DE2605643C3 - Anzeigevorrichtung für den Verkalkungsgrad von Wassererhitzern in elektrischen Haushaltsgeräten, insbesondere elektrischen Kaffeemaschinen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Anzeigevorrichtung gemäß dem Gattungsbegriff des Patentanspruches 1.

Eine derartige Anzeigevorrichtung ist aus der DE-AS 22 34 661 bekannt In dieser Schrift ist eine elektrische Kaffeemaschine beschrieben, in der ein erster temperaturabhängiger Schalter bzw. Thermostat thermisch an den Wassererhitzer gekoppelt ist und dessen Stromzufuhr unterbricht, sobald nach Durchlauf des letzten Wassers beim Trockengehen eine vorgeschriebene Temperatur überschritten wird. Mit zunehmender Verkalkung des Wassererhitzers verschlechtert sich der Wärmeübergang von der Heizung auf das Wasser und der Wassererhitzer wird im Brühbetrieb heißer. Dieser Effekt wird ausgenützt, um dem Benutzer eine starke Verkalkung anzuzeigen. Hierzu ist ein zweiter temperaturabhängiger Schalter vorgesehen, der bei einer besiimmten aufgrund von Verkalkung überhöhten Temperatur im Brühbetrieb anspricht und ein Verkalkungsanzeigesignal betätigt Nachteilig ist dabei, daß die am Wassererhitzer auftretende Temperatur, bei dtr der erste temperaturabhängige Schalter den Heizstrom unterbricht höher liegen muß als die am Wassererhitzer auftretende Temperatur, bei der das Verkalkungsanzeigesignal betätigt wird, da sonst der Brühbetrieb mit zunehmender Verkalkung nicht bis zum Durchlauf des gesamten Frischwassers ununterbrochen bleibt sondern unterbrochen wird, was zum einen zu unzumutbar langen Brühzeiten führt und zum anderen möglicherweise das Ansprechen des Verkalkungsanzeigesignales verhindert Wenn jedoch der erste temperaturabhängige Schalter bei einer höheren Temperatur des Wassererhitzers anspricht als der zweite temperaturabhängige Schalter, muß der zweite temperaturabhängige Schalter zwangsweise jedesmal am Ende des Brühbetriebes ansprechen und das Verkalkungsanzeigesignal betätigen. Dies ist insbesondere dann nachteilig, wenn der erste temperaturabhängige Schalter durch Ein- und Ausschalten des trockenen Wassererhitzers eine Warmhalteplatte für die Kaffeekanne beheizt und das Verkalkungsanzeigesignal dann im gesamten Warmhaltebetrieb eingeschaltet ist.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Anzeigevorrichtung der eingangs beschriebenen Art zu schaffen, bei der eine Anzeige des Verkalkungsanzeigesignals im Warmhaltebetrieb durch eine robuste und kostengünstige Einrichtung verhindert wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch einen thermisch an den Wassererhitzer gekoppelten dritten temperaturabhängigen Schalter, der bei seinem Ansprechen das Verkalkungsanzeigesignal unterdrückt und dessen Anprechtemperatur zwischen den im Wassererhitzungsbetrieb bei übermäßiger Verkalkung und den im, vom ersten temperaturabhängigen Schalter geregelten Warmhaltebetrieb an seinem Einbauort auftretenden Temperaturen liegt. Ein Vorteil dieser Lösung besteht darin, daß der zweite und der dritte temperaturabhängige Schalter als abgestimmte Baugruppe an den Durchlauferhitzer gekoppelt werden kann, wodurch der Montageaufwand gering ist. Vorteilhafterweise spricht der zweite temperaturabhängige Schalter langsamer auf Temperaturänderungen am Wassererhitzer an als der dritte, wodurch erreicht wird, daß bei der schnellen Temperaturerhöhung im Übergang vom Brühbetrieb zum Warmhaltebetrieb der dritte temperaturabhängige Schalter zuerst anspricht und damit ein kurzzeitiges Ansprechen der Anzeige in dieser Übergangsphase verhindert.

Zweckmäßigerweise besitzt die Anzeigevorrichtung eine Selbsthalteeinrichtung für die Anzeige mit einem die Selbsthaltung bei einer Mindesteinschaltdauer des

Verkalkungsanzeigesignales betätigenden Zeitglied. Das Zeitglied verhindert ein Halten der Anzeige, falls das Verkalkungsanzeigesignal für einen kurzen Moment während des Oberganges vom Wassererhitzungsbetrieb zum Warmhaltebetrieb betätigt wurde. Diese Maßnahme kann an die Stelle der vorerwähnten Maßnahme den₍ zweiten und den dritten temperaturabhängigen Schalter unterschiedlich flink bzw. trag zu machen treten. Die Selbsthaltung kann also nur dann wirksam werden, wenn das Wasserrohr tatsächlich ausreichend verkalkt ist, um das Verkalkungsanzeigesignal während des Brühbetriebes für einige Zeit zu betätigen. Das Halten der Anzeige hat den großen Vorteil, daß die Anzeige noch vorhanden ist, wenn die Bedienungsperson das Gerät abschaltet und ihm dabei seine Aufmerksamkeit is zuwendet

Zweckmäßigerweise besitzt die Selbsthalteeinrichtung einen thermisch gesteuerten Schalter, der von einem als Heizelement dienenden Vorschaltwiderstand des Verkalkungsanzeigesignals oder einem dem Verkalkungsanzeigesigna! parallelen Heizelement betätigt wird und eine Stromzufuhr zum Anzeigesignai sichert Mit dieser Baugruppe wird in einfacher Weine die Zeitgliedfunktion erzielt, indem die in einer thermischen Steuerung immer auftretende Zeitverzögerung ausgenutzt wird. Als Verkalkungsanzeigesignal kann dabei eine Glimmlampe dienen und der thermisch gesteuerte Schalter kann ein Heißleiter sein.

Im folgenden wird die Erfindung anhand schematischer Zeichnungen an Ausführungsbeispielen näher erläutert Es zeigt

F i g. 1 einen Schnitt durch das Gehäuse einer elektrischen Kaffeemaschine im Bereich der Warmhalteplatte mit darunter angeordnetem Durchlauferhitzer;

Fig.2 eine Ansicht von der Bodenseite in das Gehäuse der Kaffeemaschine gemäß Fig. 1 mit abgenommenen Boden;

Fig. 3 ein Diagramm, in dem der Temperaturverlauf am Durchlauferhitzer der elektrischen Kaffeemaschine gemäß den F i g. 1 und 2 über der Zeit aufgetragen ist; *o

F i g. 4 ein Schealtschema einer Anzeigevorrichtung;

Fig.5 und 6 weitere abgewandelte Ausführungsformen von Anzeigevorrichtungen und

Fig.7 eine der Anzeigevorrichtung gemäß Fig.4 ähnliche Anzeigevorrichtung mit einer Selbsihalteeinrichtung für die Anzeige.

Im Gehäuse 1 einer elektrischen Kaffeemaschine ist entsprechend der Darstellung in den Fig. 1 und 2 eine Warmhalteplatte 2 aus Blech angeordnet. Unterhalb der Warmhalteplatte 2 ist ein Wassererhitzer in Form eines Durchlauferhitzers 3 angeordnet, der aus einem Wasserrohr 4 und einem damit verlöteten Rohrheizkörper 6 besieht. Der Durchlauferhitzer 3 ist mit federnden Klemmbügeln 8 an der Warmhalteplatte 2 und im Gehäuse 1 befestigt. Die Durchflußrichtung des Wassers durch das Wasserrohr ist durch Pfeile angedeutet. An einer mit dem Durchlauferhitzer 3 verlöteten Blechlasche 12 ist ein erster temperaturabhängiger Schalter in Form eines Zweipunkt-Temperaturreglers 14 befestigt. Benachbart dem Auslaß des Wasserrohres 4 ist mit diesem gut wärmeleitend eine Wärmefühlereinrichtung 10 verbunden, die einen zweiten temperaturabhängigen Schalter in Form eines Kaltleiters 20 und einen dritten temperaturabhängigen Schalter in Form eines Kaltleiters 22 enthält (F i g. 4). *5

In Fig.3 ist in einem Temperatur-Zei'.diagramm dargestellt, wie sich bei der Kaffeebereitung und anschließenden Warmhaltung die Temperatur am Wasserrohr des Durchlauferhitzers entwickelt. Dabei ist die Temperatur bei unverkalktem Wasserrohr mit einer durchgehenden Linie eingezeichnet, während der Temperaturverlauf bei einem Wasserrohr, das gerade so stark verkalkt ist, daß die Verkalkungsanzeige ansprechen soll, in einer unterbrochenen Linie eingezeichnet ist Die Temperaturkurven steigen beim Einschalten des Gerätes steil an, um dann bei Erreichen der Brühtemperatur während der Brühdauer, während der der Durchlauferhitzer Wasser fördert, etwa konstant zu bleiben. Am Ende des Brühbetriebes, wenn alles Wasser aus dem Frischwasserbehälter der Kaffeemaschine in den Kaffeefilter bzw. die Kaffeekanne gefördert ist steigt die Temperatur des dann trockenen Durchlauferhitzers schnell an, bis der obere Schaltpunkt, d. h. die Ansprechtemperatur des Temperaturreglers 14 erreicht ist und der Rohrheizkörper 6 ausgeschaltet wird. Die Temperatur am Wasserrohr sinkt daraufhin ab, bis der untere Schaltpunkt des Reglers 14 erreicht ist und die Heizuiig wieder eingeschaltet wird. Di- Temperatur am Wasserrohr schwankt dann solange zwischen den beiden Schaltpunkten des Reglers 14, bis die Kaffeemaschine abgeschaltet wird.

Bei verkalktem Wasserrohr 4 steigt die Temperatur am Wasssrrohr im Brühbetrieb aufgrund des dann schlechteren Wärmeüberganges zum Wasser auf einen merklich höheren Wert wie man aus der in Fig.3 unterbrochen gezeichneten Kurve sieht Ferner dauert bei verkalktem Wasserrohr der Brühbetrieb länger; an seinem Ende steht jedoch wieder ein schneller Temperaturanstieg bis zur oberen Schalttemperatur des Temperaturreglers 14. Während des Warmhaltebetriebes schwankt dann die Temperatur am Wasserrohr wie bei unverkalkter Maschine zwischen den beiden Schaltpunktendes Reglers 14.

F i g. 4 zeigt eine Schaltung einer Anzeigevorrichtung für den Verkalkungsgrad mit einem zweiten temperaturabhängigen Schalter in Form eines Kaltleilsrs 2C und einem dritten temperaturabhängigen Schalter in Form eines Kaltleiters 22, die Teile der in Fig.2 gezeigten Wärmefühlereinrichtung 10 bilden. Die beiden Kaltleiter sind einerseits mit einem Anschluß eines Vorschaltwiderstandes 24 verbunden, dessen anderer Anschluß mit einem Pol der Spannungsquelle verbunden ist. Der zweite Anschluß des Kaltleiters 22 ist über einen in Reihe mit einer Glimmlampe 26 geschalteten Vorschaltwiderstand 28 mit dem zweiten Anschluß des Kaltleiters 20 und dem zweiten Pol der Spannungsquelle verbunden.

Im folgenden wird die Funktion der Schaltung gemäß F i g. 4 beschrieben. Im kalten Zustand des Durchlauferhitzers und bei den bei nicht zu stark verkalktem Wasserrohr im Brühbetrieb am Wasserrohr auftretenden Temperaturen ist der Kaltleiter 20 ausreichend leitend und verhinds-;, da er parallel zur als Anzeige dienenden Glimmlampe 26 geschaltet ist, ein Zünden derselben. Bei der am Ende des Brühbetriebes, beim Übergang zum reinen Warmhaltebetrieb auftretenden Temperaturerhöhung am Wasserrohr steigt der Widerstand des Kaltleiters 20 so stark an, daß ar, Glimmlampe 26 bei Erreichen der Temperatur a (F i g. 3) aufleuchtet. Der in Serie mit der Glimmlampe 26 liegende Kaltleiter 22, der ebenso wie der Kaltleiter 20 eine Sprungfunkticn aufweist, sperrt bei einer höheren, jedoch unter der niedrigsten im Warmhaltebetrieb am Wasserrohr auftretenden Temperatur b (F i g. 3) die Stromzufuhr zur Glimmlampe, so daB diese erlöscht. Auf diese Weise wird verhindert daß die als

Verkalkungsanzeige dienende Glimmlampe 26 im Warmhaltebetrieb leuchtet, was sonst auch bei unverkalktem Gerät der Fall wäre. Die Ansprechtemperatur a des Kaltleiters 20 beträgt z.B. 100°C, während die Ansprechtemperatur b des Kaltleiters 22 z. B. bei 120° C liegt.

Bei gleichschnellem Ansprechen der als Wärmefühler dienenden Kaltleiter leuchtet die Glimmlampe 26 während des schnellen Temperaturanstieges zwischen dem Brühbetrieb und dem Warmhaltebetrieb auch bei unverkalktem Gerät kurz auf. Dieses Aufleuchten kann jedoch verhindert werden, indem man den Kaltleiter 20 so bemißt oder mit dem Durchlauferhitzer koppelt, daß er trag auf Temperaturänderungen der letzteren anspricht, während der Kaltleiter 22 so bemessen und angeordnet ist, daß er flink auf Temperaturänderungen am Wasserrohr anspricht. Da der Temperaturanstieg zwischen Brühbetrieb und Warmhaltebetrieb schnell erfolgt, kann auf diese Weise bei unverkalktem Gerät der Kaltleiter 22 den Strompfad über die Glimmlampe sperren, bevor der Widerstand des Kaltleiters 20 so angestiegen ist, daß die Glimmlampe zünden würde. Es ist auch denkbar, einen der beiden Kaltleiter 20 und 22 oder beide durch Bimetallschalter zu ersetzen.

Ist das Wasserrohr 4 des Durchlauferhitzers so verkalkt, daß bei der Brühwasserbereitung die Temperatur am Wasserrohr 4 bis zu dem Wert a (Fig. 3) ansteigt, so leuchtet bald nach Beginn der Brühwasserbereitung die als Anzeige für die Verkalkung dienende Glimmlampe 26 auf und erlischt erst, sobald der Warmhaltebetrieb beginnt.

Fig. 5 zeigt eine der Schaltung gemäß F i g. 4 äquivalente Schaltung unter Verwendung zweier Heißleiter 30 und 32 als Wärmefühler der in Fig. 2 gezeigten Wärmefühlereinrichtung 10. Beide Heißleiter 30 und 32 sind einerseits mit dem einen Anschluß eines Vorschaltwiderstandes 34 verbunden, dessen anderer Anschluß mit einem Pol der Spannungsquelle verbunden ist. Der zweite Anschluß des Heißleiters 32 ist über eine Reihenschaltung aus einem Vorschaltwiderstand 36 und einer Glimmlampe 38 mit dem anderen Anschluß des Heiüieiters i0 und dem zweiten Poi der Spannungsquelle verbunden. Bei der Temperatur a (Fig.3) wird der in Serie mit der Glimmlampe liegende Heißleiter 32 soweit leitend, daß die Glimmlampe zündet. Bei Erreichen der Temperatur b (Fig. 3) wird jedoch der Heißleiter 30 soweit leitend, daß er die Glimmlampe überbrückt und zum Erlöschen bringt.

F i g. 6 zeigt eine Schaltung unter Verwendung eines Heißleiters 40 und eines Kaltleiters 42, die beide parallel zu einer Reihenschaltung aus einem Vorschaltwiderstand 44 und einer Glimmlampe 46 geschaltet und jeweils mit einem Anschluß direkt und mit ihrem anderen Anschluß über einen Vorschaltwiderstand 48 mit einem Pol der Spannungsquelle verbunden sind. Unterhalb der Temperatur a (Fig.3) verhindert der Kaltleiter 42 indem er genügend leitend ist ein Zünden der Glimmlampe 46. Über der Temperatur b (F i g. 3) überbrückt der Heißleiter 40 die Glimmlampe und verhindert deren Zünden.

Auch in den Schaltungen gemäß den Fig.5 und ( können die als Wärmefühler dienenden Heiß- unc Kaltleiter so flink oder trag gewählt werden, daß wie art Beispiel der Fig.4 beschrieben ein Aufleuchten dei Glimmlampe während des schnellen Temperaturanstie ges zwischen dem Brühbetrieb und dem Warmhaltebe trieb verhindert wird.

F i g. 7 zeigt eine abgewandelte Ausführungsform dei Schaltung gemäß Fig.4, wobei gleiche Elemente mi den gleichen Bezugsziffern bezeichnet sind. Abwei chend von der in F i g. 4 gezeigten Schallung ist paralle zu dem Kaltleiter 22 ein Heißleiter 50 geschaltet, der wie durch die unterbrochene Linie 52 angedeutet ist thermisch mit dem Vorschaltwiderstand 28 der Glimm lampe 26 gekoppelt ist und keine oder nur ein< unwesentliche thermische Kopplung zum Durchlaufer hitzer aufweist. Ein kurzes Aufleuchten der Glimmlam pe 26 zwischen dem Brühbetrieb und dem Warmhalte betrieb ist zu kurz, um den Heißleiter 50 so zi erwärmen, daß er ausreichend leitend wird, um dk Glimmlampe am Leuchten zu erhalten. Wird jedoch be verkalktem Wasserrohr während des BriJhbelriebes dk Temperaturschwelle a(Fi g. 3) erreicht oder überschrit ten, bei der der Widerstand des Kaltleiters 20 sowei ansteigt, daß die Glimmlampe nicht mehr überbrückl is und mündet, so brennt die Glimmlampe während de! Brühb^triebes genügend lang, um mittels ihres Vor Schaltwiderstandes 28 den Heißleiter 50 so stark zi erwärmen, daß dieser genügend leitend wird und untei Überbrückung des Kaltleiters 22 eine ausreichend hoh( Spannung an die Glimmlampe 26 legt, so daß diese an Brennen gehalten wird, auch wenn nach Beendigung de Brühbetriebes bei Übergang zum Warmhaltebetrieb dei Kaltleiter 22 sperrt. Bei dieser Schaltung leuchtet alsc die Glimmlampe bei unverkalktem Gerät nicht oder nui kurz auf, während sie bei zu stark verkalktem Gera während des Brühbetriebes aufleuchtet und aucf während des Warmhaltebetriebes weiterhin leuchtet bis das Gerät abgeschaltet wird. Die Kombination au dem Vorschaltwiderstand 28 und dem Heißleiter 5( wirkt als Zeitglied, welches die wichtige Bedingun{ eriüiit, daü das Signal, (iab iieiSi das Leuchten uei Lampe für eine Mindestdauer aufgetreten sein muß, un eine Haltung zu bewirken. Anstelle des Heißleiters 5( könnte auch ein bei Erwärmung einen Strompfad zui Glimmlampe schließender Bimetallschalter verwende werden, wobei der Vorschaltwiderstand 28 eint Heizleiterwicklung um das Bimetall sein kann.

Anstelle einer Glimmlampe kann bei allen Schaltun gen gemäß den F i g. 4 bis 7 ein Relais vorgese^n sein das seinerseits ein Signal betätigt. Das Relais kann ein« Haltevorrichtung z. B. in Form eines Haltestromkreise! aufweisen.

Die Schaltungen gemäß den Fig.4 bis 7 werder ebenso wie eine parallel dazu geschaltete Serienschal tung aus dem Rohrheizkörper 6 des Durchlauferhitzer: 3 und dem Regler 14 über den nicht dargestellter Ein-Aus-Schalter der Kaffeemaschine direkt mit derr Netz verbunden.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims (8)

Patentansprüche:

1. An2eigevorrichtung für den Verkalkungsgrad von Wassererhitzern in elektrischen Haushaltgeräten, insbesondere elektrischen Kaffeemaschinen, mit einem ersten thermisch an den Wassererhitzer gekoppelten temperaturabhängigen Schalter, dessen Ansprechtemperatur im Bereich der an seinem Einbauort beim Trockengehen des Wassererhitzers auftretenden Temperaturen liegt und einem zweiten thermisch an den Wassererhitzer gekoppelten temperaturabhängigen Schalter, dessen Ansprechtemperatur im Bereich der an seinem Einbauort im Wassererhitzungsbetrieb bei übermäßiger Verkalkung auftretenden Temperaturen liegt und einem abhängig vom Arbeitszustand des zweiten temperaturabhängigen Schalters betätigten Verkalkungsanzeigesignal, gekennzeichnet durch einen thermisch an den Wassererhitzer (3) gekoppelten dritten temper.&-.urabhängigen Schalter (22; 30; 40), der bei seinem Ansprechen das Verkalkungsanzeigesignal (26; 36; 40) unterdrückt und dessen Ansprechtemperatur zwischen den im Wassererhitzungsbetrieb bei übermäßiger Verkalkung und den im, vom ersten temperaturabhängigen Schalter (20; 32; 42) geregelten Warmhaltebetrieb an seinem Einbauort auftretenden Temperaturen liegt

2. Anzeigevorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite temperaturabhängige Schalter (20; 32; 42) trag und der dritte temperaturabhä?g:ge Schalter (22; 30; 40) flink auf Temperaturänderungen des Wassererhitzers (3) ansprechen.

3. Anzeigevorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens einer der temperaturabhängigen Schalter ein Kaltleiter (20, 22; 30,32; 40,42) mit Sprungfunktion ist

4. Anzeigevorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der dritte temperaturabhängige Schalter ein Kaltleiter (22) mit Sprungfunktion ist.

5. Anzeigevorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, gekennzeichnet durch eine Selbsthalteeinrichtung (28, SO, 52) für das Verkalkungsanzeigesignal (26) mit einem die Selbsthaltung (50) bei einer Mindesteinschaltdauer des Verkalkungsanzeigesignals (26) betätigenden Zeitglied (28,50,52).

6. Anzeigevorrichtung nach einem der Ansprüche I bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Selbsthalteeinrichtung (28, 50, 52) für die Anzeige (26) einen thermisch gesteuerten Schalter (50) aufweist, der von einem als Heizelement dienenden Vorschaltwiderstand (28) des Verkalkungsanzeigesignals (26) oder einem zur Anzeige parallelen Heizelement betätigt wird und die Stromzufuhr zum Verkalkungsanzeigesignal sichert.

7. Anzeigevorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß der thermisch gesteuerte Schalter ein Heißleiter (50) ist.

8. Anzeigevorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß als Verkalkungsanzeigesignal eine Glimmlampe (26; 38; 46) dient