DE3887734T2 - Electrical switches sensitive to temperature. - Google Patents
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Description
Diese Erfindung betrifft Verbesserungen in Bezug auf auf Wärme ansprechende Betätigungseinrichtungen und hat seine spezielle, jedoch nicht ausschließliche Anwendung auf dem Bereich der auf Wärme ansprechenden elektrischen Schalter zur Verwendung in elektrisch beheizten Wasserkochgefäßen, wie Kesseln, Krügen, Kaffeemaschinen, Kochtöpfen, Waschraumeinrichtungen und dergleichen, um die Stromzufuhr zu einem elektrischen Heizelement des Gefäßes abzuschalten oder zu verringern, wenn Wasser oder eine andere Flüssigkeit im Gefäß kocht und der Dampf, der erzeugt wird, auf das auf Wärme ansprechende Schalter-Betätigungselement auftrifft.This invention relates to improvements in heat responsive actuators and has particular, but not exclusive, application to the field of heat responsive electrical switches for use in electrically heated water cooking vessels, such as kettles, jugs, coffee makers, saucepans, washroom appliances and the like, for cutting off or reducing the supply of current to an electrical heating element of the vessel when water or other liquid in the vessel is boiling and the steam generated impinges on the heat responsive switch actuator.
Elektrische Schalter zur Verwendung in Wasserkochgefäßen, wie Kesseln, Krugen, Kaffeemaschinen, Kochtöpfen und dergleichen, die auf das Wasser ansprechen, das im Gefäß kocht, sind in den britischen Patentbeschreibungen Nr. 1 470 365, 1 470 366 und 1 470 367 beispielsweise offenbart und sind zusätzlich beispielsweise in den britischen Patentbeschreibungen 2 117 568 und 2 128 029 offenbart. Wie aus der Lektüre dieser Beschreibungen ersichtlich ist, von denen die Mehrzahl auf im Handel erhältliche und verhältnismäßig erfolgreiche Vorrichtungen Bezug nimmt, sind die herkömmlichen Dampfmeßschalter für Wasserkochgefäße von recht kompliziertem Aufbau und umfassen die Montage einer verhältnismäßig großen Anzahl getrennter Bestandteile. In einer typischen bekannten Vorrichtung gibt es beispielsweise insgesamt 12 Bestandteile, nämlich eine Bimetallzunge mit Einschnappwirkung, ein Zungenhalter-Formstück, eine Schubstange, eine Überknickungsanordnung, die einen Auslösehebel aufweist, der mit dem Bimetall über die Schubstange und eine C-Feder gekoppelt ist, die den Auslösehebel belastet, ein Deckel-, Abdeck- und Gestell-Formteil, und ein Paar Blattfedern mit angebrachten Schalterkontakten. Eine so hohe Anzahl von Bestandteilen kompliziert unvermeidung die Montage des jeweiligen Schalters und führt zu erhöhten Herstellungskosten.Electrical switches for use in water cooking vessels such as kettles, jugs, coffee makers, saucepans and the like which are responsive to water boiling in the vessel are disclosed in British Patent Specifications Nos. 1 470 365, 1 470 366 and 1 470 367, for example, and are additionally described in British Patent Specifications 2,117,568 and 2,128,029. As will be apparent from a reading of these specifications, the majority of which refer to commercially available and relatively successful devices, the conventional steam sensing switches for kettles are of a rather complicated construction and involve the assembly of a relatively large number of separate components. In a typical known device, for example, there are a total of 12 components, namely a bimetallic tongue with a snap-in action, a tongue holder molding, a push rod, an over-buckling arrangement comprising a trip lever coupled to the bimetal via the push rod and a C-spring which loads the trip lever, a lid, cover and frame molding, and a pair of leaf springs with switch contacts attached. Such a high number of components inevitably complicates the assembly of the respective switch and leads to increased manufacturing costs.
Zusätzlich zu elektrischen Dampfmeßschaltern zur Verwendung in elektrisch beheizten Wasserkochgefäßen sind auch Elementenschutzschalter bekannt, die dazu eingerichtet sind, die Stromzufuhr zum Heizelement des Gefäßes in Abhängigkeit von einem gemessenen Übertemperaturzustand des Elements abzuschalten, der beispielsweise dadurch verursacht wurde, daß das Gefäß mit unzureichend Wasser in ihm angeschaltet wird, oder daß man das Gefäß trockenkochen läßt. Es war bekannt, Elementenschutzschalter und Dampffühler als gänzlich getrennte Einheiten vorzusehen, und es war auch bekannt, die Elementenschutzeinheit und die Dampfmeßeinheit zu kombinieren. Es war ferner bekannt, eine Elementenschutzeinheit und eine Dampfmeßeinheit so vorzusehen, daß der Elementenschutz alleine benutzt werden kann oder auch mit dem Dampffühler kombiniert werden kann, in welchem Fall eine mechanische gegenseitige Verbindung zwischen dem Elementenschutz und dem Dampffühler es ermöglicht, daß der Dampffühler die Schaltkontakte innerhalb des Elementenschutzes betätigt.In addition to electrical steam sensing switches for use in electrically heated water boiling vessels, element protection switches are also known which are arranged to switch off the power supply to the heating element of the vessel in dependence on a measured over-temperature condition of the element caused, for example, by the vessel being switched on with insufficient water in it or by the vessel being allowed to boil dry. It has been known to provide element protection switches and steam sensors as entirely separate units, and it has also been known to combine the element protection unit and the steam sensing unit. It has also been known to provide an element protection unit and a steam sensing unit in such a way that the element protection can be used alone or can also be combined with the steam sensor, in which case a mechanical mutual connection between the element protection and the steam sensor enables the steam sensor to activate the switching contacts within the element protection.
Somit hat in einer bekannten Anordnung eine Elementenschutzeinheit ein Bimetallschalter-Betätigungselenent umfaßt, das so angeordnet war, daß es den Zustand von Schalterkontakten innerhalb der Einheit durch Zwischenwirkung einer Schubstangenanordnung bestimmt, und eine Dampffühlereinheit, die zur Verwendung mit der Elementenschutzeinheit eingerichtet war, umfaßte ein weiteres Bimetallschalter-Betätigungselement, das so angeordnet wurde, daß es beim Gebrauch dem Dampf auszusetzen war, der erzeugt wurde, wenn Wasser in einem zugeordneten Gefäß kocht, sowie eine Hebelanordnung um die resultierende Bewegung des Dampffühler-Bimetails mit der Schubstange der Elementenschutzeinheit zu koppeln, um die Schaltkontakte hierin zu betreiben, wenn die Dampffühleinheit ordnungsgemäß mit der Elementenschutzeinheit kombiniert ist. Durch Herstellen des Elementenschutzes und des Dampffühlers als getrennte Einheiten, aber durch eine Anordnung, daß sie ohne weiteres miteinander kombiniert werden können, kann eine Rationalisierung des Erfordernisses erreicht werden, eine Vielfalt unterschiedlicher Steuerungen herzustellen, um den Erfordernissen unterschiedlicher Hersteller von Wasserkochgefäßen zu entsprechen. Solche Anordnungen dieser Art, die bereits vorher bekannt waren, haben jedoch unter der Einschränkung gelitten daß dieselbe Elementenschutzeinheit nicht imstande ist, betrieblich mit einer Vielfalt von unterschiedlichen Dampffühlereinheit-Konstruktionen kombiniert zu werden, und haben ferner der Gefäßkonstruktion Beschränkungen auferlegt.Thus, in one known arrangement, an element protection unit has comprised a bimetallic switch actuator arranged to determine the state of switch contacts within the unit through the interaction of a push rod arrangement, and a steam sensing unit adapted for use with the element protection unit has comprised a further bimetallic switch actuator arranged to be exposed, in use, to the steam generated when water boils in an associated vessel, and a lever arrangement for coupling the resulting movement of the steam sensing bimetallic element to the push rod of the element protection unit to operate the switch contacts therein when the steam sensing unit is properly combined with the element protection unit. By manufacturing the element protector and the steam sensor as separate units, but arranging them to be readily combined with one another, a rationalization of the need to manufacture a variety of different controls to suit the requirements of different kettle manufacturers can be achieved. Such arrangements of this type, previously known, have, however, suffered from the limitation that the same element protector unit is unable to be operatively combined with a variety of different steam sensor unit designs and have also imposed limitations on the vessel design.
Ein Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, die Bereitstellung einer neuen und verbesserten, auf Wärme ansprechenden Schalterbetätigungseinrichtung und eines auf Wärme ansprechenden Schalters zu ermöglichen, die bzw. der einen vereinfachten Aufbau hat, verglichen mit den oben erwähnten Vorrichtungen aus dem Stand der Technik, zum automatischen Zusammenbau imstande ist und die Vornahme von Kostenersparungen ermöglicht.An object of the present invention is to enable the provision of a new and improved thermally responsive switch actuator and a thermally responsive switch which has a simplified structure as compared to the above-mentioned prior art devices, is capable of automatic assembly and enables cost savings to be made.
Ein anderes Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, die Bereitstellung eines neuen und verbesserten Dampffühlers für ein elektrisch beheiztes Wasserkochgefäß zu ermöglichen, wobei ein solcher Dampffühler flexibel mit Elementenschutzschaltern in einer Vielfalt unterschiedlicher Weisen benutzbar ist, was eine geförderte Freiheit in der Gefäßkonstruktion liefert.Another object of the present invention is to enable the provision of a new and improved steam sensor for an electrically heated water boiling vessel, such steam sensor being flexibly usable with element protection switches in a variety of different ways, providing enhanced freedom in vessel design.
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist ein auf Wärme ansprechender Bimetall-Schnappbetätigungsmechanismus zum Entwickeln einer Betätigungsbewegung in Abhängigkeit von einer Temperaturänderung vorgesehen, wobei der genannte Betätigungsmechanismus einen Rahmen aus abgeformtem Kunststoffmaterial, eine Bimetallzunge und einen Auslösehebel aus geformtem Kunststoff aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die Bimetallzunge und der Auslösehebel schwenkbar in gegenseitiger Reihenanordnung zwischen zwei mit Abstand angeordneten, gegenüberliegenden Halterungen angebracht sind, die im genannten Rahmen so festgelegt sind, daß eine abgefederte Überspringverbindung gebildet ist, die durch einen Schnappvorgang zwischen zwei stabilen Lagen auf den gegenüberliegenden Seiten einer unstabilen Zwischenlage beweglich ist, wobei der Auslösehebel einen Endabschnitt aufweist, der ein Ende der Überspringverbindung bildet und schwenkbar hinsichtlich des genannten Rahmens an der einen der genannten Halterungen angebracht ist, die Bimetallzunge einen Endabschnitt aufweist, der das andere Ende der Überspringverbindung bildet und schwenkbar hinsichtlich des genannten Rahmens an der anderen der genannten Halterungen angebracht ist, die Bimetallzungen und der Auslösehebel jeweils einen anderen Endabschnitt aufweisen, an dem der Auslösehebel und die Bimetallzunge schwenkbar ineinander an einer Mittellage der Überspringverbindung eingreifen, und ein Anschlag im Rahmen vorgesehen ist, geben welchen die Bimetallzunge bei ihrer Entwicklung der Kraft einwirkt, die erforderlich ist, um die Überspringverbindung zu veranlassen sich zwischen ihren beiden stabilen Lagen zu bewegen, und wobei die Anordnung der genannten Überspringverbindung hierdurch so ist, daß in Abhängigkeit von einer vorbestimmten Temperaturänderung der Bitmetallstreifen selbst die Federkraft erzeugen wird, die erforderlich ist, uni die Überspringverbindung zu veranlassen, sich mit einem Schnappvorgang über die Mitte hinaus zu bewegen, und eine solche Überspringbewegung der Verbindung die relative Schwenkbewegung zwischen dem Auslösehebel und dem Rahmen nach sich zieht, welche die Arbeitsbewegung der Betätigungseinrichtung bilden.According to the present invention there is provided a thermally responsive bimetallic snap-action actuating mechanism for developing an actuating movement in response to a change in temperature, said actuating mechanism comprising a frame of moulded plastics material, a bimetallic tongue and a trigger lever of moulded plastics material, characterised in that the bimetallic tongue and the trigger lever are pivotally mounted in mutual series between two spaced-apart, opposite supports which are secured in said frame so as to form a spring-loaded jumper connection which is movable by a snap action between two stable positions on the opposite sides of an unstable intermediate position, the trigger lever having an end portion which forms one end of the jump link and is pivotally mounted with respect to said frame on one of said supports, the bimetallic tongue has an end portion which forms the other end of the jump link and is pivotally mounted with respect to said frame on the other of said supports, the bimetallic tongues and the release lever each have another end portion at which the release lever and the bimetallic tongue pivotally engage one another at a central position of the jump link, and a stop is provided in the frame against which the bimetallic tongue acts when it develops the force required to cause the jump link to move between its two stable positions, and the arrangement of said jump link is hereby such that, in response to a predetermined change in temperature, the bit metal strip itself will generate the spring force required to cause the jump link to move past the center with a snap action, and such a jump movement of the link will cause the relative pivotal movement between the release lever and the frame which form the working movement of the actuating device.
Wie aus der Betrachtung der nachfolgenden detaillierten Beschreibung beispielhafter Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung noch betont wird, ruht die vorliegende Erfindung in einem ihrer Aspekte in der Ausführung, daß eine wirksame Dampfmeßvorrichtung dadurch erhalten werden kann, daß man die Bimetallhalterung und die Überspring- Auslösehebelanordnung, was in den oben erwähnten, herkömmlichen Vorrichtungen so viel wie sieben getrennte Bestandteile erforderte, zu einem Modul kombiniert, das nur drei Funktionsteile aufweist und mit nur zwei Bauteilen ausgebildet werden kann. Wie im einzelnen nachfolgend beschrieben, weist eine auf Wärme ansprechende Schalterbetätigungseinrichtung, die die vorliegende Erfindung verkörpert, eine Bimetallzunge, einen Auslösehebel und einen Rahmen auf, der das Bimetall und den Auslösehebel trägt, wobei der Rahmen mit Abstand angeordnete Halterungen aufweist, die von der Bimetallzunge und dem Auslösehebel, die hintereinanderliegend angebracht sind und eine Überspringverbindung mit Schnappwirkung bilden, überbrückt werden, deren Bewegung durch einen Anschlag gegen den Rahmen in mindestens dem kalten Zustand des Bimetalls und bevorzugt auch im warmen Zustand des Bitmetalls begrenzt ist. Die Überspringverbindung, die sich zwischen den mit Abstand angeordneten Halterungen im Rahmen erstreckt, ist dadurch gebildet, daß ein Ende des Bimetalls schwenkbar in einer der Rahmenhalterungen aufgenommen ist und ein Ende der Verbindung bildet, ein Ende des Auslösehebels in der anderen der Rahmenhalterungen aufgenommen ist und das andere Ende der Verbindung bildet, und die anderen Erden von Bimetall- und Auslösehebel gegeneinander insgesamt in der Mitte der Enden der Verbindung anschlagen. Der Rahmen legt ferner Anschläge oder Endlagen fest, die den Bewegungsbereich der Überspringverbindung in beiden Richtungen begrenzen, d.h. sowohl die Lage im kalten Zustand als auch die Lage im warmen Zustand der Überspringverbindung sind vom Rahmen festgelegt, und auch eine Anlage liefern, gegen welche das Bimetall wirksam sein kann, um die Betätigungskraft für die Bewegung der Verbindung zwischen ihren beiden stabilen Zuständen zu liefern, nämlich ihrem kalten Zustand und ihrem warmen Zustand. Der Rahmen liefert in diesem Ausführungsbeispiel auch eine Nachgiebigkeit, um die Änderung in den Abmessungen der Überspringverbindung bzw. überstreckten Kniegelenkverbindung zwischen den mit Abstand angeordneten Halterungen für Bimetall und Auslösehebel aufzunehmen, wenn sich die Verbindung zwischen ihren beiden stabilen Zuständen bewegt, obwohl diese Nachgiebigkeit auch stattdessen oder zusätzlich vom Auslösehebel geliefert werden könnte. Die nachgiebigen Fähigkeiten des Rahmens können durch Verwendung eines Federmetallbestandteils gefördert oder ergänzt werden, das im Rahmen getragen ist und seinerseits ein Ende des Bimetalls trägt.As will be emphasized from consideration of the following detailed description of exemplary embodiments of the present invention, the present invention resides in one of its aspects in the realization that an effective steam measuring device can be obtained by combining the bimetallic holder and the skip-release lever arrangement, which in the above-mentioned conventional devices required as many as seven separate components, into a module having only three functional parts and being constructed with only two components. As described in detail below, a thermally responsive switch actuator embodying the present invention comprises a bimetal tongue, a trip lever and a frame supporting the bimetal and trip lever, the frame having spaced apart supports bridged by the bimetal tongue and trip lever mounted one behind the other to form a snap action over-the-top connection whose movement is limited by a stop against the frame in at least the cold state of the bimetal and preferably also in the hot state of the bit metal. The over-the-top connection extending between the spaced apart supports in the frame is formed by one end of the bimetal being pivotally received in one of the frame supports and forming one end of the connection, one end of the trip lever being received in the other of the frame supports and forming the other end of the connection, and the other ends of the bimetal and trip lever abutting against each other generally at the center of the ends of the connection. The frame further defines stops or end positions which limit the range of movement of the skip link in both directions, i.e. both the cold and hot positions of the skip link are defined by the frame, and also provide a bearing against which the bimetal can act to provide the actuating force for movement of the link between its two stable states, namely its cold state and its hot state. The frame in this embodiment also provides compliance to accommodate the change in the dimensions of the skip link or overextended knee joint between the spaced apart mounts for the bimetal and trip lever as the link moves between their both stable states, although this compliance could be provided instead or in addition by the trip lever. The compliant capabilities of the frame may be enhanced or supplemented by the use of a spring metal component carried within the frame which in turn carries one end of the bimetal.
Der Auslösehebel könnte einstückig mit dem Rahmen-Formstück geformt werden, mit dem Ergebnis, daß eine nur zweistückige Schalterbetätigungseinrichtung erhalten ist. Bei einem solchen Aufbau könnte der Auslösehebel schwenkbar am Rahmenformstück mittels eines einstückig angeformten Scharniers angebracht sein. Kunststoffmaterialien sind durchaus bekannt, die für die Bildung solcher einstückig abgeformter Scharniere geeignet sind, doch kann es bevorzugt sein, wenn man davon ausgeht, daß das Formstück verhältnismäßig hohen Temperaturen infolge des Aufprallens heißen Dampfens hierauf ausgesetzt ist, eine nicht-einstückige Halterungsanordnung zu benutzen, die nicht durch irgendeine Verringerung in der Festigkeit des Kunststoffmaterials bei erhöhten Temperaturen beeinträchtigt ist und es ermöglicht, daß kräftigere Materialien benutzt werden, die nicht so gut für die Bildung einstückig geformter Scharniere geeignet sind. Polypropylen ist, wie es bekannt ist, ein Material, das zu wirksamen einstückigen Scharnieren geformt werden kann, aber es wird dadurch erweicht, daß es zu hohen Temperaturen ausgesetzt wird, und statt Polypropylen zu benutzen, kann es dementsprechend vorzuziehen sein, stattdessen ein kräftigeres Material zu benutzen, wie beispielsweise glasverstärktes Nylon, und die Schwenkhalterungen für Bimetall und Auslösehebel als Messerschneidenhalterungen auszubilden.The trip lever could be molded integrally with the frame molding, with the result that only a two-piece switch operating device is obtained. In such a construction, the trip lever could be pivotally mounted on the frame molding by means of an integrally molded hinge. Plastics materials are well known which are suitable for forming such integrally molded hinges, but, considering that the molding will be subjected to relatively high temperatures as a result of hot steam impinging thereon, it may be preferable to use a non-integral mounting arrangement which is not affected by any reduction in the strength of the plastics material at elevated temperatures and enables stronger materials to be used which are not so well suited to forming integrally molded hinges. Polypropylene, as is known, is a material which can be formed into effective one-piece hinges, but it is softened by exposure to high temperatures and, accordingly, rather than using polypropylene, it may be preferable to use a stronger material instead, such as glass-filled nylon, and to form the pivot mounts for the bimetal and trip lever as knife-edge mounts.
Die Schalterbetätigungseinrichtung, wie sie oben beschrieben ist, hat somit drei Funktionsteile, nämlich das Bimetall, den Auslösehebel und den Rahmen, und kann aus nur zwei Teilen oder aus drei Teilen gebildet werden. Das Bimetall dient zwei Funktionen: erstens wirkt es als hinsichtlich der Wärme aktives Bestandteil, das die kraft liefert, die die Wirkung der Vorrichtung in Abhängigkeit von einer Temperaturänderung erzeugt, und es liefert zweitens die Federkraft, die die Überspringungsverbindung betreibt und einen bistabilen Rastmechanismus liefert, der beispielsweise Schalterkontakte öffnen und offenhalten könnte. Der Auslösehebel wird durch die Wirkung das Bimetalls bewegt und kann benutzt werden, um diese Bewegung beispielsweise auf Schalterkontakte zu übertragen. Der Rahmen liefert eine Abstützung für das Bimetall und den Auslösehebel, liefert eine Schwenkhalterung für beide Bestandteile und ermöglicht es ihnen, um einen Winkel zu schwenken, der von Anschlägen oder Endauflagen am Rahmen begrenzt ist, und sorgt auch für die Nachgiebigkeit, die erforderlich ist, um die Bewegung der Überspringverbindung aufzunehmen. Durch Herstellung des Rahmens aus einem geeigneten Material, wie etwa einem nicht bzw. schwer entflammbaren Kunststoffmaterial, könnte er auch verwendet werden, um die elektrischen Bestandteile eines Schalters zu tragen.The switch actuating device as described above thus has three functional parts, namely the bimetal, the trip lever and the frame, and may be formed from just two parts or from three parts. The bimetal serves two functions: firstly, it acts as a thermally active component, providing the force which produces the action of the device in response to a change in temperature, and secondly, it provides the spring force which operates the jump link and provides a bistable latching mechanism which could, for example, open and hold open switch contacts. The trip lever is moved by the action of the bimetal and can be used to transmit this movement to, for example, switch contacts. The frame provides support for the bimetal and trip lever, provides a pivoting support for both components and enables them to pivot through an angle limited by stops or end supports on the frame, and also provides the compliance required to accommodate the movement of the jump link. By making the frame from a suitable material, such as a non-flammable or flame-retardant plastics material, it could also be used to support the electrical components of a switch.
Die Bimetallzunge braucht nicht irgendeine spezielle Ausbildung zu haben und muß ihrerseits keine Einschnappwirkung aufweisen. Vorzugsweise und vorteilhafterweise ist das Bimetall eine flache rechteckige Zunge mit einer Beschaffenheit, die geeignet ist für die beabsichtigte Anwendung der Betätigungseinrichtung. Beispielsweise würde im Fall einer Betätigungseinrichtung zur Benutzung als Dampffühler ein korrosionsbeständiges (rostbeständiges) Bimetall ganz deutlich bevorzugt sein, und es könnte ganz allgemein ein Bimetall mit einer hohen Flexibilität und hoher Formänderungsfestigkeit in Federqualität bevorzugt sein. Das Bimetall bedarf keiner speziellen Formgebung oder Bearbeitung durch Werkzeuge sowie keiner nachfolgenden Spannungsentlastung oder Auswahl. Die Abmessungen des Bimetalls sind ebenfalls nicht kritisch, wobei es ermöglicht ist, daß Herstellungstoleranzen ohne weiteres aufgenommen werden, ohne daß man die Betriebscharakteristiken der Betätigungseinrichtung vorbelastet.The bimetal tongue need not have any special design and need not have a snap action of its own. Preferably and advantageously the bimetal is a flat rectangular tongue of a configuration suitable for the intended application of the actuator. For example, in the case of an actuator for use as a steam sensor, a corrosion-resistant (rust-resistant) bimetal would be clearly preferred and generally a bimetal with high flexibility and high yield strength of spring quality could be preferred. The bimetal does not require any special shaping or tooling, nor any subsequent stress relief or selection. The dimensions of the bimetal are also not critical, allowing manufacturing tolerances to be readily accommodated without adversely affecting the operating characteristics of the actuator.
Wie nachfolgend noch beschrieben wird, kann die Schalterbetätigungseinrichtung, wie sie ganz allgemein voranstehend beschrieben ist, zusammen mit dem Rahmen benutzt werden, wobei sie fest als ein Schalterbestandteil angebracht ist und die Schalterbetätigungsbewegung vom Auslösehebel erzeugt wird, sie kann aber auch mit fest angebrachtem Auslösehebel und beweglichem Rahmen benutzt werden, um die angestrebte Schaltertätigkeit zu erzeugen. Die letztgenannte Anordnung ist besonders gut zur Benutzung bei Dampffühlerschaltern für elektrische Kessel und dergleichen geeignet, wo der Rahmen oder ein hieran angebrachter Teil in bequemer Weise als Rückstellknopf benutzt werden kann.As will be described below, the switch operating device as generally described above may be used with the frame, fixed as a switch component, with the switch operating movement provided by the trip lever, or it may be used with the trip lever fixed and the frame movable to provide the desired switch action. The latter arrangement is particularly well suited for use with steam sensor switches for electric boilers and the like, where the frame or a part attached thereto may be conveniently used as a reset button.
Die nachfolgend beschriebenen Schalterbetätigungseinrichtungen und Schalter, die solche Schalterbetätigungseinrichtungen verkörpern haben gegenüber herkömmlichen Schalterbetätigungseinrichtungen, wie sie voranstehend beschrieben sind, den Vorteil, daß sie nur eine Mindestanzahl von Bestandteilen erfordern, die ferner einfacher sind als die bisher benutzten. Die erfindungsgemäßen Schalter sind somit besser für den automatischen Zusammenbau geeignet und können Kostenvorteile erbringen. Ferner kann eine verlängerte Betriebslebensdauer durch Benutzung geeigneter Materialien und dank des Unterbindens hoher Spannungspegel erwartet werden, die normalerweise in herkömmlichen bistabilen Bimetallbetätigungseinrichtungen vorliegen und zum Ausfall solcher Betätigungseinrichtungen durch Ermüdung führen. Zusätzlich haben die nachfolgend beschriebenen Schalterbetätigungseinrichtungen keine Schubstange und keinen Spalt zwischen dem Bimetall und den beweglichen Schalterteilen, wie er bei herkömmlichen Schaltern vorliegt, und vermeiden somit die herkömmliche Schwierigkeit, daß das Rückstellen nicht bewirkt werden kann, bis das Bimetall abgekühlt ist; bei den nachfolgend beschriebenen Schaltern gibt es keinen Einstell-/Rückstell-Temperaturunterschied und das Rückstellen kann ohne das Erfordernis erreicht werden, daß man warten muß, bis das Bimetall abgekühlt ist.The switch actuators described below and switches embodying such switch actuators have the advantage over conventional switch actuators as described above that they require only a minimum number of components, which are also simpler than those used heretofore. The switches according to the invention are thus better suited to automatic assembly and can provide cost advantages. Furthermore, an extended operating life can be expected by using suitable materials and by eliminating high voltage levels which are normally found in conventional bistable bimetal actuators. and lead to fatigue failure of such actuators. In addition, the switch actuators described below do not have a push rod and a gap between the bimetal and the moving switch parts as is present in conventional switches, thus avoiding the traditional difficulty that resetting cannot be effected until the bimetal has cooled; in the switches described below there is no set/reset temperature differential and resetting can be achieved without the need to wait for the bimetal to cool.
Nachfolgend ist auch eine verbesserte Form eines Dampffühlers beschrieben, der die vorliegende Erfindung verkörpert und so ausgebildet ist, daß er imstande ist, in einen Elementenschutz eingesteckt zu werden, wie er in unserer britischen Patentbeschreibung Nr. 2194099 beschrieben ist, wobei die Wirkung des Einsteckens des Dampffühlers in den Elementenschutz einen elektrischen Schalter innerhalb des Dampffühlers in Reihe mit einem elektrischen Schalter im Elementenschutz in den Stromversorgungsweg zum Heizelement einsetzt. Die Anordnung dieses speziellen Dampffühlers und Elementenschutzes ermöglicht es jeder Vorrichtung, alleine benutzt zu werden, und ermöglicht es den beiden Vorrichtungen, zusammen benutzt zu werden, wobei entweder der Dampffühler unmittelbar in den Elementenschutz eingesteckt ist oder die beiden mittels einer Verbindungsleitung miteinander verbunden sind. In einer anderen, aber gleichartigen Anordnung, die ebenfalls nachfolgend beschrieben ist, ist der Dampffühler als eine Schalterbetätigungseinrichtung ausgebildet, weist seinerseits nicht irgendwelche Schaltkontakte auf und ist so angeordnet, daß er durch einen Bowdenzug oder dergleichen mit der Elementenschutzvorrichtung gekoppelt ist, um eine Gruppe von hierin vorgesehenen Schalterkontakten zu betätigen.Also described below is an improved form of steam sensor embodying the present invention and adapted to be capable of being plugged into an element protector as described in our British Patent Specification No. 2194099, the effect of plugging the steam sensor into the element protector placing an electrical switch within the steam sensor in series with an electrical switch in the element protector in the power supply path to the heating element. The arrangement of this particular steam sensor and element protector enables each device to be used alone and enables the two devices to be used together with either the steam sensor plugged directly into the element protector or the two connected by means of a connecting cable. In another but similar arrangement, also described below, the steam sensor is designed as a switch actuator, does not itself have any switching contacts and is arranged to be connected to the element protector device by a Bowden cable or the like. is coupled to operate a group of switch contacts provided therein.
Weitere Merkmale der Erfindung werden im einzelnen in den beigefügten Ansprüchen ausgeführt und sind zusammen mit den Merkmalen und Vorzügen anderer Aspekte der Erfindung dem Personenkreis ohne weiteres verständlich, der die erforderliche Fähigkeit besitzt, und zwar aus der Betrachtung der nachfolgenden Beschreibungen beispielhafter Ausführungsbeispiele, die in den beigefügten Zeichnungen dargestellt sind.Further features of the invention are set forth with particularity in the appended claims and, together with the features and advantages of other aspects of the invention, will be readily understood by those skilled in the art from consideration of the following descriptions of exemplary embodiments thereof illustrated in the accompanying drawings.
Die Fig. 1A bis 1H zeigen Perspektivansichten der Bestandteile eines ersten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung sowie Ansichten, die die Schritte beim Zusammenbau zeigen;Figs. 1A to 1H are perspective views of the components of a first embodiment of the present invention and views showing the steps of assembly;
Fig. 2A bis 2G zeigen ähnliche Ansichten der Bestandteile und ihres Zusammenbaus zu einem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;Figs. 2A to 2G show similar views of the components and their assembly of a second embodiment of the present invention;
Fig. 3A bis 3M zeigen verschiedene Perspektivansichten, Frontansichten und Seitenansichten der Bestandteile und ihren Zusammenbau zu einem dritten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;Figs. 3A to 3M show various perspective views, front views and side views of the components and their assembly into a third embodiment of the present invention;
Fig. 4A und 4B zeigen Explosions-Perspektivansichten eines Elementenschutzes, wie er insgesamt in unserer britischen Patentbeschreibung Nr. 2194099 beschrieben ist, unter Bezugnahme auf deren Fig. 3A, 3B und 3C, wobei die Fig. 4A den Elementenschutz in einer Ansicht von hinten und Fig. 4B in einer Ansicht von vorne zeigt;Figures 4A and 4B show exploded perspective views of an element guard as described in its entirety in our British Patent Specification No. 2194099, with reference to Figures 3A, 3B and 3C thereof, Figure 4A showing the element guard in a rear view and Figure 4B in a front view;
Fig. 5A bis 5E sind Perspektivansichten, die zeigen, wie ein Dampffühler, der dem in Fig. 3A bis 3M gleichartig ist, in den Elementenschutz der hier vorliegenden Fig. 4A und 4B eingesteckt werden kann;Figs. 5A to 5E are perspective views showing how a steam sensor similar to that shown in Figs. 3A to 3M can be inserted into the element protector of Figs. 4A and 4B hereof;
Fig. 6A bis 6C stellen unterschiedliche Weisen dar, auf welche ein Elementenschutz in Übereinstimmung mit den vorliegenden Fig. 4A und 4B zusammen mit einem Dampffühler benutzt werden kann, der zu dem in Fig. 3A bis 3M gezeigten gleichartig ist;Figs. 6A to 6C illustrate different ways in which an element protector in accordance with Figs. 4A and 4B herein may be used in conjunction with a vapor sensor similar to that shown in Figs. 3A to 3M;
Fig. 7 zeigte eine detailliertere Ansicht einer modifizierten Form des Dampffühlers der Fig. 3A bis 3M, gekoppelt an einen Elementenschutz, der allgemein der Art angehört, die in Fig. 4A und 4B gezeigt ist;Fig. 7 shows a more detailed view of a modified form of the vapor sensor of Figs. 3A to 3M, coupled to an element protector generally of the type shown in Figs. 4A and 4B;
Fig. 8 ist eine schematische Ansicht einer Einzelheit der Fig. 7 in vergrößertem Maßstab;Fig. 8 is a schematic view of a detail of Fig. 7 on an enlarged scale;
Fig. 9A und 9B zeigen Explosions-Perspektivansichten von unterschiedlichen Positionen her einer noch anderen modifizierten Form des Dampffühlers, der in den Fig. 3A bis 3M gezeigt ist; undFigs. 9A and 9B show exploded perspective views from different positions of yet another modified form of the vapor sensor shown in Figs. 3A to 3M; and
Fig. 10 ist eine Ansicht ähnlich Fig. 3J und stellt die Wirkungsweise des Dampffühlers der Fig. 9A und 9B dar.Fig. 10 is a view similar to Fig. 3J and illustrates the operation of the steam sensor of Figs. 9A and 9B.
Es wird zuerst auf die Fig. 1A bis 1H Bezug genommen, und eingangs auf Fig. 1A; dort ist ein Dampffühlermodul gezeigt, das die Verwendung mit einem elektrisch beheizten Wasserkochgefäß zum Abschalten der Elektrizitätsversorgung zum Heizelement des Gefäßes gezeigt, wenn Wasser im Gefäß kocht und Dampf auf ein wärmeempfindliches Element des Moduls auftrifft. Wie in Fig. 1A gezeigt, das eine Perspektiv-Explosionsansicht der Teile des Moduls ist, weist das Modul einen Hauptformkörper 1, eine untere Blattfeder 2, einen Isolierkörper 3, eine Schalterbetätigungs-Unter baugruppe 4, eine obere Blattfeder 5 und ein Verschlußformteil 6 auf. Die Schalterbetätigungs-Unterbaugruppe 4 weist einen Rahmenformkörper 7 auf, mit dem einstückig ein Auslösehebel 8 geformt ist, der am einen Ende mit dem Rahmenformkörper über ein einstückiges Scharnier 9 angekoppelt ist, sowie eine rechteckige Bimetallzunge 10. Der Rahmenformkörper 7 bildet eine V-Kerben-Schwenkhaltung 11 für das eine Ende der Bimetallzunge 10, und das andere Ende der Bimetallzunge 10 sitzt in einer V-Kerbe, die am Ende des Auslösehebels 8 ausgebildet ist, das vom Scharnier 9 abgelegen ist, wobei die Bimetallzunge 10 und der Auslösehebel 8 hierdurch eine Überspringanordnung bilden, die die mit Abstand angeordnete V-Kerbenhaltung 11 und das Scharnier 9 überbrückt Der Rahmenformkörper 7 ist ferner mit einem Teil 12 ausgebildet, das einen rückwärtigen Anschlag für den Auslösehebel 8 im kalten Zustand des Bimetalls bildet, einem Teil 13, das einen vorderen Anschlag für den Auslösehebel im warmen Zustand des Bimetalls bildet (dies ist der Zustand, der in Fig. 1A gezeigt ist), und einem Teil 14, das eine Anlage bildet, gegen welche das Bimetall wirksam ist, wenn es sich unter der Temperaturänderung durchbiegt, um die Überspringverbindung mit einem Schnappvorgang aus seinem kalten in seinen warmen Zustand zu bewegen.Referring first to Figs. 1A to 1H, and initially to Fig. 1A, there is shown a steam sensor module which is suitable for use with an electrically heated kettle to shut off the electricity supply to the heating element of the vessel when water in the vessel boils and steam impinges on a heat sensitive element of the module. As shown in Fig. 1A, which is an exploded perspective view of the parts of the module, the module comprises a main molded body 1, a lower leaf spring 2, an insulating body 3, a switch actuating subassembly 4, an upper leaf spring 5 and a closure molded part 6. The switch actuation subassembly 4 comprises a frame body 7 integrally forming a trip lever 8 coupled at one end to the frame body by an integral hinge 9, and a rectangular bimetallic tongue 10. The frame body 7 forms a V-notch pivot mount 11 for one end of the bimetallic tongue 10, and the other end of the bimetallic tongue 10 is seated in a V-notch formed at the end of the trip lever 8 remote from the hinge 9, the bimetallic tongue 10 and the trip lever 8 thereby forming a skip arrangement bridging the spaced V-notch mount 11 and the hinge 9. The frame body 7 is further formed with a part 12 forming a rear stop for the trip lever 8 in the cold state of the bimetal, a part 13 forming a front stop for the trip lever in the warm state of the bimetal (this is the state shown in Fig. 1A), and a part 14 which forms a bearing against which the bimetal acts when it bends under the change in temperature to move the jumper connection with a snap action from its cold to its warm state.
Der Hauptformkörper 1 ist mit einer oberen und unteren Kammer 15 bzw. 16 ausgebildet, wobei die obere Kammer 15 dazu dient, die Schalterbetätigungsanordnung 4 aufzunehmen, und die untere Kammer dient dazu, die untere Blattfeder 2 aufzunehmen, die einen ersten Kontakt trägt, den Isolierkörper 3, und die obere Blattfeder 5, die einen zusammenwirkenden zweiten Schalterkontakt trägt. Wie in den Fig. 1B bis 1G gezeigt, wird der Schalter dadurch zusammengebaut, daß man zuerst die untere Blattfeder 2 in die untere Kammer 16 des Hauptformkörpers 1 einsetzt, wie in Fig. 1C gezeigt, dann den Isolierkörper 3 einsetzte wie in Fig. 1D gezeigt ist, dann die Schalterbetätigungseinrichtungs-Unterbaugruppe 4 in die obere Kammer 15 einsetzt, wie in Fig. 1E gezeigt ist, dann die obere Blattfeder 5 in die untere Kammer 16 einsetzt, wie in Fig. 1F gezeigt ist, und schließlich den Verschlußformkörper 6 in die untere Kammer 16 passend einschnappen läßt. Der Hauptformkörper 1 und der Verschlußformkörper 6 haben Ausbildungen, die in Nasen 17 eingreifen, die an den gegenüberliegenden Seiten des Auslösehebels 8 vorgesehen sind (nur eine kann in Fig. 1A gesehen werden) und die Schalterbetätigungseinrichtungs-Unterbaugruppe 4 so einschließen, daß sich der Auslösehebel nicht bewegen kann, aber der Rest des Rahmenformkörpers 7 um das Scharnier 9 schwenken kann, und ein Vorsprung 18 ist am Rahmenformkörper 7 vorgesehen (wie am deutlichsten in Fig. 1E gesehen werden kann) und erstreckt sich in den zusammengebauten Schalter zwischen den kontakttragenden Teilen der Blattfeder 2 und 5. Wenn das Bimetall 10 der Erwärmung ausgesetzt ist und die Überspringanordnung veranlaßt, zu schalten, dann veranlaßt die hieraus folgende Relativbewegung zwischen dem Auslösehebel 8 und dem Rest des Rahmenformkörpers 7 den Vorsprung 18, die (im kalten Zustand der Vorrichtung) normalerweise geschlossenen Schaltkontakte zu öffnen, die von der Blattfeder 2 und 5 getragen sind.The main mold body 1 is formed with an upper and lower chamber 15 and 16, respectively, the upper chamber 15 serving to accommodate the switch actuating assembly 4 and the lower chamber serving to accommodate the lower leaf spring 2 carrying a first contact, the insulating body 3, and the upper leaf spring 5 carrying a cooperating second switch contact. As shown in Figs. 1B to 1G, the switch is assembled by first inserting the lower leaf spring 2 into the lower chamber 16 of the main mold body 1 as shown in Fig. 1C, then inserting the insulating body 3 as shown in Fig. 1D, then inserting the switch actuator subassembly 4 into the upper chamber 15 as shown in Fig. 1E, then inserting the upper leaf spring 5 into the lower chamber 16 as shown in Fig. 1F, and finally snapping the closure mold body 6 into the lower chamber 16. The main mold body 1 and the shutter mold body 6 have formations which engage lugs 17 provided on opposite sides of the trip lever 8 (only one can be seen in Fig. 1A) and enclose the switch actuator sub-assembly 4 so that the trip lever cannot move but the remainder of the frame mold body 7 can pivot about the hinge 9, and a projection 18 is provided on the frame mold body 7 (as can be seen most clearly in Fig. 1E) and extends into the assembled switch between the contact carrying parts of the leaf springs 2 and 5. When the bimetal 10 is subjected to heating and causes the skip assembly to switch, the resulting relative movement between the trip lever 8 and the remainder of the frame mold body 7 causes the projection 18 to open the normally closed (when the device is cold) switch contacts formed by the leaf springs 2 and 5. are worn.
Es wird aus der Fig. 1A ersichtlich sein, daß im warmen Zustand der Schalterbetätigungseinrichtungs-Unterbaugruppe 4 der Auslösehebel 8 als ein Gatter dient, das den Zugang von Dampf zum Bimetall 10 absperrt, der in den Hauptformkörper 1 durch in diesem ausgebildete Zugangsöffnungen eingelassen wird. Dank dieser Anordnung ist die Menge an Dampf, der in das Schaltermodul eingelassen wird, um die Betätigung des Schalters zu veranlassen, so beschränkt, daß das Kondensieren des Dampfes innerhalb des Schalters nicht irgendein beträchtliches Problem bildet.It will be apparent from Fig. 1A that in the warm state of the switch actuator subassembly 4, the trip lever 8 serves as a gate which provides access of steam to the bimetal 10 which is admitted into the main molded body 1 through access openings formed therein. Thanks to this arrangement, the amount of steam admitted into the switch module to cause the operation of the switch is so limited that condensation of the steam inside the switch does not constitute any significant problem.
Es wird nun auf die Fig. 2A bis 2G und insbesondere auf Fig. 2A Bezug genommen ein zweites Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist hierin gezeigt und weist einen Hauptschalterformkörper 20, eine Schalter-Unterbaugruppe, die zwei identische kontakttragende Blattfedern 21 und 22, die an einen Isolierkörper 23 angeheftet sind, eine Schalterbetätigungseinrichtungs-Baugruppe 24, die einen abgeformten Kunststoffrahmen 25 aufweist, der mit einem einstückigen Auslösehebel 26 ausgebildet ist, der hieran mit einem Scharnier angekoppelt ist, und ein Bimetall (nicht gezeigt) auf, das im Rahmenformkörper angebracht ist und zusammen mit dem Auslösehebel 26 eine Überspringverbindungsanordnung wie im ersten beschriebenen Ausführungsbeispiej bildet, sowie einen Deckel 27 für den Hauptformkörper 20. Obwohl die Form des Rahmenformkörpers 25 sich im zweiten Ausführungsbeispiel von jenem des ersten Ausführungsbeispiels unterscheidet, ist er nichtsdestoweniger funktionell identisch, soweit die Wirkungsweise der Überspringverbindungsanordnung betroffen ist, und die Anordnung und Wirkungsweise der Verbindungsanordnung im zweiten Ausführungsbeispiel wird hier nicht weiter beschrieben. Es muß jedoch vermerkt werden, daß der Rahmenformkörper 25 mit einem Schalterbetätigungsvorsprung 128 ausgebildet ist, dessen Wirkungsweise nachfolgend beschrieben wird.Referring now to Figures 2A to 2G and in particular to Figure 2A, a second embodiment of the present invention is shown therein and includes a main switch molded body 20, a switch sub-assembly comprising two identical contact-bearing leaf springs 21 and 22 bonded to an insulating body 23, a switch actuator assembly 24 comprising a molded plastic frame 25 formed with an integral trip lever 26 hinged thereto and a bimetal (not shown) mounted in the frame molded body and forming with the trip lever 26 a skip connection arrangement as described in the first embodiment, and a cover 27 for the main molded body 20. Although the shape of the frame molded body 25 in the second embodiment differs from that of the first embodiment, the shape of the frame molded body 25 in the second embodiment differs from that of the first embodiment. differs, it is nevertheless functionally identical as far as the operation of the skip connection arrangement is concerned, and the arrangement and operation of the connection arrangement in the second embodiment will not be described further here. It must be noted, however, that the frame molding 25 is formed with a switch actuating projection 128, the operation of which is described below.
Der Hauptformkörper 20 ist mit einer Montagekammer 28 für die Schalter-Unterbaugruppe ausgebildet, die in die Kammer 28 in der Weise paßt, die in Fig. 2C gezeigt ist, wobei der Isolierkörper 23 genutete Abschnitte 29 aufweist, die in einen Schlitz 30 eingreifen, der im Wandabschnitt 31 des Hauptformkörpers ausgebildet ist, der die Kammer 28 bildet, und es liegt ein aufrechter Vorsprung 32 vor, der am Hauptformkörper 20 innerhalb der Kammer 28 ausgebildet ist, hinter dem ein Ohrabschnitt 33 der Blattfeder 21 sitzt. Infolge dieser Anordnung legt das Einführen der Schalter-Unterbaugruppe in die Kammer 28 des Hauptformkörpers 20 den Kontakt, der von der Kontaktfeder 21 getragen ist, als festen Schalterkontakt des Schalters fest, und der Kontakt, der von der Blattfeder 22 getragen ist, als den beweglichen Kontakt.The main mold body 20 is formed with a mounting chamber 28 for the switch subassembly which fits into the chamber 28 in the manner shown in Fig. 2C, the insulating body 23 having grooved portions 29 which engage a slot 30 formed in the wall portion 31 of the main mold body defining the chamber 28, and there is an upstanding projection 32 formed on the main mold body 20 within the chamber 28 behind which an ear portion 33 of the leaf spring 21 sits. As a result of this arrangement, insertion of the switch subassembly into the chamber 28 of the main mold body 20 establishes the contact carried by the contact spring 21 as the fixed switch contact of the switch and the contact carried by the leaf spring 22 as the movable contact.
Der Auslösehebel 26 des Rahmenbaukörpers 25 ist mit einem Paar Ansätze 34 ausgebildet, von denen einer in Fig. 2A gesehen werden kann und sich der andere auf der gegenüberliegenden Seite des Auslösehebels befindet. Der Hauptformkörper 20 hat eine Öffnung 35 an seiner Rückwand, und diese Öffnung ist so ausgebildet, daß sie hierin einen der Ansätze 34 des Auslösehebels 26 aufnimmt, wenn der Rahmenformkörper 25 mit dem Hauptformkörper 20 auf die Weise, die in Fig. 2D gezeigt ist, passend zusammengesetzt ist, wobei der Auslösehebel 26 in den Schlitz 36 eintaucht, der zwischen den vorspringenden Abschnitten 37 und 38 des Hauptformkörpers 20 gebildet ist. Wenn der Rahmenformkörper 25 somit Passend am Hauptformkörper 20 angebracht wird, wird der Auslösehebel 26 in bezug auf den Hauptformkörper 20 fest angebracht, während der Rest des Rahmenformkörpers 25 frei ist, um um seine Scharnierankoppelung an den Auslösehebel 26 zu schwenken. Wenn der Rahmenformkörper 25 am Hauptformkörper 20 auf diese Weise befestigt ist, dann erstreckt sich der Vorsprung 128 an der Rückseite des Rahmenformkörpers 25 in eine Öffnung 39 in der Wand 31 der Umhüllung 28 des Hauptformkörpers und erstreckt sich unter Umgehung der Blattfeder 21 bis in Berührung mit dem Ohr 40 der Blattfeder 22. Die Lage des kalten Zustands der Rahmenformkörpers 25 ist voll ausgezogen in Fig. 2D gezeigt, und die Lage, in welche er sich in Abhängigkeit von der Bewegung der Überspringverbindung in deren warmem Zustand bewegt, ist gestrichelt gezeigt; es kann gesehen werden, daß in der warmen Stellung des Rahmenformkörpers 25 der Vorsprung 128 gegen die Blattfeder 22 drückt und den von ihr getragenen Kontakt gegenüber dem Kontakt der Blattfeder 21 öffnet.The release lever 26 of the frame body 25 is formed with a pair of lugs 34, one of which can be seen in Fig. 2A and the other of which is on the opposite side of the release lever. The main mold body 20 has an opening 35 on its rear wall and this opening is designed to receive one of the lugs 34 of the release lever 26 therein when the frame body 25 is mated with the main mold body 20 in the manner shown in Fig. 2D, the release lever 26 being inserted into the slot 36 formed between the projecting portions 37 and 38 of the main mold body 20. When the frame mold body 25 is thus mated to the main mold body 20, the release lever 26 is fixedly mounted with respect to the main mold body 20, while the remainder of the frame mold body 25 is free to pivot about its hinge coupling to the release lever 26. When the frame mold body 25 is attached to the main mold body 20 in this manner, the projection 128 extends at the rear of the frame mold body 25 into an opening 39 in the wall 31 of the casing 28 of the main mold body and extends bypassing the leaf spring 21 into contact with the ear 40 of the leaf spring 22. The cold state position of the frame mold body 25 is shown in solid line in Fig. 2D and the position to which it moves in response to the movement of the jumper joint in its hot state is shown in phantom; it can be seen that in the hot position of the frame mold body 25 the projection 128 presses against the leaf spring 22 and opens the contact carried by it against the contact of the leaf spring 21.
Fig. 2E zeigt den Deckel 27, der Passend auf den Hauptformkörper 20 aufgesetzt ist, und zeigt die Lage des Rahmenformkörpers 25 in dem Zustand mit geschlossenen Kontakten (kalter Zustand) des Schalters, und Fig. 2F zeigt die Vorrichtung in ihrem Zustand mit offenen Kontakten (warmer Zustand). Fig. 2G ist eine Seitenansicht des Schalters, wie er in Fig. 2F gezeigt ist. Ein Rückstellknopf könnte, falls gewünscht, am oberen Teil des Rahmenformkörpers 25 befestigt werden, wo er sich aus dem Hauptformkörper 20 heraus erstreckt, um eine Rückstellung des Schalters von Hand zu ermöglichen.Fig. 2E shows the cover 27 fitting onto the main mold body 20 and shows the position of the frame mold body 25 in the closed-contact (cold) condition of the switch, and Fig. 2F shows the device in its open-contact (hot) condition. Fig. 2G is a side view of the switch as shown in Fig. 2F. A reset button could, if desired, be attached to the upper part of the frame mold body 25 where it extends out from the main mold body 20 to allow manual reset of the switch.
In beiden oben beschriebenen Ausführungsbeispielen ist der Auslösehebel einstückig mit dem Rahmenformkörper ausgebildet und hieran mittels eines Kunststoffscharnierabschnitts angekoppelt. Wie bereits vorher erwähnt, kann für bestimmte Anwendungsfälle diese Anordnung nicht bevorzugt sein, und im folgenden wird eine andere Ausführungsform beschrieben, bei welcher der Auslösehebel nicht einstückig mit dem Rahmenformkörper ausgebildet ist.In both embodiments described above, the release lever is formed in one piece with the frame body and is coupled thereto by means of a plastic hinge section. As already mentioned previously, this arrangement may not be preferred for certain applications, and another embodiment is described below in which the release lever is not formed in one piece with the frame body.
Es wird auf die Fig. 3A bis 3M Bezug genommen; die hierin gezeigte Vorrichtung umfaßt ein Dampfmeßmodul, das so ausgebildet ist, daß es in eine Elementenschutzeinheit eingesteckt werden kann, d.h. eine Einheit zum Schützen des mit elektrischem Strom beaufschlagten Heizelements des Wasserkochgefäßes vor Überhitzen, um die Einheit zusätzlich in eine Dampfmeßeinheit umzuwandeln, um das Heizelement automatisch abzuschalten, wenn Wasser innerhalb des Gefäßes kocht. Die Weise, auf welche das Dampfmeßmodul an der Elementenschutzeinheit angebracht ist, wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die Fig. 4A und 4B sowie die Fig. 5A bis 5E beschrieben.Referring to Figures 3A to 3M, the device shown therein comprises a steam sensing module adapted to be plugged into an element protection unit, i.e. a unit for protecting the electrically energized heating element of the kettle vessel from overheating, to additionally convert the unit into a steam sensing unit for automatically turning off the heating element when water inside the vessel is boiling. The manner in which the steam sensing module is attached to the element protection unit is described below with reference to Figures 4A and 4B and Figures 5A to 5E.
Das Dampfmeßmodul der Fig. 3A bis 3M umfaßt eine Schalter- Unterbaugruppe 40, die im zusammengebauten Zustand in Fig. 3B gezeigt ist und aus zwei identischen, kontakttragenden Blattfedern 41 und 42 besteht, die an einem Isolierkörper 43 angeheftet sind, der in Fig. 3A gezeigt ist, einen Hauptformkörper 44 der in Fig. 3C Perspektivisch gezeigt ist, einen Auslösehebel 45, der in verschiedenartigen Stadien des Zusammenbaus mit dem Hauptformkörper 44 in den Perspektivansichten der Fig. 3F, 3G und 3H gezeigt ist, und eine Bimetallzunge 46, die in Fig. 3H gezeigt ist.The steam sensing module of Figures 3A to 3M includes a switch subassembly 40 shown assembled in Figure 3B and consisting of two identical contact-bearing leaf springs 41 and 42 attached to an insulating body 43 shown in Figure 3A, a main molded body 44 shown in perspective in Figure 3C, a trip lever 45 shown in various stages of assembly with the main molded body 44 in the perspective views of Figures 3F, 3G and 3H, and a bimetallic tongue 46 shown in Figure 3H.
Der Hauptformkörper 44 ist mit einer Kammer 47 ausgebildet, die die zusammengebaute Schalter-Unterbaugruppe 40 aufnimmt, wobei die mit guten versehenen Teile 48 des Isolierkörpers 43 in einen Schlitz 49 eingreifen, der in der Wand der Kammer ausgebildet ist (siehe Fig. 3H), und ein Fangabschnitt 50 des Isolierkörpers in eine Öffnung 51 eingreift, die in dem Hauptformkörper 44 ausgebildet ist, um die Schalter-Unterbaugruppe in ihrer Lage zu sperren (siehe Fig. 3E). Wenn sich die Schalter-Unterbaugruppe 40 in der Kammer 47 in vollem Eingriff befindet, dann versperrt ein Wandabschnitt 52 des Isolierkörpers 43 den Eintritt zur Kammer 47 und der Zugang zum Inneren der Kammer 47 ist dann lediglich über die Öffnung 53 vorgesehen, die in der Kammerwand ausgebildet ist (siehe Fig. 3C, 3D und 3F). Wie nachfolgend noch eingehender erläutert wird, liefert die Öffnung 53 einen Zugang zur Kammer 47 für einen Vorsprung, der am Auslösehebel 45 ausgebildet ist, wobei ein solcher Vorsprung dazu dient, eine schalterbetätigende Bewegung vom Auslösehebel 45 auf die Schalter-Unterbaugruppe 40 anzulegen.The main mold body 44 is formed with a chamber 47 which receives the assembled switch sub-assembly 40, the well-provided portions 48 of the insulating body 43 engaging a slot 49 formed in the wall of the chamber (see Fig. 3H), and a catch portion 50 of the insulating body engaging an opening 51 formed in the main mold body 44 to lock the switch sub-assembly in position (see Fig. 3E). When the switch sub-assembly 40 is fully engaged in the chamber 47, a wall portion 52 of the insulating body 43 blocks entry to chamber 47 and access to the interior of chamber 47 is then provided only through opening 53 formed in the chamber wall (see Figs. 3C, 3D and 3F). As will be explained in more detail below, opening 53 provides access to chamber 47 for a projection formed on trip lever 45, such projection serving to apply switch actuating movement from trip lever 45 to switch subassembly 40.
Ein Schenkel 54 erstreckt sich vom Hauptformkörper 44 weg, wie in den Fig. 3C und 3D gezeigt, und ist so geformt, daß er eine Messerschneiden-Schwenkhalterung für den Auslösehebel 45 liefert, der, wie in Fig. 3F, 3G und 3H zu sehen ist, ein Teil 55 aufweist, das dazu eingerichtet ist, passend über den Schenkel 54 gebracht zu werden und mit der Messerkante eines Schenkels für die Schwenkhalterung des Auslösehebels 45 zusammenzuwirken. Wie aus dem Vergleich der Fig. 3F bis 3G gesehen werden kann, ist der Auslösehebel dazu eingerichtet, auf den Schenkel 54 des Hauptformkörpers 44 in der relativen Ausrichtung der beiden Teile aufgepaßt zu werden, wie in Fig. 3F gezeigt ist, und dreht sich nachfolgend in die Lage, die in Fig. 3G gezeigt ist. Diese Drehung des Auslösehebels 45 bringt einen Zapfen 56 am Hauptformkörper 44 in Eingriff mit einer Nut 57, die im Auslösehebel ausgebildet ist, um den Auslösehebel daran zu hindern, vom Schenkel 54 herunterzurutschen, und veranlaßt auch das Ende eines Vorsprungs 58, der am Auslösehebel ausgebildet ist (siehe Fig. 3F), in die Öffnung 53 einzutreten, die einen Zugang zur Schalter-Unterbaugruppe 40 bildet, die im Inneren der Kammer 47 des Hauptformkörpers 44 untergebracht ist.A leg 54 extends from the main mold body 44, as shown in Figures 3C and 3D, and is shaped to provide a knife edge pivot mount for the trip lever 45, which, as seen in Figures 3F, 3G and 3H, has a member 55 adapted to fit over the leg 54 and to cooperate with the knife edge of a leg for pivot mount of the trip lever 45. As can be seen from comparing Figures 3F to 3G, the trip lever is adapted to fit onto the leg 54 of the main mold body 44 in the relative orientation of the two members as shown in Figure 3F, and subsequently rotates to the position shown in Figure 3G. This rotation of the trip lever 45 brings a pin 56 on the main mold body 44 into engagement with a groove 57 formed in the trip lever to prevent the trip lever from slipping off the leg 54, and also causes the end of a projection 58 formed on the trip lever (see Fig. 3F) to enter the opening 53 which provides access to the switch subassembly 40 housed inside the chamber 47 of the main mold body 44.
Der Auslösehebel 45 weist eine V-Kerben-Halterung 59 auf, die hierin zur Aufnahme eines Endes der Bimetallzunge 46 ausgebildet ist, und eine gegenüberliegende V-Kerben-Halterung 60 für das andere Ende der Bimetallzunge 46 ist an einem Teil des Hauptformkörpers 44 vorgesehen, und wenn der Auslösehebel 45 in die Ausrichtung relativ zum Hauptformkörper 44 geschwenkt ist, die in Fig. 3G gezeigt ist, dann kann das Bimetall 46 in die beiden gegenüberliegenden V-Kerben-Halterungen 59 und 60 eingesetzt werden, wie in Fig. 3H gezeigt. Der Zusammenbau des Dampfmeßmoduls ist dann fertiggestellt.The release lever 45 has a V-notch holder 59 which is adapted to receive one end of the bimetallic tongue 46 and an opposing V-notch mount 60 for the other end of the bimetal tongue 46 is provided on a portion of the main mold body 44, and when the trigger lever 45 is pivoted to the orientation relative to the main mold body 44 shown in Fig. 3G, the bimetal 46 can be inserted into the two opposing V-notch mounts 59 and 60 as shown in Fig. 3H. The assembly of the steam measuring module is then completed.
Die Wirkungsweise des Dampfmeßmoduls, wie soweit beschrieben, ist im wesentlichen identisch zu der des Ausführungsbeispiels, das voranstehend unter Bezugnahme auf die Fig. 2A bis 2G beschrieben ist, ungeachtet der Tatsache, daß der körperliche Aufbau der entsprechenden Teile der beiden Ausführungsbeispiele beträchtlich unterschiedlich ist. Im kalten Zustand des Bimetalls 46 sind die Kontakte der Schalter-Unterbaugruppe 40 geschlossen und der Auslösehebel 45 nimmt eine solche Lage ein, daß der Vorsprung 58 nicht in den geschlossenen Zustand dem Schalterkontakte eingreift (siehe die Auslösehebelposition, die gestrichelt in Fig. 3J gezeigt ist). Wenn das Bimetall 46 durch das Auftreffen von Dampf hierauf erwärmt wird, dann springt die Überspringverbindung, die von dem Auslösehebel 45 und dem Bimetall 46 gebildet ist, um und veranlaßt den Auslösehebel 45, die Lage einzunehmen, die in ausgezogenen Linien in Fig. 3J gezeigt ist, und veranlaßt den Vorsprung 58, in die Kammer 47 einzutreten, die die Schalter-Unterbaugruppe 40 aufnimmt, und die Blattfeder 41 in einer solchen Richtung zu bewegen, daß die Schalterkontakte geöffnet werden.The operation of the vapor sensing module as described so far is substantially identical to that of the embodiment described above with reference to Figs. 2A through 2G, notwithstanding the fact that the physical construction of the corresponding parts of the two embodiments is considerably different. In the cold state of the bimetal 46, the contacts of the switch subassembly 40 are closed and the trip lever 45 assumes a position such that the projection 58 does not engage the switch contacts in the closed state (see the trip lever position shown in phantom in Fig. 3J). When the bimetal 46 is heated by the impingement of steam thereon, the jumper connection formed by the trip lever 45 and the bimetal 46 jumps, causing the trip lever 45 to assume the position shown in solid lines in Fig. 3J and causing the projection 58 to enter the chamber 47 which houses the switch subassembly 40 and to move the leaf spring 41 in a direction such that the switch contacts are opened.
Ein aufrechter Vorsprung 61 am Auslösehebel 45 weist lediglich eine Anbringung für einen Rückstellknopf auf und hat keine andere betriebliche Bedeutung. Ein Pfosten 62 (gezeigt in Fig. 3J) bildet einen Anschlag für das Bimetall, um gegen diesen wirksam zu werden, wenn es die Überspringverbindung aus ihrem kalten Zustand in ihren warmen Zustand umschaltetAn upright projection 61 on the release lever 45 merely provides a mounting for a reset button and has no other operational significance. A post 62 (shown in Fig. 3J) forms a stop for the bimetal to act against when it switches the jumper connection from its cold state to its warm state
Das Dampfmeßmodul, soweit es unter Bezug auf die Fig. 3A bis 3M beschrieben ist, ist so ausgebildet, daß es imstande ist, an eine Elementenschutzeinheit entweder dadurch angeschlossen zu werden, daß es unmittelbar in die Elementenschutzeinheit eingesteckt wird, oder dadurch, daß es hiermit mittels einer Verbindungsleitung ferngekoppelt wird, die mit geeigneten Stecker- und Steckdosenverbindungen an ihren Enden versehen ist. Wie es durchaus bekannt ist, weist eine Elementenschutzeinheit eine auf Wärme ansprechende Schalteranordnung auf, die dazu eingerichtet ist, in Reihe mit der Stromversorgungsleitung eines mit elektrischem Strom betriebenen Heizelements angeschlossen zu werden, und dient dazu, das Heizelement von der Stromversorgungsleitung in dem Fall abzutrennen, wenn sich ein Übertemperaturzustand am Heizelement ergibt, beispielsweise infolge der Tatsache, daß das Heizelement angeschaltet wird, wenn sich nicht genügend Flüssigkeit in einem zugeordneten Gefäß befindet, um die Wärmeabgabe des Elements aufzunehmen, oder infolge der Tatsache, daß es dem Gefäß gestattet wird, trockenzukochen. Als Beispiele dienende Elementenschutzeinheiten sind in den britischen Patentbeschreibungen Nr. 1 264 464, 1 316 436, 1 430 229, 2 045 588 und anderen beschrieben, auf die für ein volleres Verständnis Bezug genommen werden kann, aber zum Zweck der vorliegenden Beschreibung ist es lediglich ausreichend, daß ausdrücklich darauf hingewiesen wird, daß eine Elementenschutzeinheit üblicherweise eine stromführende und eine neutrale Leiter-Blattfeder aufweist, die die kalte Rückseite eines Meizelements berührt wenn die Schutzeinheit auf den Kopf des Heizelements aufgepaßt wird und dazu dienen, elektrischen Strom von den Stromversorgungs- Anschlußstiften der Elementenschutzeinheit dem Heizelement zuzuführen, eine Schalteranordnung in der neutralen Seite mindestens der Stromversorgungsleitung zum Heizelement, die eine Blattfeder aufweist, die einen Kontakt trägt, der normalerweise in elektrischen Eingriff mit einem Kontakt belastet ist, der an einem Abschnitt der den neutralen Leiter bildenden Blattfeder vorgesehen ist, und aus dem Kontakt hiermit zum Öffnen des Schalters beweglich ist, eine Schubstange zum Anbringen einer schalterbetätigten Bewegung auf einen solchen beweglichen Kontakt, und ein Bimetall-Schalterbetätigungselement, das so angeordnet ist, daß es sich in engem Wärmekontakt mit der Heizelement-Kopfplatte befindet, wenn die Elementeneinheit hieran angekoppelt ist, und das in Abhängigkeit vom Anstieg der Temperatur des Heizelenients über einen vorbestimmten Normalpegel eine Bewegung erzeugt, die über die Schubstange auf den beweglichen Kontakt des Schalters übertragen wird, um den Schalter zu öffnen. Elementenschutzeinheiten sind bekannt, die lediglich ein einziges Schutzniveau liefern und andere Elementenschutzeinheiten sind bekannt, die einen Primärschutz und einen zusätzlichen Sicherungsschutz oder Sekundärschutz liefern, der im Fall des Ausfallens des Primärschutzes wirksam wird. Die Dampfmeßvorichtung der vorliegenden Erfindung kann im Prinzip mit jeder Art einer Elementenschutzeinheit benutzt werden, und das nachfolgend beschriebene Ausführungsbeispiel ist besonders (obwohl nicht ausschließlich) zur Verwendung mit einer Elementenschutzeinheit eingerichtet, wie sie in unserer britischen Patentbeschreibung Nr. 2194099 unter Bezugnahme auf deren Fig. 3A, 3B und 3C beschrieben ist, um die Fähigkeit zum Messen einer Elementen-Übertemperatur der Elementenschutzeinheit auch auf das Bereitstellen von Dampfmeßmöglichkeiten zu erweitern. Dieselbe Elementenschutzeinheit kann deshalb den Heizlementen einfacher elektrischer Kessel beispielsweise zugeordnet werden und kann auch mit vollautomatischen Kesseln benutzt werden, die abschalten, wenn sie kochen.The steam sensing module as described with reference to Figures 3A to 3M is designed to be capable of being connected to an element protection unit either by being plugged directly into the element protection unit or by being remotely coupled thereto by means of a connecting lead provided with suitable plug and socket connections at its ends. As is well known, an element protection unit comprises a thermally responsive switch arrangement adapted to be connected in series with the power supply lead of an electrically powered heating element and serves to disconnect the heating element from the power supply lead in the event that an over-temperature condition arises at the heating element, for example as a result of the heating element being turned on when there is insufficient liquid in an associated vessel to absorb the heat output of the element or as a result of the vessel being allowed to boil dry. Exemplary element protection units are described in British Patent Specifications Nos. 1,264,464, 1,316,436, 1,430,229, 2,045,588 and others, to which reference may be made for a fuller understanding, but for the purposes of the present description it is sufficient to expressly state that an element protection unit typically comprises a live and a neutral conductor leaf spring which contacts the cold back of a heating element when the protection unit is fitted onto the head of the heating element and for supplying electrical current from the power supply pins of the element protection unit to the heating element, a switch assembly in the neutral side of at least the power supply line to the heating element, comprising a leaf spring carrying a contact normally loaded into electrical engagement with a contact provided on a portion of the leaf spring forming the neutral conductor, and movable from contact therewith to open the switch, a push rod for applying a switch actuated movement to such movable contact, and a bimetallic switch actuating element arranged to be in intimate thermal contact with the heating element head plate when the element unit is coupled thereto, and which, in response to the temperature of the heating element rising above a predetermined normal level, produces a movement which is transmitted via the push rod to the movable contact of the switch to open the switch. Element protection units are known which provide only a single level of protection and other element protection units are known which provide primary protection and additional backup protection or secondary protection which is effective in the event of failure of the primary protection. The steam measuring device of the present invention may in principle be used with any type of element protection unit and the embodiment described below is particularly (though not exclusively) adapted for use with an element protection unit as described in our British Patent Specification No. 2194099 with reference to Figures 3A, 3B and 3C thereof, in order to extend the element overtemperature measuring capability of the element protection unit to also provide steam measuring capabilities. The same element protection unit can therefore be used for heating elements of simple electrical Kettles, for example, and can also be used with fully automatic kettles that switch off when they boil.
Es wird auf die Fig. 4A und 4B Bezug genommen; der Aufbau und die Wirkungsweise des Elementenschutzes werden nun kurz beschrieben, wobei ausdrücklich darauf hingewiesen wird, daß Bezug auf unsere britische Patentbeschreibung Nr. 2194099 für eine vollständigere Beschreibung genommen werden kann. Der Elementenschutz, wie gezeigt, weist eine Unterbaugruppe 20 auf (es werden hier dieselben Bezugszeichen benutzt, wie sie in unserer britischen Patentbeschreibung Nr. 2194099 benutzt sind, um gleiche Teile zu bezeichnen) , mit einem zusammenklappbaren Träger 21, einer Bimetallzunge 22 und einer Schubstange 23, wobei die Unterbaugruppe 20 dazu eingerichtet ist, beim Gebrauch des Elementenschutzes zwischen der rückwärtigen Fläche des Heizelementkopfes 24 und der äußeren Seite eines inneren Formkörpers 25 des Elementenschutzes angeordnet zu werden. Der innere Formkörper 35 ist dazu eingerichtet, mit einem Hauptformkörper 26 zusammenzuwirken, der eine Steckdoseneingabe 27 für einen Kessel-Anschlußstecker bildet, um innerhalb der zusammengebauten Steuerung eine Kammer zur Aufnahme des stromführenden (L), neutralen (N) und Erdleiter-(E)-Anschlußstifts 28, 29 und 30 der Steuerung auf zunehmen und um eine kontakttragende, stromführende (L) Anschlußfeder 31, eine kontakttragende, stromführende Blattfeder 32, eine neutrale (N) Anschlußfeder 33 und eine Erdleitung-(E)-Anschlußfeder 34 aufzunehmenReferring to Figures 4A and 4B, the construction and operation of the element guard will now be briefly described, it being expressly understood that reference may be made to our British Patent Specification No. 2194099 for a more complete description. The element guard, as shown, comprises a sub-assembly 20 (the same reference numerals are used here as used in our British Patent Specification No. 2194099 to designate like parts) comprising a collapsible support 21, a bimetallic tongue 22 and a push rod 23, the sub-assembly 20 being adapted to be located between the rear surface of the heating element head 24 and the outer side of an inner molded body 25 of the element guard when the element guard is in use. The inner mold body 35 is adapted to cooperate with a main mold body 26 which forms a socket input 27 for a boiler connector plug, to house a chamber within the assembled controller for housing the live (L), neutral (N) and earth (E) terminal pins 28, 29 and 30 of the controller and to house a contact-bearing live (L) terminal spring 31, a contact-bearing live leaf spring 32, a neutral (N) terminal spring 33 and an earth (E) terminal spring 34.
Der innere Formkörper 25 ist dazu eingerichtet, an den Hauptformkörper 26 angerastet zu werden und hat ein Paar einstückig abgeformter Federklemmen 36, die mit einem Paar Öffnungen 37 im Hauptformkörper so zusammenwirken, daß der innere Formkörper 25 einen wirksamen Sitz in der Mündung des Hauptformkörper 26 einnimmt und wirksam hierin von den Klemmen 36 gehalten ist. Aufrechtstehende Vorsprünge sind an der Innenfläche des inneren Formkörpers 25 ausgebildet (das ist die Fläche, die in Fig. 4A gesehen werden kann) und wirken mit Ausbildungen zusammen, die an der gegenüberliegenden Fläche des Hauptformkörpers 26 vorgesehen sind (das ist die Fläche, die in Fig. 4B gesehen werden kann), um den stromführenden (L) , neutralen (N) und Erdleiter-(E)-Anschlußstift 28, 29 und 30 zuverlässig in der zusammengebauten Steuerung zu halten, wobei sich die Anschlußstifte durch entsprechende Öffnungen erstrecken, die im Steckdoseneinlaßteil 27 des Hauptformkörpers 26 vorgesehen sind, und in gleichartiger Weise sind die stromführende Anschlußfeder 31, die stromführende Blattfeder 32 und die neutrale Anschlußfeder 33 zwischen dem inneren Formkörper 25 und dem Hauptformkörper 26 eingeschlossen, wenn die beiden zusammengebaut sind. Die Erdanschlußfeder 34 ist dazu eingerichtet, am aufrechtstehenden Vorsprung 41 befestigt zu werden, der am Elementenkopf 24 vorgesehen ist, wenn der Elementenschutz voll zusammengebaut ist, ist am Elementenkopf angebracht und stellt innerhalb des Elementenschutzes einen Kontakt mit dem Erdleitungs-Anschlußstift 30 her.The inner mold body 25 is adapted to be snapped onto the main mold body 26 and has a pair of integrally molded spring clips 36 which cooperate with a pair of openings 37 in the main mold body so that the inner mold body 25 provides an effective seat in the mouth of the main mold body 26 and is effectively held therein by the clamps 36. Upstanding projections are formed on the inner surface of the inner mold body 25 (that is the surface which can be seen in Fig. 4A) and cooperate with formations provided on the opposite surface of the main mold body 26 (that is the surface which can be seen in Fig. 4B) to securely hold the live (L), neutral (N) and earth (E) terminal pins 28, 29 and 30 in the assembled control, the terminal pins extending through corresponding openings provided in the socket inlet portion 27 of the main mold body 26, and similarly the live terminal spring 31, live leaf spring 32 and neutral terminal spring 33 are enclosed between the inner mold body 25 and the main mold body 26 when the two are assembled. The ground terminal spring 34 is adapted to be secured to the upstanding projection 41 provided on the element head 24 when the element guard is fully assembled, is mounted on the element head, and makes contact with the ground lead terminal pin 30 within the element guard.
Es wird nun noch näher auf die Unterbaugruppe 20 Bezug genommen; die Bimetallzunge 22 ist insgesamt rechteckig, mit einem mittigen Ausschnitt 42 mit insgesamt X-förmiger Ausbildung, und ist so schüsselförmig ausgebildet, daß sie imstande ist, sich mit einem Schnappvorgang zwischen den beiden entgegengesetzten, schüsselartigen Ausbildungen zu bewegen, wobei der X-förmige Ausschnitt 42 eine wesentlich größere Arbeitsbewegung an der Mitte des Bimetalls sicherstellt, als sie von einer glatten, schüsselförmigen Zunge geliefert würde. Die Bimetallzunge 22 ist in der Unterbaugruppe 20 mittels des Eingriffs der Schubstange 23 sowohl mit dem mittigen Ausschnitt 42 der Zunge 22 als auch mit dem zusammenfaltbaren Träger 21 gehalten, wobei die Schubstange 23 dazu eingerichtet ist, in einen Führungskanal 45 eingeführt zu werden, der im Träger 21 von dessen Seite her ausgebildet ist, die in Fig. 1A zu sehen ist, aber außerstande ist, vollständig durch den Führungskanal 45 hindurchzutreten, und die einen Nasenabschnitt aufweist, der dazu eingerichtet ist, in die Mitte des Ausschnitts 42 in der Bimetallzunge 22 einzugreifen. Wie hervorgehoben wird, wird die Lage des gegenüberliegenden Schieberendes der Schubstange 23 relativ zum Träger 21 davon abhängen, ob sich das Bimetall 22 in seinem warmen oder seinem kalten Zustand befindet.Referring now in more detail to the sub-assembly 20, the bimetallic tongue 22 is generally rectangular with a central cutout 42 of generally X-shaped configuration and is bowl-shaped so as to be able to move with a snapping action between the two opposing bowl-like configurations, the X-shaped cutout 42 ensuring a substantially greater working movement at the center of the bimetal than would be provided by a smooth bowl-shaped tongue. The bimetallic tongue 22 is mounted in the sub-assembly 20 by means of the engagement of the push rod 23 both with the central cutout 42 of the tongue 22 as well as with the collapsible carrier 21, the push rod 23 being adapted to be inserted into a guide channel 45 formed in the carrier 21 from the side thereof which is visible in Fig. 1A but is unable to pass completely through the guide channel 45 and which has a nose portion adapted to engage the center of the cutout 42 in the bimetallic tongue 22. As will be pointed out, the position of the opposite slide end of the push rod 23 relative to the carrier 21 will depend on whether the bimetal 22 is in its hot or cold state.
Der Träger 21 weist allgemein die Form eines vierbeinigen Tischs auf und hat verhältnismäßig große Füße 46, um einen guten Wärmekontakt mit der Rückfläche des Heizelementkopfs 24 sicherzustellen, wenn der zusammengebaute Elementenschutz am Elementenkopf befestigt ist. Die Bimetallzunge 22 sitzt an ihren Ecken auf den Enden der vier Beine des Trägers bündig mit den Sohlen der Füße 46 auf. Ein Paar Positionierungsnuten 48 sind im Träger 21 vorgesehen, und der innere Formkörper 25 ist an seiner Außenfläche mit einem Paar aufrechter Schienen 49 versehen, die dazu eingerichtet sind, verschieblich in die Nuten 48 einzugreifen. An seiner oberen Fläche weist, wie in Fig. 1A gezeigt, der Träger 21 vier aufrechte Pfosten auf, die so ausgebildet sind, daß sie durch eine Öffnung vorstehen, die im inneren Formkörper 25 vorgesehen ist, wobei zwei kleine Pfosten 51 und zwei größere Pfosten 52 und 53 vorliegen.The carrier 21 is generally in the form of a four-legged table and has relatively large feet 46 to ensure good thermal contact with the rear surface of the heating element head 24 when the assembled element guard is attached to the element head. The bimetallic tongue 22 rests at its corners on the ends of the four legs of the carrier flush with the soles of the feet 46. A pair of positioning grooves 48 are provided in the carrier 21 and the inner mold body 25 is provided on its outer surface with a pair of upright rails 49 adapted to slidably engage the grooves 48. On its upper surface, as shown in Fig. 1A, the carrier 21 has four upright posts adapted to project through an opening provided in the inner mold body 25, there being two small posts 51 and two larger posts 52 and 53.
Wenn der insoweit beschriebene Elementenschutz zusammengebaut und an den Elementenkopf 24 beispielsweise eines elektrisch beheizten Wasserkochgefäßes angebaut wird, dann erstrecken sich die kalten Enden 54 und 55 des Heizelements (das sind die Abschlußenden des eigentlichen Heizelements) durch Öffnungen 56 und 57, die im inneren Formkörper vorgesehen sind, und berühren die oberen Enden der stromführenden Anschlußfeder 31 bzw. der neutralen Anschlußfeder 33, wobei die oberen Endabschnitte der Federn 31 und 33 gekrümmt sind, wie gezeigt, um solche Kontakte aufzunehmen. Die kalten Enden des Heizelements können an den Spitzen mit Silberlot versehen sein oder können mit gequetschten Ringbeschlägen versehen sein, um ihre Anschlüsse mit den Blattfedern zu verbessern. Die unteren Enden der stromführenden Anschlußfeder 31 erstrecken sich über die Öffnung 50 des inneren Formkörpers 25 hinweg und tragen einen Kontakt, der den "beweglichen" Kontakt der Schaltkontaktgruppe des Elementenschutzes bildet. Dieser untere Schenkel der stromführenden Anschlußfeder 31 ist so angeordnet, daß das Schieberende der Schubstange 23 dagegen anliegt, um den beweglichen Kontakt in Abhängigkeit vom Schalten der Bimetallzunge 22 in ihren "warmen" Zustand aus ihrem normalen "kalten" Zustand zu bewegen.If the element protection described above is assembled and attached to the element head 24 of, for example, an electrically heated kettle, then the heating element cold ends 54 and 55 (that is, the terminal ends of the heating element proper) extend through openings 56 and 57 provided in the inner mold body and contact the upper ends of the live terminal spring 31 and the neutral terminal spring 33 respectively, the upper end portions of the springs 31 and 33 being curved as shown to accommodate such contacts. The heating element cold ends may be provided with silver solder at the tips or may be provided with crimped ring fittings to improve their connections to the leaf springs. The lower ends of the live terminal spring 31 extend beyond the opening 50 of the inner mold body 25 and carry a contact which forms the "movable" contact of the element protection switch contact group. This lower leg of the current-carrying terminal spring 31 is arranged so that the slide end of the push rod 23 bears against it in order to move the movable contact from its normal "cold" state in response to the switching of the bimetallic tongue 22 to its "warm" state.
Die stromführende Blattfeder 32 ist zwischen dem inneren Formkörper 25 und dem Hauptformkörper 26 eingeschlossen, wenn die beiden zusammengebaut sind, und hat einen ersten, verhältnismäßig kräftigen Schenkel 58, der sich quer über die Öffnung 50 erstreckt, die im inneren Formkörper 25 ausgebildet ist, und wird durch den großen Pfosten 52, der vom Träger 21 aufrecht absteht, berührt und vom inneren Formkörper 25 weg und zum Hauptformkörper 26 hin gedrückt, was den Schenkel 58 der stromführenden Blattfeder 32 veranlaßt, in Kontakt mit dem stromführenden Anschlußstift 28 belastet zu werden. Die stromführende Blattfeder 32 hat auch einen zweiten, weniger kräftigen Schenkel 59, der sich quer über die Öffnung 50 im inneren Formkörper 25 erstreckt und an seinem freien Ende einen Kontakt trägt, der mit dem "beweglichen" Kontakt zusammenwirkt, der an der stromführenden Anschlußfeder 31 vorgesehen ist, und den "festen" Kontakt der Schaltkontaktgruppe bildet. Dar zweite Schenkel 59 der stromführenden Blattfeder 32 ist so angeordnet, daß er vom unteren der zwei kleinen Pfosten 51 berührt wird, die am Träger 21 vorgesehen sind, wobei solche Pfosten durch die Öffnung 50 hindurch vorstehen. Diese Berührung zwischen dem unteren Pfosten 51 und dem Schenkel 59 der stromführenden Blattfeder 32 stellt die Lage des Kontakts her, der von der stromführenden Blattfeder 31 (der "feste" Kontakt der Schaltkontaktgruppe) relativ zum Träger und somit auch relativ zur Schubstange, zur Bimetallzunge und zum Elementenkopf getragen ist und stellt die Lage des "festen" Kontakts relativ zum Elementenkopf her, ungeachtet der Änderungen in den Abmessungen des Elementenkopfes.The current-carrying leaf spring 32 is enclosed between the inner mold body 25 and the main mold body 26 when the two are assembled and has a first, relatively strong leg 58 which extends across the opening 50 formed in the inner mold body 25 and is contacted by the large post 52 which projects upright from the support 21 and is urged away from the inner mold body 25 and towards the main mold body 26, causing the leg 58 of the current-carrying leaf spring 32 to be biased into contact with the current-carrying terminal pin 28. The current-carrying leaf spring 32 also has a second, less strong leg 59 which extends across the opening 50 in the inner mold body 25 and carries at its free end a contact which cooperates with the "movable" contact provided on the current-carrying terminal spring 31 and forms the "fixed" contact of the switching contact group. The second leg 59 of the current-carrying leaf spring 32 is arranged to be contacted by the lower of the two small posts 51 provided on the carrier 21, such posts projecting through the opening 50. This contact between the lower post 51 and the leg 59 of the current-carrying leaf spring 32 establishes the position of the contact carried by the current-carrying leaf spring 31 (the "fixed" contact of the switching contact group) relative to the carrier and thus also relative to the push rod, the bimetallic tongue and the element head and establishes the position of the "fixed" contact relative to the element head, regardless of changes in the dimensions of the element head.
In gleichartiger Weise ist die neutrale Anschlußfeder 33 zwischen den zusammengebauten Formkörper 25 und 26 eingeschlossen und hat einen verhältnismäßig kräftigen Schenkel 60, der sich quer zur Öffnung 50 erstreckt und vom Pfosten 53 am Träger 21 in Kontakt mit dem neutralen Anschlußstift 29 gedrückt wird.Similarly, the neutral terminal spring 33 is enclosed between the assembled mold bodies 25 and 26 and has a relatively strong leg 60 extending transversely to the opening 50 and urged by the post 53 on the bracket 21 into contact with the neutral terminal pin 29.
Im Betrieb des Elementenschutzes, der insoweit beschrieben ist, wird ein Elementenkopf-Übertemperaturzustand normalerweise das Bimetall 22 veranlassen, in seine warme Ausbildung zu springen und hierbei den beweglichen Kontakt veranlassen, der von der stromführenden Anschlußfeder 31 getragen ist, vom festen Kontakt, der von der stromführenden Blattfeder 32 getragen ist, durch die Schubstange 23 weggedrückt zu werden. Im Fall eines ungewöhnlichen Übertemperaturzustandes, wie er dann entstehen könnte, wenn die Schaltkontakte sich beispielsweise selbst zusammenschweißen, gelangt ein sekundärer Schutz zur Wirkung, wenn die Temperatur des Elementenkopfes einen so hohen Pegel erreicht, daß sie den Träger 21 veranlaßt, zum Elementenkopf hin dank der Wärmeverformung seiner Schenkel unter dem Druck von den Federteilen 58 und 60 der stromführenden und neutralen Blattfeder 32 bzw. 33 zusammenzuklappen. Wie vollständiger in der britischen Patentbeschreibung Nr. 2194099 erläutert ist, veranlaßt das Zusammenklappen des Trägers 21 zum Elementenkopf 24 hin die Blattfederteile 58 und 60, sich außer Kontakt mit dem stromführenden und neutralen Anschlußstift 28 und 29 zu bewegen und hierbei das Heizelement von seiner Stromversorgung abzutrennen.In the operation of the element protection described so far, an element head over-temperature condition will normally cause the bimetal 22 to jump to its warm configuration and thereby cause the movable contact carried by the current-carrying terminal spring 31 to be pushed away from the fixed contact carried by the current-carrying leaf spring 32 by the push rod 23. In the event of an unusual over-temperature condition, such as might arise if the switch contacts weld themselves together, for example, secondary protection will come into effect if the temperature of the element head reaches a level high enough to cause the support 21 to collapse towards the element head by virtue of the thermal deformation of its legs under the pressure from the spring members 58 and 60 of the live and neutral leaf springs 32 and 33 respectively. As more fully explained in British Patent Specification No. 2194099, the collapse of the support 21 towards the element head 24 causes the leaf spring members 58 and 60 to move out of contact with the live and neutral terminal pins 28 and 29, thereby isolating the heating element from its power supply.
Es wird nun auf die Fig. 5A bis 5E der beigefügten Zeichnungen Bezug genommen; Fig. 5A zeigt eine Perspektivansicht einer leicht modifizierten Form des Dampffühler- Hauptformkörpers 44, der vorher insbesondere in bezug auf Fig. 3C der beigefügten Zeichnungen beschrieben wurde, wobei die hauptsächlichen Abänderungen die Anordnung eines Abschnitts 100 zum Abschirmen der Kammer 47 des Hauptformkörpers gegenüber dem Eintritt von Dampfkondensat hierin und die Anordnung eines Eingriffsabschnitts 200 für den schlüssigen Eingriff mit einem Elementenschutz sind. Wie in Fig. 5B hier gezeigt, ist die Kammer 47 des Hauptformkörpers 44 dazu eingerichtet, eine Schalter-Unterbaugruppe 40 aufzunehmen, die kontakttragende Blattfedern aufweist, die an einen Isolierkörper angeheftet sind, der einen Seitenwandabschnitt 52 aufweist, der so geformt ist, daß er den Eintritt zur Kammer 47 absperrt, wenn die Schalter-Unterbaugruppe hierin in vollem Eingriff steht. Dieselben Bezugszeichen sind in den Fig. 5A bis 5E hier verwendet, wie sie auch benutzt sind, um gleiche Teile in den Fig. 3A bis 3M zu bezeichnen. Wenn die Schalter-Unterbaugruppe 40 in die Kammer 47 des Dampffühler-Hauptformkörpers 44 passend eingesetzt ist, dann steht ein unterer Teil der Schalter-Unterbaugruppe 40 von der Kammer 47 nach außen ab, wobei ein solcher unterer Teil einen flachen Abschnitt des Isolierkörpers der Schalter-Unterbaugruppe aufweist, der auf jeder Seite durch Teile ihrer kontakttragenden Blattfedern flankiert ist. Wie in den Fig. 5C, 5D und 5E der beigefügten Zeichnungen gezeigt, ist dieser untere Teil der Schalter-Unterbaugruppe des Dampffühlers dazu eingerichtet, in einen Steckdosenabschnitt eingesteckt zu werden, der in einem Elementenschutz hiervon gebildet ist, wie er unter Bezugnahme auf die Fig. 4A und 4B beschrieben ist.Referring now to Figures 5A to 5E of the accompanying drawings, Figure 5A shows a perspective view of a slightly modified form of the steam sensor main mold body 44 previously described with particular reference to Figure 3C of the accompanying drawings, the principal modifications being the provision of a portion 100 for shielding the chamber 47 of the main mold body from the entry of steam condensate therein and the provision of an engagement portion 200 for positively engaging an element shield. As shown in Figure 5B hereof, the chamber 47 of the main mold body 44 is adapted to receive a switch subassembly 40 comprising contact-bearing leaf springs bonded to an insulating body having a side wall portion 52 shaped to block entry to the chamber 47 when the switch subassembly is fully engaged therein. The same reference numerals are used in Figs. 5A through 5E here as they are used to designate like parts in Figs. 3A through 3M. When the switch subassembly 40 is fitted into the chamber 47 of the vapor sensor main mold body 44, a lower portion of the switch subassembly 40 projects outwardly from the chamber 47. such lower part comprising a flat portion of the insulating body of the switch subassembly flanked on each side by portions of its contact-bearing leaf springs. As shown in Figures 5C, 5D and 5E of the accompanying drawings, this lower part of the switch subassembly of the steam sensor is adapted to be plugged into a socket portion formed in an element protector thereof as described with reference to Figures 4A and 4B.
Um es dem Dampffühler zu ermöglichen, in den Elementenschutz eingesteckt zu werden, ist der Hauptformkörper 26 des Elementenschutzes mit einer Öffnung 125 in seiner oberen Fläche versehen (siehe die beigefügte Fig. 4A) , was einen Zugang zu einer Stelle innerhalb des Elementenschutzes bietet, an der bei der Benutzung des Elementenschutzes für sich allein, d.h. ohne den Dampffühler, das Malteende 55 des Heizelements in Kontakt mit den oberen Teil des neutralen Anschlußteils 33 stehen würde. Wie in der beigefügten Fig. 5C gezeigt, die eine modifizierte Form des Hauptformkörpers des Elementenschutzes zeigt, ist außerhalb der Öffnung 125 eine Anordnung 250 vorgesehen, die komplementär ist zum Eingriffsabschnitt 200 des Dampffühlers, wie er in Fig. 5B gezeigt ist, so daß dann, wenn der nach unten stehende untere Teil der Schalter-Unterbaugruppe 40 des Dampffühlers in die Öffnung 125 in der Oberseite des Elementenschutzes eingesteckt ist, der Dampffühler schlüssig mit dem Elementenschutz in Eingriff tritt, wie dies in den beigefügten Fig. 5D und 5E gezeigt ist. Bei dem somit mit dem Elementenschutz zusammengebauten Dampffühler und dem an einem Heizelement angebauten Elementenschutz wird die Schalter-Unterbaugruppe des Dampffühlers zwischen dem kalten Ende 55 des Elementenkopfes und dem oberen Ende der neutralen Anschlußfeder 33 des Elementenschutzes eingesetzt, wodurch der Dampffühler elektrisch in Reihe mit der Schaltkontaktgruppe des Elernentenschutzes gebracht ist.To enable the steam sensor to be inserted into the element guard, the main molded body 26 of the element guard is provided with an opening 125 in its upper surface (see the accompanying Fig. 4A) which provides access to a location within the element guard where, when the element guard was used on its own, ie without the steam sensor, the painted end 55 of the heating element would be in contact with the upper part of the neutral terminal 33. As shown in the accompanying Fig. 5C, which shows a modified form of the main molded body of the element protector, an arrangement 250 is provided outside the opening 125 which is complementary to the engaging portion 200 of the steam sensor as shown in Fig. 5B, so that when the downwardly projecting lower part of the switch subassembly 40 of the steam sensor is inserted into the opening 125 in the top of the element protector, the steam sensor positively engages the element protector as shown in the accompanying Figs. 5D and 5E. With the steam sensor thus assembled with the element protector and the element protector mounted on a heating element, the switch subassembly of the steam sensor is sandwiched between the cold end 55 of the element head and the upper end of the neutral terminal spring 33 of the element protection, whereby the steam sensor is electrically connected in series with the switching contact group of the element protection.
Es wird nun auf die Fig. 6A, 6B und 6C der beigefügten Zeichnungen Bezug genommen; diese stellen eine Vielfalt von Anwendungsmöglichkeiten für den Elementenschutz und den Dampffühler dar, wie voranstehend beschrieben. Wie schematisch in Fig. 6A gezeigt, kann der Elementenschutz für sich alleine in einer Vielfalt von Wasserkochgefäßen benutzt werden, die in der Zeichnung als herkömmlicher Kessel 301 und ein krugartiges Gefäß 302 als Beispiel gezeigt sind. In Fig. 6B ist gemäß der Darstellung ein Dampffühler in die Oberseite eines Elementenschutzes eingesteckt, und die Zeichnung zeigt schematisch die Kombination, die zusammen mit dem Heizelement eines herkömmlichen Kessels 301 zusammengebaut ist, der mit einer Öffnung zum Durchlassen von Dampf zum Dampffühler-Bimetall vorgesehen ist, und in einer Alternativausführung mit dem Heizelement eines krugartigen Gefäßes 302 zusammengebaut ist, das eine Dampfleitung umfaßt, um Dampf vom Inneren des Gefäßes zur Stelle des Dampffühlers zu leiten, wo er in den Elementenschutz eingesteckt ist. Fig. 6C zeigt eine andere Möglichkeit, bei welcher der Dampffühler mit Abstand vom Elementenschutz getrennt angeordnet sein kann und hieran mittels einer geeigneten Verbindungsleitung angekoppelt ist, die an ihrem einen Ende einen steckerartigen Anschluß aufweist, der dazu eingerichtet ist, in die Oberseite des Elementenschutzes eingesteckt zu werden, und an ihrem anderen Ende einen steckdosenartigen Anschluß, der dazu eingerichtet ist, den steckerartigen Endabschnitt der Dampffühler-Schalter-Unterbaugruppe aufzunehmen.Reference is now made to Figures 6A, 6B and 6C of the accompanying drawings, which illustrate a variety of applications for the element protector and steam sensor as described above. As shown schematically in Figure 6A, the element protector may be used alone in a variety of water boiling vessels, shown in the drawing as a conventional kettle 301 and a jug-like vessel 302 by way of example. In Fig. 6B, a steam sensor is shown plugged into the top of an element guard, and the drawing shows schematically the combination assembled with the heating element of a conventional kettle 301 provided with an opening for passing steam to the steam sensor bimetal, and in an alternative embodiment assembled with the heating element of a jar-like vessel 302 which includes a steam line for conducting steam from the interior of the vessel to the location of the steam sensor where it is plugged into the element guard. Fig. 6C shows another possibility in which the steam sensor can be spaced apart from the element guard and coupled thereto by means of a suitable connecting cable having at one end a plug-type connection adapted to be plugged into the top of the element guard and at the other end a socket-type connection adapted to receive the plug-type end portion of the steam sensor-switch subassembly.
Eine noch andere Weise, auf welche ein Dampffühler, der die vorliegende Erfindung verkörpert, zusammen mit dem Elementenschutz benutzt werden kann, ist unter Bezugnahme auf die Fig. 7 und 8 der beigefügten Zeichnungen beschrieben. Der gezeigte Elementenschutz ist eine abgeänderte Ausführung des Elementenschutzes, der in den Fig. 5A und 5B der beigefügten Zeichnungen gezeigt ist, und gleichartige oder gemeinsame Teile tragen dieselben Bezugszeichen, wie sie in den Fig. 5A und 5B benutzt sind. Die Ansicht des Elementenschutzes, der in Fig. 7 gezeigt ist, ist ein Blick in die offene Fläche des Hauptformkörpers 26, wobei die einen Kontakt tragende, stromführende Anschlußfeder 31, die kontakttragende, stromführende Blattfeder 32 und die neutrale Anschlußfeder 33 mit dem Hauptformkörper zusammengebaut sind. Wie man sich aus der vorangehend vorgelegten Beschreibung in Erinnerung rufen wird, liegen bei der Verwendung des Elementenschutzes die kalten Enden des Heizelements gegen die oberen Teile der Blattfedern 31 und 33 an, d.h. die Teile die ganz oben in Fig. 7 der beigefügten Zeichnungen gezeigt sind, und die Teile 58 und 60 der Blattfedern 32 bzw. 33 werden in Kontakt mit dem stromführenden und neutralen Anschlußstift durch die Wirkung der Pfosten 52 und 53 gedrückt, die an der Rückseite des zusammenklappbaren Trägers vorgesehen sind. Beim Normalbetrieb des Elementenschutzes sind die Kontakte die an den Blattfedern 31 und 32 vorgesehen sind, geschlossen, um den Stromfluß durch das Heizelement zu gestatten, aber im Fall eines Elementen-Übertemperaturzustands, der beispielsweise dadurch verursacht wurde, daß das Gefäß leer angeschaltet wurde, wird der untere Teil der Blattfeder 31 von der Schubstange, die im zusammenklappbaren Träger angebracht ist, belastet, und zwar infolge der Wirkung des Bimetalls, um die Ruhekontakte zu öffnen. Wenn der Übertemperaturzustand des Elements fortfährt, beispielsweise infolge des Umstands, daß die Kontakte miteinander verschweißt sind, dann wird ein Sekundärschutz in Erscheinung treten, wenn der zusammenklappbare Träger beginnt, zu schmelzen und hierbei die Anschlüsse freizugeben, die zwischen den Blattfedern 32 und 33 sowie den Stromversorgungs-Anschlußstiften hergestellt sind.Yet another way in which a steam sensor embodying the present invention may be used together with the Element protector which may be used is described with reference to Figures 7 and 8 of the accompanying drawings. The element protector shown is a modified version of the element protector shown in Figures 5A and 5B of the accompanying drawings and like or common parts bear the same reference numerals as used in Figures 5A and 5B. The view of the element protector shown in Figure 7 is a view into the open face of the main mold body 26 with the contact-bearing current-carrying terminal spring 31, the contact-bearing current-carrying leaf spring 32 and the neutral terminal spring 33 assembled with the main mold body. As will be recalled from the description given above, when the element protector is in use, the cold ends of the heating element bear against the upper parts of the leaf springs 31 and 33, that is to say the parts shown at the very top of Fig. 7 of the accompanying drawings, and parts 58 and 60 of the leaf springs 32 and 33 respectively are urged into contact with the live and neutral terminal pins by the action of posts 52 and 53 provided at the rear of the collapsible support. In normal operation of the element protector, the contacts provided on the leaf springs 31 and 32 are closed to permit current to flow through the heating element, but in the event of an element over-temperature condition caused, for example, by the vessel being switched on empty, the lower part of the leaf spring 31 is urged by the push rod mounted in the collapsible support, due to the action of the bimetal, to open the normally closed contacts. If the overtemperature condition of the element continues, for example due to the fact that the contacts are welded together, then a secondary protection will appear when the collapsible carrier begins to melt, thereby releasing the connections made between the leaf springs 32 and 33 and the power supply pins.
In der modifizierten Form des Elementenschutzes, der in Fig. 7 gezeigt ist, hat die Blattfeder 31 einen Abschnitt 311, der als Torsionsarm wirksam ist, der die Drehung des Abschnitts 312 ermöglicht, die den Kontakt trägt, und ein Anschlagabschnitt 313 ist vorgesehen, der mit einem beweglichen Schieber 314 zusammenwirkt, um im Elementenschutz die Position des Kontakts zu bestimmen, der von der Blattfeder 31 getragen ist. Diese Anordnung ist schematisch in Fig. 8 dargestellt, und es wird anhand Fig. 8 ausdrücklich betont, daß dann, wenn der Schieber 314 sich in seiner vorderen Position befindet, er gegen den Abschnitt 313 der Blattfeder 31 anliegt und eine Drehung des Abschnitts 312 um den Torsionsarmabschnitt 311 verursacht, wobei er den Kontakt, der am untersten Ende der Blattfeder 31 betragen ist, in eine Lage zum Berühren des Kontaktes bringt, der von der Blattfeder 32 getragen ist. Wenn der Schieber 314 sich in seiner rückwärtigen Position befindet (wie in Fig. 8 gezeigt), dann stellt jedoch der Kontakt, der von der Kontaktfeder 31 getragen ist, keine Berührung mit dem Kontakt her, der von der Blattfeder 32 getragen ist.In the modified form of the element guard shown in Fig. 7, the leaf spring 31 has a portion 311 acting as a torsion arm allowing rotation of the portion 312 carrying the contact, and a stop portion 313 is provided which cooperates with a movable slider 314 to determine the position of the contact carried by the leaf spring 31 in the element guard. This arrangement is shown schematically in Fig. 8 and it is emphasized from Fig. 8 that when the slider 314 is in its forward position it abuts against the portion 313 of the leaf spring 31 and causes rotation of the portion 312 about the torsion arm portion 311, bringing the contact located at the lowermost end of the leaf spring 31 into position to contact the contact carried by the leaf spring 32. When the slider 314 is in its rearward position (as shown in Fig. 8), however, the contact carried by the contact spring 31 does not make contact with the contact carried by the leaf spring 32.
Der Schieber 314 ist innerhalb eines Kupplungsteiles 315 zur Hin- und Herbewegung hierin angebracht und das Kupplungsteil ist dazu eingerichtet, in eine Öffnung eingesteckt zu werden, die zu dem Zweck in der Oberseite des Elementenschutzes vorgesehen ist, und hierin einzurasten. Die Bewegung des Schiebers 314 innerhalb des Kupplungsteils 315 wird vom Dampffühler bestimmt, wie nachfolgend beschrieben, so daß dann, wenn der Dampffühler in Abhängigkeit von der Erzeugung von Dampf arbeitet, wenn Wasser innerhalb des Gefäßes kocht, dann der Schieber in seine rückwärtige Position zurückgezogen wird und es hierbei den Kontakten gestattet, sich zu lösen und das Heizelement abzuschalten.The slider 314 is mounted within a coupling member 315 for reciprocating movement therein and the coupling member is adapted to be inserted into and snapped into an opening provided for that purpose in the top of the element guard. The movement of the slider 314 within the coupling member 315 is determined by the steam sensor as described below so that when the steam sensor operates in response to the generation of steam when water is boiling within the vessel, then the slider will move into its rearward position, allowing the contacts to release and turn off the heating element.
Es wird auf den oberen Teil der Fig. 7 Bezug genommen; dort ist eine Perspektivansicht eines Dampffühlers gezeigt, der eine modifizierte Ausführung der Dampffühler ist, die voranstehend beschrieben sind. Wie gezeigt, wobei man jedesmal, wo es zweckmäßig ist, dieselben Bezugszeichen für gleiche oder ähnliche Teile verwendet, wie sie voranstehend verwendet wurden, weist der Dampffühler einen Formkörper 44 auf, der mit einem Schenkel 54 ausgebildet ist, der eine Messerschneiden-Schwenkhalterung für ein Ende eines Auslösehebels 45 liefert, und das andere Ende des Auslösehebels 45 hat eine V-Kerben-Halterung zur Aufnahme eines Endes einer Bimetallzunge 46, während das andere Ende der Bimetallzunge 46 in einer gegenüberliegenden V-Kerbe aufgenommen ist, die in einem Federmetall-Verstärkungsteil 320 ausgebildet ist, das im Formkörper 44 hinter dem Pfosten 321 festgehalten ist. Wie bereits vorher voll erläutert wurde, bilden das Bimetall 46 und der Auslösehebel 45 zusammen ein gelenkiges Teil, das in einem Schnappvorgang zwischen zwei stabilen Zuständen beweglich ist, nachdem das Bimetall einer geeigneten, hohen Temperatur ausgesetzt wurde, nämlich der Temperatur des Dampfes, der erzeugt wird, wenn Wasser in einem zugeordneten Gefäß kocht.Referring to the upper part of Figure 7, there is shown a perspective view of a steam sensor which is a modified version of the steam sensors described above. As shown, using, wherever appropriate, the same reference numerals for like or similar parts as used above, the steam sensor comprises a molded body 44 formed with a leg 54 providing a knife edge pivot mount for one end of a trip lever 45, and the other end of the trip lever 45 has a V-notch mount for receiving one end of a bimetallic tongue 46, while the other end of the bimetallic tongue 46 is received in an opposite V-notch formed in a spring metal reinforcement member 320 retained in the molded body 44 behind the post 321. As fully explained above, the bimetal 46 and the trip lever 45 together form an articulated member which is movable in a snapping action between two stable states after the bimetal has been subjected to a suitable high temperature, namely the temperature of the steam produced when water is boiled in an associated vessel.
Wie schematisch in Fig. 7 gezeigt, ist der Auslösehebel 45 an einem Ende der Drahtseele eines Bowdenzuges 325 befestigt, und das entsprechende Ende der äußeren Hülle des Zuges ist an dem Formkörper 44 befestigt. Am anderen Ende des Kabels ist die Drahtseele mit dem Schieber 314 verbunden, und die äußere Hüile ist mit dem Kupplungsteil 315 verbunden. Infolge dieser Anordnung sind die Bewegungen des Bimetalls 46 und Auslösehebels 45 des Dampffühlers gekoppelt mit dem Elementenschutz, so daß im kalten Zustand des Dampffühlers der Schieber 314 die Kontakte im Elementenschutz zu ihrem geschlossenen Zustand hin belastet, und wenn der Dampffühler auf Wasser anspricht, das in dem zugeordneten Gefäß kochte dann wird der Schieber 314 zurückgezogen, woraufhin die Schalterkontakte im Elementenschutz öffnen.As shown schematically in Fig. 7, the release lever 45 is attached to one end of the wire core of a Bowden cable 325, and the corresponding end of the outer sheath of the cable is attached to the molded body 44. At the other end of the cable, the wire core is connected to the slider 314, and the outer sheath is connected to the coupling part 315. As a result of this arrangement, the movements of the bimetal 46 and release lever 45 of the steam sensor are coupled to the element guard so that when the steam sensor is cold the slide 314 biases the contacts in the element guard toward their closed state, and when the steam sensor responds to water boiling in the associated vessel then the slide 314 is retracted, whereupon the switch contacts in the element guard open.
In der Anordnung der Fig. 7 und 8, wie sie somit beschrieben wurde, ist somit der Kontakt, der vom unteren Ende der Blattfeder 32 getragen ist, ein "fester" Kontakt, und der Kontakt, der vom unteren Ende der Blattfeder 31 getragen ist, ist ein "beweglicher" Kontakt, dessen Lage abhängig ist sowohl vom Zustand des Dampffühlers als auch vom Zustand des Elementenschutzes. Diese Anordnung ist nur beispielhaft, und es könnte beispielsweise auch die Anordnung getroffen werden, daß beide Kontakte "beweglich" wären, wobei die Lage des einen Kontakts vom Dampffühler und die Lage des anderen Kontakts vom Elementenschutz bestimmt würde. Es könnte ferner eine Anordnung getroffen werden, daß getrennte Gruppen von Schaltkontakten im Elementenschutz vorgesehen werden, von denen die eine vom Elementenschutz an sich und die andere vom Dampffühler an sich gesteuert wird.In the arrangement of Figures 7 and 8, as thus described, the contact carried by the lower end of the leaf spring 32 is a "fixed" contact and the contact carried by the lower end of the leaf spring 31 is a "movable" contact, the position of which is dependent on both the state of the steam sensor and the state of the element guard. This arrangement is only exemplary and it could also be arranged, for example, that both contacts were "movable", the position of one contact being determined by the steam sensor and the position of the other contact being determined by the element guard. It could also be arranged that separate groups of switching contacts are provided in the element guard, one of which is controlled by the element guard itself and the other by the steam sensor itself.
Die beschriebene Anordnung der Fig. 7 und 8 hat eine vorteilhafte Einfachheit und vermindert Toleranzgebungsprobleme, die bisher beim Versuch aufgetreten sind, einen Dampffühler mechanisch mit einem Elementenschutz zu koppeln. Dank der Benutzung eines Bowdenzuges kann die elektrische Isolierung des Dampffühlers gegenüber den Bestandteilen des Elementenschutzes mit niedrigen Kosten sichergestellt werden, und ferner werden minimale Beschränkungen der ästhetischen Ausbildung des Gefäßes auferlegt. Als vorteilhaft ergibt sich auch die Benutzung gemeinsamer Teile bei den Dampffühlern und den Elementenschutzeinrichtungen, die vorher beschrieben wurden, und in dieser Hinsicht muß vermerkt werden, daß derselbe grundlegende Dampffühler so ausgebildet werden könnte, daß er wahlweise entweder ein elektrisches oder ein mechanisches Signal an den Elementenschutz abgibt, und in gleicher Weise könnte derselbe, grundlegende Elementenschutz so ausgebildet werden, daß er wahlweise entweder eine elektrische oder eine mechanische Eingabe aus dem Dampffühler entgegennimmt. Der Elementenschutz könnte beispielsweise so ausgebildet sein, daß dann, wenn er mit einer elektrischen Eingabe aus dem Dampffühler benutzt wird (in der hier unter Bezugnahme auf die Fig. 5A bis 5E beispielsweise beschriebenen Weise), ein blindes Kupplungsteil 315 in den Elementenschutz eingesteckt wird, um die Kontaktfeder 31 zur geeigneten Lage hin zu belasten.The arrangement described in Figs. 7 and 8 has an advantageous simplicity and reduces tolerance problems that have previously occurred when attempting to mechanically couple a steam sensor to an element protection. Thanks to the use of a Bowden cable, the electrical insulation of the steam sensor from the elements of the element protection can be ensured at low cost and, furthermore, minimal restrictions are imposed on the aesthetic design of the vessel. The use of common parts in the steam sensors and element protectors previously described, and in this regard it should be noted that the same basic steam sensor could be designed to selectively provide either an electrical or a mechanical signal to the element protector, and similarly the same basic element protector could be designed to selectively accept either an electrical or a mechanical input from the steam sensor. The element protector could, for example, be designed so that when used with an electrical input from the steam sensor (in the manner described herein with reference to Figs. 5A to 5E, for example), a blind coupling member 315 is inserted into the element protector to bias the contact spring 31 toward the appropriate position.
Wie in Fig. 7 gezeigt, ist ein Ende der Bimetallzunge 46 in einer V-Kerbe aufgenommen, die in einem Federmetall- Verstärkungsteil 320 ausgebildet ist, das im Formkörper 44 hinter dem Pfosten 321 befestigt ist. Es wäre bevorzugt, die Verwendung des Federmetall-Verstärkungsteils 320 zu vermeiden, aber aufgrund der Schwierigkeiten, auf die wir beim Finden eines Kunststoffmaterials für den Formkörper 44 getroffen sind, das eine nachgiebige Halterung für das Metall liefert, ohne dem mechanischen Kriechen ausgesetzt zu sein, wenn es altert, hat die Anordnung des Federmetallteils 320 eine elegante Lösung für das Problem geliefert, eine nachgiebige Halterung für das Bimetall vorzusehen. Die Anordnung des Federmetallteils 320 kann deutlicher in den Fig. 9A und 9B und in Fig. 10 der beigefügten Zeichnungen gesehen werden, worin dieselben Bezugszeichen für dieselben oder gleichartige Teile benutzt sind, wie sie in den Beschreibungen der vorangehenden Ausführungsbeispiele benutzt wurden. Viele andere Abänderungen werden in den Fig. 9A, 9B und 10 hinsichtlich der detaillierten Form verschiedenartiger Bestandteile des dargestellten Ausführungsbeispiels zu sehen sein, aber die Gesamtfunktion und Gesamt-Wirkungsweise des Ausführungsbeispiels bleibt so, wie dies oben beschrieben ist, und dementsprechend wird keine weitere Erörterung der Fig. 9A, 9B und 10 als notwendig angesehen.As shown in Fig. 7, one end of the bimetal tongue 46 is received in a V-notch formed in a spring metal reinforcement member 320 secured in the mold body 44 behind the post 321. It would be preferable to avoid the use of the spring metal reinforcement member 320, but because of the difficulties we have encountered in finding a plastics material for the mold body 44 which provides a compliant support for the metal without being subject to mechanical creep as it ages, the arrangement of the spring metal member 320 has provided an elegant solution to the problem of providing a compliant support for the bimetal. The arrangement of the spring metal member 320 can be seen more clearly in Figs. 9A and 9B and in Fig. 10 of the accompanying drawings, wherein the same reference numerals are used for the same or similar parts as used in the descriptions of the preceding embodiments. Many other amendments will 9A, 9B and 10 as to the detailed form of various components of the illustrated embodiment, but the overall function and operation of the embodiment remains as described above and accordingly no further discussion of Figs. 9A, 9B and 10 is deemed necessary.
Es wurden somit mehrere Ausführungsbeispiele eines Dampfmeßschalters beschrieben, oder einer Vorrichtung, die geeignet ist zur Verwendung in einem Dampfmeßschalter oder als ein solcher, der verschiedenartige Vorzüge aufweist. Wenn die Vorrichtung als ein Teil eines auf Dampf ansprechenden Schalters benutzt wird, beispielsweise in einem elektrischen automatischen Kessel oder Warmwasserkrug, dann ermöglicht die Form der Vorrichtung den freien Zutritt des Dampfs zum Bimetall vor dem Betrieb, was ein rasches Ansprechen der Vorrichtung gestattet, und wird in manchen der beschriebenen Ausführungsbeispiele den Verschluß des Dampfkanals nach dem Betrieb ermöglichen, was es der Vorrichtung gestattet, noch leichter zurückgestellt zu werden, als es bei bereits vorliegenden Vorrichtungen der Fall ist. Die Tatsache, daß nur ein einfaches bzw. glattes Bimetall benutzt zu werden braucht und daß das Bimetall nicht die Richtung seiner Krümmung zu ändern braucht, während es sich von einem kalten Zustand in einen warmen Zustand bewegt, ist weiter in dieser Hinsicht von Vorteil, so daß, während ein herkömmliches Otter-Bimetall mit Einschnappwirkung eine Temperaturdifferenz zwischen seinem festgesetzten und zurückgestellten Zustand bietet und deshalb nicht zurückgestellt werden kann, bis es sich abgekühlt hat, bei einem glatten Bimetall keine solche Differenz vorliegt. Die beschriebenen Ausführungsbeispiele benutzen eine niedrige Anzahl von Bestandteilen, verglichen mit herkömmlichen Vorrichtungen, und selbst in jenen Ausführungsbeispielen, wie dem der Fig. 3A bis 3M beispielsweise, die verhältnismäßig komplizierte Formkörper verwenden, sind sie von einfachem Aufbau, und versprechen ferner, wirksam und effizient beim Langzeitbetrieb dank unter anderem dem Ausräumen der hohen Spannungspegel zu sein, die normalerweise in herkömmlichen bistabilen Bimetall-Betätigungseinrichtungen vorliegen und zum Ausfall infolge von Ermüdung führen.There have thus been described several embodiments of a steam sensing switch, or of a device suitable for use in or as a steam sensing switch, having various advantages. When the device is used as part of a steam responsive switch, for example in an electric automatic boiler or hot water jug, the shape of the device allows free access of steam to the bimetal prior to operation, permitting rapid response of the device, and in some of the embodiments described will allow closure of the steam passage after operation, permitting the device to be reset even more easily than is the case with existing devices. The fact that only a plain bimetal need be used and that the bimetal need not change the direction of its curvature as it moves from a cold state to a warm state is further advantageous in this respect, so that whereas a conventional Otter snap action bimetal presents a temperature difference between its set and reset states and therefore cannot be reset until it has cooled, no such difference exists with a plain bimetal. The embodiments described use a low number of components compared to conventional devices and even in those For example, in embodiments such as that of Figs. 3A to 3M which use relatively complex molded bodies, they are of simple construction and further promise to be effective and efficient in long-term operation thanks, among other things, to eliminating the high stress levels normally present in conventional bistable bimetallic actuators which lead to failure due to fatigue.
Es wird in Betracht gezogen, daß die Eichung der voranstehend beschriebenen Anordnungen, um speziellen Anwendungen zu entsprechen, ohne weiteres durch entsprechende Auswahl und/oder Einstellung der Bitmetallcharakteristiken erreicht werden kann, es wäre aber zusätzlich oder alternativ auch möglich, die Eichung durch Vorsehen einstellbarer Anschläge zu erreichen, die die Arbeitsbedingungen des Bimetalls definieren. Somit könnten beispielsweise im Ausführungsbeispiel der Fig. 1A bis 1H die Anlage 14 und/oder die Teile 12, 13, die den hinteren und vorderen Anschlag für den Auslösehebel bilden, einstellbar sein, beispielsweise durch Verwendung von Madenschrauben an geeigneten Stellen oder durch Verwendung gesondert abgeformter und einstellbar positionierbarer, einrastbarer Formteile. Ein einstückiger Formkörper ist vom Gesichtspunkt der Einfachheit vorteilhaft und die Eichung durch Auswahl der Bimetallcharakteristiken ist in perfekter Weise durchführbar, aber es wird ausdrücklich darauf hingewiesen, daß sich die Erfindung auch auf alternative Mittel erstreckt, um die Eichung zu erreichenIt is contemplated that calibration of the arrangements described above to suit specific applications can be readily achieved by appropriate selection and/or adjustment of the bimetal characteristics, but it would additionally or alternatively be possible to achieve calibration by providing adjustable stops defining the working conditions of the bimetal. Thus, for example, in the embodiment of Figures 1A to 1H, the abutment 14 and/or the parts 12, 13 forming the rear and front stops for the release lever could be adjustable, for example by using grub screws at appropriate locations or by using separately molded and adjustably positioned snap-in moldings. A one-piece molding is advantageous from the point of view of simplicity and calibration by selection of the bimetal characteristics is perfectly feasible, but it is expressly pointed out that the invention also extends to alternative means of achieving calibration.
Die Erfindung, wie sie beschrieben ist, liefert eine Dampffühlereinheit und eine Elementenschutzeinheit, die erforderlichenfalls individuell benutzt werden können, aber auch miteinander kombiniert werden können, wobei der Dampffühler in den Elementenschutz eingesteckt ist oder eine elektrische Leitung oder eine mechanische Bewegungsübertragungsvorrichtung, wie ein Bowdenzug, betrieblich die beiden verbindet. Während in den hier beschriebenen Ausführungsbeispielen der Dampffühler und der Elementenschutz jeweils eine spezifische Form einnehmen, ist die Erfindung fähig zu einer breiteren Anwendung und es können nicht nur verschiedenartige Abwandlungen an den beschriebenen Ausführungsbeispielen vorgenommen werden, ohne daß man den Umfang der Erfindung verläßt, sondern es könnten auch unterschiedliche Formen der Dampffühlereinheit und der Elementenschutzeinheit zum Zusammenkoppeln in Übereinstimmung mit ihren Lehren herangezogen werden. Es muß insbesondere vermerkt werden, daß, während es in den hier beschriebenen Ausführungsbeispielen zweckmäßig ist, daß der Dampffühler im Elementenschutz zwischen dem kalten Ende eines Elements und einer Blattfeder des Elementenschutzes angeschlossen werden sollte, doch verschiedenartige Alternativanordnungen herangezogen werden könnten, um den Schalter im Dampffühler in Reihe mit dem Schalter im Elementenschutz anzuschließen.The invention as described provides a steam sensor unit and an element protection unit which can be used individually if required, but can also be combined with each other, with the steam sensor plugged into the element protection or an electrical conduit or a mechanical motion transmitting device such as a Bowden cable operatively connects the two. While in the embodiments described herein the steam sensor and the element protector each take a specific form, the invention is capable of wider application and not only may various modifications be made to the embodiments described without departing from the scope of the invention, but also different forms of steam sensor unit and element protector unit could be used to couple together in accordance with its teachings. It is particularly to be noted that while in the embodiments described herein it is convenient that the steam sensor in the element protector should be connected between the cold end of an element and a leaf spring of the element protector, various alternative arrangements could be used to connect the switch in the steam sensor in series with the switch in the element protector.
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