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Die
Erfindung betrifft einen Differenzdruckschalter, insbesondere für einen
Durchlauferhitzer, mit einer an einer Membran angeordneten Zugstange,
einer an dieser angreifenden Rückstellfeder
sowie mit einer einen elektrischen Kontakt schaffenden Schaltwippe,
an der eine Zugfeder angreift.
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In
der
DE 199 17 490
A1 ist ein Druckdifferenzschalter zum Einschalten der Heizleistung
eines hydraulisch gesteuerten Durchlauferhitzers beschrieben. Bei
geeigneter Wasserdurchflussmenge bewegt die Membran einen Schaltstößel. Eine
in einem Membranraum angeordnete Druckfeder dient der Rückstellung.
Mittels des Schaltstößels werden
elektrische Kontakte geschaltet.
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In
der
DE 40 10 148 A1 ist
ein weiterer Differenzdruckschalter beschrieben. Die genannten Druckschriften
zeigen nicht, wie die mechanische Kopplung der Bewegung des Schaltstößels mit
dem Antrieb der Schaltwippe erfolgen soll. Hierfür sind in der Praxis zahlreiche
Bauteile nötig.
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Aufgabe
der Erfindung ist es, bei einer Einrichtung der eingangs genannten
Art die nötige
Anzahl der Bauteile zu reduzieren und den Integrationsgrad zu erhöhen.
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Erfindungsgemäß ist obige
Aufgabe durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Dabei hat die Schenkelfeder
eine Dreifachfunktion. Zum Einen ist sie Rückstellfeder für die Zugstange.
Zum Zweiten ist sie Rückstellfeder
für die
Schaltwippe. Zum Dritten dient sie der Verschwenkung der Zugfeder
zum Zwecke der Betätigung
der Schaltwippe. Dadurch ist die Anzahl der funktional von der Membran
bis zu den Kontakten notwendigen Bauteile verringert. Der Bauaufwand
und der Raumbedarf einer solchen Einrichtung ist erheblich kleiner
als beim Stand der Technik. Letztlich sind die hydraulischen und
elektrischen Funktionen in der Einrichtung integriert.
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Vorzugsweise
weist die Schenkelfeder zwei in einer Bogenzone ineinander übergehende
bewegliche Schenkel auf. In der Bogenzone greift das der Schaltwippe
abgewandte Ende der Zugfeder an.
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Vorzugsweise
greift die Zugfeder derart am beweglichen Schenkel an, dass die
bei der Bewegung des Schenkels über
einen Totpunkt geht, in dem die Schaltwippe umschnappt.
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Zur
einfachen Kraftübertragung
zwischen der Schenkelfeder und der Zugstange ist an dem beweglichen
Schenkel ein Höcker
ausgebildet, der auf eine auf einer Zugstange angeordnete Scheibe drückt.
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In
Ausgestaltung der Erfindung besteht zwischen dem Höcker und
der Bogenzone ein Abstand. Durch die Wahl dieses Abstands lässt sich
die Bewegung der Zugstange an die Verschwenkung der Zugfeder anpassen.
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Vorzugsweise
weist die Schenkelfeder wenigstens einen Windungsabschnitt auf,
der an einem Vorsprung geführt
ist. Eine stabile symmetrische Gestalt ist dadurch erreicht, dass
die Schenkelfeder zwei symmetrische Windungsabschnitte aufweist, die
aufeinander gegenüberliegende
Vorsprünge
gesteckt sind.
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Um
die Schenkelfeder an ihrem dem beweglichen Schenkel abgewandten
Ende festzulegen, ist wenigstens ein weiterer Schenkel vorgesehen,
der sich an einem Sockel des Differenzdruckschalters abstützt.
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Um
den Integrationsgrad weiter zu erhöhen, steht wenigstens einer
mittels der Schaltwippe beweglichen Kontaktfederzunge ein Kontaktbolzen
gegenüber,
der mit einer Heizwendel verbunden ist. Dadurch entfallen sonst
nötige
Bauteile, die einen Gegenkontakt zur Kontaktzone der Kontaktfederzunge und
eine Verbindung zur Heizwendel bilden.
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Weitere
vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der
folgenden Beschreibung. In der Zeichnung zeigen:
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1 einen
Differenzdruckschalter im Schnitt,
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2 eine
perspektive Ansicht des Differenzdruckschalters der 1 und
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3 eine
Schnittansicht eines Durchlauferhitzers mit einem Differenzdruckschalter.
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Ein
Differenzdruckschalter 1 weist einen Sockel 2 auf,
auf dem ein Oberteil 3 angeordnet ist. Das Oberteil 3 ist
mit durch wenigstens eine Schraube 4 gesicherten Verhakungsverbindungen
am Sockel 2 befestigt. Im Sockel 2 ist in einem
Membranraum 5 eine Membran 6 angeordnet, die von
einem mit einer Zugstange 7 versehenen Membranhalter 8 getragen ist.
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Auf
eine an der Zugstange 7 befestigte Scheibe 9 drückt eine
Schenkelfeder 10. Diese weist zwei Windungsabschnitte 11, 12 auf,
die über
eine U-förmige
Bogenzone 15 bildende innere Schenkel 13, 14 verbunden
sind. In der Bogenzone 15 ist das eine Ende einer Zugfeder 16 eingehängt. Vor
der Bogenzone 15 sind an den inneren Schenkeln 13, 14 Höcker 17 ausgebildet,
die an der Scheibe 9 anliegen.
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Jeder
der mehrere Windungen (vgl. 2) aufweisende
Windungsabschnitt 11, 12 geht in einen äußeren Schenkel 18 über, der
sich an dem Sockel 2 abstützt. Die Windungsabschnitte 11, 12 sind
an kreuzförmigen
Vorsprüngen 19 des
Oberteils 3 geführt.
Dadurch ist die Schenkelfeder 10 insgesamt am Oberteil 3 geführt gehalten,
so dass die Bewegung der inneren Schenkel 13, 14 nicht
willkürlich, sondern
definiert ist.
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Zur
Montage der Schenkelfeder 10 an kreuzförmigen Vorsprüngen 19 des
Oberteils 3 werden die Windungsabschnitte 11, 12 in
Windungsachsrichtung A zusammengedrückt, in diesem Zustand zwischen die
beabstandeten kreuzförmigen
Vorssprünge 19 geschoben
und dann freigegeben. Bei der Freigabe schieben sich die Windungsabschnitte 11, 12 auf
die kreuzförmigen
Vorsprünge 19.
Die Schenkelfeder 10 ist damit auf einfache Weise an dem
Differenzdruckschalter 1, speziell dessen Oberteil 3,
gelagert. Die Mittelachse der Windungsabschnitte 11, 12 verläuft quer,
senkrecht zur Längsrichtung
der Zugstange 7 (vgl. 1).
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Das
andere Ende der Zugfeder 16 ist an einer, am Oberteil 3 schwenkbar
gelagerten Schaltwippe 20 eingehängt. Diese hält die freien
Enden von Kontaktfederzungen 21, 22, deren andere
Enden am Oberteil 3 mittels Rasthaken 23 (vgl. 2)
gehalten sind. Dort sind die Kontaktfederzungen 21, 22 elektrisch
anschließbar.
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Im
bewegbaren Bereich der Kontaktfederzungen 21, 22 sind
als Kontaktzonen Kontaktnoppen 24 ausgebildet oder angebracht.
Den Kontaktnoppen 24 stehen die freien Enden von Kontaktbolzen 25 gegenüber (vgl. 1, 3).
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Die
Funktionsweise der beschriebenen Einrichtung ist etwa folgende: Tritt
an der Membran 6 – bei
einer bestimmten Wasserflussmenge pro Zeiteinheit im Durchlauferhitzer – ein definierter
Differenzdruck auf, dann zieht die Membran 6 die Zugstange 7 in
Richtung des Pfeiles 1 nach unten. Dabei drückt die
Scheibe 9 auf die Höcker 17,
wodurch die Schenkelfeder 10 an ihren inneren Schenkeln 13, 14 gespannt
wird und die Bogenzone 15 und damit das dort eingespannte
Ende der Zugfeder 16 in Richtung des Pfeiles B bewegt wird.
Dabei ändert
sich die Zugrichtung der Zugfeder 16, so dass bei Überschreiten eines
Totpunktes die Schaltwippe 20 in Richtung des Pfeiles B
umspringt. Dies wird durch die Vorspannung der Kontaktfederzungen 21, 22 unterstützt. Beim
Umspringen der Schaltwippe 20 treffen die Kontaktnoppen 24 auf
die Kontaktbolzen 25, so dass der elektrische Kontakt geschlossen
ist.
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Fällt der
hydraulische Differenzdruck an der Membran 6 weg, dann
wird unter Wirkung der Schenkelfeder 10 die Zugstange 7 entgegen
der Richtung des Pfeiles Z verschoben und die Bogenzone 15 der inneren
Schenkel 13, 14 geht nach oben (entgegen der Richtung
des Pfeiles B). Sie nimmt dabei das eingehängte Ende der Zugfeder 16 mit.
Dabei ändert sich
wiederum die Zugrichtung der Zugfeder 16 und beim Überschreiten
des Totpunktes schnappt die Schaltwippe 20 entgegen der
Richtung des Pfeiles B nach oben. Die Kontaktnoppen 24 heben
von den Kontaktbolzen 25 ab, wodurch der elektrische Kontakt
unterbrochen ist.
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Die
Bogenzone 15 und die Höcker 17 sind
in Längsrichtung
der inneren Schenkel 13 voneinander beabstandet. Dieser
Abstand ist auf einfache Weise so gestaltbar, dass gewährleistet
ist, dass im durch die Membran 6 verursachten Hub der Druckstange 7 die
Schaltwippe 20 mittels der Zugfeder 16 unter jeweiliger Überschreitung
des Totpunkts von ihrer einen Stellung in ihre andere Stellung gebracht
wird, wobei in der einen Stellung der elektrische Kontakt offen
und in der anderen Stellung der elektrische Kontakt geschlossen
ist.
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In 3 ist
der an einem Durchlauferhitzer des Heizblocks 26 angeordnete
Differenzdruckschalter 1 nur schematisch dargestellt.
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In
einem Wasserkanal 27 des Heizblocks 26 ist eine
Heizwendel 28 angeordnet, an deren einem Ende ein Kontaktwinkel 29 angebracht,
beispielsweise angelötet,
ist. Der Kontaktwinkel 29 liegt im Wasserkanal 27.
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Der
Kontaktwinkel 29 ist mit einem Innengewinde 30 versehen,
in das der Kontaktbolzen 25 von außerhalb des Wasserkanals 27 eingeschraubt
ist. Der Kontaktwinkel 29 weist einen Ansatz 31 auf,
der an einer inneren Fläche
des Wasserkanals 27 anliegt, wobei zwischen dem Ansatz 31 und
der inneren Fläche
des Wasserkanals 27 eine axial wirkende O-Ringdichtung 32 vorgesehen
ist. Beim Einschrauben des Kontaktbolzens 25 in das Innengewinde 30 wird
der Ansatz 31 gegen die innere Fläche des Wasserkanals 27 gezogen,
so dass die O-Ringdichtung 32 gespannt wird und damit dichtend
wirkt. Der Kontaktbolzen 25 trägt eine O-Ringdichtung 33 zur
radialen Abdichtung im Heizblock 26.
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Der
Kontaktbolzen 25 kann an seinem der Kontaktnoppe 24 zugewandten
Seite einen Kontaktkopf 34 tragen, der dort angenietet,
angepresst, angeschweißt
oder angelötet
sein kann. Der Kontaktbolzen 25 steht der Kontaktnoppe 24 direkt
gegenüber.
Dadurch erübrigen
sich nach dem Stand der Technik nötige Verbindungen der Heizwendel 28 mit Gegenkontakten
zu Kontaktnoppen 24 der Schaltwippe 20. Ein mutterförmiger Rand 35 des
Kontaktbolzens 25 dient dessen Anschraubbarkeit.