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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Erhitzung einer
Flüssigkeit,
insbesondere von Wasser, mit einem Behälter, in dem ein Heizelement
und mindestens ein Leuchtmittel für eine Betriebsanzeige angeordnet
ist, wobei der Behälter
zumindest teilweise aus transparentem und/oder transluzentem Material
besteht.
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Aus
der
DE 196 52 829 ist
ein elektrisches Haushaltsgerät
mit Betriebsanzeige bekannt, bei dem eine Leuchtvorrichtung mit
einer im Gehäuse
integrierten Lampe vorgesehen ist, die Licht in einen Lichtleiter
abgibt, damit das Licht umfangsseitig an dem Behälter austritt und somit eine
Betriebsanzeige bildet. Darüber
hinaus lässt
sich mit dem Licht keine weitere Information übermitteln, beispielsweise
die Temperatur der Flüssigkeit.
Insofern ist der Nutzen einer solchen Betriebsanzeige und auch der
optische Effekt begrenzt.
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Ferner
ist aus der
GB 23 63 972 ein
Wasserkocher bekannt, bei dem innerhalb des Behälters eine Lichtquelle zur
Anzeige des Flüssigkeitspegels angeordnet
ist. Dabei ist der Behälter
teilweise aus transparentem Material gebildet, sodass von außen der
Flüssigkeitsstand
durch die Beleuchtung gut sichtbar ist. Es hat sich jedoch he herausgestellt,
dass gerade bei Einsatz von farbigem Licht die Farbgebung nur schwach
reflektiert wird und keine gute Ausleuchtung in dem Behälter erreicht
wird. Das Licht ist dabei oberhalb des Flüssigkeitspegels angeordnet und
es wird im Wesentlichen nur die Oberfläche der Flüssigkeit bestrahlt.
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Es
ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine Vorrichtung zur
Erhitzung einer Flüssigkeit zu
schaffen, die eine gut sichtbare Betriebsanzeige aufweist und einfach
aufgebaut ist.
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Diese
Aufgabe wird mit einer Vorrichtung zur Erhitzung einer Flüssigkeit
mit den Merkmalen des Anspruches 1 gelöst.
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Erfindungsgemäß strahlen
die Leuchtmittel über
eine Linse zerstreutes Licht in die Flüssigkeit ein, sodass der Behälter innen
großflächig ausgeleuchtet
ist, sodass eine von außen
gut sichtbare Betriebsanzeige vorhanden ist. Neben dieser Funktion sieht
der innen ausgestrahlte Behälter
auch optisch ansprechend aus, wobei die Leuchtmittel ein oder mehrere
Farben in den Behälter
abgeben können. Dabei
ist die Vorrichtung vergleichsweise einfach aufgebaut, da die Leuchtmittel
in dem stromführenden
unteren Bereich des Behälters
angeordnet sind und keine Leitungen in den Deckelbereich verlegt sein
müssen.
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Gemäß einer
bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist die Linse in einem Zwischenboden in
dem Behälter
vorgesehen. Dadurch kann die Beleuchtung mittig von unten in dem
Behälter
erfolgen, um eine besonders gleichmäßige Verteilung des Lichtes
zu erhalten. Für
einen einfachen Aufbau sind die Leuchtmittel aus mehreren auf einer
Platine montierten Dioden gebildet, die dann einzeln oder gemeinsam
angesteuert werden können.
Ferner kann auf der Platine ein Thermalelement zur Temperaturerfassung
vorgesehen sein, sodass sich über
eine einfach aufgebaute Schaltung mit einem Mikrocontroller die
Leuchtmittel abhängig
von der Temperatur ansteuern lassen. Dadurch kann mittels der Leuchtmittel
eine Temperaturänderung
durch unterschiedliche Farben visualisierbar gemacht werden.
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Vorzugsweise
sind drei unterschiedlich farbige Dioden als Leuchtmittel vorgesehen,
die in Abhängigkeit
von der erfassten Temperatur über
einen Mikrocontroller gesteuert werden. Der Benutzer kann über die
Farbe eine Mitteilung über
die Temperatur der Flüssigkeit
erhalten, sodass auch von einer gewissen Distanz aus Betriebszustand
und Temperatur erkennbar sind.
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Für eine effektive
Erhitzung ist als Heizelement eine an einem Zwischenboden angeordnete Heizplatte
vorgesehen. Durch den Zwischenboden wird der Behälter in einen oberen Bereich
mit einer Flüssigkeitsaufnahme
unterteilt, die vorzugsweise aus transparentem oder transluzentem
Material gebildet ist. Darunter ist ein Gehäuseunterteil aus blickdichtem
Material vorgesehen, in dem die Heiz- und Steuerungselemente untergebracht
sind.
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Die
Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispieles mit Bezug
auf die beigefügten
Zeichnungen näher
erläutert.
Es zeigen:
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1 eine
geschnittene Seitenansicht eines Ausführungsbeispieles einer erfindungsgemäßen Vorrichtung
zur Erhitzung einer Flüssigkeit;
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2 ein
Schaltbild der Vorrichtung der 1, und
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3 eine
perspektivische Ansicht einer als Kaffeemaschine ausgebildeten erfindungsgemäßen Vorrichtung.
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Eine
Vorrichtung zur Erhitzung einer Flüssigkeit umfasst einen Behälter 1,
der in einem Innenraum eine Aufnahme für eine Flüssigkeit ausbildet. Der Behälter 1 ist
auf einem Sockel 2 abstellbar, wobei der Sockel 2 über eine
elektrische Leitung 3 mit dem Stromnetz verbunden und versorgt
ist. An dem Sockel 2 ist eine Steckverbindung 4 ausgebildet,
die mit einer Buchse 5 an der Unterseite des Behälters 1 zusammenwirkt,
um diesen mit Strom zu versorgen.
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Der
Behälter 1 umfasst
ein Gehäuse,
das aus einem Oberteil 6 aus einem transparentem oder transluzentem
Kunststoffmaterial gebildet ist und ein Unterteil 8, das
aus einem blickdichten Material besteht. An dem Oberteil 6 ist
eine Ausgießschnaupe 7 angeformt,
um die Flüssigkeit
aus dem Behälter
sicher ausgießen
zu können.
Das Oberteil 6 und das Unterteil 8 sind dicht
miteinander verbunden, wobei im Verbindungsbereich ein radial nach
innen hervorstehender Zwischenboden 9 ausgebildet ist,
der mittig für
die Aufnahme einer Heizplatte 10 ausgespart ist. Zwischen
dem Zwischenboden 9 und der Heizplatte 10 ist
eine Dichtung 25 angeordnet, sodass in dem Behälter 1 bzw.
dem Oberteil 6 angeordnete Flüssigkeit nicht in das Unterteil 8 eindringen
kann.
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Das
Unterteil 8 weist eine Bodenplatte 11 auf, an
der die Buchse 5 mit einem Schaltmodul 15 festgelegt
ist.
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Das
Oberteil 6 ist mit einem Deckel 12 verschlossen,
welcher in der Innenseite mit einem reflektierenden metallischen
Folienmaterial 13, beispielsweise mit Blech ausgekleidet
ist. Ferner ist ein Griff 14 an dem Oberteil 6 vorgesehen,
an dem ein Druckknopf 16 zum Öffnen des Deckels 12 gegenüber der
Ausgießschnaupe 7 angeordnet
ist.
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Der
Boden des Behälters 1 wird
durch die Zwischenwand 9 und die Heizplatte 10 gebildet,
wobei die Heizplatte 10 durch ein ringförmig angeordnetes elektrisches
Heizelement 17 beheizbar ist. In der Mitte der Heizplatte 10 befindet
sich eine Öffnung,
in der eine Linse 18 zur Zerstreuung von Licht angeordnet
ist. In der Linse 18 sind Leuchtdioden 30 vorgesehen,
die auf einer Platine 19 montiert sind. Die Linse 18 ist
dabei über
einen Clip 20 mit der Heizplatte 10 verbunden.
Auf der Platine 19 ist ferner ein Thermoelement 21 zur
Temperaturerfassung vorgesehen. Das Thermoelement 21 wird
beim Verschrauben der Platine 19 an einem Schraubdom 22 der
Heizplatte 10 positioniert. Es können auch mehrere Thermoelemente
an der Platine oder an anderen Stellen vorgesehen sein, mit denen
ggfs. unterschiedliche Temperaturbereiche erfasst werden.
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Das
Schaltmodul 15 umfasst die Buchse 5 zur Stromaufnahme,
einen Schalter 23, welcher durch eine Aussparung im Unterteil
des Griffes 14 zur manuellen Betätigung von außen zugänglich ist,
die Stromzufuhr für
das Heizelement 17 sowie einen aus zwei Bimetallelementen
bestehenden Abschaltmechanismus. Ferner ist in dem Schaltmodul 15 eine mechanische
Abfrage in Form eines Tasters, welcher mit dem Abschaltmechanismus
verbunden ist, zur Überprüfung der
Verbindung zwischen Buchse 5 und Stecker 4 des
Sockels 2 integriert, welche bei fehlerhafter Platzierung
des Behälters 1 auf
dem Sockel 2 einer fehlerhaften Verbindung das Inbetriebnehmen der
Heizplatte 10 verhindert. Das Schaltmodul 15 wird
zusammen mit Distanzstücken,
der Platine 19 und dem Thermoelement 21 über die
Schraubdome mit der Heizplatte 10 verschraubt.
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Die
Heizplatte 10 wird mit zwei Halterungen 24 über in dem
Unterteil 8 integrierte Schraubdome 26 mit der
zwischen Heizplatte 10 und Zwischenboden 9 positionierten
Dichtung 25 verschraubt. In dieser Verschraubung wird über Distanzstücke 27 einseitig
eine zweite Platine 28, welche den Mikrocontroller und
weitere Bauelemente umfasst, integriert. Über ein Flachbandkabel werden
die Platine 19 und 28 verbunden, wobei natürlich auch
nur eine Platine 19 vorgesehen sein kann.
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Zur
Erhitzung der in dem Behälter 1 angeordneten
Flüssigkeit
wird der Schalter 23 betätigt und die Platinen 19 und 18 mit
Strom versorgt, wodurch die aus drei Dioden gebildete Leuchtvorrichtung 30 aktiviert
wird. In der Anfangsphase können
die Dioden 30 ein blaues Licht abgeben, um dem Benutzer
eine niedrige Temperatur zu signalisieren.
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Im
Laufe der Erhitzung der Flüssigkeit
kann aufgrund einer Temperaturerfassung über den Mikrocontroller die
Farbgebung durch die Leuchtdioden verändert werden, beispielsweise über gelb
zu rot hin, um eine heiße
Flüssigkeit
in dem Behälter 1 anzuzeigen.
Die Übergänge können dabei
stufenlos über
die Leuchtdioden visualisiert werden, wobei auch andere Farben und
Farbübergange
gewählt werden
können.
Bei Erreichen einer bestimmten Höchsttemperatur
wird der Heizvorgang durch die Bimetallelemente des Schaltmoduls 15 automatisch unterbrochen.
Ferner wird der Heizvorgang beim manuellen Abschalten und beim Abheben
des Behälters 1 von
dem Sockel 2 unterbrochen.
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Es
besteht die Möglichkeit,
die Leuchtvorrichtung mit den Dioden 30 über einen
Akku auch nach Abheben des Behälters 1 weiter
leuchten zu lassen. Dann ist über
die Farbgebung eine ständige visuelle
Kontrolle der Flüssigkeitstemperatur
durch den Benutzer möglich.
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In 2 ist
die elektrische Schaltung der Heizeinrichtung dargestellt. Ein Mikrocontroller 40 ist mit
einem als temperaturabhängigen
Widerstand ausgebildeten Temperaturfühler 41 verbunden,
um in regelmäßigen Abständen eine
Temperaturerfassung durchzuführen.
Der Mikrocontroller 40 steuert über Leitungen 50, 51 und 52 die
Stromquellen, L1, L2 und L3, um die Dioden L1a bis L3n anzusteuern.
Die einzelnen Dioden L1a bis L3n sind durch einzelne Stromquellen
L1 bis L3 angesteuert, um Schwankungen der Helligkeit von einzelnen
LED und bei der Modulation zu reduzieren. Die Schaltung wird direkt
von der Netzspannung versorgt.
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Der
Temperaturfühler 41 ist
nicht direkt im Wasser platziert, sondern an dem Boden der Heizplatte 10 vorgesehen.
Eine Differenz der Temperatur wird durch eine Kompensation ausgeglichen,
so dass die Temperatur der Flüssigkeit
mit einer ausreichenden Genauigkeit erfassbar ist.
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In
dem dargestellten Ausführungsbeispiel
ist eine Linse 18 mittig am Boden des Oberteils 6 des Behälters angeordnet.
Die Linse 18 kann dabei eine aufgerauhte Oberfläche aufweisen,
um durch Lichtbrechung eine besonders gute Ausleuchtung des Behälters 1 zu
erreichen. Ferner ist es möglich,
mehrere Linsen 18 am Zwischenboden vorzusehen, beispielsweise
eine Linse pro Leuchtmittel. Dabei können besondere optische Effekte
erzeugt werden, wenn die Leuchtmittel nacheinander aufgrund einer
Temperaturänderung
aktiviert werden, wobei die Ausleuchtung des Behälters durch die einzelnen Leuchtmittel und
Linsen unterschiedliche gestaltet sein kann.
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Die
Wände des
Oberteils 6 können
ebenfalls leicht profiliert sein, um am Umfang des Oberteils ebenfalls
eine Lichtbrechung zu erhalten. Ferner können transparente bzw. transluzente
Stellen und blickdichte Stellen abwechselnd vorgesehen sein, um
ein spezielles Muster am Außenumfang
des Behälters 1 abzubilden.
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In 3 ist
ein als Kaffeemaschine 60 ausgebildete Vorrichtung gezeigt.
Die Kaffeemaschine 60 umfasst einen Tank 61, der
mit Wasser befüllbar ist
und über
eine Heizeinrichtung beheizt werden kann. Der Tank 61 ist
auf einer Bodenplatte 62 abgestellt, wobei an der Bodenplatte 62 ein
Verschluss 63 vorgesehen ist, auf den der Tank 61 abgestellt
werden kann, um eine Kopplung von elektrischen Anschlüs sen und/oder
einer Wasserzuleitung zu ermöglichen.
Im Bodenbereich des Wassertanks 61 ist eine Linse 64 angeordnet,
die entweder in dem Tank integriert ist, wie dies bei dem in 1 gezeigten
Ausführungsbeispiel
der Fall ist, oder unter einem transparenten Boden des Tanks 61 angeordnet
ist, beispielsweise wenn der Tank 61 abnehmbar ausgestaltet
ist. Ferner ist es möglich,
dass die Linse 64 einen integralen Bestandteil des Bodens
ausbildet und unter der Linse Leuchtmittel vorgesehen sind, wenn
der Tank 61 auf der Bodenplatte 62 abgestellt
ist.
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Der
Tank 61 ist über
eine Leitung 66 mit einer mit Kaffee oder Tee befüllbaren
Filtereinrichtung 67 verbunden, die oberhalb einer Kanne 65 angeordnet ist.
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Zum
Brühen
von Kaffe wird der mit Wasser befüllte Tank 61 erhitzt
und durch die Temperaturerwärmung
des Wassers wird die Farbei eines durch die Linse 64 einstrahlenden
Lichtes verändert,
wie dies bei dem ersten Ausführungsbeispiel
erläutert
ist. Wenn das Wasser die gewünschte
Temperatur erreicht hat wird es über
die Leitung 66 der Filtereinrichtung 67 und von
dort der Kanne 65 zugeführt.
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Die
Form der Kaffeemaschine 60 und die Anordnung des Tanks 61 und
der Aknne 65 kann frei gewählt werden, der Tank 61 kann
beispielsweise auch oberhalb der Kanne 65 angeordnet sein.