EP0302129A1 - Tilt safety device for electric appliances put up free in the working position - Google Patents
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Definitions
- the invention relates to an anti-tilt device for electrical devices installed freely in the working position, in particular for devices with an electrical heating device and with a switching device located in the circuit of the devices, which disconnects the electrical device of the devices from the power source when taking a tilt position with an inadmissible inclination angle Returns the devices to the power source in the permissible upright working position.
- pendulum switches located in the circuit of the devices is known to prevent tipping over for electrical devices.
- these switches require a large amount of space.
- mercury switches are known in which the mercury cooperates with fixed contacts in the upright position of the devices and is separated from the contacts in the tilted positions.
- bimetallic switches is known as an anti-tip device, which prevents overheating, e.g. B. in the absence or reduction of cooling air separations of the devices from the power sources.
- the switching device is formed by a pot-shaped housing with a funnel-shaped base made of a magnetically and electrically indifferent material and a ball made of ferromagnetic and electrically conductive material that can be freely moved in the housing, and an electronic control device is provided for the devices is, the position change of the ball in the pot-shaped housing is recognized or registered and evaluated in the sense of a separation or connection of the devices from or with the power source.
- the ball is in the upright position of the device in an electromagnetic field formed in the area of the center of the funnel bottom and in tilted positions with an inadmissible angle of inclination outside the electromagnetic field in the housing.
- the electronic control device recognizes the changes in the magnetic line flux and / or the magnetic line density achieved by the change in position of the ball and evaluates the changes in the disconnection or connection processes of the devices with the power source.
- the magnetic field can preferably be formed by a wire winding which surrounds the center of the funnel bottom of the housing and the ends of which are connected to the printed circuit board of the electrical control device via electrical conductors.
- the anti-tilt device is thus taking up a predetermined space in the housing or removing the ball from it Decisive for the circuits of the electronic control device as anti-tipping device.
- the anti-tipping device can be used equally on heaters, for example fan heaters or convectors, or on coffee machines, fans or any other devices which in particular have an electrical heating device.
- the anti-tip device is characterized by a small amount of space and a non-contact mode of operation.
- the switching device in addition to inductively influencing the electronic control device of the devices, is to be designed such that the funnel bottom in the central region has electrical contacts at a distance from one another inside, which are connected to the electronic control device via electrical conductors and through the ball in contact with the working position of the device or are released by the ball in inadmissible tilting positions of the device.
- the housing of the switching device can be connected to the circuit board of the electronic control device by means of webs.
- the webs can have any length, whereby the housing of the switch device is held more or less far from the circuit board.
- the upright installation of the housing of the switching device is provided by holding the housing on the printed circuit board by means of webs of different lengths.
- Fig. 1, 1 denotes the housing of a fan heater, which receives an electric heater and a fan in a manner known per se, which can be influenced by control devices mounted on a printed circuit board 3.
- the blower air leaves the housing 1 via a ventilation grille 2.
- the electronic control device can be influenced by a switching device 21 serving as an anti-tip device, such that when the housing 1 is in the upright position, the electrical connection of the fan heater is connected to a power source, while the housing 1 is tilted with an impermissibly large angle of inclination, e.g. B. when the housing 1 rests with the ventilation grille 2 on a floor surface, the switching device gives a pulse to the control device of the device, which evaluates the pulse in terms of a separation of the electrical device from the power source.
- the electrical switching device 21 is through a housing 4 made of a magnetically and electrically indifferent material with a cylindrical outer surface 4 ⁇ , the bottom 4 ⁇ is tapered with a central depression 5 and a freely movable ball 6 housed in the housing 4 made of a ferromagnetic and electrically conductive material educated.
- the housing 4 is supported upright by webs 7 and 8 (FIG. 2) on the printed circuit board 3, which for this purpose have holes 10 in the printed circuit board 3 by means of pins 9.
- the open side of the housing 4 can be closed by an attachable cover 11.
- a wire winding 12 is assigned to the outside of the housing 4 and is connected to the printed circuit board 3 of the electrical control device via the conductors 13, 14.
- the wire coil 12 forms an electromagnetic field 20, the magnetic line flux which can be influenced by the ball 6, when the ball 6 is in the middle position (FIGS. 3, 4), influences the control device in the sense of connecting the device to the power source.
- the ball 6 moves from the central position into a lateral position and is more or less moved out of the electromagnetic field 20 of the wire winding 12.
- the change in the magnetic flux or the magnetic line density is evaluated by the electronic control device to the effect that the device is disconnected from the power source. If the device is erected again in the position in FIG. 1, the ball 6 rolls on the conical bottom 4 'into the central position (FIG. 4).
- the ball 6 is located in the center of the magnetic field and the control device evaluates the changed magnetic flux or the magnetic line density for connecting the device to the power source.
- the electrical control device of the device is influenced in the sense of a connection of the device to the power source, while when the contact is interrupted by rolling the ball 6, for example when the dash-dotted position is taken, the control device is affected that the device is disconnected from the power source.
- the switching device can also influence the control device in a different manner, for example capacitively, and the control device evaluates the influences in the sense of disconnections or connections of the device from or with the power source.
- a lowering 5 provided in the middle of the bottom 4 ⁇ ensures with its edge for fixing the ball 6 up to a predetermined angle of inclination of the device.
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft eine Kippsicherung für in der Arbeitsstellung frei aufgestellte elektrische Geräte, insbesondere für Geräte mit einer elektrischen Heizvorrichtung und mit einer im Stromkreis der Geräte liegenden Schalteinrichtung, die bei Einnahme einer Kippstellung mit unzulässigem Neigungswinkel die elektrische Einrichtung der Geräte von der Stromquelle trennt und bei Rückführung der Geräte in die zulässige aufrechte Arbeitsstellung an die Stromquelle anlegt.The invention relates to an anti-tilt device for electrical devices installed freely in the working position, in particular for devices with an electrical heating device and with a switching device located in the circuit of the devices, which disconnects the electrical device of the devices from the power source when taking a tilt position with an inadmissible inclination angle Returns the devices to the power source in the permissible upright working position.
Als Kippsicherung für elektrische Geräte ist die Anordnung von im Stromkreis der Geräte liegenden Pendelschaltern bekannt. Diese Schalter bedürfen als Nachteil einen großen Platzbedarf. Ferner sind Quecksilberschalter bekannt, bei denen das Quecksilber in der aufrechten Stellung der Geräte mit festen Kontakten zusammenwirkt und in Kippstellungen von den Kontakten getrennt ist. Schließlich ist auch die Anordnung von Bimetallschaltern als Kippsicherung bekannt, die bei Überhitzungen, z. B. bei Ausbleiben oder Minderung von Kühlluft Trennungen der Geräte von den Stromquellen bewirken.The arrangement of pendulum switches located in the circuit of the devices is known to prevent tipping over for electrical devices. As a disadvantage, these switches require a large amount of space. Furthermore, mercury switches are known in which the mercury cooperates with fixed contacts in the upright position of the devices and is separated from the contacts in the tilted positions. Finally, the arrangement of bimetallic switches is known as an anti-tip device, which prevents overheating, e.g. B. in the absence or reduction of cooling air separations of the devices from the power sources.
Es ist Aufgabe der Erfindung, eine platzsparend und verzögerungsfrei arbeitende Kippsicherung für elektrische Geräte zu schaffen.It is an object of the invention to provide a space-saving and delay-free tilt protection for electrical devices.
Der Erfindung gemäß ist diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die Schalteinrichtung durch ein topfförmiges Gehäuse mit trichterförmigem Boden aus einem magnetisch und elektrisch indifferenten Werkstoff und eine in dem Gehäuse frei bewegbar untergebrachte Kugel aus ferromagnetischem und elektrisch leitendem Werkstoff gebildet und eine elektronische Regeleinrichtung für die Geräte vorgesehen ist, die Stellungswechsel der Kugel im topfförmigen Gehäuse erkennt bzw. registriert und im Sinne einer Trennung oder Verbindung der Geräte von oder mit der Stromquelle auswertet. Gemäß bevorzugter Ausführung befindet sich die Kugel in der aufrechten Stellung des Gerätes in einem im Bereich der Trichterbodenmitte ausgebildeten elektromagnetischem Feld und in Kippstellungen mit unzulässigem Neigungswinkel außerhalb des elektromagnetischen Feldes im Gehäuse. Die elektronische Regeleinrichtung erkennt dabei die durch die Lageänderung der Kugel erzielten Änderungen des Magnetlinienflusses und/oder der Magnetliniendichte und wertet die Änderungen zu Trenn- oder Verbindungsvorgängen der Geräte mit der Stromquelle aus. Bevorzugt ist das Magnetfeld durch eine die Trichterbodenmitte des Gehäuses außen umfassende Drahtwicklung bildbar, deren Enden über elektrische Leiter mit der Leiterplatte der elektrischen Regeleinrichtung in Verbindung stehen. Bei der Kippsicherung ist somit die Einnahme eines vorbestimmten Platzes im Gehäuse bzw. die Entfernung der Kugel von diesem Platz maßgebend für die Schaltungen der elektronischen Regeleinrichtung als Kippsicherung. Es versteht sich, daß die Kippsicherung gleichermaßen an Heizgeräten, z.B. Heizlüftern bzw. Heizkonvektoren oder an Kaffeemaschinen, Ventilatoren bzw. an beliebig anderweitigen Geräten, die insbesondere eine elektrische Heizeinrichtung aufweisen, Anwendung finden känn. Die Kippsicherung zeichnet sich durch einen geringen Platzaufwand und eine berührungslose Arbeitsweise aus.According to the invention, this object is achieved in that the switching device is formed by a pot-shaped housing with a funnel-shaped base made of a magnetically and electrically indifferent material and a ball made of ferromagnetic and electrically conductive material that can be freely moved in the housing, and an electronic control device is provided for the devices is, the position change of the ball in the pot-shaped housing is recognized or registered and evaluated in the sense of a separation or connection of the devices from or with the power source. According to a preferred embodiment, the ball is in the upright position of the device in an electromagnetic field formed in the area of the center of the funnel bottom and in tilted positions with an inadmissible angle of inclination outside the electromagnetic field in the housing. The electronic control device recognizes the changes in the magnetic line flux and / or the magnetic line density achieved by the change in position of the ball and evaluates the changes in the disconnection or connection processes of the devices with the power source. The magnetic field can preferably be formed by a wire winding which surrounds the center of the funnel bottom of the housing and the ends of which are connected to the printed circuit board of the electrical control device via electrical conductors. The anti-tilt device is thus taking up a predetermined space in the housing or removing the ball from it Decisive for the circuits of the electronic control device as anti-tipping device. It goes without saying that the anti-tipping device can be used equally on heaters, for example fan heaters or convectors, or on coffee machines, fans or any other devices which in particular have an electrical heating device. The anti-tip device is characterized by a small amount of space and a non-contact mode of operation.
Außerdem ist in Ausgestaltung der Kippsicherung vorgesehen, neben einer induktiven Beeinflussung der elektronischen Regeleinrichtung der Geräte die Schalteinrichtung dahingehend auszubilden, daß der Trichterboden im Mittelbereich innen im Abstand nebeneinander elektrische Kontakte aufweist, die mit der elektronischen Regeleinrichtung über elektrische Leiter verbunden sind und durch die Kugel in der Arbeitsstellung des Gerätes kontaktiert bzw. in unzulässigen Kippstellungen des Gerätes durch die Kugel freigegeben sind.In addition, in an embodiment of the anti-tip device, in addition to inductively influencing the electronic control device of the devices, the switching device is to be designed such that the funnel bottom in the central region has electrical contacts at a distance from one another inside, which are connected to the electronic control device via electrical conductors and through the ball in contact with the working position of the device or are released by the ball in inadmissible tilting positions of the device.
Schließlich besteht auch die Möglichkeit, die elektronische Regeleinrichtung durch kapazitive Beeinflussung der Schalteinrichtung im Sinne von Ein- und Ausschaltungen zu betätigen.Finally, there is also the possibility of actuating the electronic control device by capacitively influencing the switching device in the sense of switching on and off.
In weiterer Ausgestaltung der Kippsicherung ist vorgesehen, daß das Gehäuse der Schalteinrichtung vermittels Stegen mit der Leiterplatte der elektronischen Regeleinrichtung verbindbar ist. Die Stege können dabei beliebige Längen aufweisen, wodurch das Gehäuse der Schalt einrichtung mehr oder weniger weit von der Leiterplatte gehalten ist. Bei schräg im Gerät angeordneten Leiterplatten ist zur aufrechten Aufstellung des Gehäuses der Schalteinrichtung vorgesehen, das Gehäuse mittels Stegen unterschiedlicher Länge an der Leiterplatte zu halten.In a further embodiment of the anti-tip device, it is provided that the housing of the switching device can be connected to the circuit board of the electronic control device by means of webs. The webs can have any length, whereby the housing of the switch device is held more or less far from the circuit board. In the case of printed circuit boards arranged obliquely in the device, the upright installation of the housing of the switching device is provided by holding the housing on the printed circuit board by means of webs of different lengths.
Gemäß bevorzugter Ausführung ist ferner vorgesehen, im Mittelbereich des Gehäuses innen eine Absenkung auszubilden in die die Kugel durch die Randkanten der Absenkung bis zu einem vorbestimmten Neigungswinkel abgestützt ist.According to a preferred embodiment, provision is also made to form a depression in the middle region of the housing, into which the ball is supported by the edge edges of the depression up to a predetermined angle of inclination.
Die Erfindung ist anhand von Ausführungsbeispielen in der Zeichnung verdeutlicht. Es zeigen:
- Fig. 1 einen Heizlüfter in Seitenansicht, teilweise im Schnitt,
- Fig. 2 eine Schalteinrichtung in Seitenansicht,
- Fig. 3 eine Schalteinrichtung in Vorderansicht,
- Fig. 4 eine Schalteinrichtung gemäß einer abgewandelten Ausbildung in Seitenansicht,
- Fig. 5 einen Teilschnitt einer Schalteinrichtung in aufrechter Stellung des Gehäuses, vergrößert,
- Fig. 6 einen Teilschnitt einer Schalteinrichtung gemäß Fig. 5 mit gekippten Gehäuse und
- Fig. 7 einen Teilschnitt einer Schalteinrichtung gemäß einer weiteren Ausführungsform in aufrechter Stellung des Gehäuses.
- 1 is a fan heater in side view, partially in section,
- 2 is a switching device in side view,
- 3 shows a switching device in front view,
- 4 shows a switching device according to a modified design in a side view,
- 5 is a partial section of a switching device in the upright position of the housing, enlarged,
- Fig. 6 is a partial section of a switching device according to FIG. 5 with tilted housing and
- Fig. 7 is a partial section of a switching device according to another embodiment in the upright position of the housing.
In Fig. 1 ist mit 1 das Gehäuse eines Heizlüfters bezeichnet, das in an sich bekannter Weise eine elektrische Heizung und ein Gebläse aufnimmt, die durch auf einer Leiterplatte 3 aufgebrachte Regeleinrichtungen beeinflußbar sind. Über ein Lüftungsgitter 2 verläßt die Gebläseluft das Gehäuse 1. Die elektronische Regeleinrichtung ist durch eine als Kippsicherung dienende Schalteinrichtung 21 beeinflußbar, derart, daß bei aufrechter Stellung des Gehäuses 1 die Verbindung der elektrischen Einrichtung des Heizlüfters mit einer Stromquelle erfolgt, während bei gekipptem Gehäuse 1 mit unzulässig großem Neigungswinkel, z. B. bei Aufliegen des Gehäuses 1 mit dem Lüftungsgitter 2 auf eine Bodenfläche die Schalteinrichtung einen Impuls an die Regeleinrichtung des Gerätes gibt, die den Impuls im Sinne einer Trennung der elektrischen Einrichtung von der Stromquelle auswertet.In Fig. 1, 1 denotes the housing of a fan heater, which receives an electric heater and a fan in a manner known per se, which can be influenced by control devices mounted on a printed circuit board 3. The blower air leaves the housing 1 via a
Die elektrische Schalteinrichtung 21 ist durch ein Gehäuse 4 aus einem magnetisch und elektrisch indifferenten Werkstoff mit einer zylindrischen Mantelfläche 4ʹ, dessen Boden 4ʺ kegelig mit einer mittigen Absenkung 5 ausgeführt ist und eine frei bewegbar im Gehäuse 4 untergebrachte Kugel 6 aus einem ferromagnetischen und elektrisch leitenden Werkstoff gebildet. Das Gehäuse 4 ist durch Stege 7 und 8 (Fig. 2) an der Leiterplatte 3 aufrecht abgestützt, die hierzu mittels Zapfen 9 Lochungen 10 in der Leiterplatte 3 durchgreifen. Die Offenseite des Gehäuses 4 ist durch einen aufsteckbaren Deckel 11 verschließbar.The
Dem Gehäuse 4 ist außen ein Drahtwickel 12 zugeordnet, der über die Leiter 13, 14 mit der Leiterplatte 3 der elektrischen Regeleinrichtung in Verbindung stehen. Der Drahtwickel 12 bildet ein elektromagnetisches Feld 20, dessen durch die Kugel 6 beeinflußbarer Magnetlinienfluß bei Einnahme der Mittelstellung (Fig. 3, 4) der Kugel 6 die Regeleinrichtung im Sinne einer Verbindung des Gerätes mit der Stromquelle beeinflußt. Bei Abkippungen des Gerätes über einen vorbestimmten Neigungswinkel bewegt sich, wie insbesondere die Fig. 5 erkennen läßt, die Kugel 6 aus der Mittelstellung in eine seitliche Stellung und ist dabei mehr oder weniger weit aus dem elektromagnetischen Feld 20 des Drahtwickels 12 herausbewegt. Die Änderung des Magnetflusses bzw. der Magnetliniendichte wird durch die elektronische Regeleinrichtung dahingehend ausgewertet, daß das Gerät von der Stromquelle getrennt wird. Erfolgt eine erneute Aufrichtung des Gerätes in die Stellung der Fig. 1, so rollt die Kugel 6 auf dem kegeligen Boden 4ʺ in die Mittelstellung (Fig. 4). Die Kugel 6 liegt mittig im Magnetfeld und die Regeleinrichtung wertet den geänderten Magnetfluß bzw. die Magnetliniendichte zur Verbindung des Gerätes mit der Stromquelle aus.A
Es versteht sich, daß bei schräg im Gehäuse 1 eingesetzter Leiterplatte 3 die Stege 7, 8 zur aufrechten Halterung des Gehäuses 4 mit verschieden großen Längen ausgeführt sein können (Fig. 2).It goes without saying that when the printed circuit board 3 is inserted at an angle into the housing 1, the webs 7, 8 for holding the
Abweichend sind beim Gehäuse 4 der Schalteinrichtung 21 der Fig. 7 im Mittelbereich des Bodens 4ʺ zwei Kontakte 15 und 16 vorgesehen, die durch elektrische Leiter 17, 18 an die Regeleinrichtung anliegen. Durch Kontaktierung der Kontakte 15, 16 mit der Kugel 6 wird die elektrische Regeleinrichtung des Gerätes im Sinne einer Verbindung des Gerätes mit der Stromquelle beeinflußt, während bei Unterbrechung der Kontaktierung durch Abrollen der Kugel 6, etwa bei Einnahme der strichpunktierten Stellung die Regeleinrichtung dahingehend beeinflußt wird, daß die Trennung des Gerätes von der Stromquelle erfolgt.Deviating from the
Es versteht sich, daß die Schalteinrichtung auch in anderer Weise, beispielsweise kapazitiv die Regeleinrichtung beeinflussen kann und die Regeleinrichtung im Sinne von Trennungen oder Verbindungen des Gerätes von oder mit der Stromquelle die Beeinflussungen auswertet. Eine in der Mitte des Bodens 4ʺ vorgesehene Absenkung 5 sorgt mit ihrer Randkante für eine Fixerung der Kugel 6 bis zu einem vorbestimmten Neigungswinkel des Gerätes.It goes without saying that the switching device can also influence the control device in a different manner, for example capacitively, and the control device evaluates the influences in the sense of disconnections or connections of the device from or with the power source. A lowering 5 provided in the middle of the bottom 4ʺ ensures with its edge for fixing the
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