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Die vorliegende Erfindung betrifft
Gefäße zum Erhitzen
von Flüssigkeit,
die mit elektrischen Heizelementen versehen sind, und unter bestimmten Gesichtspunkten
insbesondere Gefäße zum Erhitzen von
Flüssigkeit,
die einen Flüssigkeitsaufnahmebehälter und
ein elektrisches Heizelement aufweisen, das in gutem thermischen
Kontakt mit der Unterseite des Behälters verbunden ist. Ein Beispiel
einer solchen Anordnung ist in dem Dokument GB-A-2042269 gezeigt.
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Derartige Gefäße sind in bestimmten Teilen der
Welt, zum Beispiel in Kontinentaleuropa, beliebt zum Kochen von
Wasser für
die Zubereitung heißer Getränke wie
Tee und Kaffee. Der Flüssigkeitsaufnahmebehälter hat
in der üblichen
Weise einen Basisbereich, wobei zumindest dieser Basisbereich aus einem
korrosionsbeständigen
Metall wie beispielsweise rostfreiem Stahl hergestellt ist, der
die Innenseite des Gefäßes schön aussehen
lässt und
dafür sorgt,
dass sie leichter zu reinigen ist. Der Rest des Gefäßes kann
ebenfalls aus diesem Metall hergestellt sein, könnte aber zum Beispiels auch
aus einem Kunststoff bestehen, der in geeigneter Weise mit dem Basisbereich
verbunden ist. Üblicherweise
hat der Behälter
eine aus einem hoch wärmeleitfähigen Material
wie zum Beispiel Aluminium gefertigte äußere Basisplatte, an welcher
das Element befestigt ist und durch welche die Wärme in den Behälter geleitet wird.
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Bei solchen Gefäßen ist es üblich, eine wärmesensitive Überhitzungsschutzeinrichtung
in thermischem Kontakt mit dem Element des Gefäßes vorzusehen, das arbeitet,
um die Stromzuleitung zu dem Element zu unterbrechen oder zu reduzieren,
falls sich das Element überhitzt,
was vorkommen kann, wenn der Behälter
trocken kocht oder ohne darin vorhandene Flüssigkeit angeschaltet wird.
Typisch ist auch, dass eine solche Überhitzungsschutzeinrichtung
einen wärmesensitiven
Schalter umfasst, der an der Basisplatte des Gefäßes montiert ist und dessen Funktion
es ist, eine Gruppe von Kontakten in der Stromzuleitung zu dem Element
zu öffnen.
Der Schalter kann zum Beispiel einen Bimetall- Aktuator umfassen und derart ausgebildet
sein, dass er sich nach dem Abkühlen
des Behälters
automatisch zurückstellt.
Manche Gefäße können auch
mit einer Einmal-Vorrichtung wie beispielsweise einer unter der
Basis angeordneten Wärmesicherung
versehen sein, die eine gefährliche Überhitzung
des Gefäßes fühlt und
die nach ihrem Einsatz ersetzt werden muss.
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Das Problem bei vorhandenen Steuerungen/Regelungen
dieser Art ist, dass die Temperatur der Behälterbasis und daher mittelbar
auch die Temperatur des Elements effektiv nur an einer einzigen Stelle
an der Basis gefühlt
wird. So ist es möglich, dass
der Behälter,
wenn er versehentlich mit seiner Basis schräg auf einer Arbeitsfläche abgestellt
wird, in einem Teil des Bodens trocken kocht bzw. trocken geht und
dieser Teil daher nicht mehr mit Wasser bedeckt ist, während in
dem anderen Teil noch Wasser vorhanden ist. Der Teil, in dem kein
Wasser mehr vorhanden ist, wird als erster überhitzt, und wenn die Überhitzungsschutzeinrichtung
unter dem Teil des Behälters
angeordnet ist, der noch mit Wasser bedeckt ist, kann sich das Element
stellenweise stark überhitzen,
was eine potenzielle Gefahr darstellt.
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Nach einem Aspekt der Erfindung wird
daher angestrebt, ein verbessertes Gefäß der vorgenannten Art zur
Verfügung
zu stellen.
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Gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung wird
ein Gefäß zum Erhitzen
von Flüssigkeit
zur Verfügung
gestellt, umfassend: einen Flüssigkeitsaufnahmebehälter; ein
an der Basis oder in thermischem Kontakt mit der Basis des Behälters vorgesehenes elektrisches
Heizelement; eine wärmesensitive Überhitzungs-Steuerung/Regelung,
die angeordnet ist, um im Fall einer Überhitzung des Elements aktiv
zu werden, um die Stromzufuhr zu dem Element zu unterbrechen oder
zu reduzieren; wobei die wärmesensitive Überhitzungs-Steuerung/Regelung
zumindest zwei thermisch ansprechende Sensoren aufweist, die in
gutem thermischen Kontakt mit der Basis und an voneinander beabstandeten
Stellen an der Basis des Behälters
oder des Elements angeordnet sind, wobei die Sensoren im Fall der Überhitzung
des Elements individuell arbeiten können, um die Stromzufuhr zu
dem Element zu unterbrechen oder zu reduzieren.
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Daher sind erfindungsgemäß wenigstens zwei
thermisch ansprechende Sensoren in engem thermischen Kontakt mit
der Basis des Behälters
des Gefäßes angeordnet,
die eine genaue Erfassung der Temperatur der Basis und des Elements
an wenigstens zwei voneinander beabstandeten Stellen erlauben, so
dass, sollten sich die Basis oder das Element stellenweise überhitzen,
zumindest einer der Sensoren dies rasch erfassen kann und aktiv
werden kann, um die Stromzufuhr zu dem Element zu unterbrechen oder
zu reduzieren, indem zum Beispiel über geeignete Betätigungsmittel
eine von dem Sensor entfernte Gruppe von elektrischen Kontakten
geöffnet
wird.
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Um einen einheitlichen Betrieb der
Steuerung/Regelung zu erreichen, sind die Sensoren vorzugsweise
so gewählt,
dass sie im wesentlichen die gleichen Temperaturcharakteristiken
besitzen. Dies ist jedoch nicht wesentlich, und es kann der eine
Sensor mit einer höheren
Temperatur als der andere arbeiten. Doch wird dies nicht bevorzugt,
da es abhängig
von dem Ort der Sensoren bei bestimmten Betriebsbedingungen zu einer Überhitzung
des Gefäßes kommen
kann.
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Damit eine optimale Wärmeübertragung
von der Behälterbasis
zu den Sensoren erreicht wird, sind diese vorzugsweise direkt an
der Behälterbasis
oder dem Element angebracht. Auch sollten die Sensoren, damit sie
gut ansprechen, ein gutes Stück
voneinander entfernt sein.
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Dies ist insofern vorteilhaft, als
es eine Minimierung der Raumtiefe der Basis erlaubt, wodurch die
Gesamthöhe
des Gefäßes reduziert
wird, was zur Stabilität
des Gefäßes beiträgt und sein
Aussehen verbessert.
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Der vorstehend verwendete Begriff
Sensor ist sehr weit gefasst und kann eine Anzahl verschiedener
Konstruktion abdecken. Zum Beispiel können darunter elektrische oder
elektronische Temperatursensoren erfasst sein, doch vorzugsweise
umfassen die Sensoren thermo-mechanische Aktuatoren und höchst vorzugsweise
Bimetall-Aktuatoren. Solche Aktuatoren sind fachbekannt und sorgen
in der für
sie typischen Weise bei Erreichen einer vorgegebenen Temperatur
mit einer Schnappfunktion für
eine Betätigungsbewegung.
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Gemäß einem zweiten Aspekt der
Erfindung wird eine wärmesensitive Überhitzungs-Steuerung/Regelung
zur Verfügung
gestellt, die für
eine Befestigung an der Basis eines Gefäßes zum Erhitzen von Flüssigkeiten
vorgesehen ist und die angeordnet ist, um im Fall einer Überhitzung
des Elements aktiv zu werden, um die Stromzufuhr zu dem Element zu
unterbrechen oder zu reduzieren; wobei die wärmesensitive Überhitzungs-Steuenung/Regelung
zumindest zwei thermisch ansprechende Bimetall-Aktuatoren, die für einen
Eingriff mit der Basis des Behälters
oder des Elements an seitlich voneinander beabstandeten Stellen
an einer Fläche
der Steuerung/Regelung montiert sind, wobei die Sensoren mit im
wesentlichen gleicher Temperatur individuell arbeiten können, um
im Fall einer Überhitzung
des Elements aktiv zu werden, um die Stromzufuhr zu dem Element zu
unterbrechen oder zu reduzieren.
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Vorzugsweise ist die Steuerung/Regelung manuell
oder automatisch rückstellbar,
so dass sie zur Ermöglichung
der erneuten Benutzung des Gefäßes nach
ihrem Einsatz zurückgestellt
werden kann. In einer Ausführungsform
der Erfindung kann der Sensor oder Aktuator wirken, um einen federbelasteten
Mechanismus des Gefäßes auszulösen, der durch
einen Benutzer zurückgestellt
werden kann. Bevorzugt ist dieser Mechanismus dergestalt, dass ein
Benutzer das Gefäß durch
Auslösen
des Mechanismus abschalten kann, und er kann zum Beispiel einen
Hebelarm aufweisen, der mit einem Bedienknopf an der Außenseite
des Gefäßes verbunden
ist.
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In alternativen Ausführungsformen
kann wenigstens einer der Aktuatoren oder Sensoren dem nicht rückstellbaren
Typ entsprechen, zum Beispiel einem leicht schmelzbaren Element
wie einer Kunststoff Stößelstange,
die in thermischen Kontakt mit der Basis des Gefäßes vorgespannt ist und die
in ihrem festen Zustand eine Gruppe von gefederten Kontakten schließt. Wenn
sich die Gefäßbasis überhitzt, schmilzt
das leicht schmelzbare Element oder verformt sich thermisch, damit
sich die Kontakte öffnen können.
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Vorzugsweise sind nur sind zwei Sensoren oder
Aktuatoren vorgesehen, die im Hinblick auf eine optimale Leistungserbringung
rund um die Basis des Gefäßes um 180° voneinander
beabstandet sind.
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Vorzugsweise arbeiten die jeweiligen
Sensoren so, dass sie Gruppen von Kontakten in den jeweiligen Polen
der Zuleitung zu dem Element öffnen,
wodurch ein doppelter Polschutz erreicht wird.
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Obwohl es möglich wäre, die Sensoren oder Aktuatoren
unabhängig
voneinander an der Gefäßbasis zu
montieren, sind sie in einer bevorzugten Ausführungsform an einem gemeinsamen
Träger montiert,
der an der Gefäßbasis montiert
oder angeordnet ist. Eine solche Anordnung erleichtert den Zusammenbau
des Gefäßes ganz
wesentlich. Ferner erlaubt sie bei einer unterschiedlichen Anzahl
von Ausführungsformen
die Venrwendung eines Standard-Bauteils.
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Die Erfindung erstreckt sich auch
auf eine solche Baugruppe und stellt deshalb gemäß einem zweiten Aspekt eine
wärmesensitive
Steuerungs/Regelungs-Untergruppe für eine Befestigung an der Basis
eines elektrischen Gefäßes zum
Erhitzen von Flüssigkeit
zur Verfügung,
umfassend zumindest zwei wärmesensitive
Sensoren, die an voneinander beabstandeten Stellen an einem Trägerelement montiert
sind.
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Wie vorstehend beschrieben, sind
die Sensoren höchst
vorzugsweise Bimetall-Aktuatoren
mit Schnappfunktion, wie zum Beispiel jene, die in dem Dokument
GB 1542252 beschrieben sind. Diese erzeugen, wenn sie eine vorgegebene
Temperatur erreichen, eine Schnappbewegung, die dann entweder direkt
oder indirekt zum Öffnen
einer Gruppe von elektrischen Kontakten genutzt werden kann. Die Übertragung
der Bewegung der Aktuatoren ist zum Beispiel über gleitbewegliche Stößelstangen
oder über
jeweilige Schwenkelemente möglich,
die an dem Träger
in der Weise befestigt sein können,
dass sie mit ihrem jeweiligen Aktuator zusammenwirken.
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Die Aktuatoren sind vorzugsweise
an derselben Fläche
des Trägers
montiert, so dass sie problemlos in einem guten thermischen Kontakt
mit der Gefäßbasis positioniert
werden können.
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Wie vorstehend erwähnt, sind
vorzugsweise nur zwei Aktuatoren vorgesehen, die höchst vorzugsweise
um im wesentlichen 180° beabstandet
sind. Deshalb können
diese Aktuatoren an den gegenüberliegenden
Enden des Trägers
angebracht werden, wodurch eine gute räumliche Trennung der Aktuatoren
gegeben ist und wodurch auch ein guter thermischer Kontakt mit dem
Element des Gefäßes erreicht
wird, insbesondere wenn das Element ein ringförmiges Element ist, wobei der
Träger
dann in dem Ring montiert ist. Bei einer derartigen Anordnung können die
Aktuatoren schließlich
in engem thermischen Kontakt mit dem Innendurchmesser des Elements
positioniert sein, wodurch die Temperatur des Elements mit größerer Genauigkeit
gefühlt
und der Betrieb der Steuerung/Regelung verbessert wird.
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Der Träger ist vorzugsweise metallisch,
zum Beispiel aus Stahl, und ist höchst vorzugsweise ein Metallplattenelement.
Dies ergibt eine solide, preiswerte Konstruktion, die sowohl temperaturbeständig ist
und die auch, falls notwendig, metallurgisch mit der Basis des Gefäßes verbunden
werden kann, zum Beispiel durch Schweißen. Alternativ dazu können Befestigungsmittel
wie Schrauben, Stifte, Nasen oder dergleichen zum Halten des Trägers an
der Basis vorgesehen sein. In einer weiteren Anordnung kann der
Träger
durch Verformen oder Umschlagen eines Bereichs der Gefäßbasis oder
des Elements über
eine Kante des Trägers
gehalten werden oder sogar durch Verformen eines Teils des Trägers selbst,
der dann zum Beispiel in an der Basis oder an dem Element vorgesehene
Nuten oder Klammern eingreift. Dadurch entfallen nachfolgende Arbeitsvorgänge für die Anbringung
von Stiften oder Nasen an der Basis des Gefäßes, wodurch die Herstellungskosten
reduziert werden.
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Der Träger kann auch für die Befestigung von
oder die Vereinigung mit anderen Komponenten dienen, wie zum Beispiel
Koch-Steuer/Regeleinrichtungen oder elektrische Verbinder wie beispielsweise "schnurlose" Verbinder für das Gefäß.
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In einer Ausführungsform ist eine Kochsteuerung/-regelung
vorhanden. Die Kochsteuerung/-regelung kann einen wärmesensitiven
Aktuator wie beispielsweise einen Bimetall-Aktuator und insbesondere
einen Bimetall-Aktuator mit Schnappfunktion wie vorstehend beschrieben
umfassen, der bei Betrieb dem Dampf ausgesetzt wird, der in dem
Gefäß erzeugt
wird, wenn die Flüssigkeit
kocht. Der Dampf wird auf bequeme Weise durch ein Rohr, das zum Beispiel
durch eine sich von einer in einem oberen Teil der Wand des Gefäßes oder
durch die Basis des Gefäßes erstreckende
Durchführung
in den Raum der Basis führt,
auf den Aktuator gerichtet.
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Die Kochsteuerung/-regelung oder
zumindest ihr Aktuator ist vorzugsweise vom Behälterrand nach innen beabstandet
angeordnet, um eine kompakte Konstruktion zu schaffen. Gemäß einem
noch breiteren Aspekt wird durch die Erfindung ein Gefäß zum Erhitzen
von Flüssigkeit
zur Verfügung
gestellt, das einen Flüssigkeitsaufnahmebehälter, elektrische Heizmittel,
die an einer oder in thermischem Kontakt mit einer Bodenfläche des
Behälters
vorgesehen sind, und eine manuell rückstellbare Kochsteuerung/-regelung,
die in einem Fach unter dem Behälter angeordnet
und von dessen Kante nach innen beabstandet ist, und Mittel zum
Leiten des Dampfes aus dem Gefäß zu der
Steuerung/Regelung.
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Vorzugsweise wird Dampf durch ein
flexibles Rohr, das sich mit einem Dampfauslass des Gefäßes, z.B.
dem Auslass eines sich durch die Basis des Gefäßes oder entlang einer Seite
des Gefäßes erstreckenden
Rohres im Eingriff befindet, auf die Dampfsteuerung/-regelung gelenkt.
Eine solche Anordnung ist vorteilhaft, da sie erlaubt, den Dampf
exakt auf den benötigten
Bereich zu richten, weil zwischen dem Dampfauslass des Gefäßes und
der Steuerung/Regelung Toleranzen akzeptiert werden und weil der
Dampf, falls nötigt,
problemlos durch einen kurvigen Pfad geleitet werden kann.
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Deshalb wird gemäß einem weiteren Aspekt der
Erfindung ein Gefäß zum Erhitzen
von Flüssigkeit zur
Verfügung
gestellt, umfassend eine Koch-Steuerung/Regelung, die sich unter
der Basis des Gefäßes befindet,
wobei Dampf aus dem Innenraum des Gefäßes durch ein an einem Dampfauslass
des Gefäßes montiertes
flexibles Rohr zur Steuerung/Regelung geleitet wird.
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Gemäß einem noch weiteren Aspekt
der Erfindung wird ein Gefäß zum Erhitzen
von Flüssigkeit zur
Verfügung
gestellt, umfassend einen Flüssigkeitsaufnahmebehälter; ein
an der oder in thermischem Kontakt mit der Basis des Behälters vorgesehenes
elektrisches Heizelement; eine wärmesensitive Überhitzungs-Steuerung/Regelung,
die angeordnet ist, um im Fall einer Überhitzung des Elements aktiv
zu werden, um die Stromzufuhr zu dem Element zu unterbrechen oder
zu reduzieren; und eine manuell rückstellbare Kochsteuerung/-regelung,
die betätigbar
ist, um die Stromzufuhr zu unterbrechen, falls die Flüssigkeit
in dem Behälter
kocht; wobei die Überhitzungssteuerung/-regelung
und die Kochsteuerung/-regelung in einem unter dem Gefäß und im wesentlichen
innerhalb der Aufstandsfläche
des Gefäßes ausgebildeten
Fach angeordnet sind.
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Der dampfempfindliche Aktuator kann
an dem Träger
montiert sein und auf solche Weise arbeiten, dass er in Reaktion
auf eine kochende Flüssigkeit
in dem Gefäß eine Gruppe
von Kontakten in der Stromleitung zu dem Element öffnet. Der
dampfempfindliche Aktuator kann beispielsweise an einem Arm befestigt
sein, der wiederum an dem Träger
befestigt ist, der gegebenenfalls abgewinkelt sein kann, damit er über oder
unter dem Element des Gefäßes verlaufen
kann.
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Vorzugsweise ist der dampfempfindliche
Aktuator horizontal angeordnet und kann sich in bestimmten Ausführungsformen
unter einem Griffbereich des Gefäßes befinden.
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Bevorzugt arbeitet der dampfempfindliche Aktuator,
um einen federbelasteten Mechanismus auszulösen, wie zum Beispiel einen
Sprungfedermechanismus, um die Kontakte zu öffnen. Vorzugsweise öffnet der
federbelastete Mechanismus die gleichen Kontakte wie jene, die durch
die wärmesensitive Steuerung/Regelung
geöffnet
werden, zum Beispiel durch die bereits genannten Schwenkelemente
oder Stößelstangen,
um so die Notwendigkeit einer weiteren Gruppe von Kontakten zu vermeiden.
Der Mechanismus muss dann von dem Benutzer zurückgestellt werden, wenn Flüssigkeit
in dem Gefäß, nachdem
sie bereits gekocht hat, noch einmal aufgekocht werden soll.
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In der bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung ist der vorstehend beschriebene Träger mit der schnurlosen elektrischen
Verbindungseinrichtung zum Leiten von Strom zu dem Element des Gefäßes vereinigt
oder trägt
diese. Diese könnte
zum Beispiel einen Anschlussblock zur Aufnahme der Leitungen von
einem festen Netzanschluss oder einen Steckverbinder für den Eingriff
mit einer in dem Ende eines abnehmbaren Stromkabels vorgesehenen
Steckfassung umfassen. Höchst
vorzugsweise jedoch ist in den Träger ein sogenanntes "schnurloses" Verbinderteil integriert,
das bei Benutzung mit einem komplementären Verbinderteil in einer
Basiseinheit für das
Gefäß ineinandergreift.
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Weiterhin wird gemäß einem
breiten Aspekt der Erfindung ein Gefäß zum Erhitzen von Flüssigkeit zur
Verfügung
gestellt, mit einem Flüssigkeitsaufnahmebehälter und
einem in demselben, außerhalb
desselben oder in thermischem Kontakt mit der Basis des Behälters montierten
elektrischen Heizelement, einem allgemein in der Mitte der Basis
angeordneten schnurlosen Verbinder und einem wärmesensitiven Sensor, der seitlich
versetzt von dem Verbinder in einem Basisfach des Gefäßes angeordnet
ist und sich in thermischem Kontakt mit der Basis des Gefäßes befindet.
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Die Erfindung erstreckt sich auch
auf eine Einheit, umfassend einen schnurlosen elektrischen Verbinder,
der an einem Träger
montiert ist, wobei der Träger
auch wenigstens einen wärmesensitiven Sensor
an einer von der Achse des Verbinders seitlich versetzten Stelle
trägt.
Höchst
vorzugsweise entspricht der Verbinder dem beispielsweise in der
internationalen Patentanmeldung Nr. WO 95/08204 der Anmelderin beschriebenen
Typ, der mit einem Basisverbinder in Eingriff gebracht werden kann,
ungeachtet deren relativer Winkelorientierungen.
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Der Verbinder ist bevorzugt zwischen
einem Aktuatorpaar an dem Träger
vorgesehen, so dass er sich problemlos in der Mitte der Basis des
Gefäßes anordnen
lässt.
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Vorzugweise umfasst der Verbinder
ein elektrisch isolierendes Kunststoff-Formteil, das eine Velzahl von konzentrischen
Anschlusselementen trägt. In
einer Ausführungsform
kann das Formteil mittels des Erdungsanschlusses des Verbinders
an dem Träger
befestigt werden. Dies schafft nicht nur eine Erdverbindung durch
den Träger
zur Basis des Gefäßes, sondern
umgeht auch zusätzlich
notwendige Befestigungsteile, wodurch die Herstellungskosten reduziert
werden. In einer solchen Ausführungsform kann
der Erdungsanschluss ein Ringelement sein, das mit Befestigungsfahnen
versehen ist, die sich von seinem einen Ende erstrecken, um sich
bei Gebrauch von dem Formteil zu erstrecken, für den Eingriff in Montageöffnungen
oder Schlitze in dem Träger.
Zur Si cherung des Verbinders an dem Träger können die Fahnen nach unten
umgebogen werden. Alternativ dazu können separate Befestigungsmittel an
dem Träger
vorgesehen sein.
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Vorzugsweise sind an diesem Formteil
auch eine oder mehrere Gruppen von Schaltkontakten befestigt, die
durch wärmesensitive
Aktuatoren geöffnet werden
können.
In einer Anordnung ist eine Blattfeder mit einem betreffenden Anschluss
des Verbinders verbunden und trägt
oder stellt einen beweglichen Kontakt eines Kontaktpaares bereit,
das durch eine bereits erwähnte
Stößelstange
oder ein Schwenkelement elastisch durchgebogen werden kann.
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Dies ist an sich eine neuartige Anordnung, und
deshalb wird gemäß einem
weiteren Aspekt der Erfindung ein schnurloser elektrischer Verbinder
in einer oder für
eine elektrische Vorrichtung zur Verfügung gestellt, mit einem elektrisch
leitenden Streifen, der mit einem Anschluss des Verbinders verbunden ist,
wobei der Streifen einen elektrischen Schaltkontakt bereitstellt
oder einen solchen trägt.
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Ein feststehender Kontakt des Kontaktpaares
kann auch an einem weiteren Element vorgesehen sein, das in oder
an dem Formteil befestigt ist, wobei dieses weitere Element vorzugsweise
Verbindungsmittel wie beispielsweise einen Gabelschuh für die Verbindung
mit einem Anschluss des Elements aufweist.
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Auf diese Weise kann eine komplette
Einheit aus Verbinder und Steuerung/Regelung zur Verfügung gestellt
werden, die lediglich an der Basis des Gefäßes angebracht und mit den
Anschlüssen
des Elements elektrisch verbunden werden muss.
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Die an dem Element für die Verbindung
mit dem Anschluss des Elements vorgesehene Verbindung kann, wie
vorstehend erwähnt,
einen Gabelschuh umfassen. Damit aber mehrere verschiedene Konstruktionsmethoden
möglich sind,
kann die Verbindung auch ein Mittel zur Aufnahme eines Verbindungsdrahtes
aufweisen, ohne dass gelötet
oder ein Gabelschuh an dem Draht vorgesehen werden muss.
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Die Erfindung eignet sich auf für Anwendungen "mit Schnur", wobei das Gefäß eine Steckeraufnahme
in einer Seitenwand des Gefäßes aufweist und
Strom durch geeignete elektrische Verbinder zu dem wärmesensitiven
Schaltmittel geleitet wird. Angesichts der hohen Betriebstemperaturen,
die in dem Basisraum vorherrschen können, insbesondere in der Nähe des Elements,
wird bevorzugt, dass solche Leiter leitende Streifen sind und nicht
kunststoffummantelte Drähte,
die in der Praxis durchhängen
oder schmelzen können.
Dies ist an sich eine neuartige Anordnung, weshalb gemäß einem
noch weiteren Aspekt der Erfindung ein Gefäß zum Erhitzen von Flüssigkeit
zur Verfügung
gestellt wird, mit einem Flüssigkeitsaufnahmebehälter und
einem an der oder in thermischem Kontakt mit der Unterseite des Behälters montierten
elektrischen Heizelement, einem Fach in der Basis unter dem Behälter, in
dem Schaltmittel einer Steuerung/Regelung des Gefäßes aufgenommen
sind, Steckermittel, die Anschlüsse
für die
Verbindung mit einer externen Stromversorgung aufweisen und die
mit dem Innenraum des Fachs in der Basis kommunizieren, wobei die
Anschlüsse durch
elektrisch leitende Streifen, die sich von diesen seitlich durch
das Fach in der Basis, mit den Schaltmitteln verbunden sind.
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Die Streifen können selbst als ein Schaltkontakt
wirken oder einen solchen tragen.
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Wie vorstehend erwähnt, können die
Schaltkontakte der erfindungsgemäßen Steuerung/Regelung
durch einen federbelasteten Auslösehebelmechanismus
vollständig
geöffnet
werden.
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Vorzugsweise ist der Auslösehebel
an einem Formteil angebracht, das wiederum an der Trägerplatte
montiert ist. Ein unterschiedliches Formteil kann für unterschiedliche
Anwendungen verwendet werden, zum Beispiel für Anwendungen mit Schnur und
für schnurlose
Anwendungen.
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Der Auslösehebel ist bevorzugt so konfiguriert,
dass, wenn der eine oder der andere Aktuator der Steuerung/Regelung
aktiv ist, ein erster Arm des Hebels von einem Kontakt oder einem
Kontaktbefestigungselement aufgenommen wird, um den Mechanismus
auszulösen,
und dass danach ein weiterer Arm auf den Kontakt oder das Kontaktbefestigungselement
wirkt, um die Kontakte vollständig
zu öffnen.
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In einer Ausführungsform kann auch ein dampfempfindlicher
Bimetall-Aktuator an oder in dem Formteil vorgesehen sein, um den
Hebel zum Öffnen der
Schaltkontakte auszulösen.
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Ein manuell betätigbarer Hebel kann sich für eine Betätigung durch
einen Benutzer von dem Auslösehebel
nach außerhalb
des Behälters
erstrecken, um entweder den Mechanismus zum Abschalten des Gefäßes auszulösen oder
um diesen zurückzustellen,
sobald der Kontakt zum Einsatz gekommen ist. Vorzugsweise sind jedoch
zwei Betätigungshebel vorgesehen,
die bei Anwendungen "mit
Schnur" auf beiden
Seiten des Stromeinlasses zu dem Gefäß vorgesehen sein können. Dies
ist an sich eine neuartige Anordnung, die eine Handhabung des Behälters mit der
rechten Hand und mit der linken Hand ermöglicht, so dass gemäß einem
noch weiteren Aspekt der Erfindung ein Gefäß zum Erhitzen von Flüssigkeit
zur Verfügung
gestellt wird, umfassend ein elektrisches Heizelement, einen federbelasteten
Mechanismus, der durch den Betrieb einer wärmesensitiven oder dampfsensitiven
Steuerung/Regelung des Gefäßes ausgelöst wird,
und ein Hebelpaar, das mit dem Mechanismus verbunden ist und das
sich nebeneinander aus dem Gefäß heraus
erstreckt, für
eine Betätigung
durch einen Benutzer, um den Mechanismus nach dem Betrieb der Steuerung/Regelung
zurückzustellen.
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Wie bereits an früherer Stelle erläutert, ist das
bei der erfindungsgemäßen Steuerung/Regelung
verwendete bevorzugte Element ringförmig, wobei die wärmesensitive
Steuerung/Regelung radial innerhalb des Elements angeordnet ist.
Bei derzeitigen Konstruktionen von Gefäßen zum Erhitzen von Flüssigkeit
ist es normal, das Element an einer Aluminiumplatte vorzusehen,
die an der Basis des Gefäßes befestigt
ist und die sich im wesentlichen vollständig über die Basis des Gefäßes erstreckt.
Ferner ist das Element gewöhnlich
spiralförmig,
um über 360° der Basis
abzudecken. Dies führt
dazu, dass erstens eine große
Menge an Aluminium verwendet wird und dass zweitens die Heizwirkung über einen großen Anteil
der Gefäßbasis verteilt
wird, was in einer geringen Leistungsdichte resultiert. Wenn Flüssigkeit
in dem Gefäß kocht,
führt dies
dazu, dass die Flüssigkeit über einem
großen
Bereich der Gefäßbasis schäumt/sprudelt,
so dass sie nicht nur von dem Ausgießer des Gefäßes abgesondert werden kann und
den Deckel von dem Gerät
abheben kann. Ähnlich
erzeugt sich auch weniger Dampf zum Fühlen durch eine Dampfsteuerung/-regelung.
Benötigt
wird eine hohe Leistungsdichte, die eine Konvektion in dem Gefäß bewirkt,
damit große
Dampfblasen gebildet werden. Dies ist erreichbar, indem ein Gefäß mit einem
Element zur Verfügung
gestellt wird, das sich über
weniger als 360° an
seiner Basis erstreckt.
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Deshalb wird gemäß einem noch weiteren Aspekt
der Erfindung ein Gefäß zum Kochen
von Flüssigkeit
zur Verfügung
gestellt, umfassend einen Flüssigkeitsaufnahmebehälter, ein
unter dem Behälter,
jedoch in Kontakt mit demselben angeordnetes elektrisches Heizelement
und eine dampfsensitive Steuerung/Regelung, die im Falle des Kochens
von Flüssigkeit
in dem Gefäß betätigbar ist,
um die Stromzufuhr zu dem Element zu unterbrechen, wobei das Element
ringförmig
ist und sich weniger als 360° über die
Basis des Behälters
erstreckt.
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Vorzugsweise ist das Element in einen
Aluminiumring vormontiert oder eingebettet, der dann zum Beispiel
durch Reibungsschweißen
mit der Behälterbasis verbunden
wird. Dies reduziert die verwendete Aluminiummenge und konzentriert
auch die Heizwirkung in bestimmten Bereichen der Basis.
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Gemäß einem noch weiteren Aspekt
der Erfindung wird ein ringförmiges
elektrisches Heizelement für
eine Befestigung an der Basis eines Gefäßes zum Erhitzen von Flüssigkeit
zur Verfügung
gestellt, wobei das Element in ein ringförmiges Aluminiumhalteelement
eingebettet oder an diesem befestigt ist. Dies ermöglicht die
Befestigung eines vorgefertigten Elements an einem Gefäß, ohne
dass weitere Vorgänge
an dem Element ausgeführt
werden müssen,
sobald dieses einmal an der Basis positioniert ist.
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Während
es bekannt ist, Aluminium-Basisplatten mit Gefäßen zum Erhitzen von Flüssigkeit durch
Reibungsschweißen
zu verbinden, kann dafür eine
weitere Technik besonders geeignet sein. Gemäß einem noch weiteren Aspekt
der Erfindung wird ein Verfahren zum Verbinden eines Aluminiumelements
mit der Basis eines Flüssigkeit
enthaltenden Gefäßes zur
Verfügung
gestellt, umfassend die Schritte des Unterziehens der Oberfläche der
Gefäßbasis einer
Elektronenstrahl-Texturierung in dem Bereich, der das Element aufnehmen
soll, und dann das Pressen des Elements auf die Basis.
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Bei der Elektronenstrahl-Texturierung
wird ein Strahl von Elektronen auf die Oberfläche geschossen, um in der Oberfläche sehr
kleine "Pocken" zu erzeugen. Es
wurde festgestellt, dass diese Pocken ein unterschnittenes Profil
haben, das heißt,
sie nehmen weg von der behandelten Oberfläche an Fläche zu. Dies kann deshalb eine
besonders gute Verankerung für
ein Aluminiumelement schaffen, das mit einem sehr hohen Druck auf
die Basis gepresst werden kann, um in die Pocken zu fließen und
dadurch gehalten zu werden.
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Einige bevorzugte Ausführungsformen
der Erfindung werden nunmehr anhand eines Beispiels unter Bezugnahme
auf die anliegenden Zeichnungen beschrieben. Darin zeigt:
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1 einen
schematischen Querschnitt durch ein erfindungsgemäßes Gefäß zum Erhitzen von
Flüssigkeit;
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2 eine
schematische Schnittansicht entlang Linie II–II von 1;
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3 eine
Unterbaugruppe einer Steuerung/Regelung gemäß der Erfindung;
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4 die
Unterbaugruppe von 3 vereinigt
mit einem schnurlosen Verbinder;
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5 ein
Sprengbild der Komponenten von 4;
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6 eine
Draufsicht auf den Boden des schnurlosen Verbinders der 4 und 5;
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7 die
Unterbaugruppe der 4 bis 6, die an einer Basisplatte
eines Gefäßes montiert
ist, von unten betrachtet;
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8 eine
Baugruppe der 3 bis 7, die für die Unterbringung eines Auslösehebels
modifiziert ist;
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9 eine
weitere Modifikation für
die Unterbringung einer Dampfsteuerung/-regelung
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10 einen
Anschluss gemäß der Erfindung;
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11 den
Streifen, aus dem der Anschluss von 10 hergestellt
ist,
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12 eine
Draufsicht auf die Oberseite einer weiteren Ausführungsform der Erfindung;
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13 eine
schematische, auseinandergezogene Seitenansicht der Ausführungsform
von 12;
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14 eine
Draufsicht auf den Boden eines Bauteils der Ausführungsform der 12 und 13;
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15 eine
Draufsicht auf die Oberseite einer weiteren Ausführungsform der Erfindung;
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16A,16B jeweils eine schematische
Seitenansicht der Ausführungsform
von 15 in verschiedenen
Betriebszuständen;
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17 eine
Draufsicht auf die Oberseite einer weiteren Ausführungsform der Erfindung und
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18A,18B jeweils eine schematische
Seitenansicht der Ausführungsform
von 17 in unterschiedlichen
Betriebszuständen.
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Die 1 und 2 zeigen ein schnurloses Wasserkochgefäß 2.
Das Gefäß 2 umfasst
einen Flüssigkeitsaufnahmebehälter aus
rostfreiem Stahl, an dessen Boden ein Aluminiumring 6,
der ein spiralförmiges
elektrisches Heizelement 8 bekannter Konstruktion aufweist,
angebracht ist. Der Ring 6 ist durch Reibungsschweißen oder
durch ein anderes geeignetes Verfahren an dem Boden des Behälters 4 befestigt.
Zum Beispiel kann der Behälterboden durch
eine Strukturierung mittels Elektronenstrahl vorbehandelt und das
Aluminium auf diesen Teil des Behälterbodens aufgepresst sein.
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Das Element erstreckt sich weniger
als 360° um
die Basis und ist in dem Aluminiumring 6 eingebettet. Der
Aluminiumring 6 hat einen radial nach innen abstehenden
Flansch 10, an dem die Bimetall-Aktuatoren 12, 14 einer
wärmesensitiven
Steuerungs/Regelungs-Untergruppe 16 angreifen.
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Die Untergruppe 16 ist mit
einem schnurlosen Verbinder 18 für das Gefäß zu eine integralen Einheit 19 zusammengeschlossen
und ist auch mit einer Dampfsteuerung/-Regelung 20 versehen,
wie das schematisch in 2 dargestellt
ist. Die Basis des Gefäßes ist
auch mit einer Abdeckung 21 versehen.
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Die Einheit 19 wird nachstehend
unter Bezugnahme auf die 3 bis 9 in größerem Detail beschrieben.
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Das Basisbauteil der Untergruppe 16 ist
eine Trägerplatte 22,
die zu einem Stahlbauteil gepresst ist. Die Trägerplatte 22 hat zwei
seitliche Vorsprünge mit
einem Paar von Armen 24, 26, die mit Befestigungsstellen 28, 30 für Bimetall-Aktuatoren 12, 14 mit
Schnappfunktion versehen sind, wobei aus Gründen der Übersichtlichkeit nur einer
der Bimetall-Aktuatoren dargestellt ist. Diese Aktuatoren sind Bimetall-Aktuatoren
des in dem UK-Patent 1542252 beschriebenen Typs und sind allgemein
kreis- und kuppelförmig
mit einer in der Mitte freien Zunge 32. Nach Erreichen
einer vorgegebenen Temperatur krümmt sich
der Aktuator in einer Schnappbewegung in der umgekehrten Richtung
und erzeugt dadurch eine Betätigungsbewegung.
Beide Aktuatoren sind so gewählt,
dass sie im wesentlichen gleiche Betriebscharakteristiken haben,
also angenommen bei 120°C zum
Einsatz kommen.
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Die Befestigungsstellen 28, 30 für die betreffenden
Aktuatoren 12, 14 haben jeweils eine Befestigungsöffnung 34, 36 für die Aufnahme
eines Niets oder dergleichen, der sich zur Lagesicherung des Aktuators 12, 14 durch
dessen Zunge 32 hindurch erstreckt.
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Die Auslösebewegung der Bimetall-Aktuatoren 12, 14 öffnet die
jeweilige Gruppe von elektrischen Kontakten in der Stromzuleitung
zu dem Element des Gefäßes durch
jeweilige Schwenkelemente 38, die in Lagern 40 gelagert
sind, welche in hochstehenden Teilen 42 der Trägerplatte 22 vorgesehen sind.
Auch hier ist der Übersichtlichkeit
halber in den Zeichnungen nur ein Lager gezeigt. Das Schwenkelement 38 kann
ein Kunststoff-Formteil und vorzugsweise ein temperaturbeständiges Kunststoffmaterial sein.
Jedes Schwenkelement 38 hat einen hakenförmigen Vorsprung 41,
der an einer Lippe 42 des Bimetall-Aktuators 12 anliegt
und einen Schlitz 44 für
den Eingriff mit einem beweglichen Kontakt eines Kontaktpaares aufweist,
wie das später
noch beschrieben wird. Ein weiterer Schlitz 45 ist für den Eingriff
mit einem An/Aus-Auslösehebel
in bestimmten Ausführungsformen
vorgesehen, was im Zusammenhang mit den 8 und 9 nachstehend
noch erläutert
wird.
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Die Trägerplatte 22 hat auch
eine Anzahl von Fahnen 44, die als Befestigungsstellen
für die
Trägerplatte 22 an
der Basis des Gefäßes dienen
können.
Einer mehr bevorzugten Alternative entsprechend kann die Trägerplatte
durch den Aluminiumring, der an ausgewählten Stellen über die
Platte gefalzt wird, an den Kanten des Gefäßes an dessen Basis befestigt
sein.
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4 zeigt
die Trägerplatte 22 vereinigt
mit einem schnurlosen Verbinder 18 des Gefäßes. Der Verbinder 18 entspricht
dem in der internationalen Patentanmeldung Nr. PCT/GB94/02010 der
Anmelderin beschriebenen Typ und ist für einen Eingriff mit einem
komplementären
Verbinder vorgesehen, der in einer Basiseinheit vorgesehen ist,
auf welcher das Gefäß steht,
wobei deren relative Winkelausrichtung unberücksichtigt bleibt. Wie die 5 und 6 erkennen lassen, umfasst er ein allgemein
becherförmiges Kunststoff-Formteil 50 mit
einem in seinem Inneren montierten zentralen Leitungsstift und einem
konzentrischen ringförmigen
Neutralanschluss 54. Diese sind in der Basis 62 des
Formteils 50 festgelegt. Ein ringförmiger Erdungsanschluss 56 ist
ebenfalls vorgesehen, der an der inneren Umfangswand 58 des Formteils 50 anliegt.
Dieser An schluss 56 hat drei von seinem oberen Ende abstrebende
Fahnen 60, die sich durch die Basis 62 des Formteils 50 erstrecken.
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Die Basis des Formteils 62 ist
mit Nuten 64, 66 ausgebildet, die die jeweiligen
Netural- und Leitungsanschlussstreifen 68, 70 aufnehmen,
die jeweils die elektrische Verbindung mit dem Stift 52 und dem
Ring 54 herstellen. Die Enden 72, 74 der
Streifen 68, 70 tragen elektrische Kontakte 76, 78 und sind
nicht durch das Gehäuse
gehalten, so dass sie durch die Schwenkelemente 38 federnd
ausgelenkt werden können,
wie das an späterer
Stelle beschrieben wird.
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Das Formteil 50 ist auch
mit zwei externen Stützen 80, 82 versehen,
die jeweilige Anschlussstreifen 84, 86 für die Verbindung
mit den Anschlüssen 88, 90 des
Elements tragen. Die Anschlussstreifen 84, 86 umfassen
Gabelschuhe 92, 94 und Federklemmen 96, 98,
die über
Stützen 100, 102 in
dem Gehäuse
greifen, um die Streifen in dem Formteil zu fixieren. Die Enden 104, 106 der
Streifen 84, 86 tragen feststehende elektrische
Kontakte (nicht gezeigt) oder können
versilbert sein, um mit den an den Enden der Klemmenleisten 68, 70 vorgesehenen
Kontakten 76, 78 zusammenzuwirken. Wie in 4 erkennbar ist, haben die
Stützen 80, 82 Schlitze 110, 112,
die das Einsetzen der Anschlussstreifen 84, 86 ermöglichen.
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Sobald der schnurlose Verbinder 18 zusammengebaut
ist, wird er durch die Fahnen 60 des Erdungsanschlusses 66 an
der Trägerplatte 22 befestigt.
Diese Fahnen 60 fluchten mit Schlitzen 120, die in
den Trägerplatten 22 ausgebildet
sind, und nachdem die Fahnen 60 durch die Schlitze eingesetzt wurden,
werden ihre Enden umgebogen, um den Verbinder 18 an Ort
und Stelle zu sichern und um einen Erdungskontakt zur Basis des
Gefäßes herzustellen.
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Im zusammengebauten Zustand befinden sich
die Schlitze 44 in dem Schwenkelement 38 jeweils
im Eingriff mit den freien Enden der Leitungs- und Neutralanschlussstreifen 74.
Wie 7 zeigt, kann die
gesamte Baugruppe dann an der Basisplatte des Gefäßes montiert
wird. In der in 7 dargestellten
Ausführungsform
ist das Heizelement 8 in einer Aluminiumplatte 6 montiert,
die sich im wesentlichen ganz über
die Basis des Gefäßes erstreckt.
Die Aktuatoren 12, 14 befinden sich an den Enden
der Trägerplatte 22,
so dass sie dem Element 8 dicht benachbart sind und dadurch
besonders auf die Temperatur des Elements ansprechen.
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Sollte das Gefäß während des Betriebs trocken
kochen oder ohne darin enthaltenes Wasser angeschaltet werden, beginnen
die Basis des Gefäßes und
das Element 8 sich zu überhitzen.
Der Temperaturanstieg wird von den Aktuatoren 12, 14 gefühlt, und
wenn diese ihre Betriebstemperatur erreichen, kehrt einer davon
oder kehren beide ihre Wölbungssrichtung
um, so dass ein betreffendes Schwenkelement 38 geschwenkt
wird, welches das jeweilige Blattfederende 72, 74 anhebt
und dadurch die Kontakte in einem oder in beiden Polen der Stromzuleitung
zu dem Element öffnet.
Hat sich das Elementgefäß um einen
vorgegebenen Betrag abgekühlt,
wölben
sich die Aktuatoren 12, 14 in die andere Richtung,
wodurch die Kontakte unter der Elastizität der Blattfedern 68, 70 wieder
geschlossen werden und dadurch die Stromzufuhr zu dem Element wieder
hergestellt wird. Dies ist somit eine automatisch rückstellbares
System, dessen Zyklus sich wiederholt, bis er von dem Benutzer unterbrochen
wird.
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8 zeigt
eine Baugruppe, wie sie in den 2, 3 und 7 dargestellt ist und die dahingehend modifiziert
ist, dass die Aktuatoren manuell zurückgestellt werden müssen, damit
die Stromzufuhr zu dem Element 8 wieder hergestellt werden
kann.
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In dieser Ausführungsform greift ein Ende 200 eines
Auslösehebels 202 in
den Schlitz 45 in dem Schwenkelement 38 ein. Aus
Gründen
der Übersichtlichkeit
ist in der Zeichnung nur die Hälfte des
Hebels 202 dargestellt, aber der Hebel ist symmetrisch
um den schnurlosen Verbinder 18 angeordnet und hat zwei
Arme 204, deren Enden mit dem jeweiligen Schwenkelement 38 in
Eingriff ste hen. Der Auslösehebel
ist an der Trägerplatte 22 schwenkbar gelagert,
und sein anderes Ende 206 ist mit einem Bedienknopf verbunden,
der sich für
die Bedinung durch einen Benutzer von der Basis des Gefäßes erstreckt.
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Der Auslösehebel 202 ist mit
einer V-Kerbe 210 in einer Zunge 212 versehen,
die ein Ende einer nicht gezeigten C-Feder aufnimmt, deren anderes Ende
in eine V-Kerbe 216 in einer Platte 214 eingreift, die
durch Befestigungsöffnungen 23 (siehe 3) in der Trägerplatte 22 an
dieser befestigt ist. Dadurch wird ein bistabiler Sprungfedermechanismus
geschaffen.
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Wenn ein Bimetall-Aktuator 12, 14 in
vorstehend beschriebener Weise arbeitet, wird ein Schwenkelement 38 in
dem Maße
angehoben, dass es eine Ende 200 des Auslösehebels 202 anhebt,
um zu bewirken dass sich der Federmechanismus über die Mitte bewegt und dadurch
das Schwenkelement 38 mit einer Schnappfunktion weiter
bewegt, um beide Kontaktgruppen zu öffnen. Dadurch wird die Verbindung
an zwei Polen gelöst,
auch wenn möglicheweise
nur einer der Aktuatoren 12, 14 zum Einsatz gekommen
war. Der Auslösehebel 202 ist
stabil in dieser Position, und die Kontakte können nicht wieder geschlossen
werden, ehe der Benutzer den Mechanismus unter Verwendung des Hebelarms 20 zurückstellt,
ungeachtet dessen, ob die Bimetall-Aktuatoren 12, 14 zu
ihrer ursprünglichen
Konfiguration zurückkehren.
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Diese Konstruktion kann weiter modifiziert werden,
so dass sie eine Dampfsteuerung/-regelung enthält, wie das schematisch in 10 gezeigt ist. In dieser
Ausführungsform
trägt ein
Befestigungselement 300 einen Bimetall-Aktuator 19 mit Schnappfunktion
eines bereits an früherer
Stelle beschriebenen Typs. Das Befestigungselement 300 ist
an der Trägerplatte 22 der
vorhergehenden Ausführungsformen
befestigt und ist tatsächlich
zwischen dem Verbinder 18 und der Platte 22 aufgenommen.
Ein Wulstbereich 304 des Aktuators 19 liegt über einem Quersteg 307 eines
Auslösehebels 308,
der im wesentlichen wie in der vorhergehenden Ausführungsform
beschrieben montiert ist. Wie schematisch in 2 dargestellt ist, befindet sich der
Aktuator 19 unter einem von dem Gefäß wegführenden Dampfkanal 11,
so dass, wenn die Flüssigkeit
in dem Gefäß kocht,
Dampf auf den Aktuator 19 ausgestoßen wird, wodurch sich der
Aktuator in die andere Richtung wölbt und dadurch den Hebel 308 auslöst. Dies
bewirkt, dass beiden Kontaktgruppen in der Steuerung/Regelung geöffnet werden,
um die Stromzufuhr zu dem Element 8 zu unterbrechen, wobei
die Kontakte nicht wieder geschlossen werden können, ohne dass ein Benutzer
den Hebel zurückstellt,
wie das vorstehend im Zusammenhang mit 8 beschrieben wurde. Der Aktuator 19 befindet
sich unter der Basis des Gefäßes 4 und
ist von dessen Rand nach innen beabstandet.
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Die 1 und 2 zeigen, dass sich die Basisplatte
nicht über
die gesamte Fläche
des Gefäßes erstrecken
muss oder in dieser eingebettet sein muss, sondern dass sie stattdessen
als ringförmiges
Element konfiguriert sein kann. In diesem Fall sind, wie in 1 gezeigt, die Bimetall-Aktuatoren 12, 14 für einen
guten Wärmekontakt
mit dem Element in Kontakt mit einem nach innen weisenden Flansch 10 des Aluminiumrings
montiert, wobei eine derartige Anordnung eine beachtliche Menge
an Aluminium spart und für
ein Kochen in dem Gefäß sorgt,
das von dem Aktuator rascher gefühlt
wird, damit das Gefäß abgeschaltet
wird.
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Bezugnehmend auf die 10 und 11 ist
ein bevorzugter Anschluss 400 gemäß der Erfindung aus einem Rohling 402 hergestellt,
der aus einem 0,25 mm starken Berylliumkupferstreifen gestanzt wird.
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Der Anschluss hat ein Ende 404 mit
zwei Federscheiben 406, das, wie vorstehend beschrieben, für die Lagerung
in einem Formteil vorgesehen ist. Das andere Ende des Anschlusses
ist mit einem Gabelschuh 408 und einer federnden Zunge 410 ausgebildet,
die nach hinten gegen den gegenüberliegenden
Bodenbereich 412 des Anschlussendes vorgespannt ist. Die
Zunge ist oben und unten (in Richtung von 10) durch Klappen 414, 416,
die von dem Boden bereich 412 nach oben gefaltet sind, begrenzt und
entlang einer Kante an der Klappe 416 befestigt. Die Zunge 410 ist
an der Frontseite durch eine Platte 420 begrenzt, wobei
eine Öffnung 422 Zugang
zu der Zunge 410 gewährt.
Die Zunge ist zurückgebogen, wie
in 10 gezeigt, so dass
sie an dem Bodenbereich 412 elastisch zur Anlage kommt,
damit ein Draht oder dergleichen durch die Öffnung 422 und unter
die Zunge 410 geschoben werden kann, um dort gehalten zu
werden. Der an den Bodenbereich 412 angrenzende Bereich 424 ist
in Einschubrichtung des Drahtes abgewinkelt, so dass er, während er
beim Einschieben des Drahtes eine Durchfederung der Zunge erlaubt,
den zurückgezogenen
Draht präsentiert.
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Ein exemplarisches Verfahren für die Konstruktion
des Anschlusses wird nun unter Bezugnahme auf 11 erläutert.
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Zunächst wird der Endbereich 424 der
Zunge 410 nach hinten gebogen, um den elastisch federnden
Bereich für
den Eingriff mit dem Bodenbereich 412 zu schaffen. Dann
werden die Klappen 414 und 416 von dem Bodenbereich 412 des
Rohlings um 90° nach
oben gebogen. Anschließend
wird der Rohling um 180° entlang
der Linie 428 gefaltet, um aus den beiden Platten 408a, 408b den
Gabelschuh 400 mit doppelter Dicke zu bilden. Die Platte 420 wird
dann um 90° um
die Linie 430 in ihre Endposition gefaltet, und schließlich werden
die beiden Enden des Rohlings bezogen aufeinander um 90° um die Linie 432 gefaltet.
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Während
in den vorstehend beschriebenen Ausführungsformen Aktuatoren verwendet
werden, die im wesentlichen mit gleicher Betriebstemperatur arbeiten,
wäre es,
falls es zum Beispiel die örtlichen Sicherheitsvorschriften
erfordern, möglich,
dass ein Aktuator mit einer höheren
Temperatur als der andere arbeitet.
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Eine weitere Ausführungsform der Erfindung wird
nunmehr mit Bezug auf die 12, 13 und 14 beschrieben. Diese Ausführungsform
ist ähnlich
wie die in den 3 bis 7 dargestellte Ausführungsform und
bietet Schutz nur für
den Fall, dass das Gefäß trocken
kocht oder ohne darin enthaltene Flüssigkeit angeschaltet wird.
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Wie in der vorhergehenden Ausführungsform
umfasst diese Steuerung/Regelung 500 eine Untergruppe 502,
die mit einem schnurlosen elektrischen Verbinder 504 vereinigt
ist.
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Das Basisbauteil der Untergruppe 502 der Steuerung/Regelung
ist eine Trägerplatte 506,
die ein gepresstes Stahlteil ist. 14 ist
eine detaillierte Darstellung dieser Platte 506 von unten.
Die Trägerplatte 506 hat
zwei gegenüberliegende
Befestigungsstellen 508 für jeweilige Bimetall-Aktuatoren 510 mit Schnappfunktion,
die an der Seite der Trägerplatte 506 montiert
sind, die bei Benutzung obenauf liegt. Diese Aktuatoren entsprechen
dem im Zusammenhang mit den vorhergehenden Ausführungsformen beschriebenen
Typ und sind so gewählt,
dass sie im wesentlichen die gleichen Betriebscharakteristiken besitzen.
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Die Befestigungsstellen 508 für die betreffenden
Aktuatoren haben jeweils eine Befestigungsöffnung 512 für die Aufnahme
eines Niets oder dergleichen, der sich zur Festlegung des Aktuators 510 in seiner
Position durch dessen Zunge 514 hindurch erstreckt. Um
jede Befestigungsstelle 508 herum ist ein Fenster 516 vorgesehen,
das die Übertragung
der Bewegung des Aktuators durch die Platte 506 erlaubt.
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Die Trägerplatte 506 ist
mit einem schnurlosen Verbinder 504 des Gefäßes vereinigt.
Der Träger 506 ist
an der Oberseite des Verbinders in der Weise montiert, dass er zwischen
der Basis des Gefäßes und
dem Verbinder liegt. Da der Verbinder unter dem Träger 506 und
von diesem verdeckt wäre,
ist die Position des Trägers
aus Gründen
der Übersichtlichkeit in 15 anhand der gestrichelten
Linien dargestellt. Der Verbinder 504 ist allgemein ähnlich dem
in den 2 bis 9 beschriebenen Verbinder
und umfasst ein allgemein becherförmiges Kunststoff Formteil 518,
in welchem ein zentraler Leitungsstift 520 und ein konzentrischer
ringförmiger
Neutralanschluss 522 angeordnet sind. Diese sind in der
Basis 524 des Formteils 518 festgelegt. Ein ringförmiger Erdungsanschluss 526 ist
ebenfalls vorgesehen und liegt an der inneren Umfangswand des Formteils 518 an.
Das Formteil ist mit gegenüberliegenden
geformten Bohrungen 528 versehen, deren jede eine verschiebbare Stößelstange 530 aufnimmt.
Die Bohrungen 528 sind so positioniert, dass die Stößelstange 530 mit
einem beweglichen Abschnitt ihres betreffenden Aktuators 510 fluchtet.
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Das Formteil 518 hat an
seiner Oberfläche gebildete
Nuten 532, 534, die jeweils Leitungs- und Neutralanschlussstreifen 536, 538 aufnehmen,
die die elektrische Verbindung mit dem Leitungsstift 520 herstellen
und die jeweils an den Leitungsstift und den neutralen Ring 522 genietet
sind. Anders als bei der vorhergehenden Ausführungsform erstrecken sich
die Streifen 536, 538 jedoch geradeaus über eine
Kante des Formteils 518. Die Enden 540, 542 der
Streifen 536, 538 tragen bewegliche elektrische Kontakte 544, 546 und
sind nicht durch das Gehäuse gehalten,
so dass sie durch die Stößelstangen 530 federnd
ausgelenkt werden können,
wie das weiter unter beschrieben wird.
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Das Formteil 518 ist außerdem mit
zwei Befestigungen 548, 550 für jeweilige Anschlüsse 552, 554 für die Verbindung
mit den Anschlüssen
des Elements versehen. Die Anschlüsse 552, 554 umfassen Gabelschuhbereiche 556, 558 und
Einschubverbindungsteile 560, 562, um hinsichtlich
der Verbindung zu dem Element für
Flexibilität
zu sorgen. Die Enden der Anschlüsse 552, 554 tragen
feststehende elektrische Kontakte 564, 566 oder
können
versilbert sein und wirken mit den beweglichen Kontakten 544, 546 zusammen.
Wie in 13 erkennbar
ist, sind die feststehenden Kontakte 564, 566 über den
beweglichen Kontakten 544, 546 angeordnet.
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Nach seinem Zusammenbau wird der schnurlose
Verbinder 504 an der Trägerplatte 506 befestigt,
indem die an dem Träger
vorgesehenen Fahnen 570 durch Öffnungen 572 hindurchgeführt werden,
die in dem Formteil vorgesehen sind, und indem die Enden der Fahnen
umgebogen werden, um die Platte 506 und den Verbinder 504 zusammenzuschließen.
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Die gesamte Baugruppe wird auf ähnliche Weise
wie bei der vorhergehenden Ausführungsform durch
Befestigungsöffnungen 574 an
dem Träger 506 an
einer Basis des Gefäßes montiert,
so dass zwischen den Aktuatoren 510 und der Basis des Gefäßes ein
guter Wärmekontakt
gegeben ist. Um für Flexibilität hinsichtlich
der Befestigungsstellen und Anordnungen zu sorgen, kann eine Vielfalt
von Befestigungsöffnungen 574 an
der Ecke vorgesehen sein. Die Befestigung ist derart, dass der schnurlose Verbinder
im wesentlichen in der Mitte der Basis des Gefäßes liegt.
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Wenn das Gefäß während des Betriebs trocken
kochen oder ohne darin vorhandenes Wasser angeschaltet werden sollte,
beginnen das Gefäß und das
Element sich zu überhitzen.
Der Temperaturanstieg wird von den Aktuatoren 510 gefühlt, und
wenn diese ihre Betriebstemperatur erreichen krümmt sich einer oder krümmen sich
beide in der umgekehrten Richtung und bewegen ihre jeweilige Stößelstange 530 in
der Richtung von 13 nach
unten. Dadurch wird das betreffende Blattfederende 540, 542 nach unten
geschoben, wodurch die Kontakte in einem oder in beiden Polen der
Stromleitung zu dem Element geöffnet
werden. Wenn sich das Elementgefäß um einen
vorgegebenen Betrag abkühlt,
krümmen sich
die Aktuatoren 510 in der anderen Richtung, so dass die
Kontakte unter der Elastizität
der Blattfedern 536, 538 wieder hergestellt werden
können
und so die Stromleitung wieder mit dem Element verbunden wird. Daher
ist dies ein automatisch rückstellbares System,
dessen Zyklus andauert, bis der Strom zu dem Gefäß durch einen Benutzer abgeschaltet
wird.
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Die 15 und 16A und 16B zeigen eine weitere Ausführungsform
der Erfindung. Diese Ausführungsform
ist eine Modifizierung der Ausführungsform
der 12 und 13 zum Integrieren einer
Kochsteuerung/-regelung und zur Ermöglichung einer manuellen Rückstellung
der Kochsteuerung/-regelung.
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Die in den 15 und 16 gezeigte
Steuer-/Regelvorrichtung 700 umfasst eine Trägerplatte 702,
die exakt die gleiche ist wie jene in der Ausführungsform der 12 und 13,
und einen schnurlosen Verbinder 704, der im wesentlichen
der gleiche ist wie jener, der in dieser Ausführungsform gezeigt ist. Die
einzige bedeutende Modifikation an dem Verbinder 704 ist,
dass sein Formteil 706 eine seitliche "⨅"-förmige
Verlängerung 708 aufweist.
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Der Scheitel 710 der Verlängerung 708 hat ein
Gehäuse 712 für einen
Bimetall-Aktuator 714, der,
wie nachfolgend beschrieben wird, dem Dampf aus dem Gefäß ausgesetzt
ist. Die Oberseite des Gehäuses 712 ist
mit einem Kamin 716 versehen, über welchen bei Benutzung ein
Rohr 718 greift, das mit einem aus dem Gefäß führenden
Dampfrohr (nicht gezeigt) verbunden ist, das sich zum Beispiel durch die
Basis des Gefäßes oder
entlang einer Außenwand
desselben erstreckt.
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Das Formteil 706 trägt auch
einen federbelasteten Auslösehebel 720.
Der Auslösehebel 720 ist in
Schneidenlagern 722, die in jeweiligen Stützen 724 des
Formteils 706 vorgesehen sind, gelagert und durch eine
C-förmige
Sprungfeder, die in jeweilige Befestigungen 728, 730 in
dem Hebel 720 und dem Formteil 706 eingreift,
federbelastet. An dem Scheitel des Auslösehebels 720 befindet
sich eine Fahne 732, die an dem Bimetall-Aktuator 714 angreift.
Das andere Ende des Hebels ist gegabelt und hat eine Anzahl von
Armen 734, 736, 738, 740 an
dem Ende eines jeden gegabelten Bereichs.
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Die Arme 734, 736 sind
für den
Eingriff mit jeweiligen Anschlussstreifen 742, 744 des
Verbinders 704 positioniert. Wenn sich die Steuerung/Regelung in
der schräggestellten
Position befindet, d.h. in der in 16A dargestellten
Position, liegt der Arm 736 genau unter dem Anschlussstreifen 742.
Der Arm 734 liegt jedoch über der Oberseite des Streifens 742,
wie das am deutlichsten in 15 gezeigt
ist.
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Wenn ein Bimetall-Aktuator 746 im
Einsatz ist, drückt
dieser eine Stößelstange 750 nach
unten, wie in der vorhergehenden Ausführungsform, um die Kontakte
ein wenig zu öffnen
und dadurch die Stromzufuhr zu dem Element des Gefäßes zu unterbrechen.
Während
dieser Abwärtsbewegung
gelangt jedoch der Streifen 742 in Angriff an dem Arm 736 und bewegt
ihn um einen Betrag nach unten, der ausreicht, um den Auslösehebel 720 hinsichtlich
der C-Feder 726 über
die Mitte zu schwenken. Dies bewirkt eine Bewegung des Auslösehebels
in die in 16B gezeigte
voll geöffnete
Position, wobei der Arm 734 mit der Oberseite des Anschlusslstreifens 742 in
Eingriff gelangt, um diesen nach unten zu bewegen und einen minimalen
Kontaktspalt von ganzen 3 mm zu schaffen. Um die Steuerung/Regelung zurückzustellen,
muss der Auslösehebel
wieder zurück
in die Schräglage
gebracht werden, indem das Ende des Ausllösehebels 720 zum Beispiel
durch einen an dem Ende des Hebels befestigten und aus dem Fach
in der Basis des Gefäßes herausragenden Hebel
nach unten gedrückt
wird.
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Es ist klar, dass diese Steuerung/Regelung ungeachtet
dessen arbeitet, welcher Aktuator im Falle einer Überhitzung
des Gefäßes zum
Einsatz kommt. Sie arbeitet auch, wenn Flüssigkeit in dem Gefäß kocht.
Insbesondere wenn Dampf zu dem Dampf-Aktuator 714 geleitet
wird und dieser zum Einsatz kommt, bewegt er den Auslösehebel 720 durch die
Fahne 732 nach oben und veranlasst, dass sich auch der
Hebel 720 über
die Mitte bewegt und dadurch die Kontakte aufgrund des an der Oberseite des
Streifens 742 angreifenden Arms 734 öffnet.
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Eine noch weitere Ausführungsform
wird nachstehend mit Bezug auf die 17 und 18A und 18B beschrieben. Diese zeigt eine Steuerung/Regelung
800, die anstelle von schnurlosen Verbindern wie in der vorherigen
Ausfüh rungsform
für die
Verwendung in Vorrichtungen "mit
Schnur" geeignet
ist, bei denen ein Steckereinlass 802 in einer Wand des Gefäßes gebildet
ist.
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Diese Ausführungsform teilt sich jedoch
sehr viele gemeinsame Komponenten mit der vorherigen Ausführungsform.
Insbesondere benutzt sie die gleiche Trägerplatte 804 und
den gleichen Auslösehebel 806 wie
in der vorhergehenden Ausführungsform.
In dieser Ausführungsform
jedoch unterscheidet sich das Formteil 808 von jenem der
vorherigen Ausführungsform.
Das Formteil 808 trägt
Anschlüsse 810, 812,
die jenen in der vorherigen Ausführungsform entsprechen,
und es hat auch Bohrungen 814 für die Aufnahme von jeweiligen
Stößelstangen 816 für den Eingriff
mit Bimetall-Aktuatoren 818, wie in der vorherigen Ausführungsform.
Das (Formteil 808 ist in der gleichen Weise wie an früherer Stelle
beschrieben auch an der Trägerplatte 804 montiert.
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Das Formteil 808 hat ebenfalls
eine allgemein "⨅"-förmige seitliche
Verlängerung 822,
wie in der vorherigen Ausführungsform,
und trägt
das Steckereinlassgehäuse-Formteil 802 an
seinem Scheitel.
-
Wie in der vorherigen Ausführungsform
fixiert das Formteil 802 einen Bimetall-Aktuator 824 in einem Gehäuse 826,
wobei das Gehäuse
einen Kamin 828 aufweist, an welchem ein flexibles Dampfrohr 830 angebracht
ist, das sich um die Oberseite des Steckereinlassgehäuses 802 erstreckt,
um mit einem Dampfrohr 832 ineinanderzugreifen, das durch
die Basis 834 des Gefäßes hervorsteht.
Ein flexibles Rohr ist bei dieser Ausführungsform besonders vorteilhaft,
da es ermöglicht,
den Dampf wirksam in einem begrenzten Raum um den Steckereinlass
zu leiten und ebenso Herstellungstoleranzen auszugleichen.
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Der Einlass 802 behaust
einen Leitungs-, Neutral- und Erdungsstift 836, 838, 840.
Der Erdungsstift 840 ist durch einen an den Stift 840 genieteten
leitenden Streifen 842 mit einem Erdungskabelschuh 844 an
der Trägerplatte 804 verbunden.
Strom wird durch jeweilige leitende Streifen 846, 848 von dem
Lei tungs- und dem Neutralstift 836, 838 geleitet. Diese
Streiften 846, 848 laufen entlang von jeweiligen
in der Oberfläche
des Formteils 808 vorgesehenen Kanälen 850, 852 und
sind in diese Kanäle
geklemmt und über
jeweilige Kanten 850, 852 gebogen, so dass sie
sich an ihren freien Enden wölben
können.
Diese Ende tragen jeweilige Kontakte 858, 860, die
mit dein an den jeweiligen Anschlüssen 810, 812 vorgesehenen
Kontakten im Eingriff sind, um Strom zu dem Element zu leiten. Die
Elastizität
der Streifen 846, 848 sorgt für einen Kontaktdruck in den
jeweiligen Kontaktpaaren.
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Der Auslösehebel 806 ist auf
die gleiche Weise wie in der vorherigen Ausführungsform an dem Formteil 808 montiert.
Der Hebel hat dies gleiche Arm-Konfiguration an seinem freien Ende
wie in der vorherigen Ausführungsform,
jedoch sind es die anderen beiden Arme, die bei Betrieb der Steuerung/Regelung
verwendet werden. Insbesondere ist der Arm 862 so positioniert,
dass er unter dem Ende des betreffenden Streifens 846, 848 liegt,
und der Arm 864 ist so angeordnet, dass er über ihm
liegt. Wenn also im Überhitzungsfall
der Gefäßbasis der eine
oder der andere Bimetall-Aktuator 818 zum Einsatz kommt,
wölbt sich
das Ende des betreffenden Streifens 846, 848 nach
unten, um den elektrischen Kontakt in dem Kontaktpaar zu unterbrechen,
und nimmt dabei den Arm 862 auf. Dieser Arm wird ausreichend
bewegt, um zu veranlassen, dass sich der Auslösehebel 806 bezogen
auf seine C-Feder über die
Mitte bewegt und dadurch bewirkt, dass der weitere Arm 864 an
der Oberseite des Streifens 846, 848 angreift,
um die Kontakte vollständig
zu öffnen,
wie bei der vorherigen Ausführungsform
und wie in 18B gezeigt. Ähnlich bewirkt
der Bimetall-Dampfaktuator
bei seinem Betrieb ein Auslösen
des Hebels, wodurch veranlasst wird, dass beide Arme 864 mit
dem jeweiligen Streifen 850, 852 in Eingriff gelangen,
um die Kontakte zu öffnen.
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Um den Mechanismus wie in der vorherigen Ausführungsform
zurückzustellen,
muss der Auslösehebel 806 nach
unten gedrückt
werden. Dies kann durch eine Betätigung
der Hebel 870, 872 geschehen, die auf Befestigungszapfen 874,
876 an
den Seiten des Auslösehebels 806 gesteckt
werden können
und die auf beiden Seiten des Steckereinlasses 802 zur
Außenseite
der Gefäßbasis abnagen.
Abschirmungen 878, 880 können vorgesehen sein, um die Öffnungen 882, 884 an
der Seitenwand des Gefäßes, durch
welche die Hebel hindurchtreten, zu verschließen. Diese Hebel 870, 872 können betätigt werden,
um die Steuerung/Regelung nach ihrem Betrieb zurückzustellen oder um den Hebelmechanismus
auszulösen,
wenn eine Unterbrechung des Betriebs des Gefäßes an einem beliebigen Punkt
während
des Betriebs gewünscht
wird.
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Während
diese Ausführungsformen
mit Bezug auf Gefäße zum Erhitzen
von Flüssigkeit
beschrieben wurden, an deren Basis spiralenförmige Heizelemente angebracht
sind, erstreckt sich die Erfindung auch auf andere Arten von Gefäßen zum
Erhitzen von Flüssigkeit,
mit einer Heizvorrichtung in der Basis, zum Beispiel Gefäße zum Erhitzen
von Flüssigkeit,
an deren Basis gedruckte Heizelemente vorgesehen sind.