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Schalter, insbesondere temperaturgesteuerter Sicherheitsschalter für
elektrisch beheizte Heißwassergeräte Die Erfindung bezieht sich auf einen Schalter,
insbesondere auf einen temperaturgesteuei-ten Sicherheitsschalter für elektrisch
beheizte Heißwassergräte, mit einem Schal torgane betätigenden, durch die Kraft
einer Feder bewegbaren Steuerschieber, welcher durch eine zur Durchführung eines
Schaltvorganges betätigbare }lasteinrichtung in einer vorgespannten Stellung gehalten
wird.
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Bei derartigen Schaltern, deren entlang einer vorbestilumten Führungsbahn
geradlinig hin- und herbewegbare Steuerschieber entweder von Hand oder durch eine
Ausdehnungseinri eh tung, etwa durch ein Membran-Dampfdrucksystem zur Durchführung
eines Schaltvorganges betätibar sind, besteht die Schwierigkeit, daß infolge mehr
oder minder großer Toleranzabweichungen (Lagerluft) in der Führung des Steuerschiebers
zumeist keine auch nach vielen Schaltvorgängen gleichblei bend exakt vorbestimmbare
Lagenbeziehung zwischen dem vorgespannten Steuerschieber und seinem z.B. in Form
einer Justierschraube ausgebildeten Rastelement hergestellt werden kann, wenn die
Kraftrichtung der den Steuerschieber antreibenden Feder in der Bewegungsrichtung
des Steuersciliebers liegt. Infolge der praktisch immer vorhandenen Lagerlult und
der damit verbundenen weitgehend instabilen Lage des Steuerschiebers wurde, insbesondere
bei selbsttätiger, z.B. temperaturgesteuerter Schaltbetätigung, der Schaltvorgang
zu früh oder zu spät erfolgen, wenn man nicht diese Sollwert-Abweichungen durch
individuell an jedem einzelnen Schalter vorzunehmende Justierarbeit ausgleichen
würde.
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Der vorliegenden Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, einen
Schalter der eingangs genannten Art so auszugestalten, daß auch ohne Durchführung
aufwendiger Justierarbeiten eine gleichbleibend exakte lagemaßige Relation zwischen
seinen einzeluen Funktionsteilen gel>ahrleistet ist.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Kraftrichtung
der als Antrieb über den längs einer Führungsbahn bewegoaren Steuerschieber dienende
Feder winkelig zur Bewegungsrichtung des Steuerschiebers verläuft.
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Dadurch, daß die Feder nicht in Bewegungsrichtung des Steuerschiebers
wirkt, sondern mehr oder minder geneigt zu dieser Bewegungsrfchtung ausgerichtet
ist, steht neben der Kraftkomponente, welche für den Antrieb des Steuerschiebers
und damit z.B. für eine Kontakttrennung benötigt wird, eine weitere Kraftkomponente
zur Verfügung, die den Steuerschieber in eine exakt definierte, stabile Ausgangslage
drückt und dabei die mehr oder minder große Lagerluft in der Schieberführung ausgleicht.
Damit ist eine unabhängig von der Anzahl der vorgenommenen. Schaltvorgänge gleichbleibend
exakte Lage des Steuerschiebers gegenüber seinem Rastelement - mit dessen Betätigung
die Rastverbindung auf gehoben wird und der Steuerschieber durch die Feder i eine
betätigte Stellung bewegt wird ulld auch gegenüber den Schaltorganen z.B. Kontaktfedersätzen
gewährleistet.
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Fine besonders einfach und raumsparende Bauweise des ties erfindungsgemäßen
Schalters ergibt sich dadurch, daß der Steuerschieber eine sich längs seiner Bewegungsrichtung
erstreckende Durchbrechung aufweist, in weiche das vorzugsweise
in
Form einer verstellbaren Justierschraube ausgebildete Rastelement der Rasteinrichtung
hineinragt und mit einer die Durchbrechung begrenzenden Rastkante des Steuerschiebers
zusammenwirkt.
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Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist das Rastelement
an einem U-förmigen Bügel gelagert, dessen einer, das Rastelement aufweisender freier
Schenkel in die Durchbrechung des Steuerschiebers hineinragt und einen die Bewegung
des Steuerschiebers begrenzenden Anschlag bildet und dessen anderer freier Schenkel
außerhalb der Durchbrechung mit einer Betätigungseinrichtung, vorzug so weise mit
einer temperaturabhängigen Ausdehnungseinrichtung in Verbindung steht. Als Ausdehnungseinrichtung
kann bei spielsweise ein temperaturempfindliches Dampfdrucksystem verwendet werden,
bei welchem bei einer bestimmten Temperatur ein Druck auf eine Membran ausgeübt
wird, die ihrerseits über den Bügel das Rastelement in eine Auslösestellung bewegt.
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Eine sehr einfache Montage sowie eine zusätzliche Ju.stiermöglichkeit
an dem erfindungsgemäßen Schalter ist dadurch gegeben, daß an dem Steuerschieber
ein Rastplättchen lös-und verstellbar befestigt ist, welches die mit dem Rastelement
unmittelbar zusammenwirkende Rastkante aufweist.
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Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der ErSinclullg ist dadurch
gegeben, daß der Steuerschieber, die Feder, die Rasteinrichtung sowie die Betätigungseinrichtung
in einem U-förmigen Rahmen gelagert sind, und daß auf die freien Schenkel des Rahmens
eine die Schaltorgane sowie deren Anschlußelemente aufweisende Schaltplatte aufgesetzt
ist. So können in dem U-förmigen Rahmen die z.B. in Form einer Membrandose ausgestaltete
Betätigungseinrichtung zusammen
mit dem daran angesetzten Bügel
samt Rastelement und die Feder nacheinander baukastenmäßig eingesetzt werden, wonach
dieser Rahmen durch die mit z.B. drei Strombahnen bildenden Kontaktfedersätzen bestückte
Schaltplatte verschlossen wird. Die Arretierung der Schaltplatte an dem Rahmen kann
in einfacher Weise erfolgen z.B. durch Umbiegen von freigestanzten Arretierlappen
an den Enden der freien Rahmenschenkel. Eine solche Montage kann maschinell bzw.
vollautomatisch erfolgen.
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Die Erfindung ist nachstehend anhand eines in der Zeichnung dargestellten
Ausführungsbeispieles beschrieben.
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Es zeigt: Fig. 1 den erfindungsgemäßen Schalter in Schnittansicht
nach der.Schnittlinie l-I gemäß Fig. 2, Fig. 2 eine Draufsicht auf den Schalter
gemäß Fig. i, Fig. 3 eine Seitenansicht des Schalters,' Fig. 4 eine Ansicht des
Schalters in Richtung C gemäß Fig. 3.
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In den Figuren ist ein temperaturgesteuerter Sicherheitsschalter für
elektrisch beheizte Helawassergeräte dargestellt. Er soll beispielsweise einen Heißwasserbereiter
vor unzulässigen Temperaturen schützen, wenn der geräteeigene Temperaturregler versagt.
Solche Schalter werden nach a10 Sichrhcitstempcraturbegrenzer bezeichnet.
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Am Bodenteil 2 eines U-förmigen z.B. metallischen Rahmens i ist eine
nach dem mechanischen Ausdehnungsprinzip arbeitende Betätigungseinrichtung in Form
einer Membrandose 3 befestigt, welche über eine Kapillare 4 mit einem Temperaturfühler
bekannter Art in Verbindung steht. An der Membrane 5 der Membrandose 3 ist ein U-förmiger
Bügel 6 starr befestigt, an dessen freistehendem Schenkel 7 ein Rastelement in Form
einer verstellbaren Justierschraube 8 gelagert ist.
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Mit 9 ist ein aus Kunststoff bestehender Steuerschieber bezeichnet,
welcher mit seitlichen Führungsstegen 10 in Führungsansätzen ii des Rahmens i geradlinig
verschiebbar gelagert ist. Die Führungsansätze 11 sind beispielsweise aus dem Rahmenmaterial
herausgedrückt. Der Steuerschieber 9 besitzt einen sich über seine gesamte Breite
erstreckenden, abgeschrägten Schaltnocken 12 sowie daran anschließend eine mittige,
in Bewegungsrichtung langgestreckte Durchbrechung 13, in welche der Bügel 6 mit
der Justierschraube 8 hineinragt. An einer schrägen Fläche im Bereich des Schaltnockens
12 einerseits und an einen freigestanzten Lagerlappen 14 des Rahmens i andererseits
stützt sich eine Druckfeder 15 ab. Diese Druckfeder 15 ist so angeordnet, daß ihre
Kraftrichtung winkelig zur Bewegungsrichtung (Pfeil Fig.i) und zur Bewegungsebene
verläuft. Damit ist neben der Kraftkomponente, die für den Antrieb des Steuerschiebers
9 in Pfeilrichtung (Fig.1) notwendig ist, noch eine in Fig. i schräg nach oben gerichtete
Kraftkomponente vorhanden, welche den Steuerschieber 9 in eine definierte Lage nach
oben drückt und damit in der PiihriinP, rles Steuersriebcrs 9 evtl. voiharLdenes
Lagerspiel ausgleicht.
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Weiterhin ist an dem Steuerschieber 9 mittels einer Schraube 16 ei
Rastplättchen 17 befestigt, welches im Bereich des Bügels 6 durchbrochen ist und
nach dem Bügel eine Rastkante 18 besitzt, welche in der dargestellten Ausgangslage,
in welcher die Feder 15 gespannt ist und die Betätigungseinrichtung nicht betätigt
ist, an der Justierschraube 8 verrastend anschlägt.
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Mit 19 ist eine aus Isolierkunststoff bestehende Schaltplatw te bezeichnet,
welche mit insgesamt drei Strombahnen bildenden Schaltorganen in Form von feststehenden
Kontakt elementen 20a, 2Ob, 20c wid von federnden Kontaktelementen 21a, 21b' 2ic
und mit deren freiragenden Anschlußelementen 22 bzw. 23a, 23b, 23c bestückt ist.
Die Schaltplatte 19 ist auf freigestanzte Lappen 24 an den freien Schenkelenden
des Rahmens 1 aufgesetzt und durch Verstemmen dieser Lappen arretiert, wie dies
in Fig. 4 gezeigt ist. Die Kontaktelemente sind ebenfalls durch Verstemmen von Len
25 an der Schaltplatte 19 arretiert. Die Schaltplatte 19 besitzt eine Öffnung 26
für den Zugang zur Justierschraube 8 zur Durchführung von Justierarbeiten.
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Im folgenden wird die Funktionsweise des beschriebenen Schalters erläutert.
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Wird beispielsweise in einem Heißwassergerät eine unzulässige Temperatur
erreicht, so spricht die Betätigungseinrichtung an, d.h. die Membrane 5 der Membrandose
3 bewegt sich in Fig. t nach oben. Damit wird auch die Justierschraube 8 nach oben
bewegt, bis sich die Rastverbindung zwischen Steuerschieber 9 und Justierschraube
8 löst, d.h. bis die Rastkante 18 frei kommt. Damit entspannt sich die Feder 15
und drückt den Steuerschieber 9 in Auslösereichtung (Pfeil). Während dieser geradelinigen
Bewegung läuft der Steuerschieber 9 mit seinem Schaltnocken 12 auf den V-fUrmig
in Fig. 1 nach unten gebogenen Teilen
der federnden Kontaktelemente
21a, 2ic auf und löst die Kontaktverbindungen zwischen den feststehenden und den
federnden Kontaktelementen. Die Bewegung des Steuerschiebers 9 wird begrenzt durch
den U-förmigen Bügel 6, welcher dem Steuerschieber 9 als Anschlag dient. Nach Abkühlen
des Temperaturfühlers und nach der Rückbewegung der Rasteinrichtung 6/7/8 kann der
Steuerschieber 9 wieder in die vorgespannte Ausgangsstellullg gemaß Fig. 1 verschoben
werden.
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8 Patentansprüche 4 Figuren