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"Schaltgerät mit Druckschalter für mit einer zur Außenluft hin offenen
Ausgleichsöffnung versehene pneumatische Impulsgeber" Die Erfindung bezieht sich
auf ein Schaltgerät mit Druckschalter für mit einer zur Außenatmosphäre offenen
Ausgleichsöffnung versehene pneumatische Impulsgeber. Derartige Impulsgeber sind
beispielsweise als Matten oder Teppiche ausgebildet und dienen unter anderem dazu,
bei Alarmanlagen, Maschinensicherheitssteuerungen, Telefonzellenbeleuchtungen sowie
automatisch zu öffnenden Türen und Toren eine Schaltfunktion auszulösen.
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Bekannte Impulsgeber bestehen entweder aus einem elastischen Hohlkörper
beliebiger Gestalt oder aus einem unterhalb einer Matte verlegten Schlauch, der
über eine Verbindungsleitung mit dem Druckschalter in Verbindung steht.
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Der normalerweise in seiner Ruhelage befindliche Druckschalter gelangt
dann in seine Arbeitslage, wenn der pneumatische Impulsgeber belastet wird und dadurch
eine Druckerhöhung erzeugt wird, die sich als Druckwelle bis zum Druckschalter fortpflanzt
und in diesem angeordnete elektrische Kontakte bewegt. Mit Hilfe eines solchen Druckimpulses
kann ein elektrischer Stromkreis geöffnet oder geschlossen werden
Um
Fehlschaltungen bei barometrischen Luftdruckschwankuhgen oder durch TemperatureInflüsse
bedingte Druckänderungen der Innenluft im pneumatischen Impulsgeber zu vermeiden,
steht das Schaltgerät über die Ausgleichs öffnung mit der Außenatmosphäre in Verbindung.
Diese Ausgleichsöffnung ist so bemessen, daß. sich eine langsame Druckänderung ausgleichen,
eine schnelle Druckänderung, wie sie beispielsweise beim Zusammendrücken des elastischen
Hohlkörpers bei Belastung erzeugt wird, sich jedoch zum Druckschalter fortpflanzen
kann, Bei den bekannten Schaltgeräten ist es nachteilig, daß bei Dauerbelastung
sich die zunächst schnell erzeugte Druckschwankung mit der Zeit über die Ausgleichsöffnung
abbauen kann, wodurch der Druckschalter in seine Ruhestellung gelangt und somit
der gewünschte elektrische Kontakt unterbrochen oder ein unerwünschter Kontakt hergestellt
wird0 Um diesen Nachteil zu vermeiden, ist durch das deutsche Gebrauchsmuster 1
943 293 schon eine Einrichtung bekanntgeworden, mit deren Hilfe die Ausgleichsöffnung
so lange- geschlossen gehalten werden kann, wie der pneumatische Impulsgeber belastet
wird0 Dies wird bei der bekannten Einrichtung durch ein Magnetventil erreicht, das
beim Schließen der Druckschalter-Kontakte Spannung erhält, und daraufhin die Ausgleichsöffnung
verschließt.
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Man kennt auch schon Schaltungen mit zwei Membranschaltern, wobei
der eine Membranschalter bei Überdruck, d.h, beim Zusammendrücken des Hohlkörpers
einen Stromkreis schließt und der zweite Membranschalter diesen Stromkreis bei Unterdruck,
d.h. bei Entspannen des Hohlkörpers wieder unterbricht, Die Impulse wirken dabei
auf ein elektrisches Hilfsrelais mit Haltekontakt0 Den bekannten Einrichtungen zum
Verschließen der Ausgleichsöffnung
bzw. Unterbrechen des Stromkreises
ist gemeinsam, daß sie zusätzliche elektrische Einheiten, wie Relais oder Magnetventile
erfordern. Hierdurch ergibt sich nicht nur ein sehr hoher baulicher Aufwand, sondern
es kommt noch hinzu, daß derartige elektrische Zusatzeinrichtungen insofern nachteilig
sind, als die Schaltgeräte nicht ohne weiteres in explosionsgefährdeten Räumen verwendet
werden können.
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Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht nun darin, ein
Schaltgerät der eingangs genannten Art zu schaffen, das die Nachteile der bekannten
Schaltgeräte nicht aufweist, sich vielmehr unter Fortfall zusätzlicher elektrischer
Bauteile durch eine wesentlich vereinfachte und störunanfällige Ausführung auszeichnet0
Ein derartiges Schaltgerät ist gekennzeichnet durch ein parallel zum Druckschalter
mit dem Impulsgeber in Verbindung stehendes und durch den vom Impulsgeber erzeugten
Druckimpuls die Ausgleichsöffnung automatisch schließendes Ventil. Für die Erfindung
ist also wesentlich, daß außer dem Druckschalter ein ebenfalls pneumatisch betätigtes
Ventil vorgesehen ist, Auf diese Weise ist es möglich, durch den gleichen Druckimpuls,
der den Druckschalter betätigt, gleichzeitig auch das Ventil zu betätigen und dabei
die normalerweise freie Verbindung zur Außenatmosphäre abzuschließen. Ein derart
beschaffenes Schaltgerät ist nicht nur wesentlich einfacher und billiger herzustellen,
sondern es läßt sich auch ohne weiteres in explosionsgefährdeten und feuchten Räumen
verwenden.
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In bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung besitzt das Ventil eine
vom Druckschalter durch ein druckabhängiges Verstellteil getrennte, mit der Außenatmosphäre
ständig in Verbindung stehende Kammer, in der ein die Ausgleichsöffnung aufweisender
Ventilkörper und ein damit zusammenwirkender
Verschlußkörper untergebracht
sind, von denen einer an dem druckabhängigen Verstellteil befestigt ist.
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Zweckmäßig ist das Schaltventil ebenso wie der Druckschalter von je
einem Gehäuse umgeben. Das Schaltventil und der Druckschalter können aber auch in
einem gemeinsamen Gehäuse untergebracht sein. In beiden Fällen kann das Verstellteil
des Ventils entsprechend einem elektrische Kontakte betätigenden Verstellteil des
Druckschalters ausgebildet sein. Das Ventil und der Druckschalter können aber auch
ein gemeinsames Verstellteil aufweisen, das beispielsweise als Membran oder als
Kolben ausgebildet ist0 Mehrere Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung
dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben. Es zeigen: Fig. 1 eine erste
Ausführungsform des erfindungsgemäßen Schaltgerätes mit getrennt vom Druckschalter
angeordnetem Ventil; Fig. 2 das Schaltgerät mit dem Druckschalter und dem Ventil
in einem Gehäuse; und Fig, 3 eine abgeänderte Ausführungsform des in Fig. 2 dargestellten
Schaltgerätes.
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Wie aus Fig. 1 hervorgeht, ist an einem pneumatischen Impulsgeber
1 beliebiger Gestalt über eine Verbindungsleitung 2 und davon abzweigende Leitungen
3, 4 ein pneumatischer Druckschalter 5 und ein pneumatisch ansprechendes Ventil
6 angeschlossen0 Der Druckschalter 5 und das Schaltv entil 6 besitzen je ein eigenes
Gehäuse 7 bzw. 8. Das Gehäuse 7 des Druckschalters 5 ist durch eine quer durch das
Gehäuse 7 gespannte Membran 9 in zwei Kammern 11 und 12 unterteilt. An die obere
Kammer 11 ist die Abzweigleitung
3 angeschlossen, während die untere
Kammer 12 über eine Bohrung 13 mit der Umgebung in Verbindung steht. In der unteren
Kammer 12 sind zwei elektrische Kontakte 14, 15 eines Stromkreises untergebracht,
wobei der Kontakt 14 an der Membran 9 und der Kontakt 15 am Gehäuse 7 befestigt
sind.
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Das an die Abzweigleitung 4 angeschlossene Ventil 6 ist ähnlich dem
Druckschalter 5 ausgebildet. Es besitzt eine mit der Abzweigleitung 4 in Verbindung
stehende obere Kammer 16, die durch eine Membran 17 gegenüber einer unteren Kammer
18 bis auf eine kleine Ausgleichsöffnung 19 abgeschlossen ist. Die Ausgleichsöffnung
19 befindet sich in einem an der Membran 17 befestigten Ventilkörper 21, der mit
einem in der Kammer 18 am Gehäuse 8 befestigten elastischen Verschlußkörper 22 zusammenwirkt.
Die untere Kammer 18 steht ebenfalls über eine Bohrung 23 mit der Umgebung in Verbindung.
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Langsame Druckschwankungen im System, wie sie beispielsweise aufgrund
von Druckschwankungen in der Außenatmosphäre oder Temperaturänderungen entstehen,
können sich über die Ausgleichsöffnung 19 in der Membran 17 und das Loch 23 im Gehäuse
des Ventils 6 ausgleichen. Bei einem schnellen Druckanstieg, wie er beispielsweise
durch Belastung des als Hohlkörper ausgebildeten Druckimpulsgebers 1 entsteht, pflanzt
sich eine Druckwelle über die Leitungen 2, 3 und 4 in die Kammer 11 des Druckschalters
5 und die Kammer 16 des Ventils 6 fort. Zunächst wird im Druckschalter 5 durch die
Druckwelle die Membran 9 nach unten gedrückt, so daß die beiden elektrischen Kontakte
14 und 15 miteinander in berührung kommen, wodurch der Stromkreis geschlossen wird0
lin Ventil 6 bewirkt der Druckluftans-tieg gleichfalls eine Abwärtsbewegung der
Membran 17 wodurch der Ventilkörper 21 sictl fest dh den elastischen Verschlußkörper
22 anlegt
und somit die normalerweise über die Ausgleichsöffnung
19 bestehende Verbindung unterbricht. Dadurch wird auch die normalerweise über die
Bohrung 23 zur Außenatmosphäre bestehende Verbindung unterbrochen, so daß auch nach
längerer Zeit keine Luft über die Ausgleichsöffnung 19 und die Bohrung 23 entweichen
kann. Auf diese Weise können die beiden Kontakte 14 und 15 im Druckschalter 5 so
lange geschlossen gehalten werden, wie der elastische Hohlkörper 1 belastet ist.
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Das in Fig. 2 dargestellte Schaltgerät arbeitet prinzipiell völlig
gleich wie das in Fig. 1 dargestellte Gerät.
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Der Unterschied besteht im wesentlichen darin, daß der Druckschalter
5 und das Ventil 6 mit den zugehörigen Membranen 9 und 17 in einem gemeinsamen Gehäuse
24 untergebracht sind. Sofern hier bei Belastung des Hohlkörpers 1 ein Druckanstieg
in der von den Membranen 9 und 17 eingeschlossenen Kammer 11 eintritt, werden die
beiden Membranen 9 und 17 nach unten bzw. nach oben bewegt und dadurch die Kontakte
14, 15 bzw. die Ausgleichsöffnung 19 geschlossen. Ein allmählicher Druckausgleich
ist also gleichfalls nicht möglich.
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Das gleiche gilt auch für das in Figo 3 dargestellte Schaltgerät,
das dadurch noch weiter vereinfacht worden ist, daß der Druckschalter 5 und das
Ventil 6 eine gemeinsame Membran 25 aufweisen, an der einerseits das elastische
Verschlußelement 22 und andererseits der eine Kontakt 14 befestigt sind. Der Gegenkontakt
15 und der die Ausgleichsöffnung 19 aufweisende Ventilkörper 21 sind an der Oberseite
bzw. Unterseite des Gehäuses 24 befestigt. In diesem Fall ist die Ausgleichsöffnung
19 über eine in der Wandung des Gehäuses 24 verlaufende Ausgleichsleitung 26 an
die Verbindungsleitung 2 angeschlossen, die den Impulsgeber 1 nnii der die in diesem
Fall die Kontakte 14, 15
enthaltenden und gegenüber der Außenatmosphäre
abgeschlossenen Kammer 11 verbindet. Die beiden elektrischen Kontakte 14, 15 sind
bei diesem sehr kompakt gebauten Ausführungsbeispiel so angeordnet, daß sie in der
Ruhelage geschlossen sind. Sobald ein Druckanstieg durch Belastung des Hohlkörpers
1 erfolgt, wird die Membran 25 nach oben bewegt und dadurch die beiden Kontakte
14 und 15 voneinander gelöst, gleichzeitig jedoch die Ausgleichsöffnung 19 durch
Anlegen des elastischen Verschlußkörpers 22 an den Ventilkörper 21 verschlossen.
Ein Entweichen von Druckluft aus dem System ist dann nicht mehr möglich.