DE3323895A1 - Electrical heating element - Google Patents
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Abstract
Description
übnerover
' 11. Jl)L! 1383'11. Jl) L! 1383
Patentinhaber:Patent holder:
Aluwag Gebr. Wagner AG, DruckgußwerkAluwag Gebr. Wagner AG, die casting plant
CH-9246 iTiederbürenCH-9246 iTiederbüren
Gegenstand:Object:
Elektrischer HeizkörperElectric radiator
Anwaltsakte:Attorney's file:
Y 612Y 612
Beanspruchte Priorität: Österreich (AT); 1982 Juli 12Claimed priority: Austria (AT); 1982 July 12
A 269V82A 269V82
9/sa/149 / sat / 14
Die Erfindung bezieht sich auf einen elektrischen Heizkörper, insbesondere für thermische Haushaltsgeräte, wie Kaffeemaschinen, (Toaster, Eierkocher und dgl., bestehend aus mindestens einem elektrischen Widerstandsheizelement und einem wärmeleitenden Heizelementträger sowie einem von einem Bimetallelement betätigten, die Stromzufuhr zum Heizelement unterbrechenden Schalter, wobei das Bimetallelement nach Art einer Tellerfeder als konische Scheibe oder als Streifen ausgebildet ist mit einem Schaltstift, der an einer von einem elektrisch isolierenden, vorzugsweise plattenförmigen Kontaktelemententräger getragenen Kontaktfahne anliegt.The invention relates to an electric heater, in particular for thermal household appliances, such as Coffee machines (toasters, egg cookers and the like, consisting of at least one electrical resistance heating element and a thermally conductive heating element carrier and one actuated by a bimetal element, the power supply to the heating element interrupting switch, the bimetal element in the manner of a disc spring as a conical disc or as The strip is formed with a switching pin, which is attached to one of an electrically insulating, preferably plate-shaped Contact element carrier carried contact lug is present.
Solche Heizkörper sind bekannt. Der thermisch gesteuerte Schalter ist hier als eigener Bauteil ausgebildet. Er. besteht aus einem U-förmigen Bügel, in dessen die Wangen verbindenden Steg ein Bimetallelement in einer Vertiefung liegt. Dieses Bimetallelement, das als konische Scheibe ausgebildet sein kann, trägt einen mittig angeordneten Schaltstift. Die freien Enden der V/angen fassen klemmend einen elektrisch isolierenden Kontaktelemententräger mit einem Schaltkontakt, der an der Unterseite des Isolierkörpers angebracht ist und auf welchen der erwähnte Schaltstift unmittelbar einwirkt. Auf der Außenseite der Wange des U-förmigen Bügels ist ein Gewindebolzen befestigt. Zur Verbindung des Schalters mit dem Heizkörperträger ist im letzteren eine Durchgangsbohrung vorgesehen, durch welche der erwähnte Gewindebolzen gesteckt wird. Auf diesen Gewindebolzen wird dann eine Mutter unter Zwischenlage eines Sp erringes aufge s chraubt.Such radiators are known. The thermally controlled switch is designed here as a separate component. He. consists from a U-shaped bracket in whose web connecting the cheeks a bimetallic element in a recess lies. This bimetal element, which can be designed as a conical disk, carries a centrally arranged switch pin. The free ends of the V / genes clamp an electrically insulating contact element carrier with a Switching contact attached to the underside of the insulating body is and on which the mentioned switch pin acts directly. On the outside of the cheek of the U-shaped A threaded bolt is attached to the bracket. To connect the switch to the radiator support is in the the latter is provided with a through hole through which the aforementioned threaded bolt is inserted. On these threaded bolts a nut is then screwed on with a locking ring in between.
Da es sich bei diesen elektrischen Heizkörper-trägern um Massenartikel handelt, ist die geschilderte Konstruktion sehr aufwendig und damit teuer. Abgesehen davon- und darinSince these electric radiator supports are Is mass-produced article, the construction described is very complex and therefore expensive. Apart from that - and in it
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ist der wesentliche Nachteil zu erblicken - ist der thermische Kontakt zwischem dem Heizkörperhalter oder Heizkörperträger einerseits und dem erwähnten Schalter andererseits nicht befriedigend mit der Folge, daß diese Schalter eine unzulässig große thermische Schaltdifferenz aufweisen, was die Lebensdauer des Heizkörpers selbst beeinträchtigt. Durch ungenaues Schalten wird der Heizkörper,überhitzt und seine Lebensdauer dadurch erheblich reduziert.the main disadvantage can be seen - is the thermal contact between the radiator holder or radiator support on the one hand and the switch mentioned on the other hand not satisfactory with the result that this switch is a have inadmissibly large thermal switching differential, what affects the service life of the radiator itself. Inaccurate switching will cause the radiator to overheat and this significantly reduces its service life.
Hier setzt nun die Erfindung ein, die darauf abzielt, diese Konstruktion so zu gestalten, daß sie nicht nur mit weniger Aufwand zu fertigen ist, sondern darüberhinaus auch genau arbeiten, also die vorgesehenen Schaltgrenzen sowohl im oberen, wie auch im unteren Bereich möglichst exakt einhält. Erfindungsgemäß gelingt dies dadurch, daß sowohl das Bimetallelement wie auch der Kontaktelemententräger direkt und unmittelbar am Heizelementträger angeordnet sind. Dank dieser Maßnahme steht das Bimetallelement in unmittelbarer Berührung mit dem Heizelemententräger, so daß das Bimetallelement beim betriebsmäßigen Einsatz sehr rasch die Temperatur des Heizelemententrägers annimmt und sobald letzterer eine kritische Temperatur erreicht, das Bimetallelement die ihm zugedachte Sehaltfunktion ausübt. Dadurch können die thermischen Schaltdifferenzen sehr klein gehalten werden, wie die Erfahrung zeigt, so daß der Heizkörper selbst nicht überhitzt wird, was sich auf seine Lebensdauer günstig auswirkt. Darüberhinaus ist die Konstruktion sehr einfach gestaltet, was in Hinblick auf die bisherigen Ausführungsforraen für einen Massenartikel dieser Art erheblich ins Gewicht fällt.This is where the invention comes in, which aims to make this construction so that it is not only with less Effort is to manufacture, but also work precisely, so the intended switching limits both in adheres to the upper and lower areas as precisely as possible. According to the invention, this is achieved in that both the bimetal element as well as the contact element carrier are arranged directly and immediately on the heating element carrier. thanks to this Measure, the bimetal element is in direct contact with the heating element carrier, so that the bimetal element in operational use the temperature of the heating element support very quickly assumes and as soon as the latter reaches a critical temperature, the bimetallic element performs the maintenance function intended for it. This allows the thermal switching differences are kept very small, as experience shows, so that the radiator itself is not overheated, which has a positive effect on its service life. In addition, the construction is very simple, which is in view of the previous Ausführungsforraen is of considerable importance for a mass-produced article of this type.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist im Heizelementträger eine das Bimetallelement aufnehmende Vertiefung angeordnet und seitlich und oberhalb der VertiefungIn a preferred embodiment of the invention, a recess receiving the bimetal element is in the heating element carrier arranged and to the side and above the recess
ist eine am Heizelementträger angeformte Auflage für den Kontaktelemententräger vorgesehen. Diese Maßnahme vereinfacht und erleichtert ganz außerordentlich die fabriksseitige Montage, denn das Bimetallelement muß bloß in diese Vertiefung eingelegt v/erden, ohne daß es einer zusätzlichen Befestigung oder Fixierung bedarf. Dies ist besonders wesentlich für eine maschinengerechte, automatische Montage. Dasselbe gilt hier auch für die Montage des Kontakteiernententrägers, der nur auf die für ihn vorgesehene Auflage aufgelegt werden muß. Mit einfachen hin- und hergehenden stabartigen Werkzeugen kann diese Auflage randseitig eventuell punktförmig verformt werden, wodurch der Kontakteleraententräger in seiner lage fixiert ist. Eine solche Befestigung reicht aus, da die auf ihn einwirkenden Kräfte in der Regel nur gering sind.is a molded support for the heating element support Contact element carrier provided. This measure simplifies and facilitates the factory assembly quite extraordinarily, because the bimetallic element only has to be in this Ground the recess inserted without the need for additional fastening or fixation. This is particularly important for machine-compatible, automatic assembly. The same applies here to the assembly of the contact egg duck carrier, which only has to be placed on the support intended for it. With simple reciprocating Rod-like tools can possibly use this support at the edge be deformed punctiform, whereby the Kontakteleraentträger is fixed in its position. Such a fastening is sufficient, as the forces acting on it are usually only minor.
Falls der elektrische Heizkörper mechanisch hoch beansprucht wird, was dann der !Fall sein kann, v/enn er in tragbaren Geräten eingebaut wird, die eine häufige Ortsänderung erfahren., so ist es nach einem weiteren Merkmal der Erfindung zweckmäßig, am Heizelementträger paarweise voneinander distanzierte Nuten vorzusehen, deren offene Seiten gegeneinander gerichtet sind und in welche das Bimetallelement und/oder der Kontaktelemententräger randseitig gehalten sind«, In diesem Falle sind nach dem Einsetzen bei der fabriksseitigen Montage sowohl das Bimetallelement als auch der Kontaktelemententräger randseitig formschlüssig gefaßt und dadurch besonders sicher und zuverlässig gehalten, ohne daß dadurch die vereinfachte automatische selbsttätige Montage beeinträchtigt würde. Auch hier können die Ränder der Nuten mit hin- und hergehenden stabartigen Werkzeugen zur Lagesicherung der montierten Teile etwas verformt, insbesondere etwas eingedrückt werden.If the electrical heating element is subject to high mechanical loads, which can then be the case when it is installed in portable devices that experience frequent changes in location, it is useful according to a further feature of the invention to place the heating element support in pairs provide grooves, whose open sides are directed towards each other and in which the bimetallic element and / or the contact element carrier is secured at its edges "in this case, both the bimetal element and the contact element carrier are the edges combined form fit after insertion in the factory-side mounting and thereby particularly safe and held reliably without affecting the simplified automatic self-assembly. Here, too, the edges of the grooves can be somewhat deformed, in particular pressed in a little, using rod-like tools that move back and forth to secure the position of the assembled parts.
Um den Kontalctelemententräger vor Verschmutzung zu schützen und um die Kontakte möglichst rein zu halten, ist nach einem weiteren Vorschlag der Erfindung vorgesehen, daß die Vertiefung im Boden einer Kammer vorgesehen ist und der e] 9ktrisch isolierende, plattenförmige Kontaktelemententräger die Kammer abdeckt. Dadurch sind alle Elemente in einer nach außen verschlossenen Kammer untergebracht und damit gegenüber äußeren Einflüssen, insbesondere gegen eine mögliche Verschmutzung, bestens geschützt.To protect the Kontalctelementträger from contamination and to keep the contacts as clean as possible, is after a Another proposal of the invention provides that the recess is provided in the bottom of a chamber and the e] 9ktrisch insulating, plate-shaped contact element carrier covers the chamber. This means that all elements are in one housed outwardly closed chamber and thus against external influences, in particular against a possible Pollution, well protected.
Die Zeichnung veranschaulicht ein Ausführungsbeispiel der Erfindung. Es zeigen: Fig. Λ eine Draufsicht auf einen Heizkörper, jedoch ohne thermischen Schalter; Fig. 2 einen Querschnitt nach der Linie II-II in Fig. 1; die Fig. 3 einen Querschnitt gemäß Fig. 2, jedoch in vergrößertem Maßstab mit den eingebauten Schaltelementen bei geschlossenem Kontakt; Fig. 4 eine Darstellung gemäß Fig. 3, jedoch bei offenem Schaltkontakt.The drawing illustrates an embodiment of the invention. FIG Λ a plan view of a heater, but without thermal switch;. FIG. 2 shows a cross section along the line II-II in FIG. 1; FIG. 3 shows a cross section according to FIG. 2, but on an enlarged scale with the built-in switching elements when the contact is closed; FIG. 4 shows an illustration according to FIG. 3, but with the switch contact open.
Der in der Zeichnung dargestellte Heizkörper 1 ist für eine Kaffeemaschine vorgesehen. Er besteht aus einem Aluminiumdruckgußteil als wärmeleitender Heizelementtrager und besitzt eine glatte, zur Zeichenebene parallele Heizfläche 2, eine U-förmig gebogene, nach oben offene Rinne 3, in welcher das eigentliche elektrische Heizelement 4- eingelegt ist. Endseitig besitzt dieses elektrische Heizelement 4- Kontakt stifte 5. Der Heizelementtrager kann aber auch als Blechkonstruktion ausgeführt sein. Auch dies ist bekannt. Der Bogen der U-förmigen Rinne 3 begrenzt eine Kammer 6, durch welche das für die Kaffeezubereitung erforderliche Wasser fließt und das darin aufgeheizt wird, Das kalte Wasser fließt durch das Rohrstück 7 zu und das heiße Wasser durch das Rohrstück 8 ab.The heater 1 shown in the drawing is for a Coffee machine provided. It consists of a die-cast aluminum part as a heat-conducting heating element support and has a smooth heating surface 2 parallel to the plane of the drawing, a U-shaped curved, upwardly open channel 3, in which the actual electrical heating element 4- is inserted. This electrical heating element has 4-contact at the end pins 5. The heating element support can also be made of sheet metal be executed. This is also known. The arch of the U-shaped channel 3 delimits a chamber 6 through which is the water required to prepare coffee flows and which is heated therein, the cold water flows through the pipe section 7 and the hot water through the pipe section 8 from.
Die Heizfläche 2, die bei ordnungsgemäß eingebautem Heizkörper an der Warmhalteplatte 2 der nicht dargestellten Kaffeemaschine anliegt, ist zumindest zwischen den beiden Rohrstücken 7 und 8 relativ weit nach vorne gezogen und sie besitzt auf der dem Beschauer der Fig. 1 zugewandten Seite im Bereich zwischen diesen beiden Rohrstücken 7 und 8 eine kreisförmige Vertiefung 10 mit einem absatzartig abgesetzten Rand 11.The heating surface 2, when the radiator is properly installed rests against the warming plate 2 of the coffee machine, not shown, is at least between the two Pipe sections 7 and 8 pulled relatively far forward and it has on the viewer of FIG. 1 facing Page in the area between these two pipe pieces 7 and 8 a circular depression 10 with a step-like stepped edge 11.
Oberhalb dieser Vertiefung 10 sind zu deren beiden Seiten absatzartige Auflageecken oder Auflageflächen 12. Durch vor und hinter der Vertiefung 10 zwischen den Rohrstücken 7 und 8 hochgezogene Wandteile 13 und 14- kann hier eine Kammer gebildet sein.Above this recess 10 are step-like support corners or support surfaces 12 on both sides in front of and behind the recess 10 between the pipe sections 7 and 8 raised wall parts 13 and 14- can here a Chamber be formed.
In der Vertiefung 10 liegt nun ein Bimetallelement 15» das hier in Form einer konischen Tellerfeder ausgebildet ist, und zwar liegt der Rand dieses im Grundriß kreisförmigen Elementes auf der absatzartigen Stufe 11 der Vertiefung 10 auf. In einer zentralen Bohrung dieses Bimetallelementes 15 ist ein aus Kunststoff gefertigter vertikaler Schaltstift 16 gelagert. Ein aus elektrisch isolierendem Material gefertigter plattenförmiger Kontaktelemententräger 17 mit elektrischen Anschlußfahnen oder Anschlußklemmen liegt auf den Auflageecken 12 auf und das Material des Heizelementträgers ist in diesem bereich 19 verstemmt, so daß dadurch der plattenförmige Kontaktelemententräger 17 sicher und verläßlich gehalten ist. An der Unterseite dieses Kontaktelemententrägers 17 ist eine biegsame Kontaktfahne 20 gelagert. In diese Kontaktfahne 20 greift der Schaltstift 16 ein.In the recess 10 there is now a bimetallic element 15 » which is designed here in the form of a conical disc spring, namely the edge of this is circular in plan Element on the shoulder-like step 11 of the recess 10. In a central bore of this bimetal element 15, a vertical switch pin 16 made of plastic is mounted. One from electrically insulating Material-made plate-shaped contact element carrier 17 with electrical connection lugs or terminals rests on the support corners 12 and the material of the heating element carrier is caulked in this area 19, so that thereby the plate-shaped contact element carrier 17 is kept safe and reliable. On the underside of this contact element carrier 17 is a flexible contact tab 20 stored. The switching pin 16 engages in this contact lug 20.
Im betriebsmäßigen Einsatz fließt über diese Kontaktfahne 20 und den Kontakt 22 der Heizstrom. Solange der HeizkörperIn operational use flows over this contact lug 20 and contact 22 the heating current. As long as the radiator
WW m W * νWW m W * ν
1 ein vorbestimmtes Temperaturmaß nicht überschritten bat, ist der Kontakt 22 geschlossen (Fig. 3). Steigt die Temperatur über dieses vorbestimmte Ausmaß an, Klappt das als Tellerfeder ausgebildete Bimetallelement durch (Fig. 4) und öffnet dabei den Kontakt 22, wodurch der Heizstrom unterbrochen wird. Dieser Kontakt 22 bleibt so lange offen, bis die Temperatur um ein vorbestimmtes Maß abgesunken ist. Dann schnappt das Bimetallelement 15 wieder in seine Ausgangsstellung zurück (Fig. 3), schließt den Kontakt 22 und der Heizstrom fließt neuerlich.1 did not exceed a predetermined temperature level, the contact 22 is closed (Fig. 3). The temperature rises beyond this predetermined extent, the bimetallic element designed as a disc spring folds through (Fig. 4) and thereby opens the contact 22, whereby the heating current is interrupted. This contact 22 remains open as long as until the temperature has dropped by a predetermined amount. Then the bimetal element 15 snaps back into its starting position back (Fig. 3), the contact 22 closes and the heating current flows again.
Anstelle eines kreisförmigen, tellerfederartig ausgebildeten Bimetallelementes 15 kann auch ein sternförmiges oder streifenförmiges Element dieser Art verwendet werden.Instead of a circular, plate spring-like design Bimetal element 15, a star-shaped or strip-shaped element of this type can also be used.
In den Wandteilen 13 und 14, die die vorstehend erwähnte Kammer bilden und begrenzen, können in einer Ausführungsvariante der Erfindung paarweise Nuten vorgesehen sein, die mit ihren offenen Seiten gegeneinander gerichtet sind und in welchen das Bimetallelement bzw. der Kontaktelemententräger eingesetzt sind, die dann von den Nuten randseitig gehalten werden. Gegenüber der Ausführungsform nach den Fig. 3 und 4 liegen in einem solchen Fall das Bimetallelement und der Kontaktelemententräger um 90° verdreht. Anstelle von Nuten, die in Vertiefungen des Heizelemententrägers eingearbeitet sind, können auch aus der Ebene des Heizelemententrägers Führungsstege aufragen, die ebenfalls paarweise vorzusehen sind und an welchen das Bimetallelement anliegt bzw. der Kontaktelemententräger befestigt wird. In all diesen Fällen ist es wesentlich und wichtig, daß das Bimetallelement einen unmittelbaren und direkten wärmeleitenden Kontakt mit dem Heizelementträger aufweist.In the wall parts 13 and 14 that have the aforementioned Forming and delimiting chambers, grooves can be provided in pairs in one embodiment of the invention, which with their open sides facing each other and in which the bimetal element or the contact element carrier are used, which are then held at the edge of the grooves. Compared to the embodiment according to the 3 and 4 are the bimetal element in such a case and the contact element carrier rotated by 90 °. Instead of of grooves that are machined into depressions in the heating element support can also be removed from the plane of the heating element support Rise up guide webs, which are also to be provided in pairs and on which the bimetal element rests or the contact element carrier is attached. In all these cases it is essential and important that the bimetal element has an immediate and direct thermally conductive contact with the heating element carrier.
Gegenüber der bisher bekannten und einleitend erläuterten Konstruktion ist die Erfindung nicht nur erheblich einfacherCompared to the previously known and initially explained construction, the invention is not only considerably simpler
und damit billiger zu fertigen, die vorgegebenen und konstruktiv bestimmten Schaltgrenzen können auch in engen Bereichen sicher und zuverlässig eingehalten 'herden, wie bisherige Versuche zeigen, offenbar dadurch bedingt, dai. dank der erfindungsgemaßen Konstruktion ein besserer thermischer Kontakt zwischen Heizelementträger und Bimetallelement geschaffen worden ist. Durch diese relativ einfache konstruktive Lösung kann ein erheblicher technischer Fortschritt erzielt werden.and thus cheaper to manufacture, the given and constructive Certain switching limits can also be safely and reliably adhered to in narrow areas, such as previous attempts show, apparently due to the fact that. thanks to the construction according to the invention, a better thermal contact between the heating element carrier and the bimetallic element has been created. With this relatively simple design solution, a considerable technical Progress can be made.
Die Erfindung wurde anhand eines Heizkörpers für Kaffeemaschinen erläutert. Es ist auch möglich, die Erfindung bei Heizkörpern anzuwenden, die für andere Haushaltsgeräte vorgesehen sind, beispielsweise für Toaster, Eierkocher, od. dgl.mfehr., wo immer bisher getrennt gefertigte, thermisch gesteuerte Schalter mit den oben aufgezeigten Nachteilen verwendet worden sind.The invention was based on a radiator for coffee machines explained. It is also possible to apply the invention to radiators used for other household appliances are provided, for example for toasters, egg cookers, od. Like.mfehr. Wherever previously manufactured separately, thermally controlled switches have been used with the disadvantages identified above.
IFeldkirch, am £«· JULh;;-,i Für Aluwag Gebr. itfagner AG.IFeldkirch, on £ «· JULh ;; -, i For Aluwag Gebr. Itfagner AG.
Druckgußwerk:Die-casting plant:
Der Vertreter:The representative:
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| 8139 | Disposal/non-payment of the annual fee |