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Die
Erfindung geht aus von einer Vorrichtung mit einem Sicherheitsschalter
nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
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Bekannt
ist, Durchlauferhitzer mit einem Sicherheitsschalter vor zu hoher
Temperatur und vor zu hohem Druck zu schützen. Am Durchlauferhitzer
ist ein Bimetallschalter befestigt, der bei zu hoher Temperatur
ein elektrisches Signal auslöst.
Das elektrische Signal aktiviert einen Elektromagneten, der an einem
Metallgehäuse
des Sicherheitsschalters befestigt ist und im aktivierten Zustand
auf einen gelenkig am Gehäuse
befestigten Kippanker wirkt. Ferner besitzt der Sicherheitsschalter
eine Stellvorrichtung, und zwar eine Trennwippe, die über ein
Gelenk mit dem Gehäuse
verbunden ist. Die Trennwippe ist in Längsrichtung senkrecht zur Gelenkachse
an einem ersten Ende am Anker des Elektromagneten eingerastet. In
Längsrichtung
an einem zweiten Ende sind drei Anschlußkabel mit jeweils einem Kabelschuh über eine
Niete mit der Trennwippe verbunden. Die Kontaktschuhe sind jeweils
auf der Niete entgegen einer Kompensationsfeder verschiebbar. Wird
die Trennwippe aus einer Ausgangsstellung in eine Raststellung geschwenkt,
wird dabei eine auf die Trennwippe wirkende Druckfeder weiter vorgespannt
und die Kontaktnieten auf Kontaktflächen gedrückt, die an einem von der Trennwippe
getrennten Bauteil befestigt sind. Durch die Kompensationsfedern
kann erreicht werden, daß die
Kontaktnieten jeweils mit einer in etwa gleich großen Kraft
auf die Kontaktflächen
gedrückt
und mehrere Kontakte sicher hergestellt werden.
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Tritt
eine zu hohe Temperatur auf, löst
der Bimetallschalter ein elektrisches Signal aus, der Elektromagnet
zieht den Anker an und löst
dabei die Rastverbindung zwischen der Trennwippe und dem Anker.
Die Trennwippe wird durch die Druckfeder von der Raststel lung in
die Ausgangsstellung geschwenkt. Die Kontaktnieten werden von den
Kontaktflächen
abgehoben, die Kontakte getrennt und die Stromversorgung des Durchlauferhitzers
unterbrochen.
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Ferner
besitzt der Sicherheitsschalter einen in Längsrichtung verschiebbaren
Druckstößel. In
der Regel handelt es sich dabei um einen mit einer Druckfeder vorgespannten
Stößel, der
an einer Membran anliegt. Die Membran dichtet einen Zylinder ab,
der mit einem hydraulischen System des Durchlauferhitzers verbunden
ist. Gewöhnlich
ist der Zylinder direkt an einem Wasserkanal des Durchlauferhitzers
angeschlossen. Die Längsrichtung
des Druckstößels verläuft in Richtung
der Schwenkbewegung der Trennwippe, bzw. senkrecht zu einer Deckseite
der Trennwippe. Um die Rastverbindung zwischen der Trennwippe und
dem Anker zu lösen,
muß jedoch
der Anker senkrecht zur Schwenkbewegung ausgelenkt werden. Dies
wird mit einem am Gehäuse des
Sicherheitsschalters befestigten Umlenkhebel erreicht, über den
der Druckstößel auf
den Anker wirkt.
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Tritt
ein zu hoher Druck im Durchlauferhitzer auf, verschiebt sich der
Druckstößel entgegen
der Druckfeder, wirkt über
den Umlenkhebel auf den Anker und löst die Rastverbindung zwischen
der Trennwippe und dem Anker. Die Trennwippe schwenkt in seine Ausgangsstellung
und unterbricht die Kontakte.
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Die
DE 37 07 967 A1 offenbart
ebenfalls eine Vorrichtung mit einem Sicherheitsschalter, welcher beim
Auftreten eines Überdrucks
oder einer Übertemperatur
ausgelöst
wird.
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Die
Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine gattungsgemäße Vorrichtung
mit einem Sicherheitsschalter weiterzuentwickeln, und insbesondere dabei
die Bauteilevielfalt und den Montageaufwand zu reduzieren und die
Montage zu erleichtern. Die Aufgabe wird erfindungsgemäß jeweils
durch die Merkmale der unabhängigen
Ansprüche
gelöst,
während
vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung den
Unteransprüchen
entnommen werden können.
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Die
Erfindung geht aus von einer Vorrichtung mit einem Sicherheitsschalter,
der eine Stellvorrichtung aufweist, die über zumindest ein mechanisches Signal
mit einem in Längsrichtung
verschiebbaren Stößel und über zumindest
ein elektrisches Signal mit einem auf einen Anker wirkenden Elektromagneten
betätigbar
ist. Über
die Stellvorrichtung können Kontakte
unterbrochen werden, beispielsweise eine Stromversorgung, und/oder
Kontakte hergestellt werden, beispielsweise für eine Warnleuchte, eine Warnsirene
usw.
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Es
wird vorgeschlagen, daß der
Stößel beim Betätigen der
Stellvorrichtung direkt auf den Anker und/oder direkt auf die Stellvorrichtung
wirkt. Zusätzliche
Bauteile, wie Umlenkhebel und Gelenkachsen können eingespart, der Montageaufwand
kann reduziert und die Montage kann vereinfacht werden.
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Ein
Betätigungselement
der Stellvorrichtung kann mit einer Rastverbindung fixiert sein,
die sowohl durch eine Kraft direkt auf die Stellvorrichtung als auch
durch die Betätigung
des Ankers gelöst
werden kann. Ferner ist möglich,
daß der
Stößel mit
einer Schräge
direkt auf den Anker wirkt und diesen in eine von der Längsrichtung
des Stößels abweichende Richtung
bewegt und die Stellvorrichtung betätigt, bzw. eine Rastverbindung
eines Betätigungselements
der Stellvorrichtung mit einem Bauteil löst. Der Stößel kann einstückig oder
auch mehrstückig
ausgeführt
sein. Besonders vorteilhaft stimmt jedoch die Bewegungsrichtung
des Stößels mit
der Auslenkrichtung des Ankers überein.
Es kann eine einfache Konstruktion mit einem kostengünstigen
Stößel und
einer kostengünstigen
Rastverbindung erreicht werden.
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Ferner
wird vorgeschlagen, daß zumindest ein
Anschlußkabel
mit zumindest einem elastischen vorgespannten Federelement verbunden
ist, das durch seine Spannkraft auf eine Kontaktfläche wirkt und
durch ein Betätigungselement
der Stellvorrichtung von der Kontaktfläche abhebbar ist. Es können Bauteile
eingespart, der Montageaufwand kann reduziert und durch handliche
Bauteile kann die Montage erleichtert und verkürzt werden.
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Das
Anschlußkabel
kann am gesamten Federelement befestigt sein. Vorteilhaft ist es
jedoch an dem zur Kontaktfläche
weisenden Ende am Federelement befestigt. Die Kontaktniete kann
zur Befestigung genutzt und zusätzliche
Befestigungsteile können
eingespart werden, wie beispielsweise ein Kabelschuh usw. Das Anschlußkabel kann
mit einem Zwischenblech oder vorteilhaft ohne Zwischenblech direkt
auf dem Federelement befestigt sein. Ferner hat die Befestigung
an dem zur Kontaktfläche
weisenden Ende den Vorteil, daß das
stromdurchflossene Anschlußkabel
nur am äußeren Bereich
des Federelements, mit diesem in Kontakt kommt. Das Federelement
kann vorteilhaft als nicht stromdurchflossenes Bauteil ausgeführt und
dadurch aus kostengünstigem
Material hergestellt und insbesondere kann über das Federelement über eine
große
Fläche Wärme gut
abgeführt
werden.
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Das
Federelement wird vorzugsweise von einem Federband gebildet. Verläuft die
Stellbewegung senkrecht zur Federbandfläche, kann eine Führung in
Richtung der Stellbewegung des Federelements eingespart und das
Federelement kann zur Führung eines
Betätigungselements
der Stellvorrichtung genutzt werden. Ferner kann das Federband vorteilhaft in
einem Gehäuse
des Sicherheitsschalters und das Anschlußkabel vorteilhaft auf dem
Federband befestigt werden. Anstatt einem Federband kann jedoch auch
ein an einem oder an beiden Enden abgeflachter Federdraht oder ein
sonstiges dem Fachmann als sinnvoll erscheinendes Federelement verwendet werden.
Um eine einfache und schnelle Montage ohne zusätzliche Bauteile zu ermöglichen,
wird vorteilhaft das Federelement über eine Rastverbindung am
Gehäuse
des Sicherheitsschalters befestigt.
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In
einer Ausgestaltung der Erfindung wird vorgeschlagen, daß die Stellvorrichtung
als Betätigungselement
einen Schlitten aufweist, der mit zumindest einer Komponente senkrecht
zur Kontaktfläche
verschiebbar ist. Mit dem Betätigungselement können Federelemente
von den Kontaktflächen
abgehoben und/oder auf Kontaktflächen
geführt
werden, beispielsweise für
eine Warnleuchte. Gegenüber
einer Trennwippe können
mit einem verschiebbaren Schlitten zusätzliche Bauteile für ein Gelenk
eingespart und der Montageaufwand reduziert werden.
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Die
Stellvorrichtung besitzt vorteilhaft ein Betätigungselement, das über eine
Rastverbindung mit einem vom Anker getrennten Bauteil verbunden
ist. Der Anker kann dadurch trotz eingerastetem Betätigungselement
leicht beweglich ausgeführt
werden. Wird der Elektromagnet aktiviert und der Anker angezogen,
kann dieser mit Schwung gegen das Betätigungselement gezogen werden.
Die kinetische Energie des Ankers kann genutzt und die vom Elektromagneten
aufzubringende Losbrechkraft reduziert werden. Der Elektromagnet
kann kleiner, leichter und kostengünstiger ausgelegt werden. Ferner
können die
Materialien der Bauteile der Rastverbindung vorteilhaft aufeinander
abgestimmt werden.
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Um
sicherzustellen, daß die
Anschlußkabel stets
sicher fixiert sind und um eine Isolierung der Anschlußkabel einsparen
zu können,
wird vorgeschlagen, daß im
Gehäuse
des Sicherheitsschalters und/oder in einer Abdeckung Führungen
und/oder Kanäle
für zumindest
zwei Anschlußkabel
angeordnet sind. Die Anschlußkabel
können
voneinander getrennt gehalten und es kann eine hohe Sicherheit erreicht
werden, insbesondere mit einer Abdeckung. Ferner kann vermieden
werden, daß die
Anschlußkabel
durch andere Bauteile belastet werden, was sich negativ auf die
Kontakte auswirken könnte.
Die Führungen
und/oder Kanäle
sind vorteilhaft einstückig mit
dem Gehäuse
und/oder der Abdeckung ausgeführt,
wodurch Bauteile und Montageaufwand eingespart werden können.
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In
einer Ausgestaltung der Erfindung wird vorgeschlagen, daß das Gehäuse und/oder
die Abdeckung im montierten Zustand des Sicherheitsschalters im
oberen Bereich zumindest eine Öffnung zur
Abfuhr erwärmter
Luft aufweist. Es kann eine Kühlung
mit geringem Aufwand durch Konvektion erreicht werden. Um ein Nachströmen von
kalter Luft zu erleichtern, besitzt das Gehäuse und/oder die Abdeckung
zusätzlich
im unteren Bereich zumindest eine Öffnung.
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Der
Sicherheitsschalter kann besonders kostengünstig und leicht mit einem
Kunststoffgehäuse ausgeführt werden,
an das Führungen
für die
Anschlußkabel,
Halterungen für
Anschlüsse,
Halterungen für
den Elektromagneten usw. vorteilhaft in einem Verfahrensschritt
mit angespritzt werden können.
Zusätzliche
Bauteile und Montageaufwand können
eingespart werden.
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In
einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung wird vorschlagen, daß der Anker
unverlierbar mit dem Elektromagneten verbunden ist. Der Anker und
der Elektromagnet können
dadurch separat gefertigt, vormontiert, auf ihre Funktion überprüft und als
in sich geschlossene Baugruppe an einen Verbraucher geliefert werden.
Eine Endmontage des Sicherheitsschalters kann verkürzt und
vereinfacht werden.
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Die
erfindungsgemäße Lösung kann
bei verschiedenen, dem Fachmann als sinnvoll erscheinenden Vorrichtungen
eingesetzt werden, insbesondere bei Durchlauferhitzern, die durch
einen Sicherheitsschalter vor zu hohem Druck und vor zu hoher Temperatur
geschützt
werden.
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Weitere
Vorteile ergeben sich aus der folgenden Zeichnungsbeschreibung.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel
der Erfindung dargestellt. Die Zeichnung, die Beschreibung und die
Ansprüche enthalten
zahlreiche Merkmale in Kombination. Der Fachmann wird die Merkmale
zweckmäßigerweise auch
einzeln betrachten und zu sinnvollen weiteren Kombinationen zusammenfassen.
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1 zeigt
einen Schnitt durch einen Sicherheitsschalter 10 eines
nicht näher
dargestellten Durchlauferhitzers. Der Sicherheitsschalter 10 besitzt
eine Stellvorrichtung 12, die über ein mechanisches Signal
mit einem in Längsrichtung 14 verschiebbaren
Druckstößel 16 und über ein
elektrisches Signal von einem nicht näher dargestellten Bimetallschalter
mit einem auf einen Anker 18 wirkenden Elektromagneten 20 betätigbar ist.
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Erfindungsgemäß stimmt
die Bewegungsrichtung 14 des Druckstößels 16 mit der Auslenkrichtung 22 des
Ankers 18 überein
und der Druckstößel 16 wirkt
direkt auf den Anker 18.
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Ein
teilweise dargestelltes Anschlußkabel 34 ist
an einem elastischen vorgespannten Federelement 24 befestigt,
das von einem Federband gebildet ist. Das Federelement 24 ist
an einem Ende 52 über eine
Rastverbindung 50 im Kunststoffgehäuse 42 des Sicherheitsschalters 10 befestigt
und wirkt am anderen Ende 32 durch seine Spannkraft 26 auf
eine Kontaktfläche 28.
Neben dem Federelement 24 sind zwei weitere, nicht näher dargestellte
Federelemente angeordnet, an denen jeweils ein Anschlußkabel für eine weitere
Phase befestigt ist. Die Ausführungen zum
Federelement 24 gelten ebenfalls für die nicht näher dargestellten
Federelemente.
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Die
Federelemente 24 sind gemeinsam durch einen senkrecht zur
Kontaktfläche 28 verschiebbaren
und von einer Druckfeder 54 in Richtung der Stellbewegung 38 belasteten
Schlitten 30 der Stellvorrichtung 12 von den Kontaktflächen 28 abhebbar.
Die Stellbewegung 38 verläuft senkrecht zur Federbandfläche, wodurch
eine Führung
der Federelemente 24 eingespart werden kann. Die Anschlußkabel 34 sind
jeweils an dem zur Kontaktfläche 28 weisenden
Ende 32 mit einer Kontaktniete 36 über ein
Zwischenblech 48 am Federelement 24 befestigt. Die
Federelemente 24 stellen sicher, daß die Kontaktnieten 36 jeweils
mit einer in etwa gleich großen Kraft 26 auf
die Kontaktflächen 28 gedrückt und
die Kontakte sicher hergestellt werden.
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Tritt
ein zu hoher Druck im Durchlauferhitzer auf, verschiebt sich der
Druckstößel 16 in
Richtung 14 und drückt
auf den Anker 18, der unverlierbar über einen Bügel 56 gelenkig mit
dem Elektromagneten 20 verbunden ist. Der Anker 18 schwenkt
mit dem zum Druckstößel 16 weisenden
Ende in Richtung 22 zum Elektromagneten 20 und
mit dem in Richtung Federelement 24 weisenden Ende in Richtung 58 des Schlittens 30.
Eine Rastver bindung 40 zwischen dem Schlitten 30 und
dem Gehäuse 42 des
Sicherheitsschalters 10 wird gelöst. Die Druckfeder 54 erzeugt die
Stellbewegung 38 und der Schlitten 30 hebt die Federelemente 24 mit
ihren Kontaktnieten 36 von den Kontaktflächen 28 ab.
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Tritt
eine zu hohe Temperatur im Durchlauferhitzer auf, wird vom Bimetallschalter
ein elektrisches Signal erzeugt und der Elektromagnet 20 aktiviert.
Der Anker 18 wird vom Elektromagneten 20 mit Schwung
gegen den Schlitten 30 gezogen. Die Rastverbindung 40 zwischen
dem Schlitten 30 und dem Gehäuse 42 wird gelöst, und
der Schlitten 30 hebt die Federelemente 24 mit
ihren Kontaktnieten 36 von den Kontaktflächen 28 ab.
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Um
sicherzustellen, daß die
Anschlußkabel 34 stets
sicher fixiert sind und um eine Isolierung der Anschlußkabel 34 einzusparen,
sind an das Kunststoffgehäuse 42 Führungen 44, 46 für die Anschlußkabel 34 angespritzt.
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- 10
- Sicherheitsschalter
- 12
- Stellvorrichtung
- 14
- Längsrichtung
- 16
- Stößel
- 18
- Anker
- 20
- Elektromagnet
- 22
- Auslenkrichtung
- 24
- Federelement
- 26
- Spannkraft
- 28
- Kontaktfläche
- 30
- Betätigungselement
- 32
- Ende
- 34
- Anschlußkabel
- 36
- Kontaktniete
- 38
- Stellbewegung
- 40
- Rastverbindung
- 42
- Bauteil
- 44
- Führung
- 46
- Führung
- 48
- Zwischenblech
- 50
- Rastverbindung
- 52
- Ende
- 54
- Druckfeder
- 56
- Bügel
- 58
- Richtung