DE4225026C2 - Strömungskontrollschalter - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Strömungskontrollschalter für Flüssigkeiten oder Gase, umfassend ein Gehäuse, einen in dem Gehäuse beweglich angeordneten, mit einem Magneten versehenen Schaltkolben sowie einen Schalter, der durch den Magneten des Schaltkolbens betätigbar ist.

Aus dem Stand der Technik ist ein Kontrollschalter der eingangs genannten Art bekannt; hierbei ist der Schaltkolben nur durch die Gehäusewandung geführt und ausschließlich durch die Schwerkraft in Ruheposition gehalten. Bei anstehender Strömung wird der Schaltkolben in Strömungsrichtung bewegt, wobei er an einem Schalter vorbeigeführt wird, und hierbei den Schaltvorgang auslöst. Nachteilig an diesem bekannten Kontrollschalter ist, daß sich der Schaltkolben mehr oder weniger unkontrolliert im Gehäuse auf- und abbewegt, was zu Mehrfachschaltungen führt, mit der Folge, daß eine genaue Kontrolle, ob eine Strömung vorhanden ist oder nicht, nicht möglich ist. Darüber hinaus hat sich gezeigt, daß bereits durch eine geringe Schrägstellung des gesamten Schalters gegen die Senkrechte, der Schaltkolben häufig im Gehäuse verkantet und damit hängenbleibt.

Aus der US 50 19 678 ist ein Strömungskontrollschalter der eingangs genannten Art bekannt. Nachteilig bei diesem Strömungskontrollschalter ist, daß sich der Schaltkolben mehr oder weniger unkontrolliert in dem Gehäuse auf- und abbewegt, was zu Mehrfachschaltungen führt. Dies hat zur Folge, daß eine genaue Kontrolle, ob eine Strömung vorhanden ist oder nicht, nicht möglich ist.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Kontrollschalter der eingangs genannten Art derart weiterzubilden, daß Mehrfachschaltungen verhindert werden.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Magnet des Schaltkolbens mit einem im Gehäuse gelagerten Gegenpol zusammenarbeitet, wobei die maximale Auslenkung des Schaltkolbens derart gewählt ist, daß der Magnet nicht aus dem Wirkungsbereich des Gegenpols gelangt. Durch den Gegenpol, der beispielsweise ebenfalls als Magnet mit entgegengesetzter Polung zu dem Magneten des Schaltkolbens ausgebildet sein kann, wird der Magnet des Schaltkolbens angezogen und so in seine Ruheposition zurückgestellt, nachdem er durch die anstehende Strömung entgegen der Magnetkraft ausgelenkt worden ist.

Daraus folgt, daß ein derart ausgebildeter Kontrollschalter auch in horizontal verlaufenden Rohrleitungen eingebaut werden kann; insbesondere für diesen Einsatzzweck ist es erforderlich, daß der Schaltkolben an wenigstens zwei Stellen durch das Gehäuse verschieblich gelagert ist, um ein Verkanten des Schaltkolbens während des Schaltweges zu verhindern. Insbesondere zeichnen sich derartige Schalter durch einen niedrigen Schaltpunkt aus, d. h., es werden bereits geringe Durchflußmengen registriert.

Nach einer ersten Ausführungsform weist der Schaltkolben eine Kolbenstange mit endseitig angeordnetem Anströmkolben auf, wobei der Anströmkolben im Gehäuse verschieblich gelagert ist. Der Anströmkolben umfaßt hierbei ein Anströmelement, das nach Art eines dreiarmigen Sterns ausgebildet ist. Durch die durch den dreiarmigen Stern gebildeten Öffnungen wird die Flüssigkeit oder das Gas auf den Anströmkolben gelenkt. In seiner Ruheposition ist durch den Anströmkolben das Schaltergehäuse geschlossen; hierzu ist der Anströmkolben konisch ausgebildet, wobei korrespondierend hierzu im Gehäuse eine konische Anlagefläche für den Anströmkolben vorgesehen ist.

Im einzelnen ist die Kolbenstange in einer Führung, die als Gegenpol für den Magneten ausgebildet ist, verschieblich gelagert, wobei die Führung für die Flüssigkeit oder das Gas durchlässig ausgebildet ist. Im einzelnen ist daher die Führung als Scheibe mit Öffnungen zum Durchlaß der Flüssigkeit oder des Gases ausgebildet. Darüber hinaus befindet sich zwischen Führung und Magnet ein Abstandshalter, um zu verhindern, daß der Magnet unmittelbar an die als Führung ausgebildete Scheibe zu liegen kommt. D. h., daß die in der Führung vorhandenen Öffnungen nie vollständig durch den Magneten geschlossen sind. Zur Begrenzung des Schaltweges weist die Kolbenstange einen Bund auf. Die Begrenzung des Schaltweges ist erforderlich, um sicherzustellen, daß der Magnet nicht aus dem Wirkungsbereich des Gegenpoles heraustritt.

Bei einer zweiten Ausführungsform besitzt der Schaltkolben eine Hülse, in der der Magnet gelagert ist. Diese Ausführungsform eignet sich insbesondere zum Einsatz bei verschmutzten Medien, da sämtliche Teile, die schmutzempfindlich sind, durch die Hülse abgedeckt sind. Im einzelnen weist das Schaltgehäuse einen Stempel auf, der mit seinem Stempelhals durch den Magneten hindurch in die Hülse hineinragt, wobei der Stempelhals endseitig einen als Gegenpol für den Magneten ausgebildeten Stempelkopf besitzt.

Hierbei wirkt der Stempelkopf in gleicher Weise mit dem Magneten zusammen, wie bei der ersten Ausführungsform die Führungsscheibe mit dem Magneten des Schaltkolbens. Zur Begrenzung des Weges des Schaltkolbens besitzt der Stempelhals einen Bund. Strömungseingangsseitig weist die Hülse ein konisches Ansatzstück auf, wobei korrespondierend hierzu im Gehäuse eine konische Anlagefläche vorgesehen ist, um das Gehäuse des Kontrollschalters gegenüber der anstehenden Flüssigkeit oder des Gases zu schließen. Darüber hinaus weist das konische Ansatzstück ein Führungselement, beispielsweise in Form einer Stange auf, durch das der Schaltkolben im Gehäuse geführt ist. Neben dieser Führung für den Schaltkolben im Gehäuse, wird der Schaltkolben ebenfalls durch den Stempelhals geführt, wobei der Magnet auf dem Stempelhals entlang gleitet.

Anhand der nachstehenden Zeichnungen werden die beiden Ausführungsformen näher beschrieben.

Fig. 1 zeigt die erste Ausführungsform in einer Seitenansicht im Schnitt;

Fig. 2 zeigt einen Schnitt gemäß der Linie II-II aus Fig. 1;

Fig. 3 zeigt eine zweite Ausführungsform in einer Seitenansicht im Schnitt;

Fig. 4 zeigt einen Schnitt gemäß der Linie IV-IV aus Fig. 3.

Gemäß den Fig. 1 und 2 ist das Gehäuse des Kontrollschalters insgesamt mit 1 bezeichnet. Auf dem Gehäuse 1 befindet sich der Schalter 2, beispielsweise ein Reedkontakt, wobei dem Reedkontakt eine Leistungselektronik 3 nachgeordnet ist. In dem mit 1 bezeichneten Gehäuse befindet sich der insgesamt mit 4 bezeichnete Schaltkolben. Der Schaltkolben 4 besteht im wesentlichen aus einer Kolbenstange 5, die an ihrem einen Ende den Magneten 6 aufweist, und die an ihrem anderen Ende den Anströmkolben 7 besitzt. Durch den Magneten 6 wird der Reedkontakt 2 betätigt, wenn der Magnet an dem Reedkontakt vorbeigeführt wird. Der Anströmkolben 7 weist das Anströmelement 8 auf, das nach Art eines dreiarmigen Sternes zum Durchlaß der Flüssigkeit (Pfeil X) ausgebildet ist.

Der dreiarmige Stern 8a wird von der entsprechend ausge­ bildeten Lagerstelle 1a des Gehäuses 1 längsverschieblich erfaßt. Die Lagerstelle 1a weist auf ihrer dem Anström­ kolben zugewandten Fläche eine Schräge 1b auf, die als Anlagefläche für den ebenfalls mit einer Schräge 7a ausge­ bildeten Anströmkolben 7 dient. Der Schaltkolben 4 ist weiterhin gelagert durch die Führungsscheibe 9. Hierzu besitzt die Führungsscheibe 9 eine Bohrung 9a, durch die die Kolbenstange 5 hindurchragt. Darüber hinaus besitzt die Führungsscheibe 9 Öffnungen 9b zum Durchlaß der Flüssigkeit oder des Gases. Zur Begrenzung des Schaltweges ist die Kolben­ stange 5 mit einem Bund 5a versehen, mit dem die Kolbenstange 5 in ihrer Endstellung an der Führungsscheibe 9 anliegt. Um zu verhindern, daß der Magnet 6 in der Ausgangsstellung des Schaltkolbens unmittelbar an der Führungsscheibe 9 anliegt, und hierbei die Öffnungen 9b versperrt, ist der Abstandshalter 6a vorgesehen. Durch den Abstandshalter 6a bleibt ein Spalt zwischen Führungsscheibe und Magnet 6 der Ausgangsstellung des Schaltkolbens gewährleistet.

Gemäß der in den Fig. 3 und 4 dargestellten zweiten Ausführungsform ist das Gehäuse des Kontrollschalters mit 10 bezeichnet. Auf dem Gehäuse 10 befindet sich der als Reedkontakt ausgebildete Schalter 2, dem die Leistungs­ elektronik 3 nachgeschaltet ist. In dem Gehäuse 10 befindet sich der insgesamt mit 11 bezeichnete Schaltkolben.

Der Schaltkolben 11 besteht aus einer Hülse 12, die ein konisches Ansatzstück 13 aufweist, das in einem Führungselement in Form einer Führungsstange 14 mündet, die von dem Gehäuse 10 durch das Lager 21 aufgenommen wird. Das Lager 21 besteht hierbei aus einer im Gehäuse 10 befestigten sternförmigen Halterung 22, durch deren Öffnungen 22a die Flüssigkeit strömt.

In der Hülse 12 des Schaltkolbens 11 befindet sich in der Nähe der Öffnung 12a der Magnet 15. Durch den Magneten 15 wird der Schalter 2 betätigt, wenn er an diesem vorbeigeführt wird. Der Magnet 15 weist darüber hinaus eine Bohrung 15a auf für den Stempelhals 17 des insgesamt mit 16 bezeichneten Stempels. Der Stempelhals 17 besitzt endseitig den Stempelkopf 18, der den Gegenpol für den Magneten 15 bildet. Der Stempelhals ist durch die Buchse 19 und durch die mit Öffnungen 20a für die Flüssigkeit oder das Gas versehene Scheibe 20 in dem Gehäuse 10 starr gelagert; durch die Buchse 19 wird der Schaltweg des Schaltkolbens 11 begrenzt, wenn der Magnet 15 an dem durch die Buchse 19 gebildeten Bund 19a des Stempelhalses anliegt.

Korrespondierend zu dem konischen Ansatzstück 13 weist das Gehäuse 10 eine Anlagefläche 10a auf, an der das Ansatzstück 13 in Ausgangsstellung des Schaltkolbens anliegt.

Claims (19)

1. Strömungskontrollschalter für Flüssigkeiten oder Gase, umfassend ein Gehäuse, einen in dem Gehäuse beweglich angeordneten mit einem Magneten versehenen Schaltkolben sowie einen Schalter, der durch den Magneten des Schaltkolbens betätigbar ist, gekennzeichnet dadurch, daß der Magnet (6, 15) des Schaltkolbens (4, 11) mit einem im Gehäuse (1, 10) gelagerten Gegenpol (9, 18) zusammenarbeitet, wobei die maximale Auslenkung des Schaltkolbens derart gewählt ist, daß der Magnet nicht aus dem Wirkungsbereich des Gegenpols gelangt.

2. Kontrollschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schaltkolben (4, 11) an mindestens zwei Stellen durch das Gehäuse (1, 10) verschieblich gelagert ist.

3. Kontrollschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Magnet (6, 15) den Schalter (2) betätigt.

4. Kontrollschalter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Schaltkolben (4) eine Kolbenstange (5) mit endseitig angeordnetem Anströmkolben (7) aufweist.

5. Kontrollschalter nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Anströmkolben (7) im Gehäuse (1) verschieblich gelagert ist (bei 1a).

6. Kontrollschalter nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Anströmkolben (7) ein Anströmelement (8) umfaßt, das nach Art eines dreiarmigen Sterns (8a) ausgebildet ist.

7. Kontrollschalter nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Anströmkolben (7) konisch (bei 7a) ausgebildet ist, und daß korrespondierend hierzu im Gehäuse (1) eine konische Anlagefläche (1b) vorgesehen ist.

8. Kontrollschalter nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Kolbenstange (5) in einer Führung (9) verschieblich gelagert ist, wobei die Führung (9) durchlässig ausgebildet ist.

9. Kontrollschalter nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Führung (9) als Gegenpol für den Magneten (6) ausgebildet ist.

10. Kontrollschalter nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Führung (9) als Scheibe mit Öffnungen (9a) zum Durchlaß der Flüssigkeit oder des Gases ausgebildet ist.

11. Kontrollschalter nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Führung (9) und Magnet (6) ein Abstandshalter (6a) vorgesehen ist.

12. Kontrollschalter nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Kolbenstange (5) einen Bund (5a) zur Begrenzung des Schaltweges aufweist.

13. Kontrollschalter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Schaltkolben (11) eine Hülse (12) besitzt, in der der Magnet (15) gelagert ist.

14. Kontrollschalter nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (10) einen Stempel (16) aufweist, der mit seinem Stempelhals (17) durch den Magneten (15) hindurch in die Hülse (11) hineinragt, wobei der Stempelhals (17) endseitig einen als Gegenpol für den Magneten (15) ausgebildeten Stempelkopf (18) besitzt.

15. Kontrollschalter nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Stempelhals (17) einen Bund (19a) zur Begrenzung des Weges des Schaltkolbens (11) besitzt.

16. Kontrollschalter nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Stempelhals (17) der Führung des Schaltkolbens (11) dient.

17. Kontrollschalter nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Magnet (15) durch den Stempelhals (17) geführt ist.

18. Kontrollschalter nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülse (12) strömungseingangsseitig ein konisches Ansatzstück (13) besitzt, wobei korrespondierend hierzu im Gehäuse (10) eine konische Anlagefläche (10a) vorgesehen ist.

19. Kontrollschalter nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß das konische Ansatzstück (13) ein Führungselement (14) aufweist, durch das der Schaltkolben (11) im Gehäuse (10) geführt ist.