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Temperatur-bzw. druckabhängige elektrische Schaltvorrichtung
Die Erfindung bezieht sich auf die Anordnung eines in einem Schaltgehäuse oder -kopf befindlichen elektrischen Schaltwerkes, welches von einem hydraulischen Antrieb über ein Kraftübertragungsglied betätigt wird. Der Antrieb selbst besteht aus einem in einem druckempfindlichen Organ endenden, vorzugsweise eine Wärmeausdehnungsflüssigkeit enthaltenden Fühlrohr. Die Druckänderungen werden entweder mittelbar über die auf das an seinem freien Ende geschlossene Fühlrohr einwirkende Temperatur oder unmittelbar-in der von Manometern her bekannten Art - über das offene Fühlrohrende auf das druckempfindliche Organ übertragen.
Unter Berücksichtigung dieser Merkmale ausgebildete Temperaturabschalt- oder -Regelvorrichtungen finden beispielsweise bei elektrischen Tauchsiedern Anwendung. Es ist bei diesen Anordnungen bekannt, das elektrische Schaltwerk und das druckempfindliche Organ (Membran oder Faltenbalg) getrennt in je einer Griffhalbschale oder je einem Griffgehäuseteil des Tauchsieders zu lagern und durch eine zwischen den Griffgehäuseteilen eingespannte, eine Aussparung für das Kraftübertragungsglied aufweisende Isolierplatte zu trennen.
Die für einen eindeutigen und einwandfreien Schaltvorgang vorbestimmte relative Lage von druckempfindlichem Organ und elektrischem Schaltwerk ergibt sich bei so beschaffenen Tauchsiedergriffen aber erst beim Zusammenbau des Griffgehäuses.
Folglich kann man erst am fertig montierten Gerät feststellen, ob die Schalttemperatur auch der Solltemperatur entspricht. Ein Nachjustieren ist aber dann praktisch nicht mehr möglich, insbesondere wenn die Verbindung der Griffhalbschalen oder Gehäuseteile durch Verschweissen derselben erfolgt, wie dies teilweise bei aus Kunststoff gefertigten Tauchsiedergriffen geschieht.
Es ist zwar denkbar, die Betätigungsvorrichtung einer Nachjustiereinrichtung in Form einer Verstellschraube durch das Griffgehäuse herauszuführen ; damit wäre aber eine wasserdichte Ausführung des Tauchsiedergriffes nicht mehr gewährleistet. Ausserdem könnte dann der Schaltpunkt von unbefugter Hand eventuell unzulässig verändert werden. Eine oberhalb des Kochpunktes eingestellte Übertemperatur-Abschaltvorrichtung könnte dann im ungünstigsten Fall bereits während des funktionsmässigen Aufheizens, d. h. unterhalb des Kochpunktes ansprechen, oder umgekehrt würde eine normalerweise unterhalb des Kochpunktes arbeitende Temperaturregelvorrichtung vollkommen versagen, d. h. überhaupt nicht ansprechen, wenn der Abschaltpunkt auf eine oberhalb des Kochpunktes liegende Temperatur verstellt wird.
Auch wird, im Falle eine Temperaturabschaltvorrichtung im Tauchsiedergriff untergebracht ist, die vorbestimmte relative Zuordnung der in den einzelnen Griffhalbschalen oder Griffgehäuseteilen gelagerten Teile dann nicht mit Sicherheit erreicht, wenn diese Griffteile ganz oder teilweise aus spürbar elastischem Material, vorzugsweise Kunststoff, bestehen. Beim Wiedereinschaltvorgang durch Daumendruck auf die dafür vorbestimmte weiche Griffstelle, unterhalb der sich das temperatur-bzw. druckabhängige Schaltwerk befindet, könnten unerwünschte Gehäusedeformationen auftreten, welche ein Verklemmen der Schalterteile bewirken.
Diese Nachteile lassen sich jedoch erfindungsgemäss vermeiden, wenn das druckempfindliche Organ und das elektrische Schaltwerk nicht länger für sich in separaten Griffgehäuseteilen gelagert werden.
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Die Erfindung sieht daher vor, die Isolierplatte sowohl für das druckempfindliche Organ als auch für das elektrische Schaltwerk als Befestigungsplatte auszubilden.
In diesem Zusammenhang wird empfohlen. am druckempfindlichen Organ laschenartige Ansätze vorzusehen, die vorzugsweise durch entsprechende Ausnehmungen der Befestigungsplatte gesteckt und hinter derselben umgebogen und/oder verdreht werden, sowie auf der der Membran abgewandten Seite der Befestigungsplatte das elektrische Schaltwerk und die Stromanschlussglieder zu befestigen. Die so zusammengefassten Teile ergeben ein denkbar einfaches, in sich völlig abgeschlossenes und von der Lage der Gehäuseteile zueinander unabhängiges, voll funktionstüchtiges und leicht austauschbares Bauelement.
Gegebenenfalls kann dieses Bauelement an einem Griffgehäuseteil befestigt werden mittels einer zugleich als Stromanschluss dienenden Schraube.
Besteht das Griffgehäuse hingegen beispielsweise aus einem glockenartig ausgebildeten Teil mit in dessen Öffnungsrand eingesetzter, die Rohrheizkörperenden und das Fühlrohr aufnehmender und zugleich als Abschlussdeckel dienender Flanschplatte, so empfiehlt es sich, die Befestigungsplatte an den Rohr- heizkörper- Anschlussbolzen zu verankern, die zu diesem Zwecke starr, vorzugsweise als Bolzen bekannter Art auszubilden und mit den auf der Befestigungsplatte angeordneten Stromanschlussgliedern mechanisch fest zu verbinden sind.
Zur Erhöhung der Stabilität der erfindungsgemässen Schaltanordnung innerhalb elastischer Griffgehäuse hat sich eine indirekte mechanische Abstützung derselben über das Temperaturfühlrohr an die Flanschplatte als zweckmässig herausgestellt. Im erfindungsgemässen Zusammenhang wird daher weiter vorgeschlagen, das Temperaturfühlrohr zumindest von der Membran bis zum Austritt aus dem Abschlussdeckel starr auszubilden oder das an und für sich leicht verformbare Temperaturfühlrohr im erwähnten Bereich durch Überschieben einer Muffe zu verstärken.
Die Befestigungsplatte kann weiterhin in ihrer Lage vorteilhafterweise gesichert werden, indem man am Rand derselben zur Flanschplatte hin laschenartige Vorsprünge anbringt und an der Flanschplatte hiezu korrespondierende Ausnehmungen vorsieht. In letztere wird dann die Befestigungsplatte vor dem Verbinden der elektrischen Anschlüsse mit ihren laschenartigen Vorsprüngen zwangs- und kraftschlüssig eingesetzt. Darüber hinaus erweist es sich als vorteilhaft, zusätzlich zur einseitigen Abstützung des Bauelementes an der Flanschplatte, die Befestigungsplatte schubkastenartig mit seinen Seitenflächen in dafür vorgesehene Nuten innerhalb eines Gehäuseteiles einzuschieben, oder umgekehrt das mit Nuten versehene Gehäuse über die Befestigungsplatte, d. h. das Bauelement, zu schieben.
Damit wird gleichzeitig verhindert, dass beim Einschieben des Bauelementes das elektrische Schaltwerk beschädigt werden könnte oder beim Handwiedereinschaltvorgang die Befestigungsplatte zu stark auf Biegung beansprucht wird.
Im folgenden wird an Hand zweier Ausführungsbeispiele die Erfindung näher erläutert.
Es stellen dar : Fig. 1 ein mit einer Temperaturabschaltvorrichtung kombiniertes und in einen Flüssigkeitsbehälter eingebautes Beheizungselement, teilweise im Schnitt, Fig. 2 die Einzelteile des Schaltkopfes des Beheizungselementes gemäss Fig. 1 in der für den Zusammenbau folgerichtigen Anordnung, in schaubildlicher Darstellung, Fig. 3 das als selbständiges Bauelement ausgebildete Temperaturabschaltwerk gemäss Schnitt 3-3 in Fig. 2, Fig. 4 den Schaltkopf des Beheizungselementes gemäss Schnitt 4-4 in Fig. 1, Fig. 5 den Schaltkopf des Beheizungselementes gemäss Schnitt 5-5 in Fig. 1, Fig. 6 einen elektrischen Tauchsieder mit im Griffgehäuse untergebrachtem Temperaturabschaltwerk, das Ganze im geöffneten Zustand und Teile im Schnitt, Fig. 7 den elektrischen Tauchsieder gemäss Schnitt 7-7 in Fig. 6, Fig.
8 den elektrischen Tauchsieder gemäss Schnitt 8-8 in Fig. 6 und Fig. 9 den elektrischen Tauchsieder aus Fig. 6, jedoch in geschlossenem Zustand und teilweise geschnitten.
In die Öffnung 1 (Fig. 1) eines Flüssigkeitsbehälters 2 ist ein mit einem Temperaturabschaltwerk 3 (Fig. 2,3) kombinierter Rohrheizkörper 4 eingesetzt, der mit einem-eine Waoneausdehnungsflüssig- keit 5 enthaltenden-ein Temperaturfühlrohr 6 umgebenden Schutzrohr 7 über eine Wärmebrücke 8 ver-
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Flanschplatte 9 in einen ausserhalb des Flüssigkeitsbehälters 2 gelegenen Grundkörper 10 eines Schaltkopfes 11 geführt wird. Der Grundkörper 10 ist unter Einbeziehung des Öffnungsrandes 12 mit der Flanschplatte 9 durch Schrauben 13 in Verbindung mit einer Dichtung 14 fest und dicht verspannt und dient der Aufnahme des Temperaturabschaltwerkes 3 (Fig. 2, 3) sowie Steckerstiften 15, 16 (Fig. 4, 5) für einen Kabelanschluss und ist mit einem herausziehbaren Deckel 17 verschlossen.
Das eientliche Temperarurabschaltwerk 3 ist auf einer Befestigungsplatte 18 aus elektrisch isolierendem Material befestigt, u. zw. ein mit dem Temperaturfühlrohr 6 verbundenes flaches Druckgehäuse 19, das zur Befestigungsplatte 18 hin mit einer Springmembran 20 versehen ist, durch laschenartige Ansätze 21, welche durch entsprechende, in der Befestigungsplatte 18 vorgesehene Schlitze 22 (Fig. 3) ge-
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führt, auf der andern Seite derselben verdreht werden. Auf der der Springmembran 20 abgewandten Seite der Befestigungsplatte 18 ist eine mittels einer Hohlniete 23 befestigte Kontaktfeder 24 angeordnet, in welcher ein Isolierknopf 25 gelagert ist.
Letzterer ragt durch eine in der Befestigungsplatte 18 befindliche Öffnung 26 vor und steht einerseits mit der Springmembran 20 und anderseits mit einer weichen, von Hand niederdriickbaren Stelle 27 des Deckels 17 (Fig. 4) in kraftschlüssiger Verbindung.
An dem freien Ende der Kontaktfeder 24 sitzt ein Kontakt 29, dem auf der Befestigungsplatte 18 ein Festkontaktstreifen 30 gegenübersteht. Dieser Festkontaktstreifen 30 geht in eine Anschlussfahne 31 (Fig. l, 4) und diese weiters an ihrem freien Ende in eine Schleife 32 über, welche auf den Anschlussbolzen 33 (Fig. 4) des Rohrheizkörpers 4 abziehbar aufgeschoben ist.
Die elektrische Zuleitung vom Steckerstift 15 zur Kontaktfeder 24 erfolgt über einen im Material des aus Kunststoff bestehenden Grundkörpers 10 verlaufenden Leiter 34 (Fig. 4), der an einer in eine Auflagefläche 35 für die Befestigungsplatte 18 eingelassenen Metallmutter 36 endet, in welche eine Metallschraube 37 eingedreht ist, welche zugleich die die Befestigungsplatte 18 und die Kontaktfeder 24 zusammenhaltende, stromleitende Hohlniete 23 durchsetzt. Die Metallschraube 37 dient also zum einen zur Befestigung des Temperaturabschaltwerkes 3 im Grundkörper 10 und zum andern als Stromanschlussglied.
Die elektrische Verbindung vom Steckerstift 16 zum andern Ende des Hei Körpers 4 erfolgt über eine direkte Verbindung in Form eines an der Stirnseite 28 des Grundkörpers 10 eüdenden Metallrohres 39, in welches sich der zugehörige Anschlussbolzen des Rohrheizkörpers 4 beim Zusammenbau genau so hineinschiebt wie der Anschlussbolzen 33 in die Schleife 32 oder umgekehrt.
Der Zusammenbau sowie der Einbau des mit dem Temperaturabschaltwerk 3 kombinierten Rohrheizkörpers 4 geht wie folgt vor sich :
Das zuvor beschriebene, als vollkommen selbständiges Bauelement ausgebildete Temperaturabschaltwerk 3 wird-mit der Befestigungsplatte 18 auf der Auflagefläche 35 und an den seitlichen Führungen 40 des Grundkörpers 10 gleitend - in letzteren eingeschoben, wobei die Kontaktfahne 31 nebst Schleife 32 in einer passend ausgebildeten Ausnehmung 41 Aufnahme findet.
Sodann wird die Metallschraube 37-wie bereits beschrieben-in die Metallmutter 36 fest eingedreht und der Deckel 17 mit seinen schwalbenschwanzähnlichen Seitenkanten 42 in entsprechende Nuten 43 des Grundkörpers 10, so wie zuvor die Befestigungsplatte 18, eingeschoben, wobei der Rand der Ausnehmung 44 in der Stirnseite 38 des Deckels 17 über das Temperaturfuhlrohr 6 gleitet und ein Ansatz 45 der Befestigungsplatte 18 gegen Ende des Einschiebevorganges in einer korrespondierenden Öffnung 46 der Stirnseite 38 des Deckels 17 endet, so dass die beim weiter unten beschriebenen Wiedereinschaltvorgang auf Biegung beanspruchte Befestigungsplatte 18 auch auf der von Auflageflächen 35 freien Stirnseite eine Abstützung erfährt.
Der so zusammengebaute Schaltkopf wird unter gleichzeitigem Einführen des aus diesem herausra-
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platte 9 placiert, dass das Metallrohr 39 und die Schleife 32 der Kontaktfahne 31 sich bei weiterem Vorschub in Richtung Flanschplatte 9 über die Kontaktstifte 15,16 schieben. Abschliessend wird dann der Schaltkopf - wie eingangs erläutert-mit der Flanschplatte 9 verschraubt. Der Aus- und Auseinanderbau des Schaltkopfes erfolgt sinngemäss in umgekehrter Reihenfolge.
Die Schaltvorgänge laufen wie folgt ab :
Die Springmembran 20 wird durch die im Temperaturfühlrohr 6 befindliche Wärmeausdehnungsflüssigkeit 5, welche auch so beschaffen sein kann, dass dieselbe bei Erreichen der Soll-Schalttemperatur der zu erhitzenden Flüssigkeit oder des Heizkörpers 4 verdampft, soweit ausgelenkt, dass diese in ihre konvexe Ruhelage (Fig. 3, 4) umspringt und den Isolierknopf 25 nebst angekoppelter Kontaktfeder 24 dabei schlagartig anhebt, wobei der Kontakt 29 von dem Festkontaktstreifen 30 abgehoben und folglich der Heizstromkreis unterbrochen wird. Die Wiedereinschaltung erfolgt von Hand durch Druck auf die im Deckel 17 ge- legene weiche Stelle 27.
Hiebei wird der Isolierknopf 25 soweit niedergedrückt und auf die Springmembran 20 ein so grosser Druck ausgeübt, dass dieselbe in ihre entgegengesetzte, konkave (Einschalt-) Ruhelage-wie in Fig. 3 und 4 gestrichelt gezeichnet-zurückspringt. Gleichzeitig schnellt die vorgespannte Kontaktfeder 24 in ihre Einschaltstellung zurück, so dass der Kontakt 29 fest auf den Festkontaktstreifen 30 drückt.
Der Tauchsieder gemäss Fig. 6, 7,8 und 9 ist, bis auf kleine Abänderungen, mit dem gleichen Temperaturabschaltwerk 3 - wie in Fig. 3 dargestellt-ausgerüstet. Aus diesem Grunde sind auch aus dem vorhergehenden Erläuterungsbeispiel übernommene, gleich ausgebildete Einzelteile mit den Bezugszeichen gekennzeichnet. Im einzelnen ergeben sich folgende Änderungen an den Konstruktionsmerkmalen :
Es wird auf das Schutzrohr 7 für das Temperaturfühlrohr 6 verzichtet, da das zugleich als Schaltkopf
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ausgebildete Griffgehäuse nicht - wie im vorhergehenden Beispiel-für einen Einbau bestimmt ist und folglich auch nicht vom Rohrheizkörper (vorübergehend) getrennt zu werden braucht. Weiterhin verbietet die Form des Griffgehäuses die Schraubverbindung 36, 37 aus dem vorhergehenden Beispiel.
Fernerhin ist die in Form des Metallrohres 39 ausgebildete Direktverbindung vom Anschluss (-Kabel)
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verlegt, um das glockenartig ausgebildete, dünne Griffgehäuse 48 leiterfrei zu halten. Das Griffgehäuse 48 besteht aus spürbar elastischem, dünnwandigem Kunststoff, um die weiche Stelle 27 durch Schwächung der Griffgehäusewandstärke erzielen zu können und-wie weiter unten beschrieben-das Griffgehäuse 48 mit der Flanschplatte 9 verbinden zu können. Schleife 32 und Kontaktfahne 31 sind hier an beiden zum Rohrheizkörper 4 gehörigen Anschlussbolzen 33 vorgesehen und letztere als Träger der Befestigungsplatte 18 starr ausgebildet sowie mit den Schleifen 32 verlötet, nachdem zuvor die Temperaturabschaltvorrichtung 3 mit dem an der Befestigungsplatte 18 befindlichen Ansatz 45 in die Öffnung 49 der Flanschplatte 9 fest eingesetzt worden ist.
Die beiden letztgenannten Massnahmen-wie auch eine das Temperaturfühlrohr 6 verstärkende Über- schiebmuffe50 dienen der Stabilisierung der Verbindung zwischen Temperaturabschaltwerk 3 und Flanschplatte 9.
Diese unverrückbar feste Zuordnung des Temperaturabschaltwerkes 3 zur Flanschplatte 9 ist auch deshalb unerlässlich, weil beim Zusammenbau das glockenartige Griffgehäuse 48, welches dabei in seinen Nuten 51 an den Seitenrändern der Befestigungsplatte 18 geführt wird, bei weiterem Vorschub sich rich- tungsmässig in einer vorbestimmten Lage zur Flanschplatte 9 befinden muss, wenn dasselbe nach orangegangener, selbsttätiger Aufweitung seines Öffnungsrandes 52 in den Rand 53 der Flanschplatte 9 mit seinem Vorsprung 54 fest eingreifen soll.
Statt des Temperaturabschaltwerkes kann im Schaltkopf 11 bzw. Griffgehäuse 48 auch ein Temperaturregelschaltwerk untergebracht werden. Dieses unterscheidet sich von ersterem lediglich dadurch, dass die weiche Stelle 27 entfallen kann und die Springmembran 20 als solche mit einziger Ruhelage in Einschaltstellung ausgebildet ist.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Temperatur- bzw. druckabhängige, im Griffgehäuse eines Tauchsieders oder in einem Schaltkopf eines Beheizungselementes befindliche elektrische Regel- oder Abschaltvorrichwng, letztere mit Wiedereinschaltvorrichtung von Hand, bestehend aus einem druckempfindlichen Organ, vorzugsweise Membran oder Faltenbalg, einer als elektrischesSchaltglied dienenden, beweglichen Kontaktfeder und einer Isolierplatte mit Festkontakten und Stromanschlussgliedern sowie einem das druckempfindliche Organ mit dem Schaltwerk verbindenden Kraftübertragungsglied, dadurch gekennzeichnet, dass die Isolierplatte sowohl für das druckempfindliche Organ als auch für das elektrische Schaltwerk als Befestigungsplatte dient.