DE1962486B2

DE1962486B2 - Druckabhängige elektrische Schalteranordnung

Info

Publication number: DE1962486B2
Application number: DE1962486A
Authority: DE
Inventors: Johannes J. Mook Berson; Joseph Nijmegen Pilet
Original assignee: Controls Company of America
Current assignee: Controls Company of America
Priority date: 1968-12-13
Filing date: 1969-12-12
Publication date: 1973-10-18
Also published as: AU460986B2; GB1228400A; US3617665A; AU1623670A; DE1962486A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine clruckabhängige elektrische Schalteranordnung mit einem Momentschalter, der einen Kontaktarm aufweist, der seinen Schaltkontakt zwischen einem ersten ortsfesten Kontakt (Druckminimum) und einem zweiten ortsfesten Kontakt bewegbar ist, mit einer Betätigungszunge und einer Druckfeder, die zwischen der Belätigungsminge und dem mit einer Ausnehmung versehenen Kontaktarm geschaltet ist, um den Kontaktarm untjr Schnappwirkung in einer Richtung zu bewegen, wenn sich die Betätigungszunge in der entgegengesetzten Richtung durch eine zwischen zwei Punkten befindli-

ehe Totpunktstellung hindurchbewegt, und mit einem druckempfindlichen Teil, das bei Druckmittelbeaufschlagung die Betätigungszunge gegen die Federkraft einer Rückstellfeder bewegt.

Mit Schalteranordnungen dieser Art können

»5 druckabhängige Schaltvorgänge bewirkt werden. Beispielsweise kann mit einer solchen Schalteranordnung bei einer Waschmaschine durch Umspringen des Momentschalters der Wasserzulauf beim Erreichen des gewünschten Füllungsgrades unterbrochen und eine Heizvorrichtung eingeschaltet werden.

Dabei kann es jedoch vorkommen, daß der Schalter selbst versagt, weil der Schaltkontakt an einem der ortsfesten Kontakte hallen bleibt, obwohl die Betätigungszun^e bereits infolge des herrschenden Druck -

»5 zustandes in den anderen Schaltzustand umgesprungen ist. Ferner läßt sich nicht ausschließen, daß das über die ortsfesten Kontakte betätigte Aggregat versagt. Bei dem erwähnten Beispiel der Waschmaschine kann dies bedeuten, daß der Wasserzulauf eingeschaltet bleibt, obwohl der gewünschte Füllungsgrad bereits erreicht ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schalteranordnung der eingangs beschriebenen Gattung so auszugestalten, daß bei einem Haftenbleiben des Schaltkontaktes oder einem Versagen des durch den Schalter gesteuerten Aggregats durch eine zusatzliche Sicherheitseinrichtung Schaden vermieden werden.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelost durch einen zweiten Kontaktarm mit einem Sicherheits-Schaltkontakt, der mit der Betätigungszunge mechanisch gekoppelt und mit ihr bewegbar ist und mit einem dritten ortsfesten Kontakt zur Berührung komm!, nachdem die Betätigungs/unge die Totpunktstellung über das normale Maß hinaus überquert hat.

Die erfindungsgemäße Schalteranordnung ermöglicht es, einen Sicherheitsschaltvorgang auszulovn, wenn der Druck infolge eines Versagens des Schalters oder des von ihm gesteuerten Aggregates über den normalen Sihaltwert hinaus ansteigt. In diesem Fall wird nämlich durch den anwachsenden Druck der zweite Kontaktarm so weit weiterbewegt, daß der Sicherheits-Schaltkontakt mit dem drit'en ortsfesten Kontakt in Berührung kommt, durch welche Kontaktgäbe der Sicherheitsschaltvorgang ausgelöst werden kann. Beispielsweise ist es bei dem eingangs erwähnten Beispiel einer Waschmaschine möglich, bei einem Versagen des Abschaltens der Wasserzufuhr über den Sicherheits-Schallkontakt eine Abschöpfpumpe einzuschalten, die ein übermäßiges Füllen der Waschmaschine verhindert.

Eine weitere Verbesserung der Sicherheitsfunktion ist noch dadurch erreichbar, daß der Sicherheits-Schaltkontakt in Berührung mit einem vierten, mit dem ersten Kontakt elektrisch verbundenen, ortsfesten Kontakt steht, wenn sich die Betätigungszunge auf der dem Druckminimum entsprechenden Seite der Totpunktstellung befindet.

Durch diese Ausbildung können Schaltfehler kompensiert werden, die sich dadurch ergeben, daß der Schaltkontakt an dem zweiten ortsfesten Kontakt haften bleibt. Bei dem erwähnten Beispiel der Waschmaschine kann über den zweiten ortsfesten Kontakt eine Heizvorrichtung eingeschaltet werden, die trocken gehen würde, wenn der Schaltkontakt am zweiten ortsfesten Kontakt kleben bleibt. Gelangt jedoch bei der Bewegung der Betätigungszunge auf die dem Druckminimum entsprechende Seite der Totpunktlagc der Sicherheits-Schaltkontakt mit dem ersten ortsfesten Kontakt in Berührung, dann kann auf diese Weise die Wasserzufuhr wieder eingeschaltet werden.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden in Anwendung auf eine Waschmaschine an Hand der Zeichnung beschrieben. Es zeigt

Fig. 1 einen Schnitt durch einen eine erfindungsgemäße Schalteranordnung aufweisenden Druckschalter für eine Waschmaschine, und

Fig. 2 bis 5 schematische Darstellungen der beweglichen Teile der Schaltanordnung in verschiedenen Arbeitsstellungen.

Der Druckschalter weist ein Gehäuse 10 auf, das durch eine biegsame Membran 11 in eine mit dem Waschraum einer Waschmaschine verbundene Druckkammer 8 und eine eine Schalteranordnung enthaltende Schalterkammer 9 aufgeteilt ist.

Bei der dargestellten Ausführungsform sind an sich zwei gesonderte Schalteranordnungen vorgesehen, wovon jedoch nur eine gezeigt ist. Die Schalteranordnung weist einen elastischen Kontaktarm 12 auf, der an einem Ende fest in das Gehäuse eingenietet ist und am anderen Ende einen Schaltkontakt 31 trägt. Der Schaltkontakt 31 ist zwischen einem ersten ortsfesten Kontakt 32 und einem zweiten ortsfesten Kontakt 33 bewegbar, die beide im Gehäuse 10 angeordnet sind. Der letztere ortsfeste Kontakt 33 ist in der Bewegungsrichtung des Schaltkontaktes 31 mittels einer Einstellschraube verstellbar, so daß der Schallweg eingestellt werden kann.

Gemeinsam mit dem ersten Kontaktarm 12 ist am Gehäuse eine Betätigungszunge 13 befestigt. Zwischen das freie Ende der Betätigungszunge 13 und dem mit einer Ausnehmung für den Durchtritt der Betätigungszunge 13 versehenen Kontaktarm 12 ist eine Druckfeder 14 so eingeschaltet, daß der Kontaktarm 12 unter Sehnappwirkung in eine Richtung bewegt wird, wenn sich die Betätigungszunge 13 in der entgegengesetzten Richtung durch eine Totpunktstellung hindurchbewegt. Mit der Betätigungszunge 13 ist ein mit ihr bewegbarer zweiter Kontaktarm 15 verbunden, an welchem eine Rückstellfeder 16 so angreift, daß sie die Betätigungszunge 13 in die Stellung zu drängen sucht, in welcher diese den Schaltkontakt 31 am ersten ortsfesten Kontakt 32 in Anlage hält.

Die durch Druckänderungen verursachte Bewegung der Membran 11 wird über eine Brücke 17 auf die Betätigungszunge 13 und den zweiten Kontaktarm 15 übertragen. Die Brücke 17 ist mittels einer Verstärkungsplatte 18 schwenkbar auf der Membran 11 angeordnet.

Der zweite Kontaktarm 15 trägt an seinem freien Ende einen doppelseitigen Sicherheits-Schaltkonlakt 26, 28, dem ein dritter ortsfester Kontakt 27 und ein mit dem ersten ortsfesten Kontakt 32 elektrisch verbundener vierter ortsfester Kontakt 29 zugeordnet sind. Ferner ist am Kontaktarm 15 ein Ansch'ag 25 angebracht, der mit einem im Gehäuse verschiebbar geführten Stößel 22 zusammenwirkt. Der Stößel 22 wird durch eine Rückstellfeder 23, deren Federspannung mittels einer Einstellschraube 24 einstellbar ist,

so belastet, daß der Stößel 22 der weiteren Bewegung des Kontaktarmes 15 in Fi <> 1 im Gegenuhrze.gersinn einen elastischen Widerstand entgegensetzt, sobald der Anschlag 25 den Stößel 22 berührt.
Bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel ist der be-

schriebene Druckschalter Teil der Steuervorrichtung einer Waschmaschine. Wie in Fig. 2 angedeutet, sind zu diesem Zweck der Kontakt 32 mit einem elektromagnetischen, bei Erregung geöffneten Wasserzulaufventil 6, der Kontakt 27 mit einer Abschopf-

pumpe 7 und der Kontakt 33 mit einer Heizvorrichtung 5 in Reihe geschaltet.

Die Arbeitsweise der erfindungsgemäßen Schalteranordnung wird im folgenden an Hand der Fig. 2 bis 5 erläutert:

so Fi g. 2 zeigt die Teile in ihrer Ausgangsstellung, in der der Elektromagnet des Zulaufventils 6 übei die miteinander in Berührung stehenden Kontakte 31 und 32 erregt und das Zulaufventil somit geöffnet ist. Es läuft also Wasser in den Waschraum der Waschma-

»5 schine ein. Die Heizvorrichtung 5 und die Abschöpfpumpe 7 sind stromlos. Die Betätigungszunge 13 befindet sich in ihrer dem mit P₁ symbolisierten Druckminimum entsprechenden Stellung diesseits ihres Totpunktes, in welcher der erste Kontaktarm 12

nach oben geschwenkt ist. Der zweite Kontaktarm 15 liegt mit seinem Sicherheits-Schaltkontakt 26, 28 ebenso wie der Schaltkontakt 31 an dem ersten ortsfesten Kontakt 32 an.

Steigt der Druck nun, wie in Fig. 3 durch einen

Pfeil P, angedeutet, auf einen Wert an, der dem gewünschte : Füllgrad der Waschmaschine entspricht, dann druckt die sich nach oben bewegende Membran 11 über die Brücke 17 die Betätigungszunge 13 durch den ersten Kontaktarm 12 hindurch in die jenseits der Totpunktstellung befindliche Lage. Die Druckfeder 14 springt dadurch um, so daß dci Kontaktarm 12 schlagartig nach unten geschwenkt wird. Sein Schaltkontakt verläßt den ersten ortsfesten Kontakt 32 und legt sich an den zweiten ortsfesten Kontakt 33 an. Da-

durch wird der Elektromagnet des Zulaufventils 6 stromlos, dieses schließt sich und die Wasserzufuhr hört auf. Zugleich wird über die Kontakte 31, 33 die Heizvorrichtung 5 mit Strom versorgt und das Aufheizen des in die Waschmaschine eingelaufenen Was-

sers beginnt.

Fig. 4 zeigt den Zustand, der eintritt, wenn das Zulaufventil defekt ist und trotz Enterregung seines Elektromagneten nicht schließt. Der Druck steigt dann weiter auf einen Wert P₃. Die Betätigungszunge 13 wird von der Membran 11 über die Brücke 17 weiter angehoben. Dieser Bewegung setzt sich der Widerstand der Rückstellfeder 23 entgegen, weil der im Zustand nach Fig. 3 am Stößel 22 nur gerade anliegende Anschlag 25 jetzt den Stößel gegen die Feder-

kraft verschiebt. Der zweite Kontaktarm 15 folgt dieser Bewegung, so daß der Sicherheits-Schaltkontakt 26, 28 mit seiner Kontakthälfte 26 in Anlage an den dritten ortsfesten Kontakt 27 kommt. Dadurch wird die Abschöpfpumpe 7 eingeschaltet, die dafür sorgt,

daß ein Ansteigen des Wasserspiegels in der Maschine auf einen gefährlichen Wert unterbleibt. Der Druck sinkt dadurch wieder ab und die Pumpe wird ausgeschaltet. Dieses Spiel wiederholt sich, bis entweder

das Zulaufventil 6 wieder in Ordnung kommt, oder die ₍Maschine abgeschaltet wird.

Die intermittierende Arbeitsweise der Pumpe dient dabei als Warnsignal.

Durch Änderung der Vorspannung der Rückstellfeder 23 wird die Wasserhöhe geändert, bei welcher die Abschöpfpumpe 7 über den Sicherheits-Schaltkontakt eingeschaltet wird. Die Verstellung dieser Rückstellfeder beeinflußt jedoch die Normalhöhen nicht, bei welchen der Druckschalter den Zulauf ab- und die Heizung einschaltet.

Fig. 5 zeigt eine Situation, bei der der Druck infolge Entleerung des Waschraumes auf einen Wert P₄ abgesunken und die Betätigungszunge 13 wieder in ihre Ausgangsstellung zurückgesprungen ist. Der Schaltkontakt 31 ist am zweiten ortsfesten Kontakt, beispielsweise wegen Kontaktschweißens, haften geblieben, so daß die Heizvorrichtung 5 weiterhin mit Strom versorgt wird. Um ein Trockengehen der Heizung zu vermeiden, ist dafür gesorgt, daß in einer solchen Situation der Kontaktteil 28 des Sicherheits-Schaltkontakts 26, 28 in Anlage an den ortsfesten Kontakt 29 kommt, so daß über die Kontaktverbindung 28, 29 der Elektromagnet des Zulaufventils 6 erregt und der Wasserzulauf eingeschaltet wird. Die Kontaktarme 12 und 15 müssen also relativ zueinander so beweglich sein, daß trotz eines Haftens des Schaltkontakts 31 der Sicherheits-Schaltkontakt 26, 28 zu seinem entsprechenden Gegenkontakt bewegt werden kann.

Selbstverständlich bilden die gezeigten Teile nicht die gesamte Steuervorrichtung der Waschmaschine. Vielmehr gehört zu dieser auch noch ein Zeitgeber, der beispielsweise die Abschöpfpumpe 7 unabhängig von einer Kontaktgabe zwischen 26 und 27 einschaltet, wenn im Waschprogramm eine Entleerung des Waschraumes erforderlich ist.

Wie bereits weiter oben angedeutet, kann der Druckschalter auch zwei oder mehr gesonderte Schalteranordnungen aufweisen, wobei jede Schalteranordnung unabhängig von der Membran zum Umschalten bei verschiedenen Druckhöhen betätigt werden kann. Auf diese Weise können zwei Stufenschalter oder sogar drei Stufenschalter durch Verän-

¹S derung der Anzahl der Schalteranordnungen erhalten werden.

Aber sogar mit nur einer Schalteranordnung ermöglicht die Erfindung eine Drei-Stufen-Arbeitsweise und zwar mit einer Schalt-, einer Rückstell- und einer Sicherheitsstufe.

In Abwandlung des dargestellten Ausführungsbeispieles kann durch eine geeignete Formgebung der Belätigungszunge 13 und Anordnung der Kontakte 27, 29 die Betätigungszunge mit diesen Kontakten unmittelbar in Anlage gebracht werden, so daß sich ein gesonderer Kontaktarm 15 erübrigt. Ferner können an Stelle der als Kontaktknöpfe ausgebildeten Kontakte auch knopffreie Kontakte vorgesehen werden, bei denen der Strom unmittelbar von einem Metallteil auf den anderen übertragen wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Druckabhängige elektrische Schalteranordnung mit einem Momentschaller, der einen Kontaktarm aufweist, der seinen Schaltkontakt zwischen einem ersten ortsfesten Kontakt (Druckminimum) und einem zweiten ortsfesten Kontakt bewegbar ist, mit einer Betätigungszunge und einer Druckfeder, die zwischen der Betätigungszunge und dem mit einer Ausnehmung versehenen Kontaktarm geschaltet ist, um den Kontaktarm unter Schnappwirkung in einer Richtung zu bewegen, wenn sich die BetätigungSiOinge in der entgegengesetzten Richtung durch eine zwischen zwei Punkten befindliche Totpunktstellung hindurchbewegt, und mit einem druckempfindlichen Teil, das bei Druckmittelbeaufschlagung die Betätiguntiszunge gegen die Federkraft einer Rückstellfeder bewegt, ge k c Ii Ii ze ich hl i iluich einen zweiten Kontaktarm (15) mit einem Sicherheits-Schaltkontakt (26, 28), der mit der Betätigungszunge (13) mechanisch gekoppelt und mit ihr bewegbar ist und mit einem dritten ortsfesten Kontakt (27) zur Berührung kommt, nachdem die Betätigungszunge (13) die Totpunktstellung über das normale Maß hinaus überquert hat.

2. Schalteranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß am zweiten Kontaktarm (15) eine weitere Rückstellfeder (23) angreift, die wirksam wird, nachdem die Betätigungszunge (13) die Totptinktstellung über das normale Maß hinaus überquert hat.

3. Schalteranordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Federkraft der weiteren Rückstellfeder (23) einstellbar ist.

4. Schalteranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Sicherheits-Schaltkontakt (26,28) in Berührung mit einem vierten, mit dem ersten Kontakt (32) elektrisch verbundenen ortsfesten Kontakt (29) steht, wenn skh die Betätigungszunge (13) auf der dem

■ Druckminimum entsprechenden Seite der Totpunktstellung befindet.

5. Schalteranordnung nach einem der Ansprüche I bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Kontaktarm (15) relativ zum ersten Kontaktarm (12) so ausreichend beweglich ist, daß der Sicherheits-Schaltkontakt (26, 28) auch bei einem Haften des Schaltkontakts (31) am ersten bzw. zweiten ortsfesten Kontakt (32 bzw. 33) in Berührung mit dem dritten bzw. vierten ortsfesten Kontakt (27 bzw. 29) bringbar ist.

6. Verwendung einer Schalteranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5 in Verbindung mit einer Waschmaschine, bei der durch den Momentschalter der Wasserzulauf unterbrechbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß durch Berührung zwischen dem Sicherheits-Schaltkonlakt (26, 28) und dem dritten ortsfesten Kontakt (27) eine Wasserabschöpfpumpe (7) einschaltbar ist.