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Elektrischer Druckschalter Die in hydraulischen Anlagen Verwendung
findenden Druckschalter weisen in der Regel ein Betätigungselement, z. B. einen
Kolben oder eine Membrane und einen elektrischen Schalter mit zwei Schaltstellungen,
z. B. einen Mikroschalter mit Springschaltwerk oder Entlaster, auf. DasBetätigungselement
wandelt den hydraulischen Druck in eine mechanische Kraft um, die durch eine Feder
kompensiert wird. Ändert sich nun der hydraulische Druck, so findet infolge der
Federkennlinie eine Wegänderung am Betätigungselement statt, die den elektrischen
Schalter beeinflußt.
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Liegt der hydraulische Druck unterhalb eines bestimmten Wertes, so
befindet sich der elektrische Schalter in seiner Ruhelage, steigt der Druck an,
so wird der Schalter in seine Arbeitslage gedrückt.
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Bei Flüssigkeitsversorgungsanlagen, z. B. für Wasser oder Heizöl,
ist es wünschenswert, noch einen dritten Schaltpunkt vorzusehen, der unterhalb des
Einschaltpunktes (Ruhelage des elektrischen Schalters) nochmals eine Ausschaltung
ermöglicht, damit solche Anlagen bei mangelndem Betriebsmittel oder Funktionsstörungen
der Pumpe, wobei trotz Einschaltung ein Speicher nicht wieder aufgeladen wird, nicht
unkontrolliert weiterlaufen, sondern in Störschaltung abgeschaltet werden.
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Zu diesem Zweck werden üblicherweise zwei Druckschalter oder Druckwächter
eingesetzt, von denen der eine die normale Minimum-Einschaltung und Maxiinum-Ausschaltung
übernimmt, während der zweite so in Reihe geschaltet ist, daß er in diesem Bereich
eingeschaltet ist und kurz unterhalb des Minimum-Einschaltpunktes des ersten Schalters
die Anlage ausschaltet. Soll eine solche Anlage in Betrieb genommen werden,
so muß dieser Sicherheitssehalter durch einen Drucktaster od. dgl. von Hand so lange
überbrückt werden, bis der Speicherdruck sich im normalen Ein-Aus-Niveau befindet
und damit der Sicherheitsschalter geschlossen ist.
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Nachteilig wirkt sich bei derartigen Anlagen somit der Umstand aus,
daß einerseits zwei Druckschalter oder Druckwächter und ein Drucktaster erforderlich
sind und daß andererseits bei Inbetriebnahme der Sicherheitsschalter von Hand überbrückt
werden muß.
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Der vorliegenden Erfindung liegt nunmehr die Aufgabe zugrunde, einen
Druckwächter zu schaffen, der trotz Verwendung eines normalen elektrischen Ein-Aus-Schalters
drei Schaltpunkte aufweist, so daß der Pumpenmotor bei Betriebsdruck der Pumpe eingeschaltet,
beim über- bzw. Unterschreiten des Betriebsdruckes dagegen ausgeschaltet wird.
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Zur Lösung der gestellten Aufgaben wird eine mechanische Schalteinrichtung
als Zwischenglied zwischen dem hydraulischen Betätigungselement und dem elektrischen
Schalter vorgeschlagen, die dergestalt ausgebildet ist, daß sowohl bei einer Aufwärts-
als auch bei einer Abwärtsbewegung des Betätigungselements der Schalter in gleicher
Richtung betätigt wird bzw. die gleiche Schaltung ausführt. Das Zwischenglied kann
beispielsweise einen Doppelnocken, eine Doppelkurbel oder ein Doppelhebel sein.
Die Betätigung des Zwischengliedes erfolgt durch das Betätigungselement mittels
eines an dem Zwischenglied fest angebrachten Hebels, der seinerseits in umgekehrter
Richtung durch eine Feder belastet wird. Zur übertragung der Bewegung des Zwischengliedes
auf den elektrischen Schalter kann ein Zwischenhebel vorgesehen sein.
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Steht der an dem Zwischenglied befestigte Hebel etwa waagerecht, so
soll sich das Betätigungselement etwa in der Mitte seines ihm möglichen Hubes befinden.
Die beiden Nocken, Kurbeln oder Hebel liegen in dieser Stellung etwa in gleicher
Höhe, und der durch sie betätigte Zwischenhebel nimmt seine tiefste Lage ein. Der
elektrische Schalter befindet sich somit in der unteren Endlage (Ein-Stellung des
Druckwächters). Diese Stellung entspricht einem Druck des hydraulischen Systems,
der der mittleren Federkraft gleichkommt.
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Erniedrigt oder erhöht sich der auf dem Betätigungselement ruhende
hydraulische Druck, so findet an dem Zwischenglied eine Drehung statt, die jedoch
unabhängig vom gegebenen Drehsinn durch die mechanische Schalteinrichtung in eine
immer nach oben gerichtete, geradlinige Bewegung umgewandelt
wird,
da nur eine der beiden Nocken, Kurbeln oder Hebel den Kontaktstift des elektrischen
# Schalters bzw. den Zwischenhebel jeweils nach oben drückt.
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Hierdurch wird also erreicht, daß der elektrische Schalter in seine
obere Endlage (Aus-Stellung des Druckwächters) gedrückt » wird, unabhängig davon,
ob der hydraulische Druck, bezogen auf die Ein-Stellung des Druckwächters, um einen
Betrag erhöht (normale Aus-Stellung) oder erniedrigt (Sicherheits-Aus-Stellung)
wird.
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Der vorgesehene Zwischenhebel ist ein fördernder Bestandteil der Schalteinrichtung
und ermöglicht eine exakte Übertragung der Nocken-, Kurbel- oder Hebelwege auf den
Schalter. Durch die unterschiedlichen Angriffspunkte der beiden Nocken od. dgl.
am Zwischenhebel entstehen jedoch unterschiedliche übersetzungsverhältnisse, was
insofern einen Vorteil bedeutet, als dadurch bei Druckerniedrigung unter den Einschaltpunkt
eine frühere Ausschaltung erreicht wird als bei Druckerhöhung. Dieser Effekt kann
durch eine unsymmetrische Ausbildung des Zwischengliedes verstärkt oder gemindert
werden.
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Es ist zweckmäßig, am Zwischenhebel eine EinsteHschraube vorzusehen,
wodurch mechanische Einstelltoleranzen sowie Befestigungstoleranzen zwischen Schalteinrichtung
und Schalter ausgeglichen werden können.
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Bei einfacheren Ausführungen ohne besondere Genauigkeitsbedingungen
kann der Zwischenhebel auch entfallen und die Betätigung des Schalters direkt durch
das Zwischenglied erfolgen.
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In den Zeichnungen sind verschiedene Ausführungsbeispiele des Gegenstandes
der Erfindung im Längsschnitt dargestellt.
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Bei dem in F i g. 1 gezeigten Druckschalter ist als Betätigungselement
eine Membrane 1 vorgesehen, die mit einem Stößel 2 in Verbindung steht. Der
Stößel 2 beeinflußt einen Hebel 3, der an dem um eine horizontale Achse drehbar
gelagerten Zwischenglied 4 befestigt ist, welches zwei Nocken 5 und
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aufweist. Der Hebel 3 steht unter der Wirkung einer Druckfeder
7, deren Vorspannung mit Hilfe einer EinsteRschraube 8 verändert werden
kann. Dem Hebel ist weiterhin ein Einschaltstift 9 zugeordnet, der
unter dem Einfluß einer sich auf dem Widerlager 11 abstützenden Druckfeder
10 steht. Dieser Stift kann mit einem in dem Hebel 3 vorgesehenen
Schlitz 18 in Eingriff gebracht werden.
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Der dargestellte Druckschalter arbeitet wie folgt: Bei stehendem Pumperunotor
wird kein Druck erzeugt, und die Feder 7 dreht den Hebel 3 entgegen
dem Uhrzeigersinn um die Achse des Zwischengliedes 4, so daß die Membrane
1 über den Stößel 2 nach unten durchgewölbt wird. Gleichzeitig drückt der
Nocken 6 des Zwischengliedes 4 den Schaltstift 12' des Schalters 12 nach
innen, wodurch der Motorstromkreis unterbrochen ist (Sicherheits-Aus-Stellung).
Der Einschaltstift befindet sich hierbei im oberen Totpunkt und seine untere Stirnfläche
liegt mit der Kante auf der Kante 18' des Schlitzes 18 auf.
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Soll der Pumpenmotor eingeschaltet werden, so ist es erforderlich,
den Einschaltstift 9 zu betätigen. Dieser drückt den Hebel 3 in die
Horizontale und dringt gleichzeitig in den Schlitz 18 ein. Da in diesem Moment
der Hebel 3 unter der Wirkung der Feder 7
etwas zuräckgedreht wird,
wird die Kante 18' des Schlitzes 18 gegen den Stift 9 gedrückt
und dieser klemmend festgehalten. Der Schaltstift 1V des Schalters 12. kann
nunmehr in die Mulde zwischen den beiden Nocken 5 und 6 eindringen,
wodurch der Pumpenmotor eingeschaltet und die Membrane von dem Fördermedium beaufschlagt
wird. Diese Schaltstellung ist in der#Fig. 1 dargestellt. überschreitet der
Druck die Spannung der Feder7,. so wird der Hebe13 durch den Stöße12 etwas angehoben,
wodurch die Klemmwirkung des Schlitzes18 aufgehoben wird und die Feder10 den Einschaltstift9
aus dem Schlitz18 ziehen kann. Er kann somit die späteren Schaltvorgänge nicht mehr
behindern.
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überschreitet der Druck des Fördermediums den eingestellten Betriebsdruck,
so wölbt sich die Meinbranel nach oben, und der Stöße12 verdreht den Hebe13, wodurch
der Nocken5 des Zwischengliedes 4 den Schaltstift 12" zurückdrückt und der Pumpenmotor
aus-eschaltet wird.
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In umgekehrter Weise wird der Pumpenmotor bei sinkendem Betriebsdruck
wieder eingeschaltet und bei Zusammenbruch des Betriebsdruckes bleibend ausgeschaltet.
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Die Wiedereinschaltung kann auch- über einen Nocken vorgenommen
werden, der direkt auf den die Schalteinrichtung betätigenden Hebe13 wirkt und diesen
anhebt.
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Der in der F i g. 2 dargestellte Druckschalter unterscheidet
sich von dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel dadurch, daß der Hebel
ein Winkelhebel 16 ist, dessen vertikaler Schenkel 17 mit dem Einschaltstift
19 zusainmenwirk . Außerdem ist zwischen dem Zwischenglied 20 und
dem elektrischen Schalter 21 ein Zwischenhebel 22 angeordnet, der über eine Einstellschraube
23 den Schalter 21 betätigt.
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Als weiteres Ausführungsbeispiel zeigt die F i g. 3
einen Druckschalter,
dessen Stößel 24 unter Fortfall der Membrane direkt von dem Druckmedium beaufschlagt
wird. -Als Zwischenglied findet eine Doppelkurbel Verwendung, deren Kurbeln
25 und 26 an dem Hebel 27 befestigt und in einem Lagerbock
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geführt sind. Die Bewegung der Doppelkurbel wird wiederum über einen Zwischenhebel
29 auf den elektrischen Schalter 30 übertragen.
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Gemäß F i g. 4 ist das Zwischenglied ein Doppelhebel, dessen
beide Schenkel 31 und 32 über einen Bolzen 33 und einen daran
befestigten Anschlag 34 die beiden Kontaktfedern 35 und 36 des elektrischen
Schalters betätigen.
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Bei der in F i g. 5 dargestellten Ausführung des Druckschalters
findet als Schalteinrichtung ein Doppelnocken 37 Verwendung, und der Zwischenhebel
38 und der Mikroschalter 39 sind um 901 verdreht angeordnet,
so daß der Zwischenhebel 38 in der Ein-Lage etwa senkrecht hängt. Die Betätigungseinrichtung
40 wirkt direkt auf die Feder 41 ohne Zwischenschaltung eines Hebels. Der die Schalteinrichtung
betätigende Hebel 42 wird durch eine nicht dargestellte Feder immer an den unteren
Federteller 44 angedrückt und folgt so der Bewegung des Betätigungselementes 40.
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Zum Einschalten des Schalters dient ein Nocken 43, der am verlängerten
Hebel 42 angreift und durch eine nicht dargestellte Feder bei Erreichen des entsprechenden
Druckes zurückschaltet.