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Abschsltvorrichtung für Tauchsieder.
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Die Erfindung betrifft eine Abschaltvorrichtung für elektrisch betriebene
Tauchsieder, vorzugsijeiser solcher, die in Wärmegeräte, beispielsweise Kaffeemaschinen,
eingebaut sind, wobei die Abscheltvorrichtung aus einem mit einem flüssigen Medium
gefüllten Thermostatrchr mit einem mit diesem verbundenen Schaltmechanismus besteht,
der die Stromzuführung zu dem Tauchsieder bei entsprechender Ende rung der Temperotur
desselben unterbricht oder einschaltet.
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lauchsieder sind in verschiedenen Ausführungsformen bekannt, die je
nach dem Zweck, für den diese gebraucht werden, gestaltet sind. Es ist erforderlich,
daLJ ein Tauchsieder während seines P,etriebes mit Flüssigkeit umgeben sein muß,
weil, wenn keine oder kaum noch Flüssigkeit vorhanden ist, der Tauchsieder innerhalb
einer ganz kurzen Zeitspanne von ungefähr fünfzehn Sekunden rotglühend wird. Sinne
Überschreitung dieser Zeitspanne führt dann sehr schnell zur Zerstörung der heizschlange
des Tauchsieders. Um einen beispiel.sweise durch Unaufmerksamkeit des benutzers
ontstehenden Mangel an Flüssigkeit, der zu einer ZErstörung des Tauchsieders führen
würde,
zu vermeiden, ist bereits versucht worden,sogenannte Lötsicherungen
einzubauen, die bei Überhitzung des Tauchsieders den Stromzufluß zu diesem unterbrechen.
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Durch eine solche Anordnung wird zwar die Zerstörung des Tauchsieders
vermieden, aber dieser ist hiernach unbrauchbar, weil die Lötstelle sich von selbst
nicht wieder anlötet. Es ist ferner bekannt, zur Vermeidung der tiberhitzung eines
Tauchsieders sich eines sogenannten Invarstabes zu bedienen. Die bekannten Invarstäbe
haben jedoch den Nachteil, daß sie verhältnismäßig träge arbeiten, was, wenn sie
in Verbindung mit einem Tauchsieder gebraucht werden bewirkt, daß die temperatur
in diesem bereits schon sehr hoch ist, bis die Ausdehnung des Invarstabes den Unterbrechungskontakt
schaltet.
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Als weiteres Mittel zur Beeinflussung eines Schaltkontaktes durch
Temperaturänderung sind ferner sogenannte Bimetallfühler bekannt. Dies sind zusammengefügte
dünne Streifen zweier verschiedener metalle, die sich bei Erwärmung verschieden
stark ausdehnen und hierdurch krümmen. Diese Krümmung wird benutzt, um mechanisch
einen oder auch mehrere Kontakte zu steuern. Ferner sind Bälge bekannt, die mit
einer leicht verdampfenden Flüssigkeit oder einem Gas gefüllt sind. Steigt die Temperatur,
so führt die Vergrößerung des Volumens der Balgfüllung zu einer ausdehnung des Balges,
wodurch ein Kontakt betätigt wird. Endlich sind Temperaturfühler bekannt, die aus
einem Thermostatrchr bestehen. Dieses Ror isb mit einer Flüssigkeit gefüllt, die
sich bei Erwärmung ausdehnt, wobei diese Ausdehnung beispiepsweise auf einen en
das Thermostatrchr an grnchten Zylinder wirkt und ein in diesm befindlicher Kolben
dann einen Konoakb beroätigt. Die Erfindung godient sich diesor zuletzt beschriebenen
Art eines Thernosbarer.
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Befindet sich ein rDauchsieder innerhalb eines offenen und freistehenden
Gefäßes, das mit Flüssigkeit gefüllt ist, so ist er in den wenigsten Fällen der
zerstörung ausgesetzt, weil der Benutzer durch das Geräusch der kochenden Flüssigkeit
bereits aufmerksam gemacht wird und den Tauchsieder rechtzeitig cbschal-tet. Ganz
anders liegen die Dinge, wenn ein Tauchsieder spezieller Art in ein Gerät eingebaut
ist, also dem Benutzer nicht mehr sichtbar arbeitet.
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III einem solchen Falle ist eine stark erhöhte Aufmerksamkeit des
Benutzers erforderlich und dieser muß das Gerät fast ständig unter Beobachtung halten,
was alle möglichen Unzuträglichkeiten mit sich bringt.
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Als ein Beispiel eines solchen Gerätes, bei dem der Tauchsieder nicht
sichtbar eingebaut ist und das deshalb einer Sicherung. desselben gegen unbeabsichti-;ten
F'lüssigkeitsmangel bedarf, ist eine mit einem Dauchsieder ausgestattete haffeemaschine
beschrieben mitsamt einer Abschaltvorrichtung für den Tauchsieder bei Uberhitzug
desselben, wobei die Schaltvorrichtung dann wieder einschaltet, wenn die Woerhitzung
nachgelassen hat und ein bestimmter Abkühlungspunkt erreicht ist.
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Die Erfindung hat also zur Aufgabe, eine Schaltvorrichtung für
Gauchsieder zu schaffen, die nicht sichtbar in ein Gerät, in dem vorliegenden Falle
als ausführungsbeispiel in eine Kaffeemaschine, einebaut sind, wobei die Schaltvorrichtun;
bei Erreichung eines entsprechend tiefen Pegels des Flüssigkeitsstandes, abschaltet
und, wenn der Pegel wieder steigt, einschaltet.
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Zur Lösung dieser Aufgabe sicht die Erfindung vor, daß ein Teilstück
eines Thermostatrchroß mit einem Teil der Heizschlange des Tauchsieners fost und
wärmeleitend,
vorzugsweise durch Lötung, verbunden ist und innerhalb eines Kochgefäßes liegt,
während ein anderes Teilstück des Thermostatrches aus dem Deckel des Kochgefäßes,
mit dem es fest und dichtend verbunden ist herausragt und mit einem Schaltmechanismus
verbunden ist. Das außerhalb des Deckels sich befindende Teilstück des Thermostatrohres
mündet in eine flache Mulde, die mit einer Membrane dicht verbunden ist, wobei diese
Membrane, entgegen der Wirkung einer Feder, auf einen Stößelstift wirkt.
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Der Stößelstift wirkt wiederum auf eine Blattfeder, die an ihrem einen
Ende festgelegt ist und deren anderes Ende mit einem Kontakt versehen ist, dem ein
zweiter, feststehender Kontakt gegenübersteht, wobei unterhalb der Blattfeder ein
Dauermagnet angeordnet sein kann. Ferner ist vorgesehen, daß der Tauchsieder mitsamt
dem Thermostarchalb und das Kochgefäß mit seinem Deckel ein zusammenhängendes Ganzes
bilden und annähernd waagerecht innerhalb eines flachen Gehäuses derart angeordnet
sind, daß die Stirnseite des Kochgefäßes, die dessen Deckel gegenüberliegt, sich
unterhalb einer Metallplatte befindet, die mit dem Kochgefäß und somit mit dem Tauchsieder
direkt oder indirekt in wärmeleitender Verbindung steht.
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In den Abbildungen ist ein Ausführungsbeispiel des Gegenstandes der
Erdindung dargestellt und zwar zeigt Abbildung 1 das Kochgefäß mit einem Teil seines
Steigerohres und der Brause in perspektivischer Darstellung Abbildung 2 die Heizvorrichtung,
bestehend aus einer flachen Tauchsiederschleife, sowie das mit ihr verbundene flhelrnostatrohr
und einell Teil des
Thermostate, wobei diese Teile an dem Deckel
für das Kochgefäß angebracht sind, gleichfalls in perspektivischer Darstellung Abbildung
3 einen Teil der Kaffeemaschine in Seitenansicht, wobei das Gehäuse teilweise im
Schnitt dargestellt ist Abbildung 4 die thermostatisch geregelte, die Stromzuführung
zu dem Tauchsieder schließende oder unterbrechende Schaltvorrichtung in Seitenansicht
im Schnitt.
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In einem flachen, vorzugsweise in seiner Grundform rechteckigen Gehäuse
1 ist ein Kcchgefäß 2 angebracht, das über eine Rohrleitung 3, die auch aus einem
Schlauch bestehen kann, mit einem Wasserbehalter 4 in Verbindung steht. Die Rohrleitung
3 beginnt am Boden des Wasserbehälters 4 und über ihr ist ein Ventil 5 angeordnet,
welches bewirkt, daß das Wasser 6 zwar in die Rohrleitung 3 fließen, aber nicht
aus dieser in den Wasserbehälter 4 zurücktreten kann. Von dem Kochgefäß 2 geht ein
Steigerohr 7 aus, das den Deckel 8 des Wasserbehälters 4 durchdringt und dann, um
90° abgebogen, in einer brause 9 endet unter der sich eine in den Abbildungen nicht
dargestellte Filtervorrichtung und eine Kanne für den fertigen Kaffee befinden.
Der Innenraum 10 des Kochgefaßes 2, das an sich völlig geschlossen ist, wird an
seinem offenen Ende durch einen Deckel 11 abgeschlossen, der auf dem Rand 12 des
Kochgefäßes 2 aufliegt und dieses hermetisch gegen außen abdichtet.
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Mit dem Deckel 11, fest und abdichtend verbunden, ist der Tauchsieder
1f, dessen Heizschlange flach gelegt und dem Innenraum iO des Kochgefäßes 2 angepaßt
ist. Die Heizschlange des Tauchsieders 13 ragt bei aufgesetztem Deckel 11 in den
Innenraum 10 des Kochgefäßes 2 hinein, während die Enden 14 der Hcizschlange des
Tauchsieders 13 aus dem Deckel 11 hervorragen und in an sich bekannter Weise mit
Drähten zur Stromzuführung verbunden sind. Hit dem Tauchsieder 13 ist ein Thermostatrohr
15 fest durch Lötung verbunden, wodurch zwischen beiden Teilen eine gute Wärmeleitung
gewahr leistet ist. Dieses Thermostatrohr 15 ist gleichfalls fest und dicht mit
dem Deckel 11 verbunden, aus dessen Außenseite es herausragt. Das eine Ende 'i6
des Thermostatrchres 5 ist geschlossen, während sein anderes Ende, das offen ist,
in eine Mulde 17 mündet, die durch eine Membrane 18 abgeschlossen ist, wobei der
Rand der Membrane 18 durch den Rand einer Kapsel '19 gehalten wird. Über der Membrane
18 liegt ein Stößelstift 20, der an seinem unteren Ende mit einem Flansch versehen
ist, gegen den die Feder 2'i drückt, die sich an ihrem entgegengesetzten Ende gegen
den Boden der Kapsel 19 abstützt. Die genannten Teile werden durch Schrauben 22
zusammengehalten, die durch ein Halteteil 23 hindurchgeführt sind und in den Rand
der Mulde 17 schrauben. An dem Halteteil 23 ist, isoliert, eine Blattfeder 24 an
dem Punkt 25 angebracht, , deren bewegbares Ende mit einem Kontakt 26 versehen ist,
der mit einem Kontakt 27 zusammenarbeitet. Ein Dauermagnet 28, der unterhalb der
Blattfeder 24 angeordnet ists bewirkt eine ruckweise Trennung der Kontakte 26 und
27.
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Das Wasser 6 fließt in Richtung des Pfeils 29 durch das Ventil 5 der
Rohrleitung 3 und somit dem KochgefäB 2 zu. Entsteht Druck in der Rohrleitung 3,
so kann dieser nicht in Richtung des Pfeil es 30 wirken, weil das Ventil 5 dies
verhindert. In dem Steigrohr 7 bewegt sich das kochende Wasser in Richtung des Pfeils
31. Die Blattfeder 24 bewegt sich bei nach unten gehenden Stößel stift 20 in Richtung
des Pfeiles 32 und, wenn der StöBelstift 20 nach oben geht, in Richtung des Pfeiles
33. Entsteht Druck in dem Thermostatrohr 15 so wirktdieser in Richwunb des Pfeiles
34. Über einem Durchbruch in der oberen Fläche des Gehäuses 1 liegt eine hetallplatte
35.
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Die Wirkungsweise der Vorrichtung gemäß der Erfindung ist folgende:
Bei dem Ausführungsbeispiel in Bezug auf eine Kaffeemaschine befindet sich in dem
Vorratswasserbehälter 4 derselben Wasser. Dieses fließt durch eine Rohrleitung 3
beziehungsweise eine Schlauchleitung oder irgendeine andere Zuleitung zu dem Kochgefäß
2, in dem sich die Heizschlange des Tauchsieders 13 befindet. Das Kochgefäß 2 ist
ein vollständig geschlossener Raum, der nur an seinem Deckel 8 eine öffnung für
die Rohrleitung 3 und an seiner oberen Fläche eine Öffnung für ein Steigerohr 7
aufweist.
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nach Einschalten des Stromes erhitzt sich der Tauchsieder l) und somit
auch das ihn umgebende Wasser in dem Kochgefäß 2, bis es Kochtemperatur erreicht
hat. Durch den dann entstehenden Dampfdruck steigt das Wasser in das Steigrohr 7
und läuft weiter, bis es aus einer nach unten gerichteten Brause 9 austritt und
in einen bekannten mit; einem Ipilter ausgelegten
und Kaffeemehl
gefüllten Trichter gelangt, der auf einer Kaffeekanne oder einem anderen beliebigen
Gefäß steht. Damit das Wasser in das Steg rohr 7 gelangen kann und nicht wieder
in den Wasserbehälter 4 zurückgedrückt wird, befindet sich am Boden des Wasserbehälters
4 oder in der Nähe des Bodens ein Ventil 5, das so arbeitet, daß es zwar das Wasser
6 aus dem Wasserbehälter 4 in das Kochgefäß 2 laufen läßt, aber verhindert, daß
es in den Wasserbehälter 4 zurückgedrückt wird. Wenn das Wasser in dem Kochgefäß
2, in dem sich der Tauchsieder 13 befindet, soweit abgesunken ist, daß sein Spiegel
unterhalb des unteren Endes des Steigrohres 7 gefallen ist, befindet sich nur noch
ein Rest von Dampf in dem Steigrohr 7 und das sich in dem Wasserbehälter 4 befindende
Wasser läuft durch das Ventil 5 unter Überwindung des restlichen Dampfdruckes in
das Kochgefäß 2 nach.
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Während dieses gesamten Kochvorganges tritt die erfindungsgemäße Abschaltvorrichtung
nicht in '2ätigkeit. Erst wenn überhaupt kein Wasser mehr in dem Kocgefäß 2 vorhanden
ist, wird der Tauchsieder 13 sehr heiß und nimmt eine Temperatur an, die oberhalb
der Kochtemperatur von Wasser liegt. Dieses bewirkte daß das Thermostatrchr 15,
das mit dem Tauchsieder 13, beispielsweise durch Lötung eng wärmeleitend verbunden
ist, stark aufgeheizt wird und daß sich die in dem Thermostatrchr 15 befindende
Flüssigkeit ausdehnt und auf die Membrane 18 drückt, die gas- und flüssigkeitsdicht
das Ende des Thermostatrichres 15 abschließt. Der Druck auf die Nenibrane 18 bewirkt,
daß diese den Stößelstlft 20 entgegen der Feder 21 bewegt, der seinerseits wieder
die Blattfeder 24 bewegt, wodurch sich die Kontakte 26 und 27 voneinander trennen,
was ZU einer Unterbrochung des St-romkreises führt und wodurch der lauchsieder 1»
also
stromlos wird und sich abkühlen kann.
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Die Vorteile der erfindungsgemäßen Abschal-tvorrichtung liegen in
erster Linie darin, daß eine Überhitzung und damit Zerstörung eines in einem Gerät
eingebauten Tauchsieders, der nicht sichtbar ist, mit Sicherheit vermieden wird.
Wird beispielsweise als Flüssigkeitsfüllung für das Thermostat rohr Wasser verwendet,
so schaltet die Abschaltvorrichtung bereits bei einer Außentemperatur von '115°
a ab. Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Vorrichtung liegt bei Anwendung.
einer Kaffeemaschine darin, daß diese ohne jede Beaufsichtigung arbeiten kann, bis
der Wasservorrat im Wasserbehälter verbraucht ist oder dieser durch eine andere
Vorrichtung, die nicht Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist, abgesperrt wird.
Es ist von wesentlichem Vorteil, daß niemals eine Überhitzung eintreten kann, die
ja nicht nur den Tauchsieder sondern auch das gesamte Gerät, das in vielen Fällen
aus Kunststoffen besteht, zerstören würde. Schließlich ist es von Vorteil, daß die
erfindungsgemäSe Vorrichtung in Bezug auf ihren Raumbedarf sehr klein ist und sich
leicht den äe.-weils gegebenen Verhältnissen anpassen läßt.
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Die Erfindung beschränkt sich nicht auf das in den Lbbildungen dargestellte
Ausführungsbeispiel ihrer lSenutzung an einer Kaffeemaschine. Sie ist für alle Geräte
brauchbar, bei denen Tanchsieder verwendet werden, die in diese eingebaut sind.
Wesentlich ist immer nur, daß das thormermostatrchr in enger wärmeleiwender Verbindung
mit dem jeweiligen Tauonsieder steht.