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Schwimmerschalter Die Erfindung betrifft einen Schwimmerschalter
zur Niveaubegrenzung in wärme- und verfahrenstechnischen Anlagen, mit einem Gehäuse,
in dem ein mindestens einen Anschluss aufweisender Schwimmerraum vorgesehen ist,
der einen über eine aus dem Schwimmerraum herausgeführte Hebelverbindung auf eine
ausserhalb des Gehäuses vorgesehene elektrische Schaltvorrichtung wirkenden Schwimmer
enthält und mit einer Funktionskontrollvorrichtung zur Beeinflussung der Schwimmerlage.
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Schwimmerschalter der eingangs beschriebenen Art sind bereits bekannt.
Bei einer dieser Konstruktionen ist die Hebelverbindung
zwischen
dem Schwimmer und der ausserhalb des Schwimmergehäuses vorgesehenen Schaltvorrichtung
durch einen am Schwimmer befestigten,doppelarmigen Hebel gebildet. Zum Hindurchführen
des Hebels durch die Wand des Schwimmergehäuses erstreckt sich von der betreffenden
Öffnung der Gehäusewand ein Dichtungsbalg nach aussen, der in Längsrichtung vom
Hebel durchdrungen ist, der einerseits mit seinem aus dem Dichtungsbalg herausragenden
Ende mit der Schaltvorrichtung zusammenwirkt und andererseits im Dichtungsbalg gelagert
ist.
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Bei einer anderen, zum Stand der Technik gehörenden Konstruktion ist
die Hebelverbindung durch zwei Hebel gebildet, von denen der eine, den Schwimmer
tragend, innerhalb des Schwimmergehäuses und der andere, mit der Schaltvorrichtung
zusammenwirkende,ausserhalb desselben an einem am Schaltergehäuse angeflanschten
Träger angeordnet ist, wobei beide Hebel jeweils um eine Achse schwenkbar angeordnet
sind. Beide Hebel sind doppelarmig und tragen am Ende ihrer einander zugerichteten
und jeweils in eine dünnwandige, aus nicht magnetisierbarem Material bestehende
Kappe hineinragenden ifebelarme einen Permanentmagnet, die miteinander korrespondi
Bei beiden bekannten Bauformen weist dabei die durch die Sicherheitsbestimmungen
vorgeschriebene Funktionskontrollvorrichtung, mit deren Hilfe sich der Schwimmer
zur Uberprüfung der Füllung des Schwimmerraumes mit eingeschwemmten Sinkstoffen
entgegen der Antriebskraft verschwenken lässt, einen im Gehäuse druck- und flüssigkeitsdicht
gelagerten, von aussen
verschwenkbaren Hebel oder einen axial verstellbaren
Stössel auf, der zu Prüfzwecken unter Druck auf den Hebel bzw. auf den Schwimmer
auflegbar ist, um diesen entgegen der Auftriebskraft zu verschwenken.
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Die unktionskontrollvorrichtuny erfordert damit zu ihrer Montage eine
in den Schwimmerraum führende, als Bohrung ausgebildete Gehäuseöffnung und weist
sich von aussen nach innen erstreckende Betätigungsglieder auf, deren druck- und
flüssigkeitsdichte Anordnung technisch aufwendig und dementsprechend teuer ist.
Ausserdem sind solche, mit einer derartigen Kontrollvorrichtung ausgestattete Schwimmerschalter,
aufgrund möglicher Leckage an der Gehäusedurchführung, nicht für Heissöl führende
Anlagen zugelassen. Für solche Anlagen musste deshalb ein spezieller, entsprechend
teuerer Spezialschwimmerschalter entwickelt werden, dessen mit dem Schwimmer verbundener,
im Schwimmerraum yelagerter, doppelarmiger Hebel mit seinem freien, einen Magnet
tragenden Ende in einen, sich vom Gehäuse wegerstreckenden, dünnwandigen Zylinder
hineinerstreckt, an dessen Aussenumfange nebeneinander, die Schaltvorrichtung bildend,
zwei vom Magnet lageabhängig schaltbare Read-Kontakte vorgesehen sind.
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Das zum Uberprüfen der Füllung des Schwimmerraumes mit eingeschwemmten
Sinkstoffen erforderliche Auslenken des Schwimmers lässt sich bei dieser Konstruktion
durch Aufschieben eines Magnets auf den Zylinder bewerkstelligen. Diese Konstruktion
ermöglicht es somit, den Schwimmerraum vollkommen geschlossen auszubilden.
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Die Erfindung hat sich nun zur Aufgabe gestellt, mit einer mechanisch
arbeitenden Funktionskontrollvorrichtung ausgestattete Schwimmer schalter der eingangs
erwähnten Art derart weiterzubilden, dass sie auch bei Heissöl führenden Anlagen
eingesetzt werden können.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss durch ein zur Betätigung der Schaltvorrichtung
dienendes Ubertragungsglied gelöst, das sowohl durch den aus dem Schwimmerraum herausgeführten
Teil der Hebelverbindung als auch durch die Funktionskontrollvorrichtung in seine
die Schaltvorrichtung betätigende Schaltstellung steuerbar ist.
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Abgesehen von der durch diese Konstruktion universellen Verwenbarkeit
des erfindungsgemässen Schwimmerschalters wirken bei diesem die Funktionskontrollvorrichtung
und der Schwimmer bzw.
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die Hebelverbindung gemeinsam auf ein ausserhalb des Schwimmerraumes
bzw. Schaltergehäuses vorgesehenes, die Schaltvorrichtung steuerndes Ubertragungsglied,
wodurch einmal die Funktionskontrollvorrichtung vollständig aus dem Schwimmerraum
herausgenommen und zum anderen sowohl die niveauabhängige Betätigung der Schaltvorrichtung
als auch die manuelle Auslenkung der Hebelverbindung zur Durchführung der Funktionskontrolle
über ein gemeinsames Organ erfolgen kann. Durch die Betätigung der Schaltvorrichtung
über das gemeinsame Übertragungsglied konnte schliesslich der technische Aufwand
der Funktionskontrollvorrichtung erheblich verkleinert und,insbesondere durch die
Verlegung der Funktionskontrollvorrichtung aus dem Schwimmergehäuse
heraus,
die Herstellungskosten derartiger Schwimmerschalter insgesamt wesentlich reduziert
werden.
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Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist die Hebelverbindung in bekannter
Weise durch ein mit seinem einen Ende in einer Gehäusewand befestigtes, frei in
den Schwimmerraum hineinragendesund an seinem,im letzteren angeordneten freien Ende
drehfest mit einem am Schwimmer befestigten Hebel verbundenes Torsionsrohr sowie
durch eine innerhalb des letzteren und zu diesem koaxial angeordnete, am freien
Ende des Torsionsrohres mit diesem drehfest verbundene Übertragungswelle gebildet,
die mit ihrem freien Endstück aus dem in der Gehäusewand gehaltenen Rohrende herausragt,
auf welchem das Ubertragungsglied drehfest gehalten ist. Aufgrund dessen, dass eine
derart konzipierte Hebelanordnung ausserhalb des Schaltergehäuses für sich nur wenig
Raum für deren aus dem Schaltergehäuse herausgeführtes Endstück der Ubertragungswelle
benötigt und letztere zur Betätigung der Schaltvorrichtung eine Drehbewegung ausführt,
ist es vorteilhaft, wenn das Ubertragungsglied durch einen vorzugsweise einarmigen,
mit seinem einen Ende an dem aus dem Schwimmergehäuse herausgeführten Endstück der
Übertragungswelle drehfest angeordneten Hebel gebildet ist.
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Die Funktionskontrollvorrichtung wird man vorteilhaft derart ausführen,
dass mit ihrer Hilfe eine definierte maximale Kraft zum Verstellen des Ubertragsgliedes
ausübbar ist. Die Grösse der Maximalkraft wird man dabei so wählen, dass durch sie
der normale Auftrieb des Schwimmers nur in geringfügigem Masse
überwunden
wird, wodurch sichergestellt ist, dass sich mit Hilfe der Funktionskontrollvorrichtung
der Schwimmer dann nicht mehr um einen solchen, die Schaltvorrichtung betätigenden
Betrag entgegen der natürlichen Auftriebskraft auslenken lässt, wenn im Schwimmerraum
die Sinkstoffe auf eine bestimmte Höhe angewachsen sind. Damit ist sichergestellt,
dass dann, wenn der Schwimmer auf dem Niederschlag aufliegt, dieser bei der iunktionskontrolle
nicht in diese hineingedrückt und somit auch kein Signal zur Bestätigung der einwandfreien
Funktionsfähigkeit des Schwimmerschalters ausgelöst werden kann.
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Günstigerweise sind die Funktionskontroll- sowie die Schalt-Vorrichtung
neben und auf der gleichen Seite des Übertragungsgliedes und in einer zu der dieses
tragenden Ubertragungswelle senkrechten Lbene angeordnet.
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Die Konstruktion kann so getroffen sein, dass bei Absinken des Niveaus
im Schwimmerraum durch das Übertragungsglied die Schaltvorrichtung beispielsweise
ausgeschaltet und bei einem nachträglichen Wiederansteigen der Flüssigkeit im Schwimmerraum
wieder eingeschaltet wird.
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In vielen Fällen ist es jedoch notwendig oder auch günstig, wenn nach
einem erfolgten Niveauabfall nicht automatisch mit Ansteigen des Niveaus auch wieder
die Schaltvorricht.:ng durch das Übertragungsglied eingeschaltet wird. Aus diesem
Grunde ist es vorteilhaft, wenn der Schaltvorrichtung eine mit dem Ubertragungsglied
zusammenwirkende, entriegelbare Verriegelungsvorrichtung zugeordnet ist, die nach
erfolgtem, durch das
Ubertragungsglied veranlasstem Schalten der
Schaltvorrichtung, infolge eines Niveauabfalles im Schwimmerraum, eine selbsttätige
Wiederbetätigung derselben bei einem nachträglichen Ansteigen des Niveaus verhindert.
Eine derartige Verriegelungsvorrichtung kann verschiedenartig ausgebildet sein.
Eine besonders einfache Konstruktion ist erreichbar, wenn die Schaltvorrichtung
durch einen Endschalter gebildet ist, dessen Schaltglied mit einem Sperrhebel der
Verriegelungsvorrichtung zusanmenwirkt und diesen in seine Sperrstellung zu verschwenken
versucht, der seinerseits, in der einen Schaltstellung des Schaltyliedes, an einer
Gegenfläche des sich in seiner Bereitschaftsstellung befindenden, durch einen Hebel
gebildeten Ubertragungsgliedes anliegt und wenn der Sperrhebel mittels eines Entriegelungsgliedes
aus seiner das Ubertragungsglied in seiner Betätigungsstellung haltenden Sperrstellung
in seine das Ubertragungsglied wieder freigebende Freigabestellung steuerbar ist.
Zweckmässigerweise wird man hierbei die Funktionskontrollvorrichtung zwischen der
das Ubertragungsglied haltenden Ubertragungswelle und der Schaltvorrichtung anordnen
und des weiteren die Konstruktion so treffen, dass der das Schaltglied der Schaltvorrichtung
steuernde Sperrhebel in der Bereitschaftsstellung des Ubertragungsgliedes an dessen
Stirnseite anliegt und in dessen Betätigungsstellung dieses übergreift.
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In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt.
Es zeigen:
ig.l eine Seitenansicht eines erfindungsgemässen Schwimmerschalters
zur Veranschaulichung einer in einem an das Gehäuse des Schwimmerschalters angebauten
Gehäuse untergebrachten Schaltvorrichtung und einer Funktionskontrollvorrichtung
nebst des ihnen zugeordneten, vom Schwimmer aus betätigbaren Übertragungsgliedes,
Fig.2 einen Schnitt entlang der Linie 2-2 der Fig.l durch den Schwimmerschalter,
Fig.3 einen die Hebelverbindung des Schwimmerschalters zeigenden Ausschnitt der
Fig.2, in grösserem Masstab als diese, wobei die Hebelverbindung im Schnitt dargestellt
ist.
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Das in einer vorbestimmten Höhe zu montierende Schwimmerschaltergehäuse
des in der Zeichnung gezeigten Schalters ist mit lo bezeichnet. Es enthält einen
Schwimmerraum 12, der über zwei Anschlusstutzen 14 an einer Flüssigkeit, beispielsweise
Heizwasser oder Heissöl,führenden Leitung angeschlossen ist. Im Schwimmerraum 12
befindet sich ein Schwimmer 16, der über einen Schwenkhebel 18 auf eine als Ganzes
mit 20 bezeichnete Hebelverbindung wirkt, mit deren Hilfe eine Schaltvorrichtung
22 in Form eines Endschalters in Abhängigkeit vom Flüssigkeitsniveau betätigbar
ist. Die Hebelverbindung ist dabei druck-und flüssigkeitsdicht aus dem Schwimmergehäuse
lo herausgeführt.
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Sie weist hierzu ein mit seinem einen Ende in einer Gehäusewand 24
befestigtes, frei in den Schwimmerraum 12 hineinragendes Torsionsrohr 26 auf, an
dessen freiem Ende der den Schwimmer 16 tragende Schwenkhebel 18, beispielsweise
durch Hartlöten, drehfest angeordnet ist. Das Torsionsrohr 26 ist mit seinem einen
Endstück in einer die Gehäusewand 24 durchdringenden Flanschbuchse 30, beispielsweise
durch Einlöten, gehalten, deren flansch 32 unter Zwischenschaltung einer geeigneten
Ringdichtung 34 an der Innenseite der Gehäusewand 24 anliegt, während sie mit Hilfe
einer von aussen aufgeschraubten, sich an einer Ringdichtung 36 abstützenden Gewindemutter
38 in der Gehäusewand druck- und flüssigkeitsdicht gehalten ist. Das Torsionsrohr
26 ist von einer in diesem koaxial angeordneten Ubertragungswelle 39 durchdrungen.
Diese Ubertragungswelle 39 ragt mit beiden Enden aus dem Torsionsrohr heraus, so
dass sie also mit einem Ende aus dem Schwimmerschaltergehäuse herausgeführt ist.
Mit ihrem inneren Ende greift sie einmal in eine Lagerausnehmung einer in die der
24 Gehäusewand,gegenüberliegende Gehäusewand 40 druck-und flüssigkeitsdicht eingesetzten
Lagerschraube 42 ein und zum anderen ist dieses Ende im Torsionsrohr 26, beispielsweise
durch Hartlöten, drehfest gehalten. Auf dem anderen, aus dem Gehäuse herausgeführten
Wellenende ist ein einarmiger Ubertragungshebel 44 drehfest angeordnet, der in der
normalen Lage des Schwimmers, gemäss Fig.l, eine im wesentlichen horizontale Stellung
einnimmt. Dieser Ubertragungshebel wird demgemäss bei einer Veränderung des Flüssigkeitsniveaus
im Schwimmerraum 12 entsprechend verschwenkt. Diese Schwenkbewegung bewirkt die
betätigung
des Endschalters 22, der, gemäss Fig.l, in einem Abstand oberhalb des freien Endes
des Übertragungshebels 44 stationär angeordnet ist. Die Betätigung des Betätigungsyliedes
46 des Endschalters 22 durch den übertragungshebel 44 erfolgt dabei lediglich mittelbar,
indem zwischen beiden Teilen noch eine Verriegelungsvorrichtung zwischengeschaltet
ist, die einen Sperrhebel 48 aufweist, der in seiner Freigabestellung, gemäss Fig.l,
im wesentlichen senkrecht zum Übertragungshebel 44 angeordnet ist. Dieser Sperrhebel
ist bei 50 an einem am Endschalter 22 befestigten Lagerkörper 52 achsparallel zur
Übertragungswelle 39 verschwenkbar gelagert, wobei das Betätigungsglied 46 des Endschalters
an diesem Sperrhebel unter Druck anliegt und versucht, diesen in seine strichpunktiert
angedeutete Sperrstellung zu verschwenken. In dieser Stellung übergreift der Sperrhebel
den Übertragungshebel 44 und hält diesen in seiner Betätigungsstellung auch an,
wenn im Schwimmerraum das Niveau wieder ansteigt. In seiner Freigabestellung hingegen
liegt er an der Stirnkante des Ubertragungshebels an.
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Hierauf wird weiter unten noch näher eingegangen.
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Das gemäss Fig.l obere Endstück des Sperrs,ebels 48 ist rechtwinklig
abgebogen und wirkt mit einer abgefederten Taste 54 zusammen. Durch Drücken dieser
Taste lässt sich der Sperrhebel aus seiner strichpunktiert angedeuteten Sperrstellung
in seine in Fig.l gezeigte Freigabestellung zurückverschwenken. Mit 56 ist als Ganzes
eine Funktionskontrollvorrichtung bezeichnet, mit deren Hilfe sich der Obertragungshebel
44 mit einer definierten Maximalkraft zum Prüfen der Funktionsfähigkeit des
Schwimmerschalters,
gemäss Fig.l, entgegen der Schwimmerauftriebskraft nach unten verschwenken lässt.
Diese Vorrichtung 56 ist zwischen der den Übertragungshebel 44 tragenden Ubertragungswelle
39 und dem Endschalter 22 neben und auf der gleichen Seite des Übertragungshebels
44 in einer zu der diesen tragenden übertragungswelle 39 senkrechten Ebene angeordnet.
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Die Funktionskontrollvorrichtung, der Endschalter sowie der Ubertragungshebel
befinden sich in einem an das Schwimmerschaltergehäuse lo angeschraubten Aufnahmegehäuse
58, in dessen, gemäss Fig.l, oberer Gehäusewand 60 die Taste 54 angeordnet ist.
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Die Funktionskontrollvorrichtung 56 weist einen in der, gemäss Fig.l,
oberen Wand 60 des Aufnahmegehäuses 58 axial verschiebbar geführten Stössel 62 auf,
der im Abstand von dem sich in seiner Bereitschaftsstellung befindenden Übertragungshebel
44 endet. Auf dem Schaft des Stössels ist eine Druckfeder 64 angeordnet, die sich
einerseits an einer Stösselschulter und andererseits am Übertragungshebel 44 abstützt.
Der Stössel ragt mit seinem einen, eine Taste 66 bildenden Endstück aus der Gehäusewand
60 nach oben heraus. Diese Taste bildet demgemäss eine Kontrolltaste, während die
Taste 54 eine Entriegelungstaste bildet. Im Aufnahmegehäuse 58 befinden sich noch
Anschlussklemmen 68 für den elektrischen Anschluss des Endschalters 22.
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Mit 70 ist ein an der Innenwand des Aufnahmegehäuses angeformter Anschlag
bezeichnet, der die Schwenkbewegung des Obertragungshebels 44 nach unten begrenzt.
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Die Funktion des Schwimmerschalters ist folgende.
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Nach der Montage des Schwimmerschalters ist die Entriegelungstaste
54 zu drücken, damit der Sperrhebel 48 den übertragungshebel 44 freigibt und sich
dieser bei normalem Flüssigkeitsniveau im Schwimmerraum 12 in seine in Fig.l gezeigte
Bereitschaftsstellung einstellen kann. Der Betätigungshebel wird sich hierbei entgegen
der Wirkung der Druckfeder 64 der Funktionskontrollvorrichtung 56, gemäss Fig.l,
nach oben verschwenken.
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In seiner Bereitschaftsstellung liegt dann der Sperrhebel 48 der Verriegelungsvorrichtung
an der Stirnkante des freien Endes des Übertragungshebels 44 an. In dieser Stellung
des Sperrhebels 48 ist der Endschalter 22 betätigt, und es wird beispielsweise ein
Stromkreis zum Ingangsetzen einer Pumpe geschlossen.
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Im Laufe der Zeit sammeln sich nun im Sumpf des Schwimmerraumes 12
in diesen eingeschwemmte Sinkstoffe an, wobei nach und nach der sich ablagernde
Niederschlag an Höhe zunimmt und damit zur Gefahr für die Funktionsfähigkeit des
Schwimmerschalters wird. Es könnte nun mit der Zeit der Fall eintreten, dass der
Schwimmer 16 auf den abgelagerten Schwemmstoffen aufliegt, so dass ein Niveauabfall
im Schwimmerraum durch den Endschalter 22 nicht mehr durch öffnen des Stromkreises
angezeigt werden könnte, da der Schwimmer nicht mehr nach unten ausweichen könnte.
Um eine solche Situation zu vermeiden, soll in bestimmten Abständen, üblicherweise
täglich, die Funktionskontrollvorrichtung 56 durch Drücken der Kontrolltaste 66
betätigt werden. Aufgrund dessen, dass sich lediglich die Druckfeder 64 am Übertragungshebel
44 abstützt, wird an diesem eine vorbestimmte Kraft wirksam, die so bemessen ist,
dass bei Aufliegen des Schwimmers auf abgelagerten Sinkstoffen der Ubertragungshebel
44
seine Lage nicht verändert, d.h. trotz betätigter Funktionskontrollvorrichtung der
Endschalter 22 bzw. der Stromkreis z.B. weiter geschlossen bleibt. Dadurch ist es
dann für die betreffende Person klar zu erkennen, dass der Schwimmer schalter nicht
mehr funktionsfähig ist,und dieser muss deshalb zu Reinigungszwecken geöffnet werden.
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Falls aber die Höhe der Ablagerungen eine Bewegung des Schwimmers
16 entgegen der an ihm wirksamen Auftriebskraft noch nicht zu beeinträchtigen vermag,
so wird bei Drücken der Kontrolltaste 66 der Ubertragungshebel 44, gemäss Fig.l,
nach unten verschwenkt und über die Übertragungswelle 39 der Schwimmer 16 ebenfalls
nach unten gedrückt. Sobald dabei der Sperrhebel 48 von der Stirnkante des übertrayungshebels
44 freikommt, schnapp dieser in seine strichpunktiert angedeutete Sperrstellung
und hält damit den Übertragungshebel 44 bzw. den Schwimmer 16 in dieser Stellung
fest. Durch den Anschlag 70 wird die Schwenk bewegung des Ubertragungshebels 44
begrenzt. Durch das Verschwenken des Übertragungshebels wird auch der Endschalter
22 betätigt, was ein Zeichen dafür ist, dass der Schwimmerschalter noch funktionsfähig
ist. Zum Wiedereinschalten des Endschalters ist deshalb die Taste 54 zu drücken,
so dass der Sperrhebel 48, den Endschalter 22 schliessend, wieder in seine Freigabestellung
zurückkehrt und dabei den Übertragungshebel 44 freigibt, der sich dann selbsttätig
wieder in seine in Fig.l gezeigte Stellung einstellen wird. Durch den Sperrhebel
48 ist ausserdem sichergestellt, dass bei einem plötzlichen Abfallen und nachträglichen
Wiederansteigen des
niveaus der Endschalter 22 nicht wieder eingeschaltet
und damit auf jeden Fall angezeigt wird, dass im Kreislauf der Flüssigkeit eine
unter Umständen wieder unwirksame Störung vorlag, deren Ursache dann ermittelt werden
kann. Der Endschalter 22 könnte auch derart angeordnet sein, dass derselbe durch
den Ubertragungshebel 44 bei Fallen des Flüssigkeitsniveaus aus-und bei nachträglichem
Ansteigen selbsttätig wieder eingeschaltet würde.
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bei der beschriebenen Ausführungsform befindet sich somit die Funktionskontrollvorrichtung
ausserhalb des Schwimmerschaltergehäuses lo, d.h. der Schwimmerraum 12 kann in sich
geschlossen ausgebildet und demgemäss der Schwimmerschalter auch für Anlagen verwendet
werden, die mit Heissöl fahren. Zur Betätigung der durch den Endschalter 22 gebildeten
Schaltvorrichtung durch den Schwimmer 16 bzw. die Elebelverbindung 20 sowie durch
die Funktionskontrollvorrichtung 56 dient dabei ein gemeinsamer Ubertragungshebel
44.