[0001] Die Erfindung betrifft eine druckbetätigte elektrische Schaltvorrichtung mit einem
Gehäuse, auf dem unter Zwischenlage einer hierdurch randseitig eingespannten, druckbeaufschlagbaren
Membrane ein Deckel aufgesetzt ist und in dem wenigstens ein Schnappschalter angeordnet
ist, dessen beweglicher Schalterkontaktträger als im wesentlichen parallel zu der
Membrane verlaufende und in dem Gehäuse befestigte Blattfeder ausgebildet ist, die
über ein Druckstück von der Membrane im Sinne einer senkrecht zu der Membrane verlaufenden
Schalt- , bewegung betätigbar ist,und mit jeweils zwei,in dem Gehäuse befestigten,feststehenden
Kontakten für jeden Schnappschalter, wobei wenigstens einer der feststehenden Kontakte
einstellbar ist und zur Verstellung des Schaltpunktes jedes Schnappschalters zwischen
jeder Blattfeder und dem Gehäuse eine sich einenends auf einer in dem Gehäuse eingeschraubten
Schraube abstützende Zusatzfeder angeordnet ist.
[0002] Aus der DE-OS 2 325 303 ist eine derartige, durch eine druckbeaufschlagte Membrane
betätigende Schaltvorrichtung bekannt, wie sie beispielsweise zur Steuerung des Wasserstandes
in Waschmaschinen verwendet wird. Die bekannte Schaltvorrichtung enthält in einem
Gehäuse zwei nebeneinander angeordnete Schnappschalter, deren beweglicher Kontaktträger
als Blattfeder ausgebildet ist. An den Blattfedern beider Schnappschalter greift ein
Druckstück ein, in das seinerseits ein Fortsatz eines an der Membrane der druckbetätigten
Schaltvorrichtung befestigten Tellers eingreift. Die Federhärte und damit der Schaltpunkt
jedes Schnappschalters ist durch eine zusätzliche in Richtung der Schaltbewegung des
Schnappschalters wirkende Zusatzfeder einstellbar.
[0003] Bei Druckbeaufschlagung der Membrane wird das Druckstück verschoben, so daß je nach
Betrag der Verschiebebewegung, die Schnappschalter nacheinander umschalten.
[0004] Wenn mit dieser bekannten Schaltvorrichtung zwei unterschiedliche Wasserstandsfüllhöhen
einer Waschmaschine gesteuert werden, ist es nicht mehr möglich, an die Schaltvorrichtung
eine Sicherungsvorrichtung anzuschließen, ... so daß beim Überschreiten eines bestimmten
oberen Wasserstandes im Betrieb der Waschmaschine eine Sicherheitsfunktion ausgelöst
wird.
[0005] .Aufgabe der Erfindung ist es deshalb, die eingangs genannte druckbetätigte elektrische
Schaltvorrichtung derart weiterzubilden, daß mit ihr beim Überschreiten eines vorgegebenen
oberen Steuerdrucks eine Sicherheitsfunktion auslösbar ist.
[0006] Zur Lösung dieser Aufgabe ist die erfindungsgemäße druckbetätigte elektrische Schaltvorrichtung
dadurch gekennzeichnet, daß in Betätigungsrichtung der Blattfeder wenigstens eines
Schnappschalters zwischen dessen Blattfeder und dem Gehäuse ein von der Blattfeder
betätigbarer Sicherheitsschnappschalter mit zwei Anschlagflächen sitzt, von denen
wenigstens eine der Anschlagflächen als Kontakt ausgebildet ist.
[0007] Hierdurch ergibt sich der Vorteil, daß durch den zusätzlichen Sicherheitsschnappschalter
die Grundfläche des Gehäuses nicht vergrößert wird. Außerdem besteht zwischen dem
Sicherheitsschnappschalter und dem zugehörigen für die normale Steuerung verwendeten
Schnappschalter eine Zwangskopplung, die dafür sorgt, daß immer zunächst der Schnappschalter
für die normale Steuerung umspringt, ehe der Sicherheitsschnappschalter anspricht.
[0008] Eine sehr einfache Konstruktion der Schaltvorrichtung ergibt sich, wenn der Sicherheitsschnappschalter
aus zwei im wesentlichen parallel zueinander verlaufenden und jeweils einenends eingespannten
Blattfedern aufgebaut ist, von denen eine an ihrem freien Ende etwa hakenförmig gebogen
ist, während zwischen dem hakenförmigen Ende der einen Blattfeder und dem freien Ende
der anderen Blattfeder des Sicherheitsschnappschalters eine Omegafeder sitzt. Eine
weitere Vereinfachung ergibt sich, wenn die Blattfedern des Sicherheitsschnappschalters
mit ihren eingespannten Enden in einem Metallstreifen befestigt sind, der fest in
dem Gehäuse sitzt und außerhalb des Gehäuses als Stecker ausgebildet ist.
[0009] Damit der Schaltpunkt bzw. die Hysterese des Sicherheitsschnappschalters unabhängig
von Fertigungstoleranzen festgelegt werden kann, ist es zweckmäßig, wenn einer der
Anschläge des Sicherheitsschnappschalters einstellbar ausgebildet ist.
[0010] Damit nicht beim Anlegen der Blattfeder des zugeordneten Schnappschalters für die
normale Steuerung an den Sicherheitsschnappschalter vorzeitig ein elektrischer Stromkreis
geschlossen wird, kann in der Blattfeder des zugeordneten Schnappschalters ein Niet
aus einem elektrisch nicht leitenden Material sitzen, durch den der Sicherheitsschnappschalter
betätigt wird.
[0011] Die äußere elektrische Beschaltung gestaltet sich einfacher, wenn einer der feststehenden
Kontakte des Sicherheitsschnappschalters elektrisch mit der Blattfeder des darüber
befindlichen zugeordneten Schnappschalters verbunden ist.
[0012] In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Gegenstandes der Erfindung dargestellt.
Es zeigen
Figur 1 eine druckbetätigte elektrische Schaltvorrichtung gemäß der Erfindung mit
drei in dessen geöffnetem Gehäuse angeordneten Schnappschaltern in einer Draufsicht
und Figur 2 die druckbetätigte elektrische Schaltvorrichtung nach Figur 1 mit entlang
der Linie II-II nach Figur 1 aufgeschnittenem Gehäuse in einem anderen Maßstab und
in einer Seitenansicht.
[0013] Die in den Fig. 1 und 2 veranschaulichte druckbetätigte elektrische Schaltvorrichtung
1 enthält ein im wesentlichen zylinderförmiges Gehäuse 2 mit einem Gehäuseboden 4,
auf das ein entsprechender Deckel
'6 aufgesetzt ist, der mittels eines umgebördelten Ringes 8 auf dem Gehäuse 2 festgehalten
ist. Zwischen dem Deckel 6 und dem Gehäuse 2 ist eine weiche Membrane 10 randseitig
eingespannt, an deren Unterseite ein Teller 12 befestigt ist, der einen zentralen
nach unten weisenden Fortsatz 14 trägt. Der Fortsatz 14 steckt in einer runden Ausnehmung
16 eines etwa dreieckförmigen Druckstücks 18, das die Betätigungskraft der Membrane
10 auf die auf dem Boden 4 des Gehäuses 2 angeordneten Schnappschalter 20, 20b und
20c überträgt. Hierzu sind an jeder Ecke des dreieckförmigen Druckstücks 18 zylindrische,nach
unten weisende Fortsätze 22 angeformt, die an ihrem unteren Ende eine Ausnehmung 22
aufweisen, deren Zweck unten beschrieben ist. Ferner ist an dem unteren Ende des zylindrischen
Fortsatzes 22 ein kleiner Ausleger mit einer dreieckförmigen Spitze 26 angeformt,
die auf dem jeweiligen Schnappschalter 20, 20b, 20c aufliegt.
[0014] Die Schnappschalter 20, 20b, 20c der Schaltvorrichtung 1 sind untereinander gleich,
so daß es ausreicht, wenn im folgenden der Schnappschalter 20 im einzelnen beschrieben
ist. Um die übersichtlichkeit zu wahren, ist deshalb in der Fig. 2 lediglich der Schnappschalter
20 dargestellt und die Schnappschalter 20b und 20c sind weggelassen.
[0015] Der Schnappschalter 20 enthält einen relativ schmalen und flachen L-förmig abgewinkelten
Metallstreifen 28, dessen langer Schenkel in dem Boden 4 sitzt und außerhalb des Gehäuses
2 einen Stecker bildet. An dem kurzen innerhalb des Gehäuses 2 liegenden Schenkel
30 des Blechstreifens 28 ist eine als Träger für den beweglichen Kontakt 32 des Schnappschalters
20 dienende Blattfeder 34 durch Nieten oder Punktschweißen befestigt. Die metallische
Blattfeder-34 weist die aus Fig. 1 ersichtliche etwa rechteckförmige Gestalt mit mittig
angeordneter, ebenfalls etwa rechteckförmiger Ausnehmung 36 auf und trägt an ihrem
vorderen freien Ende den beweglichen Kontakt 32. Durch die Ausnehmung 36
qkann eine Federzunge 38 schwingen, die einstückiger Bestandteil der Blattfeder 34
ist und aus der Schmalseite der rechteckförmigen Ausnehmung 36 hervorsteht, die der
Befestigungsstelle der Blattfeder 34 benachbart ist. Die Federzunge 38 ist kürzer
als die Längsabmessung der Ausnehmung 36 und trägt an ihrem freien Ende einen kleinen
Fortsatz 40, der einem entsprechenden Fortsatz 42 an der benachbarten Schmalseite
der rechteckförmigen Ausnehmung 36 gegenüberliegt. Die beiden Fortsätze 40 und 42
dienen zum Halten einer tonnenförmigen Schraubenfeder 44, die sich einenends auf der
Schmalseite der Ausnehmung 36 und anderenends auf dem freien Ende der Federzunge 38
abstützt, so daß je nach Lage des beweglichen Kontaktes 32 die Federzunge 38 wahlweise
nach oben oder nach unten aus der Ausnehmung 36 der Blattfeder 34 hervorsteht.
[0016] Gegenüber dem beweglichen Kontakt 32 sind auf zugehörigen ungefähr L-förmigen Metallwinkeln
46 und 48 zwei im Abstand zueinander befindliche feststehende Kontakte 50 und 52 angeordnet,
zwischen denen sich der bewegliche Kontakt 32 hin- und herbewegen kann. Der Metallwinkel
46 des unteren feststehenden Kontaktes 50 ist ebenfalls in dem Boden 4 des Gehäuses
2 befestigt und bildet außerhalb des Gehäuses 2 einen Stecker. Auch der Metallwinkel
48 des oberen feststehenden Kontaktes 52 ist in dem Boden 4 befestigt, jedoch ist
sein kontakttragender Schenkel relativ lang ausgebildet und über den festen Kontakt
52 hinaus verlängert. Die so gebildete Verlängerung 54 liegt auf einer in den Boden
4 eingeschraubten Einstellschraube 56 auf, mit der zur Einstellung des Umkehrschaltpunktes
des Schnappschalters 20 die Lage des feststehenden Kontaktes 52 vertikal einstellbar
ist. Hierzu besteht zwischen der Einstellschraube 56 und dem Metallwinkel 48 eine
kraftschlüssige Verbindung, die von dessen Eigenelastizität herrührt, so daß die Verlängerung
54 mit relativ großer Kraft auf der Einstellschraube 56 aufliegt, damit die Lage des
feststehenden Kontaktes 52 nicht durch den Kontaktdruck des beweglichen Kontaktes
32 verstellt wird.
[0017] Um den unteren Schaltpunkt des Schnappschalters bzw. dessen Betätigungskraft einzustellen,
bei der bei einer senkrecht gerichteten Kraft auf die Federzunge 38 der bewegliche
Kontakt 32 von dem unteren feststehenden Kontakt 50 auf den oberen feststehenden Kontakt
52 umspringt, weist die Federzunge 38 in ihrem vorderen Abschnitt eine aus Darstellungsgründen
nicht sichtbare Öffnung auf, durch die ein ungefähr zylindrischer Fortsatz 58 eines
Einsatzstückes 60 hindurchragt, das einen größeren Durchmesser als die Öffnung aufweist
und von unten an der Federzunge 38 anliegt. Das Einsatzstück 60 steckt in einer Schraubenfeder,
die sich anderenends auf einer in ein entsprechendes Gewinde in dem Boden 4 eingeschraubten
Einstellschraube 62 abstützt. Der zylindrische Fortsatz 58 des Einsatzstückes 60 ragt
in die Ausnehmung 24 in dem zylindrischen Fortsatz 22 des Druckstückes 18 und dient
zusammen mit dieser als Verdrehsicherung und gewährleistet somit, daß die Druckspitzen
26 jeweils gegenüber der zugeordneten Federzunge 38 des jeweiligen Schnappschalters20,
20b, 20c liegen.
[0018] Wenn das Volumen zwischen der Membrane 10 und dem Deckel 6 beispielsweise über den
an dem Deckel 6 angeformten Schlauchanschluß 66 mit Druck beaufschlagt wird, übt die
Membrane 10 über den Teller 12 und den Fortsatz 14 eine Kraft auf das dreieckförmige
Druckstück 18 aus, das seinerseits diese Kraft über die zylindrischen Fortsätze 22
an seinen Ecken und die daran angeformten dreieckförmigen Druckspitzen 26 auf die
Federzungen 38 der einzelnen Schnappschalter 20, 20b, 20c weiterleitet. Wenn die von
der Membrane 10 über die einzelnen Glieder weitergeleitete Kraft an einer Federzunge
38 deren Rückstellkraft übersteigt, bewegt sich die Federzunge 38 nach unten. Die
Rückstellkraft ergibt sich hierbei im wesentlichen aus der Eigenelastizität der Federzunge
38, der vertikal nach oben wirkenden Kraftkomponente der Tonnenfeder 44 sowie der
Federkraft der vertikal nach oben wirkenden Einstellfeder 62. Sobald die Federzunge
38 eine bestimmte Lage erreicht hat, springt unter der Wirkung der Tonnenfeder 44
die Blattfeder 34 um und preßt den beweglichen
Kon- takt 32 an den oberen feststehenden Kontakt 52. Nach Absinken des Drucks in dem
Volumen zwischen der Membrane 10 und dem Deckel 6 kehrt sich die Bewegung der Blattfeder
34 und der Federzunge 38 um, so daß beim Überschreiten einer bestimmten Lage der Federzunge
38 der bewegliche Kontakt 32 durch die Blattfeder und die Tonnenfeder 34 wieder auf
den unteren feststehenden Kontakt 50 gepreßt wird.
[0019] Unterhalb des Schnappschalters 20 ist, wie Fig. 2 zeigt, ein als Sprungschalter ausgebildeter
Sicherheitschnappschalter 70 angeordnet, der zwei unterschiedlich lange etwa parallel
und in Richtung der Blattfeder 34 des Schnappschalters 20 verlaufende metallische
Blattfedern 72 und 74 enthält, die im Abstand zueinander übereinanderliegen. Die Blattfedern
72, 74 sind jeweils mit einem Ende in einem Blechstreifen 76 befestigt, der ebenfalls
durch den Boden 4 ragt und dort befestigt ist; außerhalb des Gehäuses 2 bildet der
Blechstreifen 76 einen Steckkontakt. Die obere Blattfeder 74 ist an ihrem freien Ende
etwa hakenförmig gekrümmt, so daß das so entstehende abgewinkelte Ende etwa dem freien
Ende der untenliegenden Blattfeder 72 im Abstand gegenübersteht. Die sich jeweils
gegenüberliegenden Enden der beiden Blattfedern 72 und 74 sind durch eine Omegafeder
76 miteinander verbunden, die mit entsprechenden in den Figuren nicht erkennbaren
Öffnungen auf entsprechenden Fortsätzen eingehakt ist, die an den freien Enden der
Blattfedern 72 und 74 angeformt sind.
[0020] Die untere Blattfeder 72 trägt im Bereich ihres vorderen Endes einen beweglichen
Schalterkontakt 80, der je nach Lage der unteren Blattfeder 72 entweder auf einem
unteren durch eine in den Boden 4 eingeschraubte Einstellschraube 82 gebildeten Anschlag
oder an einem darüber befindlichen Schaltkontakt 84 anliegt. Der Schaltkontakt sitzt
auf einer Blechlasche 86, die einstückig an den kurzen Abschnitt 30 des Metallstreifens
28 angeformt ist, und zwar ist die Anordnung derart getroffen, daß die Lasche 86 von
einem Bereich seitlich der Blattfedern 34, 72 und 74 des Schnappschalters 20 und des
Sicherheitsschnappschalters 70 zwischen die Blattfedern 72 und 74 hineinragt.
[0021] Wenn, wie oben beschrieben, durch Druckeinwirkung auf die Membrane 10 die Federzunge
38 durch die zwischengeschalteten Übertragungsglieder gegen die Rückstellkraft nach
unten bewegt wird, springt der Schnappschalter 20 um, wobei die Blattfeder 34 den
beweglichen Kontakt 32 an den feststehenden Kontakt anpreßt, so daß eine elektrisch
leitende Verbindung von dem durch den Metallstreifen 28 gebildeten Stecker zu dem
durch den Metallwinkel 48 gebildeten Stecker hergestellt wird. Wenn nun, bedingt durch
einen Fehler in dem durch die Schaltvorrichtung 1 zu steuernden Gerät der auf der
Membrane 10 lastende Druck weiter ansteigt, wird die Federzunge 38 weiter nach unten
gebogen. Hierbei erreicht sie schließlich eine Stellung, in der sie sich an die Blattfeder
74 des Sicherheitsschnappschalters 70 anlegt. Damit bei diesem Anlegen kein Stromkreis
geschlossen wird, trägt die Federzunge 38 im Bereich der beabsichtigten Berührungsstelle
mit der Blattfeder 74 einen entsprechenden kleinen Isolator 89, beispielsweise in
Form eines Kunststoffniets. Wenn der auf der Membran 10 lastende i Druck weiterhin
steigt, werden nach Anlage des Kunststoffniets 89 an die Blattfeder 74 nunmehr die
Federzunge 38 und die Blattfeder 74 gleichzeitig nach unten bewegt, wobei nach einer
bestimmten Abwärtsbewegung das hakenförmig abgebogene Ende der Blattfeder 74 eine
Lage erreicht, bei der durch die Wirkung der Omegafeder 78 die Blattfeder 72 mit dem
darauf angeordneten beweglichen Kontakt 80 nach oben gegen den darüberliegenden feststehenden
Kontakt 84 gedrückt wird, so daß sich ein Stromkreis über den durch den Metallstreifen
76 gebildeten Stecker und den durch den Metallstreifen 28 gebildeten Stecker schließen
kann und in dem durch die Schaltvorrichtung 1 gesteuerten Gerät eine Sicherheitsschaltung,
beispielsweise das Einschalten des Pumpenmotors, auslöst.
[0022] Die Betätigungswege des Schnappschalters 20 und des Sicherheitsschnappschalters 70
sind derart bemessen, daß auch bei umgeschaltetem Sicherheitsschnappschalter 70 der
bewegliche Kontakt 32 des Schnappschalters 20 mit ausreichender Kraft gegen den darüber
angeordneten feststehenden Kontakt 52 angepreßt wird.
[0023] Sobald die Fehlersituation innerhalb des von der Schaltvorrichtung 1 gesteuerten
Gerätes beseitigt ist, fällt der auf der Membrane 10 lastende Druck, womit sich die
Federzunge 38 und die Blattfeder 74 wieder nach oben bewegen. Hierbei erreicht das
hakenförmig abgebogene Ende der Blattfeder 74 eine Lage, bei der die Omegafeder 78
die Blattfeder 72 wieder nach unten gegen die Einstellschraube 82 bewegt und den beweglichen
Kontakt 80 von dem feststehenden Kontakt 84 trennt. Bei einem weiteren Druckabfall
kommt dann der isolierende Niet 89 von dem Sicherheitsschnappschalter 70 frei, so
daß die Schaltbewegung und die Schaltpunkte des Schnappschalters 20 völlig frei von
einer Beeinflussung durch den Sicherheitsschnappschalter 70 sind. Hieraus ergibt sich,
daß eine Änderung der an dem Schnappschalter 20 angreifenden elastischen Kräfte erst
auftritt , wenn die Kontakte 32 und 52 bereits miteinander verbunden sind. Im Normalbetrieb
jedoch arbeitet der Schnappschalter 20 unbeeinflußt durch den Sicherheitsschnappschalter
70.
[0024] Es ist ersichtlich, daß die Einstellschraube 82, mit der der Schaltpunkt des Sicherheitsschnappschalters
70 eingestellt werden kann, auch als elektrischer Kontakt ausgebildet werden kann.
[0025] Wenn der Sicherheitsschnappschalter 70 bereits nach einem relativ kurzen Betätigungsweg
der Blattfeder 74 ansprechen soll, wird die Einstellschraube 82 nach oben geschraubt,
während ein Zurückdrehen der Einstellschraube 82 den Schaltpunkt des Sicherheitsschnappschalters
70 in Richtung auf höhere Drücke an der Membrane 10 verlagert.
[0026] Außerdem ist ersichtlich, daß unter jedem der drei Schnappschalter 20, 20b, 20c ein
derartiger Sicherheitsschnappschalter 70 angeordnet werden kann.
1. Druckbetätigte elektrische Schaltvorrichtung mit einem Gehäuse, auf dem unter Zwischenlage
einer hierdurch randseitig eingespannten,druckbeaufschlagbaren Membrane ein Deckel
aufgesetzt ist und in dem wenigstens ein Schnappschalter angeordnet ist, dessen beweglicher
Schalterkontaktträger als im wesentlichen parallel zu der Membrane verlaufende und
in dem Gehäuse befestigte Blattfeder ausgebildet ist, die über ein Druckstück.von
der Membrane im Sinne einer senkrecht zu der Membrane verlaufenden Schaltbewegung
betätigbar ist,und mit jeweils zwei, in dem Gehäuse befestigten,feststehenden Kontakten
für jeden Schnappschalter, wobei wenigstens einer der feststehenden Kontakte einstellbar
ist und zur Verstellung des Schaltpunktes jedes Schnappschalters zwischen jeder Blattfeder
und dem Gehäuse eine sich einenends auf einer in dem Gehäuse eingeschraubten Schraube
abstützende Zusatzfeder angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß in Betätigungsrichtung
der Blattfeder (34) wenigstens eines Schnappschalters (20, 20b, 20c) zwischen dessen
Blattfeder (34) und dem Gehäuse (2) ein von der Blattfeder (34).'betätigbarer Sicherheitsschnappschalter
(70) mit zwei Anschlägen (82, 84) sitzt, von denen wenigstens einer als Kontakt (84)
ausgebildet ist.
2. Schaltvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Sicherheitsschnappschalter
(70) aus zwei im wesentlichen parallel zueinander verlaufenden, jeweils einenends
eingespannten Blattfedern (72, 74) aufgebaut ist, von denen eine an ihrem freien Ende
etwa hakenförmig gebogen ist,und daß zwischen dem hakenförmigen Ende dieser Blattfeder
(74) und dem freien Ende der anderen Blattfeder (72) des Sicherheitsschnappschalters
(70) eine Omegafeder (78) sitzt.
3. Schaltvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Blattfedern
(72, 74) mit ihren eingespannten Enden in einem Metallstreifen (76) befestigt sind,
der fest in dem Gehäuse (2) sitzt und außerhalb des Gehäuses (2) als 'Stecker ausgebildet ist.
4. Schaltvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens einer
der Anschläge (82, 84) des Sicherheitsschnappschalters (70) einstellbar ist.
5. Schaltvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Blattfeder (34)
des über dem Sicherheitsschnappschalter (70) angeordneten Schnappschalters (20) an
der Eingriffsstelle mit dem Sicherheitsschnappschalter (70) einen Niet (89) aus einem
elektrisch nicht leitenden Material trägt.
6. Schaltvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß einer der feststehenden'Kontakte
(84) des Sicherheitsschnappschalters (70) elektrisch mit der Blattfeder (34) des darüber
befindlichen Schnappschalters (20) verbunden ist.