EP0795884B1

EP0795884B1 - Pressure switch

Info

Publication number: EP0795884B1
Application number: EP97103153A
Authority: EP
Inventors: Albert Dirnberger
Original assignee: Elektromanufaktur Zangenstein Hanauer GmbH and Co KGaA
Current assignee: Elektromanufaktur Zangenstein Hanauer GmbH and Co KGaA
Priority date: 1996-03-15
Filing date: 1997-02-26
Publication date: 2003-10-15
Anticipated expiration: 2017-02-26
Also published as: EP0795884A2; DE19610254C1; DE59710843D1; EP0795884A3; ES2208778T3

Description

Die Erfindung betrifft einen Druckschalter mit mindestens einem gegen eine Vorspannkraft betätigbaren Schalter, einer zwei oder mehr Hebelarme aufweisenden Spinne, in die eine Kraft in einer ersten Richtung eingeleitet wird, um mittels der Hebelarme den bzw. die Schalter unter Überwindung der Vorspannkraft in Abhängigkeit von der Größe der eingeleiteten Kraft und damit in Abhängigkeit vom Druck selektiv zu betätigen.The invention relates to a pressure switch with at least one against a biasing force actuable switch, one having two or more lever arms Spider into which a force is applied in a first direction by means of the lever arms the switch or switches overcoming the preload depending on the magnitude of the force applied and therefore selectively depending on the pressure to operate.

Solche zum Beispiel aus der EP 0 347 904 B1 bekannten Druckschalter werden auch als "Druckwächter" bezeichnet. Sie dienen dazu, in Abhängigkeit von einem zu überwachenden Druck zumindest einen, üblicherweise zwei oder mehr elektrische Schalter zu betätigen. Nimmt der zu überwachende Druck zu, werden bei bestimmten, vorgewählten Drücken die Schalter nacheinander selektiv betätigt. Üblicherweise werden solche Mehrfach-Druckschalter mit einer Membran betätigt, d.h. der zu überwachende Druck erzeugt an der Membran eine Kraft, mit der die Schalter betätigt werden.Such pressure switches, for example known from EP 0 347 904 B1, are also used referred to as "pressure switch". They are used depending on one to be monitored Pressure at least one, usually two or more electrical switches to operate. If the pressure to be monitored increases, certain, Preselected presses selectively operated the switches one after the other. Usually such multiple pressure switches are operated with a membrane, i.e. the one to be monitored Pressure creates a force on the diaphragm that operates the switches become.

Solche membranbetätigten Schalteranordnungen, bei denen Schalter, insbesondere vorgespannte mechanische Schnappschalter, für elektrische Signale oder Lastströme in Abhängigkeit von einem auf die Membran einwirkenden Druck betätigt werden, finden vielfache praktische Anwendung zur Steuerung und Regelung von Geräten, beispielsweise Wasch- und Geschirrspülmaschinen. Die Membran wird dabei mit einem Druck belastet, der vom Wasserstand im Arbeitsraum des Gerätes abgeleitet ist. Bei dieser Anwendung wirkt also der Druckschalter als "Druckwächter" und misst die Höhe der Wassersäule in der Maschine.Such membrane-operated switch assemblies, in which switches, in particular preloaded mechanical snap-action switches, for electrical signals or load currents are actuated as a function of a pressure acting on the membrane, find multiple practical applications for the control and regulation of devices, for example washing machines and dishwashers. The membrane is with a Pressure that is derived from the water level in the working area of the device. In this application, the pressure switch acts as a "pressure switch" and measures it Height of the water column in the machine.

Bei technisch fortschrittlichen Wasch- und Geschirrspülmaschinen werden zur Reduzierung des Wasserverbrauchs relativ niedrige Wasserhöhen während eines Waschprogramms eingestellt. Dies hat zur Folge, dass bei gleichbleibender Baugröße des Druckwächters (und gleicher Membranfläche) nur relativ geringe Kräfte zum Schalten des Druckschalters zur Verfügung stehen. Weiterhin erfordern fortschrittliche Waschoder Geschirrspülmaschinen oder insoweit vergleichbare Geräte zur Einsparung von Energie- und Wasserverbrauch auch sehr genaue Schaltpunkte in Abhängigkeit vom Druck, und zwar sowohl bei Druckanstieg als auch bei Druckabfall. Auch werden kleine Hysteresen angestrebt. In technically advanced washing machines and dishwashers are used for reduction relatively low water levels during a washing program set. This has the consequence that with the same size of the Pressure switch (and the same membrane area) only relatively small forces for switching of the pressure switch are available. They also require advanced washing or Dishwashers or comparable devices to save Energy and water consumption also very precise switching points depending on Pressure, both when the pressure rises and when the pressure drops. Also be small Hysteresis sought.

Zur Erläuterung des Erfindungsgedankens soll zunächst anhand der Figuren 1 bis 3 der nächstkommende Stand der Technik untersucht werden, um daraus das der Erfindung zugrundeliegende Problem abzuleiten.To explain the concept of the invention, reference should first be made to FIGS. 1 to 3 the closest prior art will be examined to derive that of the invention derive underlying problem.

Fig. 1 zeigt in auseinandergezogener Darstellung einzelne Bauteile eines Druckschalters, nämlich ein Gehäuseunterteil 10, eine sogenannte Spinne 12, eine Platte 14, eine Membran 16 und einen Deckel 18. Diese Bauteile werden in der genannten Reihenfolge im bzw. am Gehäuseunterteil 10 montiert. Die Membran 16 bildet zusammen mit dem Deckel 18 einen Druckraum, in dem ein Druck herrscht, der vom Wasserstand in der Maschine (bei Anwendung in beispielsweise einer Waschmaschine) abgeleitet ist. In an sich bekannter Weise wird der von der Wasserhöhe abgeleitete Druck im Druckraum mittels einer Luftfalle erzeugt. Der Druck wird über einen Druckstutzen 20 in den genannten Druckraum zwischen Membran 16 und Deckel 18 übertragen.1 shows an exploded view of individual components of a pressure switch, namely a lower housing part 10, a so-called spider 12, a plate 14, a Membrane 16 and a cover 18. These components are in the order mentioned mounted in or on the lower housing part 10. The membrane 16 forms together with the lid 18 a pressure chamber in which there is a pressure from Water level in the machine (when used in a washing machine, for example) is derived. In a manner known per se, the one derived from the water level Pressure in the pressure chamber generated by means of an air trap. The pressure is over one Pressure port 20 in the pressure chamber between the membrane 16 and the cover 18th transfer.

Im Gehäuseunterteil 10 sind Schalter angeordnet (die einzelnen Schalter werden im Stand der Technik auch als "Schaltsysteme" bezeichnet.Switches are arranged in the lower housing part 10 (the individual switches are in the State of the art also referred to as "switching systems".

Der von oben auf die Membran 16 wirkende Druck wird über die Platte 14 und deren zentralen Zapfen 22 in eine Vertiefung 24, die mittig in der Spinne 12 ausgebildet ist, übertragen. Die Vertiefung 24 ist also die Stelle der Spinne 12, an der eine dem Membrandruck entsprechende Kraft in die Spinne 12 eingeleitet wird. Die Spinne 12 ist auf ihrer Unterseite an ihren Hebelarmenden abgestützt (vgl. auch Fig. 2). Die Abstützung der Spinne 12 auf den einzelnen von ihr betätigten Schaltern erfolgt über Dorne 28, die an den freien Enden der Schalterfedern 26 nach oben vorstehen und jeweils in eine Mulde 30 am Ende eines Hebelarmes der Spinne 12 eingreifen. Statt der Mulde kann auch eine Fläche oder ein Graben, je nach Funktion, vorgesehen sein. Fig. 1 zeigt im Gehäuseunterteil 10 beispielhaft einen einzigen Schalter I. Fig. 2 zeigt in Draufsicht das Gehäuseunterteil 10 mit drei Schaltern I, II und III.The pressure acting on the membrane 16 from above is via the plate 14 and its central pin 22 in a recess 24 which is formed centrally in the spider 12, transfer. The recess 24 is thus the location of the spider 12 at which one Membrane pressure corresponding force is introduced into the spider 12. The spider 12 is supported on its underside at its lever arm ends (see also FIG. 2). The support the spider 12 on the individual switches operated by it takes place over Mandrels 28 which project upwards at the free ends of the switch springs 26 and each engage in a recess 30 at the end of a lever arm of the spider 12. Instead of the trough can also have a surface or a trench, depending on the function his. 1 shows a single switch I in the lower housing part 10 by way of example. FIG. 2 shows a plan view of the lower housing part 10 with three switches I, II and III.

Jeder Schalter ist mittels einer Feder 32 in eine Position gemäß Fig. 1 vorgespannt. Die Feder 32 wirkt also als Druckfeder. Sie drückt das freie Ende 38 der Schalterfeder 26 in Fig. 1 nach oben gegen eine am Gehäuseunterteil 10 ausgebildete Nase. Das Gehäuseunterteil ist aus Kunststoff.Each switch is biased into a position according to FIG. 1 by means of a spring 32. The spring 32 thus acts as a compression spring. It presses the free end 38 of the switch spring 26 upward in FIG. 1 against a nose formed on the lower housing part 10. The Lower part of the housing is made of plastic.

Die Spreizkraft der Feder 32 ist mittels einer Spannschraube 34 einstellbar. Am anderen Ende der Schalterfeder 26 sind die zu schaltenden Schalterkontakte 40 angeordnet. Die Schalterfeder 26 ist etwa mittig an einer Stelle 42 eingespannt und so gestaltet, dass bei Bewegung des Federendes 38 in Fig. 1 nach unten gegen einen Anschlag 36 ein Kontaktkörper 44 sich vom oberen zum unteren Kontakt der Schalterkontakte 40 bewegt und so entweder ein Signal oder auch direkt ein Laststrom geschaltet wird. Bei den hier in Rede stehenden Druckschaltern fließen Lastströme mit beträchtlicher Stromstärke (z.B. 12 A oder größer).The spreading force of the spring 32 is adjustable by means of a clamping screw 34. At the other The switch contacts 40 to be switched are arranged at the end of the switch spring 26. The switch spring 26 is clamped approximately in the middle at a point 42 and is designed that when the spring end 38 moves downward in Fig. 1 against a stop 36 a contact body 44 extends from the upper to the lower contact of the switch contacts 40 moves and switched either a signal or a load current directly becomes. In the pressure switches in question, load currents flow with them considerable current (e.g. 12 A or greater).

In an sich bekannter Welse sind an der Membran 16 nach unten ragende Vorsprünge 46, 48 ausgeformt, die in zugeordnete Vertiefungen 50, 52 in der Platte 14 eingreifen, um eine zentrische Kraftübertragung mittels des Zapfens 22 in die zentrale Vertiefung 24 in der Spinne 12 sicherzustellen.In catfish known per se, projections projecting downward on the membrane 16 46, 48 are formed, which engage in associated depressions 50, 52 in the plate 14, for a central power transmission by means of the pin 22 in the central recess 24 ensure in the spider 12.

In Abhängigkeit vom auf die Membran 16 wirkenden Druck und damit von der auf die Spinne 12 übertragenen Betätigungskraft werden Kräfte auf die Dorne 28a, 28b und 28c der drei Schalter I, II und III gemäß Fig. 2 übertragen. Jeder der Schalter ist mittels einer Feder 32 in eine Offenstellung (gemäß Fig. 1) vorgespannt.Depending on the pressure acting on the membrane 16 and thus on the spider 12 transmitted operating force will be forces on the mandrels 28a, 28b and 28c of the three switches I, II and III shown in FIG. 2 transmitted. Everyone is the switch biased into an open position (according to FIG. 1) by means of a spring 32.

Die Spinne 12 verteilt die zentral in sie eingeleitete Kraft über die Dorne 28a, 28b und 28c auf die einzelnen vorgespannten Schalter I, II bzw. III. In Abhängigkeit von den Hebelarmen sind die über die Dorne 28a, 28b und 28c übertragenen Kräfte unterschiedlich. Bei den in Fig. 2 dargestellten Hebelarmen werden 43 % der über die Vertiefung 24 in die Spinne 12 eingeleiteten Kraft auf den Dorn 28a des Schalters I übertragen, während 33 % der Kraft auf den Dorn 28b des Schalters II und 24 % der Kraft auf den Dorn 28c des Schalters III übertragen werden.The spider 12 distributes the force introduced centrally into it over the mandrels 28a, 28b and 28c to the individual biased switches I, II and III. In dependence of the forces transmitted via the mandrels 28a, 28b and 28c are different from the lever arms. In the lever arms shown in Fig. 2, 43% of the over Recess 24 force applied to the spider 12 on the mandrel 28a of the switch I transmitted while 33% of the force on the mandrel 28b of switch II and 24% the force is transmitted to the mandrel 28c of the switch III.

In den Figuren sind einander entsprechende oder funktionsähnliche Bauteile mit gleichen Bezugszeichen versehen, gegebenenfalls durch einen zusätzlichen Buchstaben voneinander unterschieden.Corresponding or functionally similar components are the same in the figures Provide reference numerals, optionally with an additional letter distinguished from each other.

Fig. 3 zeigt einen Druckschalter gemäß dem Stand der Technik, bei dem anstelle der drei Schalter nach Fig. 2 nur zwei Schalter I, III vorgesehen sind. Beim in Fig. 3 oben gezeigten Beispiel betätigt der Arm 12b der Spinne keinen Schalter. Stattdessen stützt sich das äußere Ende des Armes 12b an einem fest mit dem Gehäuse 10 verbundenen Anschlag 54 ab. Diese Abstützung der Spinne 12 ist erforderlich, weil die Vertiefung 24, in der die Kraft in die Spinne 12 eingeleitet wird, nicht auf der Verbindungslinie 56 derjenigen Punkte liegt, an denen die Kraft über die Arme 12a, 12c auf die Schalter übertragen wird, d.h. der Verbindungslinie zwischen den Dornen 28a, 28c der Schalter I, III. Fig. 3 shows a pressure switch according to the prior art, in which instead of two switches I, III are provided. At the top in Fig. 3 Example shown, the arm 12b of the spider does not operate a switch. Instead the outer end of the arm 12 b is supported on a fixedly connected to the housing 10 Stop 54 off. This support of the spider 12 is necessary because of the Recess 24, in which the force is introduced into the spider 12, not on the connecting line 56 of those points where the force is exerted on the arms 12a, 12c the switch is transmitted, i.e. the line connecting thorns 28a, 28c the switch I, III.

Somit wird die über den Arm 12b abgeleitete Kraft vom Gehäuse 10 aufgefangen und nicht zur Betätigung eines Schalters genutzt.The force derived via the arm 12b is thus absorbed by the housing 10 and not used to operate a switch.

Beim in Fig. 3, unten, dargestellten Beispiel des Standes der Technik werden nur die Schalter I und II benutzt, während der dritte Arm 12c der Spinne 12 auf einem fest mit dem Gehäuse 10 verbundenen Anschlag 54a abgestützt ist, so dass auch bei diesem Druckschalter ein Großteil der in die Spinne eingeleiteten Kraft nutzlos verloren geht.In the example of the prior art shown in Fig. 3, below, only the Switches I and II are used while the third arm 12c of the spider 12 is fixed on one with the housing 10 connected stop 54a is supported, so that this too Pressure switch lost much of the force introduced into the spider useless goes.

Insbesondere bei den oben diskutierten fortschrittlicheren Wasch- und Spülmaschinen mit sehr genauer Steuerung zwecks Reduzierung von Wasser- und Energieverbrauch müssen niedrige Wasserstände detektiert und dabei hohe Ströme geschaltet werden. Möglichst hohe Betätigungskräfte für die Schaltsysteme sind daher erforderlich, um hohe Kontaktkräfte beim Betätigen des Schalters zu erhalten und große Lastströme (z.B. 16 Ampère) schalten zu können. Eine Vergrößerung der Membranfläche zur Erzeugung größerer Betätigungskräfte für die Schalter hätte aber den Nachteil einer Vergrößerung des Druckschalters insgesamt zur Folge.Especially with the more advanced washing machines and dishwashers discussed above with very precise control to reduce water and energy consumption must detect low water levels and switch high currents become. The highest possible actuation forces for the switching systems are therefore necessary to maintain high contact forces when operating the switch and large ones To be able to switch load currents (e.g. 16 amperes). An increase in the membrane area to generate greater actuation forces for the switches but would have The disadvantage of an enlargement of the pressure switch as a whole.

US 4,493,957 offenbart einen multimodalen Druckschalter gemäss dem Oberbegiff des Anspruchs 1, bei dem eine bewegbare Platte zur Betätigung einer Schalteranordnung in Abhängigkeit von auf ein Diaphragma wirkende Drücke bewegt wird. An der bewegbaren Platten sind Bereiche zum Betätigen einzelner Schalter der Schalteranordnung vorgesehen. Den zur Schalterbetätigung vorgesehenen Bereichen gegenüberliegend ist die bewegbare Platte an der Seite abgestützt, die der Schalteranordnung zugewandt ist. Auf der dieser Seite gegenüberliegenden Seiten ist zwischen dem zur Abstützung vorgesehenen Bereich und den zum Betätigen der Schalteranordnung vorgesehenen Bereichen ein Bereich vorgesehen, in dem von dem Diaphragma übertragene Kräfte eingeleitet werden. Wird die bewegbare Platte aufgrund einer Kraftübertragung durch das Diaphragma mit den Betätigungsbereichen in Richtung zu der Schalteranordnung bewegt, werden einzelne oder mehrere Schalter derselben betätigt. Bei dieser Bewegung stützt sich ein äußerer Bereich der bewegbaren Platte, der jenseits des zur Abstützung vorgesehenen Bereiches den Betätigungsbereichen gegenüber liegt, an einem Gehäusebereich dieses Schalters in einer Richtung ab, die der Richtung der Krafteinleitung seitens des Diaphragmas entgegengesetzt ist.US 4,493,957 discloses a multimodal pressure switch according to the preamble of claim 1, in which a movable Plate for actuating a switch arrangement depending on a diaphragm acting pressures is moved. There are areas on the movable panels provided for actuating individual switches of the switch arrangement. The for Switchable areas opposite the movable area Plate supported on the side facing the switch assembly. On this one Side opposite sides is between the one intended for support Area and the areas provided for actuating the switch arrangement Provided area in which the forces transmitted by the diaphragm are introduced become. The movable plate becomes due to a power transmission through the diaphragm with the operating areas moved towards the switch arrangement, single or multiple switches of the same are operated. With this movement supports an outer area of the movable plate, which is beyond the support intended area is opposite the operating areas, on a Housing area of this switch in a direction that the direction of the Force application on the part of the diaphragm is opposite.

Vom vorstehend diskutierten Stand der Technik ausgehend, ist es Ziel der Erfindung, den eingangs beschriebenen Druckwächter so zu gestalten, dass ohne Vergrößerung der Abmessungen des Druckschalters auch bei relativ geringen Drücken hohe Betätigungskräfte und kleinste Hysteresen für die Schalter erreicht werden.Starting from the prior art discussed above, the aim of the invention is to design the pressure switch described at the beginning so that without enlargement the dimensions of the pressure switch high actuation forces even at relatively low pressures and the smallest hysteresis for the switches can be achieved.

Hierbei ist die Spinne so gestaltet, dass sie sich beim Schalten mit zumindest einem Hebelarm in einer Richtung abstützt, die zumindest annähernd entgegengesetzt der Richtung der Krafteinleitung in die Spinne ist.Here, the spider is designed so that when switching with at least one Lever arm supports in a direction that is at least approximately opposite to the Direction of force in the spider.

Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass, in Richtung der Krafteinleitung In die Spinne gesehen, die Stelle der Krafteinleitung auf einer Seite einer Verbindungslinie zwischen zwei Stellen, an denen Hebelarme auf Schalter wirken, liegt und die Stelle, an der sich die Spinne mit dem weiteren Hebelarm in der entgegengesetzten Richtung abstützt, auf der anderen Seite dieser Verbindungslinie liegt.According to the invention it is provided that, in the direction of the introduction of force into the spider seen the location of the force application on one side of a connecting line between there are two places where lever arms act on switches and the place at the spider with the other lever arm in the opposite direction supports, lies on the other side of this connecting line.

Eine andere bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass die Spinne zumindest einen Hebelarm hat, der bei Einleitung der Kraft in die Spinne nach Überwindung einer Freistrecke auf einen fest mit dem Gehäuse des Schalters verbundenen Anschlag trifft und so die Spinne bei den nachfolgenden Betätigungen von Schaltern an diesem Anschlag abstützt.Another preferred embodiment of the invention provides that the spider at least has a lever arm which, when the force is introduced into the spider after being overcome a free path on a firmly connected to the housing of the switch Stop hits and so the spider in the subsequent actuation of switches supported on this stop.

Eine große Vielseitigkeit und Anpassbarkeit eines vorgegebenen Schaltergehäuses an unterschiedliche Anforderungen hinsichtlich der Zahl und Anordnung der Schalter ergibt sich insbesondere dann, wenn die Betätigungskraft an einer Stelle in die Spinne eingeleitet wird, die zumindest annähernd zentrisch in Bezug auf die Kraft erzeugende, kreisflächenförmige Membran ist.Great versatility and adaptability to a given switch housing results in different requirements regarding the number and arrangement of the switches especially when the operating force at one point in the spider is initiated, which is at least approximately centric with respect to the force-generating circular membrane.

Mit dem Erfindungsgedanken lassen sich Druckschalter unterschiedlichster Struktur verwirklichen. Bevorzugt werden der abstützende Hebelarm der Spinne und die Schalter betätigenden weiteren Hebelarme so in Bezug zueinander und zur Stelle der Krafteinleitung in die Spinne angeordnet, dass ein oder mehr einseitige Hebel gebildet werden und so die Betätigungskräfte für die Schalter deutlich größer sind als die in die Spinne eingeleitete Kraft.With the idea of the invention, pressure switches of various structures can be realize. The supporting lever arm of the spider and the are preferred Switch actuating further lever arms in relation to each other and to the location of the Force transmission into the spider arranged that one or more unilateral levers are formed and so the operating forces for the switches are significantly larger than that force introduced into the spider.

Die vorstehend skizzierten Erfindungsgedanken lehren die Verwendung eines Spinnen-Hebelarmes, mit dem sich die Spinne beim Betätigen von zumindest einem Schalter in einer zur Krafteinleitungsrichtung entgegengesetzten Richtung abstützt. Dabei ist die Geometrie der Hebelarme so gewählt, dass das oben gesetzte Ziel der maximalen Kraftausnutzung erreicht ist. Im Stand der Technik sind Spinnen der hier in Rede stehenden Art bekannt, die einen Hebelarm aufweisen, der nicht auf einen vorgespannten Schalter drückt. Dabei werden die Hebelarme aber nicht im Sinne der Erfindung gestaltet. Sie dienen nur der Führung der Spinne und heben bei Betätigung der Spinne sofort ab, d.h. sie nehmen keine Kräfte im Sinne einer erfindungsgemäßen Abstützung der Spinne auf.The inventive ideas outlined above teach the use of a spider lever arm, with which the spider turns when actuating at least one Support switch in a direction opposite to the direction of force application. The geometry of the lever arms is chosen so that the target set above maximum use of force is reached. In the prior art, spiders are the ones here known type in question, which have a lever arm that is not on a biased switch presses. The lever arms are not in the sense of Invention designed. They only serve to guide the spider and lift when actuated the spider immediately, i.e. they do not take any forces in the sense of an invention Support the spider on.

Beim Ausführungsbeispiel wird die Spinne so gestaltet, dass der Hebelarm, mit dem sie sich in der zur Krafteinleitungsrichtung entgegengesetzten Richtung abstützt, zumindest annähernd von der Stelle der Spinne ausgeht, an der die Betätigungskraft in die Spinne eingeleitet wird. Andere Ausführungen der Anbindung an die Spinne sind möglich.In the embodiment, the spider is designed so that the lever arm with which it is supported in the direction opposite to the direction of force application, at least approximates the position of the spider at which the operating force in the spider is launched. Other versions of the connection to the spider are possible.

Wenn vorstehend von Hebelarmen die Rede ist, so ist dies funktionsmäßig in Bezug auf die wirkenden Kraft- und Drehmomente zu verstehen und nicht notwendig im Sinne einer Formgestaltung von langgestreckten (dünnen) Hebelarmen. Die Spinne kann also auch ein großflächiges, annähernd plattenartiges Gebilde sein. Wesentlich ist, dass durch die Krafteinleitung in die Spinne einerseits und die Abstützpunkte der Spinne an den Schaltern bzw. dem Schaltergehäuse andererseits die oben definierten Hebel gebildet werden.If lever arms are mentioned above, this is functionally related to understand the acting forces and torques and not necessary in Meaning of a design of elongated (thin) lever arms. The spider can also be a large, approximately plate-like structure. Essential is that by introducing force into the spider on the one hand and the support points of the Spider on the switches or the switch housing, on the other hand, the ones defined above Levers are formed.

Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt bzw. zeigen:

Fig. 1 bis 3: oben erläuterte Druckschalter gemäß dem Stand der Technik;
Fig. 4: ein erstes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Druckschalters;
Fig. 5: ein weiteres Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Druckschalters;
Fig. 6: drei Abwandlungen eines erfindungsgemäßen Druckschalters nach Fig. 4;
Fig. 7: drei Abwandlungen eines erfindungsgemäßen Druckschalters nach Fig. 5;
Fig. 8 und 9: weitere Ausführungsbeispiele von erfindungsgemäßen Druckschaltern.

Exemplary embodiments of the invention are explained in more detail below with reference to the drawing. It shows or show:

1 to 3: Pressure switches according to the prior art explained above;
Fig. 4: a first embodiment of a pressure switch according to the invention;
Fig. 5: a further embodiment of a pressure switch according to the invention;
Fig. 6: three modifications of a pressure switch according to the invention according to FIG. 4;
Fig. 7: three modifications of a pressure switch according to the invention according to FIG. 5;
8 and 9: further exemplary embodiments of pressure switches according to the invention.

Fig. 4 zeigt eine Draufsicht (entsprechend Fig. 2) auf ein erstes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Druckschalters. In Fig. 4 sind der Gehäusedeckel (Fig. 1, Bezugszeichen 18), die Membran (Fig. 1, Bezugszeichen 16) und die Platte (Fig. 1, Bezugszeichen 14) weggelassen, um den Blick von oben in das Innere des Gehäuseunterteils 10 freizugeben. Vervollständigt wird der Druckschalter also durch Hinzufügung einer Platte 14, einer Membran 16 und eines Deckels 18 gemäß Fig. 1.FIG. 4 shows a top view (corresponding to FIG. 2) of a first exemplary embodiment a pressure switch according to the invention. In Fig. 4, the housing cover (Fig. 1, Reference number 18), the membrane (FIG. 1, reference number 16) and the plate (FIG. 1, Reference numeral 14) omitted to view the inside of the lower housing part 10 to release. So the pressure switch is completed by adding a plate 14, a membrane 16 and a cover 18 according to FIG. 1.

Beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 4 werden nur zwei Schalter I und III verwendet, es handelt sich also um einen sogenannten 2-fach-Druckwächter. Es können zusätzlich noch als solche bekannte Überlaufschutzkontakte vorgesehen sein, die hier aber nicht näher dargestellt sind.4, only two switches I and III are used, it is a so-called double pressure switch. It can also overflow protection contacts known as such can be provided, but here are not shown in detail.

Durch den auf die Membran ausgeübten Druck wird eine Kraft erzeugt, die über einen Zapfen in die zentrale Vertiefung 24 der Spinne 12 eingeleitet wird. In Fig. 4 ist diese Kraft mit "M" bezeichnet. Die Kraft steht senkrecht zur Zeichnungsebene. Der Kraftvektor M zeigt in Richtung der Betrachtung (also von oben in die Zeichnung hinein). Zwei Arme 12a, 12c der Spinne 12 erstrecken sich etwa radial von der zentralen Krafteinleitungsstelle zu Dornen 28a, bzw. 28c der beiden Schalter I, III. Die federgespannten Dorne 28a, 28c drücken die zugeordneten Hebelarme 12a bzw. 12c in Fig. 4 axial nach oben, d.h. entgegengesetzt zur Richtung des Kraftvektors M. Das hierdurch entstehende Kippmoment an der Spinne 12 wird durch einen weiteren Arm 12d aufgefangen, der sich mit seinem radial äußeren Ende unter einer vom Rand 10a des Gehäuseunterteils 10 vorstehenden Lasche 58 abstützt. Mit anderen Worten: In der Draufsicht gemäß Fig. 4 greift das radial äußere Ende des Hebelarmes 12d unter die vom Gehäuserand 10a radial nach innen vorstehende Lasche 58. Damit wird das vorstehend erläuterte Kippmoment an der Spinne 12 aufgefangen, und die Spinne hat einen stabilen Ruhezustand, in dem noch kein Schalter I, III betätigt ist.Due to the pressure exerted on the membrane, a force is generated which over a Pin is introduced into the central recess 24 of the spider 12. 4 is this force labeled "M". The force is perpendicular to the plane of the drawing. The Force vector M points in the direction of observation (i.e. from above into the drawing). Two arms 12a, 12c of the spider 12 extend approximately radially from the central one Force application point to thorns 28a and 28c of the two switches I, III. The spring loaded Mandrels 28a, 28c push the associated lever arms 12a and 12c in Fig. 4 axially upwards, i.e. opposite to the direction of the force vector M. Das this creates a tilting moment on the spider 12 by another arm 12d, which is located with its radially outer end under one of the edge 10a of the lower housing part 10 supports tab 58. In other words: in 4 engages under the radially outer end of the lever arm 12d the tab 58 protruding radially inward from the housing edge 10a Tilting moment explained above captured on the spider 12, and the spider has a stable idle state in which no switch I, III is actuated.

Die Spinne 12 stützt sich also mit dem Hebetarm 12d in einer Richtung an der Lasche 58 ab, die entgegengesetzt ist (antiparallel) zur Richtung der Kraft M. Es wirken deshalb beiderseits der Verbindungslinie 56 zwischen den Punkten, an denen die Hebelarme 12a, 12c auf die zugeordneten Schalter drücken, zwei Drehmomente auf die Spinne 12, die sich in unbetätigtem Zustand der Spinne die Waage halten.The spider 12 is thus supported with the lifting arm 12d in one direction on the tab 58, which is opposite (antiparallel) to the direction of the force M. It therefore works on either side of the connecting line 56 between the points at which the lever arms Press 12a, 12c on the assigned switches, two torques on the Spider 12, which balance the spider when the spider is not actuated.

Erhöht sich nun der Druck über der Membran und wird entsprechend eine größere Kraft M an der Stelle 24 in die Spinne 12 von oben eingeleitet, so werden auch die Hebel 12a und 12c in Fig. 4 nach unten (unter die Zeichnungsebene) gedrückt, wenn die Kräfte der Federn (vgl. Fig. 1, Bezugszeichen 32), mit denen die Schalter I, III vorgespannt sind, überwunden werden. Die Spinne 12 bildet somit einen einseitigen Hebel, wobei die auf die Dorne 28a, 28c wirkenden Hebelkräfte durch die Projektionen der Hebel 12a bzw. 12c auf die Verbindungslinie 57 zwischen der Stelle, an der die Kraft M eingeleitet wird, und der Stelle, an der sich der Hebel 12d unter der Lasche 58 abstützt, bestimmt sind. An der Schnittstelle der genannten Verbindungslinien 56, 57 wirkt (virtuell) eine Kraft M₁, die sich aus den in Fig. 4 dargestellten Hebelarmen I₂ und I₁ zu M₁ = M· I₂/I₁ ergibt. Da der zur Kraft M gehörende Hebelarm I₂ größer ist als der zur Kraft M₁ gehörende Hebelarm I₁, ergibt sich, dass die Kraft M₁, in Abhängigkeit von den gewählten Hebelarmen, deutlich größer ist als die Kraft M.Now increases the pressure across the membrane and correspondingly a greater force M is introduced at the point 24 into the spider 12 from above, so the levers 12a and 12c in Fig. 4 are pressed down (below the plane of the drawing) when the Forces of the springs (see FIG. 1, reference numeral 32) with which the switches I, III are biased are overcome. The spider 12 thus forms a one-sided lever, the lever forces acting on the mandrels 28a, 28c through the projections of the levers 12a and 12c on the connecting line 57 between the point at which the force M is introduced and the point at which the lever 12d is supported under the tab 58, are determined. A force M ₁ acts (virtually) at the interface of the mentioned connecting lines 56, 57, which results from the lever arms I ₂ and I ₁ shown in FIG. 4 for M ₁ = M * I ₂ / I ₁ . Since the lever arm belonging to the motor M I ₂ is greater than the force belonging to the lever arm M ₁ I _1, it follows that the force M _1, is significantly larger, depending on the selected lever arms than the force of M.

Die Kraft M₁ teilt sich auf die beiden Schalter I, III gemäß den Hebelarmen a und b auf, wobei die Hebelarme a und b jeweils dem Abstand der Punkte, an denen auf die Schalter gedrückt wird, (Dorne 28a, 28c) von der Verbindungslinie 57 zwischen der Vertiefung 24 und der Lasche 58 entsprechen. Beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 4 ist der Hebelarm "a" etwas länger als der Hebelarm "b". Dies bedeutet, dass bei Zugrundelegung der in Fig. 4 dargestellten Abmessungen die am Schalter III wirkende Kraft verdoppelt und die am Schalter II wirkende Kraft etwa verdreifacht ist. Dadurch ist es möglich, das Schaltverhalten und die Schaltreihenfolge zu beeinflussen.The force M ₁ is divided between the two switches I, III according to the lever arms a and b, the lever arms a and b each being the distance between the points at which the switches are pressed (mandrels 28a, 28c) from the connecting line 57 correspond between the recess 24 and the tab 58. 4, the lever arm "a" is slightly longer than the lever arm "b". This means that, based on the dimensions shown in FIG. 4, the force acting on switch III is doubled and the force acting on switch II is approximately tripled. This makes it possible to influence the switching behavior and the switching sequence.

Bei unverändert bleibendem Gehäuse 10 mit darin fest positionierten Schaltern und im wesentlichen gleichbleibender Spinne 12 lässt sich die Kraftverteilung einfach dadurch variieren, dass die Stelle variiert wird, an der sich der Hebelarm 12d an der Lasche 58 abstützt.With the housing 10 remaining unchanged with switches and essentially constant spider 12, the force distribution can be done easily vary that the location where the lever arm 12d on the tab is varied 58 supports.

Beim Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 4 können für beide Schalter I und III sehr niedrige Schaltwerte (geringe Kräfte M) gewählt werden, und das System hat insgesamt eine sehr kleine Hysterese. Das System ist einfach zu justieren, und es können sehr große Lastströme direkt durch die Schalter fließend geschaltet werden.4 for both switches I and III can be very low switching values (low forces M) can be selected, and the system has overall a very small hysteresis. The system is easy to adjust and it can very large load currents can be switched directly through the switches.

Fig. 5 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Druckschalters. Auch bei diesem Ausführungsbeispiel stützt sich entsprechend dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 4 die Spinne 12 mit einem Arm 12d unter der Lasche 58 am Gehäuse 10 ab. Fig. 5 shows a further embodiment of a pressure switch. This too The embodiment is based on the embodiment of FIG. 4 the spider 12 with an arm 12d under the tab 58 on the housing 10.

Beim Druckschalter gemäß Fig. 5 ist angenommen, dass der Schalter III bei einer sehr hohen Wassersäule (großen Kraft M) schalten soll. Dies könnte dadurch erreicht werden, dass die Vorspannkraft des Schalters III (vgl. Fig. 1, Feder 32) entsprechend stark gewählt wird. Dies führt aber bei der Herstellung des Schalters III zu Problemen, insbesondere wenn es sich um einen gefederten Schnappschalter handelt.5 it is assumed that the switch III at a switch very high water column (large force M). This could be achieved be that the biasing force of the switch III (see FIG. 1, spring 32) accordingly is strongly chosen. However, this leads to problems in the manufacture of switch III, especially if it is a spring-loaded snap switch.

Das in Fig. 4 erläuterte Prinzip der Erfindung ermöglicht hier eine Lösung des Problems, in einfacher Weise für den Schalter III eine sehr hohe Schaltkraft vorzusehen. Für den Schalter I soll dabei gelten, dass er mit relativ geringer Schaltkraft betätigbar sein soll (so wie beide Schalter gemäß Fig. 4).The principle of the invention explained in FIG. 4 enables the problem to be solved here, to provide a very high switching force in a simple manner for the switch III. It should apply to switch I that it can be operated with a relatively low switching force should be (like both switches according to FIG. 4).

Hierzu ist gemäß Fig. 5 ein vierter Hebelarm 12e der Spinne 12 vorgesehen, der sich an einem Anschlag 60, welcher fest mit dem Gehäuse 10 verbunden ist, abstützen kann. Allerdings stützt sich das radial äußere Ende des Hebelarms 12e nicht in der Ruhestellung des Schalters am Anschlag 60 ab, sondern erst, wenn die Spinne 12 durch die Kraft M bereits soweit niedergedrückt ist, dass der Schalter I geschlossen ist. Im Ruhezustand liegt also der Arm 12e noch ohne jegliche Abstützung frei in der Luft. Fig. 5 zeigt unten rechts einen Schnitt A-B. Danach hat im Ruhezustand (drucklos) das radial äußere Ende des Armes 12e einen Abstand "d" vom Anschlag 60. Ist aufgrund einer Druckerhöhung und damit einer Erhöhung der Kraft M der Schalter I geschlossen und wird der Druck weiter erhöht, dann stützt sich der Arm 12e am Anschlag 60 ab, und die Spinne 12 wirkt insgesamt wie ein oben anhand der Fig. 3 beschriebener Druckschalter gemäß dem Stand der Technik, d.h. es wird ein Teil der von der Membran erzeugten Kraft M ungenutzt über den Anschlag 60 in das Gehäuse abgeleitet und nur ein verhältnismäßig geringer Teil der Kraft steht dann zum Niederdrücken des Hebelarmes 12c der Spinne 12 zur Verfügung. Damit können für den Schalter III die angestrebten hohen Schaltwerte (und entsprechend hohen Wassersäulen) realisiert werden.5, a fourth lever arm 12e of the spider 12 is provided for this purpose support on a stop 60, which is firmly connected to the housing 10 can. However, the radially outer end of the lever arm 12e is not supported in the Rest position of the switch at the stop 60, but only when the spider 12th is already depressed by the force M to the extent that the switch I is closed is. In the idle state, the arm 12e is still freely in the without any support Air. Fig. 5 shows a section A-B in the lower right. After that has at rest (depressurized) the radially outer end of the arm 12e a distance "d" from the stop 60. Is due to an increase in pressure and thus an increase in the force M of Switch I closed and the pressure is increased further, then the arm is supported 12e at the stop 60, and the spider 12 acts as a whole based on the Fig. 3 described pressure switch according to the prior art, i.e. it will be a Part of the force M generated by the membrane unused via the stop 60 in the Housing derived and then only a relatively small part of the force stands available for depressing the lever arm 12c of the spider 12. So that can for switch III the desired high switching values (and correspondingly high Water columns) can be realized.

Fig. 6 zeigt drei Abwandlungen des Ausführungsbeispieles nach Fig. 4, wobei jeweils paarweise unterschiedliche Schalterpaare betätigt werden, nämlich die Schalterpaarungen I-II, I-III und II-III. Die Beispiele der Fig. 6 verstehen sich aufgrund der obigen Beschreibung und der Bezugszeichen von selbst.Fig. 6 shows three modifications of the embodiment of FIG. 4, each different pairs of switches are operated, namely the switch pairs I-II, I-III and II-III. The examples of FIG. 6 are based on the above Description and the reference number by itself.

Fig. 7 zeigt drei Abwandlungen des Ausführungsbeispieles nach Fig. 5. Bei diesen Ausführungsbeispielen werden jeweils die Schalterkombinationen I-II, I-III und II-III wahlweise betätigt, wobei jeweils ein vierter Arm 12e vorgesehen ist, der sich nach Überwindung einer Freistrecke "d" an einem Anschlag 60 so abstützt, dass für die Betätigung des dann noch nicht betätigten, offenen Schalters eine relativ große Kraft (entsprechend einer hohen Wassersäule) erforderlich ist.Fig. 7 shows three modifications of the embodiment of Fig. 5. In these The switch combinations I-II, I-III and II-III are exemplary embodiments optionally operated, a fourth arm 12e is provided, which follows Overcoming a free distance "d" is supported on a stop 60 so that for the Actuation of the open switch, which has not yet been actuated, a relatively large force (corresponding to a high water column) is required.

Fig. 8 zeigt einen weiteren erfindungsgemäßen Druckschalter, der sich von den Ausführungsbeispielen gemäß den Figuren 5 und 7 dadurch unterscheidet, dass der dortige Anschlag 60 durch einen Schalter ersetzt ist. Beim Druckschalter nach Fig. 8 werden also alle drei Schalter I, II und III durch jeweils zugeordnete Arme 12a, 12b bzw. 12c der Spinne 12 gegen eine Vorspannkraft niedergedrückt, und zwar in Abhängigkeit von der Kraft "M". Dabei ist im Ruhezustand der Spinne 12 ein Spinnenarm, zum Beispiel der Arm 12b, noch nicht auf dem zugeordneten Dorn 28b des zugeordneten Schalters II abgestützt. Vielmehr muss dieser Arm erst einen Abstand "d" überwinden (analog Fig. 5, Schnitt A-B), bis er auf den Dorn 28b auftrifft. Dies bedeutet, dass für den Schalter I eine sehr geringe Schaltkraft wirksam ist, also der Vorteil der Abstützung der Spinne 12 über den Arm 12d unter der Lasche 58 voll gegeben ist. Mit zunächst langsam wachsender Kraft M (und entsprechend geringer Wassersäule) schaltet also zuerst der Schalter I und zeitgleich oder kurz danach stützt sich der zuvor noch freie Arm 12b nun auf dem zugeordneten Dorn 28b des Schalters II ab, so dass dann für die Schalter II und III relativ hohe Schaltkräfte gewählt werden können.8 shows a further pressure switch according to the invention, which differs from the exemplary embodiments according to Figures 5 and 7 differs in that the local Stop 60 is replaced by a switch. In the pressure switch according to FIG. 8 are all three switches I, II and III by respectively assigned arms 12a, 12b or 12c of the spider 12 against a biasing force, depending on from the force "M". Here is a spider arm in the idle state of the spider 12, for example the arm 12b, not yet on the associated mandrel 28b of the associated one Switch II supported. Rather, this arm must first have a distance "d" overcome (analog. Fig. 5, section A-B) until it hits the mandrel 28b. This means, that a very low switching force is effective for switch I, that is Given the advantage of supporting the spider 12 on the arm 12d under the tab 58 fully is. With initially slowly increasing force M (and correspondingly less Water column), switch I switches first and at the same time or shortly thereafter the previously free arm 12b is now supported on the associated mandrel 28b of the Switch II off, so that relatively high switching forces are then selected for switches II and III can be.

Fig. 9 zeigt, dass die Erfindung auch bei einem 1-fach-Druckwächter eingesetzt werden kann. Der Arm 12e der Spinne 12 stützt sich an einem gehäusefesten Anschlag 60 ab, und der Arm 12d der Spinne 12 ist wieder unter eine Lasche 58 am Gehäuserand 10a gefädelt. Der einzige Schalter I wird vom Arm 12a betätigt, und zwar mit relativ großer Schaltkraft. Dies ermöglicht einen in den Abmessungen sehr kleinen Druckwächter, wobei die Stelle, an der die Schaltkraft in den Schalter I eingeleitet wird, nicht zentrisch liegen muss.Fig. 9 shows that the invention can also be used with a single pressure switch can. The arm 12e of the spider 12 is supported on a stop fixed to the housing 60, and the arm 12d of the spider 12 is again under a tab 58 on the edge of the housing 10a threaded. The only switch I is actuated by the arm 12a, with relatively large switching force. This enables a very small size Pressure switch, the point at which the switching force is initiated in the switch I. does not have to be centered.

Die Erfindung ermöglicht mit den dargestellten Ausführungsbeispielen sowohl ein selektives als auch ein gleichzeitiges Schalten von Schaltsystemen.With the illustrated exemplary embodiments, the invention enables both a selective one as well as a simultaneous switching of switching systems.

Claims

A pressure switch, comprising

at least one switch (I, II, III) which can be operated against a bias force,

a spider (12) comprising two or more lever arms (12a, 12b, 12c, 12d, 12e) into which a force is introduced in a first direction in order to selectively operate the switch or the switches, respectively (I, II, III), via at least one of the lever arms, overcoming the bias force, depending on the magnitude of the pressure-dependent introduced force, with the spider (12) having at least one lever arm (12d) by means of which it supports itself upon the introduction of force in a direction at least approximately opposite to the first direction,

characterised in that

the site (24) of the introduction of force into the spider (12) lies on one side of an interconnecting line (56) between two sites (28a, 28c) at which lever arms (12a, 12c) act upon switches (I, II, III), and the site (58) where the spider (12) supports itself by means of the further lever arm (12d) lies on the other side of the interconnecting line (56), when viewed in the first direction.
The pressure switch according to Claim 1,
characterised in that
the force in the first direction is introduced into the spider (12) by a pressure-operated diaphragm (16) normal to the diaphragm area.
The pressure switch according to Claim 2,
characterised in that
the diaphragm (16) has a circular shape and is clamped at its margin in a housing (10) accommodating the switches (I, II, III).
The pressure switch according to Claim 3,
characterised in that
a force-transmitting plate (14) is arranged between the diaphragm (16) and the spider (12), which introduces the force into the spider (12) by a central pin (22).
The pressure switch according to one of the previous claims, characterised in that
the spider (12) has at least one lever arm (12e) which upon the introduction of force hits a stop (60) after overcoming a free distance (d) and in this manner supports the spider (12).
The pressure switch according to one of Claims 3 or 4,
characterised in that
the force is introduced into the spider (12) at a site (24) which lies at least approximately on the centre axis of the circular area.
The pressure switch according to one of the previous claims, characterised in that
the force with which at least one of the switches (I, II, III) is operated is greater than the force introduced by the spider (12) into the switching system, preferably at least 1.3 time greater.
The pressure switch according to one of the previous claims, characterised in that
at least one switch (I, II, III) is provided which can be operated against a bias force by means of arms (12a, 12b, 12c) originating from the site (24) of the introduction of force into the spider (12).
The pressure switch according to one of the previous claims, characterised in that
at least two switches (I, II, III) are provided which can be operated against a bias force by means of arms (12a, 12b, 12c) originating from the site (24) of the introduction of force into the spider (12).
The pressure switch according to one of the previous claims, characterised in that
the further lever arm (12d) by means of which the spider (12) supports itself in a direction opposite to the direction of the introduction of force, originates at least approximately from the site (24) of the spider (12) where the operating force is introduced into the spider.
The pressure switch according to Claim 5,
characterised in that
the stop is a further switching system (Fig. 8).