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Die
Erfindung betrifft einen Flüssigkeitserhitzer
mit einem Heizboden aus einer Bodenplatte mit einem Heizkörper. Der
Heizboden ist dabei im unteren Bereich eines Behälters angeordnet, wobei der Behälter selbst
aus den verschiedensten Materialien wie Kunststoff, Keramik, Glas,
Edelstahl, emailliertes Stahlblech usw. hergestellt sein kann. Der
Heizboden dagegen besteht aus einer metallischen Bodenplatte, die
auch beschichtet sein kann und einem an seiner Unterseite angeordneten
Heizkörper,
wobei dieser beispielsweise ein Rohrheizkörper, ein Dickschichtwiderstand,
aber auch ein Oxidkeramik-Heizelement sein kann.
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Bei
Verwendung eines Rohrheizkörpers kann
zwischen Bodenplatte und Heizkörper
noch eine Wärmeverteilplatte
aus gut wärmeleitendem Material
wie Aluminium angeordnet sein. Weiterhin kann der Heizboden sowohl
direkt an der Behälterwand
befestigt sein als auch über
ein weiteres Zwischenelement wie beispielsweise ein Ringelement, das
zwischen der Behälterwand
und der Bodenplatte angeordnet ist. Bevorzugt ist das Zwischenelementmaterial
hierbei identisch mit dem Behälter- und/oder Bodenplattenmaterial
und besteht vorzugsweise aus Kunststoff, Edelstahl, emailliertem
Stahlblech oder Schwarzblech, aber auch aus Aluminium oder Messing.
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Derartige
Flüssigkeitserhitzer
können
bevorzugt als Wasserkocher, Eierkocher, Dampfkocher, Reiskocher,
Einkochtöpfe,
Milchkocher, drucklose Heißwasserspeicher,
aber auch beispielsweise in Wasch- oder Geschirrspülmaschinen
Verwendung finden.
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Aus
der
EP 841030 ist ein
gattungsgemäßer Flüssigkeitserhitzer
mit einem Heizboden bekannt, der einen äußeren Ring und eine Bodenplatte
mit einem an seiner Unterseite angeordneten Heizkörper aufweist.
Zur dichten Befestigung der Bodenplatte am äußeren Ring weist dieser an
seinem Innenrand eine Ringseitenwand auf, an deren unteren Ende mehrere
Zungen ausgebildet sind. Im Gegensatz dazu weist die Bodenplatte
einen L- oder U-förmigen Flansch
mit mehreren Durchbrüchen
auf. Unter Zwischenlage einer Dichtung ist die Bodenplatte an dem äußeren Ring
derart befestigt, dass die Zungen die Durchbrüche durchgreifen und an der
Außenseite des
Flansches umgebogen werden. Diese an sich einfache Art der Befestigung
hat aber Nachteile. So kann keine Standardmetallplatte verwendet
werden, da die Metallplatte für
die Befestigung die vorgenannten Durchbrüche aufweisen muss. Weiterhin
weisen die umgebogenen Zungen eine gewisse Elastizität auf, die
sie aus dem umgebogenen Endzustand wieder etwas zurückfedern
lässt,
so dass der Anpressdruck der Dichtung nicht fest genug ist. Darüber hinaus
ist die Montage umständlich
zu handhaben und der Anpressdruck der umgebogenen Zungen schwer zu
kontrollieren.
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Aus
diesen Gründen
ist es Aufgabe, eine einfachere, kostengünstigere und sicherere Art
der Fixierung der Bodenplatte zu finden. Die Aufgabe wird dadurch
gelöst,
dass an der Behälterwand
oder dem Zwischenelement benachbart zur Bodenplatte mehrere Laschen
angebracht sind, deren gegenüber
dem Ausgangszustand abgebogener Endabschnitt mit seiner inneren
Schmalseite klemmend an der Bodenplatte zur Anlage kommt. Vorteil
dieser Ausgestaltung ist zum einen, dass die Anordnung der Laschen benachbart
zur Bodenplatte im Gegensatz zu den Zungen nach der
EP 841030 , die durch Durchbrüche im Flansch
geführt
sind, diese Durchbrüche
nicht erforderlich sind, zum anderen ist durch die klemmende Anlage
lediglich der Schmalseite des Endabschnittes der Laschen keine federnde
Elastizität
der Anlage gegeben, da die Anpresskraft nicht in Biegerichtung, sondern
etwa senkrecht dazu wirkt. Dadurch ist eine sicherere Befestigung
als in der
EP 841030 möglich und
die bei der Befestigung hergestellte Anpresskraft bleibt dauerhaft
erhalten.
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Bevorzugt
ist die Lasche und die Befestigung hierzu derart ausgestaltet, dass
der Auflagepunkt der inneren Schmalseite des Endabschnittes der
Lasche an der Bodenplatte seinen Abstand zur Unterseite der Behälterwand
bzw. des Zwischenelementes mit zunehmendem Abbiegegrad des Endabschnittes verkleinert,
d.h. eine Funktion des Abbiegegrades ist. Da wiederum die Anpresskraft
eine Funktion des Abstandes zwischen Auflagepunkt und der Unterseite ist,
ist die Anpresskraft ebenfalls eine Funktion des Abbiegegrades.
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Besonders
bevorzugt ist daher die befestigte Lasche im Ausgangszustand, d.h.
vor der Montage des Heizbodens an der Behälterwand oder am Zwischenelement,
derart ausgestaltet, dass die innere Schmalseite des Endabschnittes
ihren Abstand zur Unterseite zum Ende hin vergrößert. Beim Abbiegen des Endabschnittes
zur Fixierung der Bodenplatte ist es so möglich, die Anpresskraft durch
den Winkelgrad β der Abbiegung
zu regulieren, d.h. je stärker der
Endabschnitt in Richtung zur Bodenplattenmitte abgebogen ist, umso
stärker
ist die Anpresskraft der Bodenplatte durch die Verringerung des
Abstandes zwischen Auflagepunkt und Unterseite. Bei Verwendung eines
Biegeautomaten mit Drehmomentkontrolle bei der Montage ist somit
trotz toleranzbedingter Maßunterschiede
eine gleichbleibende Anpresskraft über den Abbiegungsgrad β zu erreichen.
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Bei
der Ausgestaltung der Laschen und deren Befestigung finden bevorzugt
zwei Varianten Verwendung:
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Ist
die Lasche an einer Behälterwand
oder an einem Ringelement aus Metall angeordnet, so ist die Lasche
vorzugsweise derart ausgestaltet, dass ein erster Abschnitt an dem
Metallteil befestigt ist, beispielsweise durch Punktschweißen, und
dass ein zweiter und dritter Abschnitt von der Unterseite abgebogen
ist. Äußerst bevorzugt
ist die Lasche in etwa L-förmig
ausgestaltet, wobei der erste Abschnitt die obere Hälfte des
Längsschenkels
darstellt und am Metallteil beispielsweise durch Punktschweißen befestigt
ist und die weiteren Abschnitte, bestehend aus der unteren Hälfte des
Längsschenkels
und dem Querschenkel, hierzu mit α ≈ 90° von der
Unterseite abgebogen sind. Die Biegelinie verläuft dabei bevorzugt tangential.
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Weiterhin
bildet der Querschenkel den Endabschnitt der Lasche und ist nach
der Montage entlang einer zweiten bevorzugt axialen Biegelinie gegenüber dem
Ausgangszustand in Richtung zur Bodenplattenmitte abgebogen. Dabei
kommt die innere Schmalseite des Querschenkels klemmend an der Bodenplatte
zur Anlage. Die Bodenplatte ist dadurch fixiert.
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Ist
die Lasche hingegen an einer Behälterwand
oder einem Ringelement aus Kunststoff befestigt, so ist sie in einer
vorteilhaften Ausgestaltung teilweise in bevorzugt tangentialer
Längserstreckungsrichtung
in Ansätzen
der Unterseite des Kunststoffteils eingesteckt, eingeklebt oder
eingespritzt. Der herausragende Teil der Lasche stellt in diesem
Fall den Endabschnitt dar und ist nach der Montage der Bodenplatte
entsprechend der Metallausführung
entlang einer bevorzugt axialen Biegelinie in Richtung zur Bodenplattenmitte
abgebogen. Dabei kommt wiederum die innere Schmalseite des Endabschnittes der
Lasche klemmend an der Bodenplatte zur Anlage und fixiert diese
somit in ihrer Position, wobei auch hier durch eine bevorzugte lineare Biegewinkel
bestimmt werden kann.
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In
beiden genannten bevorzugten Ausführungsformen ist die Lasche
selbst aus Metall ausgeführt.
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Eine äußerst bevorzugte
Ausführungsform stellt
die Montage der Bodenplatte mit drei Laschen dar. Denkbar ist aber
auch eine andere Anzahl.
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Weiterhin
bevorzugt dient die Montage mittels der erfindungsgemäßen Laschen
nicht nur zur Fixierung des Heizbodens, sondern auch zur Fixierung von
Temperaturelementen.
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Weitere
Vorteile und Merkmale gehen aus den Ansprüchen und der folgenden Zeichnungsbeschreibung
hervor. Dabei zeigt:
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1: einen erfindungsgemäßen Flüssigkeitserhitzer
im Schnitt
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2a: einen Ausschnitt der
Draufsicht auf einen erfindungsgemäßen Flüssigkeitserhitzer
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2b: einen Ausschnitt der
Seitenansicht einer befestigten Lasche
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3: eine einzelne Lasche
als Stanzteil
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4a, 4b: eine alternative Ausgestaltung eines
Flüssigkeitserhitzers
als Schnitt und als Draufsicht im Ausschnitt
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5a eine einzelne Lasche
mit Ansatz
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5b eine alternative Ausgestaltung
einer Lasche mit Ansatz
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6a, 6b, Vereinfachte Darstellung von 4a, 4b mit unterschiedlichem 7a, 7b Abbiegegrad
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1 zeigt einen Wasserkessel 1 mit
einer Behälterwand 2,
einem Ringteil 3 und einem Heizboden 4, einem
Deckel 5, einer Ausgießöffnung mit
Verschluss 6, einem Griff 7, einem unterhalb des
Heizbodens 4 angebrachten Temperaturelement 8,
einem Dampfrohr 9 und einem Gehäuseboden 10.
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Die
Behälterwand 2 und
das Ringteil 3 sind in dieser beispielhaften Ausführung aus
emailliertem Stahl hergestellt. Die Verbindung beider Teile bildet eine
geschweißte
Rollnaht, die ein im Schnitt U-förmiger, übergeschobener
und verklebter Metallring 11 verdeckt. Der Heizboden 4 weist
eine Bodenplatte 12 auf, deren Oberseite mit der Flüssigkeit
in Verbindung steht. An ihrer Unterseite ist eine Diffusionsplatte 13 aus
Aluminium aufgelötet,
an deren Unterseite wiederum ein Rohrheizkörper 14 aufgelötet ist.
Weiterhin weist die Diffusionsplatte 13 domartige Erhebungen 15 auf,
die zur Befestigung des Temperaturelementes 8 dienen. Der
Gehäuseboden 10 aus Kunststoff
ist über
das Temperaturelement 8 an der Gehäuseunterseite befestigt. Ein
Kunststoffring 17 wirkt als Puffer und Abstandshalter zwischen
der Stirnseite des Gehäusebodens 10 und
dem Ringteil 3. Das Dampfrohr 9 ist durch einen
Durchbruch 3.3 im Ringteil 3 zum Temperaturelement 8 mit
Dampfstoppfunktion geführt.
Das Ringteil 3 weist an seinem Innenrand eine nach unten
gerichtete umlaufende Ringseitenwand 3.1 auf. Im Gegensatz
dazu weist die Bodenplatte 12 an ihrem äußeren Rand eine umlaufende
U-förmige
Nut 12.1 auf. Die Ringseitenwand 3.1 des Ringteils 3 ist
mit Hilfe eines Silikonklebers 16 in die Nut 12.1 der
Bodenplatte eingeklebt und damit eine dichte Verbindung hergestellt.
Zur Fixierung dieser Verbindung weist das Ringteil 3 an
seiner Unterseite benachbart zur Nut 12.1 Laschen 18 auf.
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2a und 2b zeigen ausschnittsweise den Bereich
einer Lasche 18 als Draufsicht bzw. Seitenansicht. Die
detaillierte Ausgestaltung der Laschen 18 wird anhand der 3 (siehe dort) beschrieben. Am
Ringteil 3 ist die Lasche 18 benachbart zur Nut 12.1 derart
befestigt, dass der erste abgebogene Abschnitt 18.1 beispielsweise
durch Punktschweißen mit
der Unterseite 3.2 des Ringteils 3 flächig verbunden
ist. Die weiteren Abschnitte 18.2 und 18.3 sind um α ≈ 90° von der
Unterseite 3.2 abgebogen. Der Querschenkel, der den Endabschnitt 18.3 bildet,
ist nach der Montage des Heizbodens 4 um den Winkel β gegenüber dem
Ausgangszustand in Richtung zur Heizbodenmitte abgebogen und dabei
kommt die innere Schmalseite 18.4 des Abschnittes 18.3 klemmend
an der äußeren Nutunferkante 12.2 zur
Anlage. Da die innere Schmalseite 18.4 nach der Befestigung der
Lasche einen Winkel y ≠ 0° zur Unterseite
aufweist und sich daher der Auflagepunkt 18.5 der Schmalseite 18.4 an
der Nutunterkante 12.2 je nach Abbiegegrad β verändert, ist
eine Beeinflussung der Anpresskraft durch den Abbiegegrad β gegeben.
Bei Verwendung eines Biegeautomaten mit Drehmomentkontrolle ist
so über
den Abbiegegrad eine gleichbleibende Anspresskraft zu erreichen.
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In 3 ist eine einzelne Lasche 18 als
ebenes Stanzteil dargestellt. Sie ist in etwa L-förmig ausgestaltet
und kann in drei Abschnitte gegliedert werden: Die obere Hälfte des
Längsschenkels
bildet den ersten Abschnitt 18.1, der bis zur Biegelinie
B1 reicht. Vorgesehen ist die Biegelinie B1 zum Umbiegen des ersten
Abschnittes 18.1 um α ≈ 90° vor der
Befestigung der Lasche 18 am Ringteil 3. Die untere
Hälfte des
Längsschenkels
stellt den zweiten Abschnitt 18.2 dar. Den dritten Abschnitt 18.3 bildet
der Querschenkel. Die innere Schmalseite 18.4 des Querschenkels ist
gegenüber
der Biegelinie B1 um den Winkel y ≠ 0° zum Ende
hin geneigt.
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Die 4a, 4b und 5a zeigen
eine alternative Ausgestaltung als Schnitt (4a), Draufsicht (4b) und als Einzelansicht einer Lasche
mit Ansatz (5a). In
dieser beispielhaften Variante ist die Bodenplatte 24 im
Gegensatz zur vorherigen beispielhaften Ausgestaltung in ihrem Randbereich eben
ohne Nut ausgeführt.
Weiterhin ist die Behälterwand 23 ohne
Ringteil 3 einstückig
aus Kunststoff hergestellt. Benachbart zur Bodenplatte 24 weist
die Behälterwand 23 an
ihrer Unterseite 23.2 Ansätze 23.1 auf. In diese
Ansätze 23.1 sind
mit bevorzugt tangentialer Ausrichtung Laschen 28 eingesteckt, eingeklebt
oder eingespritzt, ein Endabschnitt 28.3 ragt aus den Ansätzen 23.1 heraus.
Weiterhin weist die Unterseite 23.2 der Behälterwand 23 eine
nach unten offene umlaufende Nut 23.2 auf, in die eine Ringdichtung 26 eingelegt
ist, an der die Bodenplatte 24 zur Anlage kommt. Im montierten
Zustand ist der Endabschnitt 28.3 der Laschen 28 in
Richtung zur Bodenplattenmitte um den Winkel β gegenüber dem Ausgangszustand abgebogen,
wobei die innere Schmalseite 28.4 der Laschen 28 an
der äußeren Unterkante 24.1 der
Bodenplatte 24 klemmend zur Anlage kommt. Da auch bei dieser
alternativen Ausgestaltung die innere Schmalseite 28.4 des
Endabschnittes 28.3 der Lasche 28 um einen Winkel
y ≠ 0° gegenüber der
Unterseite 23.2 zum Ende hin geneigt ist, erhöht sich
der Anpressdruck auf die Dichtung 26 je nach Abbiegegrad β des Endabschnittes 28.3 der
Lasche 28 zur Bodenplattenmitte hin, wodurch auch in dieser
Ausgestaltung der Druck auf die Dichtung 26 durch den Abbiegegrad β der Laschen 28 beeinflusst
werden kann, insbesondere kann an jeder Befestigungslasche immer
der gleiche Druck auf die Dichtung durch den jeweiligen Abbiegegrad dieser
Befestigungslasche eingestellt werden.
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Die 6a, 7a sind prinzipiell mit der 4a und die 6b, 7b mit 4b identisch und sollen lediglich
die Verkleinerung des Abstandes a zwischen dem Auflagepunkt 28.5 und
der Unterseite 23.2 und damit die Erhöhung der Anpresskraft mit zunehmendem
Abbiegewinkel β verdeutlichen.
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Selbstverständlich sind
auch weitere Ausgestaltungen und Kombinationen möglich.
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Grundsätzlich wäre es beispielsweise
auch möglich,
den Abstand zwischen der Unterseite und dem Auflagepunkt 18.5 dadurch
zu variieren, dass wohl die innere Schmalseite einen Winkel y =
0° zur Unterseite
hat, aber dass dafür
die Biegelinie B2 nicht axial verläuft, sondern hierzu einen Winkel δ ≠ 0° hat, wie
dies in 5b als Alternative
zu 5a angedeutet ist.
Dies würde
jedoch bei einer automatischen Fertigung schwieriger umzusetzen
sein.
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Darüber hinaus
sind auch die Ausgestaltungsformen der Laschen 18 und 28 nur
beispielhaft. Andere Formen sind daher ebenso möglich.