DE29714770U1 - Heating device for an electrical device and electrical device for heating a liquid - Google Patents
Heating device for an electrical device and electrical device for heating a liquidInfo
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Description
Rieker Elektronik 197 001 GRieker Electronics 197 001 G
72285 Pfalzgrafenweiler 14.08.199772285 Pfalzgrafenweiler 14.08.1997
Heizeinrichtung für ein Elektrogerät undHeating device for an electrical appliance and Elektrogerät zum Erwärmen einer FlüssigkeitElectrical device for heating a liquid
Die Erfindung betrifft eine Heizeinrichtung für ein Elektrogerät zum Erhitzen einer Flüssigkeit, insbesondere fur einen Eierkocher, Wasserkocher oder Babyflaschenwärmer, sowie ein Elektrogerät zum Erhitzen einer Flüssigkeit.The invention relates to a heating device for an electrical appliance for heating a liquid, in particular for an egg cooker, kettle or baby bottle warmer, as well as an electrical appliance for heating a liquid.
Es ist bekannt, als Heizeinrichtungen fur derartige Elektrogeräte Rohrheizkörper zu verwenden, die unterhalb einer Heizplatte angeordnet sind oder auch direkt mit der zu erhitzenden Flüssigkeit in Kontakt stehen. Die Verwendung von Rohrheizkörpern bringt jedoch den Nachteil mit sich, daß zusätzlich Montageplatten vorgesehen werden müssen, auf denen der Signalgeber (z.B. ein elektromagnetischer Summer) und ein Temperaturschalter (üblicherweise ein Bimetallschalter) vorgesehen sind, welche mit den Anschlüssen des Rohrheizkörpers verbunden werden müssen. Durch diese Vielzahl von Einzelteilen bedingt ergibt sich für Elektrogeräte zum Erhitzen einer Flüssigkeit ein hoher Montageaufwand.It is known to use tubular heaters as heating devices for such electrical devices. These are arranged underneath a heating plate or are in direct contact with the liquid to be heated. However, the use of tubular heaters has the disadvantage that additional mounting plates must be provided on which the signal transmitter (e.g. an electromagnetic buzzer) and a temperature switch (usually a bimetal switch) are provided, which must be connected to the connections of the tubular heater. Due to this large number of individual parts, electrical devices for heating a liquid require a lot of assembly work.
Ausgehend hiervon liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Heizeinrichtung für ein Elektrogerät zum Erhitzen einer Flüssigkeit bereitzustellen, die einfach handhabbar und mit verringertem Montageaufwand in ein Elektrogerät zum Erhitzen einer Flüssigkeit einbaubar ist. Des weiteren soll durch die bereitzustellende Heizeinrichtung der in dem Elektrogerät erfor-Based on this, the invention is based on the object of providing a heating device for an electrical device for heating a liquid, which is easy to handle and can be installed in an electrical device for heating a liquid with reduced assembly effort. Furthermore, the heating device to be provided is intended to provide the required heating element in the electrical device.
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derliche Bauraum zur Aufnahme der Heizeinrichtung reduziert werden. Darüber hinaus liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein einfach und schnell montierbares Elektrogerät zum Erhitzen einer Flüssigkeit bereitzustellen. The necessary installation space for accommodating the heating device can be reduced. In addition, the invention is based on the object of providing an electrical device for heating a liquid that can be installed easily and quickly.
Zur Lösung der Erfindung wird eine Heizeinrichtung mit den Merkmalen des Anspruches 1 vorgeschlagen. Demnach weist die erfindungsgemäße Heizeinrichtung einen einteiligen Aufbau auf, bei dem auf einer keramischen Trägerplatte mindestens eine einen ersten Heizkreis bildende Widerstandsleiterbahn sowie sämtliche weiteren notwendigen Komponenten angeordnet sind. Bei diesen Komponenten handelt es sich um einen Temperaturschalter zum Unterbrechen der Stromzufuhr zu der Widerstandsleiterbahn, einen Signalgeber sowie eine Ansteuerelektronik fur den Signalgeber, mittels welcher der Signalgeber bei Öffnen des Temperaturschalters aktivierbar ist, sowie Anschlußkontakte fur eine Betriebsspannung. Durch ihren einteiligen Aufbau ist die erfindungsgemäße Heizeinrichtung besonders einfach handhabbar. Insbesondere müssen bei der Montage der Heizeinrichtung in ein entsprechendes Elektrogerät zum Erhitzen einer Flüssigkeit nicht mehr mehrere Teile angeordnet, befestigt und miteinander verbunden werden, sondern es muß nur noch die keramische Trägerplatte an der dafür vorgesehenen Stelle in dem Elektrogerät befestigt werden. Die erfindungsgemäße Heizeinrichtung ist aufgrund der Verwendung von Kerarnikmaterial für die Trägerplatte besonders leicht. Da die Widerstandsleiterbahn auf der Trägerplatte nur eine geringe Breite aufweist, kann die erfindungsgemäße Heizeinrichtung derart kompakt ausgeführt sein, daß sie kleiner ist als eine Handfläche, so daß der zur Aufnahme der Heizeinrichtung in einem Elektrogerät erforderliche Bauraum deutlich reduziert werden kann.To solve the problem of the invention, a heating device with the features of claim 1 is proposed. Accordingly, the heating device according to the invention has a one-piece structure in which at least one resistance conductor track forming a first heating circuit and all other necessary components are arranged on a ceramic carrier plate. These components are a temperature switch for interrupting the power supply to the resistance conductor track, a signal generator and control electronics for the signal generator, by means of which the signal generator can be activated when the temperature switch is opened, as well as connection contacts for an operating voltage. Due to its one-piece structure, the heating device according to the invention is particularly easy to handle. In particular, when installing the heating device in a corresponding electrical device for heating a liquid, several parts no longer have to be arranged, fastened and connected to one another, but only the ceramic carrier plate has to be fastened to the location provided for it in the electrical device. The heating device according to the invention is particularly light due to the use of ceramic material for the carrier plate. Since the resistance conductor track on the carrier plate has only a small width, the heating device according to the invention can be designed so compactly that it is smaller than the palm of a hand, so that the installation space required to accommodate the heating device in an electrical device can be significantly reduced.
In Ausgestaltung der Erfindung sind die mindestens eine Widerstandsleiterbahn sowie Leiterbahnen zum Anschluß und zum Verbinden der übrigen Komponenten nach Art einer Hybridschaltung auf die keramische Trägerplatte aufgedruckt. Dadurch wird ein besonders platzsparender und kompakter Aufbau der erfindungsgemäßen Heizeinrichtung ermöglicht.In an embodiment of the invention, the at least one resistance conductor track as well as conductor tracks for connecting and connecting the other components are printed on the ceramic carrier plate in the manner of a hybrid circuit. This enables a particularly space-saving and compact design of the heating device according to the invention.
In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist auf der keramischen Trägerplatte ein zweiter Heizkreis aus mindestens einer Widerstandsleiterbahn mit einer geringeren Heizleistung vorgesehen. Vorteilhafterweise ist der zweite Heizkreis mit Öffnen des Temperaturschalters aktivierbar.In an advantageous embodiment of the invention, a second heating circuit consisting of at least one resistance conductor track with a lower heating output is provided on the ceramic carrier plate. The second heating circuit can advantageously be activated by opening the temperature switch.
In besonders vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist die Heizleistung des zweiten Heizkreises so bemessen, daß nach dem Öffnen des Temperaturschalters und somit nach dem Unterbrechen des ersten Heizkreises die Temperatur nicht unter die Schalttemperatur des Temperaturschalters sinkt. Der zweite Heizkreis dient dann zur Warmhaltung der erhitzten Flüssigkeit oder nach Verdunsten der Flüssigkeit zum Warmhalten von Füllgut durch Konvektion, nachdem der erste Heizkreis abgeschaltet ist. Dies gestattet eine besonders vorteilhafte Verwendung der erfindungsgemäßen Heizeinrichtung in einem Temperierbad, wie beispielsweise einem Babyflaschenwärmer. Vorteilhafterweise beträgt die Heizleistung des zweiten Heizkreises 20 bis 30 Watt.In a particularly advantageous embodiment of the invention, the heating power of the second heating circuit is dimensioned such that after the temperature switch is opened and thus after the first heating circuit is interrupted, the temperature does not fall below the switching temperature of the temperature switch. The second heating circuit then serves to keep the heated liquid warm or, after the liquid has evaporated, to keep the contents warm by convection after the first heating circuit has been switched off. This allows a particularly advantageous use of the heating device according to the invention in a temperature bath, such as a baby bottle warmer. The heating power of the second heating circuit is advantageously 20 to 30 watts.
In Ausgestaltung der Erfindung ist der Signalgeber ein akustischer Signalgeber. In an embodiment of the invention, the signal generator is an acoustic signal generator.
In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung verfugt die Heizeinrichtung über einen zweischichtigen Aufbau bestehend aus der keramischenIn a further advantageous embodiment of the invention, the heating device has a two-layer structure consisting of the ceramic
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Träge&phgr;latte und einer auf die Trägerplatte flächig aufgebrachten dielektrischen Schicht, wobei die Widerstandsleiterbahnen, der Temperaturschalter, der Signalgeber, die Ansteuerelektronik fur den Signalgeber und die Anschlußkontakte sowie die diese Komponenten verbindende Leiterbahnen auf die dielektrische Schicht aufgebracht sind. Durch einen derartigen zweischichtigen Aufbau unter Verwendung einer dielektrischen Schicht kann eine Durchschlagsfestigkeit von 1,25 kV erreicht werden, was Voraussetzung für eine Zuordnung der erfindungsgemäßen Heizeinrichtung in die Schutzklasse 2 ist.Carrier plate and a dielectric layer applied flatly to the carrier plate, whereby the resistance conductor tracks, the temperature switch, the signal generator, the control electronics for the signal generator and the connection contacts as well as the conductor tracks connecting these components are applied to the dielectric layer. A dielectric strength of 1.25 kV can be achieved through such a two-layer structure using a dielectric layer, which is a prerequisite for assigning the heating device according to the invention to protection class 2.
In Ausgestaltung der Erfindung ist die dielektrische Schicht auf die Trägerplatte aufgedruckt und eingebrannt und weist vorteilhafterweise eine Dicke von 30 bis 70 \xm auf.In an embodiment of the invention, the dielectric layer is printed and fired onto the carrier plate and advantageously has a thickness of 30 to 70 \xm .
Zur weiteren Lösung der Erfindung wird ein Elektrogerät zum Erhitzen einer Flüssigkeit mit den Merkmalen des Anspruches 11 vorgeschlagen. Das erfindungsgemäße Elektrogerät verfugt dabei über eine vorstehend beschriebene Heizeinrichtung, die thermisch gut leitend mit der freien Seite der keramischen Trägerplatte an die Außenseite eines die zu erhitzende Flüssigkeit aufnehmenden Gefäßes angebracht ist. Ein derartiges Elektrogerät ist besonders einfach und schnell montierbar und es muß nur ein relativ kleiner Bauraum zur Aufnahme der Heizeinrichtung vorgesehen sein.To further solve the invention, an electrical device for heating a liquid is proposed with the features of claim 11. The electrical device according to the invention has a heating device as described above, which is attached to the outside of a vessel containing the liquid to be heated with the free side of the ceramic carrier plate in a way that is good thermal conductivity. Such an electrical device is particularly easy and quick to install and only a relatively small installation space has to be provided to accommodate the heating device.
In Ausgestaltung der Erfindung ist die Heizeinrichtung mittels eines Temperaturleitklebers an das Gefäß angeklebt. Dadurch wird eine bei der Montage schnell vornehmbare, jedoch dauerhafte Verbindung guter Temperaturleitfähigkeit erzielt.In an embodiment of the invention, the heating device is glued to the vessel using a thermally conductive adhesive. This creates a connection with good thermal conductivity that can be made quickly during assembly, but is permanent.
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Die Erfindung ist in der Zeichnung anhand eines Ausiührungsbeispiels schematisch dargestellt und wird im folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnung ausfuhrlich beschrieben.The invention is shown schematically in the drawing using an exemplary embodiment and is described in detail below with reference to the drawing.
Die einzige Figur zeigt eine erfindungsgemäße Heizeinrichtung in Draufsicht. The single figure shows a heating device according to the invention in plan view.
Die Figur zeigt eine erfindungsgemäße Heizeinrichtung 10 mit einer keramischen Trägerplatte 12. Auf der keramischen Trägerplatte 12 ist vorzugsweise eine in der Figur nicht näher dargestellte dielektrische Schicht beispielsweise durch Aufdrucken flächig aufgebracht und eingebrannt.The figure shows a heating device 10 according to the invention with a ceramic carrier plate 12. A dielectric layer, not shown in detail in the figure, is preferably applied to the ceramic carrier plate 12, for example by printing, and fired.
Auf der dielektrischen Schicht oder, falls keine dielektrische Schicht auf der keramischen Trägerplatte 12 aufgebracht ist, direkt auf der keramischen Trägerplatte 12 sind eine Mehrzahl von Leiterbahnen 30, zwei einen ersten Heizkreis 15 bildende Widerstandsleiterbahnen 16 sowie einen zweiten Heizkreis 27 bildende Widerstandsleiterbahnen 28 aufgedruckt.A plurality of conductor tracks 30, two resistance conductor tracks 16 forming a first heating circuit 15 and resistance conductor tracks 28 forming a second heating circuit 27 are printed on the dielectric layer or, if no dielectric layer is applied to the ceramic carrier plate 12, directly on the ceramic carrier plate 12.
Des weiteren sind auf der keramischen Leiterplatte 12 mittels bekannten Löttechniken aufgebrachte und mit den Leiterbahnen 30 in Kontakt befindliche Komponenten vorgesehen, nämlich Anschlußkontakte 14 für eine Betriebsspannung, ein Temperaturschalter 18, ein Signalgeber 22 sowie eine Ansteuerelektronik 20 für den Signalgeber 22.Furthermore, components are provided on the ceramic circuit board 12 using known soldering techniques and are in contact with the conductor tracks 30, namely connection contacts 14 for an operating voltage, a temperature switch 18, a signal generator 22 and control electronics 20 for the signal generator 22.
Wie aus der Figur ersichtlich, steht die eine der sich in Form einer Rechteckspirale entlang dem äußeren Bereich der Trägerplatte 12 und im wesentlichen parallel zu deren Außenumfang erstreckenden Widerstandsleiterbahnen 16 mit einem ersten Anschlußkontakt 14a für die Betriebsspannung inAs can be seen from the figure, one of the resistance conductor tracks 16 extending in the form of a rectangular spiral along the outer region of the carrier plate 12 and essentially parallel to its outer circumference is connected to a first connection contact 14a for the operating voltage in
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Verbindung, während die andere Widerstandsleiterbahn 16 über Leiterbahnen 30 mit der Ansteuerelektronik 20 für den Signalgeber 22 verbunden ist. Die beiden Widerstandsleiterbahnen 16 sind mit ihrem jeweils anderen Ende mittels einer kurzen Leiterbahn 30 miteinander verbunden, wie dies in der Darstellung der Figur links unten veranschaulicht ist. Die Ansteuerelektronik 20 wiederum ist in den zweiten Heizkreis 27 integriert, der aus Widerstandsleiterbahnen 28 aufgebaut ist und mit dem zweiten Anschlußkontakt 14b für die Betriebsspannung verbunden ist.Connection, while the other resistance conductor track 16 is connected via conductor tracks 30 to the control electronics 20 for the signal generator 22. The two resistance conductor tracks 16 are connected to each other at their other end by means of a short conductor track 30, as shown in the representation of the figure at the bottom left. The control electronics 20, in turn, is integrated into the second heating circuit 27, which is made up of resistance conductor tracks 28 and is connected to the second connection contact 14b for the operating voltage.
Der Temperaturschalter 18 steht über eine Leiterbahn 30 mit dem zweiten Anschlußkontakt 14b in Verbindung. Einige Widerstandsleiterbahnen 28 des zweiten Heizkreises 27 sind dabei teilkreisförmig um den Temperaturschalter 18 angeordnet. Der Temperaturschalter 12 ist über ein Kabel 24 mit einer Lötstelle 26 verbunden, an welche die Ansteuerelektronik 20 ankontaktiert ist.The temperature switch 18 is connected to the second connection contact 14b via a conductor track 30. Some resistance conductor tracks 28 of the second heating circuit 27 are arranged in a partial circle around the temperature switch 18. The temperature switch 12 is connected via a cable 24 to a soldering point 26 to which the control electronics 20 are contacted.
Die Widerstandsleiterbahnen 28 des zweiten Heizkreises 27 verfügen, wie vorstehend beschrieben, über eine geringere Heizleistung als die Widerstandsleiterbahnen 16 des ersten Heizkreises 15. Sobald nach Einschalten des ersten Heizkreises 15 über eine an den Anschlußkontakten 14 anliegende Spannung die zu erhitzende Flüssigkeit die Schalttemperatur des Temperaturschalters 18 erreicht hat, öffnet der Temperaturschalter 18 und schließt den ersten Heizkreis 15 kurz. Über die Ansteuerelektronik 20 wird der über Lötstellen 32 an zwei Leiterbahnen 30 mit der Ansteuerelektronik 20 verbundene Signalgeber 22 betätigt, der ein optisches und/oder akustisches Signal für den Benutzer des Elektrogerätes ausgibt.The resistance conductor tracks 28 of the second heating circuit 27 have, as described above, a lower heating output than the resistance conductor tracks 16 of the first heating circuit 15. As soon as the liquid to be heated has reached the switching temperature of the temperature switch 18 after the first heating circuit 15 has been switched on via a voltage applied to the connection contacts 14, the temperature switch 18 opens and short-circuits the first heating circuit 15. The control electronics 20 actuates the signal transmitter 22, which is connected to the control electronics 20 via soldering points 32 on two conductor tracks 30 and emits an optical and/or acoustic signal for the user of the electrical device.
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Der dem Temperaturschalter 18 zugeordnete zweite Heizkreis 27 wird zusätzlich mit dem Schalten des Thermostaten aktiviert, wodurch der Gesamtwiderstand zunimmt. Durch den zweiten Heizkreis 27 wird der Temperaturschalter 18 auf einer oberhalb dessen Schalttemperatur liegenden Temperatur gehalten. Durch diese erfindungsgemäße Maßnahme wird verhindert, daß beispielsweise in einem Eierkocher nach dem Verdampfen des Wassers die Temperatur unter die Schalttemperatur des Temperaturschalters 18 sinkt und dieser wieder schließt, was ein erneutes Heizen des ersten Heizkreises 15 und einen Reset der Alarmeinrichtung zur Folge hätte. Darüber hinaus dient die von dem zweiten Heizkreis 27 abgegebene Wärme zur vorteilhaften Anwendung der erfindungsgemäßen Heizeinrichtung in einem Temperierbad, beispielsweise einem Babyflaschenwärmer, zur Warmhaltung der erhitzten Flüssigkeit nach dem Abschalten des ersten Heizkreises 15.The second heating circuit 27 associated with the temperature switch 18 is additionally activated when the thermostat is switched, whereby the total resistance increases. The second heating circuit 27 keeps the temperature switch 18 at a temperature above its switching temperature. This measure according to the invention prevents, for example, the temperature in an egg cooker from falling below the switching temperature of the temperature switch 18 after the water has evaporated and the switch closing again, which would result in the first heating circuit 15 heating up again and the alarm device being reset. In addition, the heat emitted by the second heating circuit 27 serves to advantageously use the heating device according to the invention in a tempering bath, for example a baby bottle warmer, to keep the heated liquid warm after the first heating circuit 15 is switched off.
Selbstverständlich ist die Erfindung nicht auf die in der Zeichnung dargestellte Ausfuhrungsform beschränkt. Vielmehr sind auch Schaltungsanordnungen für die erfindungsgemäße Heizeinrichtung denkbar, deren erster Heizkreis aus mehr als zwei Widerstandsleiterbahnen aufgebaut ist. Auch andere geometrische Anordnungen der Widerstandsleiterbahnen sind möglich, ohne daß dadurch der Schutzumfang der Erfindung verlassen würde.Of course, the invention is not limited to the embodiment shown in the drawing. Rather, circuit arrangements for the heating device according to the invention are also conceivable, the first heating circuit of which is made up of more than two resistance conductor tracks. Other geometric arrangements of the resistance conductor tracks are also possible without this leaving the scope of protection of the invention.
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| R207 | Utility model specification |
Effective date: 19980115 |
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| R163 | Identified publications notified |
Effective date: 19980602 |
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| R156 | Lapse of ip right after 3 years |
Effective date: 20010501 |