187035. lajstromszámú szabadalom • Membrános-dugattyús nyomáskapcsoló állítható kapcsolási hiszterézissel
A találmány tárgya membrános-dugattyús nyomáskapcsoló állítható kapcsolási hiszterézissel (visszakapcsolási különbséggel), amelynél a nyomás alatt álló kamrát gáztömören tömített rugalmas síkmembrán zárja le, és a membránon a nyomás hatására keletkező erő a dugattyút és a dugattyúrudat - a velük szemben elhelyezkedő változtatható előfeszitésü csavarrugó elő feszítésétől függően — a dugattyúrúddal működőkapcsolatban álló kapcsoló tárcsákkal együtt elmozdítja, és az utóbbiak egy előfeszített kar közvetítésével villamos pillanatkapcsolót működtetnek. Ismeretesek olyan membrános-dugattyús nyomáskapcsolók, amelyek nem rendelkeznek hiszterézis állításssal (ilyet ismertet pl. az 1 940 338 sz. nyugatnémet szabadalmi leírás), ezért rendszertechnikai felhasználásuk korlátozott. Általában csak határérték kapcsolásra alkalmasak, és nem használhatók kétállású szabályozóként, ahol mind az alsó, mind a felső kapcsolási pont - lehetőleg egymástól független - állítására szükség van. Ennek hiányában a szabályozási feladata csak két különálló nyomáskapcsolóval valóátható meg. Ismeretesek továbbá olyan membrános-dugattyús nyomáskapcsolók, amelyek rendelkeznek hiszterézis állítási lehetőséggel (lásd pl. a SOR/BETA vagy a R. SCHEUIFELE cég megfelelő nyomáskapcsoló típusait, és a kapcsolási hiszterézis /mikrokapcsoló) nyugvó kontaktusai távolságának, azaz a mikrokapcsoló mozgáskülönbségének változtatásával állítható Ez az állítási mód azonban hátrányosan változtatja a villamos pillanatkapcsoló villamos terhelhetőségére és villamos élettartamára vonatkozó adatokat. A kontaktusok túlzott mértékű eltávolítása a visszakapcsolási funkció megszűnéséhez vezet, a túlzott mértékű közelítés viszont az érzékelő beégését okozhatja már kis villamos terhelés esetén. Emiatt az állítás mértéke erősen korlátozott és az esetek nagy részében nem is bízható a felhasználóra. A találmány célja olyan nyomáskapcsoló kidolgozása, amely magában hordozza a membrános-dugattyús érzékelő előnyeit (nagy túlterhelhetőség, rezgésállóság, nagy mechanikai élettartam), ugyanakkor biztosítja a villamos kapcsoló garantál terhelés és élettartam adatainak megtartását és széles tartományban állítható hiszterézissel rendelkezik a kereskedelemben kapható olcsó normál mikrokapcsoló felhasználása mellett. A hiszterézis állítást kívülről, a ház megbontása és a nyomáskapcsoló belszerkezetéhez való hozzáférés biztosítása nélkül kell megoldani, hiszen a ház megbontásával történő állítás a méretek és a bonyolultsági fok növekedésével jár (helyet kell ugyanis biztosítani a kéznek vagy az állító szerszámnak, levehető fedelet kell kiképezni), továbbá a hiszterézis állító szerkezet és a villamos kapcsoló közös térben való elhelyezése esetén a hiszterézis állítás életvédelmi szempontok miatt csak a készülék feszültségmentesítése után végezhető el (lásd pl. a DÁNFOSS cég RT típusú nyomáskapcsolóit). Célszerű biztosítani annak lehetőségét, hogy a kapcsolási pontok állítása egymástól független legyen, Megoldást kell találni a membrános-dugattyús nyomáskapcsolók hiszterézis állítása fő akadályának leküzdésére, azaz a membrán és a dugattyú kis mozgási tartományának (tökeiének) növelésére. A szerkezet kisméretű, univerzális, gyorsan és könnyen állítható legyen, A kitűzött cél elérése azon a feliinserésen alapult, hogy a kapcsoló tárcsák távolsága egy menesztő elem 1 187 közvetítésével kívülről történő elfordítással változtatható. A tárcsák kapcsoló élei egy csapágyazott karon keresztül egy külső rugóval bistabillá tett villamos pillanatkapcsolót működtetnek. A kapcsoló tárcsák és a kar közötti érintkezési pontok távolságának növelésével a hiszterézis nagyobb, csökkentésével pedig kisebb lesz, mivel nő vagy csökken a ki-be kapcsolási úthossz megteléhez szükséges rugóerő változás. A kapcsoló élek közül célszerűen az egyik tengelyirányban emelkedik pL csavarvonal alakban, a másik pedig a tengelyre merőleges síkban fekszik. A tengelyirányban változó magasságú kapcsoló él lehetővé teszi a kar és a kapcsoló tárcsa érintkezési pontjának eltolását a tárcsa helyben - azaz saját tengelye körül, tengelyirányban változatlan magasságban - történő elfordiíásával. Az állandó magasságú másik él az általa meghatározott kapcsolási pont helyben maradását biztosítja. A kapcsolási nyomás beállítására szolgáló csavar a hiszterézis állító elemmel együtt fordul, így a hiszterézis állításakor a csavarrugó előfeszítése nem változik Az univerzalitás követelményének megvalósítása érdekében a membránt a házba besajtolt különálló betéttel rögzítettük, melynek anyaga a mindenkori működtető közegnek megfelelően választható meg, így agresszív közegek esetén elegendő a kis anyagigényű alkatrészek (betét » membrán) cseréje az olcsó anyagból készült ház és a többi alkatrész változatlanul hagyásával. Az érzékelő síkmembrán tökeiének növelése a ház membrán feletti felfekvő felületének kúpos kitörésével vált lehetővé, így a membránt eredeti terheletlen síkjából mindkét irányban kitéríthetővé, vagyis kétoldali működésűvé tettük az elmozdulásból adódó deformáció mértékének növelése nélkül. Ez a megoldás azzal az előnnyel is jár, hogy kis kapcsolási nyomásértékeknél az érzékelő Itatásos felülete a mebrán szabadon lévő (a dugattyú által nem alátámasztott) felületében aranyosan megnövekszik, melynek a hiszterézis állító egy adott fix állása mellett kisebb, mint a nagy kapcsolási nyomásoknál, ahol a nyomás a membránt bedeformálja a kúpos kitörésbe, így a hatásos felület csökken és a hiszterézis következésképpen nő. Kis kapcsolási nyomásoknál és kis beállított hiszterézis értékeknél a nyomáskapcsoló tehát érzékenyebb laza membrános kapcsolóként működik, és csak a membrán szabad felületének fokozatos felfekvése után alakul át membrános-dugattyús kapcsolóvá. Ez a kedvező hatás a súrlódás változtatásával együtt a beállított kapcsolási nyomástól függő automatikus állítás’ hatására szuperponálódva sokszorosára növeli a hiszterézis állítás tartományát. Ezzel megnövekszik a nyomáskapcsolón beállítható és rendszertechnikailag még használható legnagyobb és legkisebb kapcsolási nyomás aránya, az úgynevezett átfogás is. Ezt a célt szolgálja az az általunk alkalmazott megoldás is, amely szerint a csavarrugó a membránnal szemben ható erőt egy gömbfészekbe illeszkedő golyón keresztül adja át, amelynek következtében a csavarrugó ferdesége kis előfeszítésnél nem képez súrlódó erőt a dugattyúrúd és a ház között és ezzel tovább csökkenti a kis kapcsolási nyomásoknál fellépő hiszterézist. A találmány példakénti kiviteli alakját a mellékelt ábrák szemléltetik. Bár az ábrákra a vonatkozó helyeken hivatkoztunk, amellett még összefoglalóan is ismertetjük: 1. ábra A találmány szerinti nyomáskapcsoló célszerű kiviteli alakja hosszmetszetben, illetve felül-2 035 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 2
