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Elektrischer Druckschalter für zwei verschiedene Ansprechdrucke Die
Erfindung betrifft einen elektrischen Druckschalter, dessen zwei voneinander unabhängige
Kontaktsysteme mit zunehmendem Betätigungsdruck nacheinander Kontakt geben.
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Zweck der Erfindung ist es, einen derartigen Druckschalter so auszubilden,
daß er billig herstellbar ist, leicht justiert werden kann, daß insbesondere die
beiden Kontaktsysteme in bezug auf ihren Kontaktdruck und ihren Ansprechdruck unabhängig
voneinander justiert werden können und daß es auch möglich ist, den Druckschalter
für noch mehr als zwei voneinander unabhängige Kontaktsysteme ohne großen Mehraufwand
auszubilden.
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Es sind Druckschalter bekannt, die zwei Kontaktsysteme besitzen, die
nacheinander Kontakt geben. Derartige Druckschalter benötigt man z. B. bei Waschmaschinen,
wo man eine Flottenhöhe für das Waschen und eine andere Wasserhöhe für das Spülen
benötigt. Einer dieser bekannten Druckschalter für verschiedene Ansprechdrucke besitzt
eine Druckverteilerplatte, welche durch einen Balg betätigt wird, der durch den
Druck einer Flüssigkeit oder durch Luft mehr oder weniger weit auseinandergedrückt
wird. Diese Bewegung des Balges wird auf eine Druckverteilerplatte übertragen, welche
sich schräg stellen kann und in dieser Stellung verschiedene Kontakte nacheinander
betätigt. Eine solche Anordnung hat den Nachteil, daß die jeweiligen Kontakte sich
der Schräglage der Platte anpassen müssen. Da die Fläche der Druckverteilerplatte
theoretisch jeweilig nur an drei Punkten aufliegen kann, müssen zur Betätigung weiterer
vorhandener Kontakte diese bereits betätigten Kontakte noch weiter zusammengedrückt
werden. Demzufolge ist es unvermeidlich, daß der Kontaktdruck auf die einzelnen
Kontakte unterschiedlich ist.
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Eine weitere bekannte Vorrichtung, welche auf verschiedene Druckgrößen
anspricht, arbeitet mit einem einseitig festgelagerten Druckhebel, welcher durch
Federn vorgespannt ist. Während der Tätigkeit des Druckschalters muß die Vörspannung
dieser Federn überwunden werden, wodurch die Empfindlichkeit des Druckschalters
wesentlich beeinträchtigt wird.
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Dieser Druckschalter hat außerdem den Nachteil, daß nur ein Kontaktsystem
betätigt werden kann. Eine weitere bekannte Schaltvorrichtung für verschiedene Ansprechdrucke
bedient sich einer Druckverteilerstange, deren Lagerung vom Druckbolzen einer Membrane
dargestellt wird. Der Hebel ist zweiarmig ausgebildet, hat erhebliche Reibungskräfte
zu überwinden, so daß beim Druckabfall und Druckanstieg an den gleichen Druckpunkten
zwangläufig für den Zeitpunkt der Kontaktgabe eine Hysterese eintreten muß. Ein
weiterer bekannter Druckschalter ist als Pressostat ausgebildet und soll vorwiegend
die Steuerung von Kontrollampen bei Kraftfahrzeugen bewirken. Bei diesem Schalter
ist es weder beabsichtigt noch möglich, durch verschiedene Druckgrößen verschiedene
Schaltorgane zum Ansprechen zu bringen.
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Die genannten Druckschalter für verschiedene Ansprechdrucke haben
den gemeinsamen Nachteil der schwierigen Justierung, weil die einzelnen Kontaktsysteme
nicht getrennt und unabhängig voneinander justiert werden können. Außerdem sind
sämtliche Schaltvorgänge von dem Betätigungshub abhängig, so daß der Hub, welcher
beispielsweise durch eine physikalische Größe bestimmt wird, einer Justierung unterworfen
werden muß.
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Die Lösung der gestellten Aufgabe besteht darin, daß bei einem Druckschalter,
dessen Kontaktsysteme mit zunehmendem Betätigungsdruck nacheinander Kontakt geben,
wobei der Betätigungsdruck auf einen Druckverteiler wirkt, der auf zwei durch den
Betätigungsdruck elastisch zusammendruckbaren Widerlagern aufliegt, erfindungsgemäß
als Druckverteiler eine Stange vorhanden ist, die auf zwei federnden Widerlagern
unterschiedlicher Federkonstante aufliegt und der Federdruck in gleichem Abstand
von der Auflagestelle auf die Druckverteilerstauge wirkt.
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In diesem Zusammenhange ist es wichtig, daß die Hubbewegung der Widerlager,
herrührend vom Betätigungsdruck, an sich bekannte Schnappschalter mit Kontaktsystemen
betätigt, die unabhängig voneinander von den einzelnen Widerlagern betätigt werden.
Eine
solche Ausführungsform gestattet einen einfachen Aufbau und verringert die erforderlichen
Justierarbeiten im wesentlichen Umfange. Es ist sehr einfach, Federn unterschiedlicher
Federkonstante anzubringen bzw., wenn es sich um Schraubenfedern handelt, durch
Anordnung von Druckschrauben unterschiedliche Vorspännungen zu erreichen. Auch können
beliebig große Kontaktdrucke erzeugt werden, so daß man oft auf die Verwendung von
Relais verzichtet und unmittelbar ein elektrischer Stromkreis geschaltet werden
kann.
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Ein besonderer Vorteil ist darin zu sehen, daß beim Nachlassen des
Betätigungsdruckes zuerst das Kontaktsystem mit der stärkeren Feder und erst anschließend
das Kontaktsystem mit der schwächeren Feder geöffnet wird: Da die gesamte Anordnung
praktisch ohne Reibung arbeitet, ist keine Hysterese zu befürchten, so daß an den
gleichen voreingestellten Stellen des Betätigungsdruckes die Schließung bzw. Öffnung
der Kontakte erfolgt.
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Es ist ein wichtiges Merkmal der vorliegenden Erfindung, daß die Umschaltfedern
der Schnappkontakte als Widerlager für die,:Druckverteilerstange dienen, wobei zwischen
den beiden Schenkeln des Schaltbügels auf der einen Seite der Druckfeder auf Schneiden
die Druckverteilerstange aufliegt und auf der entgegengesetzten Seite der Druckfeder
eine dem Betätigungsdruck entgegenwirkende elastische Kraft, z. B. eine Schraubenfeder,
angreift.
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Durch die Anordnung einer Schraubenfeder, welche der Druckfeder entgegenwirkt;
ist es möglich, unabhängig von: der Federkonstante der Umschaltfedern die gewünschte
resultierende Federkanstante zu justieren: Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung
ist in den Zeichnungen dargestellt, wobei aus den beiden Figuren und deren Beschreibung
noch weitere wichtige Merkmale und °Vrteile zu entnehmen sind.
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Fig. 1 zeigt schematisch den Druckschalter gemäß der Erfindung und
die Druckverteilung auf zwei verschiedene Kontaktsysteme, Fig. 2 zeigt den Druckschalter
gemäß Fig. l; jedoch um 90° gedreht wobei die mögliche Ausbildungsform der Kontaktsysteme
mit einem Schnappschalter dargestellt ist.
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In ig. 1 bezeichnet der Pfeil 1 die Richtung des Betätigungsdruckes;
wobei dieser Betätigungsdruck durch die Umwandlung einer physikalischen Größe, z.
B. der Temperatur' oder in Abhängigkeit der Zeit, erzeugt wird. Auch Handkraft kann
in dieser Pfeilrichtung wirken. Der eigentliche Druckknopf 2 ist nur schematisch
dargestellt. Er besitzt eine Druckstange 3, welche auf die Druckverteilungsstange
4 wirkt. Die Druckstange 3 kann. gegebenenfalls durch an sich bekannte Mittel in
Pfeilrichtung 5 in bezug auf den Angriffspunkt 6 auf :der Druckverteilerstange 4
hin- und herbewegt werden. Im vorliegenden Fall sind dann noch schneiderförmige
Auflagen 7 und B vorhanden, die im gezeichneten Ausführungsbeispiel auf den Umschaltfedern
9 und 10 zweier an sich bekannter Schnappkontakte aufliegen. In Fig. 1 ist nicht
weiter dargestellt, wie diese Umschaltfedern den Schnappkontakt dann betätigen.
Als Reaktionskraft zum Betätigungsdruck sind unter den Auflägen 7 und 8 im Ausführungsbeispiel
von Schraubenfedern 11 und 12 gebildete Widerlager angebracht. Die Kontaktgabe ist
schematisch' durch die oberen Kontakte 13, 14 und die unteren Kontakte 15,16 dargestellt.
Dabei ist also angenommen, d-aß die Umschaltfeder 9 den Umschaltkontakt besitzen
würde.
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Die Wirkungsweise des Schalters nach der Fig. 1 wäre die folgende:
Angenommen die Feder 11. besitzt die kleinere Federkonstante im Vergleich zur Feder
12. Der dann auf der Druckverteilerstange 4 wirkende Betätigungsdruck wird dann
zuerst die Feder 11 zum Zusammendrücken bringen. Damit wird die Umschaltfeder 9,
welche am Festpunkt 17 befestigt ist, den Kontakt vom oberen Kontakt 13 lösen und
schlagartig nach Erreichen eines bestimmten Betätigungshubes den Kontakt bei 15
schließen. Der untere Kontakt 15 bietet gleichzeitig dann die Anlage für die Um-Schaltfeder
9, so daß ein weiteres Zusammendrücken dieses Widerlagers, gebildet von der Feder
11, nicht möglich ist. Der jetzt noch weiter wirkende Betätigungsdruck, der in seiner
Größe sich jetzt gar nicht ändern muß, wird dann die Feder 12 zusammendrükken, bis
sich dort ebenfalls die Umschaltfeder 10 um ihren Festpunkt 18 in die untere Lage
begeben hat, d. h. der Kontakt 16 geschlossen ist. Es ist also möglich, daß mit
einem Betätigungsdruck, der ausreicht, die Feder 12 zusammenzudrücken, nacheinander
erst die -Umschaltfeder 9 und dann die Umschaltfeder 10 betätigt werden.
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In Fig. 2 ist eine andere Ausbildung des Schalters gezeigt, und zwar
wie der Schnappschalter besonders zweckmäßig und billig herstellbar ist. Es bezeichnen
dabei die gleichen Zahlen die gleichen Teile der Fig. 1. In Fig. 2 ist ein Haltebügel
19 vorhanden, der bei seinem einen Schenke120 die Einspannung der Umschalt Feder
9 im Festpunkt 17 gewährleistet. Der andere Schenkel 21 besitzt eine Ausnehmung
22, wobei diese Ausnehmung die seitliche Führung der Umschaltfeder 9 gewährleistet
und weiterhin eine obere und untere Anlage 23, 24 der Umschaltfeder 9 ermöglicht.
Dabei ist, wie in Fig. 1 erläutert, insbesondere die untere Anlage erforderlich,
damit bei weiter wirkendem Betätigungsdruck dann das jeweils folgende Kontaktsystem
mit der stärkeren Feder oder mit dem größeren Abstand vom Angriffspunkt des Betätigungsdruckes
geschaltet wird. Eine Wippfeder 25 verbindet die Umschaltfeder 9 mit dem Umschaltkontakt
26.
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Die Wirkungsweise bei dem Schalter nach Fig. 2 ist dann die folgende:
Die schneiderförmigen Auflagen 7 der Druckverteilerstange 4 auf der oberen Seite
der Umschaltfeder 9 bewegt diese von der oberen Anlage 23 weg. Nach Erreichen eines
bestimmten Hubes, dessen Zeitdauer sich von der Größe des Betätigungsdruckes im
Verhältnis zur Federkonstanten der Feder 11 bestimmt, wird dann in an sich bekannter
Weise die Umschaltfeder 9 den Umschaltkontakt 26 zum Umschlagen bringen. Diese Schaltung
erfolgt aber, ehe die Umschaltfeder 9 auf der unteren Anlage 24 aufliegt. Wenn dann
hier diese Anlage erfolgt ist, dann wird die andere Seite der Druckverteilerstange
4 den anderen Schnappkontakt schließen. Es ist in diesem Zusammenhang für das Erkennen
der Wirkungsweise wesentlich festzustellen, daß die Druckverteilerstange 4 in Fig.2
gewissermaßen die Seitenansicht der Fig. 1 darstellt.
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Als Anwendungsgebiet der Erfindung sind alle Möglichkeiten zu bezeichnen,
bei denen man mit einem gleichbleibenden oder unterschiedlichen Betätigungsdruck
in einstellbarem, zeitlichen Abstand abhängig oder unabhängig von der Änderung des
Betätigungsdruckes Kontaktsysteme betätigen will, deren -Kontaktdruck unabhängig
vom Betätigungsdruck ist. Im
vorliegenden Fall ist ohne weiteres
ersichtlich, daß der Kontaktdruck am Schnappschalter unabhängig vom Betätigungsdruck
ist.