DE69501321T2

DE69501321T2 - Safety switches, in particular for household electrical appliances

Info

Publication number: DE69501321T2
Application number: DE1995601321
Authority: DE
Inventors: Flavio Gallone
Original assignee: Signal Lux SpA
Current assignee: Signal Lux SpA
Priority date: 1995-06-06
Filing date: 1995-06-06
Publication date: 1998-04-16
Anticipated expiration: 2015-06-07
Also published as: EP0747915A1; DE69501321D1; EP0747915B1; ES2112620T3

Description

Die vorliegende Erfindung hat als Gegenstand einen Sicherheitsschalter, insbesondere für Haushaltsgeräte und ähnliche, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1, sowie aus DE-A-2917088 bekannt.The present invention relates to a safety switch, in particular for household appliances and the like, according to the preamble of claim 1, as well as known from DE-A-2917088.

Insbesondere ist die Erfindung anwendbar auf Schalter, Wechselschalter, Umschalter und ähnliche Bestandteile,In particular, the invention is applicable to switches, changeover switches, changeover switches and similar components,

die Abmessungen mit einem verhältnismäßig beschränktem Platzbedarf aufweisen, nach der Art wie sie im allgemeinen an elektrischen Haushaltsgeräten und ähnlichen verwendet wird, die mit Wechselstrom mit Werten bis zu 16 A und 250 V betrieben werden.which have dimensions which take up relatively little space, of the type generally used in household electrical appliances and similar, operating on alternating currents of up to 16 A and 250 V.

Wie bekannt, umfassen die Schalter nach der obigen Art üblicherweise ein Basisgehäuse und ein Paar von an diesem letzteren festliegenden Kontakten, die mit entsprechenden Polen des Stromkreises verbunden werden, dem der Schalter selbst zugeordnet wird.As is known, switches of the above type usually comprise a base housing and a pair of contacts fixed to the latter, which are connected to corresponding poles of the circuit to which the switch itself is assigned.

Im Basisgehäuse ist mindestens ein beweglicher Kontakt aufgenommen, der wirksame Abschnitte aufweist, die es erlauben, die elektrische Kontinuität zwischen den festen Kontakten je nach den Positionen, jeweils in Schließ- und Offenstellung, herzustellen oder zu unterbrechen, die vom beweglichen Kontakt selbst eingenommen werden.The base housing houses at least one moving contact, which has effective sections that allow the electrical continuity between the fixed contacts to be established or interrupted depending on the positions, respectively in the closed and open positions, assumed by the moving contact itself.

Die Verstellung des beweglichen Kontaktes zwischen den genannten Positionen wird durch Steuermittel herkömmlicher und bekannter Art hergestellt. Üblicherweise umfassen diese. Steuermittel mindestens eine Betätigungstaste, die axial in Gegenwirkung zu einer Rückstellfeder beweglich ist, und ein biegsames Rückhalteelement oder eine Rückhaltefeder, das bzw. die innerhalb des Basisgehäuses verankert ist. Das biegsame Rückhalteelement hält die Taste nach Niederdrücken und Loslassen derselben in einer Arbeitsstellung, die der Schließstellung des beweglichen Kontaktes entspricht, oder befreit die Bewegung der Taste selbst durch Einwirkung der Rückstellfeder für ein neues Niederdrücken und Loslassen, derart, daß der bewegliche Kontakt in Offenstellung gebracht wird.The adjustment of the movable contact between the above positions is carried out by control means of conventional and are manufactured in a known manner. These control means usually comprise at least one actuating button which is axially movable in opposition to a return spring and a flexible retaining element or a retaining spring which is anchored within the base housing. The flexible retaining element holds the button after it has been pressed down and released in an operating position which corresponds to the closed position of the movable contact or releases the movement of the button itself under the action of the return spring for a new depression and release, so that the movable contact is brought into the open position.

Die oben kurz beschriebenen Schalter bekannter Art wirken als allgemeine Schalter, um die Stromkreise zu öffnen und zu schließen, denen sie zugeordnet sind, und zwar nur wenn dieselben manuell betätigt werden.The switches of known type briefly described above act as general switches to open and close the circuits to which they are assigned, only when they are manually operated.

Es ist auch bekannt, daß insbesondere bei Hausgeräten, zahlreiche Einrichtungen vorhanden sind, wie Druckwächter, Thermostaten, Zeitschalter, die mit Hilfsstromkreisen verbunden sind, die ihrerseits in ihrer Funktion mit Bestandteilen derselben Geräte verbunden sind. Auf keinem Fall sind diese Einrichtungen am Hauptschalter der Geräte selbst wirksam, die daher, z.B. am Ende eines von einem Zeitschalter oder einem Programmschalter gesteuerten Arbeitsablaufes, unter Spannung bleiben.It is also known that, particularly in domestic appliances, there are numerous devices such as pressure switches, thermostats and timers connected to auxiliary circuits which in turn function with components of the same appliances. In no case do these devices operate on the main switch of the appliances themselves, which therefore remain live, for example at the end of a cycle controlled by a timer or a programmer.

Sollten sich Stromverluste aufgrund eines Isolierfehlers oder Ausfalles herausstellen, sieht der Stand der Technik das Eingreifen von sogenannten Lebensschutzsicherheitseinrichtungen vor, die insgesamt die Stromspeisung zu einer gesamten Stromanlage unterbrechen, mit der das Gerät verbunden ist, und erlauben nicht festzustellen, an welcher Stelle einer Anlage und/oder welches Gerät eine bestimmten Stromverlust verursacht hat. Zur Lösung dieses Problems beschreibt und beansprucht die europäische Patentanmeldung Nr. 0 636 893 eine Schaltung zur Sichtbarmachung der Stromverluste, die in der Lage ist, sowohl zur Vorbeugung als auch für eine wirksame Wartungstätigkeit die Stelle festzustellen, wo sich abnormale Stromaufnahmen unterhalb der Sicherheitsschwelle bilden, ohne den Eingriff des Schutzschalters zu betragen. Diese Schaltungsvorrichtung, auch wenn sie sehr nützlich ist, um genaue spezielle Informationen über den Zustand der Betriebsfähigkeit von Anlagen und Geräten zu erhalten, weist jedoch die eigene Grenze auf, daß die gelieferten sichtbar gemachten Angaben nur von einer einzigen Person verwendet werden und nicht den automatischen Eingriff eines Schalters oder eines ähnlichen Bestandteiles betragen.If power losses are detected due to an insulation fault or failure, the state of the art provides for the intervention of so-called life-protection safety devices, which interrupt the power supply to an entire power system with which the device and do not make it possible to determine at which point in an installation and/or which device has caused a particular loss of current. To solve this problem, European patent application No 0 636 893 describes and claims a circuit for visualising current losses which is able to identify the point where abnormal absorptions below the safety threshold occur, both for prevention and for effective maintenance, without requiring the intervention of the circuit breaker. This circuit device, although very useful for obtaining precise specific information on the operational status of installations and devices, has the limitation that the visualised information provided can only be used by a single person and does not require the automatic intervention of a switch or similar component.

In der Praxis, sind in den genannten Fällen die unmittelbar an elektrischen Haushaltsgeräten angewandten Schalter ausschließlich durch manuelle Eingriffe betätigbar, während die bekannten Sicherheitsschalter außerhalb der Geräte liegen und, außer daß sie einen großen Platzbedarf betragen, nur bei Überstrom oder bei Strömen mit abnormalem Verlust in Betrieb sind.In practice, in the cases mentioned, the switches applied directly to electrical household appliances can only be operated by manual intervention, while the known safety switches are located outside the appliances and, in addition to taking up a lot of space, only operate in the event of overcurrent or currents with abnormal loss.

Aus dem Dokument DE-A-2817088 ist auch ein Stromschalter bekannt, der allgemeine Betätigungsmittel aufweist, um einen beweglichen Kontakt von einer Offenstellung, in der eine elektrische Diskontinuität zwischen den festen Kontakten besteht, in eine Schließstellung zu verstellen, in der eine elektrische Kontinuität besteht.From the document DE-A-2817088 a current switch is also known which has general actuating means for moving a movable contact from an open position in which there is an electrical discontinuity between the fixed contacts to a closed position in which there is electrical continuity.

Im Einzelnen benützen solche Betätigungsmittel ein Nockenprofil, um die normale Verstellung der Kontakte zu erlauben. Dieser Schalter umfaßt auch Sicherheitsmittel, die es erlauben, den beweglichen Kontakt aus der Schließ stellung in die Offenstellung auf automatische Weise zu verstellen. Solche Sicherheitsmittel umfassen ein starres Halteelement, das aus einer an einem gekrümmten Tragkörper festliegenden Stange besteht, der am Basisgehäuse angelenkt ist. Die Stange ist in der Lage, den beweg lichen Kontakt in der Schließstellung gegen die Wirkung einer Feder zu halten, wobei die normale Betriebsweise des Schalters erlaubt wird. Um die Stellung des starren Halteelementes gegenüber dem Basisgehäuse aufrecht zu erhalten, umfassen die Sicherheitsmittel auch ein Verankerungselement und eine Feder, wobei beide am Basisgehäuse selbst befestigt und am gekrümmten Tragkörper aktiv sind. Die Feder drückt das starre Halteelement gegen das Verankerungselement, um die Stange zu positionieren. Bei Gefahr bewegt ein Steuersignal die Freigabemittel, die in Eingriff kommen, indem das starre Halteelement verschoben wird und die Wirkung der elastischen Feder umgangen wird.In particular, such actuating means use a cam profile to allow the normal movement of the contacts. This switch also includes safety means that allow the moving contact to be moved from the closed position to the open position in an automatic manner. Such safety means include a rigid holding element consisting of a rod fixed to a curved support body articulated to the base housing. The rod is able to hold the moving contact in the closed position against the action of a spring, allowing the normal operation of the switch. In order to maintain the position of the rigid holding element with respect to the base housing, the safety means also include an anchoring element and a spring, both fixed to the base housing itself and active on the curved support body. The spring presses the rigid holding element against the anchoring element to position the rod. In case of danger, a control signal moves the release means, which engage by displacing the rigid retaining element and bypassing the action of the elastic spring.

In dieser Situation bewegt sich ein Endabschnitt der Stange im Nockenprofil längs seinem üblichen Weg bis einer Stellung, in der die Schaltertaste derart nicht mehr zurückgehalten wird, daß eine Freigabe oder ein Loslassen erfolgt.In this situation, an end portion of the rod in the cam profile moves along its usual path to a position where the switch button is no longer restrained such that a release or release occurs.

Sobald das Steuersignal aufhört, kehren die Freigabemittel in die Ausgangsstellung zurück und die auf den gekrümmten Körper wirkende Feder läßt die Stange in ihrer Ausgangsstellung zurückkehren.As soon as the control signal stops, the release means return to the starting position and the spring acting on the curved body allows the rod to remain in its Return to starting position.

In dieser Konfiguration ist der Stromschalter für eine neue Benutzung bereit.In this configuration, the power switch is ready for new use.

Es bleibt jedoch beim Stand der Technik das technische Problem ungelöst, einen Schalter, insbesondere für elektrische Haushaltsgeräte bei Betrieb mit normaler Stromnetzspannung und mit kompakter Konstruktion, d.h. mit kleinerem Platzbedarf, zu verfügen, der imstande ist, die elektrische Kontinuität zwischen den festen Kontakten zu unterbrechen, mit denen er für genaue funktionelle Ansprüche des Gerätes, dem er zugeordnet ist, ausgerüstet ist.However, the current state of the art leaves unsolved the technical problem of providing a switch, particularly for electrical household appliances operating at normal mains voltage and having a compact design, i.e. requiring little space, capable of breaking the electrical continuity between the fixed contacts with which it is equipped for the precise functional requirements of the appliance to which it is assigned.

Die technische Aufgabe der vorliegenden Erfindung liegt im wesentlichen darin, das oben genannte technische Problem zu lösen und insbesondere einen Sicherheitsschalter zur Verfügung zu stellen, dessen Öffnung zur Isolierung beispielsweise eines Gerätes von der Stromnetzversorgung unabhängig vom Strom sein kann, der ihn durchfließt, und dem Vorkommen von bestimmten, bei der Konstruktion vorgegebenen Vorfällen unterliegt. Die angegebene technische Aufgabe wird im wesentlichen durch einen Sicherheitsschalter so wie im Anspruch 1 beschrieben gelöst. Es wird nun beispielsweise und nicht beschränkend, die Beschreibung einer bevorzugten, jedoch nicht ausschließenden Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Sicherheitsschalters wiedergegeben, der in den beigefügten Zeichnungen dargestellt ist, in denen,The technical object of the present invention is essentially to solve the above-mentioned technical problem and in particular to provide a safety switch whose opening for isolating, for example, a device from the mains power supply can be independent of the current flowing through it and is subject to the occurrence of certain events predetermined in the design. The stated technical object is essentially solved by a safety switch as described in claim 1. There will now be given, by way of example and not by way of limitation, the description of a preferred but not exclusive embodiment of a safety switch according to the invention, which is shown in the accompanying drawings in which,

Figur 1 ein aufgebrochenes Schaubild teilweise in Explosionsansicht des erfindungsgemäßen Sicherheitsschalters;Figure 1 is a broken away diagram, partially in exploded view, of the safety switch according to the invention;

Figur 2 einen Längsschnitt des zusammengebauten Schalters aus Figur 1.Figure 2 shows a longitudinal section of the assembled switch from Figure 1.

Unter Bezug auf die genannten Figuren, ist der erfindungsgemäße Sicherheitsschalter insgesamt mit 1 angegeben.With reference to the figures mentioned, the safety switch according to the invention is indicated overall with 1.

Er umfaßt ein Basisgehäuse 2 aus elektrisch isolierendem Material, in dem mindestens zwei feste Kontakte 3 starr in Eingriff stehen, die dazu bestimmt sind, mit den Polen eines Stromkreises verbunden zu werden, dem der Schalter 1 zugeordnet werden wird.It comprises a base housing 2 made of electrically insulating material in which at least two fixed contacts 3 are rigidly engaged, which are intended to be connected to the poles of an electric circuit to which the switch 1 will be assigned.

Im Basisgehäuse 2 sind mindestens ein beweglicher Kontakt 4, der wahlweise die elektrische Kontinuität und Diskontinuität zwischen den entsprechenden festen Kontakten 3 herstellt, und Steuermittel 5 aufgenommen, die den beweglichen Kontakt selbst zwischen einer Offenstellung, in der die festen Kontakte 3 elektrisch getrennt sind, und einer Schließstellung verstellen, in der diese letzteren sich in einer elektrischen Kontinuität befinden,The base housing 2 houses at least one movable contact 4 which selectively establishes electrical continuity and discontinuity between the corresponding fixed contacts 3 and control means 5 which adjust the movable contact itself between an open position in which the fixed contacts 3 are electrically separated and a closed position in which the latter are in electrical continuity.

Im einzelnen weisen die Steuermittel 5 auf einer an und für sich bekannten Art und Weise eine Betätigungstaste 6 auf, die axial in Gegenwirkung zu einer Rückstellfeder 7 oder gleichwertigen Mitteln beweglich ist, und ein biegsames Halteelement 8 oder Haltefeder, das/die einen ersten Endabschnitt 8a aufweist, der gleitbar in einen Nockenprofil 6a geführt ist, das auf einer Seite der Betätigungstaste 6 vorgesehen ist. Das Nockenprofil 6a ist derart ausgebildet, daß nach einem ersten Schubeingriff und Loslassen der Taste 6, diese letztere in einer Arbeitsstellung gehalten wird, in der der bewegliche Kontakt 4 sich in Schließposition auf den festen Kontakten 3 befindet. Zufolge eines erneuten Niederdrückens und Loslassens der Betätigungstaste 6, befreit das Halteelement 8 die Bewegungstaste selbst für die Einwirkung der Rückhaltefeder 7 derart, daß der bewegliche Kontakt 4 in Offenstellung gebracht wird.In detail, the control means 5 comprise, in a manner known per se, an actuating button 6 which is axially movable in opposition to a return spring 7 or equivalent means, and a flexible retaining element 8 or retaining spring which has a first end portion 8a which is slidably guided in a cam profile 6a provided on one side of the actuating button 6. The cam profile 6a is designed in such a way that, after a first pushing engagement and release of the button 6, the latter is held in a working position in which the movable Contact 4 is in the closed position on the fixed contacts 3. As a result of a renewed depression and release of the actuating button 6, the holding element 8 releases the movement button itself for the action of the retaining spring 7 in such a way that the movable contact 4 is brought into the open position.

Auf originelle Weise umfaßt der Schalter 1 Freigabemittel 9, die wahlweise auf das Halteelement 8 zur Befreiung der Taste 6 von der der Schließstellung des beweglichen Kontaktes 4 entsprechenden, wirksamen Stellung, und zur Rückstellung deshalb dieses letzteren in Offenstellung. Im einzelnen umfassen die Freigabemittel 9 ein zweckmäßig profiliertes Bimetallelement 10, das ein aktives Ende 10a in Berührung mit einem zwischen dem ersten Endabschnitt 8a und einem zweiten, im Basisgehäuse 2 aufgenommenen zweiten Verankerungsabschnitt 8c liegenden Zwischenabschnitt 8b des Halteelementes 8 aufweist.In an original way, the switch 1 comprises release means 9 which can be selectively acted on the holding element 8 to release the button 6 from the effective position corresponding to the closed position of the movable contact 4 and therefore to return the latter to the open position. In particular, the release means 9 comprise a suitably profiled bimetallic element 10 which has an active end 10a in contact with an intermediate portion 8b of the holding element 8 located between the first end portion 8a and a second anchoring portion 8c housed in the base housing 2.

Das Bimetallelement 10 weist ein am Basisgehäuse 2 festliegendes Eingriffsende 10b auf und ist thermisch derart verformbar, daß das aktive Ende 10a das Halteelement 8 verschiebt und verbiegt, um die Taste 6 von derwirkstellung zu befreien, in der der bewegliche Kontakt 4 die elektrische Kontinuität zwischen den festen Kontakten 3 festlegt.The bimetallic element 10 has an engaging end 10b fixed to the base housing 2 and is thermally deformable such that the active end 10a displaces and bends the holding element 8 in order to release the button 6 from the operative position in which the movable contact 4 establishes the electrical continuity between the fixed contacts 3.

Die thermische Verformung des Bimetallelementes 10 wird durch mindestens einen elektrischen Widerstand 11 auf gezwungen, der in Berührung mit geeigneten, zweckmäßigerweise dem Widerstand selbst gegengeformten Schleifen eines Hauptabschnittes 10c des Bimetallelementes 10 steht.The thermal deformation of the bimetallic element 10 is forced by at least one electrical resistance 11 which is in contact with suitable loops, suitably shaped counter to the resistance itself, of a main section 10c of the bimetallic element 10.

Die Aktivierung des Widerstandes 11 wird durch ein Steuersignal gesteuert, das von einer beliebigen Hilfsschaltung stammt und beispielsweise von einer elektronischen Kontrolleinheit abgegeben wird. In der Praxis wird der Stromdurchgang im Widerstand 1 und daher die Freigabe der Taste 6 von einem Steuersignal abhängig gemacht, das von Funktionskomponenten eines Gerätes, wie Thermostaten, Druckwächtern, Zeitgliedern sowie Verluststromerfassern abgegeben werden.The activation of the resistor 11 is controlled by a control signal that comes from any auxiliary circuit and is emitted, for example, by an electronic control unit. In practice, the passage of current in the resistor 1 and therefore the release of the button 6 is made dependent on a control signal that is emitted by functional components of a device, such as thermostats, pressure switches, timers and leakage current detectors.

Die Erfindung erzielt wichtige Vorteile.The invention achieves important advantages.

Der erfindungsgemaße Sicherheitsschalter erlaubt nämlich bei Verwendung von einfachten Konstruktionselementen bei niedrigen Gestehungskosten und kleinem Platzbedarf in die Offenstellung durch ein Signal gebracht werden, das von einem Bestandteil beliebiger Art zur Erfüllung der verschiedensten Bedürfnisse stammt.The safety switch according to the invention allows, using simple construction elements, low production costs and a small space requirement, to be brought into the open position by a signal that comes from a component of any type in order to meet the most diverse requirements.

Beispielsweise kann er auf einfacher Weise mit einer Vorrichtung zur Erfassung und/oder Sichtbarmachung der Verlustströme verbunden werden, wie diese in der genannteneuropäischen Anmeldung Nr. 0 636 893 derart verbunden werden, daß die vollständige und rechtzeitige Abschaltung des Stromnetzes vom jeweiligen Gerät im Falle verursacht wird, bei dem im Inneren dieses letzteren aus einem beliebigen Grund ein abnormaler Stromverlust vorliegen sollte, der oberhalb einer vorbestimmten Schwelle liegt. Wird diese Eingriffsschwelle auf einen Wert geeicht, der unterhalb jenem der Eingriffsschwelle von üblichen Schutzschaltern liegt, so wird ein zweifacher Vorteil erzielt, d.h. das Vorhandensein einer Abnormalität wird sofort am betreffenden Gerät festgestellt und andererseits verursacht diese Abnormalität keine vollständige Abschaltung des Stromnetzes seitens des Schutzschalters.For example, it can be easily connected to a device for detecting and/or visualising leakage currents, such as those described in the abovementioned European application No 0 636 893, so as to cause the complete and timely disconnection of the power supply network of the device in question in the event that, for whatever reason, there is an abnormal leakage of current inside the latter which is above a predetermined threshold. If this intervention threshold is calibrated to a value lower than that of the intervention threshold of conventional circuit breakers, a twofold advantage is achieved, namely the presence of an abnormality is immediately detected on the device in question and, on the other hand, this abnormality does not cause a complete shutdown of the power supply by the circuit breaker.

Immer beispielsweise ist es möglich, bei Verbindung des erfindungsgemäßen Schalters mit einem Zeitschalter, der an einem elektrischen Haushaltsgerät für Expresskaffee, an einer Waschmaschine, an einem Heizkessel zur Herstellung von Dampf oder anderem, die Abschaltung des Gerätes von dem Stromnetz nach einer vorgegebenen Zeit zu erhalten, um zu vermeiden, daß das Gerät selbst wegen Vergeßlichkeit seitens des Verwenders für einige Stunden in Betrieb bleiben könnte. Der Schalter kann auch durch ein Stromsignal gesteuert werden, das durch Druckwächter, Thermostaten oder anderen Erfassungsvorrichtungen erzeugt wird, um die unverzügliche Ausschaltung des Gerätes bei Vorhandensein von irgend einer Abnormalität zu vorzunehmen.For example, by connecting the switch according to the invention to a timer installed on an electric domestic appliance for making express coffee, a washing machine, a boiler for producing steam or other, it is always possible to obtain the disconnection of the appliance from the power supply after a predetermined time, in order to avoid the appliance itself remaining in operation for several hours due to forgetfulness on the part of the user. The switch can also be controlled by an electrical signal generated by pressure switches, thermostats or other detection devices in order to ensure the immediate disconnection of the appliance in the event of any abnormality.

Claims

1. Safety switches, in particular for electrical household appliances and the like, comprising:

- a base housing (2) made of electrically insulating material,

- at least one pair of fixed contacts (3) which are rigidly attached to the base housing (2),

- at least one movable contact (4) which selectively establishes and interrupts electrical continuity between the fixed contacts (3), and

- control means (5) for adjusting the movable contact (4) from an open position in which the fixed contacts (3) are in electrical discontinuity to a closed position in which the fixed contacts (3) are in electrical continuity, the control means (5) comprising at least one actuating button (6) and a holding element (8) which holds the button (6) in an operative position corresponding to the closed position of contacts in counteraction to elastic return means (7), the holding element comprising:

- an end portion (8a) which is slidable in a cam profile (6a) recessed in the actuating button (6),

- release means (9) controlled by a control signal coming from an auxiliary circuit, and selectively acting on the holding element (8) in such a way that the button (6) is released from the said active position and the movable contact (4) is returned to the open position,

characterized in that the release means act on the holding element to move it in a direction push and bend, which is parallel to the longitudinal development of the first end section (8a) of the holding element itself.

2. Switch according to claim 1, characterized in that the release means (9) comprise:

- at least one bimetallic element (10) having an effective end (10a) which is substantially in contact with the holding element (8), and

- at least one electrical resistor (11) which is in contact with a main section (8b) of the bimetallic element (8) and can be activated by the control signal.

3. Switch according to claim 2, characterized in that the holding element (8) is fixed by a flexible element which comprises:

- an end portion (8a) which is slidable in a cam profile (6a) made in the actuating button (6), a second anchoring end portion (8c) which engages the base housing (2), and an intermediate portion (8b) which is in contact with the effective end (10a) of the bimetallic element (10).