DE1261932B

DE1261932B - Membrane switch for electric water heater

Info

Publication number: DE1261932B
Application number: DE1957E0015094
Authority: DE
Inventors: Alfred Eckerfeld; Leonid Schomann
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1957-12-14
Filing date: 1957-12-14
Publication date: 1968-02-29

Description

Membranschalter für elektrische Durchlauferhitzer Die Erfindung betrifft einen Membranschalter für elektrische Durchlauferhitzer, bei dem eine vom Druck oder Differenzdruck des durchlaufenden Wassers beaufschlagte, vorgekrümmte, steife Metallmembran, die bei Druckänderung unverzögerbar von einer Endlage in die andere schnellt und mittels eines an der Membran anliegenden Übertragungsgliedes eine kontaktgebende Blattfeder eines Leistungsschalters steuert.Membrane switches for electric water heaters The invention relates to a membrane switch for electric water heaters, where one of the pressure or differential pressure of the water flowing through, pre-curved, rigid Metal diaphragm that moves from one end position to the other without delay when the pressure changes quickly and by means of a transmission element resting on the membrane, a contact-making Leaf spring of a circuit breaker controls.

Es ist ein Ausschalter bekannt, der von einer Schnappmembran betätigt wird und auf eine durch Temperatursteigerung herbeigeführte Druckänderung anspricht. Ein solcher Schalter schaltet somit bei einer Druckerhöhung an der Membran aus. Die Membran springt hierbei von einer Endlage in die andere und drückt den Schalter auf, ohne daß durch den Druckanstieg eine stetige Verringerung des Kontaktdruckes und ein langsames Öffnen des Schalters erfolgt, wie das der Fall wäre, wenn die Membran keine Schnappmembran wäre. Bei diesem bekannten Membranschalter wirkt jedoch der die Ausschaltung hervorrufende auf die Membran ausgeübte Gas- oder Flüssigkeitsdruck in gleicher Richtung wie die Schnappwirkung der Membran im öffnenden Sinne auf den Schalter.A circuit breaker is known which is actuated by a snap-on membrane and responds to a pressure change brought about by an increase in temperature. Such a switch thus switches off when the pressure on the membrane increases. The membrane jumps from one end position to the other and presses the switch without a steady decrease in the contact pressure due to the increase in pressure and a slow opening of the switch occurs, as would be the case if the Membrane would not be a snap membrane. In this known membrane switch, however, works the gas or liquid pressure exerted on the membrane causing the deactivation in the same direction as the snap action of the membrane in the opening sense on the Counter.

Bei einem Membranschalter für elektrische Durchlauferhitzer kommt es dagegen darauf an, daß die Leistung abgeschaltet bleibt, solange auf die Membran kein Wasserdruck oder Differenzdruck (Fließdruck) wirkt. Bei Verwendung einer Kontaktblattfeder darf diese bei drucklosem Zustand des Gerätes keinen Kontakt geben. Es sind dazu Membranschalter bekannt, bei denen durch den Membranhub unter Vermittlung eines Übertragungsgliedes der Federkontakt getrennt oder geschlossen wird, wobei sich der Kontaktdruck in Abhängigkeit von dem auf die Membran wirkenden Wasserdruck langsam verändert und zu Null werden kann. Das kann beim Schalten hoher Leistungen zu einem Verbrennen der Kontakte führen.With a membrane switch for electric water heaters comes on the other hand it is important that the power remains switched off as long as on the membrane no water pressure or differential pressure (flow pressure) is effective. When using a contact leaf spring this must not make any contact when the device is depressurized. There are to Known membrane switches in which the membrane stroke mediated by a Transmission element of the spring contact is separated or closed, whereby the contact pressure is slow as a function of the water pressure acting on the membrane can be changed and become zero. That can turn into one when switching high powers Burn the contacts.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einem Wasserschalter für Durchlauferhitzer mit einfachen Mitteln unter Verwendung üblicher Blattfederkontakte eine langsame Trennung der Kontakte zu verhindern und eine vom Wasserdruck unabhängige Momentschaltung zu erzielen.The invention is based on the object of a water switch for instantaneous water heaters with simple means using common leaf spring contacts to prevent a slow separation of the contacts and one that is independent of the water pressure To achieve momentary switching.

Erfindungsgemäß wird das dadurch erreicht, daß die vom Wasserdruck oder -differenzdruek zu überwindende Eigenfederkraft der Membran größer ist als die Eigenfederkraft der Blattfeder und daß das Übertragungsglied sich bei drucklosem Zustand an der vorgekrümmten Membran abstützt und dadurch die unter Federspannung stehende Blattfeder am Kontaktschluß hindert.According to the invention this is achieved in that the water pressure or -differenzdruek natural spring force of the membrane to be overcome is greater than the natural spring force of the leaf spring and that the transmission member is depressurized State is supported on the pre-curved membrane and thus under spring tension prevents standing leaf spring from making contact.

Die Kontaktgabe erfolgt dabei durch die Eigenfederung der Blattfeder. Im drucklosen Zustand muß sich das Übertragungsglied an der Membran abstützen und die Blattfeder an einer Kontaktgabe hindern. Erst durch den Wasserdruck wird diese Stützfunktion der Schnappmembran aufgehoben. Das wird durch die erfindungsgemäße Abwägung der Federkräfte erreicht.The contact is made by the natural springing of the leaf spring. In the unpressurized state, the transmission element must be supported on the membrane and prevent the leaf spring from making contact. Only through the water pressure is this Support function of the snap membrane canceled. That is by the invention Balancing of the spring forces achieved.

Ein Wasserschalter nach der Erfindung arbeitet daher gerade umgekehrt wie der eingangs geschilderte bekannte, auf Temperatursteigerungen ansprechende Membranschalter. Letzterer schaltet bei Druckerhöhung aus, der erfindungsgemäße Schalter schaltet dabei ein, wobei es wesentlich ist, daß bei drucklosem Zustand durch Abstützung des Übertragungsgliedes an der Membran eine Kontaktgabe verhindert wird.A water switch according to the invention therefore works in exactly the opposite way Like the well-known one described above, which responds to temperature increases Membrane switch. The latter switches off when the pressure increases, the one according to the invention The switch turns on, and it is essential that when it is depressurized prevents contact being made by supporting the transmission element on the membrane will.

Vorteilhafterweise ist eine die Blattfeder in der Ausschaltstellung verriegelnde Handhabe vorgesehen. Durch eine Verriegelung der Blattfeder in der Offenstellung kann erreicht werden, daß eine Einschaltung der elektrischen Leistung auch bei Wasserdurchfluß verhindert wird, so daß Kaltwasser am gleichen Zapfhahn gezapft werden kann. Dabei ist wesentlich, daß bei der erfindungsgemäßen Anordnung die Membran bei Wasserdurchfluß trotz einer Verriegelung der Blattfeder ungehindert ihren Hub ausführen kann, was bei einem Wasserschalter üblicher Bauart nicht der Fall wäre.One of the leaf springs is advantageously in the switched-off position locking handle provided. By locking the leaf spring in the Open position can be achieved that an activation of the electrical power is prevented even with water flow, so that cold water at the same tap can be tapped. It is essential that in the arrangement according to the invention the membrane is unhindered when water flows through despite the leaf spring being locked can perform their stroke, which is not the case with a conventional water switch Case would be.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in F i g. 1 und 2 schematisch dargestellt und im folgenden näher beschrieben.An embodiment of the invention is shown in FIG. 1 and 2 schematically shown and described in more detail below.

An einem aus isolierendem Kunststoff hergestellten Grundkörper 1 des Durchlauferhitzers sind drei durch eine Isolierbrücke 2 mechanisch miteinander verbundene Kontaktfedern 3, 3', 3" befestigt. Die Kontaktfedern 3, 3', 3" haben das Bestreben auf Grund ihrer Eigenfederung mit Gegenkontakten 4, 4', 4", die ebenfalls am Grundkörper 1 befestigt sind, einen Kontaktschluß herzustellen. Daran werden sie jedoch zunächst durch das Übertragungsglied 5 eines Membranschalters 6 gehindert, das kraftschlüssig auf der Isolierbrücke 2 aufliegt.On a base body 1 made of insulating plastic Flow heaters are three mechanically linked by an insulating bridge 2 connected Contact springs 3, 3 ', 3 "attached. The contact springs 3, 3', 3" have the tendency due to their self-resilience with mating contacts 4, 4 ', 4 ", which are also on the base body 1 are attached to produce a contact closure. However, they will get to that first prevented by the transmission member 5 of a membrane switch 6, the non-positive rests on the insulating bridge 2.

Das Gehäuse 6' des Membranschalters 6 ist dosenförmig ausgebildet und liegt mit einem Abdichtring 6" auf einer Fläche des Grundkörpers 1 auf. Durch eine steife und nach unten gewölbte Metallmembran 7 werden zwei Membrankammern 8, 9 abgeteilt, von denen die eine (8) zwischen dem Grundkörper 1 und der Membran 7 und die andere (9) zwischen der Membran 7 und dem Membranschaltergehäuse 6' liegt. Die Membrankammer 9 ist über einen Kanal 10 an eine Einlaßbohrung 11 des Grundkörpers 1 angeschlossen, so daß in der Membrankammer 9 der ungedrosselte Druck des einströmenden Kaltwassers wirksam ist. Die Membrankammer 8 dagegen ist durch eine Aussparung 12 an die Auslaßleitung 13 des Grundkörpers 1 angeschlossen. Durch eine Drosselschraube 14, die das durch den Grundkörper 1 strömende Wasser drosselt, wird beim Durchlauf des Wassers eine dynamische Druckdifferenz erzeugt, d. h. in der Membrankammer 8 wird währenddes Durchlaufes ein -geringerer Druck wirksam als in der Membrankammer 9. Die Folge davon ist, daß die ursprünglich nach unten gewölbte Membran 7 unter dem Einfluß des Überdruckes in der Membrankammer 9 sich sprunghaft nach oben durchwölbt, sobald Wasser durch den Grundkörper 1 beim Öffnen eines Zapfventils strömt. Bei geschlossenem Zapfventil ist naturgemäß ein Druckausgleich in den Membrankammern 8 und 9 vorhanden, bei dem die Membran 7 unter Eigenfederung nach unten gewölbt ist. An der Membran 7 stützt sich das Kopfstück 15 des Übertragungsgliedes 5 ab. Ein flexibles Kunststoffröhrchen 16 ist einerseits über einen Bund dieses Kopfstückes 15, andererseits über eine Buchse 17 gezogen, die in die Wandung des Membranschaltergehäuses 6' eingesetzt ist. Dieses zur abdichtenden Durchführung des Übertragungsgliedes 5 dienende Kunststoffröhrchen 16 stellt zugleich eine Gelenkverbindung zwischen Übertragungsglied 5 und Membranschaltergehäuse 6' her. Durch den Federdruck der Kontaktfedern 3, 3', 3" wird das Kopfstück 15 des Übertragungsgliedes 5 ständig an der Membran 7 in Anlage gehalten. Sobald bei Wasserdurchfluß die Membran 7 in die obere Endlage springt, kann das Übertragungsglied 5,15 folgen, so daß die Kontaktfedern 3, 3', 3" unter dem Einfluß ihrer Eigenfederung den Kontaktschluß mit den Gegenkontakten 4, 4', 4" herstellen können, wodurch die Heizleistung des Gerätes eingeschaltet wird. Der Kontaktdruck zwischen den Kontaktfedern 3, 3', 3" und ihren Gegenkontakten 4, 4', 4" ist unabhängig von etwaigen, während des Betriebes auftretenden Druckschwankungen im Wasserteil.The housing 6 'of the membrane switch 6 is box-shaped and rests with a sealing ring 6 ″ on a surface of the base body 1. Through a stiff and downwardly curved metal membrane 7 becomes two membrane chambers 8, 9 divided, of which one (8) between the base body 1 and the membrane 7 and the other (9) lies between the membrane 7 and the membrane switch housing 6 '. The membrane chamber 9 is connected to an inlet bore 11 of the base body via a channel 10 1 connected, so that in the diaphragm chamber 9, the unthrottled pressure of the inflowing Cold water is effective. The membrane chamber 8, on the other hand, is provided with a recess 12 connected to the outlet line 13 of the base body 1. Through a throttle screw 14, which throttles the water flowing through the base body 1, is when passing through of the water creates a dynamic pressure difference, d. H. in the membrane chamber 8 a lower pressure becomes effective during the passage than in the membrane chamber 9. The consequence of this is that the originally curved membrane 7 below the influence of the overpressure in the diaphragm chamber 9 bulges upwards by leaps and bounds, as soon as water flows through the base body 1 when a nozzle is opened. at When the nozzle is closed, there is naturally a pressure equalization in the diaphragm chambers 8 and 9 present, in which the membrane 7 arched downwards with its own resilience is. The head piece 15 of the transmission member 5 is supported on the membrane 7. A flexible plastic tube 16 is on the one hand over a collar of this head piece 15, on the other hand, pulled over a socket 17, which is in the wall of the membrane switch housing 6 'is inserted. This for sealing implementation of the transmission link 5 serving plastic tube 16 also provides an articulated connection between Transmission member 5 and membrane switch housing 6 '. The spring pressure of the Contact springs 3, 3 ', 3 ", the head piece 15 of the transmission link 5 is constantly held in contact with the membrane 7. As soon as the membrane 7 in the upper end position jumps, the transmission element 5, 15 can follow, so that the contact springs 3, 3 ', 3 "under the influence of their own resilience the contact closure with the mating contacts 4, 4 ', 4 "can produce, whereby the heating power of the device switched on will. The contact pressure between the contact springs 3, 3 ', 3 "and their mating contacts 4, 4 ', 4 "is independent of any pressure fluctuations that occur during operation in the water part.

Man kann durch eine verriegelbare Handhabe 18, die auf die Isolierbrücke 2 wirkt, die Kontaktfedern 3, 3', 3" in der Ausschaltstellung verriegeln, wenn man auch beim Ansprechen des Membranschalters 6 eine Einschaltung der Heizleistung verhindern will, um z. B. kaltes Wasser zapfen zu können. Bei verriegelter Isolierbrücke 2 können die Membran 7 und das Übertragungsglied 5, 15 ihre Schaltbewegungen beim Durchlauf des Wassers ausführen, ohne durch die Verriegelung der Schaltfedern 3, 3', 3" behindert zu werden.You can by a lockable handle 18, which is on the insulating bridge 2 acts to lock the contact springs 3, 3 ', 3 "in the switch-off position, if one also prevent the heating power from being switched on when the membrane switch 6 responds want to z. B. to be able to tap cold water. With the insulating bridge locked 2 can the membrane 7 and the transmission member 5, 15 their switching movements when Run the water through without locking the switch springs 3, 3 ', 3 "being disabled.

Claims

Claims: 1. Membrane switch for electric water heaters, in which one is acted upon by the pressure or differential pressure of the water flowing through, pre-curved, stiff metal diaphragm, which, when the pressure changes, is immediately released by a End position in the other snap and by means of a transmission link resting on the membrane controls a contact-making leaf spring of a circuit breaker, characterized that the inherent spring force of the water pressure or differential pressure to be overcome Diaphragm (7) is greater than the natural spring force of the leaf spring (3) and that the transmission member (5, 15) is supported on the pre-curved membrane in the unpressurized state and thereby the leaf spring, which is under spring tension, prevents the contact (3, 4). .

2. Membrane switch according to claim 1, characterized by a handle (18) locking the leaf spring in the switched-off position. Documents considered: German Auslegeschrift No. 1000 489; French Patent No. 553,605; British Patent Nos. 416 036, 648 355; U.S. Patent Nos. 2,244,373, 2,719,889 , 2,722,580, 1,456,087.