DE102017000438A1 - Sicherheitsvorrichtung zum Notabschalten eines elektrischen Durchlauferhitzers - Google Patents

Sicherheitsvorrichtung zum Notabschalten eines elektrischen Durchlauferhitzers Download PDF

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Sicherheitsvorrichtung 1 zum Notabschalten eines elektrischen Durchlauferhitzers. Die Sicherheitsvorrichtung 1 weist einen Kontakt 3 und einen Gegenkontakt 4 auf, die dazu eingerichtet sind, in einem kontaktierten Zustand den Strom zur Versorgung des Durchlauferhitzers zu leiten und in einem geöffneten Zustand die Stromversorgung des Durchlauferhitzers zu unterbrechen. Weiter weist die Sicherheitsvorrichtung 1 eine Haltevorrichtung zum Halten des Gegenkontaktes an einem Zuganker 7 auf, wobei der Zuganker 7 dazu eingerichtet ist, die Haltevorrichtung und den Gegenkontakt 4 von dem Kontakt 3 zu lösen, um eine Stromversorgung des Durchlauferhitzers zu unterbrechen. Der Kontakt 3 der Sicherheitsvorrichtung 1 ist als ein Kontaktniet ausgestaltet, der direkt in eine Platine 2 integriert ist.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Sicherheitsvorrichtung zum Notabschalten eines elektrischen Durchlauferhitzers, die Verwendung eines Kontaktniets als Kontakt in der Sicherheitsvorrichtung und einen Durchlauferhitzer mit der Sicherheitsvorrichtung.
  • Im bisherigen Stand der Technik ist bekannt, Sicherheitsvorrichtungen zum Abschalten von Durchlauferhitzern direkt auf die Leiterplatine für die elektrische Steuerung und Versorgung des Durchlauferhitzers anzubringen. Dazu werden die Sicherheitsvorrichtungen mittels Kontaktträgern, die auf die Leiterplatine gelötet bzw. geschweißt sind, mit den Leiterbahnen der Leiterplatine kontaktiert. Bei einer solchen Ausführungsform wird beispielsweise ein Kontaktniet in die Mitte des Kontaktträgers angeordnet und bildet so mit einem Gegenkontakt, der an der Sicherheitsvorrichtung angeordnet ist, eine leitfähige Verbindung.
  • 1 zeigt eine solche Ausführungsform des Standes der Technik, wobei auf eine Platine 21 ein Kontaktträger 22 aufgelötet ist und der Kontaktträger 22 einen Kontaktniet 23 aufweist. Bei dieser Ausführungsform des Stands der Technik ist einerseits die Montage sehr aufwändig, da jeder Kontaktträger einzeln an zwei Stellen angelötet werden muss und andererseits kommt es aufgrund des oft nur schlecht leitenden Kontaktträgers bei den bei Durchlauferhitzern üblichen hohen Stromdurchflüssen zu einer erhöhten Temperaturentwicklung im Umfeld der Kontakte, weshalb oft zusätzliche Maßnahmen erforderlich sind, um die entwickelte Temperatur von den Kontakten wegzuleiten.
  • Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine verbesserte Sicherheitsvorrichtung für einen Durchlauferhitzer bereitzustellen.
  • Diese Aufgabe wird durch eine Sicherheitsvorrichtung zur Notabschaltung eines elektrischen Warmwasserbereiters, insbesondere eines Durchlauferhitzers, oder einer Wärmepumpe gelöst, wobei die Sicherheitsvorrichtung einen Kontakt und einen Gegenkontakt aufweist, die dazu eingerichtet sind, in einem kontaktierten Zustand den Strom zur Versorgung des Durchlauferhitzers zu leiten und in einem geöffneten Zustand die Stromversorgung des Durchlauferhitzers zu unterbrechen. Weiter weist die Sicherheitsvorrichtung eine Haltevorrichtung zum Halten des Gegenkontaktes an einem Zuganker auf, wobei der Zuganker dazu eingerichtet ist, die Haltevorrichtung und den Gegenkontakt von dem Kontakt zu lösen, um eine Stromversorgung des Gerätes zu unterbrechen, wobei die Sicherheitsvorrichtung dadurch gekennzeichnet ist, dass der Kontakt als Kontaktniet ausgestaltet ist, der direkt in die Platine integriert ist.
  • Im bisherigen Stand der Technik verwendete Kontaktträger, wie zum Beispiel in 1 gezeigt, bilden bei Kontaktierung des Kontaktes mit dem Gegenkontakt, und somit bei einem Stromfluss durch den Durchlauferhitzer, einen Übergangswiderstand zwischen dem Kontakt und dem auf der Platine befindlichen Kontaktträger. Dieser Übergangswiderstand führt zu einer erhöhten Temperaturentwicklung, so dass zusätzliche Maßnahmen getroffen werden müssen, die Temperaturen von der Platine fernzuhalten, und aus dem Gerät abzuleiten. Durch Ausgestaltung des Kontaktes der Sicherheitsvorrichtung als Kontaktniet, der direkt in die Platine integriert ist, ergibt sich durch den fehlenden Kontaktträger kein Übergangswiderstand zwischen Kontaktträger und Kontaktniet und es ist eine verminderte Temperaturentwicklung zu erwarten.
  • Bei einer direkten Integration des Kontaktniets in die Platine wird der Kontaktniet in eine Öffnung in der Platine eingebracht, insbesondere darin vernietet oder verlötet oder beides, sodass nur ein Teil des Kontaktniets sich oberhalb der Platine befindet. In einer bevorzugten Ausführungsform besteht der Kontaktniet aus einem Kontaktkopf und einem Kontaktschaft, wobei beim direkten Integrieren des Kontaktniets der Kontaktschaft in die Öffnung in der Platine eingebracht wird und der Kontaktkopf sich auf der Platine befindet.
  • Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform besteht der Kontakt, das heißt der Kontaktniet, aus Vollsilber, Feinkornsilber, insbesondere AgNi 0,15, einem Bimetall oder einem Trimetall. Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform besteht der Kontakt, das heißt der Kontaktniet, aus einem ersten Kontaktteil und einem zweiten Kontaktteil, wobei der erste Kontaktteil mit dem Gegenkontakt kontaktiert. Insbesondere besteht in dieser Ausführungsform der Kontaktkopf des Kontaktniets aus dem ersten Kontaktteil und dem zweiten Kontaktteil. In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform besteht der erste Kontaktteil aus Silber oder Feinkornsilber AgNi 0,15 und der zweite Kontaktteil aus Kupfer. In einer weiteren Ausführungsform sind der erste und der zweite Kontaktteil mit Silber oder Feinkornsilber, insbesondere AgNi 0,15 überzogen, um eine gute Lötbarkeit zu gewährleisten. In einer weiteren Ausführungsform ist nur der zweite Kontaktteil mit Silber oder Feinkornsilber, insbesondere AgNi 0,15 überzogen, um den Anteil von Silber in der Vorrichtung zu verringern und dennoch eine gute Lötbarkeit zu erreichen.
  • In die Platine direkt integriert heißt insbesondere, dass der Kontaktniet mit der Platine vernietet, verlötet oder beides ist.
  • In einer Ausführungsform ist der Kontakt, insbesondere der Nietkontakt, dazu eingerichtet, mit der Platine verlötet zu werden, beispielsweise im Anschluss an das Nieten.
  • In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform besteht der Gegenkontakt aus Vollsilber, Feinkornsilber AgNi 0,15. einem Bimetall oder einem Trimetall. Weiter bevorzugt ist, dass der Gegenkontakt aus einem ersten Gegenkontaktteil und einem zweiten Gegenkontaktteil besteht, wobei der erste Teil mit dem Kontakt kontaktiert. Es ist weiter bevorzugt, dass der erste Gegenkontaktteil aus Silber oder Feinkornsilber AgNi 0,15 besteht, und der zweite Gegenkontaktteil aus Kupfer besteht. In einer weiteren Ausführungsform ist der erste Gegenkontaktteil und der zweite Gegenkontaktteil oder nur der zweite Gegenkontaktteil mit Silber oder Feinkornsilber AgNi 0,15 umhüllt, um einer gute Lötbarkeit herzustellen.
  • In einer weiter bevorzugten Ausführungsform weist die Haltevorrichtung eine Kontaktbrücke und eine Feder auf und der Gegenkontakt ist auf der Kontaktbrücke angeordnet. Bei dieser Ausführungsform ist weiter bevorzugt, dass die Kontaktbrücke U-förmig ist und die U-förmige Kontaktbrücke in einer Mitte der Kontaktbrücke mit einer Feder verbunden ist, die die Kontaktbrücke mit der Kontaktaufnahme verbindet.
  • Weiter wird die Aufgabe durch eine Verwendung eines Nietkontaktes als Kontakt in einer Sicherheitsvorrichtung nach einer der obigen Ausführungsformen gelöst, wobei der Nietkontakt direkt in die Platine integriert ist. Des Weiteren wird die Aufgabe auch durch einen Durchlauferhitzer mit einer Sicherheitsvorrichtung nach einer der obigen Ausführungsformen gelöst.
  • Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Ausführungsformen werden im Folgenden mit Verweis auf die beigefügten Figuren beschrieben, wobei:
    • 1 eine schematische Darstellung einer Sicherheitsvorrichtung nach dem bisherigen Stand der Technik,
    • 2 eine schematische Darstellung einer Sicherheitsvorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung,
    • 3 eine schematische Darstellung eines Kontaktes und eines Gegenkontaktes gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung und
    • 4 eine weitere schematische Darstellung eines Kontaktes und eines Gegenkontaktes gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung zeigt.
  • 2 zeigt eine schematische Darstellung der Sicherheitsvorrichtung 1 gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung. Dabei weist die Sicherheitsvorrichtung 1 in diesem Ausführungsbeispiel einen Kontakt 3 und einen Gegenkontakt 4 auf. Weiter weist die Sicherheitsvorrichtung 1 eine Haltevorrichtung auf, die wiederum eine U-förmige Kontaktbrücke 10 mit einer Verbreiterung 11 am Ende jedes der Schenkel aufweist. Die Kontaktbrücke 10 ist mittels einer Kontaktfeder 8 mit einer Kontaktaufnahme 6 der Sicherheitsvorrichtung 1 verbunden. Weiter weist die Sicherheitsvorrichtung 1 Trennfedern 5, einen Zuganker 7 und eine Spule 9 auf, deren Funktion weiter unten beschrieben wird.
  • Der Kontakt 3 ist in einer erfindungsgemäßen Ausführungsform als Kontaktniet ausgeführt und direkt mit einer Leiterplatine 2 verbunden, insbesondere vernietet, alternativ verlötet. Desweiteren kann der Kontaktniet durch eine Kombination aus Vernieten und Löten mit der Leiterplatte 2 verbunden werden. Somit steht der Kontakt 3 im direkten Kontakt mit den zum Steuern und Betreiben des Durchlauferhitzers verwendeten elektrischen Leitungswegen auf der Leiterplatine 2.
  • Eine bevorzugte Ausführungsform des Kontaktes 3 und des Gegenkontaktes 4 werden im Folgenden anhand von Fig. 3 näher erläutert. 3 zeigt eine schematische Darstellung eines Kontaktes 3 und eines Gegenkontaktes 4 gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung. Der Kontakt 3 ist nach einer erfindungsgemäßen Ausführungsform als Kontaktniet ausgebildet und weist einen Kontaktkopf 33 und einen Kontaktschaft 34 auf. Zum direkten Integrieren des Kontaktes 3 wird der Kontaktschaft 34 des Kontaktes 3 in eine Öffnung der Leiterplatine 2 eingebracht, sodass nur der Kontaktkopf 33 des Kontaktes 3 über die Leiterplatine 2 hinausragt. In einer bevorzugten Ausführungsform wird der Kontakt 3 in der Leiterplatine 2 vernietet. Alternativ oder zusätzlich kann vor dem Einbringen ein Lötmittel 36 in der Öffnung bereitgestellt werden. Der Kontakt 3 kann dann mit der Leiterplatine 2 verlötet werden. Weiter weist der Kontakt 3 in einer bevorzugten Ausführungsform einen ersten Kontaktteil 31 und einen zweiten Kontaktteil 32 auf. Der erste Kontaktteil besteht in einer bevorzugten Ausführungsform aus Silber oder Feinkornsilber AgNi 0,15 und der zweite Kontaktteil 32 des Kontaktes 3 besteht aus Kupfer. Zum Schutz gegen Oxidation und zur besseren Lötfähigkeit ist der komplette Kontakt 3 mit Silber oder Feinkornsilber AgNi 0,15 umhüllt.
  • Der Kontakt 3 ist so ausgebildet, dass er bei normalem Betrieb des Durchlauferhitzers den Gegenkontakt 4 kontaktiert. Der Gegenkontakt 4 ist auf der Verbreiterung 11 der U-förmigen Kontaktbrücke 10 der Haltevorrichtung angeordnet und als Gegenkontaktniet ausgebildet. In einer bevorzugten Ausführungsform weist auch der Gegenkontakt 4 einen ersten Gegenkontaktteil 41 und einen zweiten Gegenkontaktteil 42 auf. Dabei wird der erste Gegenkontaktteil 41 bevorzugt ebenfalls aus Silber oder Feinkornsilber AgNi 0,15 und der zweite Gegenkontaktteil 42 aus Kupfer gebildet. Der Gegenkontakt ist dann ebenfalls mit Silber oder Feinkornsilber AgNi 0,15 umhüllt.
  • 4 zeigt eine andere Ausführungsform des Gegenkontaktes 4. In dieser Ausführungsform ist die Verbreiterung 11 hinterprägt und bildet eine Ausformung 44. Der Gegenkontakt wird von einem Silberdraht abgeschnitten und über die Ausformung 44 plattiert. Damit bildet der plattierte Silberdraht eine Kontaktschicht 43. Diese Ausführungsform hat den Vorteil, dass der Silberanteil an den Kontakten verringert werden kann und eine Behinderung der Trennungsmechanik durch überstehende Teile auf der dem Gegenkontakt 4 gegenüberliegenden Seite der Verbreiterung 11 vermieden werden kann.
  • Im Folgenden wird die erfindungsgemäße Funktionsweise der Sicherheitsvorrichtung 1 anhand von 2 beschrieben. Im normalen Betrieb des Durchlauferhitzers befindet sich der Zuganker 7 in einer so arretierten Position, dass er die Kontaktaufnahme 6 gegen die Federkräfte der Trennfedern 5 nach unten drückt und damit über die Kontaktfedern 8 auch die Haltevorrichtung mit der Kontaktbrücke 10 nach unten drückt. Dadurch wird der Gegenkontakt 4, der sich an der Kontaktbrücke 10 befindet, gegen den direkt auf der Platine befindlichen Kontakt 3 gedrückt. Der den Durchlauferhitzer versorgende Strom fließt somit über die Sicherheitsvorrichtung 1 durch den Gegenkontakt 4 in den Kontakt 3 und wird von Kontakt 3 auf die entsprechenden Leitungen der Leiterplatine 2 übertragen. Da der Kontakt 3 direkt in die Leiterplatine 2 integriert ist, das heißt, im direkten Kontakt mit den auf der Leiterplatine 2 aufgebrachten Leitungen zur Versorgung des Durchlauferhitzers steht, kann der Widerstand zwischen Kontakt und den Leiterbahnen in der Leiterplatine gering gehalten werden und es kommt zu einer verminderten Wärmeentwicklung, selbst bei großen Strömen, die zum Betreiben eines Durchlauferhitzers benötigt werden.
  • Tritt ein Fehler beim Betreiben des Durchlauferhitzers auf, wird die Arretierung des Zugankers 7 mittels der Spule 9, die als Aktor wirkt, entfernt und die Kontaktaufnahme 6 wird durch die Federkraft der Trennfedern 5 nach oben bewegt. Dadurch wird der Kontakt zwischen Gegenkontakt 4 und Kontakt 3 unterbrochen und ein Stromfluss in den Durchlauferhitzer ist erst wieder möglich, wenn ein Nutzer manuell die Kontaktaufnahme 6 in die untere Endstellung bringt, wodurch diese wieder durch eine in der Spule integrierte Feder über den Zuganker 7 arretiert wird. Dadurch wird ein sicherer Gebrauch des Durchlauferhitzers gewährleistet.
  • Obwohl in der oben beschriebenen Ausführungsform die Haltevorrichtung eine U-förmige Kontaktbrücke 10 aufweist, kann in einer anderen Ausführungsform die Haltevorrichtung auch eine anders geformte Kontaktbrücke, zum Beispiel eine V-förmig geformte Kontaktbrücke, aufweisen, oder die Haltevorrichtung könnte so ausgebildet sein, dass die Kontaktbrücke 10 direkt mit der Kontaktfeder 8 verbunden ist.
  • Obwohl in der obigen Ausführungsform die Kontaktbrücke 10 Verbreiterungen 11 zum Anbringen des Gegenkontakts 4 aufweist, kann in einer anderen Ausführungsform die Anbringung der Gegenkontakte 4 an die Kontaktbrücke 10 anders ausgestaltet sein und insbesondere keine Verbreiterung aufweisen.
  • Obwohl in dem oben beschriebenen Ausführungsbeispiel der Kontakt 3 und der Gegenkontakt 4 als Bimetall mit einem Feinkornsilberteil und einem Kupferteil ausgebildet sind, kann in einer anderen Ausführungsform der Kontakt 3 und der Gegenkontakt 4 auch aus einem einzigen leitenden Material bestehen oder mehr als zwei Teile aus verschiedenen Metallen aufweisen. Außerdem könnten der erste und der zweite Teil des Kontakts und/oder Gegenkontakts aus anderen Metallen als oben beschrieben bestehen.

Claims (11)

  1. Sicherheitsvorrichtung (1) zum Notabschalten eines elektrischen Warmwasserbereiters, insbesondere eines Durchlauferhitzers, oder einer Wärmepumpe wobei die Sicherheitsvorrichtung (1) aufweist: einen Kontakt (3) und einen Gegenkontakt (4), die dazu eingerichtet sind, in einem kontaktierten Zustand den Strom zur Versorgung des Durchlauferhitzers zu leiten, und in einem geöffneten Zustand die Stromversorgung des Durchlauferhitzers zu unterbrechen, eine Haltevorrichtung zum Halten des Gegenkontaktes (4) an einem Zuganker (7), wobei der Zuganker (7) dazu eingerichtet ist, die Haltevorrichtung und den Gegenkontakt (4) von dem Kontakt (3) zu lösen, um eine Stromversorgung des Durchlauferhitzers zu unterbrechen, wobei die Sicherheitsvorrichtung (1) dadurch gekennzeichnet ist, dass der Kontakt (3) als Kontaktniet ausgestaltet ist, der direkt in eine Platine (2) integriert ist.
  2. Sicherheitsvorrichtung (1) nach Anspruch 1, wobei der Kontakt (3) und/oder der Gegenkontakt (4) aus Vollsilber, Feinkornsilber, insbesondere AgNi 0,15, einem Bimetall oder einem Trimetall besteht.
  3. Sicherheitsvorrichtung (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei der Kontakt (3) aus einem ersten Kontaktteil (31) und einem zweiten Kontaktteil (32) besteht, wobei der erste Kontaktteil (31) mit dem Gegenkontakt (4) kontaktiert.
  4. Sicherheitsvorrichtung (1) nach Anspruch 3, wobei der erste Kontaktteil (31) aus Silber oder Feinkornsilber, insbesondere AgNi 0,15, besteht und der zweite Kontaktteil (32) aus Kupfer besteht.
  5. Sicherheitsvorrichtung (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei der Kontaktniet (3) dazu eingerichtet ist, mit der Platine (2) verlötet zu werden.
  6. Sicherheitsvorrichtung (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei der Gegenkontakt (4) aus einem ersten Gegenkontaktteil (41) und einem zweiten Gegenkontaktteil (42) besteht, wobei der erste Gegenkontaktteil (41) mit dem Kontakt (3) kontaktiert, wobei der erste Gegenkontaktteil (41) insbesondere aus Silber oder Feinkornsilber AgNi 0,15 besteht und/oder der zweite Gegenkontaktteil (42) insbesondere aus Kupfer besteht.
  7. Sicherheitsvorrichtung (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei der Kontakt (3) und/oder der Gegenkontakt (4) mit einer Schicht bestehend aus Silber oder Feinkornsilber, insbesondere AgNi 0,15, überzogen ist.
  8. Sicherheitsvorrichtung (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Haltevorrichtung eine Kontaktbrücke (10) und eine Feder (5) aufweist und der Gegenkontakt (4) auf der Kontaktbrücke (10) angeordnet ist.
  9. Sicherheitsvorrichtung (1) nach Anspruch 8, wobei die Kontaktbrücke (10) U-förmig ist und die U-förmige Kontaktbrücke (10) in einer Mitte der Kontaktbrücke (10) mit einer Feder (8) verbunden ist, die die Kontaktbrücke (10) mit der Kontaktaufnahme (6) verbindet.
  10. Verwenden eines Nietkontaktes als Kontakt (3) in einer Sicherheitsvorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei der Nietkontakt direkt in die Platine (2) integriert ist.
  11. Durchlauferhitzer mit einer Sicherheitsvorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 9.
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