-
Elektrisch beheizter Wasserkessel Die Erfindung betrifft einen elektrisch
beheizten Wasserkessel mit einem im Kessel angeordneten Heizelement und einem an
der Außenseite des Kessels angebrachten Schaltgehäuse, das einen im elektrischen
Stromkreis des Heizelementes liegenden Schalter und einen Thermostaten enthält,
der beim Auftreffen des im Kessel entwickelten, ausströmenden Dampfes den Schalter
öffnet. Bei dem bekannten Wasserkessel dieser Art wird der elektrische Schalter
nach Abkühlung des Thermostaten selbsttätig wieder eingeschaltet. Es ist ferner
auch ein Wasserkessel für eine Kaffeebrühvorrichtung bekannt, bei welcher der elektrische
Schalter für die Kesselheizung ebenfalls durch einen auf Dampfeinwirkung ansprechenden
Thermostaten geöffnet wird, wobei der Schalter nur durch Handbetätigung schließbar
ist. Des weiteren ist ein elektrisch beheizter Wasserkessel mit einem im Kessel
angeordneten Heizelement und einem im Schaltgehäuse angeordneten elektrischen Schalter
bekannt, der beim Trockengehen des Kessels von einem Thermostaten geöffnet wird,
während der Schalter nur durch Handbetätigung schließbar ist.
-
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen elektrisch beheizten
Wasserkessel der eingangs genannten Art so zu verbessern, daß er allen Anforderungen
an Sicherheit, Wirtschaftlichkeit und einfache Bedienung entspricht, ohne jedoch
eine zu komplizierte und in der Herstellung zu teuere Bauart aufzuweisen.
-
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß im wesentlichen dadurch gelöst,
daß in dem an der Außenseite des Kessels angebrachten Schaltgehäuse außer einem
Thermostaten, der beim Auftreffen des im Kessel entwickelten, ausströmenden Dampfes
den im elektrischen Stromkreis des Heizelementes liegenden Schalter öffnet, ein
weiterer Thermostat vorgesehen ist, der denselben Schalter unabhängig von dem auf
Dampfeinwirkung ansprechenden Thermostaten beim Trokkengehen des Kessels öffnet,
während der Schalter in an sich bekannter Weise nur durch Handbetätigung schließbar
ist.
-
Durch diese Kombination an sich bekannter Schalt-und Regeleinrichtungen
wird die gewünschte sichere Funktion des Wasserkessels mit Hilfe von zwei Thermostaten
und einem einzigen Schalter erreicht. Ein solcher Wasserkessel wird einmal vollständig
abgeschaltet, sobald das Wasser darin zum Kochen gekommen ist. Außerdem wird die
Heizung des Kessels beim Trockengehen abgeschaltet, um eine überhitzung zu vermeiden,
wenn der Kessel zufällig in leerem Zustand eingeschaltet worden ist. Zur Sicherheit
ist der Kessel aber so eingerichtet, daß stets eine Einschaltung oder Wiedereinschaltung
von Hand notwendig ist, wenn der Stromkreis erst einmal unterbrochen worden ist.
Ein zusätzlicher Schalter ist dabei nicht notwendig. Durch die in jedem Fall erforderliche
Handbetätigung des Schalters wird einmal verhindert, daß das Wasser im Kessel längere
Zeit am Kochen bleibt, so daß ein unnötiges Ausströmen von Dampf in den Raum verhütet
wird. Ferner gewährleistet die Einrichtung die Erzeugung von frisch gekochtem Wasser,
d. h. von Wasser, welches nicht über eine längere Zeit am Kochen war, was eine Vorbedingung
für die Zubereitung eines guten Teegetränkes od. dgl. ist. Außerdem verhindert die
Einrichtung ein ständiges Ein- und Ausschalten des elektrischen Schalters, wodurch
die Haltbarkeit desselben beeinträchtigt wird und außerdem die Gefahr besteht, daß
die ganze Einrichtung zu heiß wird.
-
Die Erfindung kann praktisch auf verschiedene Weise verwirklicht werden.
Gemäß einer besonders einfachen und zweckmäßigen Ausführungsform der Erfindung besteht
der beim Trockengehen des Kessels ansprechende Thermostat aus zwei Bimetallstreifenteilen,
welche bei Temperaturanstieg in entgegengesetzten Richtungen abgelenkt werden, wobei
der die vom Heizelement kommende Wärme zuerst aufnehmende Streifenteil in einer
der Betätigung des Schalters entsprechenden Richtung abgelenkt wird, während der
andere Streifenteil zur Kompensation
der Ablenkung des ersten Streifenteiles
dient und derart angeordnet ist, daß ihm die vom Heizelement kommende Wärme über
den ersten Streifenteil zugeleitet wird.
-
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausbildung des Wasserkessels gemäß
der Erfindung ist der die Wärme des Heizelementes zuerst aufnehmende Bimetallstreifenteil
mit einem Ende an einer mit dem Heizelement wärmeleitend verbundenen Kupferplatte
und mit dem anderen Ende an dem unteren Drittel des anderen Streifenteiles befestigt,
dessen oberes Ende den Schalter betätigt, während am unteren Ende dieses Streifenteiles
eine Einstellschraube zum Justieren des betreffenden Thermostaten angreift.
-
In der Zeichnung ist die Erfindung in einer Ausführungsform beispielsweise
veranschaulicht.
-
F i g. 1 zeigt in perspektivischer Darstellung die Vorderseite und
eine anschließende Seite eines elektrisch beheizbaren Wasserkessels gemäß der Erfindung;
F i g. 2 zeigt ebenfalls in perspektivischer Darstellung einen Teil der Rückseite
sowie die andere Seite des Wasserkessels nach F i g. 1; F i g. 3 zeigt in abgebrochener
Rückansicht ein Schaltgehäuse mit abgenommener rückwärtiger Dekkelplatte für einen
Wasserkessel gemäß F i g. 1 und 2; F i g. 4 zeigt einen abgebrochenen Schnitt nach
der Linie IV-IV der F i g. 3, wobei die rückwärtige Dekkelplatte des Schaltgehäuses
in ihrer normalen Abdeckstellung ist, und F i g. 5 zeigt einen ähnlichen, abgebrochenen
Schnitt nach der Linie V-V der F i g. 3.
-
Der in F i g. 1 und 2 von außen veranschaulichte elektrisch beheizte
Koch- oder Wasserkessel besteht aus einem Metallbehälter 11 zur Aufnahme der zu
kochenden Flüssigkeit, einem Deckel 12 für diesen Behälter, einem Handgriff 13 und
einem Schaltgehäuse 14. Der Handgriff 13, welcher aus einem Material von geringer
Wärmeleitfähigkeit hergestellt ist, ist an seinem vorderen Ende mit dem Behälter
11 durch die beiden Schenkel 15 einer umgebogenen Metallstange und an seinem
rückwärtigen Ende mit dem Schaltgehäuse 14 durch einen Metallbügel 16 verbunden,
wie aus F i g. 2 und 3 ersichtlich ist.
-
Der die beiden Schenkel 15 verbindende, umgebogene Teil der Metallstange
ist an der vorderen Bodenfläche des Handgriffes 13 mittels einer Klemmschraube 17
(F i g. 2) befestigt, während der Bügel 16 mit seinem oberen Ende an der hinteren
Bodenfläche des Handgriffes 13 mittels einer Klemmschraube 18 befestigt ist. Das
untere Ende des Bügels 16 ist in dem oberen Teil des Schaltgehäuses 14 durch eine
Klemmplatte 18' mit zwei Klemmschrauben 19 verankert (F i g. 3).
-
Der Kessel ist gemäß F i g. 4 und 5 mit einem elektrischen Heizelement
21 versehen, welches auf einer Messingplatte 22 montiert ist, die zwei Messingbuchsen
23 und eine Kupfermutter 24 trägt. Die Kupfermutter 24 ist an eine hintere
Schleife des Heizelements 21 hart angelötet, wodurch ihre Temperatur rasch ansteigt,
wenn das Heizelement eingeschaltet bleibt, während der Behälter 11 leer bzw. die
darin enthaltene Flüssigkeit verdampft ist. Die aus dem Heizelement 21, der Messingplatte
22, den Buchsen 23 und der Mutter 24 bestehende Baugruppe ist innerhalb des Kessels
durch zwei Muttern 25 befestigt, welche auf nach außen ragende, mit Gewinde versehene
Enden der Buchsen 23 aufgeschraubt sind, sowie durch eine Kupferschraube 26, welche
in die Kupfermutter 24 eingeschraubt ist. Zwischen der Messingplatte 22 und der
Wandung des Behälters 11 ist eine Dichtung 27 eingeklemmt.
-
Das Schaltgehäuse 14, welches aus elektrisch isolierendem Material
geformt ist, ist an dem Behälter 11 mit Hilfe der Kupferschraube
26 und zweier Messingschrauben 28, 29 (F i g. 3) befestigt, wobei eine oder
mehrere Dichtungen eingefügt sind. Wie aus F i g. 4 ersichtlich ist, kann zu diesem
Zweck eine Gummidichtung 10 zusammen mit einer weiteren Dichtung 10' aus
wärmeisolierendem und feuchtigkeitsabsorbierendem Material vorgesehen sein. Der
untere Teil des Schaltgehäuses 14 bildet eine Steckdose 31 für einen in der Zeichnung
nicht näher dargestellten Stecker, der am Ende eines Stromzuführungskabels befestigt
ist. Die Steckdose 31 ist in bekannter Weise mit einem metallischen Erdungsfutter
32 ausgekleidet. Eine Schraube 33, die in ein vorspringendes Auge einer Kupferplatte
34 eingeschraubt ist, hält das Erdungsfutter 32 in der Steckdose
31 in seiner Lage fest. Die Kupferplatte 34 wird in dem Schaltgehäuse
14 durch den Kopf der Schraube 26 und durch Muttern 20 festgehalten, die
auf im Schaltgehäuse befestigte Stiftschrauben 30 aufgeschraubt sind (F i g. 3).
Diese Kupferplatte 34 dient nicht allein als Erdungsverbindung, sondern sie leitet
auch Wärme von der Kupferschraube 26 zu einem zweiteiligen Bimetallstreifen 35,
36, der an ihrem oberen Ende befestigt ist.
-
Der oberhalb der Steckdose 31 liegende Teil des Schaltgehäuses 14
hat eine hintere Öffnung, die normalerweise von einer Deckelplatte 37 verschlossen
wird, welche an ihrem oberen Ende mittels einer Schraube 38 festgehalten wird. Der
Schaft der Schraube 38 ragt durch ein Loch 39 (F i g. 3) in der Platte 18' und greift
in die Gewindebohrung einer Mutter 41 (F i g. 5), welche in einer Aussparung eines
vertikalen Wandungsteiles 42 festgehalten wird, die einen Teil des Schaltgehäuses
14 bildet und als Trennwand dient.
-
Eine gebogene, metallische Deckplatte 43 schließt die Vorderseite
und den Oberteil eines oberen Abteils 44 ab, in der ein U-förmig gebogener Bimetallstreifen
45 untergebracht ist. Der eine Schenkel dieses Bimetallstreifens 45 ist an der Trennwand
42
durch zwei Schrauben 46 befestigt, die mit Muttern 46' (F i g. 3) versehen
sind. Die Stellung des anderen, freien Schenkels des Bimetallstreifens 45 ist mit
Hilfe einer Einstellschraube 47 justierbar. In der Abdeckplatte 53 ist ein Schlitz
48 vorgesehen, durch welchen Dampf, der aus dem Behälter 11 durch eine Entlüftungsöffnung
49 in Richtung des Pfeiles 51 entweicht, in das obere Abteil 44 eindringen kann,
in welchem er auf den freien Schenkel des Bimetallstreifens 45 äuftrifft. Das Abteil
44 ist oben mit einer Entlüftungsöffnung versehen, durch die der Dampf wieder
entweichen kann.
-
In der Steckdose 31 sind in bekannter Weise Stekkerstifte 53 befestigt,
die in die Steckerhülse des bereits erwähnten Steckers der Stromzuführung eingesteckt
werden können. Diese Steckerstifte 53 sind durch leitende Metallstreifen 54 mit
biegsamen Metallstreifen in Form von Kontaktarmen 55 verbunden, welche Kontaktstücke
56 tragen, die mit Kontaktstücken 57 an entsprechenden, ortsfesten Metallstreifen-Kontaktarmen
58 zusammenarbeiten. Die unteren Enden der biegsamen Kontaktarme 55 sind
durch
Streifen 59 (F i g. 5) aus elektrisch isolierendem Material von den unteren Enden
der entsprechenden festen Kontaktarme 58 getrennt. Zur Befestigung der Kontaktarme
55, 58 dienen Schrauben 61 (F i g. 3 und 5), die durch die unteren Enden der zusammenarbeitenden
Kontaktarmpaare, von denselben elektrisch isoliert, hindurchragen und in Teile 62
des Schaltgehäuses 14 eingeschraubt sind. Die unteren Enden der ortsfesten Kontaktarme
58 sind mit metallischen Kontaktstreifen 52 (F i g. 5) verbunden, die eine elastische
Verbindung mit Kontaktstücken 50 herstellen, welche an den entsprechenden Enden
des Heizleiters 21 angebracht sind.
-
An einem zurückliegenden Teil 63 des Schaltgehäuses 14 ist zwischen
den Teilen 62 mit Hilfe einer Schraube 65 ein gebogener Metallteil 64 befestigt
(F i g. 4.) Der gebogene Metallteil 64 hat ein nach vorn umgebogenes Stück 64',
welches oben auf der Steckdose 31 ruht, und ein daran anschließendes, aufwärts gebogenes
Stück 64", welches den unteren Teller einer Kniehebelfeder 66 trägt. Mit Hilfe von
messerschneidenartigen, an beiden Seiten angeordneten Vorsprüngen 67, die in Kerben
in den unteren Flächen von Teilen 68 des Schaltgehäuses eingreifen, ist ein Schaltglied
69 kippbar oder schwenkbar gelagert. Das Schaltglied 69 hat einen nach unten vorspringenden
Arm 71, der in einen mittleren Einschnitt des oberen Federtellers der Kniehebelfedei
66 eingreift, so daß das Schaltglied 69 eine über den Mittelpunkt bzw. Totpunkt
gehende Bewegung zwischen einer eingezogenen, in F i g. 4 dargestellten Lage und
einer vorspringenden, in F i g. 5 dargestellten Lage ausführen kann. In der eingezogenen
Stellung kommt das Schaltglied 69 mit einer Anschlagfläche 72 in Berührung, die
auf einem nach hinten vorspringenden Auge der Trennwand 42 vorgesehen ist, während
das Schaltglied 69 in der vorspringenden Stellung mit seinem Teil 73 gegen eine
Anschlagfläche 74 auf dem Schaltgehäuseteil 62 stößt. Die Deckelplatte 37 ist mit
einem Schlitz 75 versehen, der die Bewegung des den Schalter betätigenden Schaltgliedes
69 in seine vorspringende Lage gestattet, in der es aus dem Schaltgehäuse herausragt.
Seitliche Vorsprünge 76 (F i g. 3 und 5) des Schaltgliedes 69 arbeiten mit den biegsamen
Kontaktarmen 55 zusammen, um letztere von den ortsfesten Kontaktarmen 58 anzuheben,
wenn sich das Schaltglied 69 in die in F i g. 5 in strichpunktierten Linien angedeutete
vorspringende Lage bewegt.
-
In einer Bohrung der Trennwand 42 des Schaltgehäuses 14 ist ein Kolben
77 axial verschiebbar gelagert, welcher eine gleitende Bewegung in der Bohrung zwischen
dem freien Arm des Bimetallstreifens 45 und dem oberen Teil des Schaltgliedes 69
ausführen kann. Wenn der freie Schenkel des Bimetallstreifens 45 durch aus der Entlüftungsöffnung
49 des Behälters 11 austretenden Dampf erhitzt und dadurch deformiert wird, verschiebt
er den Kolben 77 axial nach hinten und bewirkt dadurch eine entsprechende Kippbewegung
des Schaltgliedes 69 von der Anschlagfläche 72 weg.
-
Die Einstellung des zweiteiligen Bimetallstreifens 35, 36 ist mit
Hilfe einer Justierschraube 78 justierbar, deren mit Gewinde versehener Schaft in
eine Gewindebohrung der Kupferplatte 34 eingreift. Das vordere Ende des Gewindeschaftes
der Justierschraube 78 ragt durch ein Loch in dem Bimetallstreifen 35 und steht
mit dem unteren Ende des Bimetallstreifenteiles 36 in Berührung. Die beiden Bimetallstreifenteile
35, 36 sind so angeordnet, daß sie durch Wärmeeinwirkung in entgegengesetzten Richtungen
deformiert werden, und zwar wird der Teil 35 nach rechts abgelenkt, wie aus F i
g. 4 ersichtlich ist, während das obere Ende und das untere Ende des Teiles 36 nach
links abgelenkt werden. Infolgedessen ist bei einem relativ langsamen Temperaturanstieg
die Bewegung des freien Endes des Streifenteiles 36 sehr klein, da die Temperaturerhöhung
des Streifenteiles 36 nicht merklich hinter derjenigen des Streifenteiles 35 zurückbleibt.
Beim Justieren der Einrichtung mit Hilfe der Justierschraube 78 wird in das gebogene
Ende des Teiles 36 etwas Spannung gebracht, welche das freie Ende dieses Teiles
nach rechts zu bewegen sucht (F i g. 4). Ein Temperaturanstieg in dem Teil
36 wird daher das freie Ende dieses Teiles zufolge der Ablenkung der oberen
Hälfte nach links zu bewegen suchen und in der gleichen Richtung zufolge der Verringerung
der Spannung in der unteren Hälfte. Diese beiden Wirkungen addieren sich, um der
nach rechts gerichteten Ablenkung des Bimetallstreifens 35 entgegenzuwirken, wodurch
sich eine praktisch zu vernachlässigende Netto- oder Restbewegung des freien Endes
des Teiles 36 ergibt.
-
Zum Gebrauch des Kochkessels wird das Schaltglied 69 von Hand eingestellt,
d. h., es wird aus der in F i g. 5 veranschaulichten, vorstehenden Stellung in das
Schaltgehäuse 14 eingedrückt, bis es über den toten Punkt in die in F i g. 4 veranschaulichte
eingezogene Stellung einschnappt. Ferner wird der Behälter 11 mit Wasser oder einer
sonstigen Flüssigkeit gefüllt. Die Kontakte 56 berühren nunmehr die entsprechenden
Kontakte 57, und sobald der Stromzuführungsstecker in die Steckdose 31 eingestöpselt
wird, beginnt die- Heizung durch das Heizelement 21. Sobald das Wasser in dem Behälter
kocht, wird Dampf durch die Entlüftungsöffnung 49 und den Schlitz 48 in das obere
Abteil 44 des Schaltgehäuses eingeführt, wo er auf den freien Schenkel des Bimetallstreifens
45 trifft. Wenn dieser freie Schenkel erhitzt wird, wird er aus der in F i g. 4
veranschaulichten Stellung in die in F i g. 5 veranschaulichte Stellung abgelenkt,
wodurch er den Kolben 77 axial gegen das Schaltglied 69 schiebt. Infolgedessen wird
das Schaltglied 69 nach hinten gekippt, bis es über den Totpunkt gelangt, worauf
die Kniehebelfeder 66 bewirkt, daß es in die in F i g. 5 veranschaulichte Stellung
schnappt. Im Verlauf dieser Bewegung stoßen die Vorsprünge 76 des Schaltgliedes
69 gegen die biegsamen bzw. elastischen Kontaktarme 55 und bewirken eine rasche
Trennung der Kontaktstücke 56 von den Kontaktstücken 57. Auf diese Weise werden
beide Enden des Heizleiters 21 von den zugehörigen Steckerstiften 53 getrennt, und
die Zuführung von Strom bleibt unterbrochen, bis das Schaltglied 69 wieder von Hand
in das Schaltgehäuse eingedrückt wird.
-
Wenn der Benutzer des Kessels vergessen haben sollte, den Behälter
11 mit Wasser zu füllen, oder wenn der Kessel aus irgendeinem sonstigen Grund »trocken
geht«, strömt Wärme in verstärktem Maß von der hinteren Schleife des nunmehr überhitzten
Heizelements 21 über die Kupfermutter 24, die Kupferschraube 26 und die Kupferplatte
34 zu dem zweiteiligen Bimetallstreifen 35, 36. Es kommt zu einer Ablenkung des
Bimetallstreifens 35 nach rechts, wodurch eine Ablenkung des freien Endes des Teiles
36 hervorgerufen wird, da bei rascher Geschwindigkeit
des Temperaturanstieges
die Temperatur des Streifens 36 merklich hinter derjenigen des Streifens 35 zurückbleibt,
und die nach links gerichtete Bewegung des freien Endes des Teiles 36 ist dabei
nicht imstande, die nach rechts gerichtete Bewegung des Teiles 35 auszugleichen.
Das freie Ende des Streifenteiles 36 bewegt sich daher gegen den Vorsprung 81 des
Schaltgliedes 69 und bewirkt eine Kippung des Schaltgliedes über die Mitte bzw.
den obenerwähnten Totpunkt. Darauf bewirkt die Kniehebelfeder 66, daß das Schaltglied
69 kräftig in seine in F i g. 5 veranschaulichte vorspringende Stellung zurückschwingt,
so daß die Stromzufuhr in der oben beschriebenen Weise unterbrochen wird.
-
Es sei bemerkt, daß der zweiteilige Bimetallstreifen 35, 36 daran
gehindert wird, in Tätigkeit zu treten, wenn das Heizelement 21 in Wasser eintaucht,
und zwar wird dies durch die kompensierende Wirkung des Streifenteiles 36 erreicht.
-
Wenn sich das Schaltglied 69 in seiner in F i g. 2 und 5 veranschaulichten,
aus dem Schaltgehäuse vorstehenden Stellung befindet, zeigt es deutlich sichtbar
an, daß die Kontakte 56, 57 offen sind.
-
Das Heizelement 21 und seine Montageplatte 22 einerseits und das Schaltgehäuse
14 mit seinem Inhalt andererseits bilden unabhängige, leicht abnehmbare und
austauschbare Baugruppen. Um das Schaltgehäuse 14 abzunehmen, ist es nur erforderlich,
dessen Deckelplatte 37 zu entfernen, die drei Schrauben 26, 28, 29 zu lösen und
die beiden Schrauben 19 herauszuschrauben, worauf das Gehäuse um den unteren Teil
des Bügels 16 herum nach oben und hinten geschwungen werden kann. Durch diese Bewegung
werden die unteren, umgebogenen Enden 52 der ortsfesten Kontaktarme 58 elektrisch
und mechanisch von den Kontaktstücken 50 getrennt, ohne daß irgendwelche sonstigen
Teile abgeschraubt oder Iosgelötet werden müssen. Das Heizelement 21 mit seiner
Montageplatte 22 kann nun leicht entfernt und ersetzt werden, da diese beiden Teile
in dem Behälter 11 lediglich durch die beiden Muttern 25 gehalten werden, während
die Schraube 26 bereits entfernt worden ist.
-
Im übrigen werden die Einstellungen der wärmeempfindliche Elemente
45 und 35, 36, welche mit Hilfe der Schrauben 47 bzw. 78 justiert worden sind, durch
die Entfernung des Schaltgehäuses 14 von dem Behälter 11 nicht beeinträchtigt.