DE2745548A1 - Eigensicherer temperaturbegrenzer - Google Patents

Description

Eigensicherer Temperaturbegrenzer

Die Erfindung bezieht sich auf einen eigensicheren Temperaturbegrenzer nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 .

Temperaturbegrenzer werden zusammen mit einem Temperaturregler in Wärmeerzeugern zum Unterbrechen eines elektrischen Stromkreises eines Elektroheizeinsatzes oder zum Ausschalten eines OeI- oder Gasbrenners verwendet. Im Normalbetrieb schaltet der Temperaturregler den Stromkreis entsprechend dem Wärmebedarf ein und aus, während die Ansprechtemperatur des Temperaturbegrenzers höher als diejenige des Temperaturreglers eingestellt ist, und der Begrenzer nur beim Versagen des Reglers zum Ansprechen kommen soll. Dann aber unterbricht der Begrenzer den Stromkreis, ohne dass dieser beim späteren Absinken der Temperatur wieder selbständig geschlossen wird. Ein solcher Temperaturbegrenzer kann über Jahre hinaus nie zum Abschalten kommen, muss aber auch nach dieser Zeit im Störungsfall mit Sicherheit ansprechen. Bei flüssigkeitsgefüllten Temperaturfühlern mit Kapillarrohr besteht bei unsorgfältiger Behandlung immer die Gefahr eines Lecks durch Bruch des Kapillarrohres. Bei einem gewöhnlichen Temperaturbegrenzer bringt ein solcher Defekt die Schaltkontakte in die Einschaltstellung und

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der Fehler würde sich erst im Störungsfall des Temperaturreglers bemerkbar machen. Die zusätzliche Ueberwachung wäre dann hinfällig.

Es ist daher nach der CH-PS 519 202 bereits ein Temperaturbegrenzer bekannt, bei dem zwischen einem Arbeitselement und einem Kippschalter ein gesonderter, federbelasteter Schwenkhebel so angeordnet ist, dass beim Unterschreiten eines vorbestimmten Grenzhubes des Arbeitselementes infolge FUhlerleck eine den Schwenkhebel belastende Auslösefeder den auf den Kippschalter wirksamen Hub des Schwenkhebels umkehrt und den Kippschalter betätigt.

Bei den bisherigen Begrenzern war es ferner möglich, durch Blockieren des Wiedereinschaltknopfes in seiner betätigten Stellung entweder die Sicherheitsfunktion des Begrenzers so einzuschränken, dass die Schaltkontakte nach dem Absinken der Temperatur wieder zum Einschalten kamen, oder die Schaltkontakte unabhängig von der Temperatur dauernd in der Einschaltstellung zu halten.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den Aufbau eines Temperaturbegrenzers zu vereinfachen und zu verbessern.

Die Erfindung besteht in den im Kennzeichen des Patentanspruches 1 genannten Merkmalen.

Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung an Hand der Zeichnungen näher erläutert:

Es zeigen: Fig. 1

Fig. 2 Fig. 3

einen Längsschnitt durch einen Temperaturbegrenzer, eine Draufsicht des Temperaturbegrenzers nach der Fig. 1 ohne Gehäuse,

ein Detail im Schnitt längs der Linie A-A der Fig. 2,

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Fig. 4 und 5 je ein weiteres Detail und Fig. 6 eine vereinfachte Darstellung einer Rückstellfeder.

In den nachfolgend beschriebenen Figuren sind für gleiche Teile die gleichen Bezugszeichen verwendet. Auf einer gemeinsamen Grundplatte 1 sind in bekannter Weise nebeneinander zwei auf einen gemeinsam betätigten, in der Zeichnung nicht dargestellten Kontaktsatz wirkende Kippmechanismen 2 angeordnet. Der eine Kippmechanismus kann Bestandteil eines Temperaturreglers und der andere eines Temperaturbegrenzers sein. Die nachfolgende Beschreibung bezieht sich einzig auf den Teil des Temperaturbegrenzers, der auch für sich allein verwendbar wäre. Dessen Kippmechanismus 2 besteht aus einem Stellhebel 3, einem Kipphebel 4 und einer Kippfeder 5. In einem Gehäuse 6 ist auf der der Grundplatte 1 entgegengesetzten Seite des Kippmechanismus 2, als Arbeitselement eines weiter nicht dargestellten Temperaturfühlers, eine Membrandose 7 gelagert. Ein feststehender Schaft 8 der Membrandose 7 stützt sich an einem Einstellgewindebolzen 9 ab, während ein den Hub der Membrandose 7 übertragender Nippel 10 an einem Angriffspunkt 11 auf den Stellhebel 3 und damit auf den Kippmechanismus 2 einwirkt. Der Angriffspunkt 11 liegt nahe dem freien Ende des Stellhebels 3 und zwischen dem Ende 12 und einer nachfolgend beschriebenen Einspannstelle des Stellhebels 3. Die Einspannstelle besteht aus einem auf der Grundplatte 1 befestigten Haltebügel 13. Dieser weist eine in der Längsachse des Kippmechanismus 2 gelegene Zunge 14 auf, die in einer Oeffnung 15 das eingespannte Ende des Stellhebels 3 durchdringt. Ausserdem bildet die äusserste Begrenzung des eingespannten Stellhebel-Endes zwei ausserhalb der Längsachse gelegene Laschen 16, die sich in eingespanntem Zustand des Stellhebels 3 an zwei Stirnflächen 17 des HaltebUgels 13 abstützen.

Zum Einsetzen des Stellhebels in seine Betriebslage wird erst sein einzuspannendes Ende mit seinen Laschen 16 zu den Stirn-

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flächen 17 gebracht ohne dass die Zunge 14 die Oeffnung 15 vorerst durchdringt. Letzteres tritt erst ein, wenn anschliessend der Stellhebel um die Stirnflächen 17 als Drehachse geschwenkt wird. Dann hält die Zunge 14 das einzuspannende Ende des Stellhebels fest, der sich in dieser Stellung ausser an den Stirnflächen 17 noch an zwei Wiederlagern 18 des Haltebügels 13 abstützt.

Der Stellhebel 3 ist in seinen Abmessungen und dank der beschriebenen Einspannung so ausgelegt, dass er neben seiner Aufgabe als Stellhebel im Kippmechanismus 2 gleichzeitig die Aufgabe einer dem Hub der Membrandose 7 entgegenwirkenden Auslösefeder ausübt, und ausserdem wie nachfolgend beschrieben die Lagerstelle für den Kipphebel 4 bildet. Der Kipphebel

4 ist am freien Ende 12 des Stellhebels 3 in einem Schneidenlager 19 (Fig. 1 und 3) schwenkbar gelagert und wird von der zwischen einem ersten Ende 2O des Kipphebels 4 und einer festen Lagerstelle 21 der Grundplatte 1 eingespannten Kippfeder

5 in das Schneidenlager 19 am Stellhebel 3 gedrückt. Als Kippfeder 5 dient eine sich räumlich über der festen Einspannstelle des Stellhebels 3 befindliche Omegafeder. Die feststehende Lagerstelle 21 für die Kippfeder 5 besteht in einem aufstehenden Arm 22 des Haltebügels 13.

Für die Gestaltung des Schneidenlagers 19 zur Lagerung des Kipphebels 4 im Stellhebel 3 ist das freie Ende 12 des Stellhebels 3 abgewinkelt und weist eine Oeffnung 23 auf, in welcher der Kipphebel 4 mit seinem zweiten Ende 24 den Stellhebel 3 durchdringt. Eine Kante 25 (Fig. 5) der Oeffnung 23 sowie zwei Schulterkanten 26 (Fig. 4) am Kipphebel 4 liegen in einer gemeinsamen Geraden 19a und bilden so das Schneidenlager 19 (Fig. 1 und 2).

Der mögliche Weg des Kipphebels 4 ist durch zwei Anschläge begrenzt. Im Beispiel der Fig. 1, das der Einschaltstellung des Begrenzers entspricht, liegt das zweite Ende 24 des Kipphebels 4 an einem ersten Anschlag 27 der Grundplatte 1 an und

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begrenzt den Weg des Kipphebels 4 in Richtung der Grundplatte. Eine den Kipphebel 4 berührungslos durchdringende, in die Grundplatte 1 eingeschraubte Stellschraube 28 bildet mit ihrem Schraubenkopf den zweiten Anschlag, der den Weg des Kipphebels 4 von der Grundplatte weg begrenzt. Der Angriffspunkt der Stellschraube 28 auf dem Kipphebel befindet sich zwischen dem Schneidenlager 19 und dem ersten Ende 20 des Kipphebels 4.

Zur Betätigung eines in der Zeichnung nicht dargestellten Kontaktsatzes dient ein Stössel 29, der den Kipphebel 4 und die Grundplatte 1 durchdringt. Zwei Schultern 3O des Stössels 29 haben im eingeschalteten Zustand des Begrenzers etwa O,5 mm Spiel zum Kipphebel und kommen erst beim Auslösen des Begrenzers zum Aufliegen.

Als Betätigungsglied zum manuellen Zurückstellen des Kippmechanismus 2 dient ein im Gehäuse 6 gelagerter Druckknopf 31, der auf eine zweiarmige Feder 32 einwirkt. Diese weist einen ersten, sich bei der Betätigung des Druckknopfes 31 auf einer Stirnseite 34 des Stössels 29 abstützenden Federarm 33, sowie einen zweiten, am zweiten Ende 24 des Kipphebels 4 angreifenden Federarm 35 auf. (Fig. 1 und 6). Dazu ist der zweite Federarm 35 an einer Einspannstelle 36 des Gehäuses 6 befestigt. Der erste Federarm 33, auf den der Druckknopf 31 einwirkt, ist am freien Ende des zweiten Federarmes 35 angeformt.

Der beschriebene Temperaturbegrenzer arbeitet wie folgt:

Ausgehend von der in der Fig. 1 dargestellten Betriebsstellung des Kippmechanismus 2 bewegt sich der Angriffspunkt 11 der Membrandose 7 bei steigender Temperatur gegen die Grundplatte 1 und drückt das freie Ende 12 des Stellhebels 3 elastisch nach unten. Damit bewegt sich auch das Schneidenlager 19 in Richtung der Grundplatte und nimmt den Kipphebel 4 mit, der nun gegen die Grundplatte 1 ausschwenkt., wobei der erste Anschlag 27 den Drehpunkt bildet.

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Die verlängerte Kraft-Wirkungslinie der Kippfeder 5 verläuft in der bis jetzt beschriebenen Stellung des Kippmechanismus 2 neben dem Schneidenlager 19 des Kipphebels 4 vorbei, und zwar auf der Seite der Membrandose 7. Auf den Kipphebel 4 wirkt daher ein Drehmoment, das sein zweites Ende 24 gegen den ersten Anschlag 27 drückt. Mit steigender Temperatur, das heisst mit zunehmendem Hub des Nippels 10 der Membrandose 7, wandert die Richtung der Kraft-Wirkungslinie der Kippfeder 5, zufolge der gewählten Hebelanordnung näher gegen die von dem Schneidenlager 19 gebildete Gerade, und schneidet diese bei dem der eingestellten Auslösetemperatur entsprechenden Hub der Membrandose 7. Damit ist die Kipplage erreicht, worauf sich der Kipphebel 4 um das Schneidenlager 19 dreht, nach dem Durchlaufen des Spieles zu den Schultern 3O den Stössel 29 in der Richtung gegen die Grundplatte 1 drückt und dadurch den Kontaktsatz betätigt. Gleichzeitig hebt das zweite Ende 24 des Kipphebels 4 vom Anschlag 27 ab. Damit ist eine stabile, vom Hub der Membrandose 7 unabhängige Ausschaltstellung erreicht.

Nach erfolgtem Absinken der Temperatur um einen bestimmten Betrag kann der Kippmechcnismus 2 durch DrUcken des Druckknopfes 31 wieder in seine Betriebslage gebracht werden. Die Kräfteverteilung auf die beiden Federarme 33 und 35 erfolgt so, dass jede Betätigung des Druckknopfes 31 unabhängig von der Stellung des Begrenzers ein Oeffnen bzw. ein Offenhalten des Kontaktsatzes bewirkt. Dadurch wird erreicht, dass der Begrenzer nicht durch ein Blockieren des Druckknopfes 31 in betätigtem Zustand elektrisch überbrückt werden kann.

Ein Leck im flüssigkeitsgefüllten Temperaturfühler wirkt sich wie folgt aus:

Vom gleichzeitig als Auslösefeder dienenden Stellhebel 3 wird auf die Membrandose 7 dauernd eine dem Hub bei steigender Temperatur entgegenwirkende Kraft ausgeübt. Im Falle eines Lecks bewegt sich der Angriffspunkt 11 der Membrandose 7 so weit

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von der Grundplatte 1 weg, bis der dem Stellhebel 3 folgende, doch immer noch auf dem Anschlag 27 aufliegende Kipphebel 4 an der den zweiten Anschlag bildenden Stellschraube 28 ansteht. Damit übernimmt der Kipphebel 4 die Aufgabe eines die Hubrichtung des Arbeitselementes umkehrenden Schwenkhebels, wie dies nachfolgend beschrieben ist: Eine weitere Bewegung des Angriffspunktes 11 in Richtung von der Grundplatte 1 weg erzeugt eine Bewegungs-Umkehrung am ersten Ende 2O des Kipphebels 4 und ein Abheben des zweiten Endes 24 vom Anschlag 27, wodurch bei einem Fortschreiten des Lecks nunmehr der Angriffspunkt der Kippfeder 5 so weit gegen die Grundplatte 1 wandert, bis die Kipplage erreicht ist und eine Abschaltung erfolgt, wie dies bereits beschrieben wurde.

Durch die Erfüllung von je einer zusätzlichen Aufgabe des Stellhebels und des Kipphebels, indem der Stellhebel gleichzeitig als Auslösefeder und der Kipphebel zusätzlich als Schwenkhebel wirkt, ergibt sich eine einfach und wirtschaftlich herstellbare Anordnung.

Das zwangsweise Oeffnen bzw. Offenhalten der Schaltkontakte beim Betätigen des Druckknopfes 31 stellt eine zusätzliche Funktionssicherheit dar.

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Claims (3)

P A T E N T A N S P R U E' C H E

1. I Eigensicherer Temperaturbegrenzer mit einem flüssigkeitsgefüllten Temperaturfühler, dessen Arbeitselement auf einen die Hubrichtung des Arbeitselementes unterhalb eines Grenzwertes seines Hubes umkehrenden Schwenkhebel wirkt, mit einer dem Hub des Arbeitselementes entgegenwirkenden Auslösefeder, einem vom Schwenkhebel nur in einer Richtung betätigbaren und dann in dieser Stellung verbleibenden, Schaltkontakte betätigenden Kippmechanismus und einem Betätigungsglied zum manuellen Zurückstellen des Kippmechanismus, dadurch gekennzeichnet, dass der die Hubrichtung des Arbeitselementes umkehrende Schwenkhebel gleichzeitig der Kipphebel (4) eines auf einer Grundplatte (1) angeordneten Kippmechanismus (2), bestehend aus dem Kipphebel (4), einem Stellhebel (3) und einer Kippfeder (5) ist, dass der Kipphebel (4) an einem freien Ende (12) des einseitig fest eingespannten, doch federnd ausgebildeten Stellhebels (3) schwenkbar gelagert ist, und der Stellhebel (3) gleichzeitig die dem Hub des Arbeitselementes (7) entgegenwirkende Auslösefeder bildet.

2. Temperaturbegrenzer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Kipphebel (4) am Stellhebel (3) in einem Schneidenlager (19) gelagert ist und das Arbeitselement des Temperaturfühlers nahe dem freien Ende (12) des Stellhebels (3), zwischen dem Ende (12) und der Einspannstelle des Stellhebels

(3) auf den Stellhebel (3) an einem Angriffspunkt(H) ein-

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wirkt, und dass ferner die sich räumlich über der festen Einspannstelle des Stellhebels (3) befindliche Kippfeder (5) zwischen dem ersten Ende (2O) des Kipphebels (4) und einer festen Lagerstelle (21) der Grundplatte (1) eingespannt ist und den Kipphebel (4) in sein Schneidenlager (19) am Stellhebel (3) drückt, wobei der Weg des Kipphebels (4) an seinem zweiten Ende (24) durch einen ersten Anschlag (27) in Richtung der Grundplatte (1) begrenzt ist, und durch einen weiteren, zwischen dem Schneidenlager (19) und dem ersten Ende (2O) des Kipphebels (4) angeordneten zweiten Anschlag (28) in Richtung von der Grundplatte (i) weg begrenzt istjund dass ausserdem ein den Kipphebel (4) lose durchdringender Stössel (29) in eingeschaltetem Zustand des Begrenzers zum Kipphebel (4) Spiel aufweisende Schultern (3O) zur Betätigung eines Kontaktsatzes durch den Kipphebel beim Auslösen des Begrenzers aufweist, und dass ferner das Betätigungsglied (31, 32, 33, 35, 36) zum manuellen Zurückstellen des Kippmechanismus (2) aus einer zweiarmigen Feder (32) besteht, die einen ersten sich bei der Betätigung der Rückstellung auf einer Stirnseite (34) des Stössels (29) abstützenden Federarm (33), sowie einen zweiten, am zweiten Ende (24) des Kipphebels (4) angreifenden Federarm (35) so aufweist, dass jede Betätigung der Rückstellung ein Oeffnen bzw. ein Offenhalten des Kontaktsatzes bewirkt.

3. Temperaturbegrenzer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Stellhebel (3) an seinem freien Ende (12) abgewinkelt ist und eine Oeffnung (23) aufweist, in welcher der Kipphebel (4) den Stellhebel (3) durchdringt, wobei eine Kante (25) der Oeffnung (23) sowie zwei Schulterkanten (26) am Kipphebel (4) in einer gemeinsamen Geraden (19a) liegend das Schneidenlager (19) bilden.

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