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Dokumentenidentifikation DE102004008636A1 15.09.2005
Titel Lageschalter mit einem Schaltkörper, der auf einen elektrischen Sensor wirkt
Anmelder Stiebel Eltron GmbH & Co. KG, 37603 Holzminden, DE
Erfinder Kirchhoff, Hartmut, 12249 Berlin, DE
DE-Anmeldedatum 21.02.2004
DE-Aktenzeichen 102004008636
Offenlegungstag 15.09.2005
Veröffentlichungstag im Patentblatt 15.09.2005
IPC-Hauptklasse H03K 17/965
IPC-Nebenklasse H01H 35/02   H01H 36/02   
Zusammenfassung Ein Lageschalter (1) ist mit einem Schaltkörper (2) ausgerüstet, der auf einem elektrischen Sensor (3) wirkt. Mit dem Lageschalter (1) kann einerseits eine Lage eines Gerätes überwacht werden oder auch die Neigung eines Gegenstandes bestimmt werden. Dazu weist der Lageschalter (1) eine Füllungsbahn (4) auf, auf der ein Schaltkörper (2) abrollt oder rutscht. In Normallage des Gerätes detektiert der elektrische Sensor (3) in der Nähe des Schaltkörpers (2), der in einem tiefsten Bereich in Normallage liegt. Neigt sich das Gerät oder der Gegenstand, so folgt der Schaltkörper (2) aufgrund der Gravitationskräfte einer vorgegebenen Bewegungsbahn und entfernt sich von dem Sensor (3). Vorteilhaft ist die Detektierung der Einschaltung, wodurch ein "fail-safe"-Verhalten des Gerätes erreicht ist.

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft einen Lageschalter mit einem Schaltkörper, der auf einen elektrischen Sensor wirkt, insbesondere ein Lageschalter zur Sicherheitsabschaltung eines elektrischen Heizgerätes.

Im folgenden ist als Anwendungsbeispiel ein in ein Wärmespeicherheizgerät eingebauter Lageschalter beschrieben.

Aus der DE 195 19 355 C2 ist ein elektrisches Speicherheizgerät bekannt, wobei innerhalb eines Schaltraumes ein die elektrischen Heizkörper ein- oder ausschaltender Aufladeregler angeordnet ist, mit dem ein Sicherheitstemperaturbegrenzer sowie die Kontakte eines Thermorelais in Reihe geschaltet sind. Unter dem Einfluß der Raumtemperatur wird ein Gebläse ein- oder ausschaltet. Im Stromkreis des Thermorelais ist in Reihenschaltung ein Pendelschalter zur Umkippsicherung und ein Temperaturbegrenzer, und in den Stromkreis des Entladereglers ein weiterer Temperaturbegrenzer eingeschaltet. Damit wird die Sicherheit des elektrischen Speicherheizgerätes beim Umfallen des Gerätes, beispielsweise bei einem Erdbeben, verbessert. Durch den Pendelschalter erfolgt eine Ausschaltung des Gerätes, wenn dieses sich in einer unsachgemäßen Lage befindet und durch die Thermoschalter werden überhöhte Temperaturen, die z.B. durch einen Temperaturstau hervorgerufen werden, detektiert. Es erfolgt eine Abschaltung der Aufladung und der Entladung des Gerätes.

Ein beweglicher Lageschalter ist aus der DE 43 27 604 bekannt. Derartige Lageschalter dienen zum Ein- bzw. Ausschalten von elektrischen Aggregaten in Abhängigkeit von der Änderung der räumlichen Lage eines Tasters, Schwimmkörpers oder eines ähnlichen Lageaufnehmers, mit dem der Lageschalter verbunden ist. Als bekannt werden hier Quecksilberschalter sowie elektromechanische Schaltkörper beschrieben. Weitere Schaltkörper sind als in einem hermetisch geschlossenen Kolben frei bewegliche Kugeln bekannt, wobei im Bereich einer von zwei Endlagen die Kugeln mit dem Schaltelement einer elektrischen Schaltstrecke magnetisch, elektrisch oder lichtoptisch in Wechselwirkung stehen und eine Änderung des Schaltzustandes hervorrufen. Auch Reedkontakte sind als Schaltelemente bekannt.

Gemäß DE 43 27 604 C2 gleitet ein Schaltkörper in Längsrichtung in einem Röhrchen, wobei die Oberfläche des Schaltkörpers und die Innenwandung des Röhrchens so ausgebildet sind, dass Reibung entsteht. Weiterhin ist der Lageschalter dadurch gekennzeichnet, dass das Schaltelement eine vom Schaltköper mechanisch oder durch ein Magnetfeld betätigte Schaltstrecke aufweist und dass in dem Gehäuse eine elektronische Schalteinrichtung eingebaut ist, die mit einem Signalgabezweig gekoppelt ist, wodurch bei geringer eigener Schaltleistung des Schaltelements hohe Schaltströme über einen Schaltstromzweig geschaltet werden. Das Schaltelement kann einen Hall-Sensor aufweisen, der bei Annäherung des Schaltkörpers ein Ausgangssignal an die elektronische Schalteinrichtung anlegt und dass die Schalteinrichtung den Hall-Sensor speist.

Zum Schalten von elektrischen Aggregaten ist ein Lageschalter bekannt, bei dem in einem Gehäuse ein Schaltgewicht angeordnet ist, welches zwischen zwei Endlagen hin- und her- beweglich angeordnet ist, wobei in einer Endlage das in dieselbe verlagerte Schaltgewicht einen elektrischen Schaltvorgang auszulösen imstande ist. Das Gehäuse ist ein länglicher, hermetisch geschlossener Glaskolben, in welchem eine Kugel als Schaltgewicht frei beweglich zwischen den beiden Endlagen angeordnet ist, wobei im unmittelbaren Bereich der einen Endlage der Bewegungsbahn eine elektrische Schaltstrecke angeordnet ist (DE 37 16 623 C1).

Der Lageschalter gemäß DE 41 07 279 C1 weist in einem Röhrchen einen Schaltkörper auf, der in Endstellung durch permanentmagnetische Eigenschaften des Schaltkörpers einen elektrischen Schalter betätigt.

Mit den bekannten Lagesensoren ist eine Detektion jeweils in einer Endlage dadurch möglich, dass ein Schaltkörper über eine gerade Bahn in seine Endlage rutscht oder eine runde Kugel in die Endlage rollt. Bei Wärmespeicherheizgeräten folgt eine Abschaltung durch eine elektromechanische Schalteinrichtung.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen Lagesensor bereitzustellen, der ein sicheres und reversibles Schaltverhalten mit einer kleinen Hysterese ermöglicht. Der Lagesensor soll weiterhin preiswert herzustellen sein und auf einfache Weise in den Gegenstand, beispielsweise ein Elektrospeicherheizgerät, einbaubar sein.

Gelöst wird die Aufgabe durch die kennzeichnenden Merkmale des Hauptanspruchs 1. Ein Schaltkörper ist dazu beweglich angeordnet und folgt einer Führungsbahn entweder dadurch, dass der Schaltkörper auf der Führungsbahn selbst abrollt oder mit einem Pendel der Führungsbahn folgt. Die Führungsbahn weist einen tiefsten Bereich auf, in dem der Schaltkörper – durch Gravitation bedingt – im Normalzustand seiner Einbaulage liegt.

Wird das Wärmespeicherheizgerät aus seiner senkrechten Normalposition herausbewegt, insbesondere durch Kippen, folgt der Schaltkörper den Gravitationskräften derart, dass er auf der Führungsbahn – bezogen auf seine geodätische Höhe – den tiefsten Punkt anstrebt. Durch Kippen erfährt die Führungsbahn eine Lageänderung, wodurch sich der Schaltkörper aus seinem in Normallage tiefsten Bereich zu einer anderen Position auf der Führungsbahn bewegt. Mindestens jedoch in der Normallage des Schaltkörpers im tiefsten Bereich wird das Vorhandensein des Schaltkörpers von einem Sensor detektiert. Kippt das Gerät beispielsweise um oder wird in eine Schräglage verlagert, entfernt sich der Schaltkörper durch Rollen vom Sensor. Es ändert sich das Signal, wenn sich der Schaltkörper weiter entfernt vom Sensor befindet. Das Signal des Sensors wird von einer Anzeige-, Steuer- oder Regelungsplatine ausgewertet. Mit dem Wert des Signals ist eine Winkelstellung verknüpft. Ein Signalvergleich erfolgt beispielsweise in einem Mikrocontroller, der auf der Anzeige-, Steuer- oder Regelungsplatine enthalten ist. Das Signal des Sensors wird mit vorgegebenen Werten verglichen, denen eine entsprechende Winkelstellung zugeordnet ist. Über das Signal des Sensors und die Auswertung des Mikrocontrollers wird die Winkelstellung bestimmt und wird in einer Anzeigeeinheit angezeigt. In einfacher Weise erfolgt lediglich die Überwachung des Sensorsignals über eine Verstärkerschaltung, bei der eine dem Signal des Sensors äquivalente Spannung mit einer Vergleichsspannung verglichen wird. Überschreitet die Signalspannung die Vergleichsspannung, erfolgt eine Einschaltung des Wärmespeicherheizgerätes, was der Normallage des Gerätes entspricht. Unterschreitet die Signalspannung des Sensors die Vergleichsspannung, so wird ein Abschaltsignal generiert.

In vorteilhafter Weise arbeitet die Lage-Überwachung nach einem failsafe-Verhalten, was bedeutet, dass die Normallage detektiert und das Wärmespeicherheizgerät eingeschaltet wird. In jedem Falle wird dann beim Ausfall der Signalspannung, egal ob durch eine Lageänderung oder ein anderes Fehlsignal, eine Abschaltung des Wärmespeicherheizgerätes durchgeführt. Bei Anwendungen, bei denen die Winkellage erfasst werden soll, wird in Abhängigkeit der Entfernung des Schaltkörpers vom Sensor die Winkellage auf einem Display oder per Leuchtdioden-Dekade angezeigt. Die Auswertung kann dabei mit einem Mikrocontroller erfolgen, bei dem die Höhe des Sensorsignals mit entsprechenden Winkelwerten verglichen wird oder dass eine Spannung generiert wird, in deren Abhängigkeit die Leuchtdioden einer Leuchtdioden-Dekade aufleuchten.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist der Lageschalter direkt mit der Anzeige-, Steuer- oder Regelungsplatine mechanisch verbunden. Der Sensor ist elektrisch über Leiterbahnen mit weiteren elektrischen Bauteilen auf der Platine verbunden. Ebenfalls erfolgt die Stromversorgung in vorteilhafter Weise direkt über die Platine. Der Lagesensor besteht aus einem Kunststoffgehäuse mit der inneren Führungsbahn. Durch asymmetrisch an dem Gehäuse des Lageschalters angebrachte Verbindungsbeine wird erreicht, dass der Lagesensor in nur einer Position, nämlich der vorgesehenen Position, auf der Platine zu befestigen ist. Die im Gehäuse befindliche Führungsbahn ist weiterhin durch einen Deckel abgedeckt, wodurch der Lageschalter hermetisch geschlossen ist. Der auf der Führungsbahn abrollende Schaltkörper ist in vorteilhafter Weise eine Walze aus permamagnetischem Material. Dadurch, dass es sich hierbei um eine Walze handelt und sich diese auf der Führungsbahn nicht drehen (nur rollen) kann, ist das Magnetfeld definiert. Gegenüber einem Ende der Walze ist der Sensor, insbesondere ein Hall-Sensor, angeordnet.

Die Führungsbahn weist mindestens eine Unstetigkeit auf, durch die der tiefste Punkt festgelegt ist. Geeignet sind beispielsweise Parabelformen, der Wechsel zwischen geraden und runden Bereichen der Führungsbahn, eine elliptische Führungsbahn bis hin zu einer runden. Auch Führungsbahnen mit einem geschlossenen Umlauf um 360° sind möglich. Dabei kann der Schaltkörper kreis- bzw. ellipsenförmige Bewegungen durchführen. Durch mehrere Sensoren, die an der Führungsbahn angeordnet sind, erfolgt eine Positionsbestimmung des Schaltkörpers auch bei einer in 360° geschlossenen Bahn.

In einer weiteren Ausgestaltungsform zeigt die Führungsbahn Unstetigkeiten durch eine Wellenform oder Vertiefungen in Form einer Verzahnung. Somit kann das Schaltelement nur bestimmte definierte Positionen auf der Führungsbahn einnehmen. Damit wird ein sicheres Schalten des Hall-IC's ermöglicht.

In der Zeichnung zeigen:

1 einen Lageschalter auf einer Anzeige-, Steuer- oder Regelungsplatine,

2 den Lageschalter mit Führungsbahn, Deckel und Schaltkörper,

3 eine Führungsbahn mit Mulde,

4 die Führungsbahn mit Vertiefungen,

5 die Führungsbahn um 360° geschlossen, rund oder elliptisch,

6 einen 2,5-dimensionalen Lageschalter mit Führungsbahn als Rollbahn und Rutschbahn,

7 den Lageschalter mit Pendel-Begrenzungsbahn,

8 den Lageschalter mit Pendel im Schnitt,

9 den Lageschalter mit auf einer Kreisbahn umlaufendem Schaltkörper und mehreren Sensoren,

10 ein Wärmespeicherheizgerät mit eingebauter Platine und Lagesensor, und

11 den Schaltplan eines Wärmespeicherheizgerätes mit Lagesensor.

Auf einer Platine 8 mit vorzugsweise in SMD-Technik aufgebrachter Bauteilbestückung ist ein Sensor 3 aufgelötet. Ein Führungsgehäuse 20 ist auf der Platine 8 durch Rasthaken 23, die an Befestigungsbeinen 5 angeordnet sind, eingeschnappt und demzufolge mit der Platine 8 fixiert. Das Führungsgehäuse 20 bestimmt in seiner Führungsbahn 4 den Schaltkörper 2 auf den Sensor. Der Schaltkörper 2 ist in vorteilhafter Weise als Rundblockmagnet ausgeführt. Der Abstand zwischen der aktiven Zone des Sensors 3 und dem Schaltkörper 2 wird durch das Führungsgehäuse 20 vorgegeben. Der Schaltkörper 2 bewegt sich auf der Führungsbahn 4 in seiner Rollrichtung frei. Mit einem Deckel 21 ist das Führungsgehäuse 20 abgedeckt. Der Schaltkörper 2 ist somit hermetisch eingeschlossen. Bei Verwendung von durchsichtigem Deckelmaterial ist das Vorhandensein und die Position des Schaltkörpers 2 von außen erkennbar. In einer weiteren Ausgestaltung ist das Führungsgehäuse 20 beispielsweise durch eine Niederdruckvergussanlage direkt mit der Leiterplatte 8 unlösbar fest verbunden bzw. verankert. Der Deckel 21 ist mit dem Führungsgehäuse 20 unlösbar, z.B. durch Verkleben, Verpressen, Verschweißen (Ultraschall- oder Reibschweißen), Vernieten Verstemmen oder Verrasten fest verbunden. Mit diesem Aufbau wird insbesondere ein hoher Berührungs-, und Fremdkörper- und Wasserschutz erreicht.

Hinsichtlich der Führungsbahn 4 sind unterschiedliche Konzepte möglich. Bei einer Führungsbahn 4 mit einem tiefsten Bereich 6 rollt der Schaltkörper 2 über die Führungsbahn 4 bei Lage- bzw. Beschleunigungs-Änderung. Die Rollbewegung kann bei einer 2,5-dimensionalen Führungsbahn 4 gemäß 6, bei der die Führungsbahn um den Wert X breiter ist als der Schaltkörper lang, mit einer Gleitbewegung des Schaltkörpers 2 überlagert werden. Gleitet der Schaltkörper 2, so entfernt sich die Stirnseite 36 des Schaltkörpers 2 vom Sensor 3.

Bei einem 2,5-dimensional schaltenden Lageschalter 1 ist die Führungsbahn 4 um das Maß X tiefer als die Länge des Schaltkörpers 2, so dass der Schaltkörper 2 auf der Führungsbahn 4 in einer weiteren Richtung eine Gleitbewegung durchführen kann. Somit kann das Kippen in eine weitere Ebene überwacht werden. Über den Gleitreibungs-Koeffizienten zwischen Schaltkörper 2 und der Oberfläche der Führungsbahn 4 läßt sich das Schaltverhalten in der Ebene, in der der Schaltkörper 2 gleitet, beeinflussen. Das Signal ergibt sich aus einer Kombination einer Roll- und Gleitbewegung des Schaltkörpers 2, und der Sensor 3 ermittelt einen aus Roll- und Gleitbewegung resultierenden Entfernungsabstand. Bei der Auslegung der Führungsbahn 4 ist ein Umkippen des Schaltkörpers 2 zu vermeiden. Dies wird erreicht, indem der Abstand X kleiner ist als der Durchmesser des Schaltkörpers 2.

Bei einem Pendel- oder Gelenksystem (7, 8 und 9) wird der Schaltkörper 2 bzw. die Magnetstirnseite 36 in einer kreisförmigen oder ähnlichen Führungsbahn 4 an dem auf der Platine befindlichen Sensor 3 mit seiner aktiven Zone bei Lage- bzw. Beschleunigungs-Änderung vorbeigeführt. Bei einem 2,5-dimensionalen Pendelsystem (Abstandsänderung in axialer Schaltkörper-Richtung von der Platine 8 entfernt möglich) ist durch Verwendung einer begrenzten Kugelkopflagerung 27 eine weitere Bewegungsrichtung möglich.

In 3 ist die Führungsbahn 4 in dem Führungsgehäuse 20 mit drei stabilen Schaltzuständen gezeigt. Der Schaltkörper verharrt so lange in der Mulde 24a des Bereichs 6, bis der Kippwinkel so groß wird, dass der Schaltkörper aus dem Bereich 6 herausrollt und der Sensor 3 auf der Platine 8 schaltet. Durch differenzierte Höhen der seitlichen Mulden 24b, 24c lassen sich unterschiedliche Schalthysteresen (Winkeldifferenz zwischen Ein- und Ausschalten) des Lageschalters 1 einstellen.

Gemäß 4 ist die Führungsbahn 4 zu sehen, auf der der Schaltkörper 2 unstetig durch Vertiefungen 18 in der Führungsbahn 4 zu liegen kommt. Einer konstanten Kippwinkelgeschwindigkeits-Änderung werden somit definierte Positionen des Schaltkörpers 2 zugeordnet und das Schalten des Sensors 3 bzw. ein stufiges Signal erzielt.

Die Führungsbahn 4 gemäß 5 ist kreisförmig und/oder ellipsenförmig ausgeführt, wobei diese 360° geschlossen ist oder einen Teilabschnitt aufweist. Der Schaltkörper 2 kann jede Position auf der Führungsbahn 4 je nach Kippwinkel einnehmen.

Ein Lageschalter mit einem Pendel 17 ist in 7 gezeigt, wobei das Pendel 17 in einer Führungsbahn 4 geführt sein kann. Auf der Platine 8 ist der Sensor 3 aufgelötet und in der Platine 8 eine Bohrung 25 als Lagerstelle für die Achse 26 des Pendels 17 vorgesehen. Das Pendel 17 ist mittels einer Schnappverbindung der Achse 26 mit der Platine 8 drehbar gelagert.

Durch ausreichende Kippbewegung und/oder wirksame Beschleunigung der Platine 8 lenkt das Pendel 17 auf/aus der Führungsbahn 4 aus und ermöglicht ein berührungsloses Schalten des Sensors 3. Der in 8 gezeigte 2,5-dimensional schaltende Lageschalter 1 weist neben der Achse 26, die an der Platine 8 drehbar gelagert ist, ein Kugelkopflager 27 auf. Diese ist so gestaltet, dass das Pendel 17 in einer 2-dimensionalen Kippbewegung sowie in einer weiteren Ebene eine Neigungsbewegung von oder zur Platine ausführen kann. Auf der Platine 8 ist ebenfalls der Sensor 3 befestigt und im Pendel ist ein Schaltkörper, z.B. ein permamagnetischer Blockmagnet 7 mit seiner aktiven Zone zum Sensor hin eingesetzt. Das Pendel 17 mit dem Schaltkörper 2 ist auf dem Kugelkopflager 27 in seinen möglichen Auslenkungen beweglich gelagert und realisiert damit die verschiedenen Schaltzustände des Sensors 3 bei Kipp- und Neigungsbewegungen sowie bei Beschleunigungen der Platine 8.

Gemäß 9 ist ein auf einer Kreisbahn umlaufendes Schaltsystem dargestellt, bei dem auf der Platine 8 mehrere Sensoren 3 aufgelötet sind. Die Anzahl der Sensoren 3 auf der Kreisbahn und die daraus resultierenden Schaltwinkel sind variierbar und sind nur abhängig von den minimalen Schaltabständen zwischen zwei Sensoren 3. Durch Kippbewegungen der Platine 8 oder durch wirksame Beschleunigungen auf die Platine 8 können verschiedene Schaltzustände über die verschiedenen Sensoren 3 ermittelt werden. Die Platinen-Kippbewegung kann bis zu 360° betragen.

Bei einem Wärmespeicherheizgerät 10 ist im unteren Bereich eines Schaltraums 28 die Platine 8 angeordnet. Diese kann z.B. ein Aufladeregler 11 und/oder Entladeregler 12 eines Wärmespeicherheizgerätes 10 sein. Auf der Platine 8 angeordnet ist der Lageschalter 1 und auch der Aufladeregler 11 und Entladeregler 12, wobei die Platine 8 vorzugsweise senkrecht im Schaltraum 28 angeordnet ist. Auf der Platine befindet sich weiterhin mindestens ein Mikroprozessor 9, der die Signale mindestens des Lageschalters verarbeitet. In einer vorteilhaften Ausgestaltung werden im Mikroprozessor auch die Aufladeregelung und die Entladeregelung gesteuert. Angesteuert wird ein Thermoschalter 13, mit dem der Heizstrom über die Heizkörper 14 eingeschaltet wird. Auch die Ansteuerung der Lüfter 15 erfolgt vom Mirkoprozessor 9. Weitere elektronische Bauteile auf der Platine 22, wie z.B. Einstell- und Anzeigemittel, sind nötig. Im Schaltraum 28 sind weiterhin zu sehen sind Anschlussklemmleisten 29 sowie Einstellmittel 30, mit denen Sollwerte für den Aufladeregler 11 und/oder Entladeregler 12 vorgegeben werden. Mit dem Aufladeregler 11 werden die Heizkörper 14 zur Aufladung des Wärmespeicherheizgerätes 10 gesteuert. Hinter dem Ansauggitter 32 sind nicht dargestellte Lüfter befestigt, die vom Entladeregler 12 angesteuert werden. Aufgrund der Länge der Wärmespeicherheizgeräte kippen diese vorzugsweise um eine Längsachse, z.B. X1. Je nach Auslenkung des Gerätes ergibt sich ein Kippwinkel WX 1. Beträgt dieser Kippwinkel WX1 90°, liegt das gerät flach auf dem Boden. Der Lagesensor 1 schaltet den Aufladeregler 11 und den Entladeregler 12 oder weitere elektrische Einrichtungen des Wärmespeicherheizgerätes 10 ein, wenn sich der Kippwinkel WX 1 in einem vorgegebenen Bereich, z.B. WX1soll befindet. Befindet sich der Kippwinkel außerhalb von WX1soll, erfolgt eine Abschaltung.

Der Schaltplan nach 11 zeigt, wie der Aufladeregler 11 und/oder der Entladeregler 12 in ein Wärmespeicherheizgerät 10 integriert ist. Der Lagesensor ist dabei auf die Platine 8 des Aufladereglers 11 und/oder des Entladereglers 12 integriert. Er erzeugt ein Signal, was über die Steuerschaltung des Aufladereglers 11 zur Ein- bzw. Abschaltung der Heizkörper 3 führt. Über den Entladeregler 12 erfolgt die Ein- und Abschaltung der Lüfter 15. Zur weiteren Sicherheit des Gerätes sind Thermoschalter 13 sowie Sicherheitstemperaturbegrenzer 22 auf der Platine 8 vorgesehen.

Anspruch[de]
  1. Lageschalter mit einem Schaltkörper, der auf einer Führungsbahn beweglich angeordnet ist und auf einen elektrischen Sensor wirkt, insbesondere ein Lageschalter zur Sicherheitsabschaltung eines elektrischen Heizgerätes, dadurch gekennzeichnet, dass eine Führungsbahn (4) einen in einer Normallage des Lageschalters (1) tiefsten Bereich (6) aufweist, in dem der Schaltkörper (2) durch Gravitation liegt, und dass mindestens ein Sensor (3) an der Führungsbahn (4) angeordnet ist, der die Normallage des Schaltkörpers (2) im tiefsten Bereich (6) detektiert.
  2. Lageschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor (3) ein Signal erzeugt, welches von der Lage des Schaltkörpers (2) auf der Führungsbahn (4) abhängt.
  3. Lageschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sich der in der Normallage tiefste Bereich (6), wo auch der Sensor (3) angeordnet ist, etwa in der Mitte der Führungsbahn (4) befindet.
  4. Lageschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Lageschalter (1) auf einer Platine (8) mit einer Anzeige-, Steuer- oder Regelungsschaltung und/oder Mikroprozessor (9) befestigt ist, die das Signal des Sensors (3) derart auswertet, dass ein Einschaltsignal erzeugt ist, wenn sich der Schaltkörper (2) im tiefsten Bereich (6) befindet.
  5. Lageschalter nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor (3) ein Signal erzeugt, welches von der Entfernung des Schaltkörpers (2) zum Sensor (3) abhängig ist.
  6. Lageschalter nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Einschaltsignal dadurch erzeugt wird, dass der Sensor (3) ein stärkeres elektrisches Signal ausgibt, wenn der Schaltkörper (2) in seiner Nähe ist, als wenn er von diesem entfernt liegt.
  7. Lageschalter nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Lageschalter (1) in ein Wärmespeicherheizgerät (10) zur Detektion von Lageänderungen eingebaut ist.
  8. Lageschalter nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Lageschalter (2) auf der Platine (8) des Aufladereglers (11) und/oder des Entladereglers (12) angeordnet ist, und dass das Signal auf einen elektromechanischen, elektrothermischen oder elektronischen Schalter (13) wirkt, mit dem die Aufladung und/oder die Entladung des Wärmespeicherheizgerätes (10) eingeschaltet ist, wenn sich der Schaltkörper (2) im tiefsten Bereich (6) des Lageschalters (1) in Normallage des Gerätes befindet.
  9. Lageschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens die Heizkörper (14) und/oder die Lüfter des Wärmespeicherheizgerätes (10) ausgeschaltet sind, wenn kein Einschaltsignal vorliegt.
  10. Lageschalter nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Anzeige-, Steuer- oder Regelungsschaltung das Signal des Sensors (3) in ein Spannungs- oder Stromsignal umwandelt und/oder per Mikrocontroller (9) einen Wert berechnet, der Aufschluss über die Winkellage (16) des Sensors (3) gibt.
  11. Lageschalter nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Anzeige-, Steuer- oder Regelungsplatine die Winkellage (WX) auswertet und in Abhängigkeit der Winkellage (WX) ein Schaltsignal generiert und/oder die Winkellage (WX) auf einem Display oder per Leuchtdiodendekade anzeigt.
  12. Lageschalter nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Lageschalter (1) mechanisch auf der Platine (8) befestigt ist und elektrisch über Leiterbahnen mit weiteren elektrischen Bauteilen auf der Platine (8) verbunden ist.
  13. Lageschalter nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Schaltkörper (2) auf der Führungsbahn (4) abrollt, wenn sich die Winkellage ändert oder dass er von einem Pendel (17) gelenkt ist.
  14. Lageschalter nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Führungsbahn (4) eine geometrische Form wie eine Kreis-, Parabel- oder Ellipsen-Form, oder eine Kombination aus verschiedenen geometrischen Formen aufweist, wobei sich ein in Normallage tiefster Bereich (6) ergibt oder die Führungsbahn (4) aneinandergereihte Geraden aufweist, die an einer Unstetigkeitsstelle verbunden sind, einen Knick aufweisen oder durch geometrische Formen wie Kreis-, Parabel- oder Ellipsenabschnitte verbunden sind.
  15. Lageschalter nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Schaltkörper (2) zusätzlich zum Abrollen oder der Pendelbewegung in eine weitere Richtung rutschen oder pendeln kann.
  16. Lageschalter nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Führungsbahn (4), auf der der Schaltkörper (2) abrollt, Vertiefungen (18) oder Mulden (24a, 24b) aufweist, die jedoch in der Normallage des Lageschalters (1) höher angeordnet sind als der tiefste Bereich (6).
  17. Lageschalter nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Führungsbahn (4) einen geschlossenen Umlauf (19) um 360° aufweist.
  18. Lageschalter nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass der geschlossene Umlauf (19) eine Kreis-, Ellipsen- oder auch Rechteckform aufweist.
  19. Lageschalter nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Schaltkörper (2) eine Walze ist und aus permamagnetischem oder elektrisch leitfähigem Material besteht, eisenhaltig, durchsichtig, undurchsichtig oder lichtreflektierend ist.
  20. Lageschalter nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor (3) ein Hallsensor, ein Kondensator, eine Spule, ein Reed-Kontakt oder ein lichtempfindlicher Sensor ist.
  21. Lageschalter nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Schaltkörper (2) und dem Sensor (3) keine magnetischen Kräfte wirken, oder die magnetischen Kräfte so gering sind, dass sie eine Abweichung von weniger als 3° auf die Winkelauswertung oder das Signal haben.
  22. Lageschalter nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Führungsbahn (4) in einem Führungsgehäuse (20) verläuft, das mit einem aufgerasteten, verschweißten, aufgeklebten oder abnehmbaren Deckel (21) abgedeckt ist.
  23. Lageschalter nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Sensoren (3) an der Führungsbahn (4) angeordnet sind und verschiedene Lagen des Schaltkörpers (2) detektiert werden.
  24. Lageschalter nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Schaltkörper (2) an einem Pendel (17) befestigt ist, welches drehbar in die Platine (8) eingesetzt ist, und auf der Platine (8) mindestens ein Sensor (3) im Bereich der Führungsbahn (4) des Schaltkörpers (2) angebracht ist.
Es folgen 6 Blatt Zeichnungen






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