DE4240591A1 - Elektrische Schalteinrichtung für eine Opferanode - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine elektrische Schalteinrichtung für die Anzeige des Verbrauchs einer Opferanode bei einem Warmwasserbereiter, wobei in einem mit einem Innenraum der Opferanode in Verbindung stehenden Meßraum eine Membran angeordnet ist, die den Meßraum gegenüber einer Kontaktkammer abdichtet, in welcher in einem Anzeigekreis liegende Schaltkontakte angeordnet sind, die mittels eines mit der Membran in einem Schalthub beweglichen Kontaktkörpers verbindbar sind.

Eine derartige Schalteinrichtung ist in dem DE-GM 79 32 910 beschrieben. Nach langer Betriebszeit kann die zum Korrosionsschutz des Wasserbehälters des Warmwasserbereiters vorgesehene Opferanode verbraucht sein. Es tritt dann Wasser in den Innenraum der Opferanode ein, wodurch die Membran unter der Wirkung des Wasserdrucks umspringt. Dadurch wird der Anzeigekreis in der Weise aktiviert, daß ein Anzeigesignal auftritt, das einen Hinweis auf den Verbrauch der Opferanode und die Notwendigkeit zu deren Austausch signalisiert.

Mit einer solchen Anzeige ist erst nach langer Zeit, beispielsweise nach einigen Jahren des Betriebs des Warmwasserbereiters, zu rechnen. Es ist dabei nicht auszuschließen, daß nach einer solchen langen Zeit die Membran, beispielsweise durch Versprödung, undicht wird. Geschieht dies bei der Schalteinrichtung nach dem DE-GM 79 32 910, dann kann beim Verbrauch der Opferanode Wasser in die Kontaktkammer gelangen, wodurch einerseits ein Umspringen der Membran unsicher wird und andererseits über das Wasser eine elektrische Verbindung zwischen einem der spannungführenden Schaltkontakte und dem Wasserbehälter entsteht. Ein solcher Zustand genügt Sicherheitsanforderungen nicht und kann zu einer Gefährdung des Betreibers führen. Im übrigen kann es in einem solchen Fall auch zu einer Korrosion des Wasserbehälters kommen, da das den Vebrauch der Opferanode anzeigende Signal ausbleibt.

In dem DE-GM 79 32 910 ist als Kontaktkörper eine einfache Kontaktbrücke vorgesehen, die sich im Anzeigefall flächig an die Schaltkontakte anlegt. Eine solche Kontaktgabe erscheint insbesondere deswegen unzuverlässig, da sich im Laufe der Zeit an den Schaltkontakten und/oder dem Kontaktkörper Oxidschichten bilden können, die im Ernstfall die notwendige elektrische Kontaktgabe beeinträchtigen.

Nach dem DE-GM 79 32 910 ist eine Zweipunktauflage der Kontaktbrücke an den Schaltkontakten vorgesehen. Bei Verlagerungen bzw. Verkippungen der Kontaktbrücke kann die Kontaktgabe unsicher werden.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine elektrische Schalteinrichtung der eingangs genannten Art vorzuschlagen, deren Funktion auch nach langer Zeit gesichert ist.

Erfindungsgemäß ist obige Aufgabe bei einer Schalteinrichtung der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß in der Kontaktkammer ein Erdungskontakt angeordnet ist, der außerhalb des Schalthubs des Kontaktkörpers liegt.

Dadurch ist erreicht, daß dann, wenn infolge Verbrauchs der Opferanode Wasser in den Meßraum eintritt und dieses Wasser durch die - unerwünschterweise - im Laufe der Jahre wasserdurchlässig gewordene Membran in die Kontaktkammer eintritt, dort das Wasser einen Kurzschluß zwischen dem spannungsführenden Schaltkontakt und dem Erdungskontakt bildet. Dadurch spricht ein Fehlerstrom- Schutzschalter an, über den der Warmwasserbereiter an das elektrische Netz angeschlossen ist. Damit ist ein weiterer Betrieb des Warmwasserbereiters zunächst bis zur Schadensbehebung unterbrochen. Jedenfalls ist vermieden, daß Netzspannung an den Wasserbehälter des Warmwasserbereiters gelangt. Außerdem ist vermieden, daß der Warmwasserbereiter trotz verbrauchter Opferanode bei fehlendem Verbrauchssignal weiterarbeiten kann.

Der Erdungskontakt liegt außerhalb des Schalthubs des Kontaktkörpers. Bei einem Ansprechen der unbeschädigten, also dichten Membran infolge Verbrauchs der Opferanode, bleibt der Erdungskontakt wirkungslos, so daß ohne Ansprechen des Fehlerstrom-Schutzschalters die übliche Anzeige des Verbrauchs der Opferanode erfolgt.

Wird bei einem gewöhnlich erst nach Jahren erfolgenden Umspringen die Membran undicht, dann stellt sich über das in die Kontaktkammer gelangende Wasser ebenfalls ein Kurzschluß zwischen dem spannungsführenden Schaltkontakt und dem Erdungskontakt ein, so daß der Fehlerstrom- Schutzschalter auch in diesem Fall anspricht.

Die Schaltkontakte und der Kontaktkörper sind aneinander vorzugsweise so zugeordnet, daß der Kontaktkörper im Fall des Verbrauchs der Opferanode die Schaltkontakte verbindet. Es kann jedoch auch vorgesehen sein, daß der Kontaktkörper die Schaltkontakte im Ruhezustand verbindet und diese im Falle des Verbrauchs der Opferanode trennt.

In Ausgestaltung der Erfindung trägt der Kontaktkörper eine weiche Zinnschicht, der Spitzen der Schaltkontakte gegenüberstehen. Dadurch ist gewährleistet, daß auch dann, wenn nach langer Zeit, beispielsweise einigen Jahren, bei Verbrauch der Opferanode der Kontaktkörper auf die Schaltkontakte trifft, die gewünschte elektrische Kontaktgabe gesichert ist.

In Weiterbildung der Erfindung ist für die Kontaktgabe neben den beiden Schaltkontakten eine dritte Auflagestelle in der Kontaktkammer vorgesehen. Dadurch ist vermieden, daß der Kontaktkörper unerwünschterweise - beim Verbrauch der Opferanode - den Erdungskontakt berühren kann. Durch diese Dreipunktauflage des Kontaktkörpers ist beim Verbrauch der Opferanode die Sicherheit der Signalgabe unterstützt.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und der folgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels. In der Zeichnung zeigen

Fig. 1 eine Teilansicht eines elektrischen Warmwasserbereiters im Schnitt und

Fig. 2 eine gegenüber Fig. 1 vergrößerte Schnittansicht der Schalteinrichtung im Schnitt längs der Linie II-II nach Fig. 1.

Ein elektrischer Warmwasserbereiter weist einen emaillierten Wasserbehälter (1) auf, der in einer Isolationshülle (2) sitzt, die in einem Außenmantel (3) angeordnet ist. In dem Wasserbehälter (1) ist eine Opferanode (4) angeordnet, in der ein Innenraum (5) besteht. Mittels eines in den Innenraum (5) eingeschraubten Verbindungsstückes (6) ist die Opferanode (4) an dem Wasserbehälter (1) gehalten, wobei das Verbindungsstück (6) mittels Muttern (7), zwischen denen eine Erdungsklemme (8) liegt, an dem Wasserbehälter (1) fixiert ist.

Außerhalb des Wasserbehälters (1) ist auf das Verbindungsstück (6) eine elektrische Schalteinrichtung (9) mittels eines Innengewindes (10) aufgeschraubt. Das Innengewinde (10) ist an einem ersten Gehäuseteil (11) der Schalteinrichtung (9) ausgebildet. Zwischen das erste Gehäuseteil (11) und ein zweites Gehäuseteil (12) der Schalteinrichtung (9) ist eine elastische Membran (13) aus Kunststoff wasserdicht eingespannt. Die beiden Gehäuseteile (11, 12) sind mittels eines im Profil U-förmigen Ringes (14) aneinander gehalten. Im ersten Gehäuseteil (11) ist ein Meßraum (15) ausgebildet, der über einen Kanal (16) des Verbindungsstücks (6) mit dem Innenraum (5) der Opferanode (4) in Verbindung steht. Der Innenraum (5) ist mittels einer Madenschraube (5′) geschlossen.

Im zweiten Gehäuseteil (12) ist an der Membran (13) eine Kontaktscheibe (17) zentral befestigt, die von einer sich im Gehäuseteil (12) abstützenden Druckfeder (18) belastet ist. Die Kontaktscheibe (17) trägt eine weiche Zinnschicht (19). In dem Gehäuseteil (12) besteht eine Kontaktkammer (20).

An dem zweiten Gehäuseteil (12) sind zwei Schaltkontakte (21, 22) angeordnet, die mit Spitzen (23) (vgl. Fig. 2) in die Kontaktkammer (20) ragen. Am Gehäuseteil (12), das wie das Gehäuseteil (11) aus einem elektrisch nichtleitenden Kunststoff besteht, ist eine Anschlagnase (24) ausgebildet. Die Anschlagnase (24) und die Spitzen (23) liegen in einer im wesentlichen zu der Kontaktscheibe (11) parallelen Ebene, so daß die Zinnschicht (19) der Kontaktscheibe (17) beim Umspringen der Membran (13) in ihrem Hub (H) an den beiden Spitzen (23) und der Anschlagnase (24) eine Dreipunktauflage findet, wobei die Spitzen (23) in die Zinnschicht (19) eindringen.

An dem zweiten Gehäuseteil (12) ist außerdem ein Erdungskontakt (25) angeordnet. Dessen Ende (26) liegt in der Kontaktkammer (20) offen, jedoch außerhalb des möglichen Hubs (H) der Kontaktscheibe (17). Der Erdungskontakt (25) ist in der Kontaktkammer (20) in Richtung des Schalthubs (H) gegenüber den Schaltkontakten (21, 22) und der Anschlagnase (24) zurückgesetzt.

Die Schaltkontakte (21, 22) und der Erdungskontakt (25) weisen außerhalb des zweiten Gehäuseteils (12) Zungen (27, 28, 29) auf, auf die mit entsprechenden Schuhen versehene Anschlußkabel (30, 31, 32) gesteckt sind (vgl. Fig. 1). Das Anschlußkabel (30) des Schaltkontakts (21) ist mit dem Nulleiteranschluß (N) des elektrischen Netzes verbunden. Das Anschlußkabel (31) liegt über eine Signallampe (33) am Phasenleiteranschluß (L). Das Anschlußkabel (32) des Erdungskontakts (25) liegt an dem Erdungsleiteranschluß (E). Mit diesem ist über ein Kabel (34) auch die Erdungsklemme (8) verbunden.

Die Funktionsweise der beschriebenen Einrichtung bei Verbrauch der Opferanode, also beim Eindringen von Wasser in deren Innenraum (5) und damit den Meßraum (15) ist etwa folgende:

Ist beim Eindringen von Wasser in den Meßraum (15) die Membran (13) noch wasserdicht, dann springt sie unter dem Wasserdruck um, so daß die weiche Zinnschicht (19) in die Spitzen (23) der Schaltkontakte (21, 22) eindringt und an der Anschlagnase (24) in Dreipunktauflage anschlägt. Die Signallampe (33) leuchtet nun auf. Dies ist in an sich bekannter Weise ein Hinweis auf die Notwendigkeit eines Austauschs der Opferanode (4). Der Erdungskontakt (25) bleibt dabei wirkungslos, da er von der Kontaktscheibe (17), speziell deren Zinnschicht (19), nicht berührt wird.

Ist jedoch beim Eintreten von Wasser in die Kontaktkammer (20) die Membran (13) porös oder wird sie bei ihrem Betätigen wegen Versprödung undicht, dann tritt Wasser in die Kontaktkammer (20) ein. Wasser in der Kontaktkammer (20) bildet dann einen Kurzschluß zwischen einem der spannungsführenden Anschlüsse (L bzw. N) und dem Erdungsleiteranschluß (E). Dies hat zur Folge, daß ein Fehlerstrom-Schutzschalter, über den der Warmwasserbereiter an das elektrische Netz angeschlossen ist, anspricht, so daß der Warmwasserbereiter abgeschaltet wird und eine etwaige Gefährdung vermieden ist.

Claims (5)

1. Elektrische Schalteinrichtung für die Anzeige des Verbrauchs einer Opferanode bei einem Warmwasserbereiter, wobei in einem mit einem Innenraum der Opferanode in Verbindung stehenden Meßraum eine Membran angeordnet ist, die den Meßraum gegenüber einer Kontaktkammer abdichtet, in welcher in einem Anzeigekreis liegende Schaltkontakte angeordnet sind, die mittels eines mit der Membran in einem Schalthub bewegliche Kontaktkörper verbindbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß in der Kontaktkammer (20) ein Erdungskontakt (25) angeordnet ist, der außerhalb des Schalthubs (H) des Kontaktkörpers (17) liegt.

2. Schalteinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Erdungskontakt (25) in der Kontaktkammer (20) gegenüber den Schaltkontakten (21, 22) in Richtung des Schalthubs (H) zurückgesetzt angeordnet ist.

3. Schalteinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Kontaktkörper (17) eine weiche Zinnschicht (19) trägt, der Spitzen (23) der Schaltkontakte (21, 22) gegenüberstehen.

4. Schalteinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß für den Kontaktkörper (17) neben den beiden Schaltkontakten (21, 22) eine dritte Anschlagstelle (24) in der Kontaktkammer (20) vorgesehen ist.

5. Schalteinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Kontaktkörper eine Kontaktscheibe (17) ist.