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EP0624891B1 - Elektrische Schalteinrichtung bei einer Opferanode - Google Patents

Elektrische Schalteinrichtung bei einer Opferanode Download PDF

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Publication number
EP0624891B1
EP0624891B1 EP94107212A EP94107212A EP0624891B1 EP 0624891 B1 EP0624891 B1 EP 0624891B1 EP 94107212 A EP94107212 A EP 94107212A EP 94107212 A EP94107212 A EP 94107212A EP 0624891 B1 EP0624891 B1 EP 0624891B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
membrane
sealing body
contact
fact
sacrificial anode
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
EP94107212A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP0624891A3 (de
EP0624891A2 (de
Inventor
Lutz Seyfarth
Karl-Christian Blumenthal
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Stiebel Eltron GmbH and Co KG
Original Assignee
Stiebel Eltron GmbH and Co KG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Stiebel Eltron GmbH and Co KG filed Critical Stiebel Eltron GmbH and Co KG
Publication of EP0624891A2 publication Critical patent/EP0624891A2/de
Publication of EP0624891A3 publication Critical patent/EP0624891A3/de
Application granted granted Critical
Publication of EP0624891B1 publication Critical patent/EP0624891B1/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01HELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H35/00Switches operated by change of a physical condition
    • H01H35/24Switches operated by change of fluid pressure, by fluid pressure waves, or by change of fluid flow
    • H01H35/34Switches operated by change of fluid pressure, by fluid pressure waves, or by change of fluid flow actuated by diaphragm

Definitions

  • the invention relates to an electrical switching device for displaying the consumption of a sacrificial anode in a water heater, wherein a membrane is arranged in a measuring space connected to an interior of the sacrificial anode, which seals the measuring space from a contact chamber in which switching contacts located in a display circuit are arranged are connectable by means of a contact body movable with the membrane in a switching stroke.
  • Such a switching device is described in DE-GM 79 32 910.
  • the sacrificial anode used to protect the water tank from corrosion in the water heater can be used up. Water can then enter the interior of the sacrificial anode, causing the membrane to bend under the action of the water pressure. This triggers a display signal that is an indication of the consumption of the sacrificial anode.
  • Such a display can only be expected after a long time, for example after a few years of operation of the water heater. It cannot be ruled out with certainty that the membrane has become leaky after such a long time, for example due to embrittlement. If this is done, then water can get into the contact chamber in the switching device according to DE-GM 79 32 910. On the one hand, this makes the membrane jumping around unsafe and, on the other hand, arises via the water an electrical connection between one of the live switch contacts and the water tank. The possibility of such a state does not meet safety requirements and can endanger the user. Otherwise, the water tank may also corrode in such a case if the water heater continues to operate due to the lack of a display signal.
  • a simple contact bridge is provided as the contact body, which in the case of a display contacts the switch contacts. Such contacting appears in particular to be unreliable because, over time, oxide layers can form on the switching contacts and / or the contact body, which impair the necessary electrical contacting in an emergency.
  • a two-point support of the contact bridge is provided on the switch contacts. If the contact bridge is displaced or tilted, contact may become unsafe.
  • the object of the invention is to propose an electrical switching device of the type mentioned, the function of which is ensured even after a long time.
  • the above object is achieved in a switching device of the type mentioned at the outset in that a sealing body is seated on the movable section of the membrane and carries the contact body, the Sealing body seals the contact chamber against the membrane.
  • the sealing body still seals the contact chamber from the measuring chamber when the sacrificial anode is consumed. So even with a leaky membrane, no water can get into the contact chamber, so that no undesired electrical short circuits can occur there.
  • the membrane of the sacrificial anode is so far leaky that it no longer jumps under the water pressure that then occurs, then the further sealing body is displaced by the water pressure in such a way that it moves the contact body against the switching contacts, as a result of which the desired consumption is displayed.
  • the further sealing body can be stuck to the membrane.
  • the sealing body sits loosely on the membrane, so that when the membrane is so far leaky that it no longer bounces under the water pressure, it is rather moved under the water pressure and thereby moves the contact body to the switching contacts without the membrane having to take it with them.
  • the further sealing body can consist of a pressure plate and at least one sealing sleeve arranged on it or at least one sealing ring arranged on it.
  • the sealing body forms the pressure plate and the sealing sleeve in one piece.
  • the sealing collar is arranged so that water breaking in through the membrane supports its sealing effect.
  • the figure shows a switching device for the display the consumption of a sacrificial anode schematically on average.
  • An electric water heater has an enamelled water container in which a sacrificial anode is arranged. In this there is an interior into which a connecting piece is screwed. The sacrificial anode is held on the water tank by means of the connecting piece.
  • an electrical switching device (1) is screwed onto the connecting piece by means of an internal thread (2).
  • a sealing ring (3) is provided for sealing.
  • the internal thread (2) is formed on a first housing part (4) of the switching device (1).
  • An elastic membrane (6) made of plastic is clamped watertight between the first housing part (4) and a second housing part (5) of the switching device (1).
  • the two housing parts (4, 5) are held together by means of a U-shaped ring (7).
  • a measuring chamber (8) is formed in the first housing part (4) and is connected to the interior of the sacrificial anode via a channel (9).
  • sealing body (10) On the middle, movable section of the membrane (6) sits a sealing body (10), which consists in one piece of a pressure plate (11) and a sleeve (12). It would also be possible to form the sealing body (10) in two pieces, the pressure plate (11) and the sleeve (12) each representing a separate component.
  • the outer circumference of the cuff (12) lies sealingly against the second housing part (5). It is movable in this.
  • the sleeve (12) is arranged such that water entering the intermediate chamber (13) via the membrane (6) causes the sleeve (12) presses outwards on the second housing part (5) and thus increases their sealing effect.
  • a contact disk (14) is fastened centrally to the sealing body (10) and is loaded by a compression spring (15) supported in the housing part (5).
  • the contact disk (14) can carry a soft layer of tin.
  • the housing part (5) there is a contact chamber (16) between the sealing body (10) or the contact disk (14) and the housing part (5).
  • Two switching contacts (17, 18) are arranged on the second housing part (5) and protrude into the contact chamber (16) with tips (19).
  • the housing part (5) consists of an electrically non-conductive plastic.
  • the tips (19) lie in a plane essentially parallel to the contact disk (14), so that the contact disk (14), especially its tin layer, when the membrane (6) jumps over in its switching stroke (H) on the two switching contacts (17, 18) stops. If a three-point support is to be designed instead of this two-point support, then a stop lug can be formed on the housing part (5) in addition to the two tips (19).
  • the membrane (6) If the membrane (6) is still watertight when water enters the measuring chamber (8), then it jumps under the water pressure. It moves the sealing body (10) and thus the contact disk (14) so that it meets the switch contacts (17, 18), whereby the switch contacts (17, 18) are electrically connected. A signal lamp, not shown, now lights up. This is an indication of the need to exchange the Sacrificial anode.
  • the sealing body (10) becomes as described under the pressure of the water entering the intermediate chamber (13) postponed. He does not need to take the membrane (6) with him when he sits loosely on it.

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  • Examining Or Testing Airtightness (AREA)

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 dem Korrosionsschutz des Wasserbehälters des Warmwasserbereiters dienende Opferanode verbraucht sein. Es kann dann Wasser in den Innenraum der Opferanode eintreten, wodurch die Membran unter der Wirkung des Wasserdrucks umspringt. Dadurch wird ein Anzeigesignal ausgelöst, das einen Hinweis auf den Verbrauch der Opferanode ist.
  • Mit einer solchen Anzeige ist erst nach langer Zeit, beispielsweise nach einigen Jahren des Betriebs des Warmwasserbereiters, zu rechnen. Es ist dabei nicht mit Sicherheit auszuschließen, daß nach einer so langen Zeit die Membran, beispielsweise durch Versprödung, undicht geworden ist. Ist dies geschehen, dann kann bei der Schalteinrichtung nach dem DE-GM 79 32 910 Wasser in die Kontaktkammer gelangen. Dadurch wird einerseits ein Umspringen der Membran unsicher und andererseits entsteht über das Wasser eine elektrische Verbindung zwischen einem der spannungsführenden Schaltkontakte und dem Wasserbehälter. Die Möglichkeit eines solchen Zustands genügt Sicherheitsanforderungen nicht und kann zu einer Gefährdung des Benutzers führen. Im übrigen kann es in einem solchen Fall auch zu einer Korrosion des Wasserbehälters kommen, wenn aufgrund des fehlenden Anzeigesignals der Warmwasserbereiter weiterbetrieben wird.
  • 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.
  • In der älteren Patentanmeldung P 42 40 591.2 ist für eine Schalteinrichtung der eingangs genannten Art eine zusätzliche Sicherungseinrichtung beschrieben, bei der in der Kontaktkammer ein Erdungskontakt angeordnet ist, der außerhalb des Schalthubs des Kontaktkörpers liegt.
  • 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 auf dem beweglichen Abschnitt der Membran ein Dichtkörper sitzt, der den Kontaktkörper trägt, wobei der Dichtkörper die Kontaktkammer gegenüber der Membran abdichtet.
  • Dadurch ist die Sicherheit der Schalteinrichtung beträchtlich erhöht. Wird die Membran wassertechnisch undicht, dann dichtet immer noch der Dichtkörper die Kontaktkammer gegenüber dem Meßraum beim Verbrauch der Opferanode ab. Es kann also auch bei einer undichten Membran kein Wasser in die Kontaktkammer gelangen, so daß dort auch keine unerwünschten elektrischen Kurzschlüsse auftreten können.
  • Wenn die Membran im Verbrauchsfall der Opferanode so weit undicht ist, daß sie unter dem dann auftretenden Wasserdruck nicht mehr umspringt, dann wird der weitere Dichtkörper vom Wasserdruck so verschoben, daß er den Kontaktkörper gegen die Schaltkontakte bewegt, wodurch die gewünschte Verbrauchsanzeige erfolgt.
  • Der weitere Dichtkörper kann an der Membran festsitzen. Vorzugsweise jedoch sitzt der Dichtkörper lose auf der Membran, so daß er dann, wenn die Membran so weit undicht ist, daß sie unter dem Wasserdruck nicht mehr umspringt, eher unter dem Wasserdruck verschoben wird und dabei den Kontaktkörper an die Schaltkontakte bewegt, ohne die Membran dabei mitnehmen zu müssen.
  • Der weitere Dichtkörper kann aus einem Druckteller und wenigstens einer an diesem angeordneten Dichtmanschette oder wenigstens einem an diesem angeordneten Dichtring bestehen. Vorzugsweise jedoch bildet der Dichtkörper einstückig den Druckteller und die Dichtmanschette.
  • In Ausgestaltung der Erfindung ist die Dichtmanschette so angeordnet, daß über die Membran einbrechendes Wasser ihre Dichtwirkung unterstützt.
  • Die Figur zeigt eine Schalteinrichtung für die Anzeige des Verbrauchs einer Opferanode schematisch im Schnitt.
  • Ein elektrischer Warmwasserbereiter weist einen emaillierten Wasserbehälter auf, in dem eine Opferanode angeordnet ist. In dieser besteht ein Innenraum, in den ein Verbindungsstück eingeschraubt ist. Mittels des Verbindungsstückes ist die Opferanode an dem Wasserbehälter gehalten.
  • Außerhalb des Wasserbehälters ist auf das Verbindungsstück eine elektrische Schalteinrichtung(1) mittels eines Innengewindes(2) aufgeschraubt. Zur Abdichtung ist ein Dichtring(3) vorgesehen. Das Innengewinde(2) ist an einem ersten Gehäuseteil(4) der Schalteinrichtung(1) ausgebildet. Zwischen das erste Gehäuseteil(4) und ein zweites Gehäuseteil(5) der Schalteinrichtung(1) ist eine elastische Membran(6) aus Kunststoff wasserdicht eingespannt. Die beiden Gehäuseteile(4,5) sind mittels eines im Profil U-förmigen Ringes(7) aneinander gehalten. Im ersten Gehäuseteil(4) ist ein Meßraum(8) ausgebildet, der über einen Kanal(9) mit dem Innenraum der Opferanode in wassertechnischer Verbindung steht.
  • Auf dem mittleren, beweglichen Abschnitt der Membran(6) sitzt ein Dichtkörper(10), der einstückig aus einem Druckteller(11) und einer Manschette(12) besteht. Es wäre auch möglich, den Dichtkörper(10) zweistückig auszubilden, wobei der Druckteller(11) und die Manschette (12) ein je eigenes Bauteil darstellen.
  • Die Manschette(12) liegt mit ihrem Außenumfang innen am zweiten Gehäuseteil(5) dichtend an. Sie ist in diesem verschieblich. Zwischen der Membran(6) und der Manschette (12) besteht eine Zwischenkammer(13). Die Manschette(12) ist so angeordnet, daß über die Membran(6) etwa in die Zwischenkammer(13) eintretendes Wasser die Manschette(12) nach außen an das zweite Gehäuseteil(5) drückt und damit deren Dichtwirkung erhöht.
  • Im zweiten Gehäuseteil(5) ist an dem Dichtkörper(10) eine Kontaktscheibe(14) zentral befestigt, die von einer sich im Gehäuseteil(5) abstützenden Druckfeder(15) belastet ist. Die Kontaktscheibe(14) kann eine weiche Zinnschicht tragen.
  • In dem zweiten Gehäuseteil(5) besteht zwischen dem Dichtkörper(10) bzw. der Kontaktscheibe(14) und dem Gehäuseteil(5) eine Kontaktkammer(16). An dem zweiten Gehäuseteil(5) sind zwei Schaltkontakte(17,18) angeordnet, die mit Spitzen(19) in die Kontaktkammer(16) ragen. Das Gehäuseteil(5) besteht, wie das Gehäuseteil (4), aus einem elektrisch nichtleitenden Kunststoff. Die Spitzen(19) liegen in einer im wesentlichen zu der Kontaktscheibe(14) parallelen Ebene, so daß die Kontaktscheibe(14), speziell deren Zinnschicht beim Umspringen der Membran(6) in ihrem Schalthub(H) an den beiden Schaltkontakten(17,18) anschlägt. Soll statt dieser Zweipunktauflage eine Dreipunktauflage gestaltet sein, dann läßt sich zusätzlich zu den beiden Spitzen(19) am Gehäuseteil(5) eine Anschlagnase ausbilden.
  • Die Funktionsweise der beschriebenen Schalteinrichtung bei Verbrauch der Opferanode, also bei Eindringen von Wasser in deren Innenraum und damit in den Meßraum(8), ist etwa folgende:
  • Ist beim Eindringen von Wasser in den Meßraum(8) die Membran(6) noch wasserdicht, dann springt sie unter dem Wasserdruck um. Dabei verschiebt sie den Dichtkörper(10) und damit die Kontaktscheibe(14) so, daß diese auf die Schaltkontakte(17,18) trifft, wodurch die Schaltkontakte (17,18) elektrisch verbunden sind. Eine nicht näher dargestellte Signallampe leuchtet nun auf. Dies ist ein Hinweis auf die Notwendigkeit des Austausches der Opferanode.
  • Ist beim Eindringen von Wasser in den Meßraum(8) die Membran(6) schon porös, oder wird sie bei der Druckbeaufschlagung wegen Versprödung undicht, dann tritt Wasser in die Zwischenkammer(13) ein. Wegen der dichtenden Manschette(12) des Dichtkörpers(10) kann dabei Wasser aus der Zwischenkammer(13) nicht in die Kontaktkammer(16) gelangen. Unter dem Wasserdruck wird der Dichtkörper(10) nun wiederum so verschoben, daß die Kontaktscheibe(14) auf die Schaltkontakte(17,18) trifft.
  • Ist die Membran(6) beim Eintreten von Wasser in den Meßraum(8) schon so wasserdurchlässig, daß sie nicht mehr umspringen kann, dann wird unter dem Druck des in die Zwischenkammer(13) eintretenden Wassers der Dichtkörper (10) in der beschriebenen Weise verschoben. Er braucht dabei die Membran(6) nicht mitzunehmen, wenn er lose auf dieser sitzt.

Claims (6)

  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 Schaltkontakte angeordnet sind, die mittels eines mit der Membran in einem Schalthub beweglichen Kontaktkörpers verbindbar sind,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß auf dem beweglichen Abschnitt der Membran(6) ein Dichtkörper(10) sitzt, der den Kontaktkörper(14) trägt, wobei der Dichtkörper(10) die Kontaktkammer(16) gegenüber der Membran(6) abdichtet.
  2. Schalteinrichtung nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß der Dichtkörper(10) lose auf der Membran(6) sitzt.
  3. Schalteinrichtung nach Anspruch 1 oder 2,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß zwischen einer Manschette(12) des Dichtkörpers(10) und der Membran(6) eine Zwischenkammer(13) besteht, wobei bei undichter Membran(6) in diese eintretendes Wasser den Dichtkörper(10) so verschiebt, daß der Kontaktkörper(14) auf die Schaltkontakte(17,18) trifft.
  4. Schalteinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß der Dichtkörper(10) einen Druckteller(11) und eine Manschette(12) aufweist.
  5. Schalteinrichtung nach Anspruch 4,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß der Dichtkörper(10) einstückig ausgebildet ist.
  6. Schalteinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die Manschette(12) so angeordnet ist, daß einbrechendes Wasser ihre Dichtwirkung unterstützt.
EP94107212A 1993-05-13 1994-05-09 Elektrische Schalteinrichtung bei einer Opferanode Expired - Lifetime EP0624891B1 (de)

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DE4316016A DE4316016C2 (de) 1993-05-13 1993-05-13 Elektrische Schalteinrichtung bei einer Opferanode
DE4316016 1993-05-13

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EP0624891A2 EP0624891A2 (de) 1994-11-17
EP0624891A3 EP0624891A3 (de) 1995-05-10
EP0624891B1 true EP0624891B1 (de) 1997-10-01

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DE4316016A1 (de) 1994-11-17
EP0624891A3 (de) 1995-05-10
ATE158893T1 (de) 1997-10-15
EP0624891A2 (de) 1994-11-17
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