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Dokumentenidentifikation DE10331650B4 24.11.2005
Titel Differenzdruckschalter, indbesondere für einen Durchlauferhitzer
Anmelder Stiebel Eltron GmbH & Co. KG, 37603 Holzminden, DE
Erfinder Henke, Günter, 37627 Deensen, DE;
Diederich, Olaf, 37671 Höxter, DE;
Wittstock, Norbert, 37603 Holzminden, DE
DE-Anmeldedatum 12.07.2003
DE-Aktenzeichen 10331650
Offenlegungstag 03.02.2005
Veröffentlichungstag der Patenterteilung 24.11.2005
Veröffentlichungstag im Patentblatt 24.11.2005
IPC-Hauptklasse H01H 35/34

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft einen Differenzdruckschalter, insbesondere für einen Durchlauferhitzer, mit einer an einer Membran angeordneten Zugstange, einer an dieser angreifenden Rückstellfeder sowie mit einer einen elektrischen Kontakt schaffenden Schaltwippe, an der eine Zugfeder angreift.

In der DE 199 17 490 A1 ist ein Druckdifferenzschalter zum Einschalten der Heizleistung eines hydraulisch gesteuerten Durchlauferhitzers beschrieben. Bei geeigneter Wasserdurchflussmenge bewegt die Membran einen Schaltstößel. Eine in einem Membranraum angeordnete Druckfeder dient der Rückstellung. Mittels des Schaltstößels werden elektrische Kontakte geschaltet.

In der DE 40 10 148 A1 ist ein weiterer Differenzdruckschalter beschrieben. Die genannten Druckschriften zeigen nicht, wie die mechanische Kopplung der Bewegung des Schaltstößels mit dem Antrieb der Schaltwippe erfolgen soll. Hierfür sind in der Praxis zahlreiche Bauteile nötig.

Aufgabe der Erfindung ist es, bei einer Einrichtung der eingangs genannten Art die nötige Anzahl der Bauteile zu reduzieren und den Integrationsgrad zu erhöhen.

Erfindungsgemäß ist obige Aufgabe durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Dabei hat die Schenkelfeder eine Dreifachfunktion. Zum Einen ist sie Rückstellfeder für die Zugstange. Zum Zweiten ist sie Rückstellfeder für die Schaltwippe. Zum Dritten dient sie der Verschwenkung der Zugfeder zum Zwecke der Betätigung der Schaltwippe. Dadurch ist die Anzahl der funktional von der Membran bis zu den Kontakten notwendigen Bauteile verringert. Der Bauaufwand und der Raumbedarf einer solchen Einrichtung ist erheblich kleiner als beim Stand der Technik. Letztlich sind die hydraulischen und elektrischen Funktionen in der Einrichtung integriert.

Vorzugsweise weist die Schenkelfeder zwei in einer Bogenzone ineinander übergehende bewegliche Schenkel auf. In der Bogenzone greift das der Schaltwippe abgewandte Ende der Zugfeder an.

Vorzugsweise greift die Zugfeder derart am beweglichen Schenkel an, dass die bei der Bewegung des Schenkels über einen Totpunkt geht, in dem die Schaltwippe umschnappt.

Zur einfachen Kraftübertragung zwischen der Schenkelfeder und der Zugstange ist an dem beweglichen Schenkel ein Höcker ausgebildet, der auf eine auf einer Zugstange angeordnete Scheibe drückt.

In Ausgestaltung der Erfindung besteht zwischen dem Höcker und der Bogenzone ein Abstand. Durch die Wahl dieses Abstands lässt sich die Bewegung der Zugstange an die Verschwenkung der Zugfeder anpassen.

Vorzugsweise weist die Schenkelfeder wenigstens einen Windungsabschnitt auf, der an einem Vorsprung geführt ist. Eine stabile symmetrische Gestalt ist dadurch erreicht, dass die Schenkelfeder zwei symmetrische Windungsabschnitte aufweist, die aufeinander gegenüberliegende Vorsprünge gesteckt sind.

Um die Schenkelfeder an ihrem dem beweglichen Schenkel abgewandten Ende festzulegen, ist wenigstens ein weiterer Schenkel vorgesehen, der sich an einem Sockel des Differenzdruckschalters abstützt.

Um den Integrationsgrad weiter zu erhöhen, steht wenigstens einer mittels der Schaltwippe beweglichen Kontaktfederzunge ein Kontaktbolzen gegenüber, der mit einer Heizwendel verbunden ist. Dadurch entfallen sonst nötige Bauteile, die einen Gegenkontakt zur Kontaktzone der Kontaktfederzunge und eine Verbindung zur Heizwendel bilden.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung. In der Zeichnung zeigen:

1 einen Differenzdruckschalter im Schnitt,

2 eine perspektive Ansicht des Differenzdruckschalters der 1 und

3 eine Schnittansicht eines Durchlauferhitzers mit einem Differenzdruckschalter.

Ein Differenzdruckschalter 1 weist einen Sockel 2 auf, auf dem ein Oberteil 3 angeordnet ist. Das Oberteil 3 ist mit durch wenigstens eine Schraube 4 gesicherten Verhakungsverbindungen am Sockel 2 befestigt. Im Sockel 2 ist in einem Membranraum 5 eine Membran 6 angeordnet, die von einem mit einer Zugstange 7 versehenen Membranhalter 8 getragen ist.

Auf eine an der Zugstange 7 befestigte Scheibe 9 drückt eine Schenkelfeder 10. Diese weist zwei Windungsabschnitte 11, 12 auf, die über eine U-förmige Bogenzone 15 bildende innere Schenkel 13, 14 verbunden sind. In der Bogenzone 15 ist das eine Ende einer Zugfeder 16 eingehängt. Vor der Bogenzone 15 sind an den inneren Schenkeln 13, 14 Höcker 17 ausgebildet, die an der Scheibe 9 anliegen.

Jeder der mehrere Windungen (vgl. 2) aufweisende Windungsabschnitt 11, 12 geht in einen äußeren Schenkel 18 über, der sich an dem Sockel 2 abstützt. Die Windungsabschnitte 11, 12 sind an kreuzförmigen Vorsprüngen 19 des Oberteils 3 geführt. Dadurch ist die Schenkelfeder 10 insgesamt am Oberteil 3 geführt gehalten, so dass die Bewegung der inneren Schenkel 13, 14 nicht willkürlich, sondern definiert ist.

Zur Montage der Schenkelfeder 10 an kreuzförmigen Vorsprüngen 19 des Oberteils 3 werden die Windungsabschnitte 11, 12 in Windungsachsrichtung A zusammengedrückt, in diesem Zustand zwischen die beabstandeten kreuzförmigen Vorssprünge 19 geschoben und dann freigegeben. Bei der Freigabe schieben sich die Windungsabschnitte 11, 12 auf die kreuzförmigen Vorsprünge 19. Die Schenkelfeder 10 ist damit auf einfache Weise an dem Differenzdruckschalter 1, speziell dessen Oberteil 3, gelagert. Die Mittelachse der Windungsabschnitte 11, 12 verläuft quer, senkrecht zur Längsrichtung der Zugstange 7 (vgl. 1).

Das andere Ende der Zugfeder 16 ist an einer, am Oberteil 3 schwenkbar gelagerten Schaltwippe 20 eingehängt. Diese hält die freien Enden von Kontaktfederzungen 21, 22, deren andere Enden am Oberteil 3 mittels Rasthaken 23 (vgl. 2) gehalten sind. Dort sind die Kontaktfederzungen 21, 22 elektrisch anschließbar.

Im bewegbaren Bereich der Kontaktfederzungen 21, 22 sind als Kontaktzonen Kontaktnoppen 24 ausgebildet oder angebracht. Den Kontaktnoppen 24 stehen die freien Enden von Kontaktbolzen 25 gegenüber (vgl. 1, 3).

Die Funktionsweise der beschriebenen Einrichtung ist etwa folgende: Tritt an der Membran 6 – bei einer bestimmten Wasserflussmenge pro Zeiteinheit im Durchlauferhitzer – ein definierter Differenzdruck auf, dann zieht die Membran 6 die Zugstange 7 in Richtung des Pfeiles 1 nach unten. Dabei drückt die Scheibe 9 auf die Höcker 17, wodurch die Schenkelfeder 10 an ihren inneren Schenkeln 13, 14 gespannt wird und die Bogenzone 15 und damit das dort eingespannte Ende der Zugfeder 16 in Richtung des Pfeiles B bewegt wird. Dabei ändert sich die Zugrichtung der Zugfeder 16, so dass bei Überschreiten eines Totpunktes die Schaltwippe 20 in Richtung des Pfeiles B umspringt. Dies wird durch die Vorspannung der Kontaktfederzungen 21, 22 unterstützt. Beim Umspringen der Schaltwippe 20 treffen die Kontaktnoppen 24 auf die Kontaktbolzen 25, so dass der elektrische Kontakt geschlossen ist.

Fällt der hydraulische Differenzdruck an der Membran 6 weg, dann wird unter Wirkung der Schenkelfeder 10 die Zugstange 7 entgegen der Richtung des Pfeiles Z verschoben und die Bogenzone 15 der inneren Schenkel 13, 14 geht nach oben (entgegen der Richtung des Pfeiles B). Sie nimmt dabei das eingehängte Ende der Zugfeder 16 mit. Dabei ändert sich wiederum die Zugrichtung der Zugfeder 16 und beim Überschreiten des Totpunktes schnappt die Schaltwippe 20 entgegen der Richtung des Pfeiles B nach oben. Die Kontaktnoppen 24 heben von den Kontaktbolzen 25 ab, wodurch der elektrische Kontakt unterbrochen ist.

Die Bogenzone 15 und die Höcker 17 sind in Längsrichtung der inneren Schenkel 13 voneinander beabstandet. Dieser Abstand ist auf einfache Weise so gestaltbar, dass gewährleistet ist, dass im durch die Membran 6 verursachten Hub der Druckstange 7 die Schaltwippe 20 mittels der Zugfeder 16 unter jeweiliger Überschreitung des Totpunkts von ihrer einen Stellung in ihre andere Stellung gebracht wird, wobei in der einen Stellung der elektrische Kontakt offen und in der anderen Stellung der elektrische Kontakt geschlossen ist.

In 3 ist der an einem Durchlauferhitzer des Heizblocks 26 angeordnete Differenzdruckschalter 1 nur schematisch dargestellt.

In einem Wasserkanal 27 des Heizblocks 26 ist eine Heizwendel 28 angeordnet, an deren einem Ende ein Kontaktwinkel 29 angebracht, beispielsweise angelötet, ist. Der Kontaktwinkel 29 liegt im Wasserkanal 27.

Der Kontaktwinkel 29 ist mit einem Innengewinde 30 versehen, in das der Kontaktbolzen 25 von außerhalb des Wasserkanals 27 eingeschraubt ist. Der Kontaktwinkel 29 weist einen Ansatz 31 auf, der an einer inneren Fläche des Wasserkanals 27 anliegt, wobei zwischen dem Ansatz 31 und der inneren Fläche des Wasserkanals 27 eine axial wirkende O-Ringdichtung 32 vorgesehen ist. Beim Einschrauben des Kontaktbolzens 25 in das Innengewinde 30 wird der Ansatz 31 gegen die innere Fläche des Wasserkanals 27 gezogen, so dass die O-Ringdichtung 32 gespannt wird und damit dichtend wirkt. Der Kontaktbolzen 25 trägt eine O-Ringdichtung 33 zur radialen Abdichtung im Heizblock 26.

Der Kontaktbolzen 25 kann an seinem der Kontaktnoppe 24 zugewandten Seite einen Kontaktkopf 34 tragen, der dort angenietet, angepresst, angeschweißt oder angelötet sein kann. Der Kontaktbolzen 25 steht der Kontaktnoppe 24 direkt gegenüber. Dadurch erübrigen sich nach dem Stand der Technik nötige Verbindungen der Heizwendel 28 mit Gegenkontakten zu Kontaktnoppen 24 der Schaltwippe 20. Ein mutterförmiger Rand 35 des Kontaktbolzens 25 dient dessen Anschraubbarkeit.


Anspruch[de]
  1. Differenzdruckschalter, insbesondere für einen Durchlauferhitzer, mit einer an einer Membran angreifenden Zugstange, einer an dieser angreifenden Rückstellfeder sowie mit einer einen elektrischen Kontakt schaffenden Schaltwippe, an der eine Zugfeder angreift, dadurch gekennzeichnet, dass die Rückstellfeder von einer Schenkelfeder (10) mit wenigstens einem an der Zugstange (7) angreifenden, beweglichen Schenkel (13, 14) gebildet ist, und dass an diesem beweglichen Schenkel (13, 14) das der Schaltwippe (20) abgewandte Ende der Zugfeder (16) angreift.
  2. Differenzdruckschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Schenkelfeder (10) zwei in einer Bogenzone (15) ineinander übergehende, bewegbare Schenkel (13, 14) aufweist und in der Bogenzone (15) das der Schaltwippe (20) abgewandte Ende der Zugfeder 16 angreift.
  3. Differenzdruckschalter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Zugfeder (16) an dem beweglichen Schenkel (13, 14) der Schenkelfeder (10) derart angreift, dass die Zugfeder (16) bei einer Bewegung des Schenkels (13, 14) über einen Totpunkt geht, den überschreitend die Schaltwippe (20) umschnappt.
  4. Differenzdruckschalter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an dem beweglichen Schenkel (13, 14) ein Höcker (17) ausgebildet ist, der auf eine an der Zugstange (7) angeordnete Scheibe (9) drückt.
  5. Differenzdruckschalter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen einer Angriffsstelle (Bogenzone 15) der Zugfeder (16) am beweglichen Schenkel (13, 14) und der Angriffsstelle der Zugstange (7) und dem beweglichen Schenkel (13, 14) ein Abstand besteht.
  6. Differenzdruckschalter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schenkelfeder (10) wenigstens einen Windungsabschnitt (11, 12) aufweist, der an einem Vorsprung (19) geführt ist.
  7. Differenzdruckschalter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schenkelfeder (10) zwei symmetrische Windungsabsabschnitte (11, 12) aufweist, die auf einander gegenüberliegende Vorsprünge (19) gesteckt sind.
  8. Differenzdruckschalter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schenkelfeder (10) wenigstens einen äußeren Schenkel (18) aufweist, der sich an einem Sockel (2) des Differenzdruckschalters (1) abstützt.
  9. Differenzdruckschalter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mittels der Schaltwippe (20) wenigstens eine Kontaktfederzunge (21, 22) beweglich ist, deren Kontaktzone (24) ein Kontaktbolzen (25) gegenübersteht, der mit einer Heizwendel (28) verbunden ist.
Es folgen 2 Blatt Zeichnungen






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