EP0647957B1 - Sicherheitstemperaturbegrenzer mit Freiauslösemechanismus - Google Patents

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EP0647957B1
EP0647957B1 EP19930810713 EP93810713A EP0647957B1 EP 0647957 B1 EP0647957 B1 EP 0647957B1 EP 19930810713 EP19930810713 EP 19930810713 EP 93810713 A EP93810713 A EP 93810713A EP 0647957 B1 EP0647957 B1 EP 0647957B1
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EP
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rocker
base plate
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temperature limiter
bar
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ETHECO EUROPEAN THERMOSTAT COMPANY
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ETHECO European Thermostat Co
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    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H37/00—Thermally-actuated switches
    • H01H37/02—Details
    • H01H37/64—Contacts
    • H01H37/70—Resetting means
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
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    • H01H35/24—Switches operated by change of fluid pressure, by fluid pressure waves, or by change of fluid flow
    • H01H35/26—Details
    • H01H35/2671—Means to detect leaks in the pressure sensitive element
    • H—ELECTRICITY
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    • H01H37/00—Thermally-actuated switches
    • H01H37/02—Details
    • H01H37/64—Contacts
    • H01H37/70—Resetting means
    • H01H2037/705—Resetting means wherein the switch cannot be closed when the temperature is above a certain value

Definitions

  • the invention relates to a temperature limiter mentioned in the preamble of claim 1.
  • Temperature limiters can be used to monitor heat generation systems and to switch them off in the event of an excessive temperature rise. A temperature limiter remains blocked after it is switched off until it is switched on again manually. A reset button is usually used for this. Temperature limiters are partly with extended safety functions such as an actuation safety device or breakage safety device. The actuation safety device ensures that the system monitored by the temperature limiter cannot be switched on as long as the reset button is pressed.
  • a temperature limiter according to the preamble of claim 1 is known as RAK series 08 from the data sheet CE1P1147 D from Landis & Gyr from April 1989. With this temperature limiter, the actuation safety function is implemented by means of an additional switch which interrupts the current path each time the reset button is pressed.
  • the invention has for its object to realize a temperature limiter with an actuation safety device without additional parts such as switches.
  • Fig. 1 shows a section of a temperature limiter in the operational ON position
  • the switching mechanism is constructed in a manner known per se on the interaction of a drive element 1, a spring clip 2, a tilting system 3 and a correspondingly designed geometric shape of a base plate 4.
  • the spring clip 2 shows the top view of the spring clip 2, which consists of a U-shaped frame 5 and a beam 6, one end of which, for example, via two spring bars 7 resiliently mounted in the arch of the frame 5 and the other end is free.
  • a cam 8 and a spring terminal contact piece 9 are attached at the free end.
  • the frame 5 contains bores 10a and 10b for fastening the spring clip 2 on the base plate 4 (Fig. 1).
  • FIG. 3 shows the top view of a rocker switch 12 which is designed as a rectangular leaf spring 12a with a tongue 12b punched out along the long side.
  • a rocker contact piece 13 On one narrow side of the leaf spring 12a at the fixed end of the tongue 12b there is a rocker contact piece 13 and on the other narrow side of the leaf spring 12a opposite the free end of the tongue 12b there is a rectangular recess 12c. Between this recess 12c and the free end of the tongue 12b, the leaf spring 12a is provided with a V-shaped embossment across the leaf spring 12a, which serves as the drive point 12d of the tilting system 3 (FIG. 1).
  • the tilting system 3 in FIG. 1 consists of a support 11 arranged rigidly on the base plate 4, which has a first and a second cutting edge bearing 11a or 11b, and of the rocker switch 12a, b, d.
  • the rocker switch 12 (FIG. 3) is suspended with its recess 12c in the first cutter bearing 11a and is supported with the free end of the tongue 12b in the second cutter bearing 11b of the carrier 11 in such a way that the leaf spring 12a is under tension.
  • the bistable tilting system 3 thus formed tilts from one stable state to the other stable state when the leaf spring 12a is pressed from one side of the second cutting edge bearing 11b over the support point of the tongue 12b in the second cutting edge bearing 11b.
  • the spring clamp 2 and the support 11 are fastened to the base plate 4 in such a way that in the operational ON position of the temperature limiter, the spring clamp 2 acts on the drive point 12d of the tilting system 3 via the cams 8 and that the spring clamp contact piece 9 and the rocker contact piece 13 have a closed one make electrical contact.
  • the drive element 1 is installed in the base plate 4 in such a way that it can be displaced along a y-axis 14.
  • a sensor system 15 filled with an expansion material determines the position of the drive element 1 on the y-axis 14 as a function of the temperature.
  • the drive element 1 acts approximately in the middle of the beam 6 (FIG.
  • the actuation safety is based on a mechanism in which a reset button 18 acts when actuated via a first element on the bar 6 with the spring terminal contact piece 9 and via a second element on the switching rocker 12 with the rocker contact piece 13 in such a way that between the rocker contact piece 13 and the spring terminal contact piece 9 a distance arises and the electrical contact between the rocker switch 12 and the spring terminal 2 is interrupted.
  • actuation safety can be achieved inexpensively solely by constructive measures using the spring clamp 2 which is necessary anyway for break safety. It is therefore possible to dispense with an additional switch, which is necessary only for the safety of actuation and which interrupts the current path of the temperature limiter when the reset button 18 is actuated. This simplifies and reduces the cost of manufacturing the temperature limiter.
  • the force of the drive element 1 on the bar 6 of the spring clamp 2 is advantageously reduced, so that the spring clamp 2 relaxes and returns to its rest position.
  • the electrical contact between the spring terminal contact piece 9 and the rocker contact piece 13 opens, the switching rocker 12 being prevented mechanically by the stop element 17 from following the spring terminal contact piece 9 in its rest position. This mechanism ensures that the temperature limiter is unbreakable.
  • the temperature limiter has a cover 21 which can be fastened on the base plate 4 to protect the electrical switching device formed from the spring terminal 2 and the tilting system 3.
  • a particularly advantageous embodiment combines the reset button 18 and the two actuating elements in one part as a plunger with two stepped steps 19, 20.
  • a spring 23 inserted between a stop of the reset button 18 and the cover 21 prevents the reset button 18 from interfering with the tilting system 3 in its movement.
  • the reset button 18 is pressed in against the force of the spring 23, the first step 19 comes to rest on the bar 6 and then the second step 20 on the rocker switch 12.
  • the bar 6 has, for example, two extensions 6a and 6b (FIG. 2), which serve as a contact surface for the reset button 18.
  • the two stages 19 and 20 are formed at a distance a such that the reset button 18 removes the bar 6 from the stop surface 16 before the switching rocker 12 tilts back pushes the OFF position into the ON position so far that even after the rocker switch 12 tilts back into the ON position, a distance remains between the contact pieces 9 and 13 and the electrical contact between the spring terminal 2 and the rocker switch 12 is reliably interrupted ; the reset is actuation-safe, ie each time the reset button 18 is pressed in, the current path of the temperature limiter is interrupted, so that the system monitored with it cannot be operated electrically.
  • the actuation safety function can also be implemented in such a way that the two actuation elements form part of a lever arm which is resiliently attached to the cover 21 and can be actuated via the reset button 18.
  • a particularly robust construction which in any case forces the electrical contact between the contact pieces 9 and 13 to be interrupted when the reset button 18 is actuated, can be realized in that the rocker switch 12 is designed in such a way that it in turn lies advantageously on the stop element 17, when the spring clip contact piece 9 is pushed out of its normal working position, so that the rocker contact piece 13 and the spring clip contact piece 9 are electrically separated.
  • the stop element 17 is designed as part of the base plate 4.
  • the switch of the temperature limiter is advantageously designed as a changeover switch, which consists of the spring terminal contact piece 9 and an OFF contact piece 22 fastened to the base plate 4, and the rocker contact piece 13 is riveted onto the leaf spring 12a in such a way that the rocker contact piece is in the OFF position 13 and the OFF contact piece 22 are electrically short-circuited, so that the position of the rocker switch 12 can be monitored electrically.

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  • Fluid Mechanics (AREA)
  • Thermally Actuated Switches (AREA)

Description

  • Die Erfindung betrifft einen Temperaturbegrenzer der im Oberbegriff des Anspruchs 1 genannten Art.
  • Solche Temperaturbegrenzer sind zur Überwachung von Wärmeerzeugungsanlagen und zu deren Abschaltung im Falle eines übermässigen Temperaturanstieges einsetzbar. Ein Temperaturbegrenzer bleibt nach seinem Abschalten blockiert, bis er von Hand wieder eingeschaltet wird. Dazu dient in der Regel ein Rückstellknopf. Temperaturbegrenzer sind teilweise mit erweiterten Sicherheitsfunktionen wie z.B. einer Betätigungssicherheitseinrichtung oder Bruchsicherheitseinrichtung ausgerüstet. Die Betätigungssicherheitseinrichtung gewährleistet, dass die mit dem Temperaturbegrenzer überwachte Anlage nicht eingeschaltet werden kann, solange der Rückstellknopf betätigt ist.
  • Ein Temperaturbegrenzer gemäss dem Oberbegriff des Anspruchs 1 ist unter der Bezeichnung RAK Serie 08 aus dem Datenblatt CE1P1147 D von Landis & Gyr vom April 1989 bekannt. Bei diesem Temperaturbegrenzer ist die Betätigungssicherheitsfunktion mittels eines zusätzlichen Schalters verwirklicht, der den Strompfad bei jedem Eindrücken des Rückstellknopfes unterbricht.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Temperaturbegrenzer mit einer Betätigungssicherheitseinrichtung ohne zusätzliche Teile wie beispielsweise Schalter zu verwirklichen.
  • Die genannte Aufgabe wird erfindungsgemäss gelöst durch die Merkmale des Anspruchs 1.
  • Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Fig. 1 bis 3 näher erläutert.
  • Es zeigen:
    • Fig. 1
    einen schematischen Aufbau eines Temperaturbegrenzers,
    Fig. 2
    eine Federklemme und
    Fig. 3
    eine Schaltwippe.
  • Die Fig. 1 zeigt einen Ausschnitt eines Temperaturbegrenzers in der betriebsmässigen EIN-Stellung, dessen Schaltmechanismus in an sich bekannter Weise auf dem Zusammenspiel eines Antriebselementes 1, einer Federklemme 2, eines Kippsystems 3 und einer entsprechend gestalteten geometrischen Form einer Grundplatte 4 aufgebaut ist.
  • Die Fig. 2 zeigt die Draufsicht der Federklemme 2, die aus einem u-förmigen Rahmen 5 und aus einem Balken 6 besteht, dessen eines Ende über beispielsweise zwei Federstege 7 federnd im Bogen des Rahmens 5 angebracht und dessen anderes Ende frei ist. Auf dem Balken 6 sind in der Nähe der Federstege 7 ein Nocken 8 und beim freien Ende ein Federklemmenkontaktstück 9 angebracht. Der Rahmen 5 enthält Bohrungen 10a und 10b zur Befestigung der Federklemme 2 auf der Grundplatte 4 (Fig. 1).
  • Die Fig. 3 zeigt die Draufsicht einer Schaltwippe 12, die als rechteckförmige Blattfeder 12a mit einer entlang der Längsseite freigestanzten Zunge 12b ausgebildet ist. Auf der einen Schmalseite der Blattfeder 12a beim festen Ende der Zunge 12b befindet sich ein Wippenkontaktstück 13 und auf der anderen Schmalseite der Blattfeder 12a gegenüber dem freien Ende der Zunge 12b befindet sich eine rechteckförmige Aussparung 12c. Zwischen dieser Aussparung 12c und dem freien Ende der Zunge 12b ist die Blattfeder 12a mit einer v-förmigen Prägung quer über die Blattfeder 12a versehen, die als Antriebsstelle 12d des Kippsystems 3 (Fig. 1) dient.
  • Das Kippsystem 3 in der Fig. 1 besteht aus einem starr auf der Grundplatte 4 angeordneten Träger 11, der ein erstes und ein zweites Schneidenlager 11a bzw. 11b aufweist, und aus der Schaltwippe 12a, b, d. Die Schaltwippe 12 (Fig. 3) ist mit ihrer Aussparung 12c im ersten Schneidenlager 11a eingehängt und stützt sich mit dem freien Ende der Zunge 12b im zweiten Schneidenlager 11b des Trägers 11 so ab, dass die Blattfeder 12a unter Zugspannung steht. Das so gebildete bistabile Kippsystem 3 kippt von einem stabilen Zustand in den anderen stabilen Zustand, wenn die Blattfeder 12a von der einen Seite des zweiten Schneidenlagers 11b über den Stützpunkt der Zunge 12b im zweiten Schneidenlager 11b hinweg gedrückt wird.
  • Die Federklemme 2 und der Träger 11 sind so an der Grundplatte 4 befestigt, dass in der betriebsmässigen EIN-Stellung des Temperaturbegrenzers die Federklemme 2 über den Nocken 8 auf die Antriebsstelle 12d des Kippsystems 3 einwirkt und dass das Federklemmenkontaktstück 9 und das Wippenkontaktstück 13 einen geschlossenen elektrischen Kontakt bilden. Das Antriebselement 1 ist so in die Grundplatte 4 eingebaut, dass es entlang einer y-Achse 14 verschiebbar ist. Beispielsweise ein mit einem Dehnstoff gefülltes Fühlersystem 15 bestimmt die Lage des Antriebselementes 1 auf der y-Achse 14 in Funktion der Temperatur. Das Antriebselement 1 wirkt etwa in der Mitte des Balkens 6 (Fig. 2) mit einer Kraft so auf den Balken 6 ein, dass das freie Ende des Balkens 6 gegen die Kraft des Federelementes 2 aus der Ruhelage auf der Grundplatte 4 angehoben wird, bis das Ende auf einer Anschlagsfläche 16 eines an der Grundplatte 4 befestigten Anschlagselementes 17 aufliegt und der Balken 6 die Auslenkung des Antriebselementes 1 mit dem Nocken 8 auf die Antriebsstelle 12d des Kippsystems 3 überträgt.
  • Bei steigender Temperatur nimmt die Krafteinwirkung des Antriebselementes 1 auf den Balken 6 zu, der Balken 6 dreht sich gegen die Federkraft des Rahmens 5 (Fig. 2) um die Anschlagsfläche 16 und drückt mit dem Nocken 8 auf die Antriebsstelle 12d des Kippsystems 3, bis beim Erreichen der Schalttemperatur die Blattfeder 12a über das zweite Schneidenlager 11b hinaus geschoben ist und das Kippsystem 3 in die stabile AUS-Stellung kippt und der elektrische Kontakt zwischen dem Wippenkontaktstück 13 und dem Federklemmenkontaktstück 9 unterbrochen ist.
  • Die Betätigungssicherheit beruht auf einem Mechanismus, bei dem ein Rückstellknopf 18 beim Betätigen über ein erstes Element auf den Balken 6 mit dem Federklemmenkontaktstück 9 und über ein zweites Element auf die Schaltwippe 12 mit dem Wippenkontaktstück 13 so einwirkt, dass zwischen dem Wippenkontaktstück 13 und dem Federklemmenkontaktstück 9 ein Abstand entsteht und der elektrische Kontakt zwischen der Schaltwippe 12 und der Federklemme 2 unterbrochen ist.
  • Vorteile dieser Lösung sind, dass die Betätigungssicherheit allein durch konstruktive Massnahmen unter Ausnutzung der für die Bruchsicherheit ohnehin notwendigen Federklemme 2 kostengünstig verwirklicht werden kann. Damit kann auf einen nur wegen der Betätigungssicherheit notwendigen zusätzlichen Schalter, der den Strompfad des Temperaturbegrenzers beim Betätigen des Rückstellknopfs 18 unterbricht, verzichtet werden. Somit vereinfacht und verbilligt sich die Herstellung des Temperaturbegrenzers.
  • Bei einem Verlust des Dehnstoffes des Fühlersystems 15 durch ein Leck vermindert sich mit Vorteil die Kraft des Antriebselementes 1 auf den Balken 6 der Federklemme 2, so dass sich die Federklemme 2 entspannt und in ihre Ruhelage zurückkehrt. Dabei öffnet sich der elektrische Kontakt zwischen dem Federklemmenkontaktstück 9 und dem Wippenkontaktstück 13, wobei die Schaltwippe 12 durch das Anschlagselement 17 auf mechanische Weise gehindert ist, dem Federklemmenkontaktstück 9 in dessen Ruhelage zu folgen. Durch diesen Mechanismus ist die Bruchsicherheit des Temperaturbegrenzers gewährleistet.
  • Beispielsweise weist der Temperaturbegrenzer einen auf der Grundplatte 4 befestigbaren Deckel 21 zum Schutz der aus der Federklemme 2 und dem Kippsystem 3 gebildeten elektrischen Schaltvorrichtung auf. Eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung fasst den Rückstellknopf 18 und die beiden Betätigungselemente in einem Teil als Stössel mit zwei abgesetzten Stufen 19, 20 zusammen. Eine zwischen einen Anschlag des Rückstellknopfes 18 und den Deckel 21 eingelegte Feder 23 verhindert, dass der Rückstellknopf 18 das Kippsystem 3 in der Bewegung stört. Beim Eindrücken des Rückstellknopfs 18 gegen die Kraft der Feder 23 kommt zuerst die erste Stufe 19 auf dem Balken 6 und alsdann die zweite Stufe 20 auf der Schaltwippe 12 zum Aufliegen. Der Balken 6 weist beispielsweise zwei Fortsätze 6a und 6b (Fig. 2) auf, die als Auflagefläche für den Rückstellknopf 18 dienen. Die beiden Stufen 19 und 20 sind in einem Abstand a derart ausgebildet, dass der Rückstellknopf 18 den Balken 6 von der Anschlagsfläche 16 vor dem Zurückkippen der Schaltwippe 12 von der AUS-Stellung in die EIN-Stellung so weit wegdrückt, dass auch nach dem Zurückkippen der Schaltwippe 12 in die EIN-Stellung ein Abstand zwischen den Kontaktstücken 9 und 13 verbleibt und die elektrische Kontaktgabe zwischen der Federklemme 2 und der Schaltwippe 12 sicher unterbrochen ist; die Rückstellung ist betätigungssicher, d.h. bei jedem Eindrücken des Rückstellknopfes 18 ist der Strompfad des Temperaturbegrenzers unterbrochen, so dass die damit überwachte Anlage elektrisch nicht betreibbar ist. Die Betätigungssicherheitsfunktion kann auch so verwirklicht sein, dass die beiden Betätigungselemente ein Teil eines federnd am Deckel 21 angebrachten Hebelarmes bilden, der über den Rückstellknopf 18 betätigbar ist.
  • Eine besonders robuste Konstruktion, die das Unterbrechen des elektrischen Kontaktes zwischen den Kontaktstücken 9 und 13 beim Betätigen des Rückstellknopfes 18 in jedem Fall erzwingt, ist dadurch verwirklichbar, dass die Schaltwippe 12 derart gestaltet ist, dass sie ihrerseits mit Vorteil auf dem Anschlagselement 17 aufliegt, wenn das Federklemmenkontaktstück 9 aus seiner normalen Arbeitslage weggedrückt ist, so dass das Wippenkontaktstück 13 und das Federklemmenkontaktstück 9 elektrisch getrennt sind. Eine vorteilhafte Ausgestaltung ergibt sich, wenn das Anschlagselement 17 als Teil der Grundplatte 4 ausgebildet ist. Mit Vorteil ist der Schalter des Temperaturbegrenzers als Umschalter ausgebildet, der aus dem Federklemmenkontaktstück 9 und aus einem an der Grundplatte 4 befestigten AUS-Kontaktstück 22 besteht, und ist das Wippenkontaktstück 13 so auf der Blattfeder 12a aufgenietet, dass in der AUS-Stellung das Wippenkontaktstück 13 und das AUS-Kontaktstück 22 elektrisch kurzgeschlossen sind, so dass die Stellung der Schaltwippe 12 elektrisch überwacht werden kann.

Claims (7)

  1. Temperaturbegrenzer mit einem Antriebselement (1) für ein Fühlerelement (15), mit einem Rückstellknopf (18) und einem elektrischen Schaltkontakt gebildet aus einem Federklemmenkontaktstück (9) auf dem Balken (6) einer Federklemme (2) und einem Wippenkontaktstück (13) auf der Schaltwippe (12) eines bistabilen Kippsystems (3) mit einer EIN- und AUS-Stellung, wobei sich nach einem Überschreiten einer Grenztemperatur am Fühlerelement (15) das Kippsystem (3) in der AUS-Stellung befindet und der Schaltkontakt (9, 13) geöffnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass eine Grundplatte (4) als Befestigungselement für das Kippsystem (3) und für die Federklemme (2) vorhanden ist, dass auf der Grundplatte (4) ein Anschlagselement (17) mit einer Auflagefläche (16) für das freie Ende des Balkens (6) angeordnet ist, die die normale Lage des mittels des Antriebselements (1) von der Grundplatte (4) abgehobenen Federklemmenkontaktstücks (9) und des Balkens (6) festlegt, dass die Bewegung der Schaltwippe (12) durch ein Mittel (9 bzw. 17) in der EIN-Stellung in Richtung zur Grundplatte (4) begrenzt ist, und dass der Rückstellknopf (18) eine Ruhelage und zwei Betätigungselemente (19;20) zum Verschieben des Balkens (6) und zum Betätigen der Schaltwippe (12) aufweist, wobei beim Betätigen des Rückstellknopfs (18) zum Verhindern einer Berührung zwischen den beiden Kontaktstücken (9; 13) das erste Betätigungselement (19) das freie Ende des Balkens (6) von der Auflagefläche (16) wegschiebt, bevor mittels des zweiten Betätigungselementes (20) die Schaltwippe (12) von der AUS-Stellung in die EIN-Stellung kippt.
  2. Temperaturbegrenzer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Rückstellknopf (18) als Stössel ausgebildet ist, der als Betätigungselemente zwei um einen vorbestimmten Abstand (a) abgesetzte Stufen (19; 20) aufweist.
  3. Temperaturbegrenzer nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Bewegung der Schaltwippe (12) durch das Wippenkontaktstück (13) oder das Anschlagselement (17) in der EIN-Stellung in Richtung zur Grundplatte (4) begrenzt ist.
  4. Temperaturbegrenzer nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Anschlagselement (17) ein integraler Teil der Grundplatte (4) ist.
  5. Temperaturbegrenzer nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass in der AUS-Stellung die Bewegung der Schaltwippe (12) in Richtung weg von der Grundplatte (4) durch ein AUS-Kontaktstück (22) begrenzt ist.
  6. Temperaturbegrenzer nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass in der AUS-Stellung das Wippenkontaktstück (13) der Schaltwippe (12) und das AUS-Kontaktstück (22) einen elektrischen Kontakt bilden.
  7. Temperaturbegrenzer nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der elektrische Kontakt zwischen dem Federklemmenkontaktstück (9) und dem Wippenkontaktstück (13) getrennt ist, sobald infolge eines Ausfalls des Temperaturfühlers (15) das Antriebselement (1) keine Kraft auf den Balken (6) ausübt und sich die Federklemme (2) entspannt.
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