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Schaltgerät mit Meßwertanzeige für Überdruck,
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Unterdruck und Differenzdruck.
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Die Erfindung bezieht sich auf ein Schaltgerät mit Meßwertanzeige
für Überdruck, Unterdruck und Differenzdruck mit einem zweiteiligen, eine Meßmembrane
aufweisenden Druckgehäuse und einem am Druckgehäuse angeordneten, mittelbar von
der Meßmembrane betätigten Zeigermeßwerk.
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Aufgabe der Erfindung ist es, ein derartiges Schaltgerät mit Meßwertanzeige
dahingehend zu verbessern, daß die Meßbewegungen der Membrane in einfacher und sicherer
Weise auf das Zeigermeßwerk und/oder elektrische Schalteinrichtungen übertragen
werden können und dabei einerseits das Zeigermeßwerk bzw. die elektrischen Schalteinrichtungen
räumlich günstig zum Membran-Übertragungsmittel angeordnet und andererseits die
elektrischen Schalteinrichtungen einfach und genau in ihrem Schaltpunkt im gesamten
Meßbereich einstellbar sind.
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Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe durch die im kennzeichnenden
Teil des Schutzanspruches 1 angeführten Merkmale gelöst.
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Die in den Unteraneprüchen aufgeführten Gotaltungsmerkmale stellen
vorteilhafte Weiterbildungen der Merkmale des Hauptanspruches und somit der Aufgabe
lösung dar.
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Der Erfindungsgegenstand erstreckt sich nicht nur auf die Merkmale
der einzelnen Ansprüche, sondern auch auf deren Kombination.
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Das erfindungsgemäß Schaltgerät ermöglicht in einfacher, sicherer
und genauer Weise eine übertragung der Meßbewegung der Membrane auf das Zeigermeßgerät
und/ oder auf einen oder mehrere elektrische Schalteinrichtungen, vorzugsweise Mikroschalter.
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Das Übertragungsmittel ist dabei von einem Schaltstößel gebildet,
der einenends mit der Meßmembrane und anderenends mit Betätigungsteilen des Zeigermeßwerkes
bzw. der Mikroschalter in Verbindung steht, so daß seine Verschiebebewegung, die
dem anstehenden Überdruck, Unterdruck oder Differenzdruck entspricht, auf die Betätigungsteile
zum Anzeigen bzw. Schalten übertragen wird.
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Der Abstand des Betätigungsteiles der Mikroschalter läßt sich durch
eine Stellspindel mittels Verschwenkverstellung der Mikroschalter in Richtung der
Verschiebebewegung (Hubbewegung) des Schaltstößels verändern, so daß dadurch die
Verstellung der Schaltpunkte über den gesamten Meßbereich in einfacher Weise möglich
ist.
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Das Zeigermeßwerk und die Mikroschalter sind in vorteilhafter Weise
sternförmig um den Schaltstö-Bel angeordnet, wodurch eine räumlich günstige Unterbringung
dieser Einrichtungen und gemeinsame Betätigung durch den Schaltstößel möglich ist.
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Es besteht die Möglichkeit, das Schaltgerät nur mit dem Zeigerwerk
auszurüsten oder aber mit Zeigerwerk und einem, zwei oder mehreren Mikroschaltern
oder aber nur mit Mikroschaltern und ohne Zeigerwerk auszustatten.
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Anhand der Zeichnungen werden nachfolgend Ausführungsbeispiele gemäß
der Erfindung näher erläutert. Dabei zeigen: Fig. 1 einen Längsschnitt durch das
Schaltgerät mit Meßwerkanzeige; Fig. 2 eine Draufsicht auf die Meßwertanzeige; Fig.
3 eine Draufsicht auf einen Zeigerwerkträger des Zeigermeßwerkes mit Schaltstößel,
Mikroschaltern und Betätigungsteil für das Zeigermeßwerk; Fig. 4 eine Draufsicht
auf das Schaltgerät-Gehäuseunterteil; Fig. 5 eine Draufsicht auf die Schaltmembrane
mit Membranteller.
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Fig. 6 einen Teilbereich im Schnitt der Mikroschalteranordnung und
-einstellung in weiterer Ausführung.
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Das erfindungsgemäße Schaltgerät mit Meßwer-tanzeige für Überdruck,
Unterdruck und Differenzdruck weist ein zweiteiliges, aus einem Unterteil la und
einem Oberteil ib bestehendes Druckgehäuse 1 auf. Beide Gehäuseteile 1a, 1b sind
durch mehrere, auf dem Gehäuseumfang gleichmäßig verteilt angeordnete Schrauben
2 zu einer Einheit verbunden.
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An dem Gehäuse Oberteil 1b ist die Meßwertanzeige 3 mit Zeigermeßwerk
4 angebaut.
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Zwischen den beiden Gehäuseteilen 1a, ib ist eine als Schlaffmembrane
ausgebildete Meßmembrane 5 gehalten, die durch die Durchstecköffnungen 6 im Gehäuseunter-und
-oberteil 1a, 1b durchgreifende Schrauben 2 zwischen den Gehäuseteilen 1a, ib festgelegt
ist. Im umlaufenden Randbereich ist die Meßmembrane 5 mit Aussparungen 7 versehen,
durch die die Schrauben 2 fassen können.
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An der Meßmembrane 5, die folienartig ausgebildet ist und aus elastischem
Kunststoff od. dgl. besteht, liegt beidseitig je ein Membranteller (Stützplatte
aus Metall) 8 an, wobei diese beiden Membranteller 8 in der Grundform kleiner als
die Membrane 5 ausgebildet sind und sich außerhalb des zwischen den Gehäuseteilen
1a, ib liegenden Membrane-Befestigungsbereiches erstrecken, so daß beide Membranteller
8 frei liegen.
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Auf jeden Membrante-ller 8 wirken jeweils mehrere, vorzugsweise paarweise,
axial gegenüberliegend gleichmäßig auf dem Meinbrantellerumfang verteilt angeordnete
Druckfedern 9 ein. Hierfür weist das Gehäuseunterteil 1a und das Gehäuseoberteil
ib jeweils mehrere Führungsausspa -rungen (SacklöcheX 10 auf, in denen die gegeneinander
wirkenden und die beiden Membranteller 8 gegen die dazwischenliegende Membrane 5
drückenden Druckfedern 9 mit einem Endbereich geführt gehalten sind.
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Die Druckfedern 9 wirken als Meßfedern und da sie gegeneinander wirken,
wird die Meßmembrane 5 von den Druckfedern 9 in der Nullstellung gehalten, welche
erst durch das über die Anschlüsse 12 in den beiden Gehäuseteilen 1a, 1b einfließende
und auf die Membranteller 8 einwirkende Medium verändert wird, je nach den Druckverhältnissen,
wodurch dann die Stützteller 8 mit Membrane 5 entgegen der jeweiligen Federkraft
und mit Unterstützung der anderen Federkraft weiter in das Unterteil la oder in
das Oberteil 1b hineinbewegt werden.
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In dem Gehäuseoberteil 1b, und zwar in der Oberteilwandung 1c, ist
ein unter Druckspannung gegen die Meßmembrane 5, also einen Membranteller 8, gehaltener
und in Abhängigkeit von der Meßmembrane 5 (deren Bewegung) verschiebbarer Schaltstößel
13 angeordnet, der mit einem Betätigungsteil 14 des Zeigermeßwerkes 4 zur Bewegung
eines Meßwertzeigers 15 und/oder mit mindestens einem am Zeigermeßwerk 4 gegenüber
dem Schaltstößel 13 verstellbar gehaltenen Mikroschalter 16 in Wirkverbindung steht.
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Der Schaltstößel 13 ist senkrecht zur Membranebene verschiebbar in
dem Gehäuseoberteil 1b (der Wandung 1c) gelagert und dabei in einer abgedichtet,
in der Oberteilwandung 1c eingelassenen Führungsbuchse 17 angeordnet und durch die-se
Führungsbuchse 17 aus dem Gehäuseoberteil 1b abgedichtet herausgeführt.
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Der in dem Gehäuseoberteil 1b liegende Längenendbereich 13a des Schaltstößels
13 steht unter der Einwirkung
einer diesen Längenendbereich umfassenden,
sich an der Führungsbuchse 17 und einem Schaltstößelansatz abstützenden Druckfeder
18, mittels derer der Schaltstößel 13 gegen die Membran-Stützplatte 8 gehalten ist.
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Der aus dem Oberteil ib herausragende Stößelbereich 13b wirkt mit
seinem freien Stirnende auf das Betätigungsteil 14 und/oder einen Hebel 16a des
Mikroschalters 16 ein.
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Die Meßwertanzeige 3 besitzt ein haubenartiges, aus einem klarsichtigen
Werkstoff, vorzugsweise Kunststoff, bestehendes Gehäuse 19, das mit seiner Haubenöffnung
an dem Gehäuseoberteil Ib befestigt ist.
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Der Haubenboden des Klarsichtgehäuses 19 bildet die stirnseitige Ablesefläche
19a der Meßwertanzeige 3 und mit geringem Abstand unter dieser Ablesefläche 19a
ist ein Skalenblatt 20 angeordnet, welches auf einem Zeigerwerkträger 21 befestigt
ist. Zwischen Skalenblatt 20 und Ablesefläche 19a liegt der Meßwertzeiger 15, so
daß das Skalenblatt 20 zur Ableseanzeige 3 (Zeigerwerk 4, Mikroschalter 16, Stößel
13 und dgl.) überdeckt.
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Das Betätigungsteil 14 überträgt eine vom Schalt stößel 13 erhaltene
Bewegung über ein Zahnsegment 23 und ein Ritzel 22 auf die Zeigerdrehachse 15a für
die Verdrehung des Zeigern 15 in die jeweilige Anzeigestellung
Das
Zeigerwerk 4 ist unter dem plattenförmigen Zeigerwerkträger 21 befestigt, unter
dem auch ein, zwei oder mehrere Mikroschalter 16 verstellbar gehalten sind. Dabei
lagert jeder Mikroschalter 16 mit einem Verstellarm 24 um eine am Zeigerwerkträger
21 gehaltene Schwenkaschse 25, durch die der Mikroschalter 16 in Verschieberichtung
des Schaltstößels 13 verstellt (Verschwenkt) werden kann.
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Die Verstellung jedes Mikroschalters 16 erfolgt durch eine eigene,
im Zeigerwerkträger 21 angeordnete und auf den Verstellarm 24 einwirkende Stellspindel
26, die einen unterhalb der Ablesefläche 19a liegenden Verstellknopf 27 aufweist,
welcher von außen durch die Ablesefläche 19a hindurch zugänglich oder betätigbar
ist; beispielsweise nach Hersausnehmen einer in der Stirnfläche 19a angeordneten
Schutzkappe 28, Auf der Stirnfläche 19a und/oder dem Skalenblatt 20 ist um den Verstellknopf
27 eine Schaltpunktskala 29 angeordnet. deder Mikroschalter 16 wird durch eine Zugfeder
30 mit seinem Verstellarm 24 ständig gegen die Verstellspindel 26 gehalten und der
Hebel 16a des Mikroschalters 16 wird durch eine Zugfeder 31 in der Aus- bzw. Einschaltstellung
gehalten und wieder in diese nach Betätigung durch den Schaltstößel 13 gebracht.
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Mit 32 sind elektrische Anschlußklemmen und mit 33 ist die auf dem
Skalenblatt 20 vorgesehene Meßwertskala bezeichnet.
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Das erfindungsgemäße Schaltgerät eignet sich für die vielfältigsten
Meßaufgaben in den Bereichen der industriellen oder sanitären Meßtechnik. Es findet
Anwendung zur Messung, Anzeige, Signalisierung oder Regelung von Differenzdrücken,
wie sie bei der der Steuerung in Heizungsanlagen, der Überwachung von Filtern, Verdichtern,
Lüftern usw. vorkommen.
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Die zu vergleichenden Meßdrücke wirken von je einer Seite auf die
federbelastete Membrane 5. Sie befindet sich in der Ruhestellung, so lange die anstehenden
Drücke gleich sind. Sobald ein Differenzdruck in den Meßkammern beiderseits der
Membrane 5 auftritt, bewegt sich die Membrane 5 in Richtung des niedrigeren Druckes,
bis die Federkraft 9 und die durch die Druckdifferenz an der Membrane 5 hervorgerufene
Kraft ausgeglichen sind. Die Membranbewegung wird durch den Stößel 13 auf das Zeigerwerk
4 und die Hebel 16a der Mikroschalter 16 übertragen.
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Gemäß dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 6 ist der bzw.
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jeder Mikroschalter 16 und eine ihm zugeordnete Schaltfeder 36 durch
integrierte Federgelenke 34,35 an dem Zeigerwerkträger 21 schwenkbar befestigt,
d.h., in Richtung Schaltstößel 13 stufenlos einstellbar vorgesehen.
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Die Schaltfeder 36 ist dabei winkelförmig ausgebildet und besitzt
einen kürzeren Befestigungsschenkel 36a und einen längeren Schaltschenkel 36b.
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Der Mikroschalter 16 ist an einer winkelförmigen Schwinge 37 befestigt,
die ebenfalls einen kUrzeren Befestigungsschenkel 37a und einen längeren Halteschenkel
37b zeigt. Die Schaltfeder 36 und die Schwinge 37 sind in Winkelform, vorzugsweise
rechtwinklig, ausgebildet und liegen deckungsgleich aneinander bzw. im Abstand zueinander.
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Der Mikroschalter 16 und die zugeordnete Schaltfeder 36 sind jeweils
durch eine Schraube 38 od. dgl.
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an dem Zeigerwerkträger 21 befestigt, wobei hierbei der kürzere Schenkel
36a, 37a der beiden Winkelteile 36, 37 an einem Ansatz 21a des Zeigerwerkträgers
21 festgelegt ist. Diese beiden kürzeren Schenkel 36a, 37a verlaufen aneinanderliegend
parallel zueinander und stehen mindestens nahezu parallel zu dem Schaltstößel 13.
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Die Federgelenke 34, 35 der Schwinge 37 und der Schaltfeder 36 werden
durch die Winkelbogen zwischen den jeweiligen Schenkeln 37a, 37b/ 36a, 36b gebildet,
so daß dadurch diese Winkelteile 36, 37 in sich eine federnde (nachgebende und somit
in sich verschwenkende) Eigenschaft haben.
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Die längeren Schenkel 36b, 37b der Schaltfeder 36 und der Mikroschalterschwinge
37 verlaufen rechtwinklig zu dem Schaltstößel 13 und zu dessen Verschieberichtung,
wobei der Schaltfederschenkel 36b in Längsrichtung den Mikroschalter 16 überragt
und mit seinem freien Längenende, welches vorzugsweise in Richtung Schaltstößel
14 leicht abgewinkelt ist und das Schaltende 36c bildet, mit dem Kopf 13b des Schaltstößels
13 kraftschlüssig verbindbar ist.
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Der Zeigerwerkträger 21 nimmt im Abstand zu der Schaltfeder-Schwingenbefestigung,
die von der in einen Ansatz 21a des Zeigerwerkträgers 21 eingreifenden Schraube
38 gebildet ist, und im Abstand zu dem Schaltstößel 16b des Mikroschalters 16 -
also zwischen diesen beiden Stellen 38, 21 a und 16b - eine Einstellspindel 39 zur
stufenlosen Schaltpunkteinstellung verdrehbar auf, wobei diese Schaltpunkteinstellspindel
39 mit dem Mikroschalter 16 (dessen Schwinge 37) kraftschlüssig verbunden ist.
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Diese Schaltpunkteinstellspindel 39 ist ebenfalls durch eine verschließ-
und öffenbare öffnung in in dem Klarsichtgehäuse 19 und dem Skalenblatt 20 von außen
her betätigbar.
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Der Mikroschalter 16 ist durch die Vorspannung der Schaltfeder 36
durchgeschaltet. Er wird umgeschaltet, wenn der Stößel 13 aufgrund einer Meßbewegung
die Schaltfeder 36 vom Mikroschalter 16 abhebt, was in Fig. 6 beispielsweise durch
den Hub "XI dargestellt ist. In Abhängigkeit von der Verschiebung des Stößels 13,
der in der Oberteilwandung 1c lagert, erfolgt also die Betätigung der Schaltfeder
36, deren Schaltschenkel 36b, und somit die Schaltung des Mikroschalters 16.
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Durch Verdrehen der Schaltpunkteinstellspindel 39 kann der Schaltpunkt
auf jeden Punkt des Meßweges stufenlos eingestellt werden. Durch die Federgelenke
34,35 für die Mikroschalter- und Schaltfederlagerung ist eine spielfreie
Lagerung
für beide Teile 16, 36 geschaffen worden, was eine hohe Reproduzierbarkeit des Schaltpunktes
ermöglicht.
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Die besondere und einfache Ausführung der Mikroschalterlagerung zu
dem Schaltstößel 13 und die zugeordnete Schaltfederanordnung ergibt neben der einfachen
und genauen Einstellung des Schaltpunktes und der sicheren Funktion eine Verbesserung
in der Bauteilanordnung und -ausführung, da hierbei weniger Bauteile als bisher
üblich vorgesehen sind und dadurch auch eine erhebliche Vereinfachung der Montage
erreicht wurde.