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Bezeichnung: Elektrischer Druckschalter
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Beschreibung: Die Erfindung betrifft einen elektrischen Druckschalter
mit einem Gehäuse, das eine an eine Druckmittelleitung anschließbare Steuerdruckkammer
aufweist, die durch eine Membran begrenzt ist, die bei Auslenkung infolge Druckanstiegs
über einen Stößel eine Kontaktbrücke entgegen der den Schaltpunkt bestimmenden Kraft
einer Rückführfeder in eine zwei Kontakte verbindende Kontaktstellung verlagert,
die an einem vom Gehäuse aufgenommenen Isolierkörper festgelegt sind und mit Anschlußklemmen
für Leiter verbunden sind, für die eine Gehäusedurchführung vorgesehen ist.
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Ein derartiger auf Flüssigkeitsdruck oder Gasdruck ansprechender Druckschalter
ist bekannt (DE-PS 22 61 761). Er dient dazu, in Verbindung mit einem elektrisch
betätigbaren Signalgeber, einem Schütz oder dgl. den Druck einer Flüssigkeit oder
eines Gases zu überwachen. Dabei ist im Interesse eines weiten Einsatzbereichs der
den Schaltvorgang auslösende Steuerdruck einstellbar, was durch Verstellung einer
Stellschraube geschieht, welche die Rückführfeder an ihrem der Kontaktbrücke abgewandten
Ende abstützt.
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Bei einem Druckschalter der vorbeschriebenen Art kann es im Laufe
der Betriebszeit zu einem Abwandern des eingestellten Schaltpunkts kommen. Dieses
ist die Folge eines Abbrandes, der an den Kontakten auftritt. Dem unerwünschten
Abwandern des Schaltpunktes wird durch eine federnde Ausbildung der Kontaktteile
begegnet, wodurch ein Verschleiß ausgeglichen werden soll. Beim vorgenannten bekannten
Druckschalter ist dazu eine die bewegbare Kontaktbrücke bildende S-förmige Blattfeder
vorgesehen, die mit ihrem einen Ende am einen Kontakt festgelegt ist und mit ihrem
anderen Ende an den anderen von einem festen Bügel gebildeten Kontakt andrückbar
bzw. abhebbar ist.
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Diese Ausbildung mit einer S-förmigen Kontaktfeder weist Nachteile
auf. Es ist schwierig, die Feder formtreu herzustellen. Infolge der Härtetoleranz
des Federwerkstoffs ist in den meisten Fällen ein aufwendiges Nachjustieren erforderlich.
Ferner beansprucht die S-förmige Feder viel Einbauraum, was einer kompakten Bauweise
abträglich ist. Bei Einhaltung der üblichen geringen Baugrößen besteht daher insbesondere
nicht mehr die Möglichkeit, einen an sich wünschenswerten Anschluß- für einen Schutzleiter
unterzubringen.
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Dementsprechend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, den Druckschalter
so auszubilden, daß er bei einfacher Herstellung eine kompakte Bauweise zuläßt und
trotzdem eine große Federauslenkung und damit eine entsprechend große Verscbleißreserve
aufweist.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß wenigstens
ein mit der Kontaktbrücke zusammenwirkender Kontakt als freitragend vorragende Sohraubenfeder
ausgebildet oder an deren freiem Ende befestigt ist.
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Schraubenfedern lassen sich ohne besondere Werkzeugkosten auf Federwickelautomaten
sehr genau herstellen, so daß ein Nachjustieren der Federn entfällt. Ebenfalls lassen
sich Schraubenfedern auf einfache Weise und ohne Verwendung besonderer Befestigungsmittel
mit einem Ende in eine Bohrung einpressen und durch die ihnen innewohnende radiale
Expansionskraft sicher festlegen. Von besonderer Bedeutung ist der vergleichsweise
geringe Platzbedarf der gewickelten Schraubenfeder, die gleichwohl infolge der möglichen
Biegeauslenkung quer zur Schraubenfederachse einen großen Federweg aufweist, wodurch
eine entsprechend große Verschleißreserve vorhanden ist. Außerdem läßt sich die
Federcharakteristik einer Schraubenfeder, deren Windungen mit sich ändernden Durchmessern
gewickelt werden können, sehr individuell festlegen, um ein optimales Betriebsverhalten
zu erzielen. Daher sind stabile Kontaktstellungen wahrend der gesamten Betriebsdauer
unter Einhaltung des eingestellten Schaltpunktes gewährleistet.
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Bei einer zweckmäßigen Ausführungsform sind beide Kontakte von Schraubenfedern
gebildet oder an deren freien Enden befestigt, wobei die beiden Schraubenfedern
aufeinanderzu vorragen und die Kontaktbrücke von beiden Kontakten abhebbar ist.
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Dabei können die beiden Schraubenfedern koaxial angeordnet werden,
wobei die beiden Kontakte lediglich einen die sichere Unterbrechung gewährleistenden
Mindestabstand zueinander haben müssen. Dadurch vereinfacht sich auch die Ausbildung
der Kontaktbrücke sowie ihre Verlagerbarkeit, die im wesentlichen senkrecht zur
gemeinsamen Schraubenfederachse erfolgt.
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Bei der Ausbildung des Druckschalters mit einer hebelartig verlagerbaren
Kontaktbrücke ist es von Vorteil, wenn die beiden Kontakte sich quer zur Erstreckungsrichtung
der Kontaktbrücke
in einem die Kontaktbrückenbreite unterschreitenden
Abstand gegenüberliegen. Hierbei ist ein gleichzeitiges und gleichmäßiges Auftreffen
und Abheben der Kontaktbrücke auf die Kontakte bzw. von den Kontakten gewährleistet
und eine besonders stabile und sichere Kontaktstellung vorhanden, ohne daß die Kontaktbrücke
selbst federnd sein muß, um die gleichzeitige Anlage an beiden Kontakten sicher
zu stellen.
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Weitere zweckmäßige Ausgestaltungen des Druckschal,ters ergeben sich
aus den Unteransprüchen.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand einer
schematischen Zeichnung näher erläutert. Es zeigt: Fig. 1 den Druckschalter in einem
Vertikalschnitt; Fig. 2 einen weiteren Vertikalschnitt durch den Druckschalter,
wobei die Schnittebene rechtwinklig zur Schnittebene in Fig. 1 verläuft; Fig. 3
eine Draufsicht auf den Druckschalter nach dem Abheben der Gehäusekappe und Fig.
4 einen vergrößerten Teilschnitt mit den Kontakten und der Kontaktbrücke gemäß der
Darstellung in Fig. 2.
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Der Druckscbalter weist ein nach oben offenes metallisches Gehäuse
1 mit äußerem Sechskantprofil auf, an dessen Unterseite ein Gewindeanschluß 2 angeformt
ist, durch den sich eine Anschlußbohrung 3 erstreckt. Der Gewindeanschluß 2 dient
dem Anbringen einer Druckmittelleitung, die Flüssigkeitsdruck oder Gasdruck durch
die Anschlußbohrung 3 in eine am Gehäuseboden ausgebildete Steuerdruckkammer 4 überträgt.
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Die Steuerdruckkammer 4 ist an ihrer Oberseite durch eine auslenkbare
Membran 5 begrenzt, die randseitig zwischen einer Gehäuseschulter 6 und einer Befestigungsplatte
7 eingespannt
ist. Ein innenseitiger Gehäuseansatz 8 übergreift
den abgeschrägten Rand der Befestigungsplatte 7. Diese ist mit einer Bohrung 9 versehen,
die den Schaft 10 eines Druckpilzes 11 aufnimmt, der mit seinem Kopf an der Oberseite
der Membran 5 anliegt.
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In das Gehäuse 1 ist ein Isolierkörper 12 eingesetzt, der gemäß Fig.
2 auf der Befestigungsplatte 7 und dem Gehäuseansatz 8 steht und durch einen umgebördelten
Gehäusekragen 13 befestigt ist, der eine Ringschulter 14 des Isolierkdrpers 12 übergreift.
Der Isolierkörper 12 weist zwei von seiner Oberseite ausgehende Sacklöcher 15 auf,
die jeweils einen metallischen Kontaktstift 16 aufnehmen. Ferner weist der Isolierkörper
12 an seiner Unterseite eine zwischen den beiden Sacklöchern 15 mit den Kontaktstiften
16 verlaufende Ausnehmung 17 mit einer nach oben fortgeführten zentralen Vertiefung
18 auf.
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Die Ausnehmung 17 nimmt eine Führungsleiste 19 auf, die an der Befestigungsplatte
7 anliegt und eine auf deren Bohrung 9 ausgerichtete Führungsbohrung 20 aufweist,
die einen isolierenden Stößel 21 aufnimmt, der mit seinem unteren Ende am Schaft
10 des Druckpilzes 11 anliegt und mit seinem gerundeten oberen Ende am mittleren
Bereich einer metallischen Kontaktbrücke 22 angreift.
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Die sich in der Schnittebene der Fig. 1 erstreckende starre Kontaktbrjlcke
22 ist mit ihrem rechten Ende auf einem Fortsatz 23 des Isolierkörpers 12 verschwenkbar
gelagert. Das in Fig. 1 linke Ende der Kontaktbrücke 22 wird durch eine Rückführfeder
24 bis in Anlage an die Führungsleiste 19 niedergedrückt. Die Rückführfeder 24 ist
in einer Bohrung 25 des Isolierkörpers 12 aufgenommen, die von dessen Oberseite
bis zur Unterseite durchgeführt ist und in ihrem oberen Abschnitt mit einem Innengewinde
versehen ist, in das eine Madenschraube 26 eingeschraubt ist, an der sich das obere
Ende der Rückführfeder über einen Isolierstift 46 abstützt. Durch eine Verstellung
der Madenschraube 26 läßt sich die auf die Kontaktbrücke 22 wirkende Kraft der Rückführfeder
24 entsprechend einstellen.
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Auf der der Bohrung 25 diametral gegenüberliegenden Seite ist der
Isolierkörper 12 mit einer im Horizontalschnitt segmentförmigen Aussparung 27 versehen,
die einen entsprechend segmentförmigen Schutzkontaktanschluß 28 aufnimmt, der wie
in Fig. 1 dargestellt durch den umgebördelten Gehäusekragen 13 festgelegt ist und
eine Klemmschraube 29 zum Anschließen des nicht dargestellten Schutzleiters aufweist.
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Wie aus Figuren 2 und 4 zu ersehen weisen beide Kontaktstifte 16 eine
Querbohrung 30 auf. Die beiden Querbohrungen 30 sind koaxial aufeinander ausgerichtet,
und der Isolierkörper 12 ist mit die Querbohrungen 30 an beiden Enden fortsetzenden
Offnungen 31 versehen. In jede Querbohrung 30 ist eine z.B. aus Bronze oder Federstahldraht
gewickelte Schraubenfeder 32 mit ihrem hinteren Ende 33 eingepreßt, wobei das radiale
Expansionsbestreben der eingepreßten Schraubenfeder nicht nur eine sichere Befestigung
sondern auch eine gute Kontaktgabe mit den Kontaktstiften 16 sichert. Wie Fig. 4
zeigt, weist jede Schraubenfeder 32 einen sich zu ihrem vorderen Ende 34 verjüngenden
Mi-ttelabschnitt 35 auf. Am freitragenden vorderen Ende jeder Schraubenfeder 32
ist eine kreisförmige Kontaktscheibe 36 befestigt. Die beiden Kontaktscheiben 36
liegen sich innerhalb der Vertiefung 18 des Isolierkörpers 12 koaxial im Abstand
gegenüber. Die Kontaktscheiben 36 sind zweckmäßig die Köpfe oder Kragen von Kontaktnieten,
deren Schäfte in die Schraubenfedern 32 eingepreßt sind.
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Die Darstellung in den Figuren entspricht der Unterbrecherstellung,
in der die Kontaktbrücke 22 von den beiden Kontaktscheiben 36 abgehoben ist, welche
die beiden miteinander zu verbindenden Kontakte bilden. Erhöht sich der Druck in
der Steuerdruckkammer 4, so wird die Membran 5 nach oben ausgelenkt und hebt über
den Druckpilz 11 und den Stößel 21 die Kontaktbrücke 22 entgegen der Kraft der Rückführfeder
24 an, so daß die Kontaktbrücke mit ihrer Oberseite in Anlage an den Umfang der
beiden Kontaktscheiben 36 tritt, wodurch die elektrische Verbindung zwischen den
Kontaktstiften 16 hergestellt wird. Es ist ersichtlich, daß die Schraubenfedern
30 die Kontaktscheiben 36 in Bewegungsrichtung der Kontaktbrücke
22
federnd auslenkbar halten, wodurch ein guter elektrischer Kontakt bewirkt wird und
auch Fertigungstoleranzen ausgeglichen werden. Bei Nachlassen des Drucks in der
Steuerkammer 4 sorgt die Rückführfeder 24 dafür, daß die Kontaktbrücke 22 von den
Kontaktscheiben abgehoben wird und in die dargestellte Unterbrecherstellung übergeht.
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Gemäß Fig. 2 sind die Kontaktstifte 16 an ihren oberen Enden mit Leiterbohrungen
37 und Klemmschrauben 38 zum Anschließen der Leiter versehen.
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Das Gehäuse 1 ist nach oben durch eine isolierende Gehäusekappe 39
mit einer Durchführung 40 für die zu den Kontaktstiften 16 und dem Schutzkontaktanschluß
28zu führenden Leiter versehen. Die Durchführung 40 mündet in einen mit Innengewinde
versehenen Durchführungsansatz 41, der eine Quetschdichtung 42 und einen Gewinderingstopfen
43 aufnimmt, die eine Verschraubung für ein die Leiter aufweisendes Kabel bilden,
das in die Aussparung 27 ragt.
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Die Gehäusekappe 39 ist mittels einer Befestigungsschraube 44 befestigt,
die in einen oberen zentralen Isolierkörperabschnitt 45 eingeschraubt ist. Da die
Gehäusekappe 39 mit einem kreisringförmigen Querschnittprofil an das Gehäuse 1 anschließt
und die Befestigungsschraube in der vertikalen Achse der Gehäusekappe 39 angeordnet
ist, läßt sich die Ge-Gehäusekappe vor dem festen Anziehen der Befestigungsschraube
44 auf dem Gehäuse 1 drehen, so daß die radial weisende Durchführung 40 in beliebiger
Winkelstellung ausgerichtet werden kann.
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Die beschriebene Ausbildung mit den im Abstand zueinander angeordneten
Kontaktscheiben 36 und der von diesen abhebbaren Kontaktbrücke 22 sowie mit dem
Isolierkörper 12 schafft die Möglichkeit, die erforderlichen Luft- und Kriechstrecken
so einzuhalten, daß der Druckschalter auch für Niederspannung (250 V) und nicht
nur für wesentlich niedrigere Kleinspannungen
geeignet ist. Dadurch
ergeben sich vermehrte Einsatzmöglichkeiten.
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Schließlich sei darauf hingewiesen , daß der dargestellte und beschriebene
Druckschalter zwar mit zwei Schraubfederkontakten ausgerüstet ist, daß die Vorteile
der Erfindung sich jedoch auch bei anderen Schalterausbildungen erzielen lassen,
beispielsweise bei einem Schalter mit nur einem Schraubenfederkontakt und ständig
mit dem anderen Kontakt in elektrischer Verbindung stehender Kontaktbrücke.
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Zusammengefaßt kann die Erfindung auch wie folgt beschrieben werden:
Der Druckschalter weist zwei Kontakte in Form zweier koaxial angeordneter Schraubenfedern
32 mit einander zugewandten Kontaktscheiben 36 auf, die durch eine Kontaktbrücke
22 miteinander verbindbar sind, die über eine druckabhängig auslenkbare Membran
5 und einen Stößel 21 entgegen der Kraft einer Rückführfeder an die beiden Kontaktscheiben
anlegbar ist.
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Bezeichnung: Elektrischer Druckschalter Bezugszeichenliste: 1 Gehäuse
2 Gewindeanschluß 3 Anschlußbohrung 4 Steuerdruckkammer 5 Membran 6 Gehäuseschulter
7 Befestigungsplatte 8 Gehäuseansatz 9 Bohrung 10 Schaft 11 Druckpilz 12 Isolierkörper
13 Gehäusekragen 14 Ringschulter 15 Sackloch 16 Kontaktstift 17 Ausnehmung 18 Vertiefung
19 Fiihrungsleiste 20 Führungsbohrung 21 Stößel 22 Kontaktbrücke 23 Fortsatz 24
Rückführfeder 25 Bohrung 26 Madenschraube 27 Aussparung 25 Schutzkontaktanschluß
29 Klemmschraube 30 Querbohrung 31 Öffnung 32 Schraubenfeder 33 hinteres Ende von
32 34 vorderes Ende von 32 35 Mittelabschnitt von 32 36 Kontaktscheibe 37 Leiterbohrung
39 Klemmschraube 39 Gehäusekappe 40 Durchführung 41 Ansatz 42 Quetschdichtung 43
Gewinderingstopfen 44 Befestigungsschraube 45 Isolierkörperabschnitt 46 Isolierstift