DE1172759B - Druckabhaengiger Schaltmechanismus fuer elektrische Anlagen - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Internat. Kl.: H 02 c

Deutsche Kl.: 21 c - 40/04

Nummer: 1 172 759

Aktenzeichen: R 20795 VIII d / 21 c

Anmeldetag; 16. März 1957

Auslegetag: 25. Juni 1964

Die Erfindung bezieht sich auf einen Schaltmechanismus für elektrische Anlagen mit einem zwischen zwei Steuerstellungen arbeitenden Schalter und einem auf einen Betriebszustand der Anlage ansprechenden druckempfindlichen Organ, welches beim Ansprechen auf Änderungen in dem Betriebszustand in einer Richtung über einen gegebenen Bereich bewegbar ist, um den Schalter aus seiner einen Steuerstellung in die andere umzulegen, und welches eine Blockierungsvorrichtung steuert, die beim Ansteigen des Druckes in der Anlage über eine vorbestimmte Grenze hinaus in der einen Richtung bewegt wird, um den Schalter in seine andere Steuerstellung umzulegen, und die außerdem dahingehend wirkt, beim Ansprechen auf Änderungen unterhalb der vorbestimmten Grenze die Bewegung des druckempfindlichen Organs in der entgegengesetzten Richtung innerhalb des gegebenen Bewegungsbereiches zu verhindern, wobei die Blockierungsvorrichtung einen schwenkbar gelagerten Teil aufweist, der beim Ansprechen des druckempfindlichen Organs auf eine Druckerhöhung von dem Organ entgegen der Kraft einer mit dem schwenkbaren Teil arbeitsmäßig verbundenen Feder in der einen Richtung bewegbar ist.

Schaltmechanismen dieser genannten Art sind z. B. in der Kühl- oder Gefriertechnik mehrfach bekannt, jedoch folgen bei diesen das druckempfindliche Organ und die von ihm betätigten Teile allen durch Druckänderungen hervorgerufenen Bewegungen. Diese Bewegungen erhöhen die Abnutzung und haben häufig eine Änderung der Einstellung zur Folge, was zu ungenauem Arbeiten oder Versagen des Schaltmechanismus führen kann.

Demgegenüber besteht der Zweck der Erfindung darin, einen Schaltmechanismus der einleitend genannten Art zu schaffen, bei welchem das druckempfindliche Organ und die von ihm betätigten Teile den durch Druckänderungen in der zu regelnden Anlage hervorgerufenen Bewegungen nur in einer Richtung folgen und auch nur dann, wenn der bisherige Höchstwert des Druckes überschritten wird.

Gemäß der Erfindung wird dieser Zweck dadurch erfüllt, daß der schwenkbare Teil einen keilförmigen Nocken trägt, der bei der Bewegung des Teiles im Eingriff mit einem Nachlaufteil gehalten wird, so daß zwischen ihnen eine Keilwirkung hervorgerufen wird, die nach einer Bewegung des schwenkbaren Teiles in der einen Richtung dessen Bewegung in der entgegengesetzten Richtung verhindert.

Bei einer Ausführungsform der Erfindung steht der Nockennachlaufteil mit der Nockenfläche im Eingriff und ist so geführt, daß er bei einer Bewegung des Druckabhängiger Schaltmechanismus für
elektrische Anlagen

Anmelder:

Ranco Incorporated, Columbus, Ohio (V. St. A.)

Vertreter:

Dr. E. Wiegand, München 15, und

Dipl.-Ing. W. Niemann,

Hamburg 1, Ballindamm 26, Patentanwälte

Als Erfinder benannt:
Frederick Arthur Greenawalt,
Columbus, Ohio (V. St. A.)

Beanspruchte Priorität:

V. St. v. Amerika vom 21. März 1956 (572 935)

schwenkbaren Teiles in der einen Richtung sich quer zur Bewegungsrichtung des Nockens bewegen kann, um der Nockenfläche zu folgen und einen Anschlag zu schaffen, welcher die Bewegung des Teiles in der entgegengesetzten Richtung blockiert, und daß Mittel vorgesehen sind, die während der Bewegung des schwenkbaren Teiles in der einen Richtung den Nachlaufteil im Eingriff mit der Nockenfläche halten.

Die Erfindung kann z. B. vorteilhaft bei einer Steuervorrichtung für eine von einem Elektromotor angetriebene Gefrieranlage benutzt werden, um den Motorstromkreis zu öffnen, falls in der Anlage ein übermäßig hoher Druck aufgebaut wird.

In der Zeichnung ist eine Ausführungsform der Erfindung beispielsweise zur Darstellung gebracht.

Fig. 1 zeigt einen Schaltmechanismus im Schnitt, welcher in eine schematisch dargestellte Gefrieranlage geschaltet ist und dazu dient, die Anlage im Falle eines übermäßig hohen Druckes des Kühlmittels abzuschalten;

F i g. 2 und 3 sind Schnittansichten des Schaltmechanismus, in denen bestimmte Teile in verschiedenen Stellungen wiedergegeben sind;

F i g. 4 ist eine Teilansicht, welche bestimmte Teile des Schaltmechanismus in einem größeren Maßstab wiedergibt.

Bei der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist ein gewöhnlich geschlossener elektrischer Schalter 5 vorgesehen, der durch einen Balg 6, welcher dem Druck des Kühlmittels in der Hoch-

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druckseite der zu regelnden Gefrieranlage unterworfen ist, geöffnet werden kann, wenn der Druck ein vorbestimmtes Maximum erreicht. Die Bewegung des Balges wird auf den Schalter durch einen Hebel 7 übertragen, und eine einstellbare Feder 8 wirkt der Ausdehnung des Balges entgegen, um den Druck zu regeln, bei welchem der Schalter geöffnet wird; diese Ausführung ist insgesamt bekannt.

Der Hebel kann sich gemäß der Ausdehnung des Balges frei bewegen, jedoch wird seine Bewegung bei einer Druckverkleinerung in dem Balg durch die Zusammenarbeit zwischen einem Nocken 9 auf dem Hebel 7 und einer Anschlagschraube 10 blockiert, die von einer nach oben gedrückten Gleitstange 11 getragen wird, welche durch die sich gegen die Nockenfläche legende Schraube gegen eine Aufwärtsbewegung festgehalten wird. Wenn der Hebel 7 sich in Richtung gegen die Schalteröffnungsstellung bewegt (entgegen dem Uhrzeigersinn bei Betrachtung der Zeichnung), bewegt sich die Gleitstange 11 entsprechend dem erforderlichen Weg nach oben, um die Schraube mit dem Nocken in Berührung zu halten, so daß die Schraube jedwede Bewegung des Hebels in Uhrzeigerrichtung blockiert. Eine mehr ins einzelne gehende Erläuterung der Ausführungsform der Erfindung folgt.

Der Schaltmechanismus weist ein zweckentsprechendes Gehäuse 12 auf, in welches derSchalter5 eingeschlossen ist. Der Schalter 5 ist ein üblicher Schnappschalter und wird von einem Sockel 13 aus dielektrischem Material getragen, welcher in eine öffnung in einer Wandung des Gehäuses eingesetzt ist. Bei der dargestellten Ausführungsform weist der Schalter eine Kontaktblattfeder 14 auf, die an einem Ende mit einem Anschlußstück 15 verbunden ist, und ihr gegenüberliegendes Ende, welches einen Kontakt 16 trägt, bewegt sich zwischen einem elektrisch isolierten Anschlag 17 und einem Kontakt 18, welcher an einem zweiten Anschlußstück 19 befestigt ist, das in den Sockel 13 eingebettet ist.

Der freie Teil der Kontaktfeder 14 wird durch Schnappwirkung aus der einen Stellung in die andere durch ein Kippglied 20 bewegt, dessen eines Ende an der Feder schwenkbar gelagert ist und dessen gegenüberliegendes Ende zwischen Grenzstellungen bewegbar ist, die durch im Abstand voneinander angeordnete Zungen festgelegt sind, welche sich zwischen einem festen Ansatz, wie dargestellt, bewegen. Das Kippglied 20 wird in Längsrichtung gegen seinen Schwenkpunkt durch eine Spannfeder 21 gedrückt, deren eines Ende mit dem Kippglied schwenkbar verbunden ist und deren anderes Ende an einem Antriebshebel 22 angebracht ist, welcher so ausgeführt ist, daß er die Feder verschwenkt und ihre Kraftmittellinie von der einen Seite zur anderen Seite ihrer Totpunktlage relativ zu dem Kippglied bewegt, so daß der Hebel das Kippglied zwischen seinen Grenzen schnappen läßt und eine Schnappbewegung der Kontaktfeder 14 hervorruft. Der Schmelzpunkt für den Antriebshebel 22 ist relativ zu der Spannungslinie der Feder 21 so angeordnet, daß er bei Betrachtung der Zeichnungen um seinen Schwenkpunkt im Uhrzeigersinn beeinflußt daher gewöhnlich in eine Stellung gedrückt wird, in welcher der Kontakt 16 sich auf dem Kontakt 18 schließt.

Der Antriebshebel 22 wird entgegen dem Uhrzeigersinn zum öffnen des Schalters durch den Hebel 7 bewegt, der die Form eines Winkelhebels hat, welcher aus einem Metallstanzstück besteht und auf einem Zapfen 26 verschwenkbar ist, der in den Gehäusewandungen gelagert ist. Der Winkelhebel 7 ist auf der einen Seite mit einem elektrischen Isolator 27 (Fig. 3) versehen, welcher das Stanzstück von dem Schalterantriebshebel 22 elektrisch isoliert. Der Hebel 7 hat gegenüberliegende, im Abstand voneinander angeordnete Ansätze 28 mit durchgehenden öffnungen, durch welche ein Zapfen 29 hindurchragt,

ίο der in die untere öffnung eingeschraubt ist, wie dies aus der Zeichnung ersichtlich ist. Das obere Ende des Zapfens ist mit einer Nut versehen, in welche ein Ende der Feder 8 eingreift, und das gegenüberliegende Ende der Feder ist mit einer Platte 31 verbunden, welche auf eine Schraube 32 geschraubt ist, die in einer öffnung in dem Gehäuse 12 drehbar gelagert ist. Die Spannung der Feder 8 zieht den Hebel 7 in Uhrzeigerrichtung, und durch Drehen der Schraube 32 zum Verschieben der Platte 31 längs der Schraube kann die Länge und infolgedessen die Spannung der Feder eingestellt werden, um den Balg 6 zu belasten und zu bewirken, daß der Schalter bei einem vorbestimmten Druck geöffnet wird, wie dies nachstehend im einzelnen erläutert wird.

Der Hebel 7 wird entgegengesetzt zur Uhrzeigerrichtung durch den Balg 6 bewegt, der eine übliche, auf Druck ansprechende Einrichtung darstellt, welche zwei biegsame plattenförmige Teile aufweist, die miteinander verlötet sind, um eine hohle ausdehnbare Kammer35 zu bilden, mit der ein Rohr36 verbunden ist, um den Balg mit dem Inneren der zu regelnden Gefrieranlage in Verbindung zu bringen, wie dies in F i g. 1 dargestellt ist. Der Balg ist in einem schalenförmigen Teil untergebracht, welcher mit der Gehäusewand verbunden ist. Eine Stange 37 ist mit der Mitte der Oberwandung des Balges verbunden und greift am unteren Ende des Zapfens 29 an, so daß bei einer Ausdehnung des Balges der Hebel 7 entgegen dem Uhrzeigersinn in Richtung des öffnens des Schalters bewegt wird.

Die Ausführung des Balges ist derart, daß ein in ihm herrschender Druck, der kleiner als der kleinste Normaldruck in der Gefrieranlage ist, die Stange 37 mit dem Zapfen 29 im Eingriff hält. Wenn beispielsweise der normale Druckbereich in der Gefrieranlage 7 bis 17,5 kg/cm² beträgt, hält z. B. ein Druck von 5,25 kg/cm² den Balg ausgedehnt, so daß die Stange 37 mit den Zapfen 29 des Hebels 7 jederzeit im Eingrifft steht. Falls es erwünscht ist, daß der Schalter sich z. B. bei 21 kg/cm² Druck öffnet, wird die Spannung der Feder 8 so eingestellt, daß sie den Balg derart belastet, daß ein Druck von 21 kg/cm² erforderlich ist, um den Balg genügend auszudehnen, damit der Hebel 7 sich in eine Stellung verschwenkt, in welcher der Schalter geöffnet wird. Es ist ersichtlich, daß, wenn der Druck in dem Balg sich dem Wert von 21 kg/cm² nähert, der Hebel 7 entgegen der Uhrzeigerrichtung bewegt wird und daß die Spannung der Feder 8 sich vergrößert, wenn diese Bewegung des Hebels die Feder streckt. Es ist ersichtlich, daß, wenn bei dem soweit beschriebenen Schaltmechanismus, welcher im Prinzip bekannten Ausführungen ähnelt, Änderungen im Druck unterhalb 21 kg/cm² auftreten, der Balg 6, der den Schalter betätigende

Hebel 7 und die Spannfeder 8 sich in Übereinstimmung mit den Erhöhungen und Verminderungen im Druck des Kühlmittels in der Anlage bewegen würden.

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Gemäß der Erfindung wird jedoch der Hebel 7 in einer zweckentsprechenden, zu kühlenden Kamnach seiner Bewegung entgegengegetzt dem Uhr- mer E eingeschlossen. Der Stromkreis für den Komzeigersinn zufolge Ausdehnung des Balges daran ge- pressor A enthält eine von der Stromquelle kornhindert, sich im Uhrzeigersinn zu bewegen, und dies mende Leitung L1, einen von Hand zu betätigenden erfolgt durch den an dem Hebel 7 ausgebildeten 5 Ein- und Ausschalter 55, eine Leitung 56 zur einen Nocken 9 und die Nockennachlaufschraube 10, Seite des Kompressormotors, eine von der anderen welche durch eine Öffnung in einem Flansch 42 ge- Seite des Motors zu dem Anschlußstück 15 des schraubt ist, der an der Gleit- oder Rückstellstange Schaltmechanismus führende Leitung 57, die Kon-11 ausgebildet ist. Die Gleitstange 11 ist ein Blech- taktfeder 14, die Kontakte 16,18 zum Anschlußstück stanzstück, welches im unteren Ende einen sich in io 19 und eine Leitung 58 zu der einen Anschluß-Längsrichtung erstreckenden Schlitz 45 hat, durch klemme eines thermostatisch betätigten Schalters F, den sich ein mit Kopf versehener Führungszapfen 46 dessen andere Anschlußklemme mit der zur Stromerstreckt, welcher an einer Seitenwandung des Ge- quelle führenden Leitung L 2 verbunden ist.
häuses fest angebracht ist. Der obere Teil der Stange Der thermostatische Schalter F kann von beliebiger 11 wird in einem Schlitz mit teilweise offener Seite 15 zweckentsprechender Ausführung sein, von denen in geführt, welcher in einem nach innen gebogenen An- der Technik zahlreiche bekannt sind. Er enthält satz 47 des Gehäuses ausgebildet ist. Es ist ersieht- einen Schalter, welcher durch einen gasgefüllten Balg lieh, daß die Stange 11 sich in senkrechter Richtung, betätigt wird, der einen Fühler Fl hat, welcher auf jedoch nicht seitlich bewegen kann, so daß die die Temperaturen in der Kühlkammer E anspricht Schraube 10 die Bewegung des Hebels 7 im Uhr- 20 und welcher so ausgeführt ist, daß er den Schalter zeigersinn blockiert, wenn sie mit dem Nocken 9 im schließt, wenn die Temperatur eine vorbestimmte Eingriff steht. Höhe erreicht, und den Schalter öffnet, wenn die

Eine Spannfeder 50, deren eines Ende mit dem Temperatur auf einen vorbestimmten Mindestwert

Gehäuse verbunden und deren anderes Ende in eine reduziert worden ist. In der Technik ist bekannt, daß

Öffnung in einem Ansatz der Stange 11 eingehakt ist, 25 der Druck des Kühlmittels in dem Verdampfer der

zieht die Stange 11 bei Betrachtung der Zeichnung Temperatur des Verdampfers entspricht, welche ge-

nach oben, so daß, wenn der Hebel 7 sich entgegen maß dem Arbeiten des thermostatischen Schalters F

der Uhrzeigerrichtung bewegt, die Nockenfläche das periodisch ansteigt und fällt. Typische Drücke liegen

Bestreben hat, die Schraube 10 zu verlassen, wodurch innerhalb eines Bereiches von 10,5 bis 14 kg/cm²,

die Stange freigegeben wird, so daß sie sich aufwärts 3° Das Rohr 36 des Balges 6 ist an die Auslaßleitung

bewegt und die Berührung zwischen der Schraube der Gefrieranlage wie dargestellt angeschlossen, so

und dem Nocken aufrechterhält und dadurch eine daß der Druck innerhalb des Balges der gleiche ist

Bewegung des Hebels in Uhrzeigerrichtung bei einer wie in der Hochdruckseite der Anlage,

nachfolgenden Verkleinerung des Druckes in dem Es ist ersichtlich, daß während des normalen

Balg verhindert. Es ist ersichtlich, daß der Nocken 9 35 Arbeitens der Gefrieranlage der thermostatische

und die Nachlaufschraube 10 ähnlich wie ein längs Schalter F das Arbeiten des Motors der Anlage ge-

des Hebels 7 angesetzter Keil arbeiten, wenn der maß der Temperatur in der Kühlkammer E regelt,

Hebel sich entgegen der Uhrzeigerrichtung bewegt, und der Druck des Kühlmittels in der Hochdruck-

um die Bewegung des Hebels in Uhrzeigerrichtung sehe der Anlage steigt und fällt zwischen normalen

zu blockieren. Die Abschrägung der Nockenfläche ist 40 Werten. Während des Anstiegs des Druckes auf einen

derart, daß die auf den Hebel 7 in Uhrzeigerrichtung anfänglichen maximalen Wert, welcher ausreicht, um

wirkende Kraft nicht imstande ist, die Stange 11 bei den Hebel 7 entgegen der Belastung der Feder 8 zu

Betrachtung der Zeichnung nach unten zu treiben. bewegen, bewegt der Balg 6 den Hebel 7 gegen die

Der Teil 9 a des Nockens 9 ist, wie am besten aus Schalteröffnungsstellung, und bei einem Sinken des

F i g. 4 ersichtlich, relativ zur Bewegungsrichtung der 45 Druckes verhindert die mit dem Nocken 9 zusam-

Stangell abgeschrägt, und der Teil 9 a liegt im we- menwirkende Schraube 10 eine Rückkehrbewegung

sentlichen parallel zu dieser Bewegungsrichtung, so des Hebels auf Grund der oben beschriebenen Keil-

daß, wenn der Hebel 7 sich entgegen dem Uhrzeiger- wirkung. Wie oben ausgeführt, ist der Druck, welcher

sinn genügend weit bewegt, um den Schalter zu öff- erforderlich ist, um den Balg ausgedehnt gegen den

nen, die Schraube 10 die Fläche 9 a verläßt und da- 5° Hebel 7 zu halten, beträchtlich kleiner als der kleinste

durch der Feder 50 gestattet, die Stange 11 bis zu der normale Druck, und daher verbleibt der Balg in der

durch den Schlitz 45 und den Zapfen 46 bestimmten Stellung des maximalen normalen Druckes. Infolge-

Grenze (Fig. 3) aufwärts bzw. nach außen zu be- dessen erfolgt keine Bewegung des Balges 6, des

wegen. Hebels 7 und der Feder 8 während der normalen

Durch Einwärtsdrücken der Stange 11 wird die 55 Schwankungen in den Drücken, mit Ausnahme der Schraube 10 in eine Stellung gegenüber dem unteren Anfangsbewegung der Teile gemäß dem höchsten Endteil der Nockenfläche 9 a bewegt, so daß der Kopf druck, der auftritt, ohne den Druck zu erHebel 7 durch die Spannung der den Schaltbereich reichen, welcher erforderlich ist, um den Schalter zu bestimmenden Feder 8 in die Schalterschließstellung öffnen, und daher werden eine Abnutzung und Er-(F i g. 1) zurückgeführt werden kann. 60 müdung des Balges sowie der den Regelbereich be-

Der Schaltmechanismus wird in einer Gefrier- stimmenden Feder und der Schwenkzapfen veranlage (Fig. 1) verwendet, in welcher ein von einem mieden.

Elektromotor angetriebener Kompressor A an seiner Obgleich die beschriebene bevorzugte Ausfüh-

Ausgangsseite mit einem Kondensator B verbunden rungsform der Erfindung dahin arbeitet, den Schalter

ist, der seinerseits durch einen zweckentsprechenden 65 entsprechend einem maximalen Druck zu öffnen,

Expansionsregler D mit einem Verdampfer C in Ver- kann das gleiche Prinzip auch verwendet werden, um

bindung steht, welcher mit dem Kompressoreinlaß in den Schalter entsprechend einem minimalen Druck

üblicher Weise verbunden ist. Der Verdampfer C ist zu öffnen, falls dies gewünscht werden sollte. Mini-

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maldruck- oder bei niedrigem Druck wirkende Abschalter sind in der Technik bekannt. In jedem Falle erzeugen die normalen Schwankungen im Druck keinerlei Bewegung der Teile des Schaltmechanismus.

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Druckabhängiger Schaltmechanismus für elektrische Anlagen mit einem zwischen zwei Steuerstellungen arbeitenden Schalter und einem auf einen Betriebszustand der Anlage ansprechenden druckempfindlichen Organ, welches beim Ansprechen auf Änderungen in dem Betriebszustand in einer Richtung über einen gegebenen Bereich bewegbar ist, um den Schalter aus seiner einen Steuerstellung in die andere umzulegen, und welches eine Blockierungsvorrichtung steuert, die beim Ansteigen des Druckes in der Anlage über eine vorbestimmte Grenze hinaus in der einen Richtung bewegt wird, um den Schalter in seine andere Steuerstellung umzulegen, und die außerdem dahingehend wirkt, beim Ansprechen auf Änderungen unterhalb der vorbestimmten Grenze die Bewegung des druckempfindlichen Organs in der entgegengesetzten Richtung innerhalb des gegebenen Bewegungsbereiches zu verhindern, wobei die Blockierungsvorrichtung einen schwenkbar gelagerten Teil aufweist, der beim Ansprechen des druckempfindlichen Organs auf eine Druckerhöhung von dem Organ entgegen der Kraft einer mit dem schwenkbaren Teil arbeitsmäßig verbundenen Feder in der einen Richtung bewegbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß der schwenkbare Teil (7) einen keilförmigen Nocken (9) trägt, der bei der Bewegung des Teiles (7) im Eingriff mit einem Nachlaufteil (10) gehalten wird, so daß zwischen ihnen eine Keilwirkung hervorgerufen wird, die nach einer Bewegung des schwenkbaren Teiles (7) in der einen Richtung dessen Bewegung in der entgegengesetzten Richtung verhindert.

2. Schaltmechanismus nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Nockennachlaufteil (10) mit der Nockenfläche im Eingriff steht und so geführt ist, daß er bei einer Bewegung des schwenkbaren Teiles (7) in der einen Richtung sich quer zur Bewegungsrichtung des Nockens (9) bewegen kann, um der Nockenfläche zu folgen und einen Anschlag zu schaffen, welcher die Bewegung des Teiles (7) in der entgegengesetzten Richtung blockiert, und daß Mittel vorgesehen sind, die während der Bewegung des schwenkbaren Teiles (7) in der einen Richtung den Nachlauf teil (10) im Eingriff mit der Nockenfläche halten.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschriften Nr. 903 974, 809088;
USA.-Patentschrift Nr. 1 688 866.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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