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Kolbendruckschalter
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Die Erfindung betrifft einen Kolbendruckschalter mit einem in einem
Gehäuse angeordneten Druckglied, welches einen Stößel umfaßt, der bei Druckbeaufschlagung
des nachgiebigen Druckgliedes mit einem elektrischen Schalter in Wirkverbindung
steht.
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Kolbendruckschalter dieser Art sind z.B. aus der DE-AS 1 940 338 bekannt.
Sie dienen im allgemeinen dazu, den Druck in Hydrauliksystemen mit Gasen oder Blüssigkeiten,
wie z.B. bei Lastkränen oder Hubwerken zu überwachen, indem ein in einem Gehäuse
untergebrachtes Druckglied so mit einem elektrischen Schalter in Verbindung steht,
daß es diesen dann, wenn die Druckwerte in den Hydraulikleitungen einen bestimmten
Wert übersteigen, betätigt.
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Nachteilig an diesen bekannten Bauarten ist es, daß es mit ihnen nur
möglich ist, den Druckwert einer Leitung zu
überwachen. So müssen
z.B. bei einem Zwillingshubwerk in jedem der beiden Hubwerk zur Uberwachung solche
Kolbendruckschalter bekannter Bauart eingesetzt werden, bei mehreren Hubwerken entsprechend
viele Druckschalter.
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Dies stellt einen relativ großen Aufwand dar.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diesen Nachteil zu vermeiden
und einen krolbendruckschalter zu schaffen, mit Hilfe dessen zwei oder mehrere Druckleitungen
überwacht werden können, und der gleichzeitig einfach und platzsparend aufgebaut
ist:.
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Die Erfindung besteht darin, daß zur Druckbeaufschlagung des Druckgliedes
ein Stufenkolben vorgesehen ist, dessen wirksame Kolbenflächen voneinander durch
Dichtungselemente getrennt sind und mit je einem Druckmittelzufuhrkanal in Verbindung
stehen. Der Vorteil der Erfindung liegt darin, daß durch die. Verwendung eines Stufenkolbens
wirksame Kolbenflächen dort entstehen, wo der Kolben von einem Abschnitt größeren
Durchmessers in einen-Abschnitt kleineren Durchmessers übergeht. Wenn diese Bereiche
über Dichtungselemente voneinander abgetrennt sind, so können an einem einzigen
Stufenkolben mehrere voneinander getrennte Druckmittelzufuhrkanäle angeschlossen
werden, deren Kraft sich über die jeweils ihnen zugeordneten wirksamen Kolbenflächen
addiert und auf den Stößel übertragen wird. Der Stufenkolben kann im unteren Bereich
des Kolbendruckschalters platzsparend untergebracht werden und läßt sich sehr einfach
herstellen.
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In vorteilhafter Weise sind die wirksamen Kolbenflächen gleich groß
gehalten. Dadurch addieren sich die Drücke am Kolbenschalter in einer Weise, die
dem Druckverhältnis in den einzelnen Druckmittelzufuhrkanälen entsprechen.
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Zweckmäßig ist es, den Stufenkolben koaxial mit der Stößelachse anzuordnen.
Es wird dadurch sichergestellt, daß durch die Beaufschlagung des Kolbens keine Drehmomente
an diesem auftreten können und dieser sich dadurch auch nicht verklemmen kann, da
die an ihm angreifenden Kräfte damit parallel und symmetrisch zur Stößelachse wirken.
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Bei einer bevorzugten Ausführungsform, die zur Addition der Drücke
in zwei Systemen geeignet ist, ist vorgesehen, den Stufenkolben mit zwei Kolbenabschnitten
unterschiedlichen Durchmessers auszubilden. Dadurch entsteht beim Übergang des Kolbenabschnitts
größeren Durchmessers zum Kolbenabschnitt kleineren Durchmessers eine wirksame Kolbenfläche,
an der der Druck aus einer Leitung angreifen kann. In diesem Fall wird die zweite
wirksame Kolbenfläche von der Stirnfläche des Kolbenabschnitts kleineren Durchmessers
gebildet.
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Der Kolbenabschnitt größeren Durchmessers wird in vorteilhafter Weise
in einer im Gehäuse eingebrachten Bohrung gleichen Durchmessers geführt, deren axiale
Länge etwa der doppelten axialen Länge des Kolbenabschnitts größeren Durchmessers
entspricht. In dem dadurch nicht vom Kolbenabschnitt abgedeckten Bereich der Bohrung
kann dann in einfacher Weise die Zufuhr des Druckmittels vorgenommen werden. Dadurch
wird gewährleistet, daß das Druckmittel im gesamten Bereich dieser wirksamen Kolbenfläche
angreifen kann. An diese Bohrung größeren Durchmessers schließt sich eine Bohrung
kleineren Durchmessers an, der dem Durchmesser des unteren Kolbenabschnittes entspricht.
Damit ist der Kolben über seine Länge sicher geführt. Diese Bohrung mündet in einen
zweiten Zufuhrkanal. Um den Hub des Kolbens in wichtung auf das Druckglied zu begrenzen,
kann eine Anschlagplatte vorgesehen sein, die mit einer den Stößeldurchmesser entsprechenden
Bohrung versehen ist, wobei der Durchmesser des Stößels kleiner als der Durchmesser
der Kolbenabschnitte ist. Der Hub des Kolbens in
entgegengesetzter
Richtung wird in einfacher Weise durch einen Anschlag begrenzt, der in der Bohrung
für den Kolbens abschnitt kleineren Durchmessers ausgebildet ist.
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Um die beiden wirksamen Solbenflächen druckdicht gegeneinander abzuschließen,
ist es günstig, wenn im unteren Bereich des Kolbenabschnittes kleineren Durchmessers
eine umlaufende Ringnut eingebracht ist, in die ein als Dichtelement wirkender 0-Ring
eingelegt ist. Es ist dann nicht nötig, das Gehäuse an einer schwer zugänglichen
Stelle mit einer entsprechenden Ringnut zu versehen. Dies kann einfacher am Kolbenabschnitt
kleineren Durchmessers vorgenommen werden. Um den Stufenkolben gegenüber dem Druckglied
abzudichten, ist im Bereich des Kolbenabschnittes größeren Durchmessers in das Gehäuse
eine ringsumlaufende Aussparung eingebracht, in die Dichtelemente eingelegt werden,
die fest an diesem Abschnitt des Stufenkolbens anliegen und dadurch verhindern,
daß das Druckmittel in den Bereich des Druckgliedes gelangen kann.
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Die Vorteile und Merkmale der Erfindung werden im folgenden anhand
des in der Zeichnung im Querschnitt dargestellten Ausführungsbeispieles eines erfindungsgemäßen
Eolbendruckschalters erläutert.
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Der in der Fig. 1 im Querschnitt gezeigte Kolbendruckschalter ist
so aufgebaut, daß er zur Addition von Drücken aus zwei getrennten Druckleitungen
geeignet ist. Hierzu ist in einem Gehäuse 1 ein Druckglied 5 untergebracht, welches
einen Bederkorb 6 umfaßt, in den eine Feder 8 eingelegt ist, die
sich
an einem Kragen 7 abstützt. Fest mit dem Kragen 7 verbunden ist ein Stößel 4, der
mit einem elektrischen Schalter 10 in Verbindung steht, der in nicht naher gezeigter
Weise eine Schaltfunktion für an die Anschlüsse 11 festgelegte, ebenfalls nicht
gezeigte Kabel ausübt.
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An der unteren Fläche des Kragens 7 greift ein obertragungsstift 22
an, der über den Stufenkolben 13 beaufschlagt wird.
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Die Gegenkraft der Feder 8 kann mittels einer Stellschraube 9 variiert
werden.
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Im unteren Bereich des Gehäuses 1 sind bei dem gezeigten Ausfükirungsbeispiel
zwei Druckmittelzufuhrkanäle 2 und 3 eingebracht, deren Druckmittel den Stufenkolben
13 beaufschlagen können. Der Stufenkolben 13 weist zwei Kolbenabschnitte 13a und
13b auf, wobei der Kolbenabschnitt 13a mit einem größeren Durchmesser versehen ist
ald der Kolbenabschnitt 13b. Dadurch entsteht im Bereich des Übergangs vom Durchmesser
d1 zum Durchmesser d2 eine wirksame Kolbenfläche 14, an der ein über den Druckmittelzufuhrkanal
3 zugeführtes Druckmittel, wie z.B. Öl, so angreift, daß es den Stufenkolben 13
in Richtung auf das Druckglied 5 drückt. Koaxial zur Stufenkolbenachse A-A, die
gleichzeitig auch die Stößelachse darstellt, ist ein weiterer Druckmittelzufuhrkanal
2 in das Gehäuse eingebracht, der auf der Zeichnung von unten auf die dem Kolbenabschnitt
13b zugeordneten Stirnfläche, die somit die zweite wirksame Kolbenfläche 15 darstellt,
wirkt. Dadurch wirkt auf den Stufenkolben 13 sowohl der Druck aus dem Druckmittelzufuhrkanal
3, als auch der Druck aus dem Druckmittelzufuhrkanal 2.
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Der Kolbenabschnitt 13a größeren Durchmessers wird in einer Bohrung
16 geführt, deren Länge 1 ungefähr doppelt so groß als die axiale Länge des Kolbenabschnittes
13a ist.
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Dadurch entsteht ein Raum, indem der Druckmitt elzufuhrkanal 3 in
diese Bohrung so münden kann, daß der Stufenkolben 13 vom Drucksittel dieses Kanals
so umschlossen wird, daß an der gesamten wirksamen Fläche 14 das Druckmittel vorliegt.
Dadurch wirken die Kräfte parallel zur Kolbens achse A-A und ein Verkanten des Kolbens
kann damit ausgeschlossen werden. Außerdem wird dadurch der Hubweg des Stufenkolbens
13 festgelegt.
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Um die beiden wirksamen Kolbenflächen 14 und 15 gegeneinander abdichten
zu können, ist im unteren Bereich des Kolbens abschnittes 13b, der den Durchmesser
d2 aufweist, eine Ringnut 17 eingebracht, in die ein 0-Ring 18 eingelegt ist.
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Dadurch wird verhindert, daß Druckmittel von einem Kanal in einen
anderen gelangen kann.
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Um zu verhindern, daß Druckmittel in den Bereich des Druckgliedes
5 gelangen können, ist der Stufenkolben 13 im Bereich seines Kolbenabschnittes 13a
dadurch abgedichtet, daß eine Aussparung 24 in diesem Bereich in das Gehäuse 1 eingebracht
ist, in die Dichtelemente 23 eingelegt sind.
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In Richtung auf das Druckglied 5 wird der Hubweg des Stufenkolbens
13 durch eine Anschlagplatte 12 begrenzt, in der eine Bohrung eingebracht ist, durch
die der Übertragungsstift 22 greift und auf den Kragen 7 wirkt. In der entgegengesetzten
Richtung wird der Weg des Stufenkolbens 13 durch einen in der Bohrung 21 untergebrachten
Anschlag 19 begrenzt.
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Durch einen solchen erfindungsgemäßen Kolbendruckschalter wird es
in einfacher Weise möglich, Drücke aus mehreren unabhängig voneinander geführten
Druckleitungen zu addieren.
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Selbstverständlich liegt es auch im Rahmen der Erfindung, den Stufenkolben
mit mehreren Bereichen unterschiedlichen Durchmessers auozubilden, die jeweils gegeneinander
über Dichtelemente abgedichtet sind und mit ihren einzelnen Abschnitten mit Druckmittelzufuhrkanälen
verbunden sind. Insgesamt ist die erfindungsgemäße Anordnung sehr platzsparend und
einfach aufgebaut und hat den großen Vorteil, daß zur Überwachung von mehreren Druckleitungen
nicht mehr, wie bisher, ebensoviele Kolbens druckschalter eingesetzt werden müssen,
da durch die Erfindung dies mit einem einzigen Kolbendruckschalter erreicht wird.