DE3739712C2 - Temperaturschalter - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Temperaturschalter gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Derartige elektronische Temperaturschalter sind bekannt. Das Ein- bzw. Ausschalten eines Heizkörpers erfolgt dabei kontaktlos durch das Halbleiterschaltglied in Abhängigkeit von der vom Temperaturfühler erfaßten Temperatur. Solche Temperaturschalter haben im Vergleich zu elektromechanischen Temperaturschaltern den Vorteil, daß das Schalten des Laststroms nicht zu einer Lichtbogenbildung und damit zu einem Kontaktverschleiß führt.

Aus Sicherheitsgründen sind Elektrowärmegeräte mit einem Sicherheitstemperaturbegrenzer versehen, der dann anspricht, wenn das Halbleiterschaltglied versagt und die Temperatur zu hohe Werte annimmt. Nach dem Stand der Technik ist ein solcher Sicherheitstemperaturbegrenzer ein separates Bauteil, das separat vom elektronischen Temperaturschalter zu verdrahten ist. Ein solcher Aufbau ist aufwendig.

In der DE 28 58 254 C3 ist eine Vorrichtung zur Regelung der Auslauftemperatur eines elektrischen Durchlaufer­ hitzers beschrieben. Es ist ein elektronischer Temperatur­ regler vorgesehen, der mit einem Triac arbeitet.

Die DE 26 41 622 C2 beschreibt einen Übertemperaturschal­ ter, der mit einer Membrandose und einem an sie ange­ schlossenen Temperaturfühler arbeitet.

In der DE 33 07 749 C2 ist ein Sicherheits-Temperaturbe­ grenzer dargestellt, der einen elektrischen Heizstrom­ kreis bei Erreichen einer Soll-Abschalttemperatur aus­ schaltet.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen Temperaturschalter der eingangs genannten Art vorzuschlagen, der mit einem Sicherheitstemperaturbegrenzer zu einer kompakten Baueinheit integriert ist.

Erfindungsgemäß wird die genannte Aufgabe durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.

Der Temperaturfühler und das Fühlerrohr erfassen die Temperatur des Elektrowärmegeräts. Im Regelfalle schaltet das Halbleiterschaltglied dessen Heizkörper. Bei Ausfall des Halbleiterschaltgliedes nimmt die Temperatur am Fühlerrohr einen solchen Wert an, daß infolge der Ausdehnung des Ausdehnungsmediums die Membrandose den Schaltstößel verschiebt, der dann seinerseits die Kontaktzunge verschwenkt, so daß die Heizung unterbrochen ist.

Hierbei ist der elektronische Temperaturschalter mit der als Sicherheitstemperaturbegrenzer wirkenden Kontaktzunge zu einer kompakten Baueinheit vereinigt. Es erübrigt sich dabei ein separates Gehäuse für den Sicherheitstemperaturbegrenzer und dessen Befestigung. Außerdem sind bei der Montage der Baueinheit im Gerät Verdrahtungsfehler weitestgehend ausgeschlossen.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird anhand der einzigen Figur näher erläutert. Die Figur zeigt einen Temperaturschalter im Schnitt.

Eine Leiterplatte (1) weist nicht näher dargestellte Leiterbahnen auf. Die Leiterplatte (1) ist über Abstandhalter (2) an einem metallischen Kühlkörper (3) befestigt, der mit Rippen (4) versehen ist. Zwischen der Leiterplatte (1) und dem Kühlkörper (3) besteht ein Zwischenraum (5). In diesem liegt ein Halbleiterschaltglied (6), das mit dem Kühlkörper (3) in wärmeleitender Verbindung steht. Außerdem ist in den Zwischenraum (5) ein Potentiometer (7) angeordnet, das elektrisch mit den Leiterbahnen der Leiterplatte (1) verbunden ist.

An der dem Kühlkörper (3) abgewandten Seite (8) ist eine Kontaktzunge (9) angeordnet. Deren eines Ende (10) ist mit der Leiterplatte (1) fest verbunden und elektrisch an eine Anschlußfahne (11) angeschlossen, welche ebenfalls an der Leiterplatte (1) befestigt ist. Eine zweite, vorgesehene Anschlußfahne ist in der Darstellung der Figur nicht sichtbar.

Die Kontaktzunge (9) weist ein freies Ende (12) auf, dem ein Kontakt (13) einer Leiterbahn der Leiterplatte (1) zugeordnet ist. Zwischen dem Ende (10) und dem freien Ende (12) ist die Kontaktzunge (9) durch eine Durchbrechung (14) eines Schaltstößels (15) geführt.

Der Schaltstößel (15) ragt durch eine Öffnung (16) der Leiterplatte (1) und eine Öffnung (17) des Kühlkörpers (3). In letzterer ist er geführt.

An der der Leiterplatte (1) abgewandten Seite (18) ist eine Membrandose (19) befestigt. An dieser liegt der Schaltstößel (15) an. Die Membrandose (19) steht mit einem Fühlerrohr (20) in Verbindung. Das Fühlerrohr (20) und die Membrandose (19) sind mit einem Ausdehnungsmedium gefüllt, das sich temperaturabhängig ausdehnt.

Mittels einer Steckverbindung (21) ist an die Leiterplatte (1) eine flexible Leitung (22) angeschlossen, an deren Ende ein Temperaturfühler (23), beispielsweise ein temperaturabhängiger Widerstand, angeordnet ist. Die Leitung (22) ist neben dem Fühlerrohr (20) verlegt. Das Fühlerrohr (20) und die Leitung (22) können in einem gemeinsamen Tauchrohr untergebracht sein, wenn der Temperaturschalter für eine Wasserbeheizung vorgesehen ist.

Auf die Leiterplatte (1) und den Kühlkörper (3) ist ein Deckel (24) aufgesetzt. Dieser weist eine Öffnung (25) auf, in der der Schaltstößel (15) geführt ist. Außerdem ist außerhalb des Deckels (24) ein Stellglied (26) für das Potentiometer (7) vorgesehen. Die Anschlußfahnen (11) ragen aus dem Deckel (24).

Die beschriebene Baueinheit läßt sich einfach in dem betreffenden Elektrowärmegerät montieren. Ihre beiden Anschlußfahnen (11) werden hierfür in einen nicht näher dargestellten Stecker des Elektrowärmegeräts eingesteckt. Das Fühlerrohr (20) und der Temperaturfühler (23) werden an die vorgesehene Stelle des Elektrowärmegeräts geführt.

Im Regelfall erfaßt der Temperaturfühler (23) die Isttemperatur des Gerätes. Am Stellglied (26) ist eine Solltemperatur eingestellt. Wenn die Isttemperatur kleiner ist als die Solltemperatur, fließt über das Halbleiterschaltglied (6) und die zu diesem elektrisch in Reihe geschaltete Kontaktzunge (9) sowie die Anschlußfahnen (11) der Laststrom des nicht näher dargestellten Heizkörpers. Wenn im Regelfalle die Isttemperatur die Solltemperatur übersteigt, schaltet das Halbleiterschaltglied (6) den Laststrom ab. Das freie Ende (12) der Kontaktzunge (9) ruht weiterhin auf dem Kontakt (13).

Im Störungsfall, wenn beispielsweise das Halbleiterschaltglied (6) nicht mehr abschaltet und die Temperatur einen Grenzwert erreicht, dehnt sich das Ausdehnungsmedium im Fühlerrohr (20) und in der Membrandose (19) so weit aus, daß die Membrandose (19) umspringt und dadurch den Schaltstößel (15) verschiebt, so daß dieser die Kontaktzunge (9) so verschwenkt, daß sich ihr freies Ende (12) vom Kontakt (13) abhebt. Diese Stellung ist in der Figur strichliert dargestellt. Dadurch ist der Laststrom ebenfalls unterbrochen. In diesem Fall steht der Schaltstößel (15) über die Öffnung (25) des Deckels (24) hinaus. Nach Abkühlung kann der Schaltstößel (15) niedergedrückt werden, so daß die Membrandose (19) zurückspringt und das Gerät wieder betriebsbereit ist.

Die beschriebene Baueinheit ist nicht auf den Einsatz bei einem einphasigen Heizkörper beschränkt. Sie kann auch bei zwei- oder dreiphasig angeschlossenen Heizkörpern verwendet werden.

Claims (8)

1. Temperaturschalter für ein Elektrowärmegerät mit einem an einem Kühlkörper angeordneten, Halbleiterschaltglied und einem über eine Leiterplatte angeschlossenen Temperaturfühler zur Temperaturregelung, dadurch gekennzeichnet, daß die Leiterplatte (1) an dem Kühlkörper (3) befestigt ist,
daß auf der Leiterplatte (1) eine elektrische Kontaktzunge (9) angeordnet ist, die im elektrischen Kreis des Halbleiterschaltgliedes (6) liegt und dadurch als Sicherheitstemperaturbegrenzer wirkt,
daß an der Kontaktzunge (9) ein an einer Membrandose (19) anliegender Schaltstößel (15) angreift und die Membrandose mit einem Fühlerrohr (20), das mit einem Ausdehnungsmedium gefüllt ist, verbunden ist,
und daß die Membrandose (19) an dem Kühlkörper (3) angeordnet ist.

2. Temperaturschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Leiterplatte (1) mittels eines Abstandhalters (2) am Kühlkörper (3) befestigt ist und daß das Halbleiterschaltglied (6) zwischen der Leiterplatte (1) und dem Kühlkörper (3) angeordnet ist.

3. Temperaturschalter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktzunge (9) an der dem Kühlkörper (3) abgewandten Seite (8) der Leiterplatte (1) und die Membrandose (19) an der der Leiterplatte (1) abgewandten Seite (18) des Kühlkörpers (3) angeordnet sind und daß der Schaltstößel (15) durch die Leiterplatte (1) und den Kühlkörper (3) hindurchgeführt ist.

4. Temperaturschalter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß auf den Kühlkörper (3) ein die Leiterplatte (1) abdeckender Deckel (24) aufgesetzt ist, der eine Öffnung (25) für den Schaltstößel (15) aufweist.

5. Temperaturschalter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß an der Leiterplatte (1) ein Potentiometer (7) angeordnet ist, dessen Stellglied (26) aus dem Deckel (24) ragt.

6. Temperaturschalter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Temperaturfühler (23) mittels einer Steckverbindung (21) an der Leiterplatte (1) angeordnet ist.

7. Temperaturschalter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Temperaturfühler (23) an einer flexiblen Leitung (22) angeordnet ist, die neben dem Fühlerrohr (20) verlegt ist.

8. Temperaturschalter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß an der Leiterplatte (1) Anschlußfahnen (11) befestigt sind, die den Deckel (24) überragen.