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Temperatur-Sicherheitseinrichtung für elektrische Geräte, insbesondere
Haushaltsgeräte Die Erfindung betrifft eine Temperatur-Sicherheitseinrichtung für
elektrische Geräte, insbesondere Haushaltsgeräte, bestehend aus einem Temperatur-Regler
mit einem den Stromkreis bei einer oberen Grenztemperatur unterbrechen den, bei
einer unteren Grenztemperatur schließenden, von einem Temperaturfühler und gegebenenfalls
einer Feder gesteuerten Schaltwerk und aus einem in Reihe geschalteten Schutzschalter
mit
einem von einem Temperaturfühler gesteuerten, den Stromkreis bei einer oberhalb
der oberen Grenztemperatur liegenden Übertemperatur unterbrechenden Schaltwerk.
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Bei elektrischen Haushaltgeräten sind häufig elektrische Heizungen
eingesetzt, um ein Medium, beispielsweise Luft, Wasser oder andere Flüssigkeiten,
Wärmespeicherplatten od.
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dgl. aufzuheizen und auf einer bestimmten Temperatur zu halten. Bei
Überschreiten dieser Temperatur soll die Stromzufuhr zur Heizeinrichtung unterbrochen
werden. Hierzu dienen Temperaturregler mit einem der Temperatur des Mediums oder
des Gegenstandes ausgesetzten Temperaturfühler, der auf ein Schaltwerk derart wirkt,
daß der Stromkreis bei einer oberen Grenztemperatur, die gegebenenfalls einstellbar
ist, unterbrochen, nach Abkühlen bis auf eine untere Grenztemperatur wieder geschlossen
wird.
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Um eine Überhitzung der Medien oder aber des Gerätes selbst zu vermeiden,
muß nach gesetzlicher Vorschrift außerdem ein Übertemperatur-Schutzschalter vorgesehen
sein, der den gesamten Stromkreis bei Erreichen einer oberhalb der oberen Grenztemperatur
liegenden Übertemperatur, die also für das Medium oder das Gerät gefährlich werden
könnte, vollständig unterbricht. Eine solche Übertemperatur wird in aller Regel
nur dann erreicht, wenn beispielsweise der Temperaturregler nach längerem Gebrauch
Ermüdungs- oder Abnutzungserscheinungen zeigt und nicht mehr bei der oberen Grenztemperatur
abschaltet. Schaltet er bereits bei einer niedrigeren Temperatur ab, so wird dadurch
zwar der Gebrauchßwert gemindert, eine Gefährdung kann hierdurch jedoch nicht entstehen.
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Bei Haushaltsgeräten sind die Unterbringungsmöglichkeiten für elektrische
3auteile oft außerordentlich begrenzt. Ferner
läßt sich wegen dieser
beengten Verhältnisse nicht immer gewährleisten, daß der Temperaturregler und der
Übertemperatur-Schutzschalter am gleichen Ort angebracht werden können, so daß sie
unter Umständen unterschiedlichen Temperaturbereichen ausgesetzt sind und die ein
wandfreie Funktion des Schutzschalters nicht gewährleistet ist.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die eingangs geschilderte
Temperatur-Sicherheitseinrichtung so aus zu bilden, daß einerseits der Temperaturregler
und der Schutzschalter stets der gleichen Temperatur ausgesetzt sind, also eine
stets sichere Funktion gewährleistet ist, andererseits die Sicherheitseinrichtung
einen geringstmöglichen Raumbedarf hat.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Temperaturregler
und der Schutzschalter in einem gemeinsamen Gehäuse angeordnet und durch einen elektrischen
Leiter miteinander verbunden sind.
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Ein solches gemeinsames Gehäuse kannlseinen äußeren Abmessungen so
gestaltet werden, daß Temperaturregler und Schutzschalter gemeinsam weniger Platz
einnehmen, als dies bei getrennten Schaltern der Fall wäre. Ferner ergibt sich eine
Werkstoff-und Fertigungsersparnis durch Fortfall eines der beiden Gehäuse, Auch
die Montagekosten werden verringert, weil nur noch ein Gehäuse an dem Gerät zu fixieren
ist. Schließlich kann das gemeinsame Gehäuse so angebracht sein, daß es in seiner
Gesamtheit der gleichen Temperatur ausgesetzt ist, so daß auch insoweit eine einwandfreie
Funktion von Regler und Schalter gegeben ist. Dabei wird der erwünscht gute Wärme--austausch
durch die gedrängte Bauweise des Gehäuses für die
Funktion von Regler
und Schalter genutzt. Selbst bei ungünstigen Umgebungsbedingungen, beispielsweise
ungünstigen Strömungsverhältnissen des aufgeheizten Mediums oder ungünstigen Strahlungsverhältnissen
kann das Temperaturgefälle innerhalb des Gehäuses keine nennenswerte Steilheit erreichen.
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In besonders bevorzugter Ausführung der Erfindung ist der den Temperaturregler
und den Schutzschalter verbindende Leiter das Gehäuse selbst oder ein Teil des Gehäuses,
das aus einem elektrisch leitenden Werkstoff besteht. Damit entfällt gegenüber der
herkömmlichen Anordnung ein Kontaktstück, da das Gehäuse selbst ein Kontaktstück
ist, und zwar zugleich für den Temperaturregler und für den Schutzschalter.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform weist das Gehäuse zwei getrennte
Räume für das Schaltwerk des Temperaturreglers und für das Schaltwerk des Schutzschalters
auf, wobei die Trennwand zwischen beiden Räumen den verbindenden Leiter bildet.
Diese Trennwand ist also zugleich der Boden des Gehäuses des Temperaturreglers bzw.
der Deckel des Gehäuses des Schutzschalters oder umgekehrt.
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Eine besonders zweckmäßige Ausbildung wird dann erreicht, wenn, wie
an sich bekannt, die Temperaturfühler Bimetall-Schnappscheiben sind und jedes Schaltwerk
einen von diesen bzw. einer Feder-Schnappscheibe bewegten Kontakt aufweist und wenn
ferner die Schnappscheiben und die Kontakte hintereinander auf der geometrischen
Achse des zylindrisch ausgebildeten Gehäuses angeordnet sind0 Damit ergibt sich
eine dosenförmige, außerordentlich flachbauende Ausbildung für die Sicherheitseinrichtung.
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Zweckmäßigerweise besteht das Gehäuse aus einem die Trennwand bildenden
zylindrischen Mittelstück und zwei gegen dessen beide Stirnseiten gesetzten Kappen,
die jeweils zwischen sich und dem Mittelstück einen Raum für den Temperaturregler
bzw. für den Schutzschalter einschließen.
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Beide Schaltglieder befinden sich also an den Außenseiten des Gehäuses
und sind somit der Temperatur in günstiger Weise ausgesetzt. Außerdem ergibt sich
eine sehr einfache Montage. Die Feder-Schnappscheibe des Temperaturreglers weist
eine gegenüber der Umschnappkraft der Bimetall-Schnappscheibe beim Ausschalten etwas
geringere Federkraft auf. Damit wird der Kontaktdruck bis nahe der oberen Grenztemperatur
nur durch die Ferder-Schnappscheibe hergestellt, so daß die Bimetall-Schnappscheibe
mechanisch nicht belastet ist und ein reprocluzierbares Schaltverhalten aufweist.
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Die Federschnappscheibe des Schutzschalters weist gleichfalls eine
gegenüber derUmschnappkraft der Bimetall-Schn appscheibe beim Ausschalten etwas
geringere Federkraft auf, wobei der Schaltkontakt mit der Feder-Schnappscheibe und
nur mit dieser kraft - oder formschlüssig verbunden ist. Die Bimetall-Schnappscheibe
kann sich also unabhängig vom Schaltkontakt bewegen. Selbst wenn sie nach Sicherheitsabschlatung
und entsprechender Abkühlung wieder in ihre Einschaltlage umspringen sollte, wird
diese Bewegung vom Schaltkontakt nicht mitgemacht, da er durch die Fixierung an
der Feder-Schnappscheibe in der ausgeschalteten Lage gehalten wird. Um dies sicherzustellen,
kann ferner vorgesehen sein, daß die Feder-Schnappscheibe des Schutzschalters nur
eine stabile Lage aufweist, die sie in der Ausschaltstellung einnimmt. Aus dieser
stabilen Lage kann die Feder-Schnappscheibe nicht mehr in die Einschaltlage zurückkehren,
so daß auch der Kontakt nicht mehr geschlossen werden kann und zwar unabhängig von
der
Schaltstellung des vemperaturreglers.
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Weitere Merkmale, Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben
sich aus der nachstehenden Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform sowie
anhand der Zeichnung.
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In der Zeichnung zeigen: Fig. 1 einen Axialschnitt durch die Sicherheitseinrichtung
in der Betriebslage und Fig. 2 einen der Fig. 1 ähnlichen Schnitt, jedoch nach Absckten
der Sicherheitseinrichtung.
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Die Sicherheitseinrichtung besteht aus einem Gehäuse 1, in deren oberen
Teil ein Temperaturregler 2 und in deren unteren Teil ein Schutzschlater 3 untergebracht
ist. Zu diesem Zweck weist das Gehäuse 1 an jeder Stirnseite einen Raum 4
auf, welche den Temperaturregler 2 bzw. den Schutzschalter 3 aufnehmen.
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Das Gehäuse 1 besteht aus einem zylindrischen Mittelstück 5 gegen
dessen Stirnseiten je eine Kappe 6, 7 gesetzt ist. Die Kappe 6 ist dabei als Scheibe
ausgebildet und der obere Rand 8 des Mittelstücks 9 um diese Scheibe umgebördelt.
Das Mittelstück 5 weist an seiner unteren Stirnseite einen Flansch 9 auf, um den
der Rand 10 der Kappe 7 gleichfalls umgebördelt ist. Das Mittelstück 5 und die Kappen
6, 7 bestehen aus einem elektrisch-leitenden Metallwerkstoff. Dabei ist zwischen
das Mittelstück 5 und jeder Kappe 6, 7 eine elektrischisolierende Schicht 11 bzw.
12 eingelegt, die diese Teile elektrisch voneinander trennt. Das Gehäuse 1 ist in
einen Strang des zu schaltenden bzw. zu regelnden Stromkreises eingesetzt, von dem
nur die Anschlußenden 13, 14 dargestellt sind. Das gesamte Gehäuse 1 kann ferner
von einer elektrischisolierenden
Hülle, die in der Zeichnung nicht
dargestellt ist, umgeben sein.
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Der Temperaturregler 2 in dem oberen Raum 4 des Gehäuses 1 besteht
aus einer als Temperaturfühler wirkenden Bimetall-Schnappscheibe 15 und einem Schaltwerk,
bestehend aus einem Schaltkontakt 16 und einer Feder-Schnappscheibe 17.
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Der S haltkontakt 16 ist in Löchern der Bimetall-Schnappscheibe 15
bzw. der Feder-Schnappscheibe 17 lose eingelegt und durch einen Bund 18 zwischen
diesen Schnappscheiben geführt. Die Federschnappscheibe 17 stützt sich lediglich
mit ihrem Umfangsrand am Boden des Raums 4 ab, wie dies aus der Zeichnung erkennbar
ist. Desgleichen stützt sich die Bimetall-Schnappscheibe 15 nur in der nicht dargestellten
Ausschaltlage gegen die obere Kappe 6 bzw. die Isolationsschicht 11 umfangsseitig
ab.
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Der Schutzschalter 3 im unteren Raum 4 des Gehäuses 1 weist einen
Temperaturfühler in Form einer Bimetall-Schnappscheibe 19 und ein Schaltwerk, bestehend
aus einem Schaltkontakt 20 und einer Federschnappscheibe 21, auf. der Schaltkontakt
20 ist lose in einem Loch der Bimetall-Schnappscheibe 19 eingelegt und weist einen
Bund 22 auf, gegen den das Zentrum der Bimetall-Schnappscheibe beim Ausschaltvorgang
wirken kann. Hingegen ist der Schaltkontakt an der Federschnappscheibe 21 so befestigt,
daß er gegenüber dieser keine Ortsveränderung vornehmen kann.
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Die Funktionsweise der Sicherheitseinrichtung ist folgende: Im Normalbetrieb,
der in Fig. 1 dargestellt ist, liegt der Schaltkontakt 16 der Kappe 6 und der Schaltkontakt
20 dem Mittelstück 5 des Gehäuses 1 an. Der Strom fließt also vom
Anschluß
13 über die Kappe 6, den Schaltkontakt 16, die Feder-Schnappscheibe 17, das Mittelstück
5, den Schaltkontakt 20, die Feder-Schnappscheibe 21 und die Kappe 7 zum Anschluß
14. Erreicht das Gerät die obere Grenztemperatur, so schnappt die Bimetall-Schnappscheibe
15 in ihre nicht dargestellte andere Lage, wobei sie die Federkraft der Feder-S,hnappscheibe
17 überwindet und diese in ihre umgekehrt konkave Lage bewegt, in welcher sie dem
Boden des Raums 4, also dem Mittelstück 5 anliegt. Nach Abkühlung und Erreichen
der unteren Grenztemperatur schnappt die Bimetall-Schnappscheibe 15 um und gibt
die Federkraft der Feder-Schnappscheibe 17 frei, so daß diese den Schaltkontakt
16 wieder in die Einschaltlage bewegt. Bei diesem Normalbetrieb verbleibt der Schutzschalter
in der in Fig. 1 dargestellten Lage.
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Bei Aufheizen auf eine oberhalb der oberen Grenztemperatur liegenden
Übertemperatur, die nur dann erreicht wird, wenn der Temperaturregler 2 nicht abschaltet,
schnappt die Bimetall-Schnappscheibel9 des Schutzschalters 3 aus der in Fig. 1 dargestellten
ExBchaltlage in die in Fig. 2 dargestellte Ausschaltlage. Dabei wird der Schaltkontakt
20 gegen den Boden der Kappe 7 bewegt, ebenso wie die Feder-Schnappscheibe 21 in
ihre in Fig. 2 gezeigte stabile Lage gelangt, Damit ist der Stromkreis unterbrochen.
Da der Schaltkontakt 20 an der Feder-Schnappscheibe 21 befestigt ist, kann er auch
nach Umschnappen der Feder-Schnappscheibe nicht mehr in die Einschaltlage zurückkehren.