DE19525313C2

DE19525313C2 - Multi-pole safety switch

Info

Publication number: DE19525313C2
Application number: DE1995125313
Authority: DE
Inventors: Heinrich Alsweh; Dietrich Schiebel; Dietmar Kamm; Rolf Wicker
Original assignee: Stiebel Eltron GmbH and Co KG
Current assignee: Stiebel Eltron GmbH and Co KG
Priority date: 1995-07-12
Filing date: 1995-07-12
Publication date: 2001-02-01
Anticipated expiration: 2015-07-13
Also published as: DE19525313A1

Description

Die Erfindung betrifft einen mehrpoligen Sicherheitsabschalter, beispielsweise für ein elektrisches Wasserheizgerät, mit einem von einem Fühlerelement antreibbaren Auslöseglied, das bei Überschreiten eines Grenzwerts einen Kontaktsatz öffnet.The invention relates to a multi-pole Safety switch, for example for a electric water heater, with one by one Sensor element drivable trigger element that at If a limit value is exceeded, a contact set opens.

Nach der DE-PS 11 65 723 ist ein derartiger Sicherheitsabschalter als Schnappschaltwerk ausgebildet. Der Schnappmechanismus ist in seiner Abstimmung vergleichsweise kompliziert. Ein definierter Schaltpunkt ist schwer zu erreichen.According to DE-PS 11 65 723 such is Safety switch designed as a snap-action switch. The snap mechanism is in its tuning comparatively complicated. A defined switching point is difficult to achieve.

In der DE 26 41 622 A1 ist ein Übertemperaturschalter beschrieben. Das Auslöseglied arbeitet mit einem Schwenkhebel zusammen, der einen beträchtlichen Bauraum beansprucht.In DE 26 41 622 A1 there is an overtemperature switch described. The trigger member works with one Swivel lever together, which has a considerable space claimed.

In dem DE-GM 16 93 886 ist ein flüssigkeitsgefüllter Temperaturbegrenzer gezeigt, der mit einer Rastvorrichtung an der Schaltstange arbeitet. Definierte Schalt- und Kontaktverhältnisse sind nur schwer zu erreichen. Eine Einstellmöglichkeit ist nicht vorgesehen.In DE-GM 16 93 886 is a liquid-filled Temperature limiter shown with a Locking device works on the shift rod. Defined Switching and contact relationships are difficult to do to reach. An adjustment option is not provided.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen Sicherheitsabschalter der eingangs genannten Art mit definierten bzw. definierbaren Schalt- und Kontaktverhältnissen bei einfachem Aufbau zu schaffen.The object of the invention is a safety switch of the type mentioned at the beginning with defined or definable switching and contact ratios easy to create.

Der erfindungsgemäße Sicherheitsabschalter zeichnet sich dadurch aus, daß das Auslöseglied mit einer Auslösefeder axial belastet ist und eine Auslösekurve aufweist, daß in der Einschaltstellung des Kontaktsatzes ein radial verschieblicher Sperrbolzen eine Schalthülse an einer Durchbrechung gegen die Kraft einer gespannten Schaltfeder blockiert hält, wobei der Sperrbolzen in die Bewegungsbahn der Auslösekurve ragt, und daß bei einer axialen Verschiebung des Auslösegliedes gegen die Kraft der Auslösefeder die Auslösekurve den Sperrbolzen so verschiebt, daß die Schalthülse unter der Kraft der Schaltfeder den Kontaktsatz öffnet.The safety switch according to the invention stands out characterized in that the trigger member with a trigger spring is axially loaded and has a trigger curve that in the switch-on position of the contact set a radial sliding locking pin a switching sleeve on a Breakthrough against the force of a tense Shift spring keeps blocked, with the locking pin in the The trajectory of the release curve protrudes, and that at one axial displacement of the trigger member against the force the release spring the release curve the locking pin so moves that the switching sleeve under the force of Switch spring opens the contact set.

Durch die Gestaltung der Auslösefeder und der Auslösekurve läßt sich der Schaltpunkt festlegen. Durch die Gestaltung der Schaltfeder wird die Schaltkraft bestimmt, mit der der Kontaktsatz geöffnet wird. Vorzugsweise ist die Auslösefeder wesentlich schwächer als die Schaltfeder. Dadurch ist ein Verstärkereffekt erreicht. Es lassen sich dabei hohe Schaltleistungen, beispielsweise 400 V, 40 A, schalten. Als Fühlerelemente lassen sich verschiedene Fühler, beispielsweise Wasserdruckfühler, Dampfdruckfühler, Ausdehnungsfühler, wie Flüssigkeitsausdehnungsfühler und/oder magnetische Antriebe, verwenden.By designing the release spring and the Tripping curve, the switching point can be set. By the design of the switching spring becomes the switching force with which the contact set is opened. The trigger spring is preferably much weaker than the switch spring. This is an amplifier effect reached. High switching capacities can be for example, 400 V, 40 A, switch. As sensor elements can be different sensors, for example Water pressure sensor, steam pressure sensor, expansion sensor, such as liquid expansion sensors and / or magnetic drives.

Vorzugsweise ist der Sicherheitsabschalter aus einem ersten Bauelement, in dem die Schalthülse, das Auslöseglied und der Sperrbolzen gelagert sind, und aus einem zweiten Bauelement zusammengesetzt, in dem der Kontaktsatz angeordnet ist, wobei im zweiten Bauelement ortsfeste Kontaktbügel und ein axial verschieblicher Kontaktträger für bewegliche Kontaktzungen gelagert sind, die durch einen Kontaktfedersatz gegen die Kontaktbügel gedrückt sind, und der verschiebliche Kontaktträger bildet einen der Schalthülse zugeordneten Anschlag. Dadurch ist es möglich, das erste Bauelement und das zweite Bauelement getrennt vorzufertigen und im Hinblick auf die jeweiligen Schaltkriterien zu prüfen bzw. einzustellen. Es können mit gleichen ersten Bauelementen unterschiedliche zweite Bauelemente kombiniert werden und mit gleichen ersten Bauelementen können unterschiedliche Fühlerelemente verbunden werden. Dabei ist eine weitgehend automatische Montage möglich.The safety switch is preferably made of one first component in which the switching sleeve, the Trigger member and the locking pin are stored, and from assembled a second component in which the Contact set is arranged, being in the second component Fixed contact bracket and an axially movable Contact carriers for movable contact tongues are stored, through a contact spring set against the contact bracket are pressed, and the sliding contact carrier forms a stop assigned to the switching sleeve. This makes it possible for the first component and the prefabricate second component separately and with regard to check for the respective switching criteria or adjust. It can use the same first components different second components can be combined and with the same first components can be different Sensor elements are connected. There is one largely automatic assembly possible.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und der folgenden Beschreibung. In der Zeichnung zeigen:Further advantageous embodiments of the invention result from the subclaims and the following Description. The drawing shows:

Fig. 1 einen Längsschnitt eines Sicherheitsabschalters längs der Linie I-I nach Fig. 2, Fig. 1 is a longitudinal section of a Sicherheitsabschalters along the line II of Fig. 2,

Fig. 2 einen Querschnitt längs der Linie II-II nach Fig. 1, Fig. 2 is a cross section along the line II-II of FIG. 1,

Fig. 3 einen Querschnitt längs der Linie III-III nach Fig. 1, Fig. 3 is a cross section along the line III-III of FIG. 1,

Fig. 4 eine Aufsicht in Richtung des Pfeiles IV in Fig. 1, Fig. 4 is a view in the direction of the arrow IV in Fig. 1,

Fig. 5 eine Fig. 1 entsprechende Ansicht im Abschaltzustand und Fig. 5 is a Fig. 1 corresponding view in the shutdown state and

Fig. 6 eine Fig. 1 entsprechende Ansicht mit verschiedenen Fühlerelementen. Fig. 6 is a Fig. 1 corresponding view with different sensor elements.

Der Sicherheitsabschalter ist aus einem ersten Bauelement (1) (Auslöseelement), einem zweiten Bauelement (2) (Schaltkopf) und aus einem Fühlerelement (3) axial zusammengesetzt. Die genannten Elemente (1, 2, 3) sind mit Schrauben (1') zusammengehalten.The safety switch is composed of a first component ( 1 ) (trigger element), a second component ( 2 ) (switch head) and a sensor element ( 3 ). Said elements ( 1 , 2 , 3 ) are held together with screws ( 1 ').

In einem Grundkörper (4) des Auslöseelements (1) ist eine Schalthülse (5) axial verschieblich geführt. Zwischen einem Anschlagrand (6) der Schalthülse (5) und dem Grundkörper (4) ist eine Schaltfeder (7) eingespannt. In der Schalthülse (5) erstreckt sich ein Auslöseglied (8), welches eine Einstellschraube (9) mit einer Mutter (10) aufweist. Auf die Einstellschraube (10) ist eine Auslösehülse (11) gesteckt. Die Auslösehülse (11) ist mittels einer Auslösefeder (12), die sich an der Schalthülse (5) abstützt, gegen die Mutter (10) gedrückt. An der Auslösehülse (11) ist eine Auslösekurve (13) ausgebildet.A switching sleeve ( 5 ) is guided axially displaceably in a base body ( 4 ) of the release element ( 1 ). A switching spring ( 7 ) is clamped between a stop edge ( 6 ) of the switching sleeve ( 5 ) and the base body ( 4 ). A trigger member ( 8 ), which has an adjusting screw ( 9 ) with a nut ( 10 ), extends in the switching sleeve ( 5 ). A release sleeve ( 11 ) is placed on the adjusting screw ( 10 ). The release sleeve ( 11 ) is pressed against the nut ( 10 ) by means of a release spring ( 12 ), which is supported on the switching sleeve ( 5 ). A release curve ( 13 ) is formed on the release sleeve ( 11 ).

Im Grundkörper (4) ist ein radial verschieblicher Sperrbolzen (14) geführt, der mit einer Sperrbolzenfeder (15) belastet ist. Ein gewölbter Kopf (16) des Sperrbolzens (14) greift in der in Fig. 1 dargestellten Einschaltstellung durch eine Durchbrechung (17) der Schalthülse (5) und ragt in die Bewegungsbahn der Auslösekurve (13). Die Durchbrechung (17) ist mit einer Schräge (18) versehen.A radially displaceable locking pin ( 14 ) is guided in the base body ( 4 ) and is loaded with a locking pin spring ( 15 ). A curved head ( 16 ) of the locking bolt ( 14 ) engages in the switch-on position shown in FIG. 1 through an opening ( 17 ) in the switching sleeve ( 5 ) and projects into the movement path of the release curve ( 13 ). The opening ( 17 ) is provided with a slope ( 18 ).

Der Schaltkopf (2) weist einen Grundkörper (19) auf, auf dem am Umfang verteilt sechs gleiche Kontaktbügel (20) radial aufgesteckt sind (vgl. Fig. 1, 2, 4). Gegen seitliches Herausrutschen sind die Kontaktbügel (20) mittels eines Außenrings (21) gesichert, welcher axial auf den Grundkörper (19) aufgesetzt ist. Durch eine eingeschnappte Kunststoffscheibe (22) ist der Schaltkopf (2) gegenüber dem Auslöseelement (1) abgetrennt.The switch head ( 2 ) has a base body ( 19 ) on which six identical contact brackets ( 20 ) are radially attached (see FIGS. 1, 2, 4). The contact clips ( 20 ) are secured against slipping out laterally by means of an outer ring ( 21 ) which is placed axially on the base body ( 19 ). The switching head ( 2 ) is separated from the trigger element ( 1 ) by a snap-in plastic disc ( 22 ).

Im Grundkörper (19) ist axial verschieblich ein Kontaktträger (23) gelagert. An diesem sind drei bewegliche Kontaktzungen (24) gelagert, mit denen jeweils ein Paar von Kontaktbügeln (20) verbindbar ist. Die Kontaktzungen (24) stützen sich über einen Kontaktfedersatz (25) am Grundkörper (19) ab. Mit den Kontaktzungen (24) sind die jeweils innenliegenden Schenkel (26) der Kontaktbügel (20) verbindbar. An den außenliegenden Schenkeln (27) sind Gewinde (28) für Anschlußmuttern vorgesehen (vgl. Fig. 1, Fig. 4).A contact carrier ( 23 ) is mounted axially displaceably in the base body ( 19 ). Three movable contact tongues ( 24 ) are mounted on this, with each of which a pair of contact brackets ( 20 ) can be connected. The contact tongues ( 24 ) are supported on the base body ( 19 ) via a contact spring set ( 25 ). The respective inner legs ( 26 ) of the contact bracket ( 20 ) can be connected to the contact tongues ( 24 ). Threads ( 28 ) for connecting nuts are provided on the outer legs ( 27 ) (cf. FIG. 1, FIG. 4).

Der verschiebliche Kontaktträger (23) bildet einen Anschlag (29), der dem Anschlagrand (6) der Schalthülse (5) zugeordnet ist. Eine Öffnung des Kontaktträgers (23), durch die der Kopf der Einstellschraube (9) zugänglich ist, ist mit einem Blindstopfen (30) verschließbar.The displaceable contact carrier ( 23 ) forms a stop ( 29 ) which is assigned to the stop edge ( 6 ) of the switching sleeve ( 5 ). An opening in the contact carrier ( 23 ), through which the head of the adjusting screw ( 9 ) is accessible, can be closed with a blind plug ( 30 ).

Das Fühlerelement (3) ist beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 eine Druckdose, deren Membran (31) bei einem Überdruck im System auf das Auslöseglied (8), speziell die Einstellschraube (9), einwirkt. Es kann jedoch auch ein anderes Fühlerelement vorgesehen sein, beispielsweise ein temperaturabhängiges Ausdehnungselement. Dieses kann über ein Hebelsystem auf das Auslöseglied (8) einwirken. Es ist auch möglich, eine elektromagnetische Auslösung vorzusehen.In the exemplary embodiment according to FIG. 1, the sensor element ( 3 ) is a pressure cell, the membrane ( 31 ) of which acts on the trigger member ( 8 ), especially the adjusting screw ( 9 ), in the event of overpressure in the system. However, another sensor element can also be provided, for example a temperature-dependent expansion element. This can act on the release link ( 8 ) via a lever system. It is also possible to provide electromagnetic triggering.

In Fig. 6 sind zwei Fühlerelemente (3, 3') axial hintereinander angeordnet. Das Fühlerelement (3') arbeitet mit einem Elektromagneten (32) und einem Schaltstößel (33), der zwischen dem Auslöseglied (8) und der Membran (31) steht. Wird der Elektromagnet (32) durch ein Signal erregt, dann betätigt sein Schaltstößel (33) das Auslöseglied (8), das über den Schaltstößel (33) auch betätigt wird, wenn die Membran (31) ausgelenkt wird.In Fig. 6, two sensor elements ( 3 , 3 ') are arranged axially one behind the other. The sensor element ( 3 ') works with an electromagnet ( 32 ) and a switching plunger ( 33 ) which is located between the trigger member ( 8 ) and the membrane ( 31 ). If the electromagnet ( 32 ) is excited by a signal, then its switching plunger ( 33 ) actuates the trigger member ( 8 ), which is also actuated via the switching plunger ( 33 ) when the diaphragm ( 31 ) is deflected.

Durch Drehen der Einstellschraube (9) läßt sich das Auslöseglied (8) an das jeweilige Fühlerelement (3) anpassen.The release link ( 8 ) can be adapted to the respective sensor element ( 3 ) by turning the adjusting screw ( 9 ).

Die Arbeitsweise des beschriebenen Sicherheitsabschalters ist im wesentlichen folgende: The mode of operation of the safety switch described is essentially the following:

In den Fig. 1, 3 und 6 ist die Einschaltstellung gezeigt. In dieser Stellung blockiert der Sperrbolzen (14) die Schalthülse (5), die unter der Spannung der Schaltfeder (7) steht, indem der Sperrbolzen (14) in die Durchbrechung (17) eingreift. Der Anschlag (29) des Kontaktträgers (23) ist vom Anschlagrand (6) der Schalthülse (5) axial frei. Der Kontaktfedersatz (25) drückt die beweglichen Kontaktzungen (24) gegen die Kontaktbügel (20). Die Kontaktkraft ist dabei durch den Kontaktfedersatz (25) bestimmt und unabhängig von den anderen Federn. Die Federkraft der Schaltfeder (7) ist größer als die des Kontaktfedersatzes (25). Die Federkraft der Auslösefeder (12) ist kleiner als die der Schaltfeder (7).In Figs. 1, 3 and 6, the switched-on position is shown. In this position, the locking pin ( 14 ) blocks the switching sleeve ( 5 ), which is under the tension of the switching spring ( 7 ) by the locking pin ( 14 ) engaging in the opening ( 17 ). The stop ( 29 ) of the contact carrier ( 23 ) is axially free from the stop edge ( 6 ) of the switching sleeve ( 5 ). The contact spring set ( 25 ) presses the movable contact tongues ( 24 ) against the contact bracket ( 20 ). The contact force is determined by the contact spring set ( 25 ) and is independent of the other springs. The spring force of the switching spring ( 7 ) is greater than that of the contact spring set ( 25 ). The spring force of the release spring ( 12 ) is less than that of the switch spring ( 7 ).

Bei einer Beaufschlagung des Auslösegliedes (8), speziell der Einstellschraube (9) durch die Membran (31), wird die Einstellschraube (9) und damit auch die Auslösehülse (11) gegen die Kraft der Auslösefeder (12) verschoben. Die Auslösekurve (13) der Auslösehülse (11) drückt dabei gegen den Kopf (16) des Sperrbolzens (14). Dieser wird dadurch radial nach außen geschoben. Von der Schräge (18) der Durchbrechung (17) wird dann der Kopf (16) unter der Kraft der Schaltfeder (7) weiter nach außen geschoben, so daß die Schalthülse (5) frei wird und dann unter der Kraft der Schaltfeder (7) mit ihrem Anschlagrand (6) auf den Anschlag (29) des Kontaktträgers (23) trifft. Der Kontaktträger (23) hebt dann die Kontaktzungen (24) gegen die Kraft des Kontaktfedersatzes (25) von den Kontaktbügeln (20) ab, wodurch der Abschaltzustand erreicht ist (vgl. Fig. 5). Auch wenn die Membran (31) zurückgeht, bleibt dieser Zustand bestehen (vgl. Fig. 5).When the release member ( 8 ), especially the adjusting screw ( 9 ), is acted upon by the membrane ( 31 ), the adjusting screw ( 9 ) and thus also the release sleeve ( 11 ) are displaced against the force of the release spring ( 12 ). The release curve ( 13 ) of the release sleeve ( 11 ) presses against the head ( 16 ) of the locking bolt ( 14 ). This pushes it radially outwards. The head ( 16 ) is then pushed further outwards by the force of the switching spring ( 7 ) from the slope ( 18 ) of the opening ( 17 ), so that the switching sleeve ( 5 ) is released and then under the force of the switching spring ( 7 ) strikes the stop ( 29 ) of the contact carrier ( 23 ) with its stop edge ( 6 ). The contact carrier ( 23 ) then lifts the contact tongues ( 24 ) against the force of the contact spring set ( 25 ) from the contact clips ( 20 ), whereby the switch-off state is reached (cf. FIG. 5). Even if the membrane ( 31 ) shrinks, this state remains (see FIG. 5).

Das beschriebene Abschalten ist durch eine Störung veranlaßt. Ist die Störung behoben, dann kann manuell die Rückstellung erfolgen. Es wird hierfür beim Blindstopfen (30) auf den verschieblichen Kontaktträger (23) gedrückt, bis der Sperrbolzen (14) unter der Kraft der Sperrbolzenfeder (15) durch die Durchbrechung (17) greift.The described shutdown is caused by a fault. Once the fault has been remedied, it can be reset manually. For this purpose, the blind plug ( 30 ) is pressed onto the displaceable contact carrier ( 23 ) until the locking pin ( 14 ) engages through the opening ( 17 ) under the force of the locking pin spring ( 15 ).

Claims

1.Multipolar safety switch, for example for an electric water heater, with a trigger element which can be driven by a sensor element and which opens a contact set when a limit value is exceeded, characterized in that the trigger element ( 8 ) is axially loaded with a trigger spring ( 12 ) and a trigger curve ( 13 ) that in the switched-on position of the contact set ( 20 , 24 ) a radially displaceable locking pin ( 14 ) holds a switching sleeve ( 5 ) on an opening ( 17 ) against the force of a tensioned switching spring ( 7 ), the locking pin ( 14 ) protrudes into the movement path of the release curve ( 13 ), and that when the release member ( 8 ) is axially displaced against the force of the release spring ( 12 ), the release curve ( 13 ) moves the locking pin ( 14 ) so that the switching sleeve ( 5 ) is underneath the force of the switch spring ( 7 ) opens the contact set ( 20 , 24 ).

2. Safety switch according to claim 1, characterized in that the trigger member ( 8 ) has a thread ( 9 ) axially adjustable trigger sleeve ( 11 ) on which the trigger curve ( 13 ) is formed.

3. Safety switch according to claim 2, characterized in that the trigger spring ( 12 ) is supported between the switching sleeve ( 5 ) and the trigger sleeve ( 11 ).

4. Safety switch according to one of the preceding claims, characterized in that a slope ( 18 ) is formed at the edge of the opening ( 17 ), which cooperates with the locking pin ( 14 ).

5. Safety switch according to one of the preceding claims, characterized in that the locking pin ( 14 ) is acted upon radially by means of a locking pin spring ( 15 ).

6. Safety switch according to one of the preceding claims, characterized in that the locking pin ( 14 ) has a curved head ( 16 ) which cooperates with the trigger curve ( 13 ).

7. Safety switch according to one of the preceding claims, characterized in that the spring force of the release spring ( 12 ) is smaller than that of the switching spring ( 7 ).

8. Safety switch according to one of the preceding claims, characterized in that it consists of a first component ( 1 ) in which the switching sleeve ( 5 ), the trigger member ( 8 ) and the locking bolt ( 14 ) are mounted, and from a second component ( 2 ) is coaxially assembled, in which the contact set ( 20 , 24 ) is arranged, in the second component ( 2 ) stationary contact bracket ( 20 ) and an axially displaceable contact carrier ( 23 ) for movable contact tongues ( 24 ), which is supported by a Contact spring set ( 25 ) are pressed against the contact bracket ( 20 ), and that the displaceable contact carrier ( 23 ) forms a stop ( 29 ) assigned to the switching sleeve ( 5 ).

9. Safety switch according to claim 8, characterized in that the spring force of the switching spring ( 7 ) is greater than that of the contact spring set ( 25 ).

10. Safety switch according to claim 8 or 9, characterized in that a cutting disc ( 22 ) is arranged between the first component ( 1 ) and the second component ( 2 ).

11. Safety switch according to one of the preceding claims 8 to 10, characterized in that the second component ( 2 ) has a base body ( 19 ) in which the contact carrier ( 23 ) is axially displaceably mounted and on which the contact bracket ( 20 ) radially on Circumferentially axially fixed are pushed that the second component ( 2 ) has an outer ring ( 21 ) which fixes the contact bracket ( 20 ) radially and that the contact bracket ( 20 ) can be contacted on the side facing away from the first component ( 1 ).

12. Safety switch according to claim 11, characterized in that in each case two contact brackets ( 20 ) is assigned a movable contact tongue ( 24 ).

13. Safety switch according to one of the preceding claims 8 to 12, characterized in that in the second component ( 2 ) an axial opening for adjusting the triggering member ( 8 ) is provided.

14. Safety switch according to one of the preceding claims 8 to 13, characterized in that the sensor element ( 3 ) is attached coaxially to the first component ( 1 ) relative to the second component ( 2 ).

15. Safety switch according to claim 14, characterized in that the sensor element ( 3 ) with a lever or a membrane ( 31 ) and / or an electromagnetic drive ( 32 , 33 ) acts on the trigger member ( 8 ), the lever or the Diaphragm ( 31 ) can be deflected depending on water pressure, steam pressure or temperature.