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Title:
STABILITY PROTECTION DEVICE FOR ELECTRICAL APPLIANCES
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/1989/001233
Kind Code:
A1
Abstract:
A stability protection device for electrical appliances which are freestanding in their operating position, in particular for appliances having an electric heating arrangement and a switch connected to the power supply to the appliance, disconnects the electrical arrangement of the appliance from the power supply when the appliance tilts at an inadmissible angle of inclination and reconnects the appliance to the power supply when the appliance returns to the permissible upright operating position. To achieve a compact design and instantaneous operation, the switch (21) comprises a pot-shaped housing (4) with a funnel-shaped base (4'') made from an electrically and magnetically inert material and a ball (6) made from a ferromagnetic and electrically conductive material which moves freely in said housing. An electronic regulating device recognizes and records changes in position of the ball (6) in the pot-shaped housing (4) and evaluates them, in order to disconnect or reconnect the appliance to the power supply.

Inventors:
Petz, G�nter
Application Number:
PCT/EP1988/000701
Publication Date:
February 09, 1989
Filing Date:
August 03, 1988
Export Citation:
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Assignee:
Petz, G�nter
International Classes:
H01H35/02; (IPC1-7): H01H35/02
Foreign References:
DD236206A11986-05-28
DE219333C
DE2618589A11977-11-10
DE3512486A11986-10-16
DE2228683A11973-12-20
US3414858A1968-12-03
CH620047A51980-10-31
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Claims:
θPatentansprüche
1. Kippsicherung für in der Arbeitsstellung frei auf¬ gestellte elektrische Geräte, insbesondere für Geräte mit einer elektrischen Heizeinrichtung und mit einer > im Stromkreis der Geräte liegenden Schalteinrichtung, die bei Einnahme einer Kippstellung mit unzulässigem Neigungswinkel die elektrische Einrichtung der Geräte von der Stromquelle trennt und bei Rückführung der Ge¬ räte in die zulässige aufrechte Arbeitsstellung an die Stromquelle anlegt, dadurch gekennzeichnet, daß die • ' Schalteinrichtung durch ein topfförmiges Gehäuse (4) mit trichterförmigen Boden (4'1) aus einem magnetisch und elektrisch indifferenten Werkstoff und eine in die¬ sem frei bewegbar untergebrachte Kugel (6) aus ferro magnetischem und elektrisch leitendem Werkstoff gebil¬ det und eine elektronische Regeleinrichtung für die Ge¬ räte vorgesehen ist, die Stellungswechsel der Kugel (6) im topfförmigen Gehäuse (4) erkennt bzw. registriert und im Sinne einer Trennung oder Verbindung des Gerätes von oder mit der Stromquelle auswertet.
2. Kippsicherung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich¬ net, daß die Kugel (6) in der aufrechten Stellung des Gerätes in einem im Bereich der Trichterbodenmitte aus¬ gebildeten elektromagnetischen Feld (20) liegt und in Kippstellungen mit unzulässigem Neigungswinkel außer¬ halb des elektromagnetischen Feldes (20) im Gehäuse (4) bewegt ist und daß die elektronische Regeleinrichtung des Gerätes die durch Lageänderungen der Kugel (6) er¬ zielten Änderungen des Magnetlinienflusses und/oder der Magnetliniendichte zum Trennen oder Verbinden des Gerätes von oder mit der Stromquelle auswertet.
3. Kippsicherung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeich¬ net, daß das Magnetfeld (2) durch einen'die Mitte des Bodens (411) außen umfassenden Drahtwickel (12) erziel¬ bar ist, dessen Enden über elektrische Leiter (13, 14) mit der elektrischen Regeleinrichtung in Verbindung stehen.
4. Kippsicherung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich¬ net, daß der Boden (41') im Mittelbereich innen im Ab¬ stand nebeneinander elektrische Kontakte (15, 16) auf weist, die mit der elektronischen Regeleinrichtung über elektrische Leiter verbunden und durch die Kugel (6) in der Arbeitsstellung des Gerätes kontaktieren bzw. in den unzulässigen Kippstellungen des Gerätes durch die Kugel freigegeben sind und bei der die Regeleinrichtung die Kontaktierungen bzw. Freigaben im Sinne einer Ver¬ bindung bzw. Trennung des Gerätes mit oder von der Strom¬ quelle auswertet.
5. Kippsicherung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich¬ net, daß die Schalteinrichtung den Stellungen der Kugel (6) im Gehäuse (4) entsprechend kapazitiv die Regelein¬ richtung des Gerätes beeinflußt und daß die Regelein¬ richtung den Kugelstellungen gemäß das Gerät von der Stromquelle (3) trennt bzw. dieses an die Stromquelle anlegt. ι o .
6. Kippsicherung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich¬ net,, daß das Gehäuse (4) der Schalteinrichtung (20) durch Stege (7, 8) mit der Leiterplatte (3) der elektronischen Regeleinrichtung fest verbindbar ist.
7. Kippsicherung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeich¬ net, daß das Gehäuse (4) der Schalteinrichtung bei schräg im Gerät angeordneter Leiterplatte mittels Ste¬ gen (7, 8) unterschiedlicher Länge mit der Leiterplatte (3) verbindbar ist.
8. Kippsicherung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich¬ net, daß der Boden (41 ' ) des Gehäuses (4) mittig eine Absenkung ( 5 ) aufweist r deren Randkante ( 5' ) die Kugel (6) bis zu einem vorbestimmten Neigungswinkel des Gehäuses (4) fixiert.
Description:
Beschreibung

Kippsic erung für elektrische Geräte

Die Erfindung betrifft eine Kippsicherung für in der Arbeitsstellung frei aufgestellte elektrische Geräte, insbesondere für Geräte mit einer elektrischen Heiz¬ vorrichtung und mit einer im Stromkreis der Geräte lie¬ genden Schalteinrichtung, die bei Einnahme einer Kipp- Stellung mit unzulässigem Neigungswinkel die elektri¬ sche Einrichtung der Geräte von der Stromquelle trennt und bei Rückführung der Geräte in die zulässige auf¬ rechte Arbeitsstellung an die Stromquelle anlegt.

Als Kippsicherung für elektrische Geräte ist die Anord- nung von im Stromkreis der Geräte liegenden Pendelschal¬ tern bekannt. Diese Schalter bedürfen als Nachteil einen großen Platzbedarf. Ferner sind Quecksilberschalter be¬ kannt, bei denen das Quecksilber in der aufrechten Stellung der Geräte mit festen Kontakten zusammenwirkt und in Kippstellungen von den Kontakten getrennt ist. Schließlich ist auch die Anordnung von Bimetallschal¬ tern als Kippsicherung bekannt, die bei Überhitzungen, z.• B. bei Ausbleiben oder Minderung von Kühlluft Tren¬ nungen der Geräte von den Stromquellen .bewirken.

Es ist Aufgabe der Erfindung, eine platzsparend und verzögerungsfrei arbeitende Kippsicherung für elektrische Geräte zu schaffen.

Der Erfindung gemäß ist diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die Schalteinrichtung durch ein topfförmiges Gehäu¬ se mit trichterförmigem Boden aus einem magnetisch und elektrisch indifferenten Werkstoff und eine in dem Ge¬ häuse frei bewegbar untergebrachte Kugel aus ferromag- netischem und elektrisch leitendem Werkstoff gebildet und eine elektronische Regeleinrichtung für die Geräte vorgesehen ist, die Stellungswechsel der Kugel im topf- förmigen Gehäuse erkennt bzw. registriert und im Sinne einer Trennung oder Verbindung der Geräte von oder mit der Stromquelle auswertet. Gemäß bevorzugter Ausführung befindet sich die Kugel in der aufrechten Stellung des Gerätes in einem im Bereich der Trichterbodenmitte aus¬ gebildeten elektromagnetischem Feld und in Kippstellun¬ gen mit unzulässigem Neigungswinkel außerhalb des elek¬ tromagnetischen " Feldes im Gehäuse. Die elektronische Regeleinrichtung erkennt dabei die durch die Lageände¬ rung der Kugel erzielten Änderungen des Magnetlinien¬ flusses und/oder der Magnetliniendichte und wertet die Änderungen zu Trenn- oder Verbindungsvorgängen der Gerä¬ te mit der Stromquelle aus. Bevorzugt ist das Magnet- feld durch eine die Trichterbodenmitte des Gehäuses außen umfassende Drahtwicklung bildbar, deren Enden über elektrische Leiter mit der Leiterplatte der elektrischen Regeleinrichtung in Verbindung stehen. Bei der Kippsiche- rung ist somit die Einnahme eines vorbestimmten Platzes im Gehäuse bzw. die Entfernung der Kugel von diesem

Platz maßgebend für die Schaltungen der elektronischen Regeleinrichtung als Kippsicherung. Es versteht sich, daß die Kippsicherung gleichermaßen an Heizgeräten, z.B..Heizlüftern bzw. Heizkonvektoren oder an Kaffeema- schinen, Ventilatoren bzw. an beliebig anderweitigen

Geräten, die insbesondere eine elektrische Heizeinrich¬ tung aufweisen, Anwendung finden kann. Die Kippsiche¬ rung zeichnet sich durch einen geringen Platzaufwand und eine berührungslose Arbeitsweise aus.

Außerdem ist in Ausgestaltung der Kippsicherung vorge¬ sehen, neben einer induktiven Beeinflussung der elek¬ tronischen Regeleinrichtung der Geräte die Schaltein¬ richtung dahingehend auszubilden, daß der Trichterboden im Mittelbereich innen im Abstand nebeneinander elek- frische Kontakte aufweist, die mit der elektronischen

Regeleinrichtung über elektrische Leiter verbunden sind und durch die Kugel in der Arbeitsstellung des Gerätes kontaktiert bzw. in unzulässigen Kippstellungen des Ge¬ rätes durch die Kugel freigegeben sind.

Schließlich besteht auch die Möglichkeit, die elektro¬ nische Regeleinrichtung durch kapazitive Beeinflussung der Schalteinrichtung im Sinne von Ein- und Ausschal¬ tungen zu betätigen.

In weiterer Ausgestaltung der Kippsicherung ist vorge- sehen, daß das Gehäuse der Schalteinrichtung vermittels Stegen mit der Leiterplatte der elektronischen Regelein¬ richtung verbindbar ist. Die Stege können dabei belie¬ bige Längen aufweisen, wodurch das Gehäuse der Schalt-

einrichtung mehr oder weniger weit von der Leiterplat¬ te gehalten ist. Bei schräg im Gerät angeordneten Lei- εrplarren ist zur aufrechten Aufstellung des Gehäu¬ ses der Schalteinrichtung vorgesehen, das Gehäuse mittels Stegen unterschiedlicher Länge an der Leiter¬ platte zu halten.

Gemäß bevorzugter Ausführung ist ferner vorgesehen, im Mittelbereich des Gehäuses innen eine Absenkung auszu¬ bilden in die die Kugel durch die Randkanten der Absen- kung bis zu einem vorbestimmten Neigungswinkel abge¬ stützt ist.

Die Erfindung ist anhand von Ausführungsbeispielen in der Zeichnung verdeutlicht. Es zeigen:

Fig. 1 einen Heizlüfter in Seitenansicht, teilweise im Schnitt,

Fig. 2 eine Schalteinrichtung in Seitenansicht, Fig. 3 eine Schalteinrichtung in Vorderansicht, Fig. 4 eine Schalteinrichtung gemäß einer abgewandel¬ ten Ausbildung in Seitenansicht, Fig. 5 einen Teilschnitt einer Schalteinrichtung in aufrechter Stellung des Gehäuses, vergrößert, Fig. 6 einen Teilschnitt einer Schalteinrichtung ge¬ mäß Fig. 5 mit gekippten Gehäuse und Fig. 7 einen Teilschnitt einer Schalteinrichtung gemäß einer weiteren Ausführungsform in aufrechter

Stellung des Gehäuses.

In Fig. 1 ist mit 1 das Gehäuse eines Heizlüf¬ ters bezeichnet, das in an sich bekannter Weise eine elektrische Heizung und ein Gebläse aufnimmt, die durch auf einer Leiterplatte 3 aufgebrachte Regeleinrichtun- ■ gen beeinflußbar sind, über ein Lüftungsgitter 2 verläßt die Gebläseluft das Gehäuse 1. Die elektronische Regel¬ einrichtung ist durch eine als Kippsicherung dienende Schalteinrichtung 21 beeinflußbar, derart, daß bei aufrech¬ ter Stellung des Gehäuses 1 die.Verbindung der elek- frischen Einrichtung des Heizlüfters mit einer Stromquel¬ le erfolgt, während bei gekipptem Gehäuse 1 mit unzu¬ lässig großem Neigungswinkel, z. B. bei Aufliegen des Gehäuses 1 mit dem Lüftungsgitter 2 auf eine Bodenflä¬ che die Schalteinrichtung einen Impuls an die Regelein- richtung des Gerätes gibt, die den Impuls im Sinne einer Trennung der elektrischen Einrichtung von der Stromquelle auswertet.

Die elektrische Schalteinrichtung 21 ist durch ein Gehäuse 4 aus einem magnetisch und elektrisch indifferenten Werk- stoff mit einer zylindrischen Mantelfläche 4 ' , dessen Bo¬ den 4 11 kegelig mit einer mittigen Absenkung 5 ausge¬ führt ist und eine frei bewegbar im Gehäuse 4 unterge¬ brachte Kugel 6 aus einem ferromagnetischen und elek¬ trisch leitenden Werkstoff gebildet. Das Gehäuse 4 ist durch Stege 7 und 8 (Fig. 2) an der Leiterplatte 3 auf- recht abgestützt, die hierzu mittels Zapfen 9 Lochungen 10 in der Leiterplatte 3 durchgreifen. Die Offenseite des Gehäuses 4 ist durch einen aufsteckbaren Deckel 11 verschließbar.

Dem Gehäuse 4 ist außen ein Drahtwickel 12 zuge¬ ordnet, der über die Leiter 13, 14 mit der Leiterplat¬ te 3 der elektrischen Regeleinrichtung in Verbindung stehen. Der Drahtwickel 12 bildet ein elektromagneti- sches Feld 20, dessen durch die Kugel 6 beeinflußbarer Magnetlinienfluß bei Einnahme der Mittelstellung (Fig. 3, 4) der Kugel 6 die Regeleinrichtung im Sinne einer Verbindung des Gerätes mit der Stromquelle be¬ einflußt. Bei Abkippungen des Gerätes über einen vorbe- stimmten Neigungswinkel bewegt sich, wie insbesondere die Fig. 5 erkennen läßt, die Kugel 6 aus der Mittel¬ stellung in eine seitliche Stellung und ist dabei mehr oder weniger weit aus dem elektromagnetischen Feld 20 des Drahtwickels 12 herausbewegt. Die Änderung des Magnet- flusses bzw. der Magnetliniendichte wird durch die elektronische Regeleinrichtung dahingehend ausgewertet, daß das Gerät von der Stromquelle getrennt wird. Erfolgt eine erneute Aufrichtung des Gerätes in die Stellung der Fig. 1, so rollt die Kugel 6 auf dem kegeligen Boden 4' ' in die Mittelstellung (Fig. 4). Die Kugel 6 liegt mittig im Magnetfeld und die Regeleinrichtung wertet den ge¬ änderten Magnetfluß bzw. die Magnetliniendichte zur Ver¬ bindung des Gerätes mit der Stromquelle aus.

Es versteht sich, daß bei schräg im Gehäuse 1 einge- setzter Leiterplatte 3 die Stege 7, 8 zuraufrechten Hal- terung des Gehäuses 4 mit verschieden großen Längen aus¬ geführt sein können (Fig. 2) .

Abweichend sind beim Gehäuse 4 der Schalteinrichtung 21 der Fig. 7 im Mittelbereich des Bodens 4"' zwei Kontakte

15 und 16 vorgesehen, die durch elektrische Leiter 17, 18 an die Regeleinrichtung anliegen. Durch Kontaktie- rung der Kontakte 15, 16 mit der Kugel 6 wird die elek¬ trische Regeleinrichtung des Gerätes im Sinne einer Verbindung des Gerätes mit der Stromquelle beeinflußt, während bei Unterbrechung der Kontaktierung durch Ab¬ rollen der Kugel 6, etwa bei Einnahme der strichpunk¬ tierten Stellung die Regeleinrichtung dahingehend be¬ einflußt wird, daß die Trennung des Gerätes von der Stromquelle erfolgt.

Es versteht sich, daß die Schalteinrichtung auch in an¬ derer Weise, " beispielsweise-kapazitiv die Regeleinrich¬ tung beeinflussen kann .und die Regeleinrichtung im Sin¬ ne von Trennungen oder Verbindungen des Gerätes von oder mit der Stromquelle die Beeinflussungen auswertet. Eine in der Mitte des Bodens 4 ' ' vorgesehene Absenkung 5 sorgt mit ihrer Randkante für eine Fixierung der Ku¬ gel 6 bis zu einem vorbestimmten Neigungswinkel des Gerätes .