DE9209877U1 - Druckschalter - Google Patents

Description

Anwaltsakte: GM 26 808

Datum: 22.07.1992

Herr

Helmut Stöger

Herzogstandstraße 16

Weilheim

Druckschalter

Die Neuerung betrifft einen Druckschalter gemäß Oberbegriff des Schutzanspruches 1.

Bei derartigen bekannten Druckschaltern ist die erste Federanordnung üblicherweise in der Gerätefb-Längsachse angeordnet, während die erst nach Überwindung eines Spiels mit ihrer Federkraft wirksam werdende zweite Federanordnung am Schwinghebel nahe zu dessen freiem Ende angreift. Die erste und zweite Federanordnung können auch ihre Lagen im Druckschalter vertauschen. Bei allen bekannten Ausführungsformen des oberbegrifflichen Druckschalters, wie auch bei der vorliegenden Neuerung stützt sich die in

der Geräte-Längsachse gelegene, als Schraubendruckfeder ausgebildete Feder gegen eine Zugstange ab. Diese ist bei den bekannten Druckschaltern an dem den Kontaktträger und den Schwinghebel lagerndem Schaltergestell befestigt. Ferner wird bei den bekannten Druckschaltern die von der Antriebs-Baugruppe erzeugte, dem Fluiddruck proportionale Kraft über das Übertragungsglied ausschließlich auf den Schwinghebel übertragen, der eine Kraftverteilung auf die beiden Federanordnungen vornimmt. Bei den bekannten Druckschaltern wird somit der Schwinghebel und auch das Schaltergestell großen Kräften ausgesetzt, welche einerseits zu einer kostenaufwendigen stabilen Konstruktion zwingen und andererseits die Schaltgenauigkeit herabsetzen. Diese Schwierigkeiten treten in noch verstärktem Maße auf, wenn vom Druckschalter die Beherrschung einer großen Schaltdifferenz verlangt wird, d.h. daß er beispielsweise mit seiner Kontaktanordnung in AUS-Stellung bei einem Druck von 100 bar und in EIN-Stellung bei einem Druck von beispielsweise 20 bar geht.

Aufgabe der Neuerung ist es, einen preisgünstig herstellbaren Druckschalter zu schaffen, der auch bei großen Schaltdifferenzen zuverlässig und genau arbeitet.

Erfindungsgemäß wird dies, ausgehend von einem Druckschalter in oberbegrifflicher Bauart durch die Merkmale des Kennzeichens des Schutzanspruches 1 erreicht. Weitere Merkmale des neuerungsgemaßen Druckschalters gehen aus den Unteransprüchen und der folgenden Beschreibung und den Zeichnungen hervor.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnungen näher erläutert. In den Zeichnungen zeigt:

Fig. 1 eine schematische perspektivische und teilweise geschnittene

-3-Darstellung des gesamten Druckschalters;

Fig. 2 eine teilweise geschnittene Seitenansicht des Druckschalters;

Fig. 3 eine perspektivische Ansicht einer Einzelheit des Druckschalters in vergrößerter Darstellung;

Fig. 4 einen axialen Schnitt durch eine Einzelheit;

Fig. 5 einen axialen Schnitt gemäß Fig. 4 zur Erläuterung des Justiervorganges während der Herstellung des Druckschalters.

In der nachfolgenden Beschreibung werden nur zur anschaulicheren Darstellung Bezeichnungen wie "unten" und dergleichen verwendet, die sich auf die Lage der Bauteile in den Anmeldungszeichnungen beziehen. Selbstverständlich können beim Einsatz des erfindungsgemäßen Druckschalters, anhängig von seiner Einbaustellung, seine Bauteile auch andere Lagen einnehmen.

Wie in den Fig. 1 und 2 veranschaulicht, weist der Druckschalter ein in seiner Gesamtheit mit 1 bezeichnetes, durch Schrauben zusammengehaltes mehrteiliges Schaltergestell mit einer Geräte-Längsachse A auf, das ein von einem Formkörper aus Isolierstoff gebildetes Unterteil 2 und ein von einer geformten Blechplatte gebildetes Oberteil 3 enthält. Das Schaltergestell-Oberteile 3 ist flach ausgebildet und weist eine ebene Oberseite 0 auf, welche in einer von der Geräte-Längsachse A lotrecht durchdrungenen ersten Querebene M liegt. Im Bereich der Geräte-Längsachse A weist das Schaltergestell-Oberteil 3 eine Aussparung 3' auf.

Das Schaltergestell-Unterteil 2 hat - im Prinzip - quaderförmige Gestalt und ist von einer ersten Querseite B und zweiten Querseite C begrenzt, die beide parallel zu einer die Geräte-Längsachse A enthaltenden ersten Längsmittelebene F verlaufen. Es ist ferner von einer ersten Längsseite D und einer zweiten Längsseite E begrenzt, die beide parallel zu einer die Geräte-Längsachse A enthaltenden zweiten Längsmittelebene G verlaufen, welche lotrecht auf der ersten Längsmittelebene F steht (und welche in der Zeichnungsebene von Fig. 2 liegt). Das Schaltergestell-Unterteil 2 trägt nahe seiner ersten Querseite B sowie benachbart zu deren unteren Kante und in der Kantenrichtung nebeneinander angeordnet vier feststehende Kontakte 4, welche jeweils über U-förmige Blechbügel 5 mit Anschlußschrauben 6 verbunden sind. Jedem feststehenden Kontakt 4 ist ein beweglicher Kontakt 7 zugeordnet. Je ein Paar nebeneinanderliegender beweglicher Kontakte ist durch einen leitenden Kontaktsteg 8 miteinander verbunden, der seinerseits unter Zwischenschaltung einer Kontaktfeder 9 verschieblich an einem Kontaktträger 10 aus Isolierstoff angeordnet ist. Der Kontaktträger 10 hat im Prinzip die Form einer im Bereich der Geräte-Längsachse A von einer Aussparung 10' durchbrochenen, gekröpften Platte, welche sich im wesentlichen von der ersten Querseite B bis zur gegenüberliegenden zweiten Querseite C des Schaltergestell-Unterteils 2 erstreckt und welche sich im wesentlichen aus einem die beweglichen Kontakte 7 tragenden Teil und einem zwei Gelenkzapfen 11 aufweisenden Teil zusammensetzt, die beide in der Höhe versetzt und im wesentlichen zur ersten Querebene M parallel angeordnet sind.

Der Kontaktträger 10 ist mittels der beiden Gelenkzapfen 11 am Schaltergestell-Unterteil 2 gelagert, dergestalt, daß er eine Schwenkbewegung um eine (erste) Drehachse U ausführen kann, welche sich in einer zur ersten Querebene M parallelen Querebene M' sowie in einer nahe der zweiten Querseite C gelegenen und zur ersten Längsmittelebene

F parallelen Ebene erstreckt. Am Kontaktträger 10 feste Anschläge 12, 13 wirken mit zwei am Schaltergestell 1 festen Anschlagflächen zusammen und begrenzen dessen Schwenkbereich. Dabei bewirkt der erste (untere) Anschlag 12, daß bei einer Bewegung des Kontaktträgers 10 im Kontakt-Schließsinn die Kontaktfedern 9 nur um ein vorbestimmtes Maß zusammengedrückt werden, während der zweite (obere) Anschlag 13 das Maß der Trennung der beweglichen Kontakte 7 von den feststehenden Kontakten 4 bei einer Bewegung im Kontakt-Öffnungssinn festlegt. Ein Kontaktsteg 8, die beiden von ihm verbundenen beweglichen Kontakte 7 und die beiden ihnen zugeordneten feststehenden Kontakte 4 mit ihren Blechbügeln 5 und Anschlußschrauben 6 bilden zusammen eine Kontaktanordnung, welche in einer EIN-Stellung einen Stromkreis zwischen den beiden Anschlußschrauben 6 schließt und welche diesen Stromkreis in der AUS-Stellung doppelt unterbricht.

Zwischen dem Schaltergestell-Oberteil 3 und dem Kontaktträger 10 ist ein Zwischenglied angeordnet, das durch einen aus einer geformten Blechplatte gebildeten Schwinghebel 14 gebildet ist, der - im Prinzip - in einer zur ersten Querebene M parallelen Ebene liegt und sich im wesentlichen von der ersten Querseite B bis zur zweiten Querseite C des Schaltergestell-Unterteils 2 erstreckt. Im Bereich der Geräte-Längsachse A ist der Schwinghebel 14 von einer Aussparung 14' durchbrochen und weist an seiner Oberseite zwei ebene Laufflächen 14" wenigstens an den beiden Teilbereichen auf, welche sich beiderseits der ersten Längsmittelebene F von der Aussparung 14' zu den beiden Längsseiten des Schwinghebels 14 erstrecken, die der ersten bzw. der zweiten Längsseite D, E des Schaltergestell-Unterteils 2 benachbart sind.

Vom Schaltergestell-Oberteil 3 sind nahe der ersten Querseite B zwei Lappen 15 um 90° nach unten abgebogen, denen jeweils ein vom Schwinghebel 14 um 90° nach oben ab-

gebogener Lappen 16 zugeordnet ist. Durch Bohrungen der Lappen 15, 16 erstreckt sich eine gemeinsame Gelenkstange 17 mit einer (zweiten) Drehachse V, welche parallel zur ersten Querebene M und ersten Längsmittelebene F verläuft und in der Nähe der ersten Querseite B gelegen ist. Festzuhalten ist, daß sich die Drehachse V des Schwinghebels 14 und die Drehachse U des Kontaktträgers 10 auf unterschiedliche Seiten der ersten Längsmittelebene F befinden. Ein Anschlag 18 (Fig. 2), welcher mit einer am Schaltergestell-Oberteil 3 ausgebildeten Anschlagfläche 18' zum Eingriff bringbar ist, begrenzt den Schwenkbereich des Schwinghebels 14 und definiert dessen obere Endlage (Lage I).

Nahe seinem von der Drehachse V abgewandten (freien) Ende ist der Schwinghebel 14 mit dem Kontaktträger 10 mittels einer allgemein mit 19 bezeichneten Schnappanordnung gekoppelt. Wird der Schwinghebel 14 aus seiner oberen Endlage (= Lage I) heraus in Richtung zur unteren Endlage (= Lage V) verschwenkt, bewirkt die Schnappanordnung 19, auch bei einer sehr langsam verlaufenden Schwenkbewegung, daß bei Erreichung einer (später noch erläuterten) dritten Zwischenlage (= Lage IV) der Kontaktträger 10 plötzlich aus seiner ursprünglichen EIN-Stellung in die AUS-Stellung überführt wird und bis zur Erreichung der unteren Endlage (= Lage V) in AUS-Stellung verbleibt. Wird der Schwinghebel 14 aus seiner unteren Endlage heraus in Richtung zur oberen Endlage verschwenkt, wird bei Erreichung einer (später noch erläuterten) ersten Zwischenlage (= Lage II) der Kontaktträger 10 plötzlich wieder in die EIN-Stellung überführt. Dabei liegt die erste Zwischenlage (= Lage II) der oberen Endlage näher als die dritte Zwischenlage (= Lage IV).

Vorzugsweise enthält die Schnappanordnung 19 eine gewundene Biegefeder 20, deren beide gerade Schenkel in Bohrungen eingreifen, die einerseits in nach unten gebogenen Lappen des Schwinghebels 14 und andererseits in einer nach oben vorstehenden Rippe

des Kontaktträgers 10 ausgebildet sind. Die Schnappanordnung 19 übt auf den Schwinghebel 14 eine Kraft R' aus. Zur einfacheren Beschreibung des Gegenstandes der Neuerung wird eine daraus durch Umrechnung abgeleitete (fiktive) Kraft R eingeführt, welche in der Geräte-Längsachse A wirkt und welche am Schwinghebel 14 an einem (fiktiven) Kraftangriffspunkt einwirkt, der in der erwähnten zweiten Querebene M' gelegen ist. Die Größe dieser Kraft R ist anhängig von der Lage des Schwinghebels 14 zum Schaltergestell-Unterteil und von der relativen Lage von Schwinghebel und Kontaktträger 10 sowie auch von der Bewegungsrichtung des Schwinghebels. Diese Kraft R wird unmittelbar vor Einsatz der Schnappaktionen (Lagen Il und IV) gleich Null und sie ändert nach den Schnappaktionen ihre Richtung.

Auf den Schwinghebel 14 wirkt ferner mit einer immer nach oben gerichteten Kraft Q' eine in ihrer Vorspannkraft Q'_o (= anfängliche Kraftausübung in dem am meisten entspannten Zustand) einstellbare erste Federanordnung 21 ein. Diese enthält eine erste Schraubendruckfeder 22, deren eines oberes Ende an der Unterseite des Schwinghebels 14 benachbart zu dessen freien Ende anliegt. Eine Schraube (Einstellschraube) 23, an deren Kopf das andere untere Ende der Schraubendruckfeder 22 anliegt, erstreckt sich durch diese hindurch, sowie durch eine Bohrung in einem seitlich vorstehenden Arm 24 einer später noch erläuterten, am Schaltergestell 1 unbeweglich gehaltenen Antriebs-Baugruppe 25. Auf das nach oben über die Bohrung vorstehende Gewindeende der Schraube 23 ist eine (erste) Mutter 26 aufgeschraubt, welche durch eine Kontermutter gesichert ist. Durch relative Verdrehung von Schraube 23 und Mutter 26 ist der Anfangswert der Kraft Q', nämlich die Vorspannkraft Q'_o einstellbar, mit der die erste Federanordnung 21 auf den Schwinghebel 14 anfänglich, d.h. in dessen oberer Endlage (= Lage I) einwirkt. Wird der Schwinghebel 14 nach unten von der Anschlagfläche 18' wegbewegt, nimmt die Kraft Q', ausgehend von dem Wert Q'_o angenähert um einen der Größe

des Bewegungshubes proportionalen Wert zu. Zur einfacheren Beschreibung des Gegenstandes der Neuerung werden aus den Kräften Q' bzw. Q'_o durch Umrechnung abgeleitete Kräfte Q bzw. Q₀ eingeführt, welche in der Geräte-Längsachse A wirken und welche am Schwinghebel 14 an einem fiktiven Kraftangriffspunkt einwirken, der in der Geräts-Längsachse A gelegen ist.

Die Antriebsbaugruppe 25 hat insbesondere den Zweck, eine Kraft K als Funktion einer zu überwachenden physikalischen Größe bereitzustellen. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel, das sich auf einen Druckschalter bezieht, wird der Druck eines Fluids in eine hierzu proportionale Kraft K umgewandelt, die in der Geräte-Längsachse A nach unten wirkt.

Die Antriebsbaugruppe 25 umfaßt ein im wesentlichen topfförmiges, zum Schaltergestell-Oberteil 3 offenes Gehäuse 27 mit einem radial nach außen vorstehenden Befestigungsflansch 28, an den der Arm 24 angeformt ist. Das Gehäuse 27, der Befestigungsflansch 28 und der Arm 24 sind vorzugsweise aus einem einstückigen Aluminiumgußstück gebildet. Der Befestigungsflansch 28 ist unter Zwischenfügung von Distanzhülsen 29 auf dem Schaltergestell-Oberteil 3 mit mehreren Schrauben so befestigt, daß seine Längsachse in der Geräte-Längsachse A liegt. Die Antriebsbaugruppe 25 umfaßt ferner einen nach unten, d.h. zum Gehäuse 27 offenen Zylinder 30 mit einem radial nach außen vorstehenden Halterand 31, der am Bodenteil 27' des Gehäuses 27 anliegt und an diesem mittels (später noch erläuterter) Schraubverbindungen 32 so gehalten ist, daß die Zylinderachse in der Geräte-Längsachse A liegt. Im Zylinder 30 ist ein durch O-Ringe abgedichteter Kolben 33 verschieblich, der zusammen mit dem Zylinder einen Hohlraum 30' umgrenzt, der über eine in der Geräte-Längsachse A gelegene Gewindebohrung 30" mit dem zu überwachenden Fluid beauschlagbar ist und dessen (im Durchmesser gleich

große) Kolbenstange 33' sich durch eine Öffnung im Bodenteil 27' hindurch in das Innere des Gehäuses 27 erstreckt. Das freie, nach unten weisende Ende der Kolbenstange 33' weist eine konvex-sphärische Kuppe 34 auf.

Die untere Öffnung des Gehäuses 27 ist von einem Steg 35 überbrückt (vergl. Fig. 2 und 3), an dem eine Zugstange 36 starr befestigt ist, die am freien Ende einen Außengewindeteil 37 aufweist. Die Zugstange 36, deren Achse in der Geräte-Längsachse A liegt, erstreckt sich durch die Aussparungen 3', 14' und 10' des Schaltergestell-Oberteils 3 bzw. des Schwinghebels 14 bzw. des Kontaktträgers 10 hindurch und endigt nahe vor der Unterseite N des Schaltergestell-Unterteils 2. Der Steg 35 ist benachbart zu seinen beiden seitlichen Enden an der Antriebs-Baugruppe 25 befestigt, d.h. ohne Einbeziehung weiterer Druckschalterbauteile. Der besondere Vorteil dieser Ausbildung liegt darin, daß die starken Kräfte, welche von der Zugstange 36 zu übertragen sind (Aufnahme der Kraft S einer später erläuterten zweiten Federanordnung 59), in der Geräte-Längsachse A übertragen werden, ohne sich schädlich im Sinne einer Verformung auf das Schaltergestell 1 auswirken zu können. Dieses kann daher mit geringerem konstruktiven Aufwand gefertigt werden und der Druckschalter arbeitet genauer. Besonders vorteilhaft dienen als Befestigungsmittel zwei bezüglich der Geräte-Längsachse A diametral einander gegenüberliegende Nieten oder Schraubverbindungen 32, welche auch den Halterand 31 des Zylinders 30 befestigen. Bei dieser Ausbildung wird somit der größte Teil der infolge der Ausübung der Kraft K durch den Kolben 33 entstehenden Reaktionskraft durch die als Zuganker wirkende Schraubverbindungen 25 unmittelbar vom Steg 35 auf den Zylinder 30 übertragen.

Zwischen dem Außengewindeteil 37 und dem Steg 35 und anschließend an letzteren enthält die Zugstange 36 einen ersten zylindrischen Längenabschnitt 38, dessen Durch-

messer angenähert dem Gewinde-Außendurchmesser des Außengewindeteils 37 entspricht oder geringfügig größer ist. Hieran anschließend erstreckt sich bis zum Außengewindeteil 37 ein zweiter zylindrischer Längenabschnitt, dessen Durchmesser kleiner ist und näherungsweise dem Gewinde-Kerndurchmesser des Außengewindeteils entspricht.

Auf die Zugstange 36 ist eine Sicherungshülse 40 aufgeschoben, deren Funktion und Einbau an späterer Stelle noch näher erläutert wird und die nachstehend für den gebrauchsfähigen (d.h. justierten) Zustand des Druckschalters beschrieben wird. Die Sicherungshülse 40 liegt an der Unterseite des Steges 35 an und erstreckt sich bis nahe zum Außengewindeteil 37. Die über ihre ganze Länge eine im wesentlichen konstante Wanddicke aufweisende Sicherungshülse 40 besitzt, abgesehen von zwei kurzen Längenabschnitten 40' und 40", einen oberen Längenabschnitt 40"', dessen Innendurchmeser geringfügig größer als der Durchmesser des ersten Längenabschnittes 38 der Stange 36 ist und der sich am oberen Ende am Steg 35 abstützt.

Die Zugstange 36 ist von einem Einstellkörper 41 von im wesentlichen rohrförmiger Gestalt umgeben. In seiner Bohrung ist benachbart zu seinem unteren Ende ein Innengewinde 42 ausgebildet, das auf den Außengewindeteil 37 aufgeschraubt ist, wobei noch zweckmäßigerweise eine Sicherung durch eine Kontermutter 43 vorgesehen ist. An das Innengewinde schließt sich ein erster zylindrischer Bohrungsabschnitt 44 an, dessen Durchmesser um die doppelte Wanddicke der Sicherungshüle 40 größer als der Durchmesser des zweiten zylindrischen Längenabschnitts 39 der Zugstange 36 ist. Der erste Bohrungsabschnitt 44 erweitert sich über einen kurzen konischen Bohrungsabschnitt 45 in einen zweiten zylindrischen Bohrungsabschnitt 46, dessen Durchmesser gleich oder geringfügig größer als der Außendurchmesser der Sicherungshülse 40 ist.

Am Außenumfang weist der Einstellkörper 41, wiederum ausgehend von seinem unteren Ende, ein Außengewinde 47 sowie daran anschließend (und ggf. durch einen Freistich getrennt) eine zylindrische Umfangsfläche 48 und einen von dieser radial nach außen vorstehenden Bund 49 auf. Der Gewindeinnendurchmesser des Außengewindes ist gleich oder größer als das Eckmaß der Kontermutter 43. Das Außengewinde 47 ist für die Aufnahme einer Hilfsmutter 50 vorgesehen, die zu später noch erläuterten Montage- und Justierzwecken gebraucht wird, jedoch beim einsatzbereiten Druckschalter nicht mehr vorhanden ist. Die zylindrische Umfangsfläche 48, welche annähernd die halbe axiale Länge des Einstellkörpers 41 einnimmt, besitzt einen Durchmesser, der gleich oder etwas größer als der Gewindeaußendurchmesser des Außengewindes 47 ist. Auf der Umfangsfläche 48 ist in axialer Richtung verschieblich ein erster Federteller 51 gelagert. Dieser enthält ein Rohrteil 52, dessen zylindrische Bohrung einen Innendurchmesser aufweist, der um ein geringes Spiel größer als der Außendurchmesser des Bundes 49 am Einstellkörper 41 ist und der mit dieser Bohrung auf dem genannten Bund gleitend geführt ist. Benachbart zu seinem unteren Ende verengt sich der Rohrteil 52 mit einem Innenbund 53, dessen zylindrische Bohrung um ein geringes Radialspiel größer als der erste zylindrische Längenabschnitt 38 der Zugstange 36 ist und der auf diesem Längenabschnitt gleitend geführt ist.

Die Relativbewegung des ersten Federtellers 51 zum Einstellkörper 41 wird durch Anschlag der jeweils ringförmigen axialen Stirnflächen von Innenbund 53 und (Außen-)Bund 49 begrenzt. Das in bestimmten Betriebszustanden auftretende Spiel (Abstand in Richtung der Geräte-Längsachse A) zwischen diesen beiden Stirnflächen wird in der späteren Beschreibung der Wirkungsweise mit "X" bezeichnet. Benachbart zu seinem oberen Ende steht von dem Rohrteil 52 ein Flansch 54 radial nach außen vor. Die Übergangskante 55 zwischen der oberen Stirnfläche dieses Flansches 54 (bzw. Rohrteiles 52) zu

der Bohrung dieses Rohrteils ist gerundet. Im betriebsbereiten Zustand steht der untere Längenabschnitt 40', der konische Längenabschnitt 40" und ein daran angrenzender kurzer Teil des oberen Längenabschnitts 40"' der Sicherungshülse 40 in den Ringspalt zwischen den Bohrungsabschnitten 44, 45 und 46 einerseits und dem zweiten Längenabschnitt 39 der Zugstange 36 andererseits ein, wobei der untere Längenabschnitt 40' den Ringspalt in radialer Richtung spielfrei und mit einer Vorspannung ausfüllt.

Eine die Zugstange 36 und den Einstellkörper 41 umgebende zweite Schraubendruckfeder 56 erstreckt sich von dem ersten Federteller 51 zu einem nahe dem unteren (freien) Ende der Zugstange gelegenen zweiten Federteller 57, der sich gegen eine Feder-Spannmutter 58 abstützt, welche auf das Außengewindeteil 37 der Zugstange 36 aufgeschraubt ist. Die zweite Schraubendruckfeder 56 bildet mit dem ersten und zweiten Federtellern 51, 57, der Feder-Spannmutter 38, der Zugstange 36, der Sicherungshülse 40 und dem Einstellkörper 41 eine zweite Federanordnung 59, deren Kraft S in der Geräte-Längsachse A nach oben wirkt und deren anfängliche Vorspannkraft S₀ durch die Feder-Spannmutter 58 einstellbar ist (Einstellung der AUS-Stellung der Kontaktanordnung bzw. der Schaltdifferenz).

Die Verbindung zwischen der Kolbenstange 33' der Antriebs-Baugruppe 25 und dem Schwinghebel 14 sowie der zweiten Federanordnung 59 wird von einem in seiner Gesamtheit mit 60 bezeichneten Übertragungsglied (vergl. insbes. Fig. 3), bewirkt das mit seiner Längsachse in der Geräte-Längsachse A angeordnet ist. Das Übertragungsglied 60 ist symmetrisch sowohl im Bezug auf die erste Längsmittelebene F als auch in Bezug auf die zweite Längsmittelebene G ausgebildet. Das Übertragungsglied 60 enthält einen im wesentlichen rechteckigen Rahmen, der sich in der ersten Längsmittelebene F erstreckt und den Steg 35 mit seitlichem Spiel und einem größeren Bewegungsspiel in

Richtung der Geräte-Längsachse A umschließt. Der Rahmen umfaßt ein oberes Querhaupt 61, ein unteres Querhaupt 62 und zwei diese verbindende, sich parallel zur Geräte-Längsachse A erstreckende Streben 62. Das obere Querhaupt 61 weist an seiner oberen Seite eine in der Geräte-Längsachse A gelegene, die Kuppe 34 der Kolbenstange 33' aufnehmende sphärische Vertiefung 64 auf.

Im unteren Querbügel 62 ist ein Langloch 65 ausgebildet, durch das sich die Zugstange 36 mit ihrem ersten Längenabschnitt 38 erstreckt. Das Langloch 65 hat seine größte Weite in der ersten Längsmittelebene F. Es besitzt zwei ebene Wandflächen 65', welche beiderseits der Längsmittelebene F angeordnet sind und in gleichen Abständen und parallel zu dieser verlaufen und die Zugstange mit geringem Radialspiel umschließen, so daß das Übertragungsglied 60 relativ zu der Zugstange 36 eine Schwenkbewegung in der ersten Längsmittelebene F ausführen kann. Andererseits erhält das Übertragungsglied 60, und zwar jeweils in der ersten Längsmittelebene F, eine Führung durch den Eingriff der Kuppe 34 der Kolbenstange 33' in die Vertiefung 64, sowie durch die Auflage der Rollen 67 auf den Laufflächen 14" des Schwinghebels 14. In der zweiten Längsmittelebene G ist das Übertragungsglied 60 wiederum durch die Kuppe 34 und Vertiefung 64 geführt und weiterhin durch eine Gleitführung an parallelen Wandflächen des Gehäuses 27, welche auch eine Verdrehungssicherung übernimmt. Durch diese Ausbildung wird vorteilhaft einer Verklemmung dieser Bauteile entgegenwirkt, die die Genauigkeit des Druckschalters beeinträchtigen könnte. In einer vereinfachten Ausführungsform kann die Kolbenstange 33' auch starr mit dem Übertragungsglied 60 verbunden sein.

Am Rahmen des Übertragungsgliedes 60 sind zwei Arme 66 ausgebildet, welche nach unten weisende Armteile 66' enthalten, die sich jeweils seitlich außerhalb der Streben 63

und mit Abstand von diesen erstrecken. Jeweils zwischen einer Strebe 53 und dem zugehörigen Armteil 66' ist eine Rolle 67 angeordnet und durch eine in der ersten Längsmittelebene F gelegene, zur Geräte-Längsachse A lotrechte Achse 68 drehbar gelagert. Die beiden Rollen 67 liegen an den beiden Laufflächen 14" an der Oberseite des Schwinghebels 14 an.

Die Unterseite des Übertragungsgliedes 60 ist eben und befindet sich in einer lotrecht von der Geräte-Längsachse A durchdrungenen Querebene. An der Unterseite liegt eine kegelstumpfförmige Scheibe 69 mit ihrer ebenen Oberseite an und umschließt mit ihrer Bohrung unter Belassung eines größeren Radialspiels den oberen Längenabschnitt 40'" der Sicherungshülse 40. Die Kegelfläche 69' der Scheibe 69 kann zur Anlage an der gerundeten Übergangskante 55 des ersten Federtellers 51 gelangen, wenn ein anfängliches Spiel Y, gemessen in Richtung der Geräte-Längsachse A, durch eine Abwärtsbewegung des Übertragungsgliedes 60 überwunden wird (dieses Spiel kann ggf. auch zwischen der Scheibe 69 und dem Übertragungsglied auftreten). Durch die erläuterte Ausbildung kann sich das Übertragungsglied 60 sowohl durch eine Querbewegung als auch durch eine allseitige winkelige Lageänderung auf den ersten Federteller 51 einstellen, der seinerseits, abgesehen von seiner axialen Verschiebbarkeit, an der Zugstange 36 geführt und damit auch gehäusefest geführt ist. Die Genauigkeit des Druckschalters schädlich beeinflussende interne Spannungen werden dadurch vermieden.

Die von der Antriebs-Baugruppe 25 über das Übertragungsglied 60 ausgeübte Kraft K verzweigt sich anfänglich, d.h. solange noch ein Spiel Y gegeben ist, nur in zwei gleich große, ausschließlich nach unten wirkende Kräfte, die über die beiden Rollen am Schwinghebel 14 angreifen. Wird das Spiel Y gleich Null, verzweigt sich die Kraft K auch noch in eine ausschließlich nach unten und in der Geräte-Längsachse wirkende Kraft,

welche der Kraft S der zweiten Federanordnung 59 entgegenwirkt. Zur einfacheren Beschreibung des Gegenstandes der Neuerung wird unterstellt, daß statt der beiden Kräfte P' deren Summenkraft P in der Geräte-Längsachse A auf den Schwinghebel 14 einwirkt. Für die weitere Betrachung wird ferner vereinfachend unterstellt, daß die wirksame Hebellänge für die Kräfte P, Q und R trotz Bewegung des Schwinghebels 14 unveränderlich ist.

Zur Erläuterung der Wirkungsweise wird von einem betriebsfertig justierten Druckschalter und von den in den Fig. 1, 2 und 4 veranschaulichten Anfangszustand ausgegangen, d.h. die Kontaktanordnung 4 bis 10 ist in EIN-Stellung, der Druck &rgr; des Fluids und damit die Kraft K des Kolbens 33 sind Null, der Kolben 33 mit Kolbenstange 33' sowie das Übertragungsglied 60 befinden sich in ihren oberen Endpositionen (Stellung I bzw. Lage I), die Rollen 67 liegen kraftlos an den Laufflächen 14" der Schwinghebel-Oberseite an, der Schwinghebel 14 ist von der ersten Federanordnung 21 und der Biegefeder 20 der Schnappanordnung 19 mit seinem Anschlag 18 an die Anschlagfläche 18' des Schaltergestell-Oberteils 3 angedrückt (Lage I) und das Spiel Y zwischen dem Übertragungsglied 60 (Scheibe 69) und der zweiten Federanordnung 59 (erster Federteller 51) hat seinen Größtwert.

Steigt der Druck &rgr; und dazu proportional die Kraft K an, so bleiben anfänglich das Übertragungsglied 60 und der Schwinghebel 14 noch so lange in ihren erläuterten Positionen, bis die Kraft K die ihr entgegenwirkenden Kräfte, nämlich die eingestellte Vorspannkraft Q₀ der ersten Federanordnung 21 und die Kraft R der Biegefeder 20, zu überwinden beginnt. Dann bewegt sich das Übertragungsglied 60 unter Verkleinerung des Spiels Y nach unten und der Schwinghebel 14 bewegt sich nach unten (genauer: wird aus der Sicht von Fig. 1 und 2 im Uhrzeigersinn verschwenkt), wobei die Kraft Q zunimmt und die

Kraft R abnimmt. Dabei passiert der Schwinghebel 14 seine später noch erörterte erste Zwischenlage (Lage II; Übertragungsglied: Stellung II), ohne hierdurch, anders als bei seiner Aufwärtsbewegung, eine Wirkung auszulösen.

Bei einem weiteren Anstieg des Drucks &rgr; und der Kraft K erreicht das Übertragungsglied 60 seine zweite Zwischenstellung (Stellung II; Schwinghebel: Lage II), in der das Spiel Y gleich Null wird, d.h. das Übertragungsglied 60 liegt an der zweiten Federanordnung 59 an, wobei die Scheibe 69 den ersten Federteller 51 berührt. Zusätzlich zu den der Kraft K entgegenstehenden Kräften Q und R wird nunmehr die starke Vorspannkraft S₀ der zweiten Federanordnung 59 wirksam, so daß auch ein weiterer Anstieg des Drucks &rgr; und der Kraft K die Positionen der restlichen Druckschalterbauteile vorläufig nicht ändert.

Erst wenn die Kraft K die Summe der Kräfte Q, R und S₀ überwiegt, beginnen das Übertragungsglied 60 und der Schwinghebel 14 sich weiter nach unten zu bewegen. Dabei bewegt sich der erste Federteller 51 relativ zu dem feststehenden Einstellkörper 41 nach unten, wobei sich das bereits früher erwähnte axiale Spiel X einstellt und wobei die Kraft S der zweiten Federanordnung 59 zunimmt und die (relativ hierzu geringe) Kraft R der Schnappanordnung 19 (Biegefeder 20) gegen Null strebt. Bereits nach einem kleinen Wert von X erreicht das Übertragungsglied 60 eine dritte Zwischenstellung (Stellung IV) und entsprechend der Schwinghebel 14 seine dritte Zwischenlage (Lage IV), in der vom Schwinghebel die Schnappanordnung 19 ausgelöst wird, welche mit ihrer Biegefeder 20 den Kontaktträger 10 nach oben bewegt (genauer: aus der Sicht von Fig. 1 und 2 im Uhrzeigersinn verschwenkt), wobei die Kontaktanordnung 4 bis 10 in ihre AUS-Stellung überführt wird.

Üblicherweise wird von der in AUS-Stellung befindlichen Kontaktanordnung das den Fluiddruck liefernde Gerät, beispielsweise ein Kompressor, abgeschaltet, so daß der Druck &rgr; nicht oder nur mehr geringfügig ansteigt. Bei anderen Einsatzgebieten des Druckschalters oder bei einem mit großem Schwungmoment ausgestatteten und/oder nur einen kleinen Druckspeicher aufweisenden Kompressor kann jedoch der Druck &rgr; noch weiter ansteigen, was dazu führt, daß sich, unter Vergrößerung des Spiels X, das Übertragungsglied 60 und der Schwinghebel 14 noch weiter nach unten bewegen, bis sie eine untere Grenzstellung (Stellung V) bzw. eine untere Grenzlage (Lage V) einnehmen. Die AUS-Stellung der Kontaktanordnung bleibt dabei erhalten.

Fällt der Druck p, bewegen sich das Übertragungsglied 60 und der Schwinghebel 14 nach oben, wobei zuerst das Spiel X gleich Null wird und sich dann das Spiel Y, ausgehend von Null, vergrößert und wobei der Schwinghebel seine dritte und zweite Zwischenlage (Lagen IV und III) passiert, ohne hierdurch eine Wirkung auszulösen.

Erreicht bei weiter fallendem Druck &rgr; der Schwinghebel 14 seine erste Zwischenlage (Lage II), wird die Schnappanordnung 19 ausgelöst, welche den Kontaktträger 10 nach unten bewegt und dadurch die Kontaktanordnung 4 bis 10 in ihre EIN-Stellung überführt. Fällt schließlich der Druck &rgr; auf Null, erreicht das Übertragungsglied seine obere Endstellung (Stellung I) und der Schwinghebel 14 seine obere Endlage (Lage I) und es bleibt die EIN-Stellung erhalten.

Neben den bereits erwähnten Maßnahmen, die das Schaltergestell weitgehend von verformenden und außermittig angreifenden Kräften freistellen, ist für eine rationelle Fertigung von genau arbeitenden Druckschaltern sehr wesentlich, daß auch unter Beachtung der räumlichen Enge innerhalb des Druckschalters eine werkseitige Anfangsjustierung

einfach vorgenommen werden kann und diese auch langzeitig aufrechterhalten bleibt, wenn der Druckschalter den durch seine eigenen Schaltvorgänge erzeugten und sonstigen Erschütterungen seines Einbauortes ausgesetzt ist. Angestrebt wird eine Justierung dergestalt, daß der Schwinghebel 14 die Schnappanordnung 19 im Sinne einer Überführung der Kontaktanordnung 4 bis 8 von der EIN-Stellung in die AUS-Stellung ansteuert, wenn bei steigendem Druck &rgr; das Übertragungsglied 60 die zweite Federanordnung 59 berührt hat (Spiel Y = Null) und anschließend erst eine minimale Kompression der zweiten Federanordnung 59 wirksam geworden ist (Spiel X klein). Zu diesem Zweck wird neuerungsgemäß die bereits früher erwähnte Hilfsmutter 50 in Zusammenarbeit mit dem Außengewinde 47, sowie der Einstellkörper 41, dessen sonstige spezielle Gestaltung, die Sicherungshülse 40 und eine Einstellvorrichtung 71 verwendet bzw. das nachstehend erläuterte Justierverfahren angewendet.

Ausgegangen wird von einem fertig montierten Druckschalter (Fig. 5), in dem lediglich noch nicht die zweite Schraubendruckfeder 56, der zweite Federteller 57 und die Feder-Spannmutter 58 eingebaut sind. Aufgeschraubt auf das Außengewinde 47 ist die Hilfs
mutter 50, welche den ersten Federteller 51 in seiner obersten Position (Spiel X = Null) relativ zum Einstellkörper 41 fixiert. Die so gebildete Einheit, einschließlich der Kontermutter 43, ist weit nach unten auf dem Aussengewindeteil 37 angeordnet (Spiel Y größer als jedes im Betrieb, einschließlich möglicher Fertigungstoleranzen, sich einstellendes Maß), oder die Bauteile 41, 43 und 51 sind noch nicht eingebaut. Die Sicherungshülse 40 weist noch, anders als in Fig. 5 dargestellt, einen über ihre ganze Länge gleichen Aussendurchmesser entsprechend den (in Fig. 4 veranschaulichten) oberen Längenabschnitt 40'" auf. Der Druckschalter wird nicht mit Druckfluid beaufschlagt (p = Null). Durch die Wirkung der ersten Federanordnung 21 und der Biegefeder 20 der Schnappanordnung 19 sind der Kolben 33, das Übertragungsglied 60

und der Schwinghebel 14 in ihren oberen Endlagen gehalten. Die Kontaktanordnung 4 bis 8 befindet sich in EIN-Stellung.

Die Einstelleinrichtung 71 hat die Aufgabe, das Übertragungsglied 60 und den Schwinghebel 14 in seiner Höhenlage bezüglich des Schaltergestells 1 zu verstellen und diese Höhenlage als Maß ablesbar darzustellen, wobei der Kraftangriffspunkt und die Kraftrichtung möglichst in der Geräte-Längsachse A liegen sollen, damit die Justierung des Druckschalters entsprechend seinen späteren Betriebsbedingungen und den hierbei unvermeidlichen Verformungen unter Krafteinwirkung erfolgt. Vorzugsweise umfaßt die Einstellvorrichtung 71 (in Fig. 1 nur schematisch dargestellt) einen Nippel mit Außen- und Innengewinde, der in die Gewindebohrung 30" des Zylinders 30 eingeschraubt ist und der eine Verstellspindel aufnimmt, deren unteres Ende zur Anlage am Kolben 33 bringbar ist. Der Nippel und die Verstellspindel besitzen eine Skalen-Zeiger-Anordnung, welche die Festellung der Tiefenlage des unteren Endes der Verstellspindel erlaubt und damit auch die Lage des Schwinghebels 14,

Das Justierverfahren wird, ausgehend von den obigen Ausgangsbedingungen, wie folgt durchgeführt:

Der Kolben 33, das Übertragungsglied 60 und der Schwinghebel 14 werden mit der Einstellvorrichtung nach unten bewegt (durch Eindrehen der Verstellspindel in der Innengewindebohrung des Nippels), bis die Kontaktanordnung von der EIN-Stellung in die AUS-Stellung umspringt. Diese Position wird an der Skala abgelesen und als erster Wert registriert.

Die Bauteile 33, 60 und 14 werden mittels der Einstellvorrichtung 71 wieder nach oben bewegt (Ausdrehen der Spindel), bis die Kontaktanordnung von der AUS-Stellung in die EIN-Stellung umspringt. Diese Position wird als zweiter Wert registriert.

Die Bauteile 30, 60 und 14 werden mittels der Einstellvorrichtung 71 nach unten bewegt (Eindrehen der Spindel) bis zu einem dritten Wert, der zwischen den ersten und zweiten Wert liegt und vorzugsweise dicht am ersten Wert liegt. Die Bauteile 30, 60 und 14 werden von der Einstellvorrichtung in dieser Position gehalten, auch während der nachfolgenden Schritte.

Der Einstellkörper 41, mit dem von der Hilfsmutter 50 gehaltenen ersten Federteller 51, wird auf dem Außengewindeteil 37 der Zugstange 36 nach oben geschraubt, wobei das untere Ende der Sicherungshülse 40 zu erst in den zweiten, im Durchmesser größeren Bohrungsabschnitt 46 des Einstellkörpers 41 eindringt (vergl. Fig. 4), dann von dem konischen Bohrungsabschnitt 45 radial nach innen verformt wird und dann in den ersten, im Durchmesser kleineren Bohrungsabschnitt 44 gepreßt wird. Nach Beendigung dieses Schritts füllt daher der unmittelbar an das untere Ende der Sicherungshülse 40 angrenzende untere Längsabschnitt 40' unter Ausbildung einer radialen Vorspannung den Ringspalt völlig aus, den der erste Bohrungsabschnitt 44 des Einstellkörpers 41 mit den zweiten Längenabschnitt 39 der Zugstange 36 bildet. Hierdurch wird eine erschütterungssichere reibschlüssige Verbindung von Einstellkörper und Zugstange erzielt.

Der Einstellkörper 41 wird sodann weiter nach oben geschraubt, bis die Übergangskante 55 des ersten Federtellers 51 zur Anlage an der Kegelfläche 69' der Scheibe 69 gelangt, d. h. bis das Spiel Y gleich Null wird.

Anschließend wird die Hilfsmutter 50 ausgebaut und die Kontermutter 43 eingebracht. Bei diesem Vorgang ist es entbehrlich, was auch wegen der beengten Raumverhältnissen schwierig wäre, den Einstellkörper 41 gegen Verdrehung festzuhalten, da er bereits durch vorerwähnte reibschlüssige Verbindung gesichert ist.

Schließlich wird die zweite Schraubendruckfeder 56 und der zweite Federteller 57 eingebracht und diese Feder mittels der Feder-Spannmutter 58 vorgespannt. Ferner wird die Einstellvorrichtung 71 entfernt.

Geänderte Ausführungsformen des neuerungsgemäßen Druckschalters können hinsichtlich der Anordnung und Ausbildung der Bauteile dem Fachmann geläufige Abweichungen von den vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel aufweisen. So können insbesondere als drehbeweglich erläuterte Bauteile durch verschieblich geführte ersetzt werden.

Anwaltsakte: G 26 808 Datum: 22.07.1992

Aufstellung der verwendeten Bezugszeichen

1 Schaltergestell, mehrteiliges (Gesamtheit)

2 Unterteil, das Schaltergestells, aus Isolierstoff

3 Oberteil, des Schaltergestells, von Blechplatte gebildet

3' Aussparung, des Schaltergestell-Oberteils, im Bereich der Geräte-Längsachse

4 Kontakte, feststehende

5 Blechbügel, U-förmige

6 Anschlußschrauben

7 Kontakte, bewegliche

8 Kontaktstege, leitende (4 bis 8 = Kontaktanordnung)

9 Kontaktfedern

10 Kontaktträger, aus Isolierstoff

10' Aussparung, des Kontaktträgers, im Bereich der Geräte-Längsachse

11 Gelenkzapfen, des Kontaktträgers

12 Anschlag, erster (unterer), des Kontaktträgers

13 Anschlag, zweiter (oberer), des Kontaktträgers

14 Schwinghebel (Zwischenglied)

14' Aussparung, des Schwinghebels, im Bereich der Geräte-Längsachse

14" Lauffläche, ebene, an Schwinghebel-Oberseite

15 Lappen, nach unten abgebogene, des Schaltergestell-Oberteils

16 Lappen, nach oben abgebogene, des Schwinghebels

17 Gelenkstange

18 Anschlag, des Schwinghebels

18' Anschlagfläche, am Schaltergestell-Oberteil

19 Schnappanordnung, allgemein

-2-

20 Biegefeder, gewundene, der Schnappanordnung

21 Federanordnung, erste

22 Schraubendruckfeder, erste

23 Schraube (Einstellschraube)

24 Arm, seitlich vorstehender, der Antriebs-Baugruppe

25 Antriebs-Baugruppe (Gesamtheit)

26 Mutter, erste

27 Gehäuse, topfförmiges 27' Bodenteil, des Gehäuses

28 Befestigungsflansch, radial nach außen vorstehender, des Gehäuses

29 Distanzhülsen

30 Zylinder

30' Hohlraum, von Zylinder und Kolben begrenzt

30" Gewindebohrung, zur Fluidzuführung zum Hohlraum

31 Halterand, radial nach außen vorstehender, des Zylinders

32 Schraubverbindung (Halterand/Gehäuse/(teilweise)Steg verbindend)

33 Kolben

33' Kolbenstange

34 Kuppe, konvex sphärisch, der Kolbenstange

35 Steg

35' Befestigungsbohrungen, des Steges

36 Zugstange

37 Außengewindeteil, am freien Ende der Zugstange

38 Längsabschnitt, erster, zylindrischer, der Zugstange, den größeren Durchmesser aufweisend

39 Längsabschnitt, zweiter, zylindrischer, der Zugstange, den kleineren Durchmesser aufweisenden

40 Sicherungshülse, auf Zugstange

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40' Längenabschnitt, unterer, der Sicherungshülse

40" Längenabschnitt, konischer, der Sicherungshülse

40"' Längenabschnitt, oberer, der Sicherungshülse

41 Einstellkörper, auf Zugstange

42 Innengewinde, des Einstellkörpers

43 Kontermutter, des Einstellkörpers

44 Bohrungsabschnitt, erster, zylindrischer (kleinerer Durchmesser) des Einstellkörpers

45 Bohrungsabschnitt, konischer, des Einstellkörpers

46 Bohrungsabschnitt, zweiter, zylindrischer (größerer Durchmesser) des Einstellkörpers

47 Außengewinde, des Einstellkörpers (Aufnahme der Hilfsmutter)

48 Umfangsfläche, zylindrische, des Einstellkörpers

49 Bund, radial nach außen von Umfangsfläche vorstehend

50 Hilfsmutter

51 Federteller, erster

52 Rohrteil, des ersten Federtellers

53 Innenbund, am Rohrteil

54 Flansch

55 Übergangskante, gerundete, am ersten Federteller

56 Schraubendruckfeder, zweite

57 Federteller, zweiter

58 Feder-Spannmutter, auf Außengewindeteil von Zugstange

59 Federanordnung, zweite (Bauteile 38, 40, 41, 51, 57)

60 Übertragungsglied, zwischen Kolbenstange einerseits und Schwinghebel sowie zweiter Federanordnung andererseits

61 Querhaupt, oberes, des Übertragungsgliedes (seines Rahmens)

62 Querhaupt, unteres, des Übertragungsgliedes (seines Rahmens)

63 Streben, des Übertragungsgliedes (seines Rahmens)

-A-

64 Vertiefung, sphärische, am oberen Querhaupt

65 Langloch, im unteren Querhaupt

65' Wandflächen, parallele des Langloches

66 Arme, am Übertragungsglied 66' Armteile

67 Rollen, am Übertragungsglied

68 Achsen, der Rollen

69 Scheibe

69' Kegelfläche der Scheibe

70 Drosselglied

71 Einstellvorrichtung
A Geräte-Längsachse

B Querseite, erste, des Schaltergestell-Unterteils, parallel zur ersten

Längsmittelebene verlaufend

C Querseite, zweite, des Schaltergestell-Unterteils, parallel zur ersten

Längsmittelebene verlaufend

D Längsseite, erste, des Schaltergestell-Unterteils, parallel zur zweiten

Längsmittelebene verlaufend

E Längsseite, zweite, des Schaltergestell-Unterteils, parallel zur zweiten

Längsmittelebene verlaufend

F Längsmittelebene, erste, die Geräte-Längsachse enthaltend, die Achsen

der Rollen enthaltend

G Längsmittelebene, zweite, die Geräte-Längsachse enthaltend, lotrecht

auf der ersten Längsmittelebene stehend

H Unterseite des Übertragungsgliedes

K Kraft, ausgeübt von Antriebs-Baugruppe (Kolben) auf Übertragungsglied,

in der Geräte-Längsachse wirkend

M Querebene, erste, durch Oberseite vom Schaltergestell-Oberteil gehend, zur

Geräte-Längsachse lotrechte

M' Querebene, zweite, zur ersten Querebene parallele, die zweite Drehachse

enthaltend

-5-

N Unterseite des Schaltergestells bzw. des Schaltergestell-Unterteils

O Oberseite des Schaltergestells bzw. des Schaltergestell-Oberteils

P' Kräfte, tatsächlich ausgeübt, von den einzelnen Rollen auf Schwinghebel

P Kraft, gesamte, ausgeübt von Rollen auf Schwinghebel, bei unterstellten Kraftangriff in der Geräte-Längsachse, mit Kraftrichtung nach unten

&rgr; Druck, des Fluids, im Hohlraum (Zylinder/Kolben) wirksamer

Q' Kraft, tatsächlich ausgeübte, von erster Federanordnung auf Schwinghebel

Q Kraft, fiktive, durch Umrechnung abgeleitet aus den tatsächlich von erster

Federanordnung auf Schwinghebel ausgeübten Kraft, in der Geräte-Längsachse auf Übertragungsglied wirkend

Q₀ Vorspannkraft, fiktive, duch Umrechnung abgeleitet aus der tatsächlich von erster

Federanordnung auf Schwinghebel ausgeübten Kraft, in der Geräte-Längsachse wirkend

Q'_o Vorspannkraft, tatsächlich ausgeübte, nämlich Anfangswert der von erster Federanord

nung auf Schwinghebel ausgeübten Kraft, im wesentlichen parallel zur Geräte-Längs achse wirkend

R' Kraftkomponente, parallel zur Geräte-Längsachse auf Schwinghebel wirkend, von

Schnappanordnung erzeugt

R Kraft, fiktive, durch Umrechnung abgeleitet aus der tatsächlich von Schnappanordnung

auf ersten Schwinghebel ausgeübte Kraft in der Geräte-Längsachse auf Schwinghebel wirkend, von Schnappanordnung
erzeugt

S Kraft, in der Geräte-Längsaschse auf Übertragungsglied (nach Überwindung eines

Spiels) wirkende, von zweiter Federanordnung erzeugte

S₀ Vorspannkraft, nämlich Anfangswert der in der Geräte-Längsachse von zweiter Federanordnung auf Übertragungsglied (nach Überwindung eines Spiels) ausgeübte

U Drehachse (erste), des Kontaktträgers (der Gelenkzapfen)

V Drehachse (zweite), des Schwinghebels (der Gelenkstange)

X Spiel, in Richtung der Geräte-Längsachse, zwicshen den Stirnflächen von Innenbund am ersten Federteller und Außenbund am Einstellkörper

Y Spiel, in Richtung der Geräte-Längsachse, zwischen der Kegelfläche der Scheibe und zweiter Federanordnung

Lage I = obere Endlage des Schwinghebels

Lage Il = erste Zwischenlage, des Schwinghebels (Kontaktanordnung von AUS nach EIN) Lage III = zweite Zwischenlage, des Schwinghebels

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Lage IV =dritte Zwischenlage, des Schwinghebels (Kontaktanordnung von EIN nach AUS) Lage IV = untere Endlage, des Schwinghebels

Lage V = untere Endlage, des Schwinghebels Stellung I = obere Endstellung, des Übertragungsgliedes Stellung Il = erste Zwischenstellung, des Übertragungsgliedes

Stellung III = zweite Zwischenstellung, des Übertragungsgliedes (Übertragungsglied berührt zweite Federanordnung)

Stellung IV = dritte Zwischenstellung, des Übertragungsgliedes Stellung V = untere Endstellung, des Übertragungsgliedes

AUS-Stellung, der Kontaktanordnung EIN-Stellung, der Kontaktanordnung

Claims (15)

Anwaltsakte: GM 26 808 Datum: 22.07.1992 SCHUTZANSPRÜCHE

1. Druckschalter, welcher eine wenigstens einen feststehenden Kontakt (4) und einen beweglichen Kontakt (7) umfassende Kontaktanordnung (4-8) bei Erreichen eines vorbestimmten Drucks eines zu überwachenden Fluids von einer EIN-Stellung in eine AUS-Stellung und bei Abfall des Drucks um eine vorbestimmte Druckdifferenz zurück in die EIN-Stellung überführt und umgekehrt, enthaltend

- ein Schaltergestell (1) mit einer Geräte-Längsachse (A), an dem die feststehenden Kontakte (4) gehalten sind und an dem ein die beweglichen Kontakte (7) haltender Kontaktträger (10) beweglich gelagert ist,

- ein am Schaltergestell (1) geführtes und relativ hierzu bewegliches Zwischenglied,

- eine den Kontaktträger (10) mit dem Zwischenglied koppelnde Schnappanordnung (19),

- eine Antriebs-Baugruppe (25), umfassend ein Gehäuse (27) mit einer vorzugsweise als Zylinder (30) ausgebildete Kammer, welche unbeweglich am Schaltergestell (1) benachbart zu dessen einem (oberen) Ende befestigt ist und in welcher ein vorzugsweise als Kolben (33) ausgebildetes Glied abdichtend und in Richtung der Geräte-Längsachse (A) verschieblich geführt ist, wobei der von der Kammer und dem Glied umgrenzte Hohlraum (30') durch eine Bohrung (30") mit dem zu überwachenden Fluid beaufschlagbar ist und

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wobei das Glied eine zum Schaltergestell (1) gerichtete, in einer vorgegebenen Funktion zum Druck des Fluids stehende Kraft (K) ausübt und, ausgehend von einer (oberen) Ausgangslage, mit steigendem Druck (p) einen sich dem Schaltergestell (1) nähernden Hub ausführt,

- ein das Glied (Kolben 33) mit dem Zwischenglied koppelndes Übertragungsglied,

- eine erste Federanordnung (21), welche der Kraft (K) des Gliedes (Kolbens 33) bereits in dessen Ausgangslage mit einer einstellbaren, die EIN-Stellung im wesentlichen beeinflussenden Vorspannkraft (Q₀) entgegenwirkt, die mit dem Hub des Gliedes zunimmt und welche eine sich mit ihrem einen Ende gegen ein am Schaltergestell (1) festes Bauteil (23) abstützende erste Feder (22) enthält,

- eine zweite Federanordnung (59), welche der Kraft (8) des Gliedes (Kolbens 33) erst nach einem vorgegebenen Hub des Gliedes (Kolbens 33) unter Überwindung eines Spiels (Y) mit einer einstellbaren, die AUS-Stellung im wesentlichen beeinflussenden Vorspannkraft (Sg) entgegenwirkt, die mit dem Hub des Gliedes zunimmt und welche eine als Schraubendruckfeder ausgebildete zweite Feder (56) enthält, die sich mit einem Ende an einer von ihr umgebenen, am Schaltergestell (1) befestigten Zugstange (36) abstützt,

dadurch gekennzeichnet,

daß die Zugstange (36) ausschließlich und unmittelbar an der Antriebs-Baugruppe (25) befestigt ist und

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daß das Übertragungsglied (60) in Antriebsverbindung mit dem Zwischenglied sowie ohne Einbeziehung des Zwischenglieds in unmittelbarer Antriebsverbindung mit der zweiten Federanordnung (59) steht.

2. Druckschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Zwischenglied von einem Schwinghebel (14) gebildet ist, der sich wenigstens näherungsweise parallel zu einer von der Geräte-Längsachse (A) lotrecht durchdrungenen ersten Querebene (M) erstreckt und schwenkbar um eine in dieser Querebene gelegene, seitlich von der Geräte-Längsachse (A) versetzt angeordnete Drehachse (V) am Schaltergestell (1) gelagert ist und daß sich die erste Feder (22) mit ihrem anderen Ende an dem Schwinghebel abstützt.

3. Druckschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Längsachsen des Gliedes (Kolbens 33), des Übertragungsgliedes (60) und der Zugstange (36) in der Geräte-Längsachse (A) liegen.

4. Druckschalter nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennze ichnet, daß die Zugstange (36) im wesentlichen mittig an einem Steg (35) befestigt ist, der seinerseits an seinen beiden Enden an einem Gehäuse (27) der Antriebs-Baugruppe (25) befestigt ist.

5. Druckschalter nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Befestigung des Steges (35) durch Schraub- oder Nietverbindungen (32) erfolgt, die an einem Halterand (31) des den Kolben (33) aufnehmenden Zylinders (30) angreifen.

6. Druckschalter nach Anspruch 3, 4 oder 5, dadurch gekennze ichnet, daß das Übertragungsglied (60) einen den Steg (35) umfassenden Rahmen (61 - 64)

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enthält, dessen von der Antriebs-Baugruppe (25) abgewandtes (unteres) Querhaupt (62) eine koaxial zur Geräte-Längsachse (A) ausgebildete Bohrung aufweist, durch welche sich die Zugstange (36) erstreckt.

7. Druckschalter nach Anspruch 3 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß am Übertragungsglied (60) bzw. am Rahmen (61-64) zwei Rollen (67) gelagert sind, deren Achsen (68) einerseits in einer zur ersten Querebene (M) parallelen Ebene liegen und andererseits in einer ersten Längsmittelebene (F) liegen, welche zur Drehachse (V) des Schwinghebels (14) parallel verläuft.

8. Druckschalter nach Anspruch 2 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß sich der Rahmen (61-64) in der ersten Längsmittelebene (F) erstreckt.

9. Druckschalter nach Anspruch 3 und 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Bohrung als Langloch (65) ausgebildet ist, das seine größte Weite in Richtung des Querhauptes (62) besitzt und das zwei Wandflächen (65') aufweist, die beiderseits der ersten Längsmittelebene (F) und in gleichen Abständen zu dieser verlaufen und die die Zugstange (36) unter Belassung eines geringen Bewegungsspiels in der ersten Längsmittelebene (F) führen.

10. Druckschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich das andere Ende der in der ersten Federanordnung (21) enthaltenen Feder (22) gegen einen Bestandteil des Gehäuses (27) der Antriebs-Baugruppe (27) abstützt.

11. Druckschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennze ichnet, daß die Schraubendruckfeder (56) der zweiten Federanordnung (59) zwischen einem ersten Federteller (51) und einem zweiten Federtelle (57) eingespannt ist, wobei der erste Feder-

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teller auf einem Einstellkorper (41) in dessen Achsrichtung verschieblich geführt ist, wobei ein am Einstellkorper fester Bund (49) die Relativbewegung des zweiten Federtellers in Richtung auf die Antriebs-Baugruppe (25) begrenzt und wobei der Einstellkorper (41) und eine den zweiten Federteller (57) haltende Feder-Spannmutter (58) auf einem endseitig auf der Zugstange (36) ausgebildeten Außengewindeteil (37) aufgeschraubt sind.

12. Druckschalter nach Anspruch 6 und 11,dadurch gekennzeichnet, daß die Zugstange (36) ausgehend vom Steg (35) einen ersten zylindrischen Längenabschnitt (38) aufweist und einen sich daran anschließenden, sich bis zum Außengewindeteil (37) erstreckenden zweiten zylindrischen Längenabschnitt (39) kleineren Durchmessers aufweist und daß die Zugstange (36) von einer Sicherungshülse (40) umgeben ist, welche sich mit ihrem einen Ende gegen den Steg (35) abstützt und mit ihrem anderen Ende in eine sich verengende Bohrung des Einstellkörpers (41) einsteht.

13. Druckschalter nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Einstellkorper (41) an seinem einen (unteren) axialen Ende ein Innengewinde (42) aufweist, mit dem er auf den Außengewindeteil (37) der Zugstange (36) aufgeschraubt ist und an seinem anderen Ende, benachbart zum Innengewinde einen ersten zylindrischen Bohrungsabschnitt (44) besitzt, der sich über einen konischen Bohrungsabschnitt (45) in einen zweiten zylindrischen Bohrungsabschnitt (46) erweitert, daß alle Bohrungsabschnitt (44 - 46) den zweiten Längenabschnitt (39) der Zugstange (36) umgeben, daß der erste Bohrungsabschnitt (44) einen im wesentlichen der Dicke der Sicherungshülse (40) entsprechenden Radialabstand zur Zugstange einhält und daß der Durchmesser des zweiten Bohrungsabschnitts (46) im wesentlichen dem Außendurchmesser der Sicherungshülse entspricht, wobei die ursprünglich über ihre ganze Länge einen konstanten Außendurchmesser aufweisende Sicherungshülse (40) während des Zusammenbaus und eines sich anschließenden Justiervorganges zur Beseitigung herstellungsbedingter

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Toleranzen eine Durchmesserreduzierung durch den konischen Bohrungsabschnitt (45) erfährt und mit ihrem äußeren (unteren) Längenabschnitt (40') den Ringspalt zwischen dem ersten Bohrungsabschnitt (44) und der Zugstange (36) spielfrei und mit radialer Vorspannung ausfüllt.

14. Druckschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennze ichnet, daß der Kolben (33) bzw. seine Kolbenstange (33¹) eine konvexe Kuppe (34) aufweist, die in eine komplementär geformte sphärische Vertiefung des Übertragungsglieds (60) eingreift.

15. Druckschalter nach Anspruch 1,dadurch gekennzeichnet, daß die der Fluidzuführung zum Hohlraum (30') der Antriebs-Baugruppe (25) dienende Bohrung (30") ein ihren Durchlaß verminderndes Drosselglied (70) enthält, das im wesentlichen aus einem nietartigen Körper besteht, dessen Schaft in die Bohrung einsteht, mit dieser einen Ringspalt bildet, in der Axialrichtung der Bohrung (30") zwischen Anschlägen verschiebbar ist und von der Fluidströmung unter Ausübung einer schabenden, den Ringspalt reinigenden Bewegung antreibbar ist.