DE2101195B2 - Elektrischer schnappschalter - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen elektrischen Schnappschalter mit kraftproportionalem Schnappsystem, das einen zwischen zwei Anschlägen beweglichen Betätigungshebel und eine Schnappfeder aufweist, wobei der Betätigungshebel von einer Stellkraft betätigt wird.

Die kraftproportionale Steuerung steht im Gegensatz zu der fast durchwegs verwendeten wegproportionalen Steuerung. Sie beruht darauf, daß die Schnappfeder eine Kraftkomponente in Richtung der Stellkraft erzeugt und eine negative Federcharakteristik hat. Normalerweise wird der Betätigungshebel durch die Summe der Stellkraft und der Kraftkomponente der Schnappfeder gegen den Anschlag gedruckt. Das System bleibt in dieser Stellung, bis die Stellkraft die Kraftkomponente der Schnappfeder unterschreitet. Dann erfolgt das Umschnappen in die durch den zweiten Anschlag vorgegebene andere Endlage. In der Regel benötigt man für ein kraftproportionales Schnappsystem nur zsvei Teile, nämlich den Betätigungshebel und die Schnappfeder. Dies ergibt einen sehr einfachen Aufbau und eine leichte Montage. Auch die zu bewegenden Massen sind verhältnismäßig klein. Trennt man außerdem den zu betätigenden Kontaktsatz vom Betätigungshebel, ergeben sich außerordentlich geringe Prellzeiten.

In vielen Fällen ist es erwünscht, einen Fehler im Steuerungssystem einer Anlage anzuzeigen. Ein typisches Beispiel sind Verdampfthermostaten bei Kühl- oder Gefrierschränken, bei denen ein von der Verdampfertemperatur abhängiges Arbeitselement gegen die Kraft einer Sollwertfeder auf einen elek-

irischen Schnappschalter wirkt. Übersteigt die Innentemperatur des Kühl- oder Gefrierraumes einen oberen Grenzwert, so ist dies ein Fehler, der angezeigt werden sollte. Wird das Arbeitselement undicht, so arbeitet der Kühl- oder Gefrierschrank im Dauerbetrieb; auch dies ist ein Fehler, der angezeigt werden sollte. Bisher machte es erhebliche Schwierigkeiten, derartige Zusatzanzeigen vorzunehmen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein elektrisches Schaltsystem anzugeben, bei dem auf einfache Weise nicht nur die normale Steuerung erfolgt, sondern auch Grenzwert-Überschreitungen auf einfache Weise angezeigt werden können.

Diese Aufgabe w'^rd, ausgehend von dem eingangs beschriebenen Schnappschalter mit kraftproportionalern Schnappsystem, erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß mindestens einer der Anschläge gegen die Kraft einer Zusatzfeder aus seiner Ruhelage vom Betätigungshebel bewegbar ist, wenn die Stellkraft einen vorgegebenen Grenzwert über- bzw. unterschreitet, und daß durch die Anschlagbewegung ein Signal auslösbar ist.

Bei dieser Konstruktion wird davon ausgegangen, daß sich ein großer Teil der auftretenden Fehler durch eine anormale Vergrößerung un i/ oder Verkleinerung der Stellkraft bemerkbar macht. Diese Folge wird ausgenutzt, um mindestens einen der Anschläge, der während des üblichen Betriebes als gehäusefest anzusehen ist, gegen die Kraft der Zusatzfeder zu verschieben und dadurch das Signal ?.uszulösen.

Beispielsweise kann der Anschlag mit einem Signal-Schaltkontakt gekuppelt sein. Das Signal wird dann auf elektrischem Wege weitergegeben. Bei alledem wird aber der normale Betrieb des Schnappschalters nicht gestört.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist ein den Anschag tragendes Element in der Ruhelage durch die Zusatzfeder gegen ein Widerlager gedruckt. Auf dhse Weise ist die Lage des Anschlags genau definiert. Sie wird nur dann überschritten, wenn die Kraft der Zusatzfeder von den im Schnappsystem auftretenden Kräften überschritten wird.

Des weiteren kann ein Element beide Anschläge tragen und zwischen zwei gegeneinander wirkenden Zusatzfedern gehalten sein, von denen zumindest einer Zusatzfeder eine gehäusefeste Endbegrenzung zugeordnet ist. Wenn die beiden Zusati.edern unterschiedliche Stärke haben, sollte die Endbegrenzung dieser stärkeren Zusatzfeder zugeordnet sein.

Eine besonders einfache, platzsparende Konstruktion ergibt sich, wenn die Zusatzfeder als Blattfeder ausgebildet ist und sich etwa parallel zum Betätigungshebel erstreckt.

Des weiteren kann der Signal-Schaltkontakt durch das freie Ende der Blattfeder betätigbar sein.

Die Erfindung wird nachstehend an Hand eines in der Zeichnung schematisch dargestellten Ausführungsbeispiels naher erläutert, das den elektrischen

Schnappschalter eines Verdampferthermostaten für einen Gefrierschrank darstellt.

Der Schnappschalter weist ein Schnappsystem auf, das aus einem Betätigungshebel 1 und einer Schnappfeder 2, die omegaförmig gebogen ist, besteht. Diese Teile ruhen in zwei festen Lagern 3 und 4 und sind über ein bewegliches Lager 5 miteinander gekuppelt.

Am Betätigungshebel 1 sitzt ein Mitnehmer 6, der einen Umschalter 7 betätigt. Der Umschalter besteht aus einem festen Doppelkontakt 8 und zwei beweglichen Kontakten 9,10, die an Kontaktfedern 11,12 sitzen. An den freien Enden dieser Kontaktfedern 11 und 12 greift der Mitnehmer 6 an.

Der Betätigungshebel 1 ist zwischen zwei Anschlägen 13 und 14 bewegbar. Er wird einerseits durch ein Axbeitselement IS, das über ein Kapillarrohr mit einem die Verdampfertemperatur messenden Fühler verbunden ist, und andererseits von einer Sollwertfeder 16 belastet, die mit Hilfe eines Drehknopfes 17 einstellbar ist. In der veranschaulichten Stellung ist die Kraft der Sollwertfeder 16 festgelegt. Außerdem hat die Schnappfeder 2 eine bestimmte, nach oben gerichtete Kraftkomponente. Lediglich die vom Arbeitselement 15 ausgeübte Kraft ist variabel. Zur Verlagerung des Betätigungselements 1 genügt es nicht, wenn die vom Arbeitselement 15 ausgeübte Kraft diejenige der Soüwertfeder 16 unterschreitet. Vielmehr muß eine nach unten gerichtete Kraftdifferenz erreich* werden, die die nach oben gerichtete Kraftkomponente der Schnappfeder 2 übersteigt (berechnet auf das Gelenk 5). Dann aber schnappt das System wegen der negativen Kennlinie der Schnappfeder 2 schlagartig in die untere Endlage um. Das Kontaktpaar 8, 9 schlLi t und das Kontaktpaar 8,10 öffnet.

Die beiden Anschläge 13 und 14 sind an einem verschiebbaren Element 18 angebracht, das am oberen Ende von einer Blattfeder 19 und am unteren Ende von einer Blat'feder 20 belastet ist. Die Ruhestellung des Elements 18 ist durch zwei Endbegrenzungen 21 und 22 für die Blattfeder 19 und 20 definiert. Der Blattfeder 19 ist ein fester Kontakt 23 und ein beweglicher Kontakt 24, der an einer Kontaktfeder 25 sitzt, zugeordnet. Der Blattfeder 20 ist ein fester Kontakt 26 und ein beweglicher Kontakt 27, der an einer Kontaktfeder 28 sitzt, zugeordnet. Die freien Enden der Kontaktfedern 25 und 28 werden durch die Blattfedern 19 und 20 ergriffen, so daß die Kontaktpaare 23, 24 und 26, 27 im dargestellten Ruhezustand offen sind. Außerdem sind noch gehäusefeste Begrenzungen 29 und 30 vorgesehen, die eine übermäßige Verschiebung des Elements 18 verhindern.
Steigt die Verdampfertemperatur und damit der

ίο Druck im Arbeitselement 15 über einen vorgegebenen Grenzwert hinaus, so verschiebt der Betätigungshebel 1 den Anschlag 13 und damit das Element 18 gegen die Kraft der Feder 19 nach oben und das Kontaktpaar 23,24 schließt, um ein entsprechendes

Signal zu geben. Wenn das Arbeitselement 15 undicht ist, so daß die Sollwertfeder 16 allein wirksam ist, geht der Betätigungshebel 1 nicht nur in die durch den Anschlag 14 vorgegebene Stellung über, sondern verschiebt außerdem das EKnent 18 gegen die Kraft der Feder 20, so daß sich das Kontaktpaar 26, 27 schließt, um ein entsprechendes Signal zu geben. In beiden Fällen können die Kontaktfedern 11 und 12 nachgeben, so daß die Zusatzfunktion nicht beeint ächtigt wird.

Wenn die Schnappfeder 2 in den durch die Begrenzungen 29 und 30 bestimmten Endlagen noch im negativen Zweig ihrer Kennlinie arbeitet, kann der Betätigungshebel 1 nicht bei Rückkehr der Stellkraft in den Normalbereicb kontinuierlich in die zuvor eingenommene RuhesteUang zurückkehren. Vielmehr muß die Stellkraft eine durch die entsprechende Kraftkomponente der Schnappfeder 2 gegebene Kraft unter- bzw. überschreiten. Alsdann geht sprungartig das Anschlagelement 18 in die Normalstellung

zurück und der Hebel 1 1».gt sich am gegenüberliegenden Anschlag an.

St-iostverständlich läßi sich dieser Schnappschalter auch für andere Anwendungszwecke gebrauchen, z. B. für einen Raumthermostaten, bei dem der Betätigungshebel 1 durch einen Bimetallstreifen gebildet ist, bei einem Pressostaten oder bei irgendeinem anderen Steuergerät, bei dem der Betätigungshebel 1 durch eine Stellkraft beaufschlagt wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Elektrischer Schnappschalter mit kraftproportionalem Schnappsystem, das einen zwischen zwei Anschlägen beweglichen Betätigungshebel und eine Schnappfeder aufweist, wobei der Betätigungshebel von einer Stellkraft betätigt wird, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens einer der Anschläge (13, 14) gegen die Kraft einer Zusatzfeder (19, 20) aus seiner Ruhelage vom Betätigungshebel (1) bewegbar ist, wenn die Stellkraft einen vorgegebenen Grenzwert über- bzw. unterschreitet, und daß durch die Anschlagbewegung ein Signal auslösbar ist.

2. Schalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Anschlag (13, 14) mit einem Signal-Scha':';ontakt (23,24; 26,27) gekuppelt ist.

3. Schalter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein den Anschlag (13,14) tragendes Element (18) in der Ruhelage durch die Zusatzfeder (19) gegen ein Widerlager (20) gedruckt ist.

4. Schalter nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein Element (18) beide Anschläge (13,14) trägt und zwischen zwei gegeneinander wirkenden Zusatzfedern (19, 20) gehalten ist, von denen zumindest einer Zusatzfeder eine ge. äusefeste Endbegrenzung (21, 22) zugeordnet ist.

5. Schalter nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß di Zusatzfeder (19, 20) als Blattfeder ausgebildet ist und sich etwa parallel zum Betätigungshebel (1) erstreckt.

6. Schalter n^ch Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Signal-Schaltkontakt (23, 24; 26, 27) durch das frei: Ende der Blattfeder (19, 20) betätigbar ist.