Ein derartiger Druckschalter ist beispielsweise aus der DE 43 08 090 Cl bekannt und wird vorzugsweise zum Betrieb von Kompressoren eingesetzt.

Um Motorschäden aufgrund von Unterspannungen zu verhindern, ist ein solcher Druckschalter mit einem Unterbrecher in Form eines Unterspannungsauslösers (RU) ausgestattet. Um Motorschäden aufgrund von Überströmen zu verhindern, ist der Druckschalter mit einem Überstromauslöser ausgestattet.

Vor allem jedoch bei mobilen Anlagen kann es zu Fehlschaltungen kommen, auf die der Unteranspannungsauslöser nicht reagiert. So besteht beispielsweise die Ge- fahr, dass bei eingesetzten Verlängerungskabeln die Phasen vertauscht sind, so dass der Motor gegensinnig dreht, mit der Folge, dass die Anlage, wie der genannte Kompressor, zerstört wird.

Bei einem Phasenausfall, der bei dem bekannten Druckschalter ebenfalls nicht er- kannt wird, kann es zu einer vollständigen Zerstörung des Motors kommen.

Zwar ist schon versucht worden, diese potentiellen Gefährdungsstellen mit jeweils separaten Maßnahmen zu erkennen und deren Auswirkungen zu verhindern, jedoch war dies bislang nur mit einem erheblichen baulichen Aufwand realisierbar, wozu insbesondere eine umfangreiche Verdrahtung der einzelnen Teile untereinander er- forderlich war. Der Einsatz getrennter Schalter zur Erkennung jeweils eines spe- ziellen Fehlers hat sich daher in der Praxis nicht bewährt.

Alle bislang vorgeschlagenen Maßnahmen sind unter herstellungs-, installations- und gebrauchsbezogenen Gesichtspunkten nicht geeignet, die aufgezeigten Prob- leme befriedigend zu lösen.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Druckschalter der gattungsgemäßen Art so weiter zu entwickeln, dass seine Funktionsfähigkeit mit geringem baulichen Aufwand verbessert wird.

Diese Aufgabe wird durch einen Druckschalter gelöst, der die Merkmale des An- spruchs 1 aufweist.

Die Überwachung der für eine Erkennung von Störungen maßgeblichen Zustands- größen sowie die Einleitung von Schutzmaßnahmen erfolgt erfindungsgemäß durch eine Einrichtung zur Spannungs-und/oder Phasenerkennung des Eingangsstromes oder durch eine Einrichtung zur Spannungs-und/oder Stromerfassung des Last- energiestroms, einer damit verbundenen Auswerteeinheit, sowie einem Schalter zum Auslösen des Unterbrechers, die zusammengefasst zu einer Baueinheit in dem Druckschalter integriert sind.

Dabei kann die Baueinheit mit den notwendigen Komponenten, bestehend aus ei- ner Einrichtung zur Spannungs-und/oder Strom-und/oder Phasenerkennung des Eingangsstromes, einer damit verbundenen Auswerteeinheit sowie einem Schalter zum Ein-und Ausschalten des Unterbrechers, beispielsweise in Form eines Unter- spannungsauslösers (RU) mit Schaltschloss, vorkonfektioniert sein. Dadurch ist nicht nur eine einfache Montage in dem bekannten Druckschalter möglich, sondern prinzipiell auch dessen Nachrüstung. D. h., in einen vorhandenen, an ein Aggregat angeschlossenen Druckschalter ist die Baueinheit im wesentlichen problemlos ein- zusetzen, so dass die Funktionssicherheit des Aggregates insgesamt verbessert wird.

Mit der Einrichtung zur Spannungs-undloder Stromerfassung sind sowohl Über- spannung, Unterspannung, Überstrom, Unterströme, Strom/Zeitprodukte, z. B. zur Erkennung von Schweranlauf, Phasenfolgefehler, z. B. bei Vertauschung der Au- ßenleiter durch unrichtiges Anschließen, wie auch ein Phasenausfall feststellbar.

Durch die angeschlossene Auswerteeinheit werden die von der Einrichtung zur Spannungs-und/oder Stromerfassung ermittelten Ist-Werte mit gespeicherten Soll- Werten verglichen. Bei Abweichungen, unter Berücksichtigung vorgegebener To- leranzwerte, wird der Schalter, gesteuert durch die Auswerteeinheit, aktiviert. Vor- zugsweise handelt es sich bei dem Schalter um einen Halbleiterbaustein.

Der Unterbrecher kann aus einem Aktor bestehen, der auf elektromechanischen, elektromagnetischen oder. elektrothermischen Wirkeffekten basiert und auf ein Schaltschloss einwirkt.

Die Baueinheit, zu der die Komponenten gemäß dem Anspruch 1 zusammengefasst sind, wird zweckmäßigerweise durch eine Platine gebildet, durch die ein problem- loser und schneller Anschluss an die Außenleiter einerseits und den Unterbrecher, wie den bereits eingesetzten Unterspannungsauslöser, möglich ist.

Die Auswerteeinheit, vorzugsweise ein programmierbarer Mikrocontroller, kann so konfiguriert sein, dass sie für unterschiedliche Betriebsbedingungen einstellbar ist.

Hierzu zählt beispielsweise die Eingabe von unterschiedlichen, jeweils den Gege- benheiten angepassten Soll-Werten.

Nach einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, über die Auswerteeinheit, also z. B. den programmierbaren Mikrocontroller, eine optische Anzeige zu steuern, beispielsweise in Form einer LED, einer OLED oder einer Flüssigkristallanzeige, die den Betriebszustand des Druckschalters bzw. des an ihn angeschlossenen Aggregates anzeigt.

Die Betriebszustandsanzeige kann ebenfalls direkt über das Stellglied, z. B. in Form des bekannten elektromagnetischen Aktors RU, kinematisch kodiert, die Statusan- zeige über ein geeignetes Anzeigeelement erfolgen.

Im übrigen erfolgt die Schaltung vorzugsweise nicht analog wie bisher, sondern di- gital, wobei der vorgesehene Einsatz von Digitaltechnik eine höhere Genauigkeit ermöglicht.

Weitere vorteilhafte Ausbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen ge- kennzeichnet. In den Figuren zeigen : Fig. 1 eine perspektivische Ansicht eines erfindungsgemäßen Druckschalters ohne Gehäuse ; Fig. 2 ein Schaltbild des Druckschalters der Fig. 1 ; Fig. 3 eine perspektivische Ansicht eines erfindungsgemäßen Druckschalters mit Gehäuse nach einem zweiten Ausführungsbeispiel ; Fig. 4 eine perspektivische Ansicht des Druckschalters der Fig. 3 ohne Gehäu- se ; Fig. 5 eine perspektivische Ansicht des Druckschalters der Fig. 4 ohne Druck- federeinheit und Gehäuse ; Fig. 6 eine perspektivische Ansicht des Druckschalters der Fig. 5 aus einem an- deren Blickwinkel ; und Fig. 7A bis 7C perspektivische Ansichten der Aktormechanik des Druckschalters in verschiedenen Positionen.

In der Figur 1 ist schematisch ein geöffneter Druckschalter dargestellt, der einen Federdom 1, eine Schaltkammereinheit 2, eine an dem Federdom 1 kraft-, form- oder stoffschlüssig, vorzugsweise durch Verkleben angebrachte Baueinheit 3, eine den Federdom 1, die Schaltkammereinheit 2 und die Baueinheit 3 sowie einen Flansch 5 tragende Grundplatte 4 aufweist.

Die Baueinheit 3 in Form einer Platine, die als Berührungsschutz mit einer isolie- renden Schutzschicht bspw. einer Epoxydschicht überzogen ist, beinhaltet eine Einrichtung zur Spannungs-und/oder Stromerfassung des Eingangsenergiestromes 6, eine damit elektrisch verbundene Auswerteeinheit 7 in Form eines program-

mierbaren Mikrocontrollers sowie einen Schalter 8 zum Aktivieren eines Unterbre- chers 9, vorzugsweise gebildet durch einen Aktor, die in Funktionseinheit ein Stellglied bilden.

Die Baueinheit 3 wird an den Aktor oder alternativ an einen an sich bekannten Un- terspannungsauslöser angeschlossen.

Bereits nach kurzer Zeit, beispielsweise nach einer Sekunde nach dem Anschluss ist das Gerät betriebsbereit.

Falls ein Fehler (z. B. Unter-, Überspannung, Unter-und Überstrom, Phasenausfall und Phasenfehler) durch die Auswerteeinheit 7 erkannt wird, öffnet das Gerät den Lastkreis und lässt sich bei Fortbestehen des Fehlers danach nicht wieder einschal- ten.

Nach einer Ausgestaltung wird bei einer Unterschreitung einer in der Auswerteein- heit 7 gespeicherten Soll-Spannung der an L2 oder L3 anliegenden Ist-Spannung, eine Unterspannungsspule kurzzeitig angezogen bzw. aktiviert, wodurch angezeigt wird, dass eine fehlerhafte Spannung ansteht. Auch hierdurch lässt sich das Gerät nicht wieder einschalten. Ein Einschalten ist erst wieder möglich, wenn der Soll- Spannungswert innerhalb eines Toleranzbereiches reicht und erkannt wird.

In den Fig. 3 bis 7C ist ein weiteres Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Druckschalters dargestellt, wobei mit dem ersten Ausführungsbeispiel vergleichba- re Bauteile mit dem gleichen Bezugszeichen mit einem Strich gekennzeichnet sind.

Der Druckschalter umfasst einen Einschaltknebel 10 an einer Haube 13, an der ein Anzeigefeld 11 mit einer LED 11'und Tasten 12 für die Bedienung vorgesehen ist.

Gegenüberliegend zu dem Einschaltknebel 10 ist eine Kabeldurchführung 14 für den Daten-und Versorgungsaustausch angeordnet.

Wie in Fig. 4 zu sehen ist, befindet sich unterhalb der Haube 13 ein Schaltschloss 15, das als Energiespeicher wirkt und für ein Schnelles Öffnen durch ein Entklin- ken auslösbar ist. Der Druckschalter umfasst eine erste Platine 16 und eine zweite Platine 17, auf denen eine Vielzahl von Schaltkomponenten, beispielsweise zur

Stromerfassung, zur Spannungsversorgung, einen Mikrokontroller, Treiberbaustei- ne etc. untergebracht sind. An der Platine 16 sind Leitungen 18 angeschlossen, mit denen ein Datenaustausch stattfinden kann, beispielsweise für eine Temperaturer- fassung oder eine Arbeitsstromauslösung. Die Platinen 16 und 17 können ein fre- quenzadaptiertes Schaltnetzteil, eine Initial-und Auswerteelektronik für die Stro- merfassung, eine Spannungserfassung sowie Schnittstellen für eine Vernetzung umfassen.

Ferner ist ein Federdom 1'vorgesehen, in dem eine Druckfeder 19 sowie eine Dif- ferenzdruckfeder 20 angeordnet sind. Die Druckfeder 19 lässt sich dabei über eine Schraube 21 und die Differenzdruckfeder 20 über eine Schraube 22 einstellen.

In den Fig. 5 und 6 lässt sich ein aus einem Bimetall gebildeter Aktor 26 erkennen, der stegförmig ausgebildet ist und das Schaltschloss 15 entklinken kann. Hierfür ist der stegförmige Aktor 26 endseitig in einem Schlitz eines Schiebers 27 aufgenom- men, aufgenommen, der mit einem weiteren Schieber 28 gekoppelt ist. Durch Krümmung des Aktors 26 lässt sich der Schieber 27 bewegen und somit das Schaltschloss 15 entklinken.

Die durch den Aktor 26 betätigbare Mechanik ist in den Fig. 7A bis 7C dargestellt.

In Fig. 7B ist der Betriebszustand des Aktors 26 gezeigt. Der Aktor 26 wird auf ei- ne bestimmte Temperatur beheizt, z. B. 40 bis 60 °C, so dass eine mittlere Position des stegförmigen Aktors 26 eingenommen wird. In dieser mittleren Position liegen die Endabschnitte 29 und 30 der Schieber 27 und 28 etwa auf derselben Höhe und die Klinke hält das Schaltschloss 15 in der Betriebsposition.

In Fig. 7A ist der Aktor 26 in der abgekühlten Position gezeigt, beispielsweise weil die Beheizung des Aktors 26 aufgrund eines Defektes ausgefallen ist. Dadurch kühlt sich das Bimetall des Aktors 26 ab und dieser entkrümmt sich. Dadurch wird der Schieber 27 in die zurückgezogene Position bewegt. Der Schieber 27 ist über eine Rolle 31 mit dem Schieber 28 gekoppelt, so dass sich der Schieber 28 in die ausgefahrene Position bewegt und der Endabschnitt 30 auf eine Klinke zur Auslö- sung des Schaltschlosses 15 einwirkt.

In Fig. 7C ist der Aktor 26 in einer auslösenden Stellung aufgrund elektrothermi- scher Effekte gezeigt. Durch Erwärmung und Krümmung des Aktors 26 bewegt sich der Schieber 27 in die ausgefahrene Position, so dass der Endabschnitt 29 auf die Klinke zu Auslösung des Schaltschlosses 15 einwirkt.

Sobald der Druckschalter an das Energieversorgungsnetz angeschlossen wird, sorgt der Mikrokontroller nach seiner Initialisierung für eine Beheizung des Aktors 26 auf seine Betriebstemperatur. Dann gibt der Aktor 26 das Schaltschloss 15 frei und der Einschaltknebel 10 kann gedreht werden. Im Fehlerfall entklinkt dann der Ak- tor 26 das Schaltschloss 15, welches die Laststromkreise öffnet und nachgeordnete Aggregate und Geräte spannungsfrei schaltet.

Durch den erfindungsgemäßen Druckschalter können somit nachgeordnete Aggre- gate und Geräte gegen Fehler durch falsches Anschließen, Fehlbedienung, Überlas- ten sowie Defekt geschützt werden, wobei unerlaubte Betriebszustände unterbun- den werden. Dabei können Überstrom-und Unterstrom-, sowie Überspannung-und Unterspannung-Zustände zu einem Auslösen führen, wobei die Bereiche für das Öffnen der Lastkreise in gewissen Grenzen frei programmiert werden können.

Mittels dem Mikrokontroller können auch Zeitintervalle erfasst werden, wobei dann Betriebsstunden, Wartungsintervalle etc angezeigt werden können. Ferner kann der Belastungszustand einzelner Parameter an der Anzeige ausgegeben wer- den.

Statt dem gezeigten Aktor 26 können auch andere Elemente zur Auslösung des Schaltschlosses 15 eingesetzt werden, beispielsweise Tauchanker, Systeme basie- rend auf elektrothermischen Effekten, Dehnkörper mit Gasen oder Fluiden oder Memory-Metall-Effektträger.

Bezugszeichenliste 1 Federdom 2 Schaltkammereinheit 3 Baueinheit 4 Grundplatte 5 Flansch 6 Eingangsstrom 7 Auswerteeinheit 8 Schalter 9 Unterbrecher 10 Einschaltknebel 11 Anzeige 12 Tasten 13 Haube 14 Kabeldurchführung 15 Schaltschloss 16 Platine 17 Platine 18 Leitungen 19 Druckfeder 20 Differenzdruckfeder 21 Schraube 22 Schraube 26 Aktor 27 Schieber 28 Schieber 29 Endabschnitt 30 Endabschnitt 31 Rolle