DE2317997A1

DE2317997A1 - Vorrichtung mit einem mikroschalter, der auf das ueberschreiten eines von zwei vorgegebenen grenzwerten eines messwertes anspricht

Info

Publication number: DE2317997A1
Application number: DE2317997A
Authority: DE
Inventors: Gualtiero Brauer
Original assignee: FACEM FAB
Current assignee: FACEM FAB
Priority date: 1972-04-11
Filing date: 1973-04-10
Publication date: 1973-10-25
Also published as: US3825704A; CH552793A; FR2180365A5; GB1396823A; IT951310B

Description

PATENTANWALT

8 Münden 19

Rc.-nanstr. 64 F 1J89

Telefon 17 26 26

FACEM Fabbrica Apparecchi Controllo e Misura di Gualtiero Brauer Viale Abruzzi 48, MILANO ,Italy

Vorrichtung mit einem Mikroschalter, der auf das Überschreiten eines von zwei vorgegebenen Grenzwerten eines Meßwertes anspricht

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung mit einem Mikroschalter,. der auf das Überschreiten eines von zwei vorgegebenen Grenzwerten eines Meßwertes anspricht. ;

Auf den verschiedensten Anwendungsgebieten tritt häufig die j Schwierigkeit der Regulierung einer variablen Größe durch Unter-> brechen oder Wiedereinschalten eines oder mehrerer elektrischer i

Kontakte auf, die an eine oder mehrere Verbraucherschaltungen i angeschlossen sind, beispielsweise wenn ein bestimmter Druck- ! oder Temperaturbereich, der Durchsatz oder das Niveau einer Flüssigkeit und dergleichen überwacht werden soll. Hierzu sind Vorrichtungen bekannt, bei denen die Einstellung des betreffenden variablen Meßwertes durch statische Systeme mittels Kräfteausgleich und Kontakten von Quecksilberschaltröhren erfolgt. Diese bekannten Vorrichtungen weisen Nachteile auf, die eine universelle Einsatzmöglichkeit verhindern. Insbesondere besitzen sie eine geringe Präzision, sie sind relativ aufwendig ausgebil-

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det, es sind komplizierte Gestänge und verhältnismäßig große Steuerungskräfte erforderlich.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs angegebenen Art so auszubilden, daß sie zur Überwachung und Steuerung eines variablen Meßwertes auf den verschiedensten Gebieten eingesetzt werden kann und bei einfachem Aufbau eine hohe Präzision aufweist. Ferner soll die Vorrichtung durch nur geringe Steuerkräfte betätigbar und auf verschiedene Meßbereiche bequem einstellbar sein.

Diese Aufgabe wird nach der Erfindung gelöst durch wenigstens ein entsprechend der Änderung des eingegebenen Meßwertes verstellbares Element und eine Einrichtung, die dieses Element mit einer drehbar gelagerten Welle verbindet, durch einen mit dieser Welle verbundenen Hauptarm, an dem ein Mikroschalter mit einem über einen weiten Winkelbereich ver schwenkbar en Betätigungshebel angebracht ist, und durch eine am Hauptarm quer zu diesem angeordnete, elastische Lamelle, die den Betätigungshebel elastisch beaufschlagt, durch zwei Zeiger, die auf einem koaxial zur Welle angeordneten Zapfen frei drehbar gelagert und deren freie Enden über einer Skala angeordnet sind, durch einen an der Lamelle vorgesehenen Vorsprung, bei dessen Überfahren durch den Betätigungshebel der Mikroschalter betätigbar ist, und durch einen von jedem Zeiger abstehenden Stift, wobei der Betätigungshebel zwischen diesen beiden Stiften angeordnet und an einem von diesen zur Anlage bringbar ist, wenn der Meßwert die durch die Zeiger vorgegebenen Grenzwerte überschreitet.

Eine beispielsweise Ausführungsform nach der Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert, in der

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht der Vorrichtung zeigt.

Fig. 2 ist eine perspektivische Teilansicht von einem anderen Blickwinkel aus.

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Die Vorrichtung weist ein starres Gehäuse mit einer Grundplatte i und einem Flächenstück 2 mit einer Skala des betreffenden Meßwerrtes auf, die bei diesem Ausführungsbeispiel in Einheiten von \ kg/cm unterteilt ist. Mit der Grundplatte 1 ist die Hohlnabe 3 : einer Bourdonfeder 4 verbunden, das heißt einer Spiralfeder, ϊ die innen hohl ist und in die eine Flüssigkeit unter Druck ein- \ gefüllt werden kann. ;

Am freien Ende 5 der Feder ^₁ das sich bei Änderung des Flüssig- |

keitsdrucks im Innern der Feder relativ zur Grundplatte 1 ver- |

stellt, ist mittels einer Schraube das eine Ende einer starren ! Stange 6 befestigt, deren anderes Ende mit einem Hebel 7 durch

eine in einer Nut oder einem Langloch dieses Hebels gehaltenen ;

Schraube verbunden ist (Flg.1). \

An dem Hebel 7 ist senkrecht zur Fläche der Grundplatte 1 eine um ihre eigene Achse frei drehbare kleine Welle 8 befestigt, mit der ein Hauptarm 9 verbunden ist, der. einen Mikroschalter 10| trägt. Dieser Mikroschalter 10 ist mit einem kleinen Betätigungsfhebel 11 versehen, der relativ lang ausgebildet ist und um einen großen Winkelbereich zwischen zwei Endstellungen verschwenkt werden kann. Der untere Rand dieses Betätigungshebels 11, der der \ Grundplatte 1 gegenüberliegt, ist scharf bzw. dünner ausgebildet, so daß ein sehr scharfer Rand vorhanden ist. ;

Vorzugsweise, wenn auch nicht notwendigerweise, ist die Verbindung zwischen dem Hebel 7, der Welle 8 und dem Hauptarm 9 durch eine dazwischen angeordnete Feder nicht starr. Diese Feder, die der Übersichtlichkeit halber nicht dargestellt ist, gibt nach, wenn der Hauptarm 9 nicht weiter verschwenkt werden kann und die der kleinen Welle 8 durch die Stange 6 erteilte Drehbewegung Maximalwerte erreicht, die für die Vorrichtung hinsichtlich der Aufnahmefähigkeit gefährlich werden können.

Am freien Ende des Hauptarms 9 ist eine biegsame Lamelle 12 befestigt, die quer zu dem Betätigungshebel 11 angeordnet ist und elastisch an dessen unterem Rand anliegt. Etwa in der Mitte

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weist diese Lamelle 12 einen sich zu einer scharfen Kante verjüngenden Vorsprung 13 auf, der so angeordnet ist, daß der oder die Kontakte des Mikroschalters 10 geschlossen bzw. geöffnet sind, wenn sich der Betätigungshebel 11 auf der einen bzw. anderen Seite dieses Vorsprungs 13 befindet. Durch die scharfkantige Ausr bildung des unteren Randes des Betätigungshebels 11 und den spitfc zulaufenden bzw. zu einer Kante verjüngten Vorsprung 13 an der Lamelle 12 schnappt der Betätigungshebel 11 von der einen Seite des Vorsprungs auf die andere und betätigt damit den Mikroschalter, sobald er über diese Kante verstellt wird.

An einem auf der Grundplatte 1 befestigten starren Steg 24 ist ein koaxial zur Welle 8 liegender Zapfen angeordnet, der von der Welle 8 unabhängig ist und auf dem zwei Zeiger 14, 15 mit einem Ende verschwenkbar angebracht sind. An jedem Zeiger ist ein nach unten ragender Stift 17 bzw. 18 angeordnet. Zwischen diesen beiden Stiften 17, 18 ist der Betätigungshebel 11 des Mikroschalters 10 angeordnet, wobei die Stifte so ausgebildet sind, daß der Betätigungshebel nur zwischen diesen frei verschwenkt werden kann.

Wie Fig. 1 zeigt, ist auf der Grundplatte 1 ein Anschlag 19 befestigt, der gegebenenfalls den von der Bourdonfeder ausgeübten Druck auffängt, wenn dieser Druck einen vorgegebenen Höchstwert übersteigt. Am Hauptarm 9 ist ein Anschlagstift 20 vorgesehen, der sich am Betätigungshebel abstützen kann.

Im folgenden wird von einer Ruhelage ausgegangen, in der die ■Zeiger 14 und 15 von Hand so eingestellt sind, daß der Zeiger 15 den Maximaldruck und der Zeiger 14 den Minimal druck angibt. Zwischen diesen beiden Grenzwerten kann der gemessene Druck frei schwanken, während bei Überschreiten eines dieser Grenzwerte der Mikroschalter betätigt werden muß.

Befindet sich der Mikroschalter 10 in einer bestimmten»Stellung, beispielsweise in der in Fig. 2 gezeigten Stellung, und wird das Verstellelement, das heißt die Feder 4, mit einer Flüssigkeit

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beaufschlagt, deren Druck steigt, so verstellt sich das freie ; Ende der Feder 4, so daß über die Stange 6 und den Hebel 7 die Welle 8 verdreht wird, die ihrerseits wiederum im Uhrzeigersinn

den Hauptarm 9 verschwenkt und mit diesem die elastische Lamelle 12 sowie den Betätigungshebel 11, während die Zeiger 14 und 15 in der eingestellten Stellung verbleiben. \

Steigt der Druck weiter und wird damit der Hauptarm 9 im Uhrzeigersinn weiterverschwenkt, so kommt nach einem bestimmten ■ Schwenkbereich der Betätigungshebel 11 am Stift 18 des Zeigers 15 zu» Anliegen. Hierdurch wird der Betätigungshebel 11 angehalten, während der Hauptarm 9 mit der Lamelle 12, die über den unteren Rand des Betätigungshebels 11 gleitet, im Uhrzeigersinn weiterverschwenkt wird, bis der Vorsprung 13 unter den Betätigungshebel 11 zu liegen kommt und diesen mit einer Schnappbewegung überfährt, wodurch der Mikroschalter 10 betätigt wird. Ein eventuell weiteres Ansteigen des Drucks und damit eine weitere Verschwenkung des Hauptarmes 9 im Uhrzeigersinn würde sich nicht mehr auf den Mikroschalter 10 auswirken, denn der Bdätigungshebel 11 würde auf der Lamelle 12 weitergleiten, die die Aufgabe hat, den Hebel im Falle einer übermäßigen Drucksteigerung über das Ende der Skala hinaus zu schützen.

In diesem Zustand würde sich der Vorsprung 13 rechts vom Betätigungshebel 11 befinden, wie es in Fig. 1 dargestellt ist.

Ist der Maximalwert erreicht und fällt danach der gemessene Druck ab, so wird der Hauptarm 9 im Gegenuhrzeigersinn verschwenkt, wobei der Betätigungshebel 11 von dem Anschlagstift 18 des Zei- j gers 15 abgehoben wird, ohne daß jedoch dieser Hebel den Vorsprung 13 Überfährt oder überfahren kann, so daß auch der Mikroschalter nicht betätigt wird. Die Schwenkbewegung des Hauptarms S ι zusaaaen mit der Lamelle 12 und dem Betätigungshebel 11 im Gegenuhrzeigersinn geht unverändert weiter, bis der Betätigungshebel ' an dem Anschlagstift 17 des den Minimalwert wiedergebenden Zeigers Ί4 zum Anliegen kommt, der den Betätigungshebel 11, nachdem dessen Schwenkbewegung abgestoppt 1st und nachdem er diesen

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evtl. über eine Teilstrecke auf der Lamelle 12 verschoben hat, über den Vorsprung 13 drückt, wobei dieser mit einer Schnappbewegung überfahren und damit der Mikroschalter 10 betätigt wird.

Vorzugsweise ist mit dem Hauptarm 9 ein starrer Zeiger verbunden, dessen freies Ende über der Skala 2 liegt, so daß der augenblickliche Wert der Meßgröße abgelesen werden kann. In den Figuren ist dieser Zeiger der Übersichtlichkeit halber nicht dargestellt.

Die beschriebene Vorrichtung kann ebenso auch zur Überwachung und Steuerung einer anderen physikalischen Größe eingesetzt werden. Zum Beispiel kann die beschriebene Bourdon-Feder 4 durch eine Spiralfeder oder auch eine sich drehende Welle ersetzt werden, die sich entsprechend dem jeweiligen variablen Meßwert nach rechts oder links mehr oder weniger stark verdreht.

Ein wesentliches Merkmal ist, daß die Vorrichtung mittels eines Mikr.oschalters arbeitet, der mechanisch oder durch einen Elektromagnet umschnappen kann, wobei dieser Schalter nur schwache Steuerkräfte und ein einfaches Gestänge erfordert.

Der mit einer Kante versehene Vorsprung 13 der elastischen Lamelle 12 zwingt den Betätigungshebel 11, den Mikroschalter mit einer Schnappbewegung zu betätigen und in der Endstellung zu verbleiben, welche er durch Anlage am Anschlagstift des den Maximal- oder Minimalwert wiedergebenden Zeigers einnimmt, solange keine anderen Impulse zur Veränderung des Zustandes erfolgen, also bis der Betätigungshebel nicht wieder durch Anlage am Minimum- oder Maximumstift verstellt wird. Der Mikroschalter 10 ist über nicht dargestellte Leitungen mit einem Verbraucherkreis verbunden, der in Abhängigkeit von den jeweils ermittelten Meßwerten gesteuert werden soll.

Da die Zeiger 14 und 15 jede Stellung innerhalb des Meßbereichs der Vorrichtung einnehmen können, können die oberen und unteren Grenzwerte bis zu den durch die Vorrichtung vorgegebenen Grenzen des Meßbereichs beliebig eingestellt werden. _^_

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Durch den Aufbau der Vorrichtung mittels mechanischer Elemente ergibt sich eine einfache Ausgestaltung und dennoch eine hohe Präzision sowie ein weiter Steuerbereich für die verschiedensten Anwendungsgebiete.

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Claims

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. Patentansprüche

¥ 1 J Vorrichtung mit einem Mikroschalter, der auf das Überschreiten eines von zwei vorgegebenen Grenzwerten eines Meßwertes anspricht, gekennzeichnet durch wenigstens ein entsprechend der Änderung des eingegebenen Meßwertes verstellbares Element (4) und eine Einrichtung (5,6,7), die dieses Element (4) mit einer drehbar gelagerten Welle (8) verbindet, durch einen mit dieser Welle (8) verbundenen Hauptarm ( 9), an dem ein Mikroschalter (10) mit einem über einen weiten Winkelbereich verschwenkbaren Betätigungshebel (11) angebracht ist, und durch eine am Hauptarm (9) quer zu diesem angeordnete elastische Lamelle (12), die den Betätigungshebel (11) elastisch beaufschlagt, durch zwei Zeiger (14,15), die auf einem, koaxial zur Welle (8) angeordneten Zapfen frei drehbar gelagert und deren freie Enden über einer Skala (2) angeordnet sind, durch einen an der Lamelle (12) vorgesehenen Vorsprung (13), bei dessen Überfahren durch den Betätigungshebel (11) der Mikroschalter (10) betätigbar ist, und durch einen von jedem Zeiger (14,15) abstehenden Stift (17,18), wobei der Betätigungshebel (11) zwischen diesen beiden Stiften (17,18) angeordnet und an einem von diesen zur Anlage bringbar ist, wenn der Meßwert die durch die Zeiger (14,15) vorgegebenen Grenzwerte überschreitet.

. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Rand des auf der elastischen Lamelle (12) aufliegenden Betätigungshebels (11) scharfkantig ausgebildet ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß mit dem Hauptarm (9) ein Anschlagstift (20) verbunden ist, an dem sich der Betätigungshebel (11) abstützt, wenn

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der Meßwert die vorgegebene Grenze übersteigt.

4. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 3,' dadurch gekennzeichnet, daß der Hauptarm (9) mit einem relativ zur Skala (2) verschwenkbaren Zeiger verbunden ist.

5. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen, der Verbindungseinrichtung (5,6,7) der Welle (8) und dem Hauptarm (9) ein elastisches Element angeordnet ist.

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