oder an der Kolbenstange 6 für jeden Schaltweg einzeln einstellbar;
d) An dem Gehäuse 2 ist ein Sensor 23 zur Erfassung der Position der Kolbenstange 6 relativ zum Gehäuse 2 angeordnet, wobei der Sensor 23 dafür vorgesehen ist, ein elektrisches Signal bei Erreichen eines Schaltweges abzugeben.

Description

Die Erfindung betrifft einen Druckschalter mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1.
Druckschalter oder auch Sicherheitsdruckschalter werden teilweise auch als Druckwächter bezeichnet. Sie werden z. B. zur Überwachung des Leckageraumes von Doppelrohrsicherheitswärmeübertragern verwendet. Diese speziellen Wärmeübertrager werden für thermische Verfahren eingesetzt, bei denen die Vermischung der Fluide, die zum Wärmetausch verwendet werden, ein Risiko darstellt. Beispiele für Anwendungsfälle sind die Erdgasvorwärmung, Ölkühlung oder allgemeine chemische Prozesse.
Sicherheitsdruckschalter dienen der Detektion von Überdrücken in einem angeschlossenen Raum. Es ist bekannt, Sicherheitsdruckschalter nach einem Berstscheibensystem, Membransystem oder nach einem Drucksensorsystem auszubilden. Bei Berstscheiben- bzw. Membransystemen ist jedoch festzuhalten, dass diese Druckschalter nur einen einzigen Messpunkt besitzen. Der Druckbereich liegt in der Regel in einem Bereich bis 150 bar. Für höhere Drücke können Berstscheiben- oder Membransysteme in der Regel nicht verwendet werden. Drucksensoren können hingegen auch höhere Drücke messen und schalten. Der Druck wird mittels eines Kraftaufnehmers erfasst. Bei Drucksensoren besteht allerdings das Problem, dass die Messeinheiten keine lokale Druckanzeige besitzen, die in manchen Anwendungsfällen erforderlich ist.
Hiervon ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde einen Druckschalter aufzuzeigen, der im Unterschied zu Berstscheiben- und Membransystemen geeignet ist, mehrere Schaltpunkte zu erfassen.
Diese Aufgabe ist bei einem Druckschalter mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche. Der erfindungsgemäße Druckschalter umfasst folgende Merkmale:

a) In einem Gehäuse ist ein Kolben mit einer Kolbenstange aufgenommen, welcher gegen eine Federkraft verlagerbar ist;
b) In dem Gehäuse sind zwischen Kolbenstange und Gehäuse wirksame Rastmittel angeordnet, die bei Überschreiten vorbestimmter Schaltwege der Kolbenstange eine Rückstellung der Kolbenstange blockieren;
c) Die Federkraft, die bei einem vorbestimmten Schaltweg der Bewegung der Kolbenstange entgegen wirkt, ist durch Verlagerung von wenigstens einem Federteller im Gehäuse und/oder an der Kolbenstange für jeden Schaltweg einzeln einstellbar;
d) An dem Gehäuse ist ein Sensor zur Erfassung der Position der Kolbenstange relativ zum Gehäuse angeordnet, wobei der Sensor dafür vorgesehen ist, ein elektrisches Signal bei Erreichen eines Schaltweges abzugeben.

Bei dem erfindungsgemäßen Druckschalter besteht die Möglichkeit zwei voreingestellte Drücke zu überwachen. Dies kann über die Schaltwege der Kolbenstange realisiert werden. Wenn ein erster voreingestellter Druck überschritten wird, erreicht die Kolbenstange einen Punkt, der eine Rückstellung der Kolbenstange verhindert. Die Rastmittel blockieren die Rückstellung der Kolbenstange. Das besondere ist, dass die Federkraft, die der Bewegung der Kolbenstange entgegenwirkt und auf einen vorbestimmten Schaltweg eingestellt ist, für jeden Schaltpunkt einzeln einstellbar ist. Dies wird durch Verlagerung von Federtellern im Gehäuse und/oder an der Kolbenstange erreicht. Die Erfindung hat mithin den Vorteil, dass bei Überschreitung eines ersten und auch eines zweiten vorbestimmten Druckes bzw. vorbestimmten Schaltweges die Kolbenstange blockiert wird. Das Blockieren der Kolbenstange bzw. das Erreichen bestimmter Schalt- oder Druckpunkte ermöglicht es einem Sensor die Position der Kolbenstange relativ zum Gehäuse zu erfassen. Der Sensor ist dafür vorgesehen, ein elektrisches Signal bei Erreichen des Schaltweges abzugeben. Ein elektrisches Signal ist sowohl die Änderung des Schaltzustandes von 0 auf 1 als auch von 1 auf 0. Das elektrische Signal kann mithin auch ein Unterbrechen eines in einer Ausgangsstellung anliegenden elektrischen Signals sein.
Ein weiterer, wesentlicher Aspekt ist, dass bei Erreichen eines Druckpunktes bzw. eines bestimmten Schaltweges eine selbsttätige Arretierung der Kolbenstange durch das Rastmittel erfolgt, so dass die Kolbenstange gegen Zurückfahren mechanisch gesichert ist. Diese mechanische Sicherung kann nur manuell aufgehoben werden, so dass der Druckschalter in seine Ausgangstellung rückstellbar ist.
Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass die Federkraft sich aus einer 1. Federkraft einer 1. Feder und einer 2. Federkraft einer 2. Feder ergibt, wobei die 1. Feder und die 2. Feder in Reihe geschaltet sind. Die Reihenschaltung ermöglicht eine sehr feine Abstufung auf die gewünschten Schaltpunkte. Beispielsweise kann ein erster Schaltpunkt bei einem Überdruck von ca. 1,0 bar liegen und ein zweiter Schaltpunkt bei einem Überdruck von ca. 10 bar. Insgesamt soll der Druckschalter auf bis 300 bar, vorzugsweise 600 bar, druckfest sein. Eine sehr feine Einstellung der jeweiligen Schaltpunkte bzw. Druckpunkte gelingt dadurch, dass eine 1., schwächere Feder und eine 2., stärkere Feder so aufeinander abgestimmt werden, dass hauptsächlich die 1. Feder zusammengedrückt wird, bis der erste Schaltpunkt erreicht wird. Die 2., wesentlich stärkere Feder hat bis zum Erreichen des ersten Schaltpunktes eine untergeordnete Rolle. Umgekehrt kommt der 2., stärkeren Feder eine viel größere Bedeutung zu, wenn es um den zweiten Schaltpunkt, z. B. einen Überdruck von ca. 10 bar, geht. Hier spielt die 1., schwächere Feder nahezu eine vernachlässigbare Rolle. Das besondere ist, dass die Reihenschaltung dieser Feder es erlaubt, die einzelnen Federn durch die Auswahl geeigneter Federn, durch die Länge der Federwege, aber auch durch die Positionierung der Federteller exakt auf die einzelnen Schaltpunkte einzustellen und zwar insbesondere in kompakter Bauweise.
Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung sind die beiden Federn von entgegensetzten Seiten an einem gemeinsamen Federteller abgestützt, wobei zwischen den Federtellern der schwächeren Feder ein Federwegbegrenzer angeordnet ist. Der Federwegbegrenzer schützt die schwächere Feder vor übermäßigen Belastungen, wenn der erste Druckpunkt überschritten worden ist und die Drücke wesentlich über ein 1 bar anliegen. Ein solcher Federwegbegrenzer ist vorzugsweise an dem gemeinsamen Federteller angeordnet. Der gemeinsame Federteller ist daher gewissermaßen schwimmend auf der Kolbenstange angeordnet. In Kombination mit dem Federwegbegrenzer verhalten sich die beiden Federteller der schwächeren Feder gewissermaßen als gemeinsames Widerlager für die stärkere der beiden Federn. Durch Veränderung der Länge des Federwegbegrenzers oder auch durch Verstellen der Position des Federtellers der schwächeren Feder lässt sich die Federkraft bis zum ersten Schaltpunkt sehr feinfühlig einstellen. Für die 2. Feder ist lediglich der Federteller der 2. Feder einzustellen. Seine Position kann relativ zum Gehäuse verlagert werden. Er kann über einen Gewindebereich an dem Gehäuse gehalten und eingestellt sein.
Bevorzugt erfolgt die Anpassung der Druckpunkte über die Auswahl geeigneter Federn und nicht über die Anpassung des Federwegs bzw. der Vorspannung. Es ist weniger aufwändig, Federn mit anderen Federkonstanten zu verwenden, oder solche, die bei gleicher Einbaulänge stärker vorgespannt werden, als die Federwege zu verändern. Es ist auch möglich, beide Einstellmöglichkeiten zu kombinieren.
Ein weiterer wesentlicher Aspekt ist die Verrastung der Kolbenstange gegenüber dem Gehäuse. Hierzu besitzt das Rastmittel vorzugsweise einen Sperrriegel, der unter dem Einfluss einer Sperrkraft nachgiebig gegen die Kolbenstange gedrückt ist. An der Kolbenstange sind zum Sperrriegel passende Rastausnehmungen angeordnet, die zur Aufnahme des Sperrriegels dienen. Die Rastausnehmungen sind vorzugsweise umlaufende Einkerbungen an der Kolbenstange. Der Sperrriegel ist insbesondere ein Stift oder Bolzen der senkrecht zur Längsachse der Kolbenstange unter einer Sperrkraft gegen die Kolbenstange gedrückt wird. Die Sperrkraft ist insbesondere eine Federkraft. Der Sperrriegel kann in einer Querbohrung in dem Gehäuse geführt sein. In der Querbohrung kann auf den radial nach innen weisenden Sperrriegel eine Sperrfeder, insbesondere eine Schraubendruckfeder, die in dem Gehäuse gelagert ist, gerichtet sein.
Von einer Ausgangsposition gleitet der Sperrriegel bei Überschreiten eines ersten Schaltweges bzw. bei Erreichen eines bestimmten Druckes in die erste Rastausnehmung an der Kolbenstange. Die Kolbenstange kann nun nicht mehr in ihre Ausgangsposition zurückverlagert werden, ohne dass der Sperrriegel zurückfährt, was durch die Sperrkraft verhindert wird. Steigt der Druck allerdings noch weiter, so dass der Kolben gegen die Federkraft verlagert wird, kann der Sperrriegel über eine Steuerfläche aus der Rastausnehmung herausgleiten. Die Steuerfläche befindet sich an der Rastausnehmung oder dem Sperrriegel oder optional an beiden miteinander in Eingriff stehenden Bauteilen. Die Steuerfläche ist insbesondere eine Schrägfläche. Es kann sich um eine konvex oder konkav gekrümmte Fläche handeln. Nach dem Kaltprinzip drückt die Kolbenstange den Sperrriegel über die Steuerfläche nach radial außen. Die Sperrkraft hält den Sperrriegel allerdings an der Oberfläche an der Kolbenstange bis eine zweite Rastausnehmung erreicht wird, in die der Sperrriegel wiederum einschnappen kann. Bevorzugt besitzt der erfindungsgemäße Druckschalter wenigstens zwei dieser Rastausnehmungen. Theoretisch ist es auch denkbar, drei oder mehr Schaltwege zu realisieren, wobei für diesen Fall mehr als zwei Federn in Reihe zu schalten sind. Die Federn können über gemeinsame Federteller abgestützt sein, wobei sich zwischen den Federtellern der jeweils schwächeren Federn ein Federwegbegrenzer befindet. Nur bei der stärksten Feder kann dieser Federwegbegrenzer entfallen. Die stärkste Feder wird nur so stark belastet, dass der zuletzt zu erreichende Schaltpunkt sicher erreicht werden kann. Der Kolben besitzt vorzugsweise einen Außendurchmesser, der größer ist als der Außendurchmesser der Kolbenstange, so dass der Kolben den Hubweg der Kolbenstange in das Gehäuse hinein begrenzt. Auch bei Drücken über 150 bar, insbesondere bei Drücken bis 300 bar ist der erfindungsgemäße Druckschalter druckfest. Der Kolben verhindert eine Beschädigung der Federanordnung und der Rastmittel.
An dem Gehäuse ist ein von außen zugängliches Mittel zum Entlasten des Sperrriegels von der Sperrkraft angeordnet. Der Sperrriegel ist insbesondere in einer Querbohrung im Gehäuse geführt. Eine Schraube kann diese Querbohrung von außen verschließen. Über die Schraube kann auch die Sperrkraft, die insbesondere von einer Schraubendruckfeder aufgebracht wird, eingestellt werden. Bei der Schraube handelt es sich vorzugsweise um eine Madenschraube, die zum Entriegeln bis zu einem Endanschlag herausgeschraubt wird und zum erneuten Vorspannen des Sperrriegels bis zu einer inneren Stellung wieder in das Gehäuse einschraubbar ist.
Vorzugsweise besitzt der erfindungsgemäße Druckschalter ein Anzeigemittel, um die Stellung der Kolbenstange relativ zum Gehäuse anzuzeigen. Das Anzeigemittel ist insbesondere an einem Ende der Kolbenstange angeordnet und ragt je nach Stellung der Kolbenstange aus dem Gehäuse heraus. Im einfachsten Fall ist das Anzeigemittel von der Kolbenstange selbst gebildet. Bevorzugt ist das Anzeigemittel mit der Kolbenstange verbunden, insbesondere verschraubt. Das Anzeigemittel kann mit Signalbereichen gekennzeichnet sein. Beispielsweise kann bei Erreichen einer ersten Schaltstufe ein einzelner farbiger Ring an dem Anzeigemittel sichtbar werden, der vorher im Gehäuse verdeckt war. Bei Erreichen der zweiten Schaltstufe kann ein zweiter Ring an dem Anzeigemittel sichtbar werden, so dass man unmittelbar an dem Druckschalter erkennen kann, welcher Schaltzustand erreicht worden ist.
Der erfindungsgemäße Druckschalter ermöglicht aber gleichzeitig die Weiterleitung elektrischer Signale. Er kombiniert mithin ein optisches Signalsystem mit einem elektrischen Signalsystem. Gleichsam ist er im Unterschied zu Berstscheibensystemen manuell mit äußerst geringem Aufwand rücksetzbar und besitzt darüber hinaus auch mehr Schaltpunkte als ein Berstscheibensystem. Die Schaltpunkte sind zudem individuell einstellbar.
Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Druckschalters ist, dass nur ein unterer Gehäuseteil, der mit der zu erwartenden Druckquelle verbunden ist, druckfest ausgestaltet sein muss. Derjenige Bereich, der zur Erfassung der Schaltwege erforderlich ist, braucht nicht druckfest zu sein. Dies betrifft den gesamten Bereich, in dem die 1. und 2. Federn angeordnet sind, aber auch den Bereich der Rastmittel. Bei Berstscheibensystemen sind hingegen größere Bereiche abzudichten. Der erfindungsgemäße Druckschalter ist modular aufgebaut, sehr einfach in der Handhabung und vereint die Vorteile unterschiedlicher Druckschaltersysteme, da die Grundanforderungen einer Druckfestigkeit von 300 bar, einem Explosionsschutz und mehrerer einstellbarer Schaltpunkte mit einfacher Rückstellbarkeit nach Auslösung komplett erfüllt und einfach und kostengünstig realisiert.
Derartige Druckschalter sind bevorzugt für Bereiche bis 600 bar, Temperaturen bis 100°C und technische Fluide wie z. B. Gase der Brenngasfamilien 1 und 2 laut technischem Regelwerk G260 des DVGW, thermal Öle, Trafoöle, Wasser (in allen Qualitäten, mit und ohne Zusätze), Abgase, Luft und chemische Prozessfluide geeignet. Die Druckumformung erfolgt mittels eines Hubkolbens mit genau definiertem Querschnitt. Die Schaltpunkteinstellung erfolgt über ein in Reihe geschaltetes Federsystem. Die Auswahl der Federn gibt die Druckpunkte maßgeblich vor. Der Druckschalter ist vor Überlastung geschützt, weil der Kolben bei Drücken oberhalb des zweiten Nasspunktes alle Kräfte unmittelbar in das Gehäuse einleitet. Um das manuelle Rückstellen sicherer zu gestalten, kann das Mittel zum Entlasten des Sperrriegels zusätzlich über eine Abdeckung geschützt sein, die separat zu entfernen ist.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels erläutert, das in den Zeichnungen rein schematisch dargestellt ist.
1 zeigt einen Querschnitt durch einen erfindungsgemäßen Druckschalter im Schaltpunkt;
2 zeigt den Druckschalter der 1 im Schaltpunkt 1 und
3 zeigt den Druckschalter der 1 im Schaltpunkt 2.
Die 1 bis 3 zeigen jeweils denselben Druckschalter 1 im Längsschnitt durch ein zylindrisches Gehäuse 2. Die 1 bis 3 zeigen unterschiedliche Schaltpunkte. Der grundsätzliche Aufbau des Druckschalters 1 wird anhand der 1 erläutert.
1 zeigt, dass das Gehäuse 2 zweigeteilt ist und ein Unterteil 3 besitzt, der in nicht näher dargestellter Weise über einen Anschluss 4 an mindestens einem zu überwachenden Druckraum koppelbar ist. Der Anschluss 4 kann als Mutterstück oder Vaterstück ausgebildet sein, insbesondere mit einem Schraubgewinde an einem Stutzen oder einem Innengewinde in einer Aufnahme. In dem Unterteil 3 des Gehäuses 2 ist ein Kolben 5 angeordnet, der mit einer Kolbenstange 6 verbunden ist. Der Durchmesser der Kolbenstange 6 ist kleiner als der Durchmesser des Kolbens 5. Dadurch ist der Hubweg des Kolbens 5 und damit auch der Kolbenstange 6 begrenzt. Die Kolbenstange 6 ist in dem Unterteil 3 des Gehäuses 2 geführt. An einem Führungsabschnitt 7 schließt sich ein Dichtungsabschnitt 8 mit einer Dichtung 9 an, welche die Kolbenstange 6 umgibt. Die Dichtung 9 ist eine Packung, die über eine Packungsschraube 10 gehalten und eingestellt ist. Auf den Dichtungsabschnitt 8 schließt sich ein Rastmittel 11 in dem Unterteil 3 des Gehäuses 2 an. Das Rastmittel 11 ist zwischen der Kolbenstange 6 und dem Gehäuse 2 wirksam. Es umfasst gehäuseseitig einen Sperrriegel 12, der von einer Sperrkraft S belastet wird. Hierzu befindet sich in einer Querbohrung 13, in welcher auch der Sperrriegel 12 aufgenommen ist, eine Schraubendruckfeder 14. Die Schraubendruckfeder 14 ist wiederum von einem Mittel 15 des Sperrriegels 12 von der Sperrkraft S verschlossen. Konkret handelt es sich bei diesem Mittel 15 um eine Schraube, die in die mit einem Gewinde versehende Querbohrung 13 eingeschraubt ist und zum Entlasten des Sperrriegels 12 aus dieser herausschraubbar ist. Das radial innere Ende des Sperrriegels 12 liegt an einer Außenseite der Kolbenstange 6 an. In der dargestellten Position ist der Kolben 5 entlastet. Die Außenseite der Kolbenstange 6 ist glatt, so dass der Kolben 5 in der Bildebene nach rechts in das Gehäuse 2 hineinverlagert werden kann. Der Sperrriegel 12 gleitet auf der Oberfläche der Kolbenstange 6 ab.
Die Verlagerung der Kolbenstange 6 erfolgt gegen eine 1. Federkraft F₁ und gegen eine 2. Federkraft F₂. Die Federkräfte F₁, F₂ summieren sich. Sie sind in Reihe geschaltet und gehen von einer 1. Feder 16 und einer 2. Feder 17 aus. Die 1. Feder 16 befindet sich zwischen einem 1. Federteller 18, der an der Kolbenstange 6 angeordnet ist und zusammen mit der Kolbenstange 6 verlagert wird und einem gemeinsamen Federteller 20. Der 2. Federteller 19 ist an dem Unterteil 3 des Gehäuses 2 gelagert. Der 2. Federteller 19 kann in Längsrichtung verstellbar sein. Die Verstellung kann über ein Gewinde zwischen dem 2. Federteller 19 und dem Gehäuse 2 erfolgen. Über den 2. Federteller 19 kann die Federanordnung bestehend aus 1. Feder 16 und 2. Feder 17 eingestellt werden. Alternativ hat der 2. Federteller 19 eine vorgegebene Position und die Druckpunkte werden über austauschbare Federn 16, 17 eingestellt.
Zusätzlich befindet sich zwischen den beiden Federn 16, 17 der gemeinsame Federteller 20. Der gemeinsame Federteller 20 wird von entgegengesetzten Seiten von der 1. Feder 16 bzw. der 2. Feder 17 belastet. Zwischen dem 1. Federteller 18 und dem gemeinsamen Federteller 20 befindet sich ein Federwegbegrenzer 21. Er hat die Gestalt einer Hülse und ist materialeinheitlich einstückig an dem gemeinsamen Federteller 20 ausgebildet. Alternativ oder zusätzlich kann ein weiterer Federwegbegrenzer 21 an dem ersten Federteller 18 angeordnet sein. Der Federwegbegrenzer 21 befindet sich vorzugsweise innerhalb der als Schraubendruckfeder 14 ausgebildeten 1. Feder 16 und begrenzt den Federhub der 1. Feder 16.
Im Anschluss an den 2. Federteller 19 schließt sich ein Oberteil 22 des Gehäuses 2 an. Das Oberteil 22 und das Unterteil 3 des Gehäuses 2 sind miteinander verschraubt. In dem Oberteil 2 befinden sich Mittel zur Erfassung der Position der Kolbenstange 6. Zum einen ist dies ein Sensor 23. Er befindet sich in einer Vergussmasse 24. In nicht näher dargestellter Weise ist der Sensor 23 mit einem Signalempfänger verbunden, der ein elektrisches Signal des Sensors 23 auswertet. Der Sensor 23 gibt ein Schaltsignal ab. Hierbei kann es sich auch um ein Unterbrechen des Signals handeln, dass eine bestimmte Schaltstellung des Sensors 23 detektiert. Der Sensor 23 kann den Schaltweg der Kolbenstange 6 berührungslos selektieren. Es sind auch mechanische Sensoren 23 denkbar, bei welchen die Schaltwege über Rastnocken oder Steuerkulissen erfasst werden.
Neben der elektrischen Erfassung der Schaltstellung ist in dem Oberteil 22 des Gehäuses 2 ein Anzeigemittel 25 angeordnet, dass mit der Kolbenstange 6 verbunden ist. Das Anzeigemittel 25 befindet sich größtenteils innerhalb des Gehäuses 2. Seine äußerste Spitze ragt ein wenig heraus. Anhand der nachfolgenden 2 und 3 wird deutlich, wie das Anzeigemittel 25 die Position der Kolbenstange 6 bzw. des Schaltzustandes anzeigt.
2 zeigt den Druckschalter 1 der 1 in einem ersten Schaltpunkt. Es ist zu erkennen, dass der Kolben 5 ein wenig in das Gehäuse 2 eingefahren ist. Dies kann auf einen erhöhten Druck p im Bereich des Anschlusses 4 zurückzuführen sein. Der Druck p kann beispielsweise 1 bar Überdruck betragen. Die Federkennlinien der 1. Feder 16 und 2. Feder 17 sind so eingestellt, dass der Sperrriegel 12 in eine erste Rastausnehmung 26 umfangsseitig der Kolbenstange 6 fasst. Bei der Rastausnehmung 26 handelt es sich um eine umlaufende Nut. Der Sperrriegel 12 wird von der Sperrkraft S in der Verriegelungsstellung gehalten. Es ist zu erkennen, dass die 1. Feder 16 in ihrem Hub so weit begrenzt ist, dass der Federwegbegrenzer 21 den 1. Federteller 18 an dem gemeinsamen Federteller 20 abstützt. Zusätzlich ist zu erkennen, dass Anzeigemittel 25 im Oberteil 22 des Gehäuses 2 so weit aus dem Gehäuse 2 herausragt, dass eine erste Nut 27 sichtbar wird. Die Nut 27 kann zusätzlich farbig gekennzeichnet sein, z. B. durch eine Signalfarbe, insbesondere einen roten Ring, so dass die erste Schaltstellung des Druckschalters 1 optisch von allen Seiten her erkennbar ist.
3 zeigt das Anzeigemittel 25 im zweiten Schaltpunkt. Es sind nun zwei Nuten 27, 28 an der Stirnseite des Oberteils 22 des Gehäuses 2 sichtbar. Die Kolbenstange 6 mit dem Kolben 5 ist noch weiter eingefahren. Es ist ferner zu erkennen, dass der Kolben 5 seine Endstellung erreicht hat und mit seinem die Kolbenstange 6 umgebenden Ringkragen am Unterteil 3 des Gehäuses 2 anschlägt. Gleichzeitig fasst der Sperrriegel 12 in eine zweite Rastausnehmung 29 und blockiert die Kolbenstange 6 gegen Rückstellung in die Ausgangsposition. Die 2. Feder 17, welche die Kolbenstange 6 umgibt, wurde weiter zusammengedrückt. Sie liegt allerdings nicht auf Block, was durch den Kolben 5 verhindert wird, der am Gehäuse 2 anschlägt.
Von der ersten Schaltstellung in 2 in die zweite Schaltstellung in 3 konnte der Sperrriegel 12 selbsttätig übergehen, da an der Spitze des Sperrriegels 12 eine Steuerfläche 30 ausgebildet ist. Die Steuerfläche 30 ist eine Schrägfläche, die auf einer Kante der Rastausnehmung 26 abgleitet, so dass der Sperrriegel 12 nach dem Keilprinzip selbsttätig aus der ersten Rastausnehmung 26 zurückgedrückt werden kann, bis er bei Erreichen der zweiten Rastausnehmung 29 unter der Sperrkraft S in diese hineingedrückt wird. Umkehrt kann der Sperrriegel 12 nicht wieder in die erste Rastausnehmung 26 zurückgleiten. Er muss manuell entriegelt werden, indem die Schraube gelockert oder entfernt wird.
Bezugszeichenliste

1: Druckschalter
2: Gehäuse
3: Unterteil von 2
4: Anschluss
5: Kolben
6: Kolbenstange
7: Führungsabschnitt
8: Dichtungsabschnitt
9: Dichtung
10: Packungsschraube
11: Rastmittel
12: Sperrriegel
13: Querbohrung
14: Schraubendruckfeder
15: Mittel zum Entlasten
16: 1. Feder
17: 2. Feder
18: 1. Federteller
19: 2. Federteller
20: gemeinsamer Federteller
21: Federwegbegrenzer
22: Oberteil von 2
23: Sensor
24: Vergussmasse
25: Anzeigemittel
26: Rastausnehmung
27: Nut
28: Nut
29: Rastausnehmung
30: Steuerfläche
F₁: 1. Federkraft
F₂: 2. Federkraft
p: Druck
S: Sperrkraft

Claims

Druckschalter (1) mit folgenden Merkmalen: a) In einem Gehäuse (2) ist ein Kolben (5) mit einer Kolbenstange (6) aufgenommen, welcher gegen eine Federkraft (F₁, F₂) verlagerbar ist; b) In dem Gehäuse (2) sind zwischen Kolbenstange (6) und dem Gehäuse (2) wirksame Rastmittel (11) angeordnet, die bei Überschreiten vorbestimmter Schaltwege der Kolbenstange (6) eine Rückstellung der Kolbenstange (6) blockieren; c) Die Federkraft (F₁, F₂), die bei einem vorbestimmten Schaltweg der Bewegung der Kolbenstange (6) entgegen wirkt, ist durch Verlagerung von wenigstens einem Federteller (18, 19) im Gehäuse (2) und/oder an der Kolbenstange (6) für jeden Schaltweg einzeln einstellbar; d) An dem Gehäuse (2) ist ein Sensor (23) zur Erfassung der Position der Kolbenstange (6) relativ zum Gehäuse (2) angeordnet, wobei der Sensor (23) dafür vorgesehen ist, ein elektrisches Signal bei Erreichen eines Schaltweges abzugeben.
Druckschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Federkraft (F₁, F₂) sich aus einer 1. Federkraft (F₁) einer 1. Feder (16) und einer 2. Federkraft (F₂) einer 2. Feder (17) ergibt, wobei die 1. Feder (16) und die 2. Feder (17) in Reihe geschaltet sind.
Druckschalter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Federn (16, 17) von entgegengesetzten Seiten an einem gemeinsamen Federteller (20) abgestützt sind, wobei zwischen den Federtellern (18, 20) der schwächeren Feder (16) ein Federwegbegrenzer (21) angeordnet ist.
Druckschalter nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Federwegbegrenzer (21) an dem gemeinsamen Federteller (20) angeordnet ist.
Druckschalter nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Federwegbegrenzer (21) an dem Federteller (20) der schwächeren Feder (16) angeordnet ist.
Druckschalter nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Rastmittel (11) einen Sperrriegel (12) umfassen, der unter dem Einfluss einer Sperrkraft (S) nachgiebig gegen die Kolbenstange (6) gedrückt ist, wobei an der Kolbenstange (6) Rastausnehmungen (26, 29) zur Aufnahme des Sperrriegels (12) angeordnet sind.
Druckschalter nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass an einer dem Kolben (6) zugewandten Seite des Sperrriegels (12) und/oder der Rastausnehmung (26, 29) eine Steuerfläche (30) angeordnet ist, über welche der Sperrriegel (12) bei Bewegung der Kolbenstange (6) aus der Rastausnehmung (26, 29) heraus verlagerbar ist.
Druckschalter nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass an dem Gehäuse (2) ein von außen zugängliches Mittel (15) zum Entlasten des Sperrriegels (12) von der Sperrkraft (S) angeordnet ist.
Druckschalter nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass ein Anzeigemittel (25) die Stellung der Kolbenstange (6) relativ zum Gehäuse (2) anzeigt.
Druckschalter nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Anzeigemittel (25) an einem Ende der Kolbenstange (6) angeordnet ist und je nach Stellung der Kolbenstange (6) aus dem Gehäuse (2) herausragt.
Druckschalter nach einem der Ansprüche 1 bis 10, welcher für die Detektion zweier Druckpunkte bei Betriebsdrücken bis 600 bar ausgelegt ist.