DE1515031A1 - Kochgeraet mit einem Waermeschalter - Google Patents
Kochgeraet mit einem WaermeschalterInfo
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- H05B3/00—Ohmic-resistance heating
- H05B3/68—Heating arrangements specially adapted for cooking plates or analogous hot-plates
Description
PATENTANWÄLTE
Postschadc-Konto:
München 22045
Bank-Konto:
P 15 15 031.9 "MATSUSHITA ELECTRIC ...
S München 2, Rosental 7, 2.
(Kustermann-Passage)
den 19. September 1969
M 5Ö 846 Z/Wy/ho
Kochgerät mit einem Wärmeschalter
Die Erfindung bezieht sich auf ein Kochgerät mit einem Wärmeschalter zum Abschalten der Heizenergiezufuhr bei
Erreichen einer gegebenen Temperatur, der mindestens einen Permanentmagneten und mindestens einen der Wärme ausgesetzten
und am Permanentmagneten entgegen einer Vorspannungskraft
magnetisch anhaftbaren Anker aus ferromagnetischem Werkstoff, dessen Curiepunkt der gegebenen Temperatur entspricht, aufweist,
deren voneinander getrennte Stellung der Ausschaltstellung und deren aneinander anliegende Stellung der Einschaltstellung
des Wärmeschalters entspricht.
Solche Wärmeschalter sind bekannt (deutsche Patentschrift 647 747) und werden insbesondere in kleineren Thermogeräten
bevorzugt, bei denen Wärmeschalter mit Binetailstreifen,
Auslenkungs-Vergrößerungsmechanismen usw. zu viel Platz
beanspruchen. Kochgeräte Bit Wärmeschaltern der eingangs genannten
Gattung weisen obendrein den Vorteil auf, daß das
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- 2 temperaturempfindliche Element, nämlich der Anker, in diek-
ten und guten Wärmekontakt mit dem hinsichtlich seiner Temperatur zu kontrollierenden Organ gebracht werden kann.
Wärmeschalter bei Kochgeräten können als Überhitzungsschutz dienen und können weiterhin bei besonderen Kochapparaturen,
bei deren Kochvorgang eine Höchsttemperatur nicht überschritten werden soll oder bei denen im Verlaufe des
Kochens Wasser aus dem Heizgefäß entfernt wird, so daß dessen Temperatur plötzlich steil ansteigt, nutzbringend verwendet
werden. Die letztgenannte Verwendung ergibt sich beispielsweise bei Reiskochern, bei denen das vorhandene Wasser gebunden
wird, bei Dämpfern, bei denen das Wasser verdampft, oder bei mehrkammrigen Kaffeekochern, bei denen das Wasser
im Verlauf des Kaffekochens in eine andere Kammer transportiert wird.
Es sind Kochgeräte mit Wärmeschaltern bekannt (deutsche Patentschrift 850 637, deutsche Auslegeschrift 1 012 003),
deren inker aus einem hinsichtlich ihrer Magneteigenschaften temp er a tür abhängigen, magnetisch weichen Material bestehen,
insbesondere aus Nickel oder einer Legierung aus Nickel oder Chrom. Diese Magnetmaterialien haben jedoch den Nachteil,
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keinen sehr ausgeprägten Guriepunkt zu haben, sondern ihre
magnetische Permeabilität nimmt ziemlich allmählich ab. Die ! Schalttemperatur ist somit von der Vorspannungskraft abhängig,
die den Permanentmagneten vom Anker zu trennen sucht, ! sowie von der magnetischen Anziehungskraft. Beispielsweise
bei Verwendung einer Vorspannungsfeder fluktuiert der Schalt-
i
punkt des Wärmeschalters entsprechend der Toleranz der Feder-
punkt des Wärmeschalters entsprechend der Toleranz der Feder-
j kraft und außerdem von der Magnetstärke und der Oberflächen-
; beschaffenheit der magnetisch aneinanderheftenden Teile.
ι Ein weiterer Nachteil der verwendeten Magnetmaterialien
S ist der geringe Spielraum, in dem die Schalttemperatur durch Wahl einer entsprechenden Legierung variiert werden kann. In
verschiedenen Geräten kann jedoch eine erheblich unterschiedliche Ausschalttemperatur gefordert sein.
Ein Kochgerät mit einem Wärmeschalter gemäß der Erfindung vermeidet diese Nachteile. Dieses Kochgerät ist dadurch
gekennzeichnet, daß der Anker zumindest teilweise aus Ferrit besteht, Ferrite zeichnen sich durch einen sehr steil
verlaufenden Cmiepunkt aus, der im Bereich weniger Temperaturgrade liegt. Bei Erwärmung geht die Permeabilität des Ferrits
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erst allmählich zurück, fällt sodann am Curiepunkt sehr ateil
bei
ab und verbleibt/noch weiterer Erwärmung auf einem Restwert.
Diese Eigenschaft des Ferrits hat eine sehr konstante Schalttemperatur beim erfindungsgeraäßen Kochgerät zur Folge. Dic*3e
Schalttemperatur ist leicht reproduzierbar, da Ferrite gleicher Zusammensetzung und gleicher Sinterung eine höhe
Gleichmäßigkeit ihrer magnetischen Eigenschaften aufweisen.
Durch die Wahl eines geeigneten Ferrits läßt sich diese Jchalttemperatur in einem sehr weiten Spielraum vorbestimmen, der
etwa von Zimmertemperatur bis 6OÜ°C reicht. Dies ergibt sich aus der Abhängigkeit des Curiepünkts von der relativen ilenge
der dem Ferrit beigemengten Verbindung des umgekehrten Spinelltyps.
Gemäß einer /Weiterbildung der Erfindung kann die Schaltvorrichtung mit der sehr konstanten Schalttemperatur umgestellt werden auf eine Vorrichtung, die bei einer zwar weniger
genau reproduzierbaren, jedoch einstellbaren Temperatur schaltet. Diese Einstellmöglichkeit wird gemäß der Erfindung dadurch erzielt, daß die zwischen dem Permanentmagneten und dem
Anker in deren aneinander anliegender Stellung vorhandene BerUhrflache wählbar ist. Die Anziehungskraft zwischen dem iermanentmagneten und dem Anker ist von der Gtöße der Derührflache
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abhängig. Die Einstellung kann beispielsweise durch Verdrehen oder dgl. geachehen, so daß sich die entsprechenden
Teile nur mehr teilweise überdecken.
Die Größe der den iermanentmagneten vom Anker zu
trennen suchenden Vorspannkraft ist hierbei so gewählt, da3
sie bei sich voll überdeckenden Flächen von der magnetischen
Anziehungskraft bei jeder Temperatur unterhalb des Curiepunkts übertroffen wird. Das Kochgerät weist also alle beschriebenen
Vorteile der Erfindung auf. Bei sich nur teilweise überdeckenden Flächen jedoch über steigt die Vorspannkraft
die magnetische Anziehungskraft bereits im flach abfallenden Temperatur-Fermeabilitäts-Bereich unterhalb des
Curiepunkts. Das Kochgerät gemäß dieser Abwandlung der ärfindung ist also so einstellbar, daß es auch bei einer niedrigeren
Temperatur als der Curietemperatur ausschaltet. Auf diesen Vorteil der Temperatürwahl, den sonst vorwiegend Birne
tall-i'/ärmeschalter aufweisen, braucht somit bei einer Vorrichtung
gemäß der Erfindung nicht verzichtet zu werden.
«eitere Einzelheiten, Vorteile und Merkmale der Erfindung
ergeben sich aus der folgenden Beschreibung in Verbindung mit der Zeichnung; es zeigen:
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Fig. 1 einen Vertikalschnitt durch einen erfinduncaä8
aufgebauten Heiskocher;
Fig. 2 einen im Kochgerät gemäß Fig. 1 verwendeten ftärmeschalter in auseinandergezogener perspektivischer
Darstellung;
Fig. 3 einen Teil des ti arme schal te rs gemäß Fig. 2;
Fig. 4 einen Vertikalschnitt durch den Unterteil eines
erfindungsgemäßen Ferkolators;
Fig. 5 die Teile des im Perkolator gemäß Fig. 4 verwendeten iVärmeschalters in auseinandergezo^ener
perspektivischer Darstellung;
Fig. 6 einen Vertikalschnitt durch einen Dampf-Eierkocher;
Fig. 7 eine perspektivische Ansicht des in Eierkocher ß Fig. 6 verwendeten Närmeschalters;
Fig* 8 eine auf den Kopf gestellte, auseinander^zojene
perspektivische Darstellung eines liäraeschulters
mit Einstellvorrichtung;
Fig. 9 eine schematische Skizze zur Erläuterung der
Funktion des rtärmeschalters gemäß flg. 8.
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Gemäß Fig. 1 sind bei einem Heiskochtopf Ferritelemente 1 des Mn-Zn-Systems an eine Deckplatte 2 montiert, und
zwar aus 3ü i> MnO, 2υ % ZnO und 50 i>
Fe^O*. Permanentmagnete
sind auf einer beweglichen Platte 4 gegenüber den Ferritelementen 1 angeordnet. Die bewegliche Platte 4 ist mittels eines
durch ein Loch 30 gesteckten Führungastabs 23 gegen die Deckplatte 2 gegen Verdrehung gesichert und ist vertikal in einer
FührungshUlae 5 geführt, deren oberes Ende durch die Dockplatte 2 abgeschlossen ist. Zwischen der Deckplatte 2 und der
beweglichen flatte 4 liegt eine Druckfeder 6, deren elastische Kraft schwächer iet als die Anziehungskraft zwischen den
Ferritelementen 1 und den Permanentmagneten 3» Die Führungshülse 5 liegt in einem äußeren Gehäuse 7, bei dem die Kante
einer oberen öffnung nach außen gebogen ist, so daß ein I.;ontageflansch 8 gebildet 1st, und die eine Anzahl nach außen und ölen
reichender, durch Ausschneiden von Teilen der Seitenwand gebildeter Lappen 9 aufweist. Das Außengehäuse 7 ist in eine
Mittelöffnung einer mit einem Heizdraht 1ü versehenen Heizplatte 11 montiert, deren Innenurafang zwischen dem Kontagoflansch 8 und den Lappen 9 des Außengehäuses 7 gehalten wird.
Die Führungshülse 5 ist elastisch im Außengehäuse 7 mit einer
Spiralfeder 12 gelagert und ihre Bewegung wird durch Anlage
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,: BAD ORIGINAL. _ Q _
von Schenkeln 13 im unteren Teil an Schlitzen 7' im Außengehäuse 7 begrenzt. Die Schenkel 13 sind mit Einschnitten 1
33 versehen und haben umgebogene Kanten 34 zum sicheren Halt in den Schlitzen 7Ί wie bei A erkennbar ist (Fig. 3). Die
Deckplatte 2 auf der Oberseite der Führungshülse 5 liegt ober^an der Heizplatte 11 frei.
Die bewegliche Platte 4 ist an einem Ende über einen
Verbindungsstab 16 mit dem Ende eines um 15 schwenkbaren Betätigungshebels 14 verbunden. Der Verbindungsstab 16 greift
durch Bodenöffnungen in der Führungshülse 5 und im Außengehäuse 7. Am Betätigungshebel 14 sind ein isolierter Vorsprung 17 und ein Betätigungsglied 10 befestigt.
Ein Schalter 22 für den Heizdraht 1ü umfaßt eine Kontaktträgerplatte 20, welche an das innere Ende eines der
Stifte eines Netzsteckers 19 montiert ist. Der Schalter 22 ist normalerweise geschlossen, wird jedoch geöffnet, wenn die
Kontaktträgerplatte 20 durch den isolierten Vorsprung 17 nach unten gedruckt wird, also sobald sich die Permanentmagneten 3 von den Ferritelementen 1 loslösen und weggedrückt
werden* Ein Teil eines Reiskochtopfes 21 steht in enger Berührung mit der Heizplatte 11 und der Mittelteil des Topfbodens mit der Deckplatte 2.
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• - 9 -
Der iVärmeschalter arbeitet auf folgende i<eise. nenn
der Heia und /nasser enthaltene Topf 21 auf die Heizplatte 11
gesetzt wird, kommt die Deckplatte 2 der Einrichtung in enjo
Berührung mit dem Boden de3 Topfes 21, weil die Deckplatte 2
wegen der Feder 12 federnd über die Heizplatte 11 hervorsteht. Man drückt das Betätigung3glied 18 nach unten. Der
Betätigungshebel 14, schwenkt um 15 und hebt die bewegliche Platte 4 über den Verbindungsstab 16 gegen die nirkung der
Feder 6 nach oben, bis die Permanentmagnete 3 an den Ferritelementen 1 anliegen und die bewegliche Platte 4 an der Deckplatte 2 hängen bleibt.
Der isolierte Vorsprung 17 auf dem Hebel 14 gibt dann
die Kontaktträgerplatte 20 des Heizschalters vom nach unten
gerichteten Druck frei und die Kontakte schliessen. «enn der Reis fertig gekocht i3t, steigt die Temperatur des Topfes 21
schnell an. Hierbei ergibt sich ein plötzlicher Abfall der Permeabilität in den Ferritelementen 1, deren Curiepunkt iu
Beispiel des Heiskochers unmittelbar oberhalt der Endtemperatur
für Heiskochen gewählt ist. Die Anziehung zwischen den Ferrite leinen ton 1 und den Permanentmagneten 3 wird somit geschwächt
und durch die elastische Kraft der Feder 6 überwunden. Die bewegliche Platte 4 schnellt nach unten, wodurch über den
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Verbindungsstab 16 und den Betätigungshebel 14 der isolierte
Vorsprung 17 schwenkt und die Kontakt trägerplatte 20 nach unten stößt, so daß der Schalter 22 geöffnet und damit die
Energiezufuhr zum Heizdraht 10 unterbrochen wird.
Die Öffnung temperatur des lieizkreises ist sehr konstant, auch wenn eine gewisse Toleranz der Federkonstante
der Feder 6 zugelassen ist.
Als abgewandelte Ausführungs- und Anwendungsform iüt
in Figuren 4 und 5 ein Wärmeschalter eines Perkolators dargestellt, auf den die Erfindung angewandt ist. Am Boden eines
Perkolatorgehäuses 50 ist ein Heizer 31 vorgesehen. Kin Ferritelement 32 ist auf die Unterfläche des Bodens montiert, desgleichen ist dort ein Rahmenglied 34 befestigt. Am Ende des
Rahmens 54 ist ein Betätigungshebel 55 schwenkbar mittels
eines Lagerzapfens 56 gehaltert und weist einen Permanentmagneten 53 auf, der um den Mittelteil des Hebols 55 in einer
Lage gegenüber dem Ferritelement 52 montiert ist, sowie einen isolierten Vorsprung 57* Am schwenkbaren Ende des Betätigungshebels 54 ist ein Betätigungsknopf 58 angeordnet· Trägerplutten
59 und 60 für normalerweise geschlossene Kontakte 61 bzw. 62 ' sind am Rahmeng^ejid 54 gegeneinander isoliert befestigt. Der
isolierte Vorsprung 57 auf dem Hebel 55 ist der Trägerplatte
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'- 11 -
gegenüber angeordnet und drückt dann nicht auf cie, wenn
der Permanentmagnet 53 an Ferritelement 52 angezogen i3t.
Wenn das Ferritelement52 jedoch durch den Temperaturanstieg
des Gefäßbodens entmagnetisiert wird und den Permanentmagneten 53 losläßt, drückt der isolierte Vorsprung 57 die Trägerplatte
60 nach unten und öffnet die Kontakte 61 und 62 und dacit den
Kreis des Heizers 51. Zur Vorbelastung dea Betätigungshebels 5p
und damit des Permanentmagneten 53 weg vom Ferritelement 52
ist eine Feder 63 an dem Teil vorgesehen, an dem der Hebel schwenkbar vom Rahmenglied 54 getragen wird. Die obigen üleaeiit
sind mit Ausnahme des Knopfes 58 am Gefäßboden vorgesehen und von einem Deckel 64 umschlossen.
Der Ferkolator arbeitet auf folgende weise. Zunächst
wird der Betätigungsknopf 58 gehoben, so daß der Permanentmagnet 53 am Ferritelement 52 angezogen wird und die Kontakte
61 und 62 schließen; es fließt somit Strom durch den Heizer Die entstehende tfärrae wird zum Inhalt des Gefäßes 50 geleitet
und heißes nasser wird von einem unteren Teil vollständig in
einen oberen Teil des Perkolatora überführt. Die Temperatur des unteren Gefäßteils steigt dann schnell an und die Anziehung
des Ferritelemente3 52 durch den Permanentmagneten 53 fällt
ab, so daß letzterer schnell durch die t.irkung der Feder 63
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vom Ferriteleicent 52 losgerissen wird. Der isolierte Vorsprung 57 preßt die Trägerplatte 60 nach unten und der Heizkreis wird geöffnet. Im unteren Teil dea Gefäßes entsteht lci
Abkühlung ein Unterdruck und heißea Wasser aus dem oberen.Teil
des Gefäßes wird heruntergeoogen, wobei ein Pulvermaterial
perkoliert wd.
Fig. 6 zeigt eine Ausführung3form der erfindungsgemäßjfcen Kochvorrichtung in einem Dampf-Eierkocher und Fig. 7
den dort verwendeten ftärmeschalter. Der Eierkocher umfaßt
einen Kochtopf 70 von im wesentlichen zylindrischer Form mit geschlossenem Boden, Der Topf 70 besteht aus dünnem Metallblech mit vergleichsweise kleiner wärmekapazität. Im Kochtopf
70 sind heißes Wasser »V und ein Eiherhalter 72 angeordnet, auf dem Eier 71 liegen. Ein Heizer 73 ist auf der Unterseite des
Topfbodens vorgesehen und ist mit einem iVärmeschalter 74 vor*
einem Deckel 75 umschlossen, an dem ein Netzstecker 76 vorgesehen ist.
Der iVärrae3chalter 74 ist gemäß Fig. 7 aufgebaut und
umfaßt eine L-förmige Basisplutte 77 aus nichtmagnetischem
Material. Ein federnder Streifen 8u mit einem festen Kontakt T)
und ein federnder Streifen 82 mit einem beweglichen Kontakt
sind an einem aufrechten Teil 78 der Basieplatte 77 befestigt.
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- 13 -BAD ORIGINAL
An freien Ende des beweglichen federnden Jtreifen;* 02 sind
oin Griff 03 und ein Permanentmagnet ϋ·1 isoliert vom Jtrcifen
• 02 angebracht. Die Baai3plutte 77 hat einen horizontalen
flachen Teil 85» von dessen beiden Liinjskanten zwei einander
gegenüberliegende Tei3eO6 und 07 nach oben greifen; auf dem
Teil 06 iat ein Ferritelecient 80 vorgesehen, das dem Permanentmagneten
0-1 gegenüberliegt. An die Jtreifen ü0 und 81 sind
Anschlußklemmen 09 bzw. 90 für den Heizer 73 angeschlossen.
Der Hierkocher nach Figuren 6 und 7 arbeitet auf folgende
hoise. Zunächst wird der Griff 83 gegen die Federwirkung
des beweglichen federnden Streifens 82 zum Ferriteleaent 66
böwegt, so daß der Permanentmagnet 84 am Ferriteleaent 8Ö
haftet. Dann schlägt der bewegliche Kontakt 81 am festen Kontakt 79 an und der Heiser 73 wird zur Erwärmung des Kochtopfes
70 mit Energie versorgt. Das heiße Wasser rf kochfsodann
und dämpft die Eier 71. .Venn die Temperatur am Boden des
to Topfes 70 den Curiepunkt überschreitet, springt der bewegliche
federnde Streifen 82 aufgrund seiner Sigenelastizität in seine
° Ruhelage zurück und trennt die Kontakte 81 und 79.
Eine Ausführungsform einer Einstelleinrichtung für die
Schalt temperatur i3t in Figuren 8 und 9 gezeigt. Die iiinstelleinrichtung
umfaßt eine wäraeempfindlicho Platte 103 mit zwei Ferritelementen 1ü4. Gegenüber den Ferritelementen 1u4 sind
BAD UHiUlNAL
-: cäm - 14 -
auf einer lefteglichen Platte 105 Permanentmagnete 106
angeordnet. Die Hatte 105 \.eist einen ßetätigun£S3tab 107
und in der Nähe des Umfangs ein Loch 108 auf. Zwischen dor wärmeenipfindlichen Platte 103 und der beweglichen Platte 105
liegt eine Spiralfeder 109. Eine ringförmige elastische !'latte 110 mit einem dem Loch 8 entsprechenden Loch 111, die Foder
und die bewegliche Platte 105 liegen in einem Gehäuse 112, das oben durch die wärmeeinpfindliche Platte 103 abgeschlossen iat.
Im Boden des Gehäuses 112 ist eine Führungsöffnung 114 mit
Zähnen 113 an einem Teil ihres Rands vorgesehen. Kine ringförmige
Einstellplatte 115 ist an die Unterflache des Gehäusebodens
montiert und weiyt eine Anzahl Führungsschenkel 116 am
Außenumfang sowie eine Anzahl von Montagestücken 117 auf, welche vom Innenumfang den Führungsschenkeln 116 entgegen
gerichtet hervorstehen. Ein Führungsstab 1IB ragt von der
Elnatellplatte 115 in der Richtung wie die Montagestücke 117
und greift frei durch die fluchtenden Löcher 111 und 108 der Platten 110 bzw. 105, um Vertikalbewegungen der beweglichen
Platte 105 zu führen. Eine Aussparung 120 mit einer Mittel-Öffnung 119 ist auf der Einstellplatte 115 an einem Teil, der
dem Bereich der Zähne 113 entspricht, vorgesehen, in der sich ein Zahnrad 121 mit einem Betätigungskopf 122 befindet, das
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mit den Zähnen 113 kämmt. Der Kopf 122 steht nach obun aus
dem Loch 119 hervor.
Die Sinslellplatte 115 ist im Gehäuse 112 in der
Seise1 befestigt, daß die Montagestücke 117 nach außen gebogen
sind, so daß sie am Innenumfang der Führungsöffnung 114 anliegen; die elastische Platte 110 wird zwischen dem Boden
des Gehäuses 112 und den Kontagestücken 117 gehalten und drückt die Unterseite des Zahnrades 120 nach oben, um das
Zahnrad 121 in der Aussparung 120 zu halten und doch eine unbehinderte Bewegung des Gehäuses 112 gegenüber der Einstellplatte 115 zu erlauben. Der Eetätigungsstab 107 ist vorgesehen, um den nicht dargestellten Schalter zu öffnen oder
zu schließen.
Pei Verdrehung des Kopfs 122 und damit des Zahnrads
wird die Einstellplatte 115 relativ zum Gehäuse 112 verdreht. Die Ferriteleiaente 104 auf der wärmeempfindlichen Platte 1o3
werden dabei relativ zu den Permanentmagneten 106 verstellt, die durch den Führungsstab 118 mit der Einstellplatte 115
drehfest verbunden sind. Die einander gegenüberliegenden Flächen werden entaprechend der Verdrehung größer oder kleiner
(Fig. 9). Daraus ergibt sich eine kleinere Anziehungskraft,
und die 3chal!temperatur ändert sich, obwohl die Federkraft
der Feder 109 unverändert bleibt.
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Claims (2)
1. Kochgerät rait einen iTiarnoschalter zua Abschalten
der fielzenergiezufuhr bei Ürroiclien einer gegebenen Tocperatur, dor mindestens einen Peraanentcagneten und mindeotens
einen der t¥.irso ausgesetzten und aa Permanentmagneten entgegen
einer Vorspannuagskraft aagnotisch anhaftbaren Anker aus ferronagnetischeüi «Verkotoff, dessen Curieputikt der gegebenen Temperatur entspricht, aufweist, deren voneinander getrennte Stellung
der Ausschaltstollung und doren aneinander anliegende Stellung
der Einücualtstellung des iVärciesuaalters entspricht, dadurch
gekennzeichnet, da3 der Anker ζ ;oiinde3t teilweise aus Ferrit
besteht.
2. Kochgorät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
da3 die zwischen deia Peraanontiaagneten und dea Anker in
deren aneinander anliegender Stellung vorhandene Berührfläche einstellbar ist.
Unterlagen (Art. 7 S1 Abs. 2 Nr. I Sau 3 des Änderungsges. V.4,& 1$»
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Leerseite
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E77 | Valid patent as to the heymanns-index 1977 | ||
EF | Willingness to grant licences |