DE4227358C2 - Vorrichtung zum Schalten der Heizenergiezufuhr eines elektrischen Durchlauferhitzers - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Schalten der Heizenergiezufuhr eines Durchlauferhitzers, insbesondere der Heizstrecke eines elektrischen Durchlauferhitzers, mit einem Durchflußwächter zum Ein- und Ausschalten der Heizenergie in Abhängigkeit von einer Fluidströmung, mit einem Sicherheits­ druckbegrenzer, der die Heizenergiezufuhr unterbricht, wenn der Fluiddruck im Durchlauferhitzer einen vorgegebenen Grenzwert übersteigt, und mit einem Trägermodul, der den Durchflußwächter und den Sicherheitsdruckbegrenzer zu einer Baueinheit zusammen­ faßt, und der einen Fluidleitungsabschnitt mit einem Fluidein­ laß und einem Fluidauslaß, eine erste elektrische Kontaktgruppe und eine zweite elektrische Kontaktgruppe enthält, die im Be­ triebszustand bei Zufuhr von Heizenergie in Serie geschaltet sind, wobei die erste Kontaktgruppe als Schließer ausgebildet und von dem Durchflußwächter bei Fluidströmung betätigbar ist und die zweite Kontaktgruppe bei einem vorgegebenen Überdruck in der Fluidleitung von dem Sicherheitsdruckbegrenzer geöffnet wird.

In bekannten elektrischen Durchlauferhitzern schaltet der Durchflußwächter alle drei Phasen der Stromversorgung des Ge­ räts. Beim Zapfen von Warmwasser wird die Stromversorgung des Geräts und insbesondere der Heizstrecke eingeschaltet, beim Schließen des Zapfventils kehrt der Durchflußwächter in seine Ruhestellung zurück und unterbricht die Stromversorgung. Im Falle von Fehlfunktionen des Durchflußwächters oder Störungen der von diesem betätigten elektrischen Kontakte (beispielsweise Kontaktkleben) wirkt die Heizstrecke auf eine stationäre Fluid- (Wasser-)säule. Dies kann im Extremfall zu stark überhöhten Drücken führen, die das Fluidsystem im Durchlauferhitzer spren­ gen.

Der Aufbau stark überhöhter Drücke in der Fluidleitung des Durchlauferhitzers wird von dem Sicherheitsdruckbegrenzer ver­ hindert. Dieser ist in der Regel als Druckmeßdose ausgebildet und öffnet einen normalerweise geschlossenen Schalter im Ver­ sorgungsstromkreis des Durchlauferhitzers.

Bei einem bekannten Durchlauferhitzer der eingangs genann­ ten Art (DE 27 05 729 A1) sind die Kontakte als Mikroschalter ausgebildet. Diese Bauweise ist relativ platzaufwendig, was sich insbesondere deshalb ungünstig auswirkt, weil man gerade bei Durchlauferhitzern besonders bestrebt ist, den Platzbedarf der Geräte möglichst klein zu halten. Hinzu kommt, daß die be­ kannte Vorrichtung relativ hohe Herstellungskosten bedingt, und zwar im Zusammenhang mit der Steuerungs- und Sicherheitsbau­ gruppe, die einen entscheidenden Faktor für die Gesamtkosten des Durchlauferhitzers bildet.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das benötigte Bauvolumen für die aus Durchflußschalter und Sicherheitsdruck­ begrenzer bestehenden Funktionseinheiten zu verringern und den Herstellungsaufwand zu reduzieren.

Bei einer Vorrichtung der eingangs genannten Art wird diese Aufgabe erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die zweite Kontakt­ gruppe als bistabiler Schalter ausgebildet ist; daß jeder Ein­ zelkontakt der beiden Kontaktgruppen eine einseitig am Träger­ modul festgelegte Federzunge aufweist, die so ausgebildet ist, daß ihr einen Kontaktpunkt tragendes freies Ende zwei stabile Stellungen zu beiden Seiten einer labilen Zwischenstellung er­ reichen kann; und daß die Federzungen der ersten Kontaktgruppe in die geöffnete (stabile) Stellung vorgespannt sind.

Zwar ist es bekannt (DE 37 07 967 A1), einem Durchflußwäch­ ter und einem Sicherheitsdruckbegrenzer Schaltelemente in Form von Federzungen zuzuordnen, jedoch weisen diese keine bistabile Funktion auf. Sie sind als einstückige Federzungenpaare ausge­ bildet und werden von komplizierten Hebelsystemen einerseits in ihrer Öffnungslage (erste Kontaktgruppe) und andererseits in ihrer Schließlage (zweite Kontaktgruppe) gehalten.

Erfindungsgemäß hingegen werden beide Kontaktgruppen von gleichartigen bistabilen Federzungen gebildet, die einfach und günstig in der Fertigung sind, wobei sie nur einen minimalen Platzbedarf benötigen. Es handelt sich um besondere Blattfeder­ zungen, wie sie beispielsweise auf anderem Gebiete der Technik als sogenannte Knackfroschfedern bekannt sind. Diese haben meh­ rere in der Blattfeder-Ebene vorgespannte Schenkel, wodurch sich eine Wölbung aus der Materialebene heraus ergibt. Wird die Federzunge aus der einen stabilen Stellung über die labile Zwi­ schenstellung hinaus ausgelenkt, so kehrt sich ihre Wölbung um, und die Federzunge springt in die zweite stabile Stellung. Die Stellungswechsel verlaufen nach dem Überschreiten der labilen Zwischenstellung extrem rasch, wobei an den Enden der Feder­ zunge ein erheblicher Kontaktdruck aufgebracht werden kann. Ein bei der Erfindung genutzter besonderer Vorteil dieser Art von Kontaktfedern liegt darin, daß sie bei prinzipiell gleichem Aufbau und gleicher Funktion sowohl als bistabile als auch als monostabile Schalter verwendet werden können. Die erste Kon­ taktgruppe ist als Schließer, d. h. als monostabiler Schalter ausgebildet. Dies gelingt einfach dadurch, daß die Federzungen jeweils in die eine stabile Ruhestellung gedrängt werden, und zwar vorzugsweise durch eine geeignete Feder.

In der zweiten Kontaktgruppe hingegen wird die bistabile Funktion der Federzungen genutzt. Wenn die Kontakte im Störfall geöffnet worden sind, so behalten sie ihre Öffnungsstellung auch dann bei, wenn anschließend der Druck wieder unter den kritischen Wert sinkt. Zum Schließen der Kontakte ist ein ge­ sonderter Arbeitsgang erforderlich, der in der Regel nur dann durchgeführt wird, wenn der Fehler, der die Auslösung bewirkt hat, behoben worden ist. Das System kann also nicht um den kri­ tischen Druckwert pendeln.

Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung sind im Trägermodul leitende Kontaktplatten mit an einander gegenüber­ liegenden Seiten angeordneten vorstehenden Wülsten oder durch­ gehenden Metallnieten stationär eingebaut. Auf beiden Seiten der Kontaktplatte stehen im Betrieb des Durchlauferhitzers die Kontaktpunkte von paarweise einander zugeordneten Federzungen in Anlage. Dadurch können die elektronischen Leitungswege ver­ kürzt und die elektrischen Komponenten der erfindungsgemäßen Vorrichtung dicht zusammengestellt werden; als Verbindungsele­ mente zwischen den Kontaktgruppen können einfache Kontaktpillen oder eine Kontaktplatte durchstoßende Nieten dienen, an die je­ weils die Kontaktpunkte von zwei Federzungen zur Anlage kommen.

Die Stellbewegung vom Durchflußwächter zur ersten Kontakt­ gruppe sowie vom Sicherheitsdruckbegrenzer auf die zweite Kon­ taktgruppe wird durch mechanische Übertragungsmittel übertra­ gen. Der Angriff der Übertragungsmittel an den von ihnen betä­ tigten Federzungen erfolgt in einem mittleren Abschnitt zwi­ schen der Federzungen-Befestigungsstelle und deren Kontakt­ punkt.

Besonders montagefreundlich ist ein bevorzugtes Ausfüh­ rungsbeispiel der Erfindung, bei dem der Trägermodul ein Unter­ teil, ein Oberteil und wenigstens ein zwischen beiden einge­ spanntes Klemmstück aufweist und die Federzungen der ersten Kontaktgruppe zwischen Unterteil und Klemmstück und diejenigen der zweiten Kontaktgruppe zwischen Klemmstück und Oberteil be­ festigt sind. Die Übertragungsmittel sind vorzugsweise alle auf einer Seite, nämlich der Oberseite der Baueinheit angeordnet, damit alle Einzelteile zu Wartungs- und Montagezwecken leicht zugänglich sind.

In Zuordnung zum Sicherheitsdruckbegrenzer und den von die­ sem betätigten Kontakten ist ein mechanisches Rückstellorgan vorgesehen, das manuell betätigt werden kann, um im Falle der Abschaltung über den Sicherheitsdruckbegrenzer die zweite Kon­ taktgruppe wieder in die Funktionsstellung zurückzubewegen.

Bei einer Weiterbildung der Erfindung läßt sich eine beson­ ders rasche Schaltfrequenz des Durchflußwächters und eine Erhö­ hung der Zuverlässigkeit dadurch erreichen, daß der Durchfluß­ wächter ein stirnseitig abdichtendes Tellerventil enthält, das so ausgebildet ist, daß sich sein Durchflußquerschnitt mit zu­ nehmendem Hub des Tellers vergrößert. Der Vorteil dieser Wei­ terbildung liegt vor allem darin, daß sich der Teller bei Un­ terbrechen des Fluiddurchflusses unter Einfluß der Ventil-Rück­ stellfeder besonders rasch seinem Sitz nähern und die Sitzposi­ tion erreichen kann, was ohne einen Druckausgleich nicht oder nicht so rasch möglich wäre.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Un­ teransprüchen gekennzeichnet.

Im folgenden wird die Erfindung anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 in Draufsicht und

Fig. 2 in Schnittansicht entlang der Schnittlinie II-II das Unterteil des Gehäuses eines elektrischen Durchlauferhitzers mit allen funktionswesent­ lichen Komponenten;

Fig. 3 eine Seitenansicht - teilweise im Schnitt - auf ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Schalten der Heizenergiezufuhr, wobei ein Durchflußwächter und ein Sicherheits­ druckbegrenzer in einer Baueinheit integriert sind;

Fig. 4 die Vorrichtung gemäß Fig. 3 in Draufsicht;

Fig. 5 eine Teilschnittansicht entlang der Schnittlinie 5-5 in Fig. 5 unter Darstellung der verschie­ denen elektrischen Kontaktelemente;

Fig. 6 eine Draufsicht auf die bei dem Ausführungsbei­ spiel gemäß Fig. 5 für alle Kontakte verwendete Blattfederzunge im entspannten Zustand (ausgezogene Linien) und im Einbauzustand (verformt entsprechend der strichpunktierten Teildarstellung);

Fig. 7 eine schematische Schnittansicht auf einen Ven­ tileinsatz für den in Fig. 3 dargestellten Durchflußwächter mit besonderen Druckaus­ gleichskanälen zur gedrosselten Endlagensteuerung des Ventiltellers; und

Fig. 8, A, B und C die wesentlichen Funktionselemente bei einem anderen Ausführungsbeispiel der Vor­ richtung zum Schalten der Heizenergiezufuhr eines Durchlauferhitzers.

Der in den Fig. 1 und 2 in zwei Ansichten (Draufsicht und Schnitt) gezeigte Durchlauferhitzer hat einen Kaltwas­ sereinlauf 1, der mit einem handbetätigbaren Absperrventil, ei­ nem Wasserfilter und einem Rückschlagventil zu einer Baueinheit zusammengefaßt ist, und einen Wasserauslauf 2, dem ebenfalls ein handbetätigbares Absperrventil zugeordnet ist. Der Fluid­ strom verläuft vom Kaltwassereinlauf 1 durch eine flexible Lei­ tung 3, durch eine im folgenden als Sicherheitsschaltvorrich­ tung bezeichnete Baueinheit 4, vorbei an einer Steuereinrich­ tung 5, die auf einer Platine angeordnet ist und elektronische Bauelemente zur Steuerung der Heizleistung aufweist, ferner über eine als flexible Leitung ausgebildete erste Isolations­ strecke 6 zu einer Heizstrecke 7, in der das Kaltwasser im Be­ trieb auf die von der Steuereinrichtung eingestellte Warmwas­ sertemperatur aufgeheizt wird, und schließlich durch eine eben­ falls flexible zweite Isolationsstrecke 8 in den Warmwasser- Auslauf 2. Die Heizstrecke 7 besteht aus drei rohrförmigen Heizmodulen, in denen in der Zeichnung nicht dargestellte wen­ delförmige Blankdrahtheizelemente angeordnet sind.

Die Baueinheiten 4, 5 und 7 sind auf einer Trägerplatte 9 des Durchlauferhitzers stationär montiert; die Schlauchverbin­ dungen 3, 6 und 8 sind in Schleifen gelegt und ermöglichen eine weitgehende Lageveränderung der Einlauf- und Auslaufblöcke 1 und 2 zur Anpassung an das Leitungsanschlußmuster.

Die Erfindung und die nachfolgende Beschreibung befassen sich mit der Baueinheit 4, in welcher ein Durchflußwächter 11 und ein Sicherheitsdruckbegrenzer 12 sowie die von diesen betä­ tigten Kontaktgruppen integriert sind. Wie die nachfolgende Be­ schreibung von Ausführungsbeispielen der Sicherheitsschaltvor­ richtung 4 zeigen wird, ist deren vorteilhafter Einsatz nicht auf die in den Fig. 1 und 2 dargestellte spezielle Ausfüh­ rung der übrigen Funktionselemente des Durchlauferhitzers be­ schränkt; der Modul 4 kann sogar als Sicherheitsschaltvorrich­ tung bei Durchlauferhitzern mit anderen Energieträgern als elektrische Energie, so beispielsweise bei Durchlauferhitzern mit Gas eingesetzt werden.

Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der neuen Sicherheits­ schaltvorrichtung 4 wird im folgenden anhand der Fig. 3 bis 5 beschrieben.

In einem Trägermodul 10 ist ein Leitungsabschnitt 14 inte­ griert, zu dem ein Einlaßstutzen 15 und ein Auslaßstutzen 16 gehören. Der Einlaßstutzen 15 ist mit der Kaltwasserseite (flexible Leitung 3 in Fig. 1) und der Auslaßstutzen 16 mit der Verbindungsleitung zum Heizstreckenzulauf verbunden. In den Leitungsabschnitt 14 sind Funktionselemente sowohl des Durch­ flußwächters 11 als auch des Sicherheitsdruckbegrenzers 12 ein­ gebunden. Der Durchflußwächter 11 wirkt in an sich bekannter Weise als Differenzdruckschalter und ist als Tellerventil aus­ gebildet. Im Ruhezustand ist der Flüssigkeitsdruck auf beiden Seiten des Ventiltellers 21 im wesentlichen gleich, und die Rückstellfeder 22 hält den Ventilteller in stirnseitiger Anlage auf dem Ventilsitz des Ventilgehäuses. Wird Wasser an dem Warm­ wasser-Auslauf 2 des Durchlauferhitzers gezapft, so entsteht ein nicht unerhebliches Druckgefälle zwischen den Stutzen 15 und 16, und der Differenzdruck hebt den Ventilteller 21 von seiner Sitzfläche entgegen der Kraft der Rückstellfeder 22 so­ weit ab, daß das Fluid praktisch ohne Drosselung im Bereich des Durchflußwächters 11 durch die Leitung 14 strömen kann. Wird der Warmwasser-Auslauf durch Schließen des Zapfventils abge­ sperrt, so ist der Wasserdruck auf beiden Seiten des Tellerven­ tils 11 praktisch gleich, und die Rückstellfeder 22 drängt den Ventilteller 21 auf dessen Sitz zurück.

Die Stellung des Ventiltellers 21 wird über einen mechani­ schen Übertragungszug aus einer Schaltwippe 23, in diese einge­ schraubte Justierschrauben 24 und Betätigungsstößel 25 (Fig. 5) auf die erste Kontaktgruppe 26 übertragen. In dem beschriebenen Ausführungsbeispiel werden die drei Stromphasen synchron ge­ schaltet. Durch entsprechende Einstellung der Justierschrauben 24 können bei prinzipiell gleichem Aufbau die Phasen auch ge­ stuft geschaltet werden, um bei Vollast wenigstens ein zusätz­ liches Heizelement einzuschalten. Andererseits können die Kon­ takte der ersten Kontaktgruppe 26 aber auch durch ein gemeinsa­ mes, aus elektrisch isolierendem Material bestehendes Übertra­ gungsmittel, beispielsweise einem Betätigungsbalken betätigt werden.

Der Sicherheitsdruckbegrenzer 12 muß im Leitungsabschnitt 14 stromab des Durchflußwächters 11 angeordnet werden, da er etwaige unzulässige Überdrücke vor allem in der Heizstrecke 7 zu begrenzen hat. Der Druckbegrenzer 12 ist in üblicher Weise als Druckmeßdose ausgebildet und wirkt bei einem vorgegebenen Überdruck, beispielsweise bei 20 bar, über eine zweite Schalt­ wippe 30 auf einen Betätigungsschieber 31 und einen Dreifach­ stößel 32. Letzterer wirkt auf eine zweite Kontaktgruppe 33 und öffnet deren Kontakt mit einem linsenförmigen Kontaktelement 34. Dem Übertragungszug vom Sicherheitsdruckbegrenzer 12 zur zweiten Kontaktgruppe 33 ist eine Justierschraube 35 zugeord­ net, mit der der Druckgrenzwert für die Betätigung der zweiten Kontaktgruppe 33 (öffnen des Strompfades) eingestellt werden kann. In der Ruhestellung des Druckbegrenzers 12 (Normalbetrieb) hält ein abgewinkelter Ansatz 36 (Fig. 3) den Schieber 31 entgegen der Vorspannung einer Feder 37 zurück. Bei Verschwenken der Schaltwippe 30 um ihr Schwenklager 38 wird der Schieber 31 freigegeben und von seiner Feder 37 in Fig. 4 nach unten geschoben. Dabei läuft der Dreifachstößel 32 auf eine Schieber-Steuerkurve (nicht dargestellt) auf und wird unter Schalten der zweiten Kontaktgruppe 33 nach unten gedrängt.

Parallel zum Betätigungsstößel 32 ist ein handbetätigter Dreifachstößel 39 vorgesehen, mit dessen Hilfe die als bista­ bile Schaltgruppe ausgebildeten Kontakte 33 nach einer vorange­ gangenen Betätigung über den Betätigungsstößel 32 von Hand wie­ der in die in Fig. 5 dargestellte normale Betriebsstellung rückgestellt werden können.

Die beschriebenen Übertragungszüge zwischen den beiden Stellgliedern 11 und 12 und den von ihnen betätigten ersten und zweiten Kontaktgruppen 26 und 33 können in verschiedener Weise modifiziert werden. So kann anstelle der Wippen-Schieberkombi­ nation 30, 31 ein von der Druckmeßdose 12 direkt betätigter Schieber mit geeigneter Steuerkurve auf eine geeignete Stößelanordnung, beispielsweise den Dreifachstößel 32 wirken. Der handbetätigbare Dreifachstößel 39 kann ferner über eine ge­ eignete Kupplung mit dem Übertragungszug vom Sicherheitsdruck­ begrenzer 12 zur zweiten Kontaktgruppe so gekoppelt sein, daß auch die entsprechenden Elemente, beispielsweise der Schieber 31, bei Handbetätigung des Dreifachstößels 39 in ihre Ausgangs­ stellung zurückgeführt werden.

In dem Teilschnitt gemäß Fig. 5 sind der Trägermodul 10, und die zur Sicherheitsschaltvorrichtung 4 gehörigen elektri­ schen Komponenten gezeigt, die im Trägermodul 10 integriert sind. Der Trägermodul 10 ist als mehrteiliges Kunststoffgehäuse ausgebildet und weist einen Unterteil 41, einen Oberteil 42 und zwischen 41 und 42 eingespannte Klemmstücke 43 und 44 auf. Wie zu sehen ist, sind alle Stößel 25, 32 und 39 parallel ver­ schiebbar im Oberteil 42 geführt.

In Fig. 5 ist in einer etwa mittigen Teilungsebene zwi­ schen Unterteil 41 und Oberteil 42 bzw. den zugehörigen Klemm­ stücken eine Kontaktplatte 45 angeordnet. Diese Kontaktplatte 45 kann aus einem elektrisch isolierenden Werkstoff, beispiels­ weise aus Kunststoff bestehen. Im beschriebenen Ausführungsbei­ spiel besteht sie aus einem leitenden Material und ist in drei separate, d. h. jeder einzelnen Phase zugeordnete Blechstreifen unterteilt. Die Kontaktplatte unterteilt den Innenraum des ge­ häuseartigen Moduls in zwei Kammern 46 bzw. 47. In diesen Kam­ mern ist Raum für das Bewegungsspiel einerseits der ersten Kon­ taktgruppe 26 und andererseits der zweiten Kontaktgruppe 33. Die Verbindungsbleche 45 sind in der Teilungsebene beidseitig eingespannt, und zwar einerseits zwischen Unterteil 41 und dem rechten Klemmstück 43 und andererseits zwischen dem Oberteil 42 und dem linken Klemmstück 44. Im Mittelabschnitt weist jedes Verbindungsblech 45 eine Metallniet auf, die nach beiden Seiten des Verbindungsblechs 45 in die jeweilige Kammer 46 bzw. 47 vorspringt und das Kontaktelement zu den Kontaktpillen bzw. - punkten 48 und 49 bildet.

Die beweglichen Kontaktelemente sind bei beiden Kontakt­ gruppen 26 und 33 übereinstimmend als Federzungen ausgebildet, wie sie in Fig. 6 dargestellt sind. Jede Federzunge 50 ist ga­ belförmig ausgebildet und hat zwei Schenkel 51 mit einem im dargestellten entspannten Zustand keilförmigen Einschnitt 52. Im Bereich der Schenkelenden sind der Befestigung dienende Boh­ rungen 53 ausgebildet. In der in Fig. 5 dargestellten Einbau­ lage sind die Bohrungen 53 von modulfesten, in der Zeichnung nicht dargestellten Zapfen durchgriffen. Die Befestigungszapfen haben einen etwas geringeren gegenseitigen Abstand als die Boh­ rungen 53 in der Darstellung gemäß Fig. 6 (im entspannten Zu­ stand der Feder 50). In der Einspannstellung sind die Schenkel 51 daher zusammengedrückt, und zwar etwa bis in die in Fig. 6 strichpunktiert dargestellte Position. Dies führt zwangsläufig zu einer Materialausbauchung - zur einen oder zur anderen Seite - aus der Ebene der Blattfeder 50 heraus. Die Folge ist, daß das freie Ende 54 der Federzunge 50 zur einen oder anderen Seite hin ausgelenkt wird und dort eine ausgelenkte stabile Stellung einnimmt. Diese Auslenkung ist in der Einbaulage der Federzungen 26 und 33 in Fig. 5 gezeigt. Die Auslenkkräfte und damit die Kontaktdrücke sind einstellbar, und zwar einerseits durch das Maß der Verformung der Schenkel 51 an deren Einspann­ stellen, andererseits aber auch durch die Geometrie der Feder­ zunge 50 und deren Material. Das Schaltspiel bei Übergang von der einen in die andere stabile Stellung zu beiden Seiten einer labilen Zwischenstellung kann relativ klein gemacht werden, ohne die zuverlässige Funktion und den erforderlichen Kontakt­ druck zu beeinträchtigen. Der Stellungswechsel ist in beiden Richtungen außerordentlich rasch und - nach Überschreiten der Schaltschwelle - unabhängig vom Hub des Betätigungsstößels. Für die Zwecke der Erfindung ist vor allem wichtig, daß die elek­ trischen Komponenten der beiden Funktionsgruppen, nämlich der­ jenigen in Zuordnung zum Durchflußwächter und derjenigen in Zu­ ordnung zum Sicherheitsdruckbegrenzer, auf engstem Raum bei ex­ trem kurzen Schalt- und Verbindungswegen (Verbindungselement 34) angeordnet werden können. Die Querschnitte sowohl der be­ weglichen Kontakte 50 als auch der Kontaktpillen 34, 48 und 49 können in Anpassung an die zu schaltende Stromstärke bzw. elek­ trische Energie ausgelegt werden.

Die Federzungen 50 der beiden Kontaktgruppen 26 und 33 sind über ihnen einzeln zugeordnete Kontaktbleche 57 und 55 zu ge­ eigneten von außen zugänglichen Schraubkontakten 56 geführt. Die beiden in einer Baueinheit zusammengefaßten, unabhängigen Funktionseinheiten (Durchflußwächter 11 und Sicherheitsdruckbe­ grenzer 12) können daher als Modul in den Kaltwasserbereich auch bestehender Durchlauferhitzer eingebunden werden, wobei nur die Fluidanschlüsse 15 und 16 und die elektrischen Verbin­ dungen über die Schraubkontakte 56 zur Heizstrecke bzw. der Steuereinrichtung hergestellt werden müssen.

Wie oben anhand von Fig. 6 erläutert wurde, wirken die Fe­ derzungen 50 in dem eingespannten Zustand als bistabile Schalt­ kontakte. In dieser Funktion sind die Federzungen 50 als zweite Kontaktgruppe 33 bei der Erfindung vorgesehen. In der darge­ stellten Ruhestellung steht die Kontaktpille 49 aller Kontakte der Kontaktgruppe 33 in Anlage an dem Kontaktelement 34 der Kontaktplatte 45. Im Falle eines übermäßigen Drucks im Warmwas­ serbereich des Durchlauferhitzers wird der Dreifachstößel 32 betätigt. Er greift in einen mittleren Bereich zwischen Ein­ spannstelle und freiem Ende (Kontaktpille 49) der Federzunge, also etwa in dem durch Einspannung bauchigen Bereich der Feder­ zungen an und drückt die Feder nach unten. Die Folge ist ein Wechsel in der Auswölbung und ein Hochspringen des Kontakt­ punkts 49 unter Öffnen der Leitungsverbindung. Diese Unter­ brechung der Leitungsverbindung führt zwingend zu einer Stromunterbrechung in der Heizstrecke. Die Rückkehr in die in Fig. 5 dargestellte Betriebsstellung der zweiten Kontaktgruppe 33 ist nur durch Niederdrücken des Entriegelungsstößels 39 mög­ lich.

Bei der ersten Kontaktgruppe 26 ist die der eingespannten Federzunge 50 innewohnenden bistabilen Federcharakteristik mit Hilfe einer von außen an die Federzungen angreifenden Vorspan­ nung in eine monostabile Charakteristik geändert. Diese äußere Federvorspannung wird durch eine Feder 60 aufgebracht, die auf ein vertikal bewegliches Stützlager 61 einwirkt. Das Stützlager hat ein der Betätigungsrichtung der Betätigungsstößel 25 entge­ gengerichtetes Bewegungsspiel. Das federbelastete Stützlager 61 sorgt dafür, daß eine durch Betätigung des Durchflußwächters 11 hervorgerufene Auslenkung der Federzunge begleitet vom Anlegen der Kontaktpille 48 an das Kontaktelement 34, bei Rückkehr des Stößels 25 zurückgestellt wird (Stellung gemäß Fig. 5). Der monostabile Schaltkontakt der Kontaktgruppe 26 ist daher ein sogenannter Schließer. In der Betätigungsstellung fließt Strom über die Kontaktbleche 64, die erste Kontaktgruppe 26, deren Kontaktpillen 48, die Kontaktelemente 34, die Kontaktpillen 49 der zweiten Kontaktgruppe 33 und von dort zu den Kontaktblechen und Schraubkontakten auf der Ausgangsseite des Moduls 10.

In Fig. 7 ist ein besonderer Gehäuseeinsatz für den als Tellerventil ausgebildeten Durchflußwächter 11 gezeigt. Der Ge­ häuseeinsatz 70 ist in das Ventilgehäuse fest eingebaut und bildet einen Kranz um den stirnseitigen Ventilsitz. Der kolben­ artige Ventilteller bewegt sich axial im etwa zylindrischen In­ nenraum des Einsatzes 70.

Der Einsatz 70 ist in seinem dem Ventilsitz abgekehrten Ab­ schnitt nach Art einer Krone ausgebildet und mit Schlitzen 71 versehen. Durch letztere kann das Fluid bei geöffnetem Ventil in einen Ringraum und von dort in den Fluidleitungsabschnitt 14 fließen. Zusätzlich zu den Schlitzen 71 sind in der konzen­ trischen Innenwandung des Einsatzes 70 keilförmig nach unten verjüngte Druckausgleichskanäle 72 ausgebildet, durch die bei geringem Abhebehub des Ventiltellers ein gewisser Druckaus­ gleich stattfinden kann. Dieser Druckausgleich hat sich als vorteilhaft für die Bewegungscharakteristik des Durchflußwäch­ ters erwiesen; denn dessen Rückholbewegung durch die Feder 22 wird ohne Überdimensionierung der Feder 22 weniger stark be­ dämpft. Andererseits reicht die Dämpfung bei entsprechender Be­ messung der keilförmigen Druckausgleichskanäle aus, um störende Geräusche beim Rückkehren des Tellers auf seinen Ventilsitz zu vermeiden.

Die in den Ansichten gemäß Fig. 8, 8A bis 8C darge­ stellte Ausführungsform der Sicherheitsschaltvorrichtung 4 un­ terscheidet sich von der zuvor anhand der Fig. 3 bis 5 be­ schriebenen Ausführungsform einerseits durch die Übertragungs­ züge vom Durchflußwächter 11 zu der ersten Kontaktgruppe 26 und vom Sicherheitsdruckbegrenzer 12 zur zweiten Kontaktgruppe 33 durch die Relativanordnung der beiden Kontaktgruppen 26 und 33 sowie deren Verbindungselemente. In Übereinstimmung mit der zu­ erst beschriebenen Ausführungsform sind die beweglichen Kon­ takte jeweils als Federzungen mit bistabiler Schaltcharakteri­ stik ausgebildet.

Alle Federzungen der Kontaktgruppen 26 und 33 sind etwa in einer Ebene nebeneinander angeordnet. Die Kontakte der beiden Kontaktgruppen sind paarweise über Leiterbahnen 81, 82 und 83 in Reihe geschaltet. Diese Leiterbahnen sind in ein Kunststoff­ gehäuse eingebettet.

Im Übertragungszug des Durchflußwächters 11 ist ein erster Betätigungsschieber 84 mit einer aus drei übereinstimmenden Ab­ schnitten bestehenden Steuerkurve 85 angeordnet. Die Steuer­ kurve 85 wird in jedem Abschnitt von einem zapfenförmigen Ab­ tastnocken eines Kipphebels 86 abgetastet, der über einen am Gegenarm angeordneten Stößel 87 an der zugehörigen Federzunge der Kontaktgruppe 26 angreifen kann. In Fig. 8B sind die Kon­ takte 48 geschlossen gezeigt, was dem Betriebszustand, d. h. dem Zapfen von Warmwasser und damit dem Schließen des Stromkreises der Heizstrecke entspricht. Bei geschlossenem Tellerventil 21 wird der Schieber 84 in Fig. 8C nach links geschoben, so daß die Abstastnocken des Kipphebelssystems 86 in Vertiefungen der Steuerkurve 85 fallen. Die Folge ist ein Umschwenken der Feder­ zungen 26 in die andere stabile Stellung, und zwar unter Ein­ fluß der Druckfedern 60, die den Stößeln 87 entgegenwirken.

Die Kontakte der zweiten Kontaktgruppe 33 werden in ent­ sprechender Weise durch einen von dem Druckbegrenzer 12 direkt angetriebenen zweiten Schieber 88 mit einer Steuerkurve 89 be­ tätigt. Die Abtastung und Übertragung von der Steuerkurve 89 auf die beweglichen Kontakte der zweiten Kontaktgruppe 33 ent­ spricht im Prinzip derjenigen bei der ersten Kontaktgruppe 26. Zu beachten ist, daß die Anordnung bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 8 so getroffen ist, daß jeder Federzunge 50′ im Be­ reich ihres Schenkeleinschnitts 52 eine Öffnung 52′ zugeordnet ist, die von dem Abtastnocken durchgriffen wird, um die Betäti­ gungsbewegung des zugehörigen Schiebers 85 bzw. 88 zum Schalten der Federzunge auf die Betätigungsstößel 87 zu übertragen.

Claims (14)

1. Vorrichtung zum Schalten der Heizenergiezufuhr eines Durchlauferhitzers, insbesondere der Heizstrecke (7) eines elektrischen Durchlauferhitzers, mit einem Durchflußwächter (11) zum Ein- und Ausschalten der Heizenergie in Abhängigkeit von einer Fluidströmung, mit einem Sicherheitsdruckbegrenzer (12), der die Heizenergiezufuhr unterbricht, wenn der Fluid­ druck im Durchlauferhitzer einen vorgegebenen Grenzwert über­ steigt, und mit einem Trägermodul (10), der den Durchflußwäch­ ter (11) und den Sicherheitsdruckbegrenzer (12) zu einer Bau­ einheit (4) zusammenfaßt, und der einen Fluidleitungsabschnitt (14) mit einem Fluideinlaß (15) und einem Fluidauslaß (16), eine erste elektrische Kontaktgruppe (26) und eine zweite elek­ trische Kontaktgruppe (33) enthält, die im Betriebszustand bei Zufuhr von Heizenergie in Serie geschaltet sind, wobei die er­ ste Kontaktgruppe als Schließer ausgebildet und von dem Durch­ flußwächter (11) bei Fluidströmung betätigbar ist und die zweite Kontaktgruppe (33) bei einem vorgegebenen Überdruck in der Fluidleitung von dem Sicherheitsdruckbeweger (12) geöff­ net wird,
dadurch gekennzeichnet,
daß die zweite Kontaktgruppe (33) als bistabiler Schalter ausgebildet ist;
daß jeder Einzelkontakt der beiden Kontaktgruppen (26, 33) eine einseitig am Trägermodul festgelegte Federzunge (50; 50′) aufweist, die so ausgebildet ist, daß ihr einen Kontaktpunkt (48, 49) tragende freies Ende zwei stabile Stellungen zu bei­ den Seiten einer labilen Zwischenstellung erreichen kann;
und daß die Federzungen (50) der ersten Kontaktgruppe (26) in die geöffnete Stellung vorgespannt sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Trägermodul (10) leitende Kontaktmittel (34) stationär ein­ gebaut sind und daß die Kontaktpunkte (48, 49) je einer Feder­ zunge (50) aus beiden Kontaktgruppen (26, 33) an einem Kontakt­ mittel (34) in Anlage stehen, wenn der Strömungswächter (11) betätigt und der Sicherheitsdruckbegrenzer (12) unbetätigt ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktmittel (34) als beidseitig aus einer Kontaktplatte (45) vorstehende Wülste beispielsweise in Form einer Metallniet oder Kontaktpille ausgebildet sind und daß die Kontaktpunkte (48, 49) der paarweise einander zugeordneten Federzungen (26, 33) an gegenüberliegenden Seiten der Kontaktplatte an den Wül­ sten in Anlage bringbar sind.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß jede Federzunge (50) der ersten Kontakt­ gruppe (26) durch Federmittel (60, 61) in die stabile Stellung vorgespannt ist.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß erste mechanische Übertragungsmittel (23-25) zur Übertragung einer Stellbewegung vom Strömungswächter (11) zur ersten Kontaktgruppe (26) und zweite mechanische Über­ tragungsmittel (30-37) zur Übertragung einer Stellbewegung des Sicherheitsdruckbegrenzers (12) auf die zweite Kontaktgruppe (33) vorgesehen sind und daß die mechanischen Übertragungsmit­ tel an den von ihnen betätigten Federzungen im Bereich und mit Abstand zwischen deren Befestigungsstelle (53) und dem Kontakt­ punkt (48, 49) der Federzunge angreifen.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Trägermodul (10) ein Unterteil (4), ein Oberteil (42) und wenigstens ein zwischen beiden eingespanntes Klemmstück (43, 44) aufweist und daß die Federzungen der ersten Kontaktgruppe (26) zwischen Unterteil und Klemmstück und die­ jenigen der zweiten Kontaktgruppe (33) zwischen Klemmstück und Oberteil befestigt sind.

7. Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeich­ net, daß die ersten Übertragungsmittel (23, . . . 25) mindestens zwei bewegungsgekoppelte Betätigungsstößel (25) aufweisen, die im Oberteil (42) parallel verschiebbar gelagert sind und daß die zweiten Übertragungsmittel mindestens ein durch das Ober­ teil durchgeführtes Betätigungsorgan (32) aufweisen.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten und/oder zweiten Übertragungs­ mittel jeweils eine auf die Betätigungsstößel (25) und/oder die zwangsgekoppelten Betätigungsorgane (32) einwirkende Wippe (23, 30) aufweisen und in den Übertragungszug von oder zu der Wippe Justiermittel (24, 35) zur Einstellung des jeweiligen Schalt­ punkts und/oder Bewegungsspiels eingebunden sind.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten und/oder zweiten Übertragungs­ mittel jeweils einen auf die Bewegungsstößel (25; 87) und/oder die zwangsgekoppelten Betätigungsorgane (32) einwirkenden Schieber (84, 88) aufweisen, der im Trägermodul quer zur Bewe­ gungsrichtung der Betätigungsstößel bzw. -organe geführt und eine Steuerbahn (85, 89) zur Stößelbetätigung aufweist.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß ein auf die zweite Kontaktgruppe (33) ein­ wirkendes mechanisches Rückstellorgan (30), das zur Rückstel­ lung der zweiten Kontaktgruppe in die erste stabile Stellung dient, handbetätigbar im Trägermodul (10) angeordnet ist.

11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchflußwächter (11) ein stirnseitig abdichtendes Tellerventil mit Drosselmitteln (72) enthält, deren Durchflußquerschnitt sich mit zunehmendem Stellhub des Tellers vergrößert.

12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilteller in einen im wesentlichen zylindrischen Ge­ häuseabschnitt (70) koaxial verschiebbar angeordnet ist und daß in der zylindrischen Innenwand des Gehäuseabschnitts Druckaus­ gleichskanäle (72) ausgebildet sind, die an oder nahe der Sitz­ fläche beginnen und in einer Auslaßöffnung (71) münden.

13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckausgleichskanäle (72) in Richtung der Auslaßöff­ nung (71) erweiterte Querschnitte haben.

14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilteller in einem Gehäuseabschnitt koaxial verschiebbar angeordnet ist, der einen in Fluid-Durch­ laßrichtung geringfügig kegelstumpfförmig erweiterten Quer­ schnitt hat.