CH623146A5 - Intrinsically safe temperature limiter - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen eigensicheren Tempe- stützt sich an einem Einstellgewindebolzen 9 ab, während ein raturbegrenzer nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1. 60 den Hub der Membrandose 7 übertragender Nippel 10 an

Temperaturbegrenzer werden zusammen mit einem Tempe- einem Angriffspunkt 11 auf den Stellhebel 3 und damit auf den raturregler in Wärmeerzeugern zum Unterbrechen eines elek- Kippmechanismus 2 einwirkt. Der Angriffspunkt 11 liegt nahe trischen Stromkreises eines Elektroheizeinsatzes oder zum Aus- dem freien Ende 12 des Stellhebels 3 und zwischen dem Ende schalten eines Öl- oder Gasbrenners verwendet. Im Normalbe- 12 und einer nachfolgend beschriebenen Einspannstelle des trieb schaltet der Temperaturregler den Stromkreis entspre- «5 Stellhebels 3. Die Einspannstelle besteht aus einem auf der chend dem Wärmebedarf ein und aus, während die Ansprech- Grundplatte 1 befestigten Haltebügel 13. Dieser weist eine in temperatur des Temperaturbegrenzers höher als diejenige des der Längsachse des Kippmechanismus 2 gelegene Zunge 14 auf, Temperaturreglers eingestellt ist, und der Begrenzer nur beim die in einer Öffnung 15 das eingespannte Ende des Stellhebels 3

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durchdringt. Ausserdem bildet die äusserste Begrenzung des eingespannten Stellhebel-Endes zwei ausserhalb der Längsachse gelegene Laschen 16, die sich in eingespanntem Zustand des Stellhebels 3 an zwei Stirnflächen 17 des Haltebügels 13 abstützen.

Zum Einsetzen des Stellhebels in seine Betriebslage wird erst sein einzuspannendes Ende mit seinen Laschen 16 zu den Stirnflächen 17 gebracht ohne dass die Zunge 14 die Öffnung 15 vorerst durchdringt. Letzteres tritt erst ein, wenn anschliessend der Stellhebel um die Stirnflächen 17 als Drehachse geschwenkt wird. Dann hält die Zunge 14 das einzuspannende Ende des Stellhebels fest, der sich in dieser Stellung ausser an den Stirnflächen 17 noch an zwei Wiederlagern 18 des Haltebügels 13 abstützt.

Der Stellhebel 3 ist in seinen Abmessungen und dank der beschriebenen Einspannung so ausgelegt, dass er neben seiner Aufgabe als Stellhebel im Kippmechanismus 2 gleichzeitig die Aufgabe einer dem Hub der Membrandose 7 entgegenwirkenden Auslösefeder ausübt, und ausserdem wie nachfolgend beschrieben die Lagerstelle für den Kipphebel 4 bildet. Der Kipphebel 4 ist am freien Ende 12 des Stellhebels 3 in einem Schneidenlager 19 (Fig. 1 und 3) schwenkbar gelagert und wird von der zwischen einem ersten Ende 20 des Kipphebels 4 und einer festen Lagerstelle 21 der Grundplatte 1 eingespannten Kippfeder 5 in das Schneidenlager 19 am Stellhebel 3 gedrückt. Als Kippfeder 5 dient eine sich räumlich über der festen Einspannstelle des Stellhebels 3 befindliche Omegafeder. Die feststehende Lagerstelle 21 für die Kippfeder 5 besteht in einem aufstehenden Arm 22 des Haltebügels 13.

Für die Gestaltung des Schneidenlagers 19 zur Lagerung des Kipphebels 4 im Stellhebel 3 ist das freie Ende 12 des Stellhebels 3 abgewinkelt und weist eine Öffnung 23 auf, in welcher der Kipphebel 4 mit seinem zweiten Ende 24 den Stellhebel 3 durchdringt. Eine Kante 25 (Fig. 5) der Öffnung 23 sowie zwei Schulterkanten 26 (Fig. 4) am Kipphebel 4 liegen in einer gemeinsamen Geraden 19a und bilden so das Schneidenlager 19 (Fig. 1 und 2).

Der mögliche Weg des Kipphebels 4 ist durch zwei Anschläge begrenzt. Im Beispiel der Fig. 1, das der Einschaltstellung des Begrenzers entspricht, liegt das zweite Ende 24 des Kipphebels 4 an einem ersten Anschlag 27 der Grundplatte 1 an und begrenzt den Weg des Kipphebels 4 in Richtung der Grundplatte. Eine den Kipphebel 4 berührungslos durchdringende, in die Grundplatte 1 eingeschraubte Stellschraube 28 bildet mit ihrem Schraubenkopf den zweiten Anschlag, der den Weg des Kipphebels 4 von der Grundplatte weg begrenzt. Der Angriffspunkt der Stellschraube 28 auf dem Kipphebel befindet sich zwischen dem Schneidenlager 19 und dem ersten Ende 20 des Kipphebels 4.

Zur Betätigung eines in der Zeichnung nicht dargestellten Kontaktsatzes dient ein Stössel 29, der den Kipphebel 4 und die Grundplatte 1 durchdringt. Zwei Schultern 30 des Stössels 29 haben im eingeschalteten Zustand des Begrenzers etwa 0,5 mm Spiel zum Kipphebel und kommen erst beim Auslösen des Begrenzers zum Aufliegen.

Als Betätigungsglied zum manuellen Zurückstellen des Kippmechanismus 2 dient ein im Gehäuse 6 gelagerter Druckknopf 31, der auf eine zweiarmige Feder 32 einwirkt. Diese weist einen ersten, sich bei der Betätigung des Druckknopfes 31 auf einer Stirnseite 34 des Stössels 29 abstützenden Federarm 33, sowie einen zweiten, am zweiten Ende 24 des Kipphebels 4 angreifenden Federarm 35 auf. (Fig. 1 und 6). Dazu ist der zweite Federarm 35 an einer Einspannstelle 36 des Gehäuses 6 befestigt. Der erste Federarm 33, auf den der Druckknopf 31 einwirkt, ist am freien Ende des zweiten Federarmes 35 angeformt.

Der beschriebene Temperaturbegrenzer arbeitet wie folgt:

Ausgehend von der in der Fig. 1 dargestellten Betriebsstellung des Kippmechanismus 2 bewegt sich der Angriffspunkt 11 der Membrandose 7 bei steigender Temperatur gegen die 5 Grundplatte 1 und drückt das freie Ende 12 des Stellhebels 3 elastisch nach unten. Damit bewegt sich auch das Schneidenlager 19 in Richtung der Grundplatte und nimmt den Kipphebel 4 mit, der nun gegen die Grundplatte 1 ausschwenkt, wobei der erste Anschlag 27 den Drehpunkt bildet.

11) Die verlängerte Kraft-Wirkungslinie der Kippfeder 5 verläuft in der bis jetzt beschriebenen Stellung des Kippmechanismus 2 neben dem Schneidenlager 19 des Kipphebels 4 vorbei, und zwar auf der Seite der Membrandose 7. Auf den Kipphebel 4 wirkt daher ein Drehmoment, das sein zweites Ende 24 gegen 15 den ersten Anschlag 27 drückt. Mit steigender Temperatur, das heisst mit zunehmendem Hub des Nippels 10 der Membrandose 7, wandert die Richtung der Kraft-Wirkungslinie der Kippfeder 5, zufolge der gewählten Hebelanordnung näher gegen die von dem Schneidenlager 19 gebildete Gerade, und schneidet diese 2o bei dem der eingestellten Auslösetemperatur entsprechenden Hub der Membrandose 7. Damit ist die Kipplage erreicht, worauf sich der Kipphebel 4 um das Schneidenlager 19 dreht, nach dem Durchlaufen des Spieles zu den Schultern 30 den Stössel 29 in der Richtung gegen die Grundplatte 1 drückt und 25 dadurch den Kontaktsatz betätigt. Gleichzeitig hebt das zweite Ende 24 des Kipphebels 4 vom Anschlag 27 ab. Damit ist eine stabile, vom Hub der Membrandose 7 unabhängige Ausschaltstellung erreicht.

Nach erfolgtem Absinken der Temperatur um einen be-30 stimmten Betrag kann der Kippmechanismus 2 durch Drücken des Druckknopfes 31 wieder in seine Betriebslage gebracht werden. Die Kräfteverteilung auf die beiden Federarme 33 und 35 erfolgt so, dass jede Betätigung des Druckknopfes 31 unabhängig von der Stellung des Begrenzers ein öffnen bzw. ein 35 Offenhalten des Kontaktsatzes bewirkt. Dadurch wird erreicht, dass der Begrenzer nicht durch ein Blockieren des Druckknopfes 31 in betätigtem Zustand elektrisch überbrückt werden kann.

Ein Leck im flüssigkeitsgefüllten Temperaturfühler wirkt 40 sich wie folgt aus:

Vom gleichzeitig als Auslösefeder dienenden Stellhebel 3 wird auf die Membrandose 7 dauernd eine dem Hub bei steigender Temperatur entgegenwirkende Kraft ausgeübt. Im Falle eines Lecks bewegt sich der Angriffspunkt 11 der Membrandose 45 7 so weit von der Grundplatte 1 weg, bis der dem Stellhebel 3 folgende, doch immer noch auf dem Anschlag 27 aufliegende Kipphebel 4 an der den zweiten Anschlag bildenden Stellschraube 28 ansteht. Damit übernimmt der Kipphebel 4 die Aufgabe eines die Hubrichtung des Arbeitselementes umkeh-50 renden Schwenkhebels, wie dies nachfolgend beschrieben ist: Eine weitere Bewegung des Angriffspunktes 11 in Richtung von der Grundplatte 1 weg erzeugt eine Bewegungs-Umkehrung am ersten Ende 20 des Kipphebels 4 und ein Abheben des zweiten Endes 24 vom Anschlag 27, wodurch bei einem Fortschreiten 55 des Lecks nunmehr der Angriffspunkt der Kippfeder 5 so weit gegen die Grundplatte 1 wandert, bis die Kipplage erreicht ist und eine Abschaltung erfolgt, wie dies bereits beschrieben wurde.

Durch die Erfüllung von je einer zusätzlichen Aufgabe des so Stellhebels und des Kipphebels, indem der Stellhebel gleichzeitig als Auslösefeder und der Kipphebel zusätzlich als Schwenkhebel wirkt, ergibt sich eine einfach und wirtschaftlich herstellbare Anordnung.

Das zwangsweise öffnen bzw. Offenhalten der Schaltkon-65 takte beim Betätigen des Druckknopfes 31 stellt eine zusätzliche Funktionssicherheit dar.

C

1 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

623146 2 PATENTANSPRÜCHE Versagen des Reglers zum Ansprechen kommen soll. Dann aber

1. Eigensicherer Temperaturbegrenzer mit einem flüssig- unterbricht der Begrenzer den Stromkreis, ohne dass dieser keitsgefüllten Temperaturfühler, dessen Arbeitselement (7) auf beim späteren Absinken der Temperatur wieder selbständig einen die Hubrichtung des Arbeitselementes unterhalb eines geschlossen wird. Ein solcher Temperaturbegrenzer kann über Grenzwertes seines Hubes umkehrenden Schwenkhebel wirkt 5 jahre hinaus nie zum Abschalten kommen, muss aber auch nach (4), mit einer dem Hub des Arbeitselementes (7) entgegenwir- dieser Zeit im Störungsfall mit Sicherheit ansprechen. Bei flüs-kenden Auslösefeder (3), einem vom Schwenkhebel (4) nur in sigkeitsgefüllten Temperaturfühlern mit Kapillarrohr besteht einer Richtung betätigbaren und dann in dieser Stellung verblei- bej unsorgfältiger Behandlung immer die Gefahr eines Lecks benden, Schaltkontakte betätigenden Kippmechanismus (2) durch Bruch des Kapillarrohres. Bei einem gewöhnlichen Tem-und einem Betätigungsglied (31, 35) zum manuellen Zurück- 10 peraturbegrenzer bringt ein solcher Defekt die Schaltkontakte stellen des Kippmechanismus (2), dadurch gekennzeichnet, dass ;n die Einschaltstellung und der Fehler würde sich erst im der die Hubrichtung des Arbeitselementes (7) umkehrende Störungsfall des Temperaturreglers bemerkbar machen. Die

Schwenkhebel gleichzeitig der Kipphebel (4) des auf einer zusätzliche Überwachung wäre dann hinfällig.

Grundplatte (1) angeordneten Kippmechanismus (2), beste- Es jst daher nach der CH-PS 519 202 bereits ein Tempera-

hend aus dem Kipphebel (4), einem Stellhebel (3) und einer 15 turbegrenzer bekannt, bei dem zwischen einem Arbeitselement

Kippfeder (5) ist, dass der Kipphebel (4) an einem freien Ende und einem Kippschalter ein gesonderter, federbelasteter

(12) des einseitig fest eingespannten, doch federnd ausgebilde- Schwenkhebel so angeordnet ist, dass beim Unterschreiten eines ten Stellhebels (3) schwenkbar gelagert ist, und der Stellhebel vorbestimmten Grenzhubes des Arbeitselementes infolge Füh-

(3) gleichzeitig die dem Hub des Arbeitselementes (7) entge- lerleck eine den Schwenkhebel belastende Auslösefeder den auf genwirkende Auslösefeder bildet. 20 den Kippschalter wirksamen Hub des Schwenkhebels umkehrt

2. Temperaturbegrenzer nach Anspruch 1, dadurch gekenn- und den Kippschalter betätigt.

zeichnet, dass der Kipphebel (4) am Stellhebel (3) in einem Bei den bisherigen Begrenzern war es ferner möglich, durch

Schneidenlager (19) gelagert ist und das Arbeitselement des Blockieren des Wiedereinschaltknopfes in seiner betätigten Temperaturfühlers nahe dem freien Ende (12) des Stellhebels Stellung entweder die Sicherheitsfunktion des Begrenzers so (3), zwischen diesem Ende (12) und der Einspannstelle des 25 einzuschränken, dass die Schaltkontakte nach dem Absinken Stellhebels (3) auf den Stellhebel (3) an einem Angriffspunkt der Temperatur wieder zum Einschalten kamen, oder die (11) einwirkt, und dass ferner die sich räumlich über der festen Schaltkontakte unabhängig von der Temperatur dauernd in der Einspannstelle des Stellhebels (3) befindliche Kippfeder (5) Einschaltstellung zu halten.

zwischen dem ersten Ende (20) des Kipphebels (4) und einer festen Lagerstelle (21) der Grundplatte (1) eingespannt ist und 30 Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den Aufbau den Kipphebel (4) in sein Schneidenlager (19) am Stellhebel (3) eines Temperaturbegrenzers zu vereinfachen und zu verbessern, drückt, wobei der Weg des Kipphebels (4) an seinem zweiten Die Erfindung besteht in den im Kennzeichen des Patentan-

Ende (24) durch einen ersten Anschlag (27) in Richtung der spruches 1 genannten Merkmalen.

Grundplatte (1) begrenzt ist, und durch einen weiteren, zwi- Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung an sehen dem Schneidenlager (19) und dem ersten Ende (20) des 35 Hand der Zeichnungen näher erläutert:

Kipphebels (4) angeordneten zweiten Anschlag (28) in Rieh- Es zeigen:

tung von der Grundplatte (1) weg begrenzt ist, und dass ausser- Fig. 1 einen Längsschnitt durch einen Temperaturbe-dem ein den Kipphebel (4) lose durchdringender Stössel (29) in grenzer,

eingeschaltetem Zustand des Begrenzers zum Kipphebel (4) Fig. 2 eine Draufsicht des Temperaturbegrenzers nach der

Spiel aufweisende Schultern (30) zur Betätigung eines Kontakt- 40 Fig. 1 ohne Gehäuse,

satzes durch den Kipphebel beim Auslösen des Begrenzers Fig. 3 ein Detail im Schnitt längs der Linie A-A der Fig. 2,

aufweist, und dass ferner das Betätigungsglied (31, 32, 33,35, Fig. 4 und 5 je ein weiteres Detail und

36) zum manuellen Zurückstellen des Kippmechanismus (2) aus Fig. 6 eine vereinfachte Darstellung einer Rückstellfeder, einer zweiarmigen Feder (32) besteht, die einen ersten sich bei In den nachfolgend beschriebenen Figuren sind für gleiche der Betätigung der Rückstellung auf einer Stirnseite (34) des 45 Teile die gleichen Bezugszeichen verwendet. Auf einer gemein-Stössels (29) abstützenden Federarm (33), sowie einen zweiten, samen Grundplatte 1 sind in bekannter Weise nebeneinander am zweiten Ende (24) des Kipphebels (4) angreifenden Feder- zwei auf einen gemeinsam betätigten, in der Zeichnung nicht arm (35) so aufweist, dass jede Betätigung der Rückstellung ein dargestellten Kontaktsatz wirkende Kippmechanismen 2 ange-Öffnen bzw. ein Offenhalten des Kontaktsatzes bewirkt. ordnet. Der eine Kippmechanismus kann Bestandteil eines

3. Temperaturbegrenzer nach Anspruch 1, dadurch gekenn- 50 Temperaturreglers und der andere eines Temperaturbegrenzers zeichnet, dass der Stellhebel (3) an seinem freien Ende (12) sein. Die nachfolgende Beschreibung bezieht sich einzig auf den abgewinkelt ist und eine Öffnung (23) aufweist, in welcher der Teil des Temperaturbegrenzers, der auch für sich allein verKipphebel (4) den Stellhebel (3) durchdringt, wobei eine Kante wendbar wäre. Dessen Kippmechanismus 2 besteht aus einem (25) der Öffnung (23) sowie zwei Schulterkanten (26) am Stellhebel 3, einem Kipphebel 4 und einer Kippfeder 5. In Kipphebel (4) in einer gemeinsamen Geraden (19a) liegend das 55 einem Gehäuse 6 ist auf der der Grundplatte 1 entgegengesetz-Schneidenlager (19) bilden. ten Seite des Kippmechanismus 2, als Arbeitselement eines weiter nicht dargestellten Temperaturfühlers, eine Membrandose 7 gelagert. Ein feststehender Schaft 8 der Membrandose 7