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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung mit mindestens einem Thermostaten, vorzugsweise einem Kapillarrohr-Thermostaten, nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.
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Thermostaten, beispielsweise Kapillarrohr-Thermostaten, werden als Abschalteinrichtung eingesetzt, die bei Überschreiten einer bestimmten Temperatur eine Sicherheitsabschaltung bewirkt. Solche Thermostaten haben sich bewährt. Werden sie jedoch unter besonderen Einsatzbedingungen, beispielsweise in explosionsgefährdeten Räumen, eingesetzt, ist ein erheblicher Aufwand erforderlich, eine Explosionsgefahr, die durch Schaltvorgänge des Thermostaten besteht, auszuschließen.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die gattungsgemäße Vorrichtung so auszubilden, dass sie bei konstruktiv einfacher Ausbildung zuverlässig auch in explosionsgefährdeten Räumen eingesetzt werden kann.
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Diese Aufgabe wird bei der gattungsgemäßen Vorrichtung erfindungsgemäß mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruches 1 gelöst.
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Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist der Thermostat in einem druckfesten Gehäuse untergebracht. Dadurch kann er problemlos in explosionsgefährdeten Räumen eingesetzt werden, ohne dass aufwändige und teuere Maßnahmen vorgesehen werden müssen, um bei Betätigung des Thermostaten eine Explosionsgefahr zu vermeiden. Die elektrischen Leitungen für den Betrieb des Thermostaten sind durch wenigstens eine druckfeste Durchführung aus dem druckfesten Gehäuse nach außen geführt. Dadurch ist ein problemloser Anschluss des Thermostaten an die Strom/Spannungsversorgung möglich.
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Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den weiteren Ansprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen.
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Die Erfindung wird nachstehend anhand zweier in den Zeichnungen dargestellter Ausführungsformen näher erläutert. Es zeigen
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1 in perspektivischer Darstellung eine erste Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung mit einem Kapillarrohr-Thermostaten,
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2 eine Draufsicht auf die Vorrichtung gemäß 1,
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3 einen Schnitt durch die Vorrichtung gemäß 1 im Bereich einer Schaltwippe,
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4 einen Schnitt durch die Vorrichtung gemäß 1 im Bereich eines Befestigungsschiebers,
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5 die Vorrichtung gemäß 1 teilweise aufgeschnitten,
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6 einen Schnitt durch die Vorrichtung gemäß 1 im Bereich der Leitungs- und der Kapillarrohrdurchführung,
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7 in perspektivischer Darstellung eine zweite Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung mit einem Kapillarrohr-Thermostaten,
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8 eine Draufsicht auf die Vorrichtung gemäß 7,
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9 einen Schnitt durch die Vorrichtung gemäß 7 im Bereich eines Befestigungsschiebers,
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10 eine Unteransicht der Vorrichtung gemäß 1 bzw. 7 vor einem Vergießvorgang,
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11 die Vorrichtung gemäß 10 nach dem Vergießvorgang.
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Die nachfolgend beschriebenen Vorrichtungen sind in druckfester Bauweise ausgebildet und weisen in einem Gehäuse einen Kapillarrohr-Thermostaten auf.
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Die Vorrichtung gemäß den 1 bis 6 hat ein Gehäuse 1 mit einem haubenartigen Gehäuseteil 1a, dessen Seitenwände mit in Höhenrichtung verlaufenden Rippen 2 versehen sind. Sie erstrecken sich beispielhaft von der Oberseite 3 des Gehäuseteiles 1a aus bis nahe an den unteren Rand 4 des Gehäuseteiles 1a. Im Bereich dieses Randes 4 bilden die Gehäuseseitenwände ein umlaufendes rippenfreies Band 5. Die offene Unterseite des haubenförmigen Gehäuseteiles 1a ist durch eine Bodenplatte 6 geschlossen (3).
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Das Gehäuse 1 ist druckfest ausgebildet. Der Gehäuseteil 1a ist mit der Bodenplatte 6 über Schrauben 7 (5 und 10) verbunden. Im dargestellten Ausführungsbeispiel befinden sich die Schrauben 7 in den Eckbereichen des Gehäuseteiles 1a. Die Bodenplatte 6 ist in diesen Bereichen jeweils mit einer Ausnehmung 8 versehen, in denen die Schraubenköpfe vertieft liegen (10).
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Die Bodenplatte 6 hat einen umlaufenden, hochgestellten Rand 9, der in eine umlaufende Vertiefung 10 in den Stirnseiten der Gehäuseseitenwände mit Spiel eingreift (3, 4, 6 und 9). Der Zwischenraum zwischen dem Bodenplattenrand 9 und dem Boden sowie den Seitenwänden der Vertiefung 10 wird mit einer Gießmasse 11 ausgefüllt. Wie sich aus 11 ergibt, füllt die Gießmasse 11 die Vertiefung 10 bis zum unteren Rand 4 des Gehäuseteiles 1a aus. Dadurch werden auch die Schrauben 7, die vertieft in den Ausnehmungen 8 liegen, durch die Gießmasse 11 abgedeckt. Die Gießmasse 11 stellt einen hermetischen Abschluss zwischen dem Gehäuseteil 1a und der Bodenplatte 6 dar, wodurch eine einwandfreie Dichtheit gegeben ist.
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Das Gehäuse 1 hat bei den dargestellten Ausführungsformen viereckigen Umriss. Selbstverständlich ist die Gehäuseausbildung hierauf nicht beschränkt. Das Gehäuse 1 kann unterschiedlichste Umrissformen haben. Dementsprechend kann auch die Zahl der Schrauben 7, mit denen das Gehäuseteil 1a und die Bodenplatte 6 zusammengehalten werden, unterschiedlich zu den dargestellten Ausführungsbeispielen sein. Die Schrauben 7 halten das Gehäuseteil 1a und die Bodenplatte 6 zusammen, so dass sie im Falle einer Explosion innerhalb des Gehäuses 1 durch den Explosionsdruck nicht voneinander getrennt werden können. Somit bildet das haubenartige Gehäuseteil 1a mit der Bodenplatte 6 eine druckfeste Kapselung, in der sich ein handelsüblicher Kapillarrohr-Thermostat 12 befindet. Er ist in den 3 bis 5 und 9 aus diesem Grunde nur schematisch dargestellt. Im Folgenden wird der Kapillarrohr-Thermostat 12 der Einfachheit wegen lediglich als Thermostat bezeichnet.
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Der Thermostat 12 hat ein Kapillarrohr 13, das über eine druckfeste Leitungsdurchführung 14 in der Bodenplatte 6 aus dem druckfesten Innenraum des Gehäuses 1 im Sinne eines Explosionsschutzes nach außen geführt ist. Diese Leitungsdurchführung 14 (6) ist an einem senkrecht von der Bodenplatte 6 abstehenden Dom 15 vorgesehen, der vorteilhaft einstückig mit der Bodenplatte 6 ausgebildet ist. Der Dom 15 hat vorteilhaft kreisförmigen Querschnitt und ist ebenfalls mit der Gießmasse 11 ausgefüllt, durch welche das Kapillarrohr 13 verläuft (6).
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Aus dem Innenraum des druckfesten Gehäuses 1 sind durch eine druckfeste Leitungsdurchführung 16 (5, 6 und 10) Leitungen 17 im Sinne des Explosionsschutzes nach außen geführt, die elektrischen Leitungen können beispielsweise Ader- oder Schlauchleitungen sein. Zur Bildung der Leitungsdurchführung 16 ist die Bodenplatte 6 mit einem Dom 18 (5 und 6) versehen, der vorteilhaft einstückig mit der Bodenplatte 6 ausgebildet ist und senkrecht von ihr in das Innere des Gehäuses 1 absteht. Der Dom 18 ist mit der Gießmasse 11 ausgefüllt, durch welche die Leitungen 17 verlaufen. Der Dom 18 hat vorteilhaft kreisförmigen Querschnitt.
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Der Thermostat 12 ist über ein Halteteil 21 auf zwei Domen 19, 20 befestigt (4), die von der Bodenplatte 6 abstehen und vorzugsweise einstückig mit ihr ausgebildet sind. Das Halteteil 21 ist im Wesentlichen plattenförmig ausgebildet (5) und mit Hilfe von Schrauben 22 auf den Domen 19, 20 befestigt. Zur Zentrierung des Thermostaten 12 im Gehäuse 1 stehen vom Halteteil 21 in Richtung auf die Bodenplatte 6 Hülsen 23 ab, mit denen das Halteteil 21 auf den Domen 19, 20 sitzt. In den Zeichnungen ist nur die auf dem Dom 19 sitzende Hülse 23 erkennbar.
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Vom Halteteil 21 steht von der von der Bodenplatte 6 abgewandten Seite wenigstens ein Anschlag 24 ab, an dem der Thermostat 12 mit seinem Gehäuse 25 anliegt. Der Anschlag 24 sowie das Thermostatgehäuse 25 sind so ausgebildet, dass das Thermostatgehäuse 25 mit Hilfe des wenigstens einen Anschlages 24 exakt auf dem Halteteil 21 positioniert werden kann.
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Der Thermostat 12 hat einen Schaltstößel 26, der nach unten aus dem Thermostatgehäuse 25 ragt. Das aus dem Thermostatgehäuse 25 hervorstehende Schaltstößelende kann mit einem Bund 27 versehen sein, der in einem Aufnahmeraum 28 geführt ist. Der Bund 27 liegt an der Wandung des Aufnahmeraums 28 an, so dass der Schaltstößel 26 einwandfrei in seiner Längsrichtung geführt ist, wenn er einen Stößelhub ausführt. Der Aufnahmeraum 28 kann in einem zylindrischen Vorsprung 29 vorgesehen sein, der sich vom Thermostatgehäuse 25 aus nach unten in Richtung auf die Bodenplatte 6 erstreckt, vorteilhaft einstückig mit dem Thermostatgehäuse 25 ausgebildet ist.
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Der Bund 27 wirkt mit einem aufwärts gerichteten Endabschnitt 30 einer Schaltwippe 31 zusammen, die um eine senkrecht zur Hubrichtung des Schaltstößels 26 liegende Achse schwenkbar gelagert ist. Wie 3 zeigt, ist die Schaltwippe 31 im dargestellten Ausführungsbeispiel in einer teilkreisförmigen Vertiefung 32 in der Oberseite der Bodenplatte 6 schwenkbar gelagert. Die Schaltwippe 31 greift mit einem entsprechenden, im Querschnitt teilkreisförmigen Lagerabschnitt 33 in die Vertiefung 32 ein.
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Der den Endabschnitt 30 aufweisende Arm 34 der Schaltwippe 31 kann länger sein als der andere Arm 35, der mit einem Rückstellstößel 36 zusammenwirkt.
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Zur Führung des Rückstellstößels 36 ist das Halteteil 21 mit einer Führungsbuchse 37 versehen, die sich im Bereich neben dem Thermostatgehäuse 25 aufwärts erstreckt und vorteilhaft einstückig mit dem Halteteil 21 ausgebildet ist. Der Rückstellstößel 26 ragt durch die Führungsbuchse 37 und das Halteteil 21 in Richtung auf die Bodenplatte 6 und liegt in der Betriebsstellung der Vorrichtung dem Schaltwippenarm 35 mit geringem Abstand gegenüber.
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Die Führungsbuchse 37 liegt mit Abstand der Innenseite der Gehäuseoberseite 3 gegenüber. Sie ist im Bereich des Rückstellstößels 36 verdickt ausgebildet und weist eine Durchtrittsöffnung 38 auf, durch welche der Rückstellstößel 36 ragt und in der er axial geführt ist. Die Länge 39 der Durchtrittsöffnung 38 bestimmt die Spaltlänge und der Durchmesser die Spaltweite. Sie sind im Hinblick auf den Explosionsschutz ausreichend gewählt. Der Rückstellstößel 36 steht nach oben über die Gehäuseoberseite 3 vor.
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Damit der Rückstellstößel 36 nicht aus dem Gehäuse 1 herausfallen kann, ist er mit einem Anschlagbund 40 versehen, mit dem er an einer Anschlagfläche 31 an der Unterseite der Gehäuseoberseite 3 anliegt.
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Nahe dem freien Ende ist die Führungsbuchse 37 mit einer radialen Anschlagfläche 42 versehen, an der sich das eine Ende einer Schraubendruckfeder 43 abstützt, die den Rückstellstößel 36 aufwärts belastet. Die Druckfeder 43 stützt sich mit ihrem anderen Ende am Anschlagbund 40 des Rückstellstößels 36 ab. Im Bereich zwischen dem Anschlagbund 40 und der Anschlagfläche 42 umgibt die Druckfeder 43 den Rückstellstößel 36. Da die Anschlagfläche 42 vertieft in der Führungsbuchse 37 vorgesehen ist, greift die Druckfeder 43 geringfügig in die Führungsbuchse 37 ein, wodurch die Druckfederlage stabilisiert wird.
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Auch die Schaltwippe 31 ist durch wenigstens eine Druckfeder 44 belastet, die sich mit ihrem unteren Ende am Arm 34 der Schaltwippe 31 abstützt. Das Halteteil 21 ist mit einem hülsenförmigen, gegen die Bodenplatte 6 gerichteten Vorsprung 45 versehen (3), in den die Druckfeder 44 mit ihrem oberen Endbereich eingreift und sich am Boden des Vorsprungs 45 abstützt. Der Vorsprung 45 ist vorteilhaft einstückig mit dem Halteteil 21 ausgebildet. Durch die Druckfeder 44 wird die Schaltwippe 31 im Gegenuhrzeigersinn in der Darstellung gemäß 3 belastet. Dadurch liegt sie in der Ausgangsstellung mit ihrem Arm 34 an der Bodenplatte 6 oder einem anderen gehäusefesten Anschlag an. Die Druckfeder 44, die beispielsweise eine Schraubendruckfeder ist, verhindert somit, dass die Schaltwippe 31 unkontrollierte Bewegungen ausführt.
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Der Lagerabschnitt 33 der Schaltwippe 31 und die Vertiefung 32 in der Bodenplatte 6 sind so ausgebildet, dass die Schaltwippe 31 nicht unbeabsichtigt herausfallen kann.
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Zur Halterung der Vorrichtung auf einer Tragschiene 46 ist die Bodenplatte 6 an ihrer Unterseite mit zwei Haken 47 (10 und 11) versehen, die einen Schienenrand 48 untergreifen. Der gegenüberliegende Schienenrand 49 wird von einem Haken 50 untergriffen, der Teil eines Schiebers 51 ist, der zwischen zwei zueinander parallelen Führungen 52, 53 an der Unterseite der Bodenplatte 6 verschiebbar geführt ist. Die Führungen 52, 53 haben jeweils eine Führungsnut 54, 55, in die Führungsstege 56, 57 an den Längsseiten des Schiebers 51 eingreifen (6). Der Schieber 51 ist an seiner dem Haken 50 gegenüberliegenden Seite mit einer Handhabe 58 versehen, mit der sich der Schieber 51 einfach verschieben lässt. Die Handhabe 58 steht geringfügig über die benachbarte Gehäuseseitenwand vor, so dass die Vorrichtung auch im montierten Zustand einfach von der Tragschiene 46 gelöst werden kann. Das Gehäuse lässt sich auch an einer Wand- oder Bodenfläche befestigen.
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Der Schieber 51 wird durch wenigstens eine Druckfeder 59 in Richtung auf die Arretierstellung belastet (4). Die Druckfeder 59 ist in einer Vertiefung 60 in der Bodenplatte 6 untergebracht und stützt sich mit einem Ende an einem Rand 61 der Vertiefung 60 und mit ihrem anderen Ende an einer Anschlagfläche 62 des Hakens 50 des Schiebers 51 ab. Da die Druckfeder 59 vertieft in der Bodenplatte 6 untergebracht ist, kann der Schieber 51 an der Unterseite der Bodenplatte 6 anliegend zuverlässig verschoben werden. Die Druckfeder 59 stellt sicher, dass der Haken 50 des Schiebers 51 den Schienenrand 49 sicher übergreift und somit im Zusammenwirken mit den gegenüberliegenden Haken 47 die Vorrichtung fest mit der Tragschiene 46 verbindet.
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Bei normalem Betrieb der Vorrichtung befindet sich der Schaltstößel 26 des Thermostaten 12 in seiner Ausgangsstellung, in der er mit dem Bund 27 am Boden des Aufnahmeraumes 28 anliegt. Die Schaltwippe 31 wird durch die Druckfeder 44 entgegen dem Uhrzeigersinn belastet und nimmt ihre in 3 dargestellte Ausgangsstellung ein. Der Endabschnitt 30 der Schaltwippe 31 hat Abstand vom Bund 27 des Schaltstößels 26.
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Der Rückstellstößel 36 liegt mit seinem Anschlagbund 40 unter der Kraft der Druckfeder 43 an der Anschlagfläche 41 des Gehäuses 1 an. In dieser Lage hat der Schaltstößel 36 geringen Abstand vom Arm 35 der Schaltwippe 31 (3 und 4).
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Überschreitet die Temperatur einen vorgegebenen Wert, löst der Thermostat 12 in bekannter Weise den Schaltstößel 26 aus, der auf die Ausdehnung der (nicht dargestellten) Druckdose des Thermostaten 12 reagiert. Der Schaltstößel 26 wird so weit ausgefahren, bis er am Endabschnitt 30 der Schaltwippe 31 anliegt. Diese Lage ist in 3 dargestellt. Durch diese Sicherheitsabschaltung wird die Vorrichtung abgeschaltet, so dass eine Beschädigung der Vorrichtung oder der daran angeschlossenen Teile vermieden wird. Um die Sicherheitsabschaltung wieder aufzuheben, muss der Schaltstößel 26, wenn der Thermostat 12 als Begrenzer ausgebildet ist, wieder zurück in seine Ausgangsstellung bewegt werden, in der er mit seinem Bund 27 am Boden des Aufnahmeraumes 28 anliegt. Diese Rückführung des Schaltstößels 26 ist aber nur möglich, wenn er manuell mit Hilfe des Rückstellstößels 36 zurückgeschoben wird. Dadurch ist sichergestellt, dass die Sicherheitsabschaltung nur bewusst von der Bedienungsperson wieder aufgehoben werden kann.
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Der Rückstellstößel 36, der nach oben über das Gehäuse 1 übersteht, wird von Hand nach unten gegen die Kraft der Druckfeder 33 gedrückt. Der Schaltstößel 26 wird durch den Endabschnitt 30 der Schaltwippe 31 in seine Ausgangslage zurückgeschoben, in der er in bekannter Weise gehalten wird. Der Rückstellstößel 36 kann anschließend freigegeben werden. Er wird durch die Feder 43 in seine Ausgangslage zurückgeschoben, wobei er die Schaltwippe 31 freigibt. Sie wird durch die Druckfeder 44 entgegen dem Uhrzeigersinn wieder in ihre Ausgangslage zurückgeschwenkt.
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Die Ausführungsform gemäß den 7 bis 9 unterscheidet sich vom zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiel lediglich dadurch, dass die Temperatur, bei der die Sicherheitsabschaltung einsetzen soll, eingestellt werden kann. Im Übrigen ist die Vorrichtung gleich ausgebildet wie das vorige Ausführungsbeispiel. Zur Temperatureinstellung befindet sich auf dem Gehäuse 1 ein Stellrad 63, mit dem eine Welle 64 (9) um ihre Achse gedreht werden kann. Sie ist drehfest mit einer Welle 65 des Thermostaten 12 verbunden. Dem Stellrad 63 ist eine Skala 66 zugeordnet (7 und 8), die an einem das Stellrad 63 umgebenden ringförmigen Vorsprung 67 angebracht ist.
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Die Welle 64 ist durch eine druckfeste Durchführung 68 aus dem Gehäuseinnenraum nach außen geführt. Die Spaltlänge 69 der Durchführung 68 ist in 9 angegeben.
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Bei den beschriebenen Ausführungsbeispielen ist das Gehäuse 1 so ausgebildet, dass es einem Explosionsdruck Stand hält. Vorteilhaft besteht das Gehäuse 1 aus Aluminiumdruckguss. Die an der Außenseite der Gehäuseseitenwände vorgesehenen Rippen 2 tragen zur mechanischen Verstärkung des Gehäuses 1 bei.
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Die in der Gehäuseoberseite 3 vorgesehenen Durchführungen 38, 68 sind in Bezug auf ihren Durchmesser und ihre Spaltlänge im Sinne des Explosionsschutzes ausgeführt.
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Die Vertiefung 10 am unteren Rand der Gehäuseseitenwände sowie der umlaufende Rand 9 der Bodenplatte 6 bilden im zusammengebauten Zustand einen Gießkanal, der mit der Vergießmasse 11 einfach und zuverlässig ausgefüllt werden kann. Dabei werden mit der Vergießmasse 11 auch die Schrauben 7 abgedeckt, mit denen die Bodenplatte 6 mit dem Gehäuseteil 1a verbunden wird.
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Während bei der Ausführungsform nach den 7 bis 9 die Temperatur mit Hilfe des Stellrades 63 eingestellt werden kann, ist bei der Ausführungsform gemäß den 1 bis 6 eine Verstellung der Temperatur nicht möglich. In diesem Falle wird der Thermostat 12 als Begrenzer eingesetzt, der bei der festgelegten Temperatur die Sicherheitsabschaltung auslöst. Hierzu wird der Thermostat einmalig auf die erforderliche Temperatur eingestellt. Damit diese Temperatur nicht mehr verändert werden kann, wird die Welle 64 durch einen Verschlussteil 70 (4) abgedeckt und gegen Verdrehen gesichert.
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Die Bodenplatte 6 ist ebenfalls druckfest ausgebildet und über die Schrauben 7 mit dem Gehäuseteil 1a verbunden. Die Durchführungen für das Kapillarrohr 13 und die Leitungen 17 sind im Sinne der Explosionsbestimmungen ausgeführt. Das Kapillarrohr 13 und die Leitungen 17 sind zusammen mit der Vergießmasse 11 in der beschriebenen Weise vergossen.
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Die Mechanik zum Wiedereinschalten der Vorrichtung nach dem Auslösen durch den Thermostaten 12 befindet sich innerhalb des druckfesten Raums im Gehäuse 1. Mit dem nach oben über das Gehäuse vorstehenden Rückstellstößel 36 lässt sich der Thermostat 12 sehr einfach nach der Sicherheitsabschaltung wieder einschalten. Der Rückstellstößel 36 gewährleistet eine einfache und dennoch zuverlässige Wiedereinschaltung. Über die zweiarmige Schaltwippe 31 wird der Schaltstößel 26 des Thermostaten 12 zuverlässig zurückgeschoben. Durch die Abstimmung der Länge der Schaltwippenarme 34, 35 können die Hebelverhältnisse so eingestellt werden, dass verhältnismäßig geringe Kräfte notwendig sind, um über den Rückstellstößel 36 und die Schaltwippe 31 den Schaltstößel 26 in die Ausgangslage zurückzuschieben. Die Druckfedern 43, 44 gewährleisten, dass sowohl der Rückstellstößel 36 als auch die Schaltwippe 31 zuverlässig in ihrer jeweiligen Ausgangsstellung gehalten sind bzw. nach ihrer Betätigung zum Wiedereinschalten einwandfrei in ihre Ausgangsstellung zurückgeführt werden.
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Im bevorzugten Ausführungsbeispiel ist der Thermostat 12 ein Kapillarrohrthermostat. Es kann als Thermostat beispielhaft aber auch ein Bimetall- oder ein elektronischer Thermostat eingesetzt werden.
