DE2611937C3 - Druckschalter - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Druckschalter mit einer auf den statischen Druck eines Druckmediums einstellbaren, einen Schalter und/oder Geber auslösenden Einrichtung.

Derartige, die Erfindung betreffenden Druckschalter sind bekannt und werden vorzugsweise zum selbsttäti- hs gen Auslösen und/oder Anzeigen von Schaltzuständen bei bestimmten statischen Drücken verwendet.

Der Aufbau bekannter Druckschalter ist z. B. so

ausgelegt daß in einem durch eine kegelförmige gespannte Gummimembrane in zwei Sektionen aufgeteilten mit Schrauben zusammengefaßter Metallhohlkörper im Zentrum der Gummimembrane ein Kolben eingearbeitet ist der jeweils in beide, durch die Gummimembrane geteilte Sektionen des Metallhohlkörpers ragt und auf einer Seite — in der mit statischem Druck beaufschlagten Sektion — zur Bewegung des Kolbens in seiner Längsachse dienenden Ventilbohrungen — bzw. Ausdrehungen für einen Entsicherungsmechanismus und auf der anderen Seite — der mit Luft gefüllten und hermetisch verschlossenen Sektion — eine die Schalter und/oder Gebereinrichtung betätigende Stellschraube aufweist

Weiterhin ist der Teil des Kolbens, in welchem die Ventilbohrungen und der Entsicherungsmechanismus eingearbeitet sind, von einer Führungsbuchse umgeben, in welcher für den Entsicherungsmechanismus dienende Kugeln beweglich gelagert sind, wobei der Kolben außerdem Dichtringe enthält, weiche die Führungsbuchse, die wiederum von einem Hohlzylinder umgeben ist, gegen die Innenwand des Hohlzylinders abdichten.

Der Hohlzylinder ist in seinem, der Führungsbuchse abgewandten Teil, mit einer Querbohrung versehen, in der ein Sicherungsstift steckt der die Bewegung des Hohlzylinders in seiner Längsrichtung blockiert um nicht unbeabsichtigt den Entsicherungsmechanismus freizugeben.

Um das Auslösen des Druckschalters einzuleiten, wird der Sicherungsstift gezogen, wodurch der Hohlzylinder so weit in seiner Längsrichtung zurückgezogen werden kann, daß die Kugeln in ihrem Lager seitlich wegrollen und den Kolbenweg freigeben.

Gleichzeitig werden auch die Ventilbohrungen frei, wodurch der Druckschalter sich in entsichertem Zustand befindet.

Wird nun der Druckschalter mit Druckmedium beaufschlagt, dringt das Druckmedium durch dafür vorgesehene Bohrungen zwischen Kolben und Führungsbuchse, wobei der Kolben angehoben wird und die Stellschraube gegen die Schalter und/oder Gebereinrichtung drückt. Mit Hilfe der Stellschraube läßt sich der gewünschte Ansprechdruck des Druckschalters einstellen.

Wie aus der vorbeschriebenen Ausführung des Druckschalters zu ersehen ist, besteht dieser aus einer Vielzahl miteinander in Wirkverbindung stehender Einzelteile, die vom Druckmedium bewegt werden müssen, um z. B. einen Schaltvorgang auszulösen. Demnach ist es erforderlich, die Flächen dieser Einzelteile mit großer Präzision und Oberflächengüte herzustellen. Um die Funktion des Druckschalters zu gewährleisten, sind hinsichtlich der Werkstoffauswahl in bezug auf Gleit- und Korrosionsverhalten der Einzelteile auch unterschiedliche Werkstoffe erforderlich, was die Herstellungskosten für dieses Gerät nicht unbeträchtlich erhöht

Die elastische Gummimembrane kann infolge langer Lagerung porös werden und bei Überdruckbeanspruchung reißen, wodurch die Funktionssicherheit in Frage gestellt ist.

Um bei diesem Druckschalter einen anderen Ansprechdruck an der Stellschraube einzustellen, muß dieser zum Teil zerlegt werden, was abgesehen von den verursachenden Kosten umständlich und zeitraubend ist, da auch eine anschließende Dichtheitsprüfung vorgenommen werden muß.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, einen

Druckschalter zu entwickeln, der die vorgenannten Nachteile ausschließt

Die Erfindungsaufgabe wird dadurch gelöst, daß die einen Schalter und/oder Geber auslösenden Elemente des Druckschalters aus einem überdrucksicheren, flüssigkeitsgefüllten, miteinander in Wirkverbindung stehendem Wellrohr-Kapselfeder- oder Mapsel-Plattenfedersystem bestehen, die entsprechend ihrer Funktionsweise unterschiedliche Federkonstanten aufweisen und in ihren Ausdehnungsvolumen so bemessen sind, daß diese das von einer definierten primären Kraft Fauf einen Kolben bewirkte Zusammendrücken des Wellrohres verdrängte Flüssigkeitsvolumen aufnehmen und eine sekundäre, vom Druckmedium herrührende, in das Innere des Dnickgebäuses eingeleitete Kraft eine oder is mehrere parallel angeordnete Steuerkapselfedern um einen bestimmten Betrag zusammendrückt und durch die weitere Volumenverdrängung eine Schaltkapselfeder oder Schaltplattenfeder beaufschlagt wird, deren Dehnung den Schalter auslöst und /oder den Geber ansteuert.

Um das Zeitverhalten des Druckschalters zu beeinflussen, werden in weiterer Ausbildung der Erfindung in ihrer Viskosität und auf die Temperatur des Druckmediums unterschiedlich reagierende Flüssigkeiten eingesetzt.

In den Unteransprüchen sind weitere Ausgestaltungen angegeben.

Ebenso läßt sich durch geeignete Wahl des lichten Querschnitts des elastisch beweglichen Verbindungsrohres zwischen Schaltkapsel- oder -plattenfeder und Steuerkapsell'eder/n oder durch Einbau einer Drosselschraube oder Droiiselstelle in das Verbindungsrohr das Zeitverhalten beeinflussen.

Die Überdrucksicherheit der Anordnung ist dadurch gegeben, daß das Flüssigkeitsvolumen auf die Dehnbarkeit der Schaltk.'ipsel- oder Schaltplattenfeder so abgestimmt ist, daß eine vom Druckmedium verursachte Überdruckbeaufschlagung der Steuerkapselfeder/n ein Aufeinanderliegen ihrer Innenflächen bewirkt und die dabei auftretende Flüssigkeitsvolumenverlagerung zur Schaltkapsel- oder Schaltplattenfeder deren zulässige Dehnung nicht überschreitet und/oder daß die Schaltkapsel- oder Plattenfeder gegen einen auf seiner Innenseite dem Federprofil entsprechend als Widerlager ausgebildeten Spannflansch anliegt.

Die mit der Erfindung erzielbaren Vorteile sind in der einfachen, kompakten Bauweise und der sich daraus ergebenden kostengünstigen Herstellung sowie der Funktionssicherheit gegeben.

Ein Ausführungiibeispiel der Erfindung und deren weitere Vorteile ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigt die

Figur: Druckschalter in Schnittdarstellung

(Steuerkapselfedeim vereinfacht)

Die in einem Druckgehäuse 1 angeordneten Steuerkapselfedern 2 sind parallel zusammengeschaltet und zudem mit einem Zapfen 4, der eine zentrische Bohrung 5 aufweist und einem spiralförmig angeordneten Verbindungsirohr 6 druckdicht verbunden. «»

Das Verbindungsrohr mündet innerhalb der Schaltkapsel- oder Schaltplattenfeder 7, deren Unterteil aus einem das Druckgehäuse 1 abschließenden Flansch 8 und einer das Oberteil bildenden Membran 8' besteht. Mit dem Spannflansch 10 wird die Kapsel- oder ^Μ Schaltplattenfeder 7 im Druckgehäuse gehalten, wodurch das Druckgehäuse 1 von einer Seile stirnseitig verschlossen wird. Der Spannflansch 10 weist eine öffnung 9 auf, durch welche die Hubbewegung der Membrane 8' von einem Schalter und/oder Geber abgegriffen werden kann.

In einem ebenfalls das Druckgehäuse 1 abschließenden Unterflansch 11, der (in der Zeichnung nicht dargestellt) so ausgelegt sein kann, daß dieser mit dem Druckgehäuse 1 eine Einheit bildet, ragt in einer zentrischen Verlängerung 12 des Unterflansches 11 der Zapfen 4 hinein, der mit einem am Zapfen 4 und beweglichem Kolben 13 druckdicht angeschweißten Wellrohr 14 den Hydraulikteil des Druckschalters abschließt.

Über eine im Kolben 13 angeordnete Füllbohrung 15 wird das Wellrohr 14, die Steuerkapselfeder 2, Verbindungsrohr 6 und die Schaltkapsel- oder Schaltplattenfeder 7 mit Flüssigkeit 16 gefüllt.

Die Inbetriebsetzung bzw. Auslösung des Druckschalters erfolgt in der Weise, daß ein die Bewegung des Kolbens 13 blockierender Stift 17, der in einer Querbohrung 18 des Kolbens 13 und Verlängerung 12 des Unterflansches U steckt, gezogen wird. Hiernach kann eine definierte Kraft F, die auf den Kolben 13 wirkt, eine Verlagerung des Flüssigkeitsvolumens bewirken, indem eine von der Kraft F verursachte Kontraktion der Länge des Wellrohres 14 erfolgt, die das dabei verdrängte Flüssigkeitsvolumen in die Steuerkapselfeder/n 2 verlagert, so daß diese das verdrängte Flüssigkeitsvolumen infolge ihrer Ausdehnungsmöglichkeit aufnehmen. Je nach Größe der Kraft F und Federkonstanten der Steuerkapselfeder/n 2 und Schaltkapsel- oder Schaltplattenfeder 7 nimmt auch die Schaltkapsel- oder Schaltplattenfeder 7 einen Teil des Flüssigkeitsvolumens auf.

Wird nun über die im Unterflansch 11 angeordneten Bohrungen 19 dem Inneren des Druckgehäuses 1 Druckmedium zugeführt, werden die Steuerkapselfederflächen 20 um einen bestimmten Betrag gegeneinandergedrückt, so daß eine nochmalige Volumenverdrängung erfolgt, die von der Schaltkapsel- oder Schaltplattenfeder 7 durch Dehnung aufgenommen wird.

Die Dehnung der Schaltkapsel- oder Schaltplattenfeder 7 wird von einem Schalter und/oder Geber abgegriffen, der auf eine bestimmte Druckhöhe des Druckmediums bzw. Dehnung der Schaltkapsel- oder Schaltplattenfeder 7 eingestellt ist. Bei Überdruckbeaufschlagung vom Druckmedium her liegen die Steuerkapselfederflächen 20 mit ihren Innenflächen gegeneinander, wodurch die Schaltkapsel- oder Schaltplattenfeder 7 mit dem gesamten verdrängten Volumen beaufschlagt wird und die für den Fall bemessene Volumenaufnahme der Schaltkapsel- oder Schaltplattenfeder 7, eine Überbeanspruchung der Membrane 8' verhindert.

Der Druckschalter kann, zur Messung des Absolutdrucks verwendet werden, wenn der Spannflansch 10 zusätzlich mit der Membrane 8' bzw. Schaltkapsel- oder Plattenfeder 7 verschweißt und der Schalter oder Geber in die druckdicht gegen die Atmosphäre verschlossene evakuierte öffnung 9 eingebaut wird.

Die Beeinflussung des Zeitverhaltens (Schaltverzögerung) ist durch geeignete Wahl des Querschnittes des Verbindungsrohres6,den Einbau einer Drosselschraube bzw. Drosselstelle in das Verbindungsrohr 6, oder Viskosität der Flüssigkeit 16 zu erzielen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (7)

Patentansprüche: 26 Π

1. Druckschalter mit einer auf den statischen Druck eines Druckmediums einsteilbaren, einen Schalter und/oder Geber auslösenden Einrichtung, $ dadurch gekennzeichnet, daß die einen Schalter und/oder Geber auslösenden Elemente aus einem überdrucksicheren, flüssigkeitsgefüllten, miteinander in Wirkverbindung stehenden Wellrohr-Kapselfeder- oder Kapsel-Plattenfedersystem be- ίο stehen, die entsprechend ihrer Funktionsweise unterschiedliche Federkonstanten aufweisen und in ihrem Ausdehnungsvolumen so bemessen sind, daß diese das von einer definierten primären Kraft (F) auf einen Kolben (13) bewirkte Zusammendrücken des Wellrohres (14) verdrängte Flüssigkeitsvolumen aufnehmen und eine sekundäre, vom Druckmedium herrührende, is das Innere des Druckgehäuses (1) eingeleitete Kraft eine oder mehrere parallel angeordnete Steuerkapselfedern (2) um einen bestimmten Betrag zusammendrückt und durch die weitere Volumenverdrängung eine Schaltkapselfeder oder Schaltplattenfeder (7) beaufschlagt wird, deren Dehnung den Schalter auslöst und/oder den Geber steuert

2. Druckschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Messung des Absolutdrucks der Spannflansch (10) zusätzlich mit der Membrane (8') bzw Schaltkapsel- oder Schaltplattenfeder (7) verschweißt und der Schalter oder Geber in die druckdicht gegen die Atmosphäre verschlossene und evakuierte öffnung (9) eingebaut wird.

3. Druckschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in ihrer Viskosität und auf die Temperatur des Druckmediums unterschiedlich reagierende Flüssigkeiten zur Beeinflussung des Zeitverhaltens eingesetzt sind.

4. Druckschalter nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Zeitverhalten durch die Wahl des Querschnittes des Verbindungsrohres (6) *o oder den Einbau einer Drosselschraube oder Drosselstelle in das Verbindungsrohr (6) eingestellt wird.

5. Druckschalter nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltkapsel- oder Schaltplattenfeder (7) und die Steuerkapselfeder/n (2) über ein im Innern des Druckgehäuses (1) spiralförmig angeordnetes elastisch, bewegliches Verbindungsrohr (6) in Wirkverbindung stehen.

6. Druckschalter nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Zapfen (4) und der Kolben

(13) über ein Wellrohr miteinander gekoppelt sind.

7. Druckschalter nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben (13) eine Füllbohrung (IS) aufweist