DE2131858B2

DE2131858B2 - Druckabhaengiger elektrischer schalter

Info

Publication number: DE2131858B2
Application number: DE19712131858
Authority: DE
Inventors: Jens Guderup Hagedorn-Olsen (Dänemark)
Original assignee: Danfoss AS
Current assignee: Danfoss AS
Priority date: 1971-06-26
Filing date: 1971-06-26
Publication date: 1973-08-09
Also published as: AR198789A1; BR7204180D0; AU4306572A; DE2131858A1; DK137207B; FR2143744A1; AU468975B2; JPS5126622B1; DE2131858C3; DD98176A5; IT959075B; FR2143744B1; DK137207C; GB1389477A; US3758732A

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

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^arffl· ÄÄain Se« ch feder anereif, und einem ein.,Mitnehmer des Hauptarms ab

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^inW^htut federt und d.s.,, 'Federkraft fende DüTerenzfeder -^nde« als - —^ _un.

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^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

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^aS%^ Der Schnapparm »st im bekannten Fall eine Anschlag tar d.n riau_r ^ _Dlffcrcn_Zfeder

^a? o^lF 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-

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"■■ _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

ί_r ^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 vcrhä}u„isina.ß.g sch^abei dem drei parallelgeschaltetc thermostatische Ar- zuJ-J _{feder auskomm}t oder mit einer vorge-

ieuselemente am Hauptarm angreifen, der Schnapp- 4o ^ ^X_renzfcdcr größere Differenzen e.nstcl_lrm 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 verste}ilt 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.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

3091

Claims

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 bis

10. 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 bis

11. 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.