DE2131858B2 - Druckabhaengiger elektrischer schalter - Google Patents
Druckabhaengiger elektrischer schalterInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf einen druckabhängigen elektrischen Schalter mit einem Schnappsvstem.
welches durch die Kraft eines Druck-Arbeitselements und einer einstellbaren Bereichsfeder belastet
ist, mit einem Kontaktsystem und mit einer Differenzfeder zum Einstellen der Druckdifferenz in
einem großen Bereich.
Bekannte druckabhängiee Schalter dieser Art wcisen ein dreiteiliges Schnappsystem auf. das umschaltet,
sobald durch Verstellung des einen Armes der Totpunkt des Schnappsystems überschritten worden
ist. Derartige Schalter werden auch als »wegproportionale« Schalter bezeichnet.
Bei solchen druckabhängigen elektrischen Schaltern war es üblich, den einen Schaltpunkt durch Einstellung
der Bereichsfeder und den anderen Schaltpunkt durch Einstellung einer Differenzfeder festzulegen,
wobei zur Erzielung eindeutiger Schaltdrückc die beiden Einstellungen einander nicht beeinflussen
sollten. Hinzu kommt, daß derartige Schalter innerhalb sehr großer Druckbereichc verstellbar sein müssen.
Ein Hochdruck-Schalter für Kälteanlagen hat beispielsweise eine Bereichs-Einstellung von ft bis
fio 30atü und eine Differenz-Einstellung von 3 bis 8 atü.
Innerhalb dieser F.instellbereiche soll nicht nur die gewünschte Unabhängigkeit der Einstellungen, sondern
auch eine möglichst gule Linearität der Arbeitskcnnlinicn
gewährleistet sein. Dies führte zu komplizierten und teuren Konstruktionen.
In neuerer Zeit sind temperaturabhängige elektrische
Schalter bekanntgeworden, bei denen das Schnappsystem nur aus zwei Teilen besteht, nämlich
Iv' ^ 1 3 1 OÜO
ι Fed 1T- o'span-
k1·.- t*a!"·- . , ,.._... c ., „„, A.,r = ri"iff.-.r,Ti7^n einstellen, da die am ujz<--" -
u ' .m Hi,' Krau ''ines -xroenseiemerus u:iu iiunt: νi-^»-:■ ..,,,.-^ ■-
arffl· ÄÄain Se« ch feder anereif, und einem ein.,Mitnehmer des Hauptarms ab
«Tv?toS<
verbundenen und am anderen Ende Bei dieser Koi.struki.on lassen u
gelenk L .'""""V , „ehalienen Schnaprarm. der 5 Differenzen einstellen, ua die am U
^inW^htut federt und d.s.,, 'Federkraft fende DüTerenzfeder -^nde« als - —^ un.
'" lL S.'instcHbar ist. aufweist, UL-er Schalter hat der Schnapparm -^11 ^ νerstelluneen führen
eKi;'';, "Im, stem bei dem ein beweglicher Kontakt icr^orien werden kann. LUs. ^eichuneen
em * P^e voipannung gegen einen festen Kontakt in der Regel nicht «"m^«s^^nien. Wenn der
^1; von einem Mitnehmer des Hauptarms „ m der Linear,™ ucr ArK, tsUn ^ Tot_
aS%^ Der Schnapparm »st im bekannten Fall eine Anschlag tar d.n riaur ^ DlffcrcnZfeder
a? olF der auseebildet. die nicht nur eine Kraft- punktlinie betrnd,t ^ ^ Nuil Dieser Wert
t^pÜn e in Richtung des Hauptarm, sondern ^g^ ^Su , d^Differenzfeder erhal-
BÄ-^SSS K;^S-; ^f3th^fÄedE£
"■■ Vu-!, bei diesen kraftproportionaien Genauem lat.l -a"'·;;^- B^e„un„ nahe dem lotpunkt beg'eiuu
sich -nt Hilfe der Bereichsfeder ein gewisser An- »5 Hauptarm Be*jun Schalter, bei dem
ίr h,h -Sollwert einstellen und durch Vmtellung der ^J' "Fabrik odcr am Montageort
S .der die Differenz zwischen den beiden Schalt- durc Ln Mchun mo ^ ^ ßcre h c.
d hei denen eine kleine Differenz genügt und die Dc neueren ^ dem dem L mge
nc der Differenzänderung auftretende Änderung bei- 35 ^uη und U mji größe Abstand
Scr Schal.punkte in Kauf genommen werden kann fj^n Drehpunkt, angre.ten. Dies führt zu einer
1 s ,st auch schon ein temperaturabhängig elek- ^m f«ltn L J außcrdem zu einer kra tuberse triher
Schalter mit einem Schnappsystem bekann , ^^™ » ^ e,ner vcrhäu„isina.ß.g sch^abei
dem drei parallelgeschaltetc thermostatische Ar- zuJ-J feder auskommt oder mit einer vorge-
ieuselemente am Hauptarm angreifen, der Schnapp- 4o ^ ^Xrenzfcdcr größere Differenzen e.nstcllrm
in Verlängerung des Hauptarms angeordnet. t^uicn
Ξ ausführt und in einem Lager gehalten .st. das lcn^kann^ cs ^n dcr Lagerhebe ein
an einem um einen festen Drehpunkt schwenkbaren ^ ^ <Vinkclhebcl ,st und die Differenz «kr
Hebel ausgebildet ist. Der Hebel .st durch eine em- ^u BcreichMcdcr verläutt. Dies e.laubt ts.
Hlbare Feder belastet, deren Spannung verstellbar 45 P^^aHU ζ Raum nebeneinander unt, zu-
i Die eine Endlage des Hauptarms .st durch einen £ 1^ kßnn;n auch mil parallel nebeneinander
Apschlae. die andere Endlage durch den festen Kon- 1 nn eη Mt h bcn versteilt werden Au,
al, des Schalters, dessen beweglicher Kontakt über ^^^^ jcwciHgcn Einstellung kann hiermit
einen Totcang vom Hauptarm mitgenommen wird. ^f1,; wcrdcn.
Stimmt. Auch dieser Schalter ,st nur fu. kleine D, - 5o ^^ Fa„cn isl tfS günst.g. wenn ehe D K-
fer,nze„ bestimmt. Außerdem ergeben sich Kontakt- Jn^ ^ ^.^ yon l)() abweichenden ^nkü
•"Α?Hindun. Hegt die Aufgabe zugrunde, einen - ^^Ä Se ^!spSweisc^uftretcn
^iAu^^erfindungsgen.aßda.r.^ =£ «g^^^X^«»«.
TaV^S^rSSrCrdi Be- vor, Interesse scm kan, ^
^r fcr^Ä1 Ä Ϊ3-ΓΕ fcÄe, . I, einer vorgegebenen Skala anpasdem
Hauptarm "verbundenen Schnapparm, dessen scm bovor/ue,en Konstruktion sind in einer
Anschläge tragende Schraube gelagert. Alle drei Einstellmöglichkeiten
können daher von der gleichen Seile erfolgen. Beim Einbau braucht daher nur dafür
gesorgt zu werden, daß diese Seile zugänglich ist.
Insbesondere kann der Hauptarm dicht neben der Tragplatte verlaufen und von den Stellschrauben für
Bereichs- und Differenzfeder durchsetzt sein.
Des weiteren können die Stellschrauben die Federn abstützende Widerlager tragen, die als Zeiger in
zwei parallelen Skalenausschnitten einer Gehäuseseitenwand dienen.
Eine erhebliche Platzersparnis ergibt sich, wenn Arbeitselement und Bereichsfeder koaxial angeordnet
sind und an einer Platte angreifen, die über einen die Bereichsieder überbrückenden Steg auf de-i
Hauptarm wirkt.
Bei einer besonders empfohlenen Ausführungsform ist dafür gesorgt, daß im Schallet gehäuse das
Arbeitselement und die Bereichsfeder etwa in der Mittelebene angeordnet sind, Schnapparm, Lagerhebel
und Differenzfeder dem gegenüber seitlich zum Rand hin versetzt sind und im verbleibenden Raum
neben den letztgenannten Teilen das Kontaktsystem untergebracht ist. Dies führt zu einem druckabhängigen
elektrischen Schalter mit bisher nicht erreichbaren kleinen Abmessungen.
Vorteilhafterweise hat der Hauptarm nahe einem Ende ein gehiusefestes Lager und nahe dem anderen
linde ein Lager für den Schnapparm, der Schnapparm erstreckt sich in Richtung auf das gehäusefeste
Lager, und der Lagerhebel ist ebenfalls in dieser Richtung abgewinkelt, und ferner ist die Differenzfeder
der nahe dem gehäusefest gelagerten Ende angeordneten Bereichsfeder benachbart. Durch diese
konstruktion rückt die Differenzfeder dicht neben die Bereichsfeder, so daß ein erheblicher Teil des übrigen
Gehäuses für das Kontaktsystem zur Verfügung steht.
Die Erfindung wird nachstehend an Hand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels
näher erläutert.
Es zeigt
F i s. 1 eine Vorderansicht eines druckabhängigen
elektrischen Schalters nach der Erfindung.
Fig. 2 eine Ansicht des Schalters nach Abnahme
des die Vorderw and tragenden Gehäuses.
F i s. 3 eine Ansicht des Schalters, teilweise im
Schnitt, nach Ausbau des Kontaktsystems.
Fig. 4 eine Seitenansicht des Schalters \on links
der F i g. 2,
F i g. 5 eine Seitenansicht des Schahers von rechts der F i g. 2 und
F i g. 6 einen horizontalen Schnitt durch den Schalter der F i g. 2 unterhalb der oberen Tragplatte.
Der druckabhängige elektrische Schalter in der Zeichnung weist ein im wesentlichen U-formiges Gerüst
1 mit der Rückwand 2. einer oberen Tragplatte 3 und einem Boden 4 auf. Das Gerüst wird durch eine
vordere Platte 5 ergänzt, die an der oberen Tragplatte 3 und dem Boden 4 befestigt ist. Von \orn
wird über diese Anordnung ein Gehäuse 6 geschoben, das mittels einer Schraube 7 am Gerüst befestig;
wird und an der Vorder*and 8 zwei Skalenausschnitte 9 und 10 hat. die mit entsprechenden Schlitzen
II und 12 in der vorderen Platte 5 korrespondieren. Die Vorderwand 8 und die Seitenwände des Gehäuses
sind durchgehend, die obere und untere Wand können Aussparungen aufweisen.
Ein Hauptarm 13 ist an seinem einen Ende auf
einer Stange 14 gelagert. Diese ist in der Rückwand 2, der vorderen Wand 5 und einem mit der vorderen
Wand verbundenen Ausleger 15 gehalten. Nahe dem anderen Ende ist am Hauptarm 13 ein
Schneidenlager 16 vorgesehen, in welchem ein Schnapparm 17 gehalten ist. Der Schnapparm erstreckt
sich in Richtung auf die feste Lagerstange 14 und ist am anderen Ende in einem Schneidenlager 18
ίο gehalten, das von einem zweiarmigen Lagerhebel 19
getragen wird. Dieser Hebel ist um einen festen Zapfen 20 schwenkbar. Die beiden Arme 21 und 22 des
Hebels sind kraftschlüssig miteinander \erbunden. Ihre relative Lage kann durch eine Justierschraube
23 eingestellt werden. Am Arm 22 greift eine Zugfeder, die Differenzfeder 24, an und drückt das Lager
18 gegen den Schnapparm 17. Der Angriffspunkt der Differcp.zfeder 24 am Hebel 19 hat einen größeren
Abstand vom Zapfen 20 als das Lager 18. Das Lager
so 18 liegt etwa senkrecht über dem Zapfen 20. Der
Arm 22 α verläuft im Winkel von etwa 45 schräg nach unten, so daß auch die Differenzfeder 24 in
einem Winkel von etwa 45 am Lagerhebel 19 angreift.
Am Boden 4 ist die Abschlußplatte 25 eines als Balg ausgebildeten Arbeitselements 26 befestigt. Der
Druck wird über ein Rohr 27 zugeführt. Das Arbeitselement 26 wirkt auf eine Platte 28. gegen die von
der anderen Seite her eine Bereichsfeder 29 drückt.
Die Platte ist über einen Brückensteg 30 mit einem Mitnehmer 31 verbunden, der von oben auf den
Hauptarm 13 wirkt. Auch der Brückenstea hat einen Schlitz 32.
Durch die Tragplatte 3 greift eine Stellschraube 33, deren nach außen ragendes Ende mit einem
Drehknopf 34 versehen ist. Auf dieser Stellschraube ist ein Widerlager 35 verschraubbar. gegen das sich
die Bereichsfeder 29 abstützt. Eine Druckfeder 36 hält den Hauptarm 13 gegen den Mitnehmer 31.
Eine weitere Stellschraube 37 ist in der Tragplatte 3
gehalten. Sie hat am unteren Ende ein Widerlager 38.
in welchem die Differenzfeder 24 fixiert ist. Beide Stellschrauben 33 und 37 greifen durch entsprechende
Durchbrüche im Hauptarm 13.
Des weiteren wird von der oberen Tragplatte 3 eine Stellschraube 39 mit einen oberen Anschlag 40
und einem unteren Anschlag 41 getragen. Dieses
Element greift ebenfalls in eine Aussparung des Hauptarms 13 und sichert dessen obere und untere
Endlage.
Aus F i g. 6 ist ersichtlich, daß die Stellschraube 33 und damit auch die Bereichsfeder 29 und das ArbtiNelement
26 etwa in der Mittelebene des Gerät' angeordnet sind, daß aber die Stellschraube 37 mil
der Differenzfeder 24. der Schnapparm 17 und dei Lagerhebel 19 demgegenüber zum hinteren Rand de;
Hauptarms 13 versetzt sind. Infolgedessen ergibt sicr
neben den letztgenannten Teilen Platz zur Unterbringung eines Kontaktsystems 42. Dieses ist mittel·
einer Schraube 43 am Gerüst 1 befestigt. Das Kon laki>
>Mcm weist einen festen mittleren Kontakt Φ und zwei bewegliche Kontakte 45 und 46 auf. die γ
mit einem Anschluß 47 verbunden sind. Die bewegli then Kontakte 45 und 46 sitzen an Blaut, ie ti 4!
und 49. zwischen deren Enden ein Mitnehmer 51
greift, der am Hauptarm 13 befestigt ist. In der ver
anschaulichen Stellung ist der untere Kontakt 4
vom festen Kontakt 44 abgehoben. Wenn der Haupt
arm in seine obere Stellung umsclinappt, schließt das
Kontaktpaar 46, 44, während das Kontaktpaar 44, 45 geöffnet wird. Mit den Widerlagern 35 und 38
sind Fortsätze 51 und 52 verbunden, die durch die Schlitze 11 und 12 der Platte 5 und durch den Schlitz
32 des Brückensteges 30 greifen und in den Skalenausschnitten 9 und 10 als Zeiger sichtbar sind.
Dieser Schalter hat die folgende Funktion: Es sei angenommen, daß der Druck im Arbeitselement 26
die Kraft der Bereichsfeder 29 so weit übersteigt, daß der Hauptarm 13 gegen den oberen Anschlag 40 gedruckt
wird. Die Kraft der Differenzfeder 24 wirkt über den Hebel 19 und den Schnapparm 17 ebenfalls
auf den Hauptarm 13, wobei sich eine unwirksame Längskomponente und eine in Richtung auf den Anschlag
40 wirkende Querkomponente ergibt. Der Hauptarm 13 bleibt daher am Anschlag 40 liegen,
auch wenn die Differenz zwischen der Kraft des Arbeitselements
26 und der Bereichsfeder 29 zu Null wird. Erst wenn diese Differenz in entgegengesetzter
Richtung so groß wird, daß sie die Querkomponente überwindet, hebt sich der Hauptarm 13 vom Anschlag
40 ab. Da sich aber bei einer solchen Bewegung des Hauptarms die Querkomponente verkleinert,
wird das Übergewicht der Differenz immer größer, d. h. das Schnappsystem schnappt rasch in seine
andere Endlage, die durch den Anschlag 41 vorgegeben ist. Hier stellt sich ein neuer Wert der Querkomponente
ein. Die von Arbeitselement und Bereichsfeder erzeugte Kraftdifferenz muß wieder wachsen, w«
sie den Einfluß des neuen Werts der Querkomponente überwindet, ehe ein Rückschalten in die erstgenannte
Stellung erfolgen kann.
F i g. 3 läßt erkennen, daß sich der Hauptarm 13 und der Schnapparm 17 nur auf einer Seite der Totpunktlinie
bewegen können, nämlich von einem Punkt unmittelbar neben der Totpunktlinie, der
durch den Anschlag 41 vorgegeben ist, zu einem Punkt weit außerhalb der Totpunktlinie, der durch
den Anschlag 40 vorgegeben ist. In der in F i g. 3 veranschaulichten Stellung kann die Differenzfeder
24 beliebig verstellt werden, ohne daß sich am Ansprechwert des Schnappsystems, der im wesentlichen
ίο durch die Einstellung der Bereichsfeder 29 vorgegeben
ist, etwas ändert. Denn in dieser Stellung ist die Querkomponente der Schnappkraft, die von der Differenzfeder
24 hervorgerufen wird, fast Null. Wenn aber das Schnappsystem in die andere Endlage umgesprungen
ist, wird die mittels der Feder 24 eingestellte Differenz voll wirksam, so daß damit der
zweite Umschaltpunkt definiert ist. Sowohl die Bereichsfeder 29 als auch die Differenzfeder 24 lassen
sich über erhebliche Werte verstellen, ohne daß sich störende Überlagerungen ergeben. Wird die Stellschraube
39 so weit nach unten geschraubt, daß der obere Anschlag 40 nahe der Totpunktlinie am
Hauptarm 13 anliegt, so ergeben sich recht ähnliche Verhältnisse, jedoch mit dem Unterschied, daß das
as Umschalten aus der oberen Lage des Hauptarms 1
durch die Bereichsfeder 29 und das Umschalten aus der unteren Endlage durch die Differenzfeder 24 de
finiert ist.
Auf diese Weise ergibt sich ein platzsparende!
druckabhängiger elektrischer Schalter aus verhältnis mäßig wenig Bauteilen, bei denen alle am Einbauor
vorzunehmenden Justierungen und Einstellungei durch von oben her zugängliche Stellschrauben be
wirkt werden können.
3091
Claims (1)
- Patentansprüche:1. Druckabhängiger elektrischer Schalter mit einem Schnappsystem, welches durch die Kraft eines Druck-Arbeitselements und einer einstellbaren Bereichsfeder belastet ist. mit einem Kontaktsystem und mit einer Differenzfeder zum Einstellen der Druckdifferenz in einem großen Bereich, dadurch gekennzeichnet, daß das Schnapps} stern einen Hauptarm (13). an den die Kraft des Druc/.-Arbeitselemems (26) und der Bereichsfeder (29) angreift und der zwischen zwei Anschlägen (40. 41) bewegbar ist. von denen der eine (41) die Bewegung des Hauptarms nahe dor Tötpunktlagc des Schnappsystems begrenzt, und einem steifen, gelenkig mit dem Hauptarm verbundenen Schnapparm (17). dessen anderes Ende gelenkig in einem Lager (18) gehalten ist. das an einem um einen festen Drehpunkt (20 schwenkbaren und durch die Differenzfeder (24) belasteten Hebel (19) ausgebildet ist. aufweist und daß bei dem Kontaktsystem ein beweglicher Kontakt (45. 46) unter Federvorspannung gegen einen festen Kontakt (44) anliegt und von einem Mitnehmer (50) des Hauptarms abhebbar ist.2. Schalter nach Anspruch I. dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Anschläge (40. 41) miteinander verbunden und derart verstellbar sind. daß wahlweise der eine oder der andere Anschlag die Hauptarm-Bewegung nahe dem Totpunkt begrenzt.3. Schalter nach Anspruch 1 oder 2. dadurch gekennzeichnet, daß der Lagerhebel (19) ein zweiarmiger Hebel ist und die Feder (24) an den dem Lager (18) entgegengesetzten Ende, und zwar mit größerem Abstand vom festen Drehpunkt (20). angreift.4. Schalter nach einem der Ansprüche 1 bis 3. dadurch gekennzeichnet, daß der Lagerhebel (19) ein zweiarmiger Winkelhcbcl ist und die Differenzfeder (24) parallel zur Bereichsfeder (29) verläuft.5. Schalter nach einem der Ansprüche 1 bis 4. dadurch gekennzeichnet, daß die Differcnzt'eder (24) in einem von 90 abweichenden Winkel am Lagerhebel (19) angreift.6. Schalter nach einem der Ansprüche I bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Lagerhebel (19) zweiteilig und die Lage der beiden Teile (21. 22) zueinander durch eine Stellschraube (23) justierbar isi.7. Schalter nach einem der Ansprüche 1 bis 6. dadurch gekennzeichnet, daß in einer gemeinsamen Tragplatte (3) parallel zueinander eine Stellschraube (33) für die Bereichsfeder (29). eine Stellschraube (37) für die Differenzfeder (24) und eine die beiden Anschläge (40. 41) tragende Schraube (39) gelagert sind.S. Schalter nach Anspruch 7. dadurch gekennzeichnet, daß der Hauptarm (13) direkt neben der Tragplatte (3) verläuft und von den Stellschrauben (33. 37) für Bereichs- und Differenzfeder durchsetzt ist.°. Schalter nach Anspruch 7 oder 8. dadurch gekennzeichnet, daß die Stellschrauben (33. 37) die Federn (29. 24) abstützende Widerlager (35.3S) tragen, die als Zeiger (51. 52) in zwei parallelen Skalenausschnitten (9. 10) einer Gehäusewand (8) dienen.10. Schalter nach einem der Ansprüche 1 bis 9. dadurch gekennzeichnet, daß Arbeitselement (26) und Bereichsfeder (29) koaxial angeordnet sind und an einer Platte (28) angreifen, die über einen die Bereichsfeder überbrückenden Steg (30) auf den Hauptarm (13) wirkt.11. Schalter nach einem der Ansprüche 1 bis10. dadurch gekennzeichnet, daß im Schaltergehäuse das Arbeitselement (26) und die Bereichsfeder (29) etwa in der Mittelebene angeordnet sind. Schnapparm (17). Lagerhebel (19) und Differenzfeder (24) demgegenüber seitlich zum Rand hin versetzt sind und im verbleibenden Raum neben den letztgenannten Teilen das Kontakisystem (42) untergebracht ist.12. Schalter nach einem der Ansprüche 1 bis11. dadurch gekennzeichnet, daß der Hauptarm(13) nahe einem Ende ein gehäusefestes Lager(14) und nahe dem anderen Ende ein Lager (16) für den Schnapparm (17) aufweist, daß der Schnapparm sich in Richtung auf das gehäusefeste Lager erstreckt und der Lagcrhenel (19) ebenfalls in dieser Richtung abgewinkelt ist und daß die Differenzfeder (24) der nahe dem gehäusefesl gelagerten Ende angeordneten Bereichsfeder (29) benachbart ist.
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C3 | Grant after two publication steps (3rd publication) | ||
E77 | Valid patent as to the heymanns-index 1977 |