EP0284948A2 - Druckschalter - Google Patents

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EP0284948A2
EP0284948A2 EP88104525A EP88104525A EP0284948A2 EP 0284948 A2 EP0284948 A2 EP 0284948A2 EP 88104525 A EP88104525 A EP 88104525A EP 88104525 A EP88104525 A EP 88104525A EP 0284948 A2 EP0284948 A2 EP 0284948A2
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EP
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microswitch
plunger
pressure switch
pressure
rocker arm
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EP88104525A
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EP0284948B1 (de
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Hubert Franz Strzodka
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Imo Industries GmbH
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Imo Industries GmbH
DeLaval Turbine GmbH
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    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
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    • H01H35/24—Switches operated by change of fluid pressure, by fluid pressure waves, or by change of fluid flow
    • H01H35/26—Details
    • H01H35/2607—Means for adjustment of "ON" or "OFF" operating pressure
    • H01H35/2628—Means for adjustment of "ON" or "OFF" operating pressure by varying the relative position of switch-casing and pressure sensitive element
    • H—ELECTRICITY
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    • H01H35/24—Switches operated by change of fluid pressure, by fluid pressure waves, or by change of fluid flow
    • H01H35/26—Details
    • H01H35/2607—Means for adjustment of "ON" or "OFF" operating pressure
    • H01H35/2635—Means for adjustment of "ON" or "OFF" operating pressure by adjustment of a motion transmitting system

Definitions

  • the invention relates to a pressure switch with a pressure chamber acted upon by the pressure medium to be measured and a plunger actuating a switching pin of a microswitch.
  • pressure switches are generally known and used.
  • the switching point of pressure switches of this type is higher due to the design when the pressure builds up than when the pressure is reduced, since the switching pin must first cover a differential path after reaching the switching point when the pressure builds up and then decreases before the so-called switch-back point is reached.
  • This hysteresis can be used for example in a pressure control with such a pressure switch. If, for example, a pressure between 130 and 160 bar is to be maintained in a container, then a pressure switch can be selected, the microswitch of which switches off a pressure-generating pump when the pressure rises at 160 bar and switches back at 130 bar when the pressure falls, so that the Pump starts to work again.
  • microswitches with the respectively desired, precise switching points must be sorted out from a larger number of manufactured microswitches.
  • the microswitch required for a certain hysteresis of the pressure switch must be selected. Therefore, pressure switches with a fixed switch-on and switch-off point are considerably more expensive than pressure switches with only one set switching point.
  • the invention has for its object to design a pressure switch of the type mentioned in such a way that not only the area between the switch-on point and the switch-back point as a whole is shifted, but also the mutual distance between these points can be changed.
  • This object is achieved in that a rocker arm is arranged between the switching pin and the plunger, against which from one side of the plunger and from the opposite side of the switching pin and that the microswitch with its switching pin can be moved transversely to the plunger in the longitudinal direction of the rocker arm is arranged.
  • This interposition of a rocker arm between the plunger of the pressure switch and the switching pin of the microswitch translates the pressure-dependent, axial displacement of the switching pin in accordance with the lever ratios of the rocker arm.
  • This gear ratio can be changed by the displaceability of the microswitch. This makes it possible to change the distance between the switch-on point of the microswitch and the switch-back point, so that the differential path between the switch pin positions does not only shift due to the spring when switching, but also reduces it nern or enlarge.
  • microswitches with rough tolerances can be used for the pressure switch according to the invention and the exact switching points set in each case.
  • a particularly large change in the transmission ratio between the displacement of the plunger and the switching pin can be achieved if the rocker arm is articulated on a side of the housing of the microswitch lying in the displacement direction of the rocker arm.
  • This great possibility of changing the gear ratio results from the fact that the pivot axis of the rocker arm can be pushed close to the plunger by moving the microswitch, so that small tappet displacements lead to a strong pivoting of the rocker arm.
  • the axial displacement of the plunger can be optionally translated or reduced if the microswitch is designed to be displaceable in two opposite directions from a position aligned with its plunger to the plunger.
  • the microswitch can be moved in very different ways. A particularly sensitive displacement of the microswitch is possible if the microswitch rests with its back against a wall surface and by means of at least one fastening screw leading through an elongated hole in the wall surface with a slide piece arranged behind the wall surface in a bore running in the direction of displacement is connected and if further means are provided for sensitive displacement of the slider with the fastening screw loosened.
  • the means for adjusting the slider can also be designed very differently.
  • the slide could be designed as a toothed rack and a pinion engaging in this toothed rack could be provided to move the slide.
  • the slider can be moved particularly easily if, according to another embodiment of the invention, it engages with part of its lateral surface in a bore running transversely to the direction of displacement for inserting an adjusting tool.
  • a toothing on the sliding piece can be dispensed with entirely if the sliding piece consists of a material that is soft in comparison to the adjusting tool and the adjusting tool is a screwdriver with multiple teeth.
  • the pressure switch according to the invention has a housing 1 with a threaded connector 2 for screwing into a threaded bore (not shown) of the component to which it is to be attached.
  • a coaxial bore 3 is provided in the threaded connector 2, through which the pressure medium to be measured can get into a pressure chamber 4 up to the end face of a stamp 5.
  • This stamp 5 is sealed by means of a seal 6 to the housing 1, so that pressurization of the pressure chamber 4 leads to a displacement of the stamp 5 as seen in the drawing to the right.
  • the stamp 5 lies against a plunger 7, which rests with its opposite side against a pivotable about an axis 8, transverse to the plunger 7 rocker arm 9.
  • An actuating spring 10 biases the plunger in the direction of the plunger 5, for which purpose it is supported against a screw piece 11 which can be screwed into the housing 1 to a greater or lesser extent in order to change the clamping force of the actuating spring 10.
  • the rocker arm 9 is fastened with its axis 8 to the housing of a microswitch 12.
  • This microswitch 12 has a switching pin 13 which bears on the side facing the microswitch 12 against the rocker arm 9 and is aligned with the plunger 7 in the position shown. It is essential for the invention that the microswitch 12 is attached to the housing 1 such that it can be moved transversely to the plunger 7. For this purpose, it is held against a wall surface 16 of the housing 1 by means of two fastening screws 14, 15 in a manner still to be explained.
  • Figure 2 illustrates the design of the pressure switch. It can be seen how the microswitch 12 bears against the wall surface 16 with the fastening screws 14, 15. Furthermore, an end-side bore 17 can be seen, in which part of the outer surface of a cylindrical slide 18 can be seen.
  • FIG 3 shows that this slider 18 is slidably disposed in a bore 19 and the mounting screws 14, 15 are screwed through the microswitch 12 into this slider 18.
  • An elongated hole (not shown) in the wall surface 16 enables the microswitch 12 to be moved together with the slider 18, provided that the fastening screws 14, 15 are not tightened.
  • a screwdriver 20 which has a cone 21 with multiple toothing 22 at its lower end, is used for the sensitive displacement of the sliding piece 18.
  • This screwdriver 20 is inserted into the bore 17 so that its multiple toothing 22 sits on the outer surface of the slider 18. Since the slider 18 should consist of a softer material than the multiple toothing 22, this presses into the outer surface of the slider 18, so that it can be moved by turning the screwdriver 20 as if it were a rack-like teeth. In practice, one moves the slider 18 and thus the microswitch 12 so far and in such a direction that the differential path of the pressure switch is of the required size.

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Abstract

Ein Druckschalter hat einen vom Meßdruck axial verschieblichen Stößel (7), welcher einen Schaltstift (13) eines Mikroschalters (12) zu betätigen vermag. Zwischen dem Stößel (7) und dem Schaltstift (13) ist ein Kipphebel (9) angeordnet. Der Mikroschalter (12) ist in Haupterstreckungsrichtung des Kipphebels (9) verschiebbar am Gehäuse (1) des Druckschalters befestigt. Dadurch ergibt sich die Möglichkeit der Veränderung des Übersetzungsverhältnisses zwischen Stößelbewegung und Schaltstiftbewegung, wodurch sich die Größe der Hysterese des Druckschalters verändern läßt.

Description

  • Die Erfindung bezieht sich auf einen Druckschalter mit einer vom zu messenden Druckmedium beaufschlagten Druck­kammer und einem einen Schaltstift eines Mikroschalters betätigenden Stößel. Solche Druckschalter sind allgemein bekannt und gebräuchlich.
  • Der Schaltpunkt von Druckschaltern dieser Art liegt kon­struktionsbedingt bei einem Druckaufbau höher als bei einem Druckabbau, da der Schaltstift nach Erreichen des Schaltpunktes bei Druckaufbau und anschließendem Druckab­bau zunächst einen Differenzweg zurücklegen muß, bevor der sogenannte Rückschaltpunkt erreicht ist. Diese Hyste­rese kann man sich beispielsweise bei einer Drucksteue­rung mit einem solchen Druckschalter zunutze machen. Wenn zum Beispiel in einem Behälter ein Druck zwischen 130 und 160 bar aufrechterhalten werden soll, dann kann man einen Druckschalter wählen, dessen Mikroschalter bei steigendem Druck bei 160 bar eine den Druck erzeugende Pumpe abschaltet und bei fallendem Druck bei 130 bar zurückschaltet, so daß die Pumpe wieder zu arbeiten beginnt.
  • Wenn man bei Mikroschaltern eine hohe Genauigkeit der Schaltpunkte für steigenden und fallenden Druck ver­langt, dann müssen die Mikroschalter mit den jeweils gewünschten, genauen Schaltpunkten aus einer größeren Anzahl von gefertigten Mikroschaltern aussortiert wer­den. Zusätzlich muß nach dem Zusammenbau des Druckschal­ters auf dem Prüfstand der für eine bestimmte Hysterese des Druckschalters erforderliche Mikroschalter ausge­sucht werden. Deshalb sind Druckschalter mit festgeleg­tem Ein- und Ausschaltpunkt wesentlich teurer als Druck­ schalter mit nur einem festgelegten Schaltpunkt.
  • Das Aussortieren geeigneter Mikroschalter für die Druck­schalter kann man auch nicht dadurch vermeiden, daß man durch Verändern der Federkraft ihrer ihren Stößel entge­gen der Schaltrichtung vorspannenden Stellfeder den Be­reich der Schaltpunkte nach oben oder unten verschiebt, weil diese Einstellmöglichkeit für viele Anwendungsfälle nicht ausreicht, denn oftmals ist infolge von Toleranzen der Bereich zwischen Einschaltpunkt und Rückschaltpunkt größer oder kleiner als erforderlich.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Druck­schalter der eingangs genannten Art derart zu gestalten, daß nicht nur der Bereich zwischen Einschaltpunkt und Rückschaltpunkt als Ganzes verschoben, sondern auch der gegenseitige Abstand dieser Punkte veränderbar ist.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß zwischen dem Schaltstift und dem Stößel ein Kipphebel angeordnet ist, gegen den von einer Seite der Stößel und von der gegenüberliegenden Seite der Schaltstift anlie­gen und daß der Mikroschalter mit seinem Schaltstift quer zu dem Stößel in Längserstreckungsrichtung des Kipp­hebels verschiebbar angeordnet ist.
  • Durch diese Zwischenschaltung eines Kipphebels zwischen dem Stößel des Druckschalters und dem Schaltstift des Mikroschalters wird die druckabhängige, axiale Verschie­bung des Schaltstiftes entsprechend den Hebelverhält­nissen des Kipphebels übersetzt. Durch die Verschiebbar­keit des Mikroschalters läßt sich dieses Übersetzungs­verhältnis verändern. Dadurch wird es möglich, den Abstand des Einschaltpunktes des Mikroschalters vom Rück­schaltpunkt zu verändern, so daß sich der Differenzweg zwischen den Schaltstiftstellungen beim Schalten nicht nur durch die Stellfeder verschieben, sondern verklei­ nern oder vergrößern läßt. Dadurch kann man für den erfindungsgemäßen Druckschalter Mikroschalter mit groben Toleranzen verwenden und die genauen Schaltpunkte je­weils einstellen.
  • Um beim Verschieben des Mikroschalters nicht zwangsläu­fig zugleich den Stößel und den Schaltstift axial zu verschieben, ist es zweckmäßig, wenn der Kipphebel quer zum Stößel in Verschieberichtung des Mikroschalters aus­gerichtet ist.
  • Eine besonders große Veränderung des Übersetzungsverhält­nisses zwischen der Verschiebung des Stößels und des Schaltstiftes läßt sich erreichen, wenn der Kipphebel an einer in Verschieberichtung des Kipphebels liegenden Seite des Gehäuses des Mikroschalters angelenkt ist. Diese große Veränderungsmöglichkeit des Übersetzungs­verhältnisses resuliert daraus, daß durch Verschieben des Mikroschalters die Schwenkachse des Kipphebels bis nahe über den Stößel geschoben werden kann, so daß ge­ringe Stößelverschiebungen zu einer starken Verschwen­kung des Kipphebels führen.
  • Die axiale Verschiebung des Stößels läßt sich wahlweise übersetzen oder untersetzen, wenn der Mikroschalter aus einer mit seinem Schaltstift zum Stößel fluchtenden Stel­lung in zwei entgegengesetzte Richtungen verschiebbar ausgebildet ist.
  • Die Verschiebbarkeit des Mikroschalters kann auf sehr unterschiedliche Weise erreicht werden. Ein besonders feinfühliges Verschieben des Mikroschalters ist möglich, wenn der Mikroschalter mit seiner Rückseite gegen eine Wandfläche anliegt und mittels zumindest einer durch ein Langloch in der Wandfläche führenden Befestigungsschrau­be mit einem in einer in Verschieberichtung verlaufenden Bohrung hinter der Wandfläche angeordneten Gleitstück verbunden ist und wenn ferner Mittel zum feinfühligen Verschieben des Gleitstückes bei gelockerter Befesti­gungsschraube vorgesehen sind.
  • Auch die Mittel zur Verstellung des Gleitstückes können sehr unterschiedlich gestaltet sein. Man könnte zum Beispiel das Gleitstück als Zahnstange ausbilden und zum Verschieben des Gleitstückes ein in diese Zahnstange greifendes Ritzel vorsehen. Besonders einfach läßt sich das Gleitstück verschieben, wenn es gemäß einer anderen Ausgestaltung der Erfindung mit einem Teil seiner Mantel­fläche in eine quer zur Verschieberichtung verlaufenden Bohrung zum Einsetzen eines Verstellwerkzeuges greift.
  • Auf eine Verzahnung am Gleitstück kann gänzlich verzich­tet werden, wenn das Gleitstück aus einem im Vergleich zum Verstellwerkzeug weichen Werkstoff besteht und das Verstellwerkzeug ein Schrauber mit einer Mehrfachver­zahnung ist.
  • Die Erfindung läßt zahlreiche Ausführungsformen zu. Eine davon ist in der Zeichnung dargestellt und wird nach­folgend beschrieben. In ihr zeigen die
    • Fig. 1 einen Längsschnitt durch einen erfindungs­gemäßen Druckschalter,
    • Fig. 2 eine Vorderansicht des Druckschalters,
    • Fig. 3 eine gegenüber den vorangegangenen Figuren vergrößerte Schnittdarstellung durch den Druckschalter im Bereich der Befestigung seines Mikroschalters.
  • Wie die Figur 1 erkennen läßt, hat der erfindungsgemäße Druckschalter ein Gehäuse 1 mit einem Gewindestutzen 2 zum Einschrauben in eine nicht dargestellte Gewinde­bohrung des Bauteils, an dem er angebracht werden soll. Im Gewindestutzen 2 ist eine koaxiale Bohrung 3 vorge­sehen, durch die das zu messende Druckmedium in einen Druckraum 4 bis vor die Stirnfläche eines Stempels 5 gelangen kann. Dieser Stempel 5 ist mittels einer Dich­tung 6 zum Gehäuse 1 hin abgedichtet, so daß eine Druck­beaufschlagung des Druckraumes 4 zu einer Verschiebung des Stempels 5 in der Zeichnung gesehen nach rechts führt. Der Stempel 5 legt sich dabei gegen einen Stößel 7, der mit seiner gegenüberliegenden Seite gegen einen um eine Achse 8 schwenkbaren, quer zum Stößel 7 ausge­richteten Kipphebel 9 anliegt.
  • Eine Stellfeder 10 spannt den Stößel in Richtung des Stempels 5 vor, wozu sie gegen ein Schraubstück 11 abge­stützt ist, welches zur Veränderung der Spannkraft der Stellfeder 10 mehr oder weniger weit in das Gehäuse 1 eingeschraubt werden kann.
  • Der Kipphebel 9 ist mit seiner Achse 8 am Gehäuse eines Mikroschalters 12 befestigt. Dieser Mikroschalter 12 hat einen Schaltstift 13, welcher auf der dem Mikroschalter 12 zugewandten Seite gegen den Kipphebel 9 anliegt und in der dargestellten Stellung mit dem Stößel 7 fluchtet. Für die Erfindung wesentlich ist, daß der Mikroschalter 12 quer zum Stößel 7 verschiebbar auf dem Gehäuse 1 befestigt ist. Zu diesem Zweck ist er mittels zweier Befestigungsschrauben 14, 15 auf noch zu erläuternde Weise gegen eine Wandfläche 16 des Gehäuses 1 gehalten. Löst man diese Befestigungsschrauben 14, 15 und schiebt den Mikroschalter 12 in der Zeichnung gesehen nach unten, dann drückt der Stößel 7 näher zur Achse 8 gegen den Kipphebel 9 als in der dargestellten Mittelstellung. Eine geringe axiale Verschiebung des Stößels 7 führt dadurch zu einer relativ starken Schwenkbewegung des Kipphebels 9 und damit zu einer entsprechend großen Ver­schiebung des Schaltstiftes 13, so daß es früher zu einem Schalten kommt.
  • Verschiebt man den Mikroschalter 12 in der Zeichnung gesehen nach oben, so tritt eine Weguntersetzung ein. Der Stößel 7 muß sich relativ weit axial verschieben, um eine geringe Verschiebung des Schaltstiftes 13 zu be­wirken.
  • Die Figur 2 verdeutlicht die Gestaltung des Druckschal­ters. Zu erkennen ist, wie der Mikroschalter 12 mit den Befestigungsschrauben 14, 15 gegen die Wandfläche 16 anliegt. Weiterhin ist eine stirnseitige Bohrung 17 zu sehen, in der man einen Teil der Mantelfläche eines zylindrischen Gleitstückes 18 erkennt.
  • Die Figur 3 zeigt, daß dieses Gleitstück 18 in einer Bohrung 19 verschieblich angeordnet ist und die Befesti­gungsschrauben 14, 15 durch den Mikroschalter 12 hin­durch in dieses Gleitstück 18 geschraubt sind. Ein nicht dargestelltes Langloch in der Wandfläche 16 ermöglicht eine Verschiebung des Mikroschalters 12 zusammen mit dem Gleitstück 18, sofern die Befestigungsschrauben 14, 15 nicht festgezogen sind.
  • Zur feinfühligen Verschiebung des Gleitstückes 18 dient ein Schrauber 20, der an seinem unteren Ende einen Kegel 21 mit einer Mehrfachverzahnung 22 aufweist. Diesen Schrauber 20 steckt man in die Bohrung 17, so daß sich seine Mehrfachverzahnung 22 auf die Mantelfläche des Gleitstückes 18 setzt. Da das Gleitstück 18 aus einem weicheren Werkstoff bestehen soll als die Mehrfachver­zahnung 22, drückt sich diese in die Mantelfläche des Gleitstückes 18 ein, so daß dieses durch Drehen des Schraubers 20 so verschoben werden kann, als ob es eine zahnstangenartige Verzahnung hätte. Man verschiebt in der Praxis das Gleitstück 18 und damit den Mikroschalter 12 so weit und in eine solche Richtung, bis daß der Differenzweg des Druckschalters die erforderliche Größe aufweist.
    • Auflistung der verwendeten Bezugszeichen
  • 1 Gehäuse
    2 Gewindestutzen
    3 Bohrung
    4 Druckraum
    5 Stempel

    6 Dichtung
    7 Stößel
    8 Achse
    9 Kipphebel
    10 Stellfeder

    11 Schraubstück
    12 Mikroschalter
    13 Schaltstift
    14 Befestigungsschraube
    15 Befestigungsschraube

    16 Wandfläche
    17 Bohrung
    18 Gleitstück
    19 Bohrung
    20 Schraube

    21 Kegel
    22 Mehrfachverzahnung

Claims (7)

1. Druckschalter mit einer vom zu messenden Druckmedium beaufschlagten Druckkammer und einem einen Schaltstift eines Mikroschalters betätigenden Stößel, dadurch ge­kennzeichnet, daß zwischen dem Schaltstift (13) und dem Stößel (7) ein Kipphebel (9) angeordnet ist, gegen den von einer Seite der Stößel (7) und von der gegenüber­liegenden Seite der Schaltstift (13) anliegen und daß der Mikroschalter (12) mit seinem Schaltstift (13) quer zu dem Stößel (7) in Längserstreckungsrichtung des Kipp­hebels (9) verschiebbar angeordnet ist.
2. Druckschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­net, daß der Kipphebel (9) quer zum Stößel (7) in Ver­schieberichtung des Mikroschalters (12) ausgerichtet ist.
3. Druckschalter nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Kipphebel (9) an einer in Ver­schieberichtung des Kipphebels (9) liegenden Seite des Gehäuses (1) des Mikroschalters (12) angelenkt ist.
4. Druckschalter nach einem oder mehreren der vorangehen­den Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Mikro­schalter (12) aus einer mit seinem Schaltstift (13) zum Stößel (7) fluchtenden Stellung in zwei entgegengesetzte Richtungen verschiebbar ausgebildet ist.
5. Druckschalter nach einem oder mehreren der vorangehen­den Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Mikro­schalterm (12) mit seiner Rückseite gegen eine Wandfläche (16) anliegt und mittels zumindest einer durch ein Lang­loch in der Wandfläche (16) führenden Befestigungs­schraube (14, 15) mit einem in einer in Verschieberich­tung verlaufenden Bohrung (19) hinter der Wandfläche (16) angeordneten Gleitstück (18) verbunden ist und daß ferner Mittel zum feinfühligen Verschieben des Gleit­stückes (18) bei gelockerter Befestigungsschraube (14, 15) vorgesehen sind.
6. Druckschalter nach Anspruch 4, dadurch gekennzeich­net, daß das Gleitstück (18) mit einem Teil seiner Man­telfläche in eine quer zur Verschieberichtung verlaufen­den Bohrung (17) zum Einsetzen eines Verstellwerkzeuges (Schrauber 20) greift.
7. Druckschalter nach einem oder mehreren der vorangehen­den Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Gleit­stück (18) aus einem im Vergleich zum Verstellwerkzeug (20) weichen Werkstoff besteht und das Verstellwerkzeug ein Schrauber (20) mit einer Mehrfachverzahnung (22) ist.
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EP0284948A3 EP0284948A3 (en) 1989-07-26
EP0284948B1 EP0284948B1 (de) 1993-01-20

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