DE6812666U

DE6812666U - Explosionsgeschuetzter endschalter.

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Publication number: DE6812666U
Application number: DE19686812666
Authority: DE
Original assignee: Honeywell GmbH
Current assignee: Honeywell GmbH
Priority date: 1968-12-21
Filing date: 1968-12-21
Publication date: 1970-06-04

Description

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HONEYWELL GmbH

Frankfurt am Main. den 20. Dezember 1968 Pat. 07-0141

Explosionsgeschützter Endschalter

Die Neuerung bezieht sich auf einen explosionsgeschützten Endschalter mit einem stößelbetätigten Präzisions-Schnappschalter als Schaltelement, unlösbar mit den Schalteranschlüssen verbundenen, aus dem Gehäuse herausgeführten und auf die gewünschte Länge abgeschnittenen Anschlußleitungen und einem mit Gießharz vergossenem Anschlußraum. Ein gekapselter Endschalter dieser Art. ist beispielsweise aus der USA Patentschrift 2 8l4 704 bekannt. Aufgabe der Neuerung ist es einen solchen Schalter derart weiterzubilden, daß er einerseits explosionssicher im Sinne der VDE Bestimmung 170/171 ist, andererseits aber einen möglichst kleinen Raum beansprucht. Es sind zwar druckfest gekapselte, explosionssichere Endschalter bekannt, welche jedoch wegen der druckfesten Kapselung relativ große und viel Platz beanspruchende Gehäuse aufweisen und sich aus diesem Grunde in vielen Fällen nur schwer am gewünschten Einbauort, beispielsweise an einer Maschine,anbringen lassen.

Die Neuerung behebt diese Nachteile, indem sie bewußt auf die druckfeste Kapselung des gesamten Schalters verzichtet und trotzdem einen Explosionsschutz Ex sd 3n G5 gemäß VDE Vorschrift I71 erreicht. Die Neuerung beschreitet also nicht den Weg einer Miniaturisierung bekannter Konstruktionen von explosionsgeschützten Endschaltern, sondern zeigt eine neue Kombination von Konstruktionsmerkmalen auf, welche durch ihre gleichzeitige Anwendung den gewünschten Explosionsschutz gewährleisten.

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Die Neuerung sieht hierzu vor. daß als Schaltelement ein Miniatur-Schnappschalter mit weniger als zwei cnr⁷ freiem Volumen der Schaltkammer im Endschaltergehäuse befestigt und vergossen ist, wobei die den Schalterstößel aufweisende Seite des Schnappschalters unter Zwischenlage einer Dichtung an einer mit einer Durchbrechung für den Betätigungsstößel versehenen Trennwand des Gehäuses anliegt. Ferner ist der Innendurchmesser einer an der Trennwand anliegenden Führungsbuchse für den Betätigungsstößel um weniger als 0.1 mm größer als der Außendurchmesser des geführten Teils des Betätigungsstößels, dessen Führungslänge in der Buchse wenigstens 5 mm beträgt. Schließlich steht der einen Teleskopbetätigungsstößel aufnehmende Raum auf der dem Schnappschalter abgewandten Seite der Trennwand mit der Außenseite des Schaltergehäuses in freien Verbindung. .

Die Unterteilung des Gehäuses in zwei Kammern, von denen die eine, nämlich die Anschlußkammer, vergossen 1st, ist beispielsweise aus der USA Patentschrift 2 785 25I und der deutschen Patentschrift 1 110 726 bekannt. Bei diesen Schaltern befinden sich in der vergossenen Kammer jeweils nur die Verbindungen des Anschlußkabels mit den Lötfahnen des Schaltermechanismus, welche druckdicht durch .die Trennwand hindurchgeführt sind. Beim Schalter gemäß der Neuerung hingegen ist das gesamte Schaltelement in der vergossenen Kammer untergebracht, wie dies im Prinzip aus der eingangs genannten USA Patentschrift 2 8l4 704 bekannt ist, wo jedoch das Gehäuse überhaupt keine Unterteilung in zwei Kammern aufweist.

Der Endschalter gemäß der Neuerung läßt sich aufgrund des offenbarten Konstruktionsprinzips in vergleichsweise zu bekannten, explosionsgeschützten Endschaltern wesentlich reduzierten Außenabmessungen herstellen, beispielsweise in Form eines Quaders von etwa 40 χ 50 χ 15 mm Kantenlänge. Ein weiterer Vorteil des neuen Ex-Schalters liegt in der Verwendung eines Miniatur-Schnappschalters als Schaltelement, wodurch relativ hohe Stromstärken ohne Kontaktabbrand oder .Kontaktflattern und bei genau definierten Stellungen des Betätigungsstößels schaltbar sind. Solche Miniatur-

Präzisions-Schnappschalter sind beispielsweise unter dem Markennamen "MICRO-Switch" serienmäßig erhältlich.

Die Führungsbuchse kann auf der dem Schnappschalter zugewandten oder dem Schnappschalter abgewandten Seite in eine Stufenbohrung der Trennwand mit Preßsitz eingesetzt sein. Im letztgenannten Fall ist in Weiterbildung der Neuerung die Preß- und Auflagefläche zwischen Buchse und Gehäuse wenigstens 5 mm lang.

Der den Teleskopbetätigungsstößel aufnehmende Raum kann entweder über die den Stößel in der Gehäuseaußenwand führend Buchse oder in Weiterbildung der Neuerung über eine besondere Bohrung mit einer Gehäuseaußenseite in Verbindung stehen. Dadurch wird für diesen Raum und den Stößelmechanismus ein Druck- und Volumenausgleich geschaffen, welcher die Betätigung erleichtert und das Abfließen von etwa in diesen Raum eindringenden Flüssigkeiten ermöglicht. Es ist von Vorteil, wenn sich von der Mündung der Bohrung auf der Gehäuseaußenseite wenigstens eine rillenartige Vertiefung der Außenfläche bis zu wenigstens einer Außenkante des Gehäuses erstreckt. Wird nämlich das Gehäuse mit dieser Außenseite an einem Träger, beispielsweise einer Maschine, befestigt oder werden mehrere solcher Gehäuse mit diesen Seiten übereinandergestapelt und zusammengespannt, so gewährleistet eine solche Verbindungsrille auch bei dieser Einbauweise den gewünschten Druck- und Volumenausgleich. Vorzugsweise hat das Gehäuse die Form eines flachen Quaders, wobei an zwei sich gegenüberliegenden Schmalseiten der Betätigungsstößel und das Anschlußkabel aus dem Gehäuse herausragen. Zur Befestigung des Gehäuses an einem Träger, einer Maschine oder dgl. ist in weiterer Ausgestaltung der Neuerung zu beiden Seiten des Betätigungsstößels je ein im Durchmesser abgestuftes Befestigungsloch vorgesehen, welches sich zwischen den beiden Gehäusebreitseiten erstreckt, die flach und ohne jegliche Vorsprünge sind. Hierdurch lassen sich mehrere solcher Gehäuse nach Art eines sogenannten Reihengrenztascers in genau definierter Lage übereinanderstapeln.

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Figur 1 den neuen Endschalter in teilweise aufgebrochener Darstellung in Draufsicht auf eine der beiden gegenüberliegenden Breitseiten und

Figur 2 den zugehörigen Längsschnitt parallel zu der die Gehäuseoberseite mit der Gehäuseunterseite verbindenden Schmal- | seite.

Das Gehäuse 1 hat die Form eines flachen Quaders, wobei aus der Oberseite 2 der durch eine Buchse 2 gehaltene Teleskopschaltstößel 4 herausragt, während in einem die Gehäuseunterseite bildenden Deckel 5 mittels einer Hartgummitülle 6 das Anschlußkabel 7 gehalten 1st. Ein Klemmring 8 umschließt die Tülle 6 und sorgt für einen bleibenden, dichten Abschluß. Das Kabel ist in bekannter Weise auf die gewünschte Länge, beispielsweise 1 m,abgeschnitten. Es kann beispielsweise ein vieradriges NYMHY-Kabel sein. Eine Trennwand 11 teilt das Gehäuse in zwei Kammern 12 und 13, von denen die obere Kammer 12 den Teleskop-Schaltmechanismus zur Betätigung des in die untere Kammer Ij5 eingesetzten Schnappschalters 14 aufnimmt, während die untere Kammer außer dem genannten Präzisions-Schnappschalter auch die Anschlüsse der Leitungen 15 des Kabels 7 an die Lötfahnen 16 des Schnappschalters umschließt. Die Erdleitung 17 des Kabels 7 ist mit einem Kabelschuh 18 verlötet, der seinerseits am Gehäuse 1 durch eine Nietverbindung 19 befestigt ist. Es handelt sich im vorliegenden Fall um ein Metallgehäuse. In eine Stufenbohrung 21 der Trennwand 11 ist eine Führungsbuchse 22 mit Preßsitz eingesetzt. Sie führt den Betätigungsstößel 2^ für den Schnappschalter 14. Der in seinem Aufbau an sich bekannte Teleskopmechanismus umfaßt ferner außer dem äußeren Betätigungsstößel k und dem inneren Stößel 2j5 zwei Federn 24 und 25, die sich einerseits über eine

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Flanschbuchse 26 am oberen Bund 27 des Stößels 2j5 und gleichzeitig am äußeren Stößel 24 abstützen und mit ihrem anderen Ende an der FUhrungsbuchse 22 bzw. am geführten Teil des inneren Stößels 25 anliegen. Da Aufbau und Wirkungsweise eines solchen Teleskopmechanismus an sich bekannt sind, wird hierauf nicht im einzelnen eingegangen. Beim Eindrücken des Stößels 4/23 und nach überwinden des sogenannten Vorhubes überträgt der innere Stößel 23 die Bewegung auf den Schalterstößel 28 und führt nach weiterer Bewegung zur schlagartigen Umschaltung des im Schaltelement 14 enthaltenen Schnappschalters. Der Stößel 28 1st von einer Dichtung 29 umgeben. Eine Dichtungsmanschette 351 dichtet den den Schnappschalter 14 und die Anschlüsse 15 aufnehmenden Raum 13 gegenüber der Trennwand 11 ab. Der Schnappschalter 14 wird von zwei den Schnappschalter durchsetzenden und in Bohrungen des Gehäuses 1 gehaltenen Zylinderstiften j>2 getragen. Diese sowie die entsprechenden Gehäusebohrungen sind nach außen abgeschlossen, indem die rechte Bohrung als Sackbohrung ausgebildet ist und die linke Bohrung durch das in eine Vertiefung 5$ der Gehäusebreitseite ^4 eingesetzte Typenschild verdeckt wird. Die beiden, sich gegenüberliegenden Gehäusebreitseiten 3j5 und y? sind flach und ohne jegliche Vorsprünge, so daß mehrere solcher Schalter übereinandergestapelt werden können und auch die Anbringung eines Schalters an einer ebenen Trägerfläche erleichtert ist.

Der den Schnappschalter 14 und die Anschlüsse I5, l6 aufnehmende Raum 13 wird nach Herstellung der Leitungsverbindungen mit den Lötfahnen 16 und l8 mit einer Vergußmasse ausgegossen. Um das Entstehen von Hohlräumen um die Leitungen herum zu vermeiden, sind diese genügend lang, beispielsweise auf 5 mm, abisoliert. Vor dem Vergießen des Raumes I3 wird der Deckel 5 auf die untere, bis dahin offene Gehäuseseite aufgesetzt und vorzugsweise mit dem Gehäuse verstiftet. Der Deckel weist zwei sich zum Gehäüseinneren hin konisch verjüngende Einfüllöffnungen 26 auf, welche nach dem Vergießen bis zur Außenseite 37 des Deckels mit Gießharz gefüllt sind und somit zwei sich konisch nach außen hin verbreiternde,

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Um den geforderten Explosionsschutz zu gewährleisten, hat der Miniatur-Schnappschalter 14 einen Schaltkammerinhalt von weniger als 2 crrr. Ferner ist die Führungsbuchse 22 mit Preßsitz in die abgestufte Bohrung 21 der Trennwand 11 fest eingesetzt. Die mit der Bohrung der Trennwand in Berührung stehende Preß- und Auflagefläche a + b ist wenigstens 5 mm lang. Auch die aktive Führungslänge des Stößels 23 in der Buchse 22 beträgt wenigstens 5 mm. Darüberhinaus ist durch eine Verringerung der maximalen Spaltbreite zwischen Stößel 23 und Buchse 22 auf weniger als 0.1 mm die Gefahr beseitigt, daß etwa im Schalter 14 durch Schaltfunken ausgelöste Explosionen sich über die Führung der Stößel 28 und 23 bis in die Stößelkammer 12 ausbreiten können.

Zum Druck- und Volumenausgleich für den Teleskopstößel 4 steht die Stößelkammer 12 über eine Bohrung 4l unmittelbar mit der in Figur 1 dem Betrachter zugewandten Breitseite 35 des Gehäuses 1 in Verbindung. Die Mündung der Bohrung 4l an der Gehäuseaußenseite ist über ein kreuzweise angeordnetes Rillenpaar 42, 43 in der Gehäuseaußenseite mit den vier Begrenzungskanten des Gehäuses verbunden, so daß auch beim Übereinanderschichten mehrerer solcher Schalter mit den Seiten 35 oder bei der Montage des Schalters mit der Seite 35 an einem flachen Träger der Druckausgleich von der Kammer 12 über die Bohrung 4l und die Rillen 42, 43 mit der Umgebung gewährleistet ist. Die Haltebuchse 3 für den Teleskopstößel 4 ist mit Hilfe eines in eine Gehäusebohrung 39 eingesetzten Spiralstiftes oder sogenannten Indexbolzens in ihrer Lage gesichert.

Im Falle eines Metallgehäuses 1 ist an der Schmalseite 44 ein Erdungsanschluß in Form eines Anschlußblocks 45 mit Klemmbügel 46, Federring 47 und Spannschraube 48 aufgenietet. Die Befestigung des Schaltergehäuses an einer Maschine oder sonstigem Träger erfolgt mittels zweier das Gehäuse von Breitseite zu Breitseite durchsetzender, in ihrem Durchmesser' abgestufter Bohrungen

51 und 52, welche Im Raum zu beiden Selten des Teleskopstößels angeordnet sind und damit diesen Raum ausnutzen. Der Bohrungsabsatz mit größerem Durchmesser nimmt den Kopf der Befestigungsschrauben auf. Der Schraubendurchmesser für die Befestigung des Gehäuses 1 an einem Träger kann Infolge dieser besonderen Befestigungslöcher Im Gehäuse wesentlich größer sein als bei der aus der USA Patentschrift 2 8l4 704 bekannten Verwendung der den Schnappschalter 14 durchsetzenden Löcher zur gleichzeitigen Be- :i festigung des Schnappschalters und des Gehäuses. Trotzdem kommt

der neue Schalter ohne zusätzlichen Befestigungsflansch aus. Er zeigt vielmehr einen äußerst kompakten und übersichtlichen Auf-

y bau, wodurch sowohl die Herstellung als auch sein Einbau erleich-

f. tert wird.

Wenn in der Beschreibung von rechts, links, oben und unten die Rede war, so beziehen sich diese Angaben ausschließlich auf die zeichnerische Darstellung. Der Schalter selbst kann in Jeder beliebigen Betriebslage eingesetzt werden.

Claims

- 8 SchutzatisprUche

1. Explosionsgeschützter Endschalter mit einem stößelbetätigten Präzisions-Schnappschalter als Schaltelement, unlösbar mit den Schalteranschlüssen verbundenen, aus dem Gehäuse herausgeführten und auf die gewünschte Länge abgeschnittenen Anschlußleitungen und einem mit Gießharz vergossenen Anschlußraum, dadurch gekennzeichnet, daß als Schaltelement ein Miniatur-Schnappschalter (14) mit weniger als 2 cnr freiem Volumen der Schaltkammer im Endschaltergehäuse (1) befestigt und vergossen ist, wobei die den Schalterstößel (28) aufweisende Seite des Schnappschalters unter Zwischenlage einer Dichtung (51) an einer mit einer Durchbrechung (21) für den Betätigungsstößel (25) versehenen Trennwand (11) des Gehäuses anliegt,

. daß der Innendurchmesser einer an der Trennwand anliegenden Führungsbuchse (22) für den Betätigungsstößel um weniger als 0,1 mm größer ist als der Außendurchmesser des geführten Teils des Betätigungsstößels, dessen Führungslänge in der Buchse wenigstens 5 mm beträgt,

und daß der einen Teleskop-Betätigungsmechanismus (4, 25, 24, 25) aufnehmende Raum (12) auf der dem Schnappschalter abgewandten Seite der Trennwand mit der Außenseite des Schaltergehäuses in freier Verbindung steht.

2. Endschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennz ei c hne t, daß die Führungsbuchse auf der dem Schnappschalter zugewandten Seite in eine Stufenbohrung der Trennwand mit Preßsitz eingesetzt

5. Endschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungsbuchse (22) auf der dem Schnappschalter (14) abgewandten Seite in eine Stufenbohrung (21) der Trennwand (11) mit Preßsitz eingesetzt ist und die Preß- und Auflagefläche (a + b) zwischen Buchse und Gehäuse

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wenigstens 5 mm lang 1st. ,

4. Endschalter nach einem der Ansprüche 1 bis 3> dadurch gekennzeichnet, daß der den Teleskop-Betätigungsmechanismus (4, 23, 24, 25) aufnehmende Raum (12) über eine besondere Bohrung (41) mit einer Gehäuseaußenseite (35) in Verbindung steht .^

5* Endschalter nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß sich von der Mündung der Bohrung (41) auf der Gehäuseaußenseite wenigstens eine rillenartige Vertiefung (42, 43) der Außenfläche (35) bis zu wenigstens einer Außenkante des Gehäuses (l) erstreckt^

6. Endschalter nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Anschlußkabel (7) mittels einer Versteifungstülle (6) in einem den Anschlußraum (13) abschließenden Gehäusedeckel (5) befestigt 1st, welcher Einfüllöffnungen (36) für die Vergußmasse aufweist^

7. Erdschalter nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Einfüllöffnungen (36) sich zum Gehäuseinneren hin konisch verjüngen. -

8. Endschalter nach einem der Ansprüche 1 bis 7» dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (1) die Form eines flachen Quaders hat,

daß an zwei sich gegenüberliegenden Schmalseiten (2, 37) der Betätigungsstößel (4) und das Anschlußkabel (7) aus dem Gehäuse herausragen

und daß zu beiden Selten des Betätigungsstößels Je ein im Durchmesser abgestuftes Befestigungsloch (51* 32) sich zwischen den beiden Gehäusebreitseiten (34, 35) erstreckt, welche flach und ohne jegliche Vorsprünge sind.

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9. Endschalter nach Anspruch-8 mit einem Metallgehäuse, dadurch geke n.n zeichnet, daß an einer der beiden nicht durch den Betätigungsstößel (4) und das Anschlußkabel (7) besetzten Schmalseiten ein Gehauseerdungsanschluß (45 bis 48) angebracht ist.