DE2745548C3 - Eigensicherer Temperaturbegrenzer - Google Patents

Description

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

Nach der DE-OS 22 62 598 ist bereits ein Temperaturregler mit einem flüssigkeitsgefüllten Temperaturfühler bekannt, der bei sich änderndem Hub seines Arbeitselementes über ein Hebclsystein Kontakte ein- und ausschaltet. Er ist auch eigensicher, d. h. bei einem Leck im Fühlersystem werden die Kontakte in eine bleibende Ausschaltstellung gebracht. Dies geschieht durch ein Zusammenwirken von drei je schwenkbar gelagerten Hebeln, einer Kippfeder und einer zusälzlichen Feder, was einen verhältnismäßig großen Aufwand darstellt. Die Verwendung des bekannten Hebelsystems als Temperaturbegrenzer ist nicht möglich, da die Anordnung des Hebelsystcms eine dann nötige Unterbrechung des Kraftflusses vom Hebelsystem auf das Arbeitsclement nicht zuläßt, wenn gleichzeitig die Forderung auf Abschaltung bei einem Fühlerleck besteht.

Darüber hinaus beschreibt die CH-PS 5 19 202 einen Temperaturbegrenzer, bei dem zwischen einem Arbeitselement und einem Kippschalter ein gesonderter, feclerbelasletcr Schwenkhebel so angeordnet ist. daß beim Unterschreiten eines vorbestimmten Grenzhubes des Arbeitselementes infolge Fühlerleck eine den Schwenkhebel belastende Auslösefeder den auf den Kippschalter wirksamen Hub des Schwenkhebels umkehrt und den Kippschalter betätigt. Nachteilig bei dieser Anordnung ist die Verwendung des zusätzlich nötigen Schwenkhebels, der einen beträchtlichen Aufwand bedeutet. Ferner kann der Begrenzer durch Blockieren des Wieclereinschaltknopfes in seiner betätigten Stellung entweder die Sicherheitsfunktion des Begrenzers so einschränken, daß die Schaltkontakte

nach dem Absinken der Temperatur wieder zum Einschalten kommen oder die Schaltkontakte unabhängig von der Temperatur dauernd in der Einschaltstellung verbleiben.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den Aufbau eines Temperaturbegrenzers zu vereinfachen und dahingehend zu verbessern, daß der Einstellvorgang erleichtert wird.

Die Erfindung ist im Patentanspruch 1 gekennzeichnet in

Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnungn näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 einen Längsschnitt durch einen Temperaturbegrenzer, υ

Fig.2 eine Draufsicht des Temperaturbegrenzers nach der F i g. 1 ohne Gehäuse,

Fig.3 ein Detail im Schnitt längs der Linie A-A der Fig. 2,

F i g. 4 und 5 je ein weiteres Detail und -Ό

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 2ί 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 Temperaiurbe- ω grenzers 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 Stellhebe! 3, einem Kipphebel 4 und einer Kippfeder 5. In einem Gehäuse 6 !5 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 Membrando«e 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 12 des Stellhebels 3 und zwischen dem Ende 12 »5 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, Hie in einer Öffnung 15 das >o 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 Stellhcbcls 3 an zwei Stirnflächen 17 des >ϊ Haltebügels 13 abstützen.

Zum Einsetzen des Stellhebels in seine Betriebslage wird erst sein einzuspannendes Ende mit seinen Laschen 16 zu den Stirnflächen 17 gebracht ohne daß die Zunge 14 die Öffnung 15 vorerst durchdringt. Letzteres tritt m> 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 Widerlagern 18 des Haltebügels 13 abstützt.

Der Stellhebel 3 ist in seinen Abmessungen und dank der beschriebenen Einspanniing so ausgelegt, daß er neben seiner Aufgabe als Stellhebel im Kippmechanismus 2 gleichzeitig die Aufgabe einer dem Hub der Membrandose 7 entgegenwirkenden Aublosefeder 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 20 des Kipphebels 4 und einer festen Lageritelle 21 der Grundplatte 1 eingespannten Kippfeder 5 in das Schneidenlager 19 am Stellhebel 3 gedrückt. Ais Kippfeder 5 dient eine sich räumlich über der festen Einspannstelle des Stellhebels 3 befindliche Omepafeder. 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 öffnung 23 auf, in welcher der Kipphebel 4 mit seinem zweiten Ende 24 den Stellhebel 3 durchdringt. Eine Kante 25 (F i g. 5) der öffnung 23 sowie zwei Schulterkanten 26 (Fig.4) am Kipphebel 4 liegen in einer gemeinsamen Geraden 19a und bilden so das Schneidenlager 19(F ig. 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 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 Kontaktsat7.es dient ein Stößel 29. der den Kipphebel 4 und die Grundplatte 1 durchdringt. Zwei Schultern 30 des Stößels 29 haben im eingeschalteten Zustand des Begrenzers etwa 0,5 mm Spiel zum Kipphebel und kommen erst beim Ausiosen 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 b). Dazu ist djr z*e;te Federarm 35 an einer Einspannstelle 36 des Gehäuses 6 befestigt. Der ersie Federarm 33, auf ilen der Druckknopf 3i einwirkt, ist am freien Ende des zweiten Federarmes 35 angeformt.

Der beschriebene Temperaturbegrenzer arbeitet wie folgt:

Ausgehend von der in der Fig.! dargestellten Betfiebsstellung des Kippmechanismus 2 bewegt sich der Angriffspunkt 11 der Membrandose 7 bei iteigender Temperatur gegen die Grundplatte 1 und drückt das freie Ende 12 des Stellhebels 3 elastisch nach unten. Damit bewegt siel- 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.

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 I febclanordming näher gegen die von dem .Schneidenlager 19 gebildete Gerade, und schneidet diese bei dem der eingestellten Auslösetemperatur entsprechenden Hub tier Membrandose 7. Damit ist die Kipplage erreicht, worauf sich der Kipphebel 4 um das Schneidenlager 19 dreht, nach dem Durchlaufen des Spieles 'u den Schultern 30 den Stößel 29 in der Richtung gegen die Grundplatte 1 drückt und dadurch den Kontaktsat/ betätigt. Gleichzeitig hebt das /weite f-lndc 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 Detrag kann der Kippmechanismus 2 durch Drucken des Druckknopfes 31 wieder in seine Betriebslage gebracht werden. Die Kräfteverteilung auf die beiden Federarme 3 3 und 35 erfolgt so. daß jede Betätigung des Druckknopfes .Jl unabhängig von der Stellung des Begrenzers ein öffnen bzw. ein Offenhalten des Kontaktsat/es bewirkt. Dadurch wird erreicht, daß der Begrenzer nicht durch ein Blockieren lies Druck knopfcs 31 in betätigtem ZuMand elektrisch überbrückt werden kann.

[■in l.eck im flüssigkeitsgefüllten Temperaturfühler w irkt sich wie folgt aus:

Vom gleichzeitig als Ausldsefeder dienenden Stellhebel 3 wird auf die Membrandose 7 dauernd eine dem Hub bei steigender Temperatur entgegenwirkende Kraft ausgeübt. Im Falle eines Lecks bewegt sich tier Angriffspunkt 11 der Membrandose 7 so weit von der Grundplatte I weg. bis der dem Stellhcbel 3 folgende.

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

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

Zusammenfassung (hierzu F i ρ t)

Figensichercr Tcmperalur-Begrenzer mit einen f lüssigkeits-lemperaturfiihler mn einer Membrandose (7). deren Hub zur Auslösung eine aus Stellhebel (3)

i". Kipphebel (4) und Kippfeder (5) bestehenden Kippme clianismus (2) dient. Dessen Kuckstellung erfolgt über eine Taste (31) von Hand Der einseitig gelagerte Stellhebel (3) wirkt gleichzeitig als dem Hub der Membrandose (7) entgegenwirkende Feder. Der Kipp

.'(ι hebel (4) ist am Stellhebel (J) schwenkbar gelagert und wirkt auf einen .Schaltkontakte betätigenden Stößel (29) Zwei Anschlage (27 und 28) begrenzen ilen Weg de· Kipphebels, wovon der eine (28) bei einem Fühlerleck die Wirkung der Hubrichtung der Membrandose

;■> umkehrt und ein Kippvorgang ausgelöst wird. Die Kippfeder (5) stößt am einen Finde (20) den Kipphebe (4) in ein Schneidenlager (19) am Stellhebel (3). Da/i durchdringen sich die beiden Hebel (4, 3) und bilden mii in einer gemeinsamen Geraden (19,1,1 liegenden Kanten

in (25, 26) das Schneidenlager (19) lcde Betätigung dei Taste (31) bewirkt ein öffnen bzw. ein Offenhalten de¹ Kontaktsatzes.

Kurzfassung

'.■> F.igensicherer Temperatur-Begrenzer mit einen Fliissigkcits-Temperaturfüliler mit einer Membrandose (7). deren Hub zur Auslösung eines aus Stellhebcl (3) Kipphebel (4) und Kippfeder (5) hestehe-iden Kippme chanismus (2) dient. Dessen Rückstellung erfolgt übet

··" eine Taste (31) von Hand. Der einseitig gelagerte Stellhebel (3) wirkt gleichzeitig als dem Hub der

v ts : —

Kipphebel 4 an der den zweiten Anschlag bildenden Stellschraube 28 ansteht. Damit übernimmt der Kipphebel 4 die Aufgabe eines die Hubrichtung des '\rbeitselementes umkehrenden Schwenkhebels, wie dies nachfolgend beschrieben ist: Fine weitere Bewegung des Angriffspunktes 11 in Richtung von der Grundplatte 1 weg erzeugt eine Bewegungs-Umkehrung am ersten Ende 20 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.

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hebel (4) ist am Stellhebcl (3) schwenkbar gelagert um wirkt auf einen Schaltkontaktc betätigenden Stößel (29)

■f. Zwei Anschläge (27 und 28) begrenzen den Weg
Kipphebels, wovon der eine (28) bei einem Fühlerleck die Wirkung der Hubrichtung der Membrandose umkehrt und ein Kippvorgang ausgelöst wird. Die Kippfeder (5) stößt am einen Ende (20) den Kipphebe

ίο (4) in ein Schneidenlager (19) am Stellhebel (3). Da/i durchdringen sich die beiden 1 lebel (4, 3) und bilden mi in einer gemeinsamen Geraden (19a/¹ liegenden Kanten (25, 26) das Schneidenlager (19). Jede Betätigung de Taste (31) bewirkt ein öffnen bzw. ein Offenhalten de;

Kontaktsatzes.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Eigensicherer Temperaturbegrenzer mit einem flüssigkeitsgefüllten Temperaturfühler, dessen Arbeitselement einen schwenkbaren Stellhebel steuert, der von einer Auslösefeder entgegen dem Hub des Arbeitselementes vorgespannt ist und mit einem Schaltkontakte betätigenden Kipphebel, der von einer an seinem einen Ende angreifenden Kippfeder in seine Lagerstelle gedrückt ist, sowie einem abhängig von der Lage des Stellhebels die Wirkungsrichtung des Arbeitselementes auf den Kipphebel umkehrenden Schwenkhebel, dadurch gekennzeichnet, daß der Kipphebel (4) im Bereich des freien Endes (12) des einseitig gelagerten, federnd ausgebildeten und gleichzeitig als Auslösefeder dienenden Stellhebels (3) schwenkbar gelagert ist und mit seinem zweiten Ende (24) mit einem Betätigungsglied (32, 35) zum manuellen Zurückstellen des Kippmechanismus in seine Betriebsstellung an einen festen Anschlag (27) bringbar ist, auf dem sich dieses zweite Ende (24) während der Dauer der Betriebsstellung kraftschlüssig aufstützt, und daß der Kipphebel (4) gleichzeitig als Schwenkhebel dient.

2. Temperaturbegrenzer nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß de;· Kipphebel (4) an seiner Lagerstelle fest eingespannt ist.

3. Temperaturbegrenzer nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Kipphebel (4) in einem Schneidenlager (19) am Stellhebel (3) gelagert ist und das Aibeitselement des Temperaturfühlers nahe dem freien End' (12) Jes Stellhebels (3), zwischen dem Ende (12) rnd der Einspannstelle des Stellhebeis (3) auf den Stellhi -.el (3) an einem Angriffspunkt (11) einwirkt, und daß ferner die sich räumlich über der festen Einspannstelle des Stellhebels (3) befindliche Kippfeder (5) zwischen dem ersten Ende (20) 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 /weiten Ende (24) durch den festen Anschlag (27) in Richtung der Grundplatte (I) begrenzt ist. und durch einen weiteren, zwischen dem Schneidenlager (19) und dem ersten Ende (20) des Kipphebels (4) angeordneten /weiten Anschlag (28) in Richtung von der Grundplatte (I) weg begrenzt ist, und dall außerdem ein den Kipphebel (4) lose durchdringender SIi)UcI (29) in eingeschaltetem Zustand des Begrenzers /um Kipphebel (4) Spiel aufweisende Schultern (30) zur Betätigung eines Kontaktsat/es durch den Kipphebel beim Auslösen des Begrenzers aufweist, und daß ferner das Bctätigungsglicd (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 Stirnseile (34) des Stößels (29) abstützenden Federarm (33) sowie einen /weiten, am /weiten Ende (24)des Kipphebel* (4) angreifenden Feuerarm (35) so aufweist, daß jede Betätigung der Rückstellung ein öffnen bzw. ein Offenhallen des Kontaktsatzes bewirkt.

4. Temperaturbegrenzer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Stellhebel (3) an seinem freien Ende (12) abgewinkelt isi und eine Öffnung (23) aufweist, in

welcher der Kipphebel (4) den Stellhebel (3) durchdringt, wobei eine Kante (25) der öffnung (23) sowie zwei Schulterkanten (26) am Kipphebel (4) in einer gemeinsamen Geraden (19g) liegend das Schneidenlager (19) bilden.