DE3441028A1 - Elektrisches heizgeraet fuer fluessigkeiten, insbesondere zur verwendung im haushalt - Google Patents

Description

BOSCH-SIEMENS HAUSGERÄTE GMBH 8000 München 80,08.11.1984 7000 Stuttgart Hochstraße 17

TZP 84/520

Elektrisches Heizgerät für Flüssigkeiten, insbesondere zur Verwendung im Haushalt

Die Erfindung betrifft ein elektrisches Heizgerät gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 .

Ein derartiges Heizgerät ist z.B. bekannt aus der Deutschen Auslegeschrift 26 38 380. Dabei handelt es sich um eine elektrische Kaffeemaschine mit einem Durchlauferhitzer in Form eines im wesentlichen vertikal durchströmten Topfes aus Metall, in dessen Wandung ein elektrischer Rohrheizkörper eingegossen ist. Ferner ist ein derartiges elektrisches Heizgerät in Form einer elektrischen Kaffeemaschine bekannt aus der Deutschen Auslogeschrift 25 ^5 Ί83· Die daraus bekannte Kaffeemaschine besitzt einen unter einer als Warmhalteplatte dienenden Heizplatte, horizontal liegend angeordneten Durchlauferhitzer mit einem Wasserrohr aus Metall, an dem ein elektrischer Rohrheizkörper entlanggeführt ist. In beiden Fällen hat das aus Metall bestehende Wasserrohr den Nachteil, daß die zum Entkalken verwendeten Chemikalien mit dem Metall des Rohres reagieren können und gesundheitsschädliche Produkte erzeugen können. Diese können bei ungenügender Nachspülung nach dem Entkalken bei der nächsten betriebsmäßigen Verwendung des Gerätes in das bereitete Brühgetränk gelangen. Bei wasserführenden Rohren aus Aluminium besteht das Problem des sogenannten Lochfraßes, der in ungünstigen Fällen zu einem vorzeitigen Ausfall des Gerätes führen kann. Bei diesen Geräten treten also teils hygienische Probleme, teils Dauerfestigkeitsprobleme auf.

BAD ORIGINAL EPO COPY"

__ TZP 84/520

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein elektrisches Heizgerät gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 zu schaffen, bei dem mit relativ geringem Fertigungsaufwand die hygienischen Probleme und die Dauerfestigkeitsprobleme wesentlich herabgesetzt oder beseitigt werden.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch die Merkmale des Kennzeichens des Patentanspruches 1.

Diese Lösung hat den Vorteil, daß das beheizte, die Flüssigkeit führende Rohr weitestgehend korrosionsbeständig gegen die üblicherweise damit in Berührung kommenden Stoffe ist und somit keine gesundheitsgefährdenden Reaktionsprodukte oder die Festigkeit gefährdende Materialzersetzungen am Material der Rohrwandung auftreten.

"Vorzugsweise besitzt das zwischen dem elektrischen Heizleiter und der von der Flüssigkeit berührten Innenwandfläche des Rohres liegende elektrisch isolierende Material eine Schichtdicke von mindestens 2 mm. Hierdurch wird eine ausreichende elektrische Isolierung der Flüssigkeit, mit der der Benutzer in Berührung kommen kann, gegen den Heizleiter erzielt. Es entfällt die bei den bekannten Geräten mit einem Wasserrohr aus Metall erforderliche Schutzerdung. In dieser Hinsicht wird eine Verringerung des Fertigungsaufwandes gegenüber den bekannten Geräten erzielt, da Montageschritte und Bauteile entfallen, bzw. im Fall der Netzanschlußleitung eine einfachere zweiadrige Leitung sowie ein einfacherer Stecker verwendbar sind. Falls auch die übrigen Bauteile des Gerätes eine entsprechend gute Schutzisolierung aufweisen.

- Ύ-

TZP 84/520

Das Rohr kann sich etwa horizontal erstrecken, wobei vorzugsweise ein oberer und/oder ein seitlicher Teilbereich des Rohrumfanges beheizt wird, indem vorzugsweise auf diesem Teilbereich ein Heizleiter angeordnet ist. Bei der horizontalen Anordnung des Rohres, z.B. unter einer als Warmhalteplatte dienenden Heizplatte einer elektrischen Kaffeemaschine tritt das Problem einer zu starken Dampfblasenbildung und einer dadurch bewirkten ungleichmäßigen Wasser förderung- auf. Die Verhältnisse werden durch die meist unvermeidliche Verkalkung noch verschlechtert. Die Beheizung nur eines seitlichen und/oder oberen Teilbereiches des Rohrumfanges bringt hier eine ganz wesentliche Verbesserung, die teilweise darauf beruhen kann, daß durch die einseitig seitliche Beheizung eine Unsymmetrie geschaffen wird, die zu einer Umwälzung des Wassers im Rohr bzw. zu spiralförmigen Bewegungspfaden der Wasserteilchen im Rohr führt und somit zu einer gleichmäßigeren Durchmischung des Wassers führt, wodurch die z.T. auf punktuelle überhitzungen zurückzuführende Dampfblasenbildung verringert wird. Die Beheizung von oben bringt durch die sich bevorzugt im oberen Bereich des Rohres sammelnden Dampfblasen in dem das heißere Wasser führenden Teil des Rohres eine stärkere Entkoppelung zwischen der Heizung und dem Wasser und dadurch eine mildere Beheizung desselben. Die vorstehend beschriebene Dicke der Wandstärke des Rohres von zwei oder mehr mm führt gegenüber dünneren Rohren zu einer gleichmäßigeren Wärmeverteilung auch während des Wassererhitzungsbetriebs, wodurch große Spannungen im Material vermieden werden, was insbesondere bei Verwendung eines Keramikmaterials wichtig ist, um Rohrbrüche zu vermeiden.

Bei Anordnung des Rohres unter einer davon beheizten Heizplatte z.B. einer Warmhalteplatte einer elektrischen Kaffeemaschine kann die Warmhalteplatte ein elektrisch isolierendes wärmebeständiges Material, wie ein Glas, ein Keramikmaterial oder ein thermisch hochbelastbares Kunststoffmaterial aufweisen bzw. aus

	-.	TZP	3441	028
• - Λ - . • » - - κ		84/520
. j.

diesem bestehen. Dies hat den Vorteil, daß bei gleichem oder ähnlichen Materialien von Rohr und Heizplatte diese durch eine Schmelz- oder Sinterverbindung oder evtl. auch leichter durch eine gute Klebeverbindung verbunden sein können. Die Heizplatte und das_ Rohr sind dann wie aus einem Stück angefertigt und besitzen einen guten Wärmeübergang vom einen zum anderen. Dies ermöglicht es z.B. auch, den Heizleiter auf einer neben dem Rohr liegenden Fläche der Heizplatte anzuordnen. Dies hat den Vorzug, daß der Heizleiter z.B. in Form eines sich entlang dem Rohr erstreckenden Mäander-Band auf eine ebene Fläche aufgedruckt oder in anderer Weise als Beschichtung aufgebracht sein kann, was den Fertigungsaufwand verringert. Auch kann ein im Stromkreis des Heizleiters liegender Temperaturregler neben dem Heizleiter auf einer ebenen Fläche der Heizplatte angeordnet sein. Der Regler kann mittels eines gut wärmeleitenden Klebers, z.B. eines mit Keramikpulver gefüllten Keramikklebers an die Heizplatte angeklebt oder mittels einer z.B. am Rohr verankerten Federspange federnd gegen die Heizplatte gedrückt sein.

Der elektrische Heizleiter kann mindestens z.T. zwischen dem Wasserrohr und der Heizplatte angeordnet sein, die z.B. miteinander verschmolzen oder zusammengesintert sind, so daß er einerseits ganz eingeschlossen und isoliert ist und zum anderen in idealer Weise gleichzeitig das Rohr und die Heizplatte beheizt.

Aus Fertigungsgründen kann es vorteilhaft sein, gerade Rohre zu verwenden, während es zur Schaffung von Schlauchanschlußmöglichkeiten wünschenswert wäre, die Endabschnitte des Rohres von der Heizplatte weggebogen auszuführen. Das Rohr kann jedoch gerade ausgeführt werden und trotzdem den Schlauchanschluß ermöglichen, wenn die Heizplatte im Bereich seiner Endabschnitte Ausnehmungen aufweist, die zwischen der Außenwandfläche des Rohres und der Heizplatte in diesem Bereich einen Abstand schaffen, der etwa der Dicke der Schlauchwandung entspricht, oder etwas größer ist.

-_r 5 EPO COPY

• AO-

TZP 84/520

Um die Bildung solcher Ausnehmungen zu ermöglichen, ohne die Heizplatte zu stark zu schwächen, kann die Heizplatte im Anlagebereich des Rohres gegen das Rohr hin verstärkt ausgeführt sein. Bei einer sehr großen Verstärkung, d.h. einer größeren Dicke der Heizplatte im Bereich des Rohres kann es auch genügen, diese Verdickung vor den Enden des Rohres aufhören zu lassen, so daß die Rohrenden über Bereiche normaler Dicke der Heizplatte überstehen und zwischen der Heizplatte und dem Rohr ausreichend Platz für ein über das Rohrende gezogenes Schlauchende bleibt. Anstelle der Verdickung kann auch eine zusätzliche Zwischenlage zwischen der eigentlichen Heizplatte und dem Rohr verwendet werden (Fig. 4 und 8). Die Zwischenlage kann aus dem gleichen Material wie das Rohr oder z.B. auch aus Metall bestehen und die an der Zwischenlage anliegende eigentliche Heizplatte kann ebenfalls aus Metall oder aus einem der für das Rohr vorgeschlagenen Materialien bestehen, wodurch sich verschiedene Kombinationen mit verschiedenen Fertigungsvorteilen oder Funktionsvorteilen bieten. Eine Zwischenlage aus Metall bietet, wie Fig. 8 zeigt, fertigungstechnisch einfach herstellbare Anschlußmöglichkeiten für Befestigungselemente und/oder Regler und Sicherungen. Die Zwischenlage aus Metall ist besonders, gut wärmeleitend, ebenso wie eine Warmhalteplatte aus Metall. Zwischenlagen und/oder eigentliche Heizplatten aus einem der für das Rohr vorgeschlagenen Materialien bieten den Vorteil einer guten elektrischen Isolierung und bei- Gleichartigkeit oder Verwandtschaft der Materialien, die Möglichkeit der Schaffung gut wärmeleitender Verbindungen. Die Zwischenlage kann als Montage- und Wärmeleitplatte mit der Aufgabe der Wärmeverteilung angesprochen werden, während die eigentliche Heizplatte vor allem ein dekoratives Aussehen besitzen muß.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform sind die Endabschnitte des Rohres zur Bildung von, von der Heizplatte freien Schlauchanschlüssen gegenüber dem im wesentlichen runden Querschnitt des beheizten Rohrbereiches verformt, so daß sie einen ovalen bzw. etwa elliptischen Querschnitt aufweisen (Fig 5).

EPO COPY Μ

• 'J[A-

__ " TZP 84/520

Das Rohr kann ferner im Bereich seiner Anlagestelle an der Heizplatte oder einer Zwischenlage eine Abplattung aufweisen, d.h. einen im wesentlichen geraden Umfangsabschnitt aufweisen um die Kontaktstelle und damit den Wärmeübergang und evtl. den zwischen den beiden Elementen eingeflossenen Bereich zur Unterbringung des Heizleiters zu vergrößern. Ferner kann das Rohr eine ebene Anlagefläche für einen im Stromkreis des Heizleiters liegenden Regler oder eine Sicherung aufweisen und kann hierzu einen kleinen eingedrückten oder ausgebauchten Wandabschnitt besitzen (Fig. 6 und 7). Gemäß einer weiteren abgewandelten Ausführungsform kann, wie vom Durchlauferhitzern aus Aluminium an sich bekannt, das Rohr eine sich entlang seiner ganzen Länge erstreckende Zone verdickter Wandstärke über einen Teilbereich des Umfanges aufweisen, der die Möglichkeit bietet, durch Anschleifen eines kleinen Flächenbereiehes an einer beliebigen Stelle entlang der Länge des Rohres eine ebene Fläche zur Ankopplung des Reglers zu schaffen. Als Regler kann auch ein Kaltleiterelement dienen, sofern der Heizleiter selbst keine für die gewünschten Regelzwecke ausreichende Kaltleiter-Regelcharakteristik besitzt. Insbesondere kann eine Kaltleiter-Regelung die Leistung nach Beendigung des Wasserdurchlaufes auf die zur Beheizung der Heizplatte erforderliche Leistung herabsetzen und insgesamt überhitzungen und damit die Brandgefahr beseitigen oder wesentlich senken.

Bei Fertigung einer Kombination aus einer Heizplatte und einem Wasserrohr, wobei die beiden Elemente fest miteinander verbunden sind, kann der Heizleiter z.B. durch eine Drucktechnik oder eine sonstige Beschichtungstechnik auf einen ebenen Flächenbereich der Heizplatte aufgebracht werden, auf den anschließend über den Heizleiter das Rohr angelegt und durch Zusammenschmelzen, Zusammensintern oder Zusammenkleben die Verbindung der Teile hergestellt wird. Dies hat den Vorteil, daß die Heizplatte beim Aufbringen des Heizleiters leichter handhabbar ist als das Rohr und damit der Fertigungsaufwand gesenkt wird.

-Ι

_JO TZP 84/520

• ΜIm folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand schenmtischer Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 einen Heißwasserbereiter in Form einer elektrischen Kaffeemaschine in einem vertikalen Schnitt;

Fig. 2 in einem Schnitt entsprechend dem der Fig. 1 eine abgewandelte Ausführungsform einer elektrischen Kaffeemaschine mit unter einer Heizplatte angeordnetem Durch 1 au fcrhi tzer;

Fig. "3 einen Schnitt im wesentlichen entlang der Linie

III-III in Fig. 2; I

Fig. k bis 6

weitere abgewandelte Ausführungsformen in Schnitten entsprechend dem der Fig. 3;

Fig. 7 einen Schnitt im wesentlichen entlang der Linie VII-VII in Fig. 6;

Fig. 8 und 9

in einem Schnitt entsprechend dem der Fig. III weitere abgewandelte Aus!ührungsformen in Verbindung mit dem Kaffeemaschinenegehäuse, das in den Fig. 2 bis 7 zur Vereinfachung weggelassen ist.

Fig. 10 eine weitere Ausführungsform in einem Schnitt durch die Warmhalteplatte und den Durchlauferhitzer;

Fig. U eine Perspektive des Durchlauferhitzers gemäß Fig. 10 und

Fig. 12 eine Perspektive eines weiter abgewandelten Durchlauferhitzers .

Die in Fig. 1 dargestellte elektrische Kaifeemaschine besitzt ein Sockelgehäuse 2, das durch einen Boden k nach unten verschlossen ist und in einem niedrigen Bereich 6 eine deckseitige

_v EPO COPY

TZP 84/520

Öffnung 8 aufweist, die durch eine von unten daran angelegte Heizplatte bzw. Warmhalteplatte IO aus einem keramischen Material verschlossen ist. An der Unterseite der Warmhalteplatte ist ein diese beheizender Heizkörper 12 angeordnet, dessen elektrische- Anschluß leitungen zur Vereinfachung weggelassen sind. Auf der Warmhalteplatte 10 steht eine Kaffeekanne 14, auf die ein Kaffeefilter 16 aufgesetzt ist. Auf einem neben dem niedrigen Teil 6 angeordneten aufragenden Teil 18 des Sockelgehäuses 2 ist ein nach oben offener Frischwasserbehälter 20 aufgesetzt mit einem Boden 22, der einen nach unten ragenden Abflußstutzen 24 aufweist und der von einer einstückig damit ausgebildeten Steigleitung 26 durchsetzt wird. Auf das obere Ende der Steigleitung 26 ist ein Überlaufrohr 28 aufgesetzt, mit einer AuslaufÖffnung 30 über dem Kaffeefilter 1.6. Das untere Ende der Steigleitung 26 i^t mit einem unter dem Boden 22 im erhöhten Teil des Sockelgehäuses 2 angeordneten Durchlauferhitzer 32 mittels eines sich nach unten hin erweiternden Schlauch-Formstückes 34 verbunden. Der Durchlauferhitzer "52 weist ein Keramik-Rohr 36 auf, das eine Wandstärke von 2,2 rnra besitzt und auf dessen Außenumfang ein drahtförmiger Heizleiter 38 aufgewickelt und vorzugsweise durch eine eingebrannte Glasierung festgelegt ist. Die Endabschnitte des Rohres 26 sind nicht mit Heizleiter belegt, sondern werden von dem Schlauch-Formstück 34 bzw. dem Fallrohr-Schlauch-Formstück 40 außen mit elastischer Spannung übergriffen. Oberhalb der beheizten Zone ist mit einem Abstand vom oberen Rand ein im Stromkreis des Heizleiters 38 liegender Regler 42 mit der Außenwandfläche des Rohres 36 mittels eines gut wärmeleitenden Klebers, z.B. eines mit Keramikmasse gefüllten Keramik-Klebers befestigt.

Die Fig. 2 und 3 zeigen eine Heiz- bzw. Warmhalteplatte 202 einer Kaffeemaschine anderer Bauart mit einem an ihrer Unterseite befestigten, sich im wesentlichen horizontal erstreckenden Durchlauferhitzers 204. Der Durchlauferhitzer beheizt in diesem Fall zusätzlich die Warmhalteplatte. Die Warmhalteplatte 202 besitzt über den größten Bereich ihrer Fläche eine Wand-

- 9 - EPO COPY

■"- -9 - ; - - -■:· TZP 84/520

stärke von etwa 3 mm und weist im Bereich der Anlogestelle des Durchlauferhitzers 204 eine nach unten vorspringende Verdickung 206 mit einer ebenen Unterseite 208 auf, in die ein im Querschnitt kreisförmiges Keramikrohr 210 des Durchlauferhitzers 204 eingedrückt ist. Die Warmhalteplatte 202 aus Keramik material und das Rohr 210 sind durch gemeinsames Brennen zusammengesintert, wobei jedoch vor dem Zusammenfügen dieser beiden Teile das Rohr 210 mit einem es spiralförmig umgebenden Heizleiter 212 beschichtet wurde. Die Anschlußstellen für die Zuleitungen sowie die Zuleitungen wurden zur Vereinfachung in der Darstellung weggelassen. Die Beschichtung endet in einem Abstand von den Rohrenden, so daß unbeheizte Endabschnitte 214 und 21.6 zum Anschluß einer Fall-Leitung 218 und einer Steigleitung 220 in Form von Silikonschläuchen verbleiben. Die Verdickung 206 endet in Längsrichtung des Rohres gemessen, jeweils ein Stück vor dessen Ende und die Warmhalteplatte 202 besitzt über den Rohrendabschnitten 214 und 216 bodenseitige Ausnehmungen 222 und 224, die das Einschieben der Schlauchvandungen zwischen die Rohrendabschnitte 214 und 216 und die Warmhalteplatte 202 erlauben. Neben dem Rohr 210 ist auf die ebene Fläche 208 an der Unterseite der Verdickung 206 ein im Stromkreis des Heizleiters 212 liegender Regler 230 mittels eines gut -wärmeleitenden Klebers angeklebt.

In Abwandlung der Ausführungsform gemäß den Fig. 2 und 3 kann das Keramikrohr 210 über dem Heizleiter 212 von einer keramischen Isolierschicht umgeben sein, die sich entweder auch zwischen dem Rohr 210 und der Warmhalteplatte 202 erstreckt und mit diesen beiden zu einem Stück zusammengebacken ist oder sich nur um den unteren Bereich des Rohres 210 beidseits jeweils bis zur Warmhalteplatte 202 erstreckt und mit ihren Endabschnitten auf der Unterseite der Verdickung 206 sich noch ein Stück zur Seite erstrecken kann.

Die abgewandelte Ausführungsform gemäß Fig. 4 besitzt eine Heizbzw. Warmhalteplatte 402 aus einem nichtrostenden Stahl, an dessen Unterseite ein als Montage- und Wärmeübergangsteil dienendes

copy

TZP 84/520

Zwischenstück 404 aus Keramikmaterial angpreßt wird, in dessen im wesentlichen ebene Unterseite 406 ein im Querschnitt kreisrundes Keramikrohr 408 eingedrückt ist. Das Keramikrohr trägt keinen Heizleiter und ist mit dem Zwischenteil 404 durch gemeinsames Brennen zusammenge- backen. Auf die ebene Unterseite des Zwischenteiles 404 ist neben dem Keramikrohr 408 ein Heizleiter 410 mittels einer Drucktechnik aufgebracht und beheizt über das Zwischenteil 404 sowohl die Warmhalteplatte 402 als auch das Rohr 408. Ferner ist neben dem Rohr 408 auf der ebenen Unterseite 406 des Zwischenteiles 404 ein im Stromkreis des Heizleiters 410 liegender Regler durch Kleben angekoppelt. Das Zwischenteil 404 endet jeweils in einem Abstand von den Enden des Rohres 408, so daß diese ähnlich wie bei der Ausführungsform gemäß den Fig. 2 und 3 frei auskragen und eine Anschlußmöglichkeit für Schlauchverbindungen geben. Es stellt einen wesentlichen Vorteil dar, wenn elastische Schlauchenden über freie Endabschnitte des Rohres des Durchlauferhitzers gezogen werden können, da die Möglichkeit des Anschlusses mittels eines in das Rohr eingesteckten elastischen Stöpsels eine wesentliche Querschnittsverengung bringt und speziell geformte Enden der Verbindungsschläuche erfordert, wodurch der Fertigungsaufwand erhöht wird. Bei den Ausführungsformen gemäß den Fig. 2 bis 4 ist es möglich, einfach herstellbare gerade Keramikrohre zu verwenden und an diese Schlauchverbindungen in Form einfacher Schlauchabschnitte durch außen Aufspannen an das Rohr anzuschließen, wodurch insgesamt der Fertigungsaufwand gering gehalten wird.

Die Ausführungsform gemäß Fig. 5 besitzt eine Warmhalteplatte 502 aus keramischem Material, die über ihre ganze Erstreckung, von der nur ein Ausschnitt dargestellt ist, die gleiche Dicke von etwa 3 mm aufweist. Mit der Unterseite der Warmhalteplatte' 502 ist durch Ankleben mittels eines Keramikklebers 504 ein Keramikrohr 506 gut wärmeleitend befestigt. Das Keramikrohr besitzt einen Endabschnitt 510 zum Anschluß eines in unterbro-

-11-EPO COPY

TZP 84/520

chenen Linien angedeuteten Schlauches 512, das so verformt ist, daß es einen ovalen Querschnitt besitzt, dessen Längsachse sich paralle zur Ebene der Warmhalteplatte 502 erstreckt und dessen kürzere Achse sich quer zur Heizplatte 502 erstreckt. Da der ovale Endabschnitt 510 symmetrisch zur Achse des kreisringförmigen Abschnittes des Rohres 506 angeordnet ist, besitzt er einen Abstand von der Unterseite der Warmhalteplatte 502, der ein Einschieben der Schlauchwandung des Schlauches 512 gestattet. Der nicht dargestellte andere Endabschnitt des Rohres ist in gleicher Weise wie der Endabschnitt 510 zum Anschluß eines Schlauches ausgebildet. Die Endabschnitte müssen um den ganzen Umfang eine konkave Wölbung aufweisen, um überall eine Spannung der Schlauchwandung gegen die Wandung des Anschlußstutzens hin sicherzustellen.

Die Ausführungsform gemäß den Fig. 6 und 7 besitzt eine ebene Warmhalteplatte 602 gleichmäßiger Dicke aus einem Keramikmaterial, mit deren Unterseite ein Durchlauferhitzer 604 zusammengesintert bzw. zusammengebacken ist. Der Durchlauferhitzer besitzt ein Keramikrohr 6θ6, das im Querschnitt etwa die Form besitzt, die ein ursprünglich im Querschnitt kreisrundes Rohr einnimmt, wenn es einseitig flach gedrückt wird. Der flache Wandabschnitt 608 des Rohres 606 liegt gegen die Warmhalteplatte 602 an und wurde vor dem Anlegen an die Warmhalteplatte 602 mit einem sich mäanderförmig entlang dem mittleren Bereich des Keramikrohres 606 erstreckenden Heizleiter 610 bedruckt, dessen Mäander sich über den ebenen Umfangsabschnitt 608 hinaus auf die rechte Seitenwand des Keramikrohrs 606 nach unten erstrecken. Durch diese Unsymmetrie der Beheizung soll eine Umwälzung des Wassers im Keramikrohr 606 bzw. eine Spiralbewegung des Wassers erzielt werden. An einer Stelle der Länge des Keramikrohres besitzt dieses eine Abplattung in Form einer Eindrückung 612, an die ein Regler 614 mittels eines wärmeleitenden Keramiklebers angeklebt ist. Endabschnitte des Rohres 606 erstrecken sich über die seitliche Begrenzung 602 der Warmhalteplatte hinaus und

- 12 -

- Ύ2 -

_A- TZP 84/520

* Al"

besitzt Endabschnitte, die in nicht dargestellter Weise zu einem kreisförmigen Querschnitt aufgeweitet sind, auf den Anschlußschläuche aufgezogen sind.

Die Ausführungsform gemäß Fig. 8 besitzt in einem Sockelgehäuse 802 einer elektrischen Kaffeemaschine eine deckseitige Öffnung 804, an deren Unterseite eine Warmhalteplatte 806 aus einem nichtrostenden Stahlblech angelegt ist. An der Unterseite der Warmhalteplatte 806 liegt ein Zwischenteil 808 an, das im Querschnitt etwa dem Buchstaben W ähnelt. Im mittleren Bereich besitzt das Zwischenteil 808 einen kreisbogenförmigen Abschnitt 810, der in seiner Rundung der Form eines Keramikrohres 812 folgt, um Wärme von dem im Querschnitt kreisförmigen Keramikrohr abzunehmen. Das Keramikrohr. 812 ist in nicht dargestellter Weise mit einem es spiralig umgebenden Heizleiter beschichtet und besitzt darüber noch einen isolierenden Überzug, so daß der Heizleiter gegen das Zwischenteil 808, das aus Aluminium besteht, elektrisch isoliert ist. Von dem am Keramikrohr 812 anliegenden und einen Abstand von der Unterseite der Warmhalteplatte 806 einhaltenden mittleren Abschnitt 810 des Zwischenteiles 808 führen seitliche Wangen 814 und 816 etwa radial zur Rohrachse schräg nach oben zur Warmhalteplatte 806 und gehen in an der Warmhalteplatte 806 anliegende Flanschabschnitte 818 und 820 über. Zwischen dem Zwischenteil 808 und der Warmhalteplatte 806 kann im Bereich der Flanschabschnitte 818 und 820 eine Wärmeleitpaste oder ein wärmeleitender Kleber zur Verbesserung des Wärmeüberganges eingebracht sein. Auch zwischen das Keramikrohr 812 und den Mittelteil 811 des Zwischenteiles 808 kann eine Wärmeleitpaste oder ein wärmeleitender Kleber eingebracht sein. Der einer Seitenwand 830 des Sockelgehäuses 802 nähere Wangenabschnitt 816 des Zwischenteiles 808 kann eine Öffnung aufweisen, die zum Anschrauben eines Reglers 832 an die Wange 816 dient. Die von der Wand 840 abgelegene Wange 814 des Zwischenteiles besitzt eine längliche Öffnung 834, in die ein hakenförmiger Endabschnitt 836 eines elastischen Federbügels 838 aus Stahl

- 13 EPO COPY

-Vi ii? 84/520

•hl-

eingreift. Der Federbügel ist unter dem Keramikrohr 812 hindurchgeführt und besitzt benachbart der Wand 830 des Sockelgehäuses 802 ein gegabeltes Ende 840, das in einem Gleitelement 842 im wesentlichen entlang der Längsrichtung des Federbügels 838 und etwa paralle zur Warmhalteplatte verschiebbar geführt ist. Das Gleitelement 842 ist gegen die Unterseite eines neben der Warmhalteplatte 806 im Sockelgehäuse nach unten ragenden Lagerauges 844 festgeschraubt. Bei der Montage wird der Federbügel 838 mit seinem Hakenende 836 in die Öffnung 834 des Zwischenelementes 808 eingehängt und um die Unterseite des Keramikrohres 812 herumgebogen, indem das Ende 840 mit dem Gleitelement 842 auf das Lagerauge geschraubt wird. Der Federbügel 838 hält nicht nur das Zwischenteil 808 und das Keramikrohr 812 in enger Anlage aneinander, sondern drückt auch über das Keramikrohr 812 das Zwischenteil 808 gegen die Warmhalteplatte 806 und diese gegen die Unterseite der Gehäuseöffnung 804.

Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 9 besitzt ein Sockelgehäuse 902 einer elektrischen Kaffeemaschine eine deckseitige Öffnung 904, an deren Unterseite eine Heizplatte 906 angelegt ist. die Warmhalteplatte 906 wird mittels Federklamraern 908 an ihrem Platz gehalten, die sich einerseits an der Warmhalteplatte und andererseits in einer Öffnung 910 einer seitlich der Warmhalteplatte im Inneren des Sockelgehäuses 902 nach unten ragenden Halterungsrippe 912 abstützen und die Warmhalteplatte 906 elastisch gegen den unteren Rand der Öffnung 904 sowie eine diesen umgebende ringförmige Dichtung 914 drücken. Die Warmhalteplatte 906 besteht aus einem Keramikmaterial und besitzt über den größten Teil ihrer Erstreckung eine gleichmäßige Dicke von etwa 4 mm. Von der Warmhalteplatte ragt eine Erweiterung 916 nach unten, die ein Keramikrohr bildet, indem darin ein im Querschnitt kreisförmiger Kanal 918 ausgebildet ist, dessen Achse sich parallel zur Oberfläche der Warmhalteplatte 906 erstreckt. An einer Seite des Kanales 918 besitzt die Erweiterung 916 eine Erweiterung 920, die eine ebene zur Oberfläche der Warmhalteplatte parallele Oberfläche 921 besitzt, auf die ein als Ganzes

- 14 -

EPO COPY

TZP 84/520

parallel zum Kanal 918 verlaufendes mäanderförmiges Heizleiterband gedruckt ist, in dem die einzelnen Heizleiterstrecken mit Ausnahme der Verbindungsstrecken sich quer zum Kanal 918 erstrecken. Die den Heizleiter 922 tragende Fläche 921 liegt auf einer Höhe etwa zwischen der Mittelachse und dem oberen Ende des Kanales 9-18 und die. Außenwandfläche im Bereich des Kanales 918 ist im Bereich der Erweiterung 920 der Warmhalteplatte 906 nicht der Innenwandung des Kanales 918 folgend, sondern etwa von einer Höhe in der Mitte zwischen der Mittelachse rind der unteren Begrenzung des Kanales 918 ausgehend tangential zum Kanal 918 schräg nach oben zur Fläche 921 mit dem Heizleiter 922 hingeführt. Hierdurch wird der linken Seite des Kanals 918 aufgrund der größeren Wärmeleit- querschnitte und der Nähe zum Heizleiter 922 bevorzugt Wärme zugeführt. Diese unsymmetrische Beheizung des Kanales 918 führt zu einer Umwälzung in spiraligen Bewegungen des Wassers im Kanal 918 und bewirkt eine Verringerung der Dampferzeugung bzw. eine hohe Temperatur des bereiteten Brühwassers, ohne daß allzuviel Dampf erzeugt wird. In Abwandlung der dargestellten Ausführungs- form kann die linke Außenwandfläche der Wandung des Kanales 918 eine in unterbrochenen Linien eingezeichnete Verlängerung 950 bis zu einer Stelle 960 normaler Wandstärke der Warmhalteplatte 906 aufweisen, wobei die neben dem Kanal 918 liegende ver- dickte Stelle 920 entfällt. Der Heizleiter ist in diesem Fall, wie in unterbrochenen Linien 964 angedeutet, auf die tangential verlaufende linke Außenwandfläche 950 bzw. deren untere Verlängerung aufgebracht. Da diese Fläche sich schräg zur Vertikalrichtung erstreckt, ist sie für Werkzeuge zur Aufbringung des Heizleiters 964, z.B. ein Druckwerkzeug, leicht erreichbar.

- 15 -

BAD ORIQJNAL EPO COPY

TZP 84/520

In Fig. 10 ist mit 301 das Heizrohr und mit 302 die Warmhalteplatte bezeichnet. Man sieht aus der Schnittdarstellung, daß das Heizrohr über eine verhältnismäßig große Fläche des Rohres unmittelbar mit der Warmhalteplatte 302 in wärmeleitendem Kontakt ist. Man kann natürlich die Heizung der Warmhalteplatte noch effektiver gestalten, wenn man nicht nur ein Rohr verwendet, sondern die Heizung in mehrere Rohre aufteilt, die dann möglichst gleichmäßig an der Unterseite der Warmhalteplatte 302 befestigt werden.

In Fig. 11 ist die Ausführungsform dargestellt, bei welcher das Heizelement spiralförmig um den gesamten Außenumfang des Rohres 301 herumgelegt ist. Das Heizelement 304 wird in Form einer beispielsweise aus Wolfram und Aluminiumoxid bestehenden Paste im Siebdruckverfahren aufgebracht. An den beiden Enden des Rohres 301 befinden sich Kontaktflächen 306, um den Strom zum Heizelement zuführen zu können. Das Heizelement 304 ist mit Ausnahme der Kontaktflächen 306, durch eine beispielsweise ebenfalls aus Aluminiumoxid bestehenden Schicht 305 isoliert. Das Rohr wird sodann beispielsweise mittels Klammern an der Heizplatte 302 so befestigt, daß die ebene Fläche 303 unmittelbaren Kontakt mit der Warmhalteplatte 302 hat. An den Kontaktflächen 306 werden Anschlußkontakte angeklemmt und über die Enden des Rohres 306 werden geeignete Schläuche gezogen, um das Wasser durch das Rohr 301 hindurchleiten zu können. Nach dem Erhitzen steigt das Wasser in bekannter Weise in dem Steigrohr auf und wird schließlich in einem Filter über das Kaffeepulver geleitet.

In Fig. 12 ist die Ausführungsform dargestellt, die vom sicherheitstechnischen Standpunkt aus noch geeigneter ist, da das Heizelement auf keinen Fall mit der metallischen Warmhalteplatte in Kontakt kommen kann. Bei dieser Ausführungsform ist das Heizelement 704 in Form von Mäandern lediglich auf die gewölbte Fläche des Rohres 701 aufgedruckt, während die ebene Fläche 703, die später mit der Wamhalteplatte 302 in Kontakt kommt, völlig

- 16 -

EPO COPY

ΑΛ-

TZP 84/520

frei bleibt von dem metallischen Leiter. Mit 706 sind die Kontaktflächen bezeichnet, an die die elektrischen Kontakte angeklemmt werden, um den Strom dem Heizelement zuführen zu können. Die Befestigung und das Anbringen der Schläuche erfolgt wie oben im Zusammenhang mit Fig. 11 beschrieben.

Um die auf der Warmhalteplatte stehende Flüssigkeit auf einer konstanten Solltemperatur zu halten, ist es notwendig, entweder an der Warmhalteplatte oder an dem Rohr einen Regler zu befestigen, der die Stromzufuhr abschaltet, wenn die Flüssigkeit die Solltemperatur erreicht hat und wieder einschaltet, wenn die Temperatur unter eine bestimmte Mindesttemperatur abgesunken ist. Es ist aber auch möglich, das Heizelement nicht aus einem Metall herzustellen, das nur eine schwach geneigte PCT-Kennlinie aufweist, sondern das Heizelement aus einem Kaltleitermaterial herzustellen, dessen Kennlinie steiler verläuft, so daß der Widerstand mit steigender Temperatur derart ansteigt, daß die Solltemperatur der Flüssigkeit auch ohne einen Regler eingehalten wird.

Es ist weiterhin möglich, daß auch ein,Teil des Steigrohres aus einem derartigen Heizrohr besteht, was zu einer weiteren Verkürzung der ohnehin bei dieser Heizungsart schon kurzen Totzeit sowie zu einer oftmals erwünschten Erhöhung der Brühtemperatur führt. Durch dieses zusätzliche Heizungsteil kann der Wärmeübergang auf die Flüssigkeit günstiger gestaltet werden. Allerdings müßte bei einer solchen Anordnung dafür Sorge getragen werden, daß dieser Teil der Heizung ausgeschaltet wird, wenn das Wasser vollständig durch das Steigrohr hindurchgelaufen ist.

Die vorstehend beschriebenen Heizungen haben den Vorteil, daß die Wärmeübertragung von dem Rohr zur Heizplatte so verbessert ist, daß relativ wenig Energie benötigt wird, um die auf der Warmhalteplatte stehende Flüssigkeit auf der konstanten Solltemperatur zu hai ton. Besonders vorteilhaft ist es, das Heiz-

- 17 -

- yr -

TZP 84/520

element derart in Mäanderform um das Rohr herumzulegen, daß die ebene Fläche frei ist von dein Heizelement. Somit ist in jedem Falle die Gefahr ausgeschlossen, daß es zu einer leitenden Verbindung irgendeiner Art zwischen Heizelement und metallischer Warmhalteplatte kommen kann. Darüber hinaus kann auch die Isolationsschicht auf der ebenen Fläche oder auf dem gesamten Heizelement entfallen.

EPO CDPV

- Leerseite -

Claims (25)

TZP 84/520 ' ! Ansprüche

1. Elektrisches Heizgerät für Flüssigkeiten, insbesondere Heißwasserbereiter zur Verwendung im_Haushalt, mit einem die Flüssigkeit führenden, mit einem elektrischen Heizleiter wärmeleitend verbundenen Rohr, dadurch gekennzeichnet , daß das Rohr (36; 210; 301; ^0S; 506;. 606; 701; 812; 916) ein elektrisch isolierendes, hochvärmebeständiges Material, wie ein Glas oder ein Kerauiikinoterial aufweist.

2. Heizgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das zwischen dem elektrischen Heizleiter (38; 212; "jOh; 610; 70^) und der von der Flüssigkeit berührten Innemvandflache des Rohres liegende elektrisch isolierende Material eine Schichtdicke von mindestens 2 mm aufweist.

3- Heizgerät nach Anspruch 1 und/oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Rohr (210; 301; ^08; 506; 606; 701; 812) gut wärmeleitend mit einer Heizplatte (Warmhalteplatte 202; 302; Ί02; 502; 602; 8O6; 906) verbunden ist und diese beheizt.

k. Heizgerät nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Heizplatte (Warmhalteplatte 202; 502; 602; 906) ein elektrisch isolierendes wärmebeständiges Material, wie ein Glas, ein Keramikmaterial oder ein hochwärmebeständiges Kunststoffmaterial aufweist.

5. Heizgerät nach Anspruch h, dadurch gekennzeichnet, daß das Rohr (210; 606; 916) und die Heizplatte (202; 602; <)o6) ein ähnliches Material aufweisen und miteinander verschmolzen oder zusammengesintert sind.

TZP 84/520 ^

6. Heizgerät nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Rohr (506) und die Heizplatte (502) miteinander verklebt sind.

7. Heizgerät nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der elektrische Heizleiter (212; 304; 6lO) mindestens z.T. zwischen dem Rohr (210; 301; 6O6) und der Heizplatte (202; 302; 602) angeordnet ist.

8. Heizgerät nach einem der Ansprüche 3 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Heizplatte (402; 806) und dem Rohr (408; 812) ein wärmeleitendes Zwischenteil (404; 808) z.B. aus Keramikinaterial oder Aluminium angeordnet ist.

9. Heizgerät nach einem der Ansprüche 3 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der elektrische Heizleiter (410) an der Heizplatte oder dem Zwischenteil (404) neben dem Rohr (408) angeordnet ist.

10. Heizgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Heizplatte (202) an ihrer dem Rohr (210) zugewandten Seite i"ta Bereich eines Endabschnittes (21.4, 216) des Rohres (210) eine Ausnehmung (222, 224) aufweist, die das Überziehen eines Anschlußschlauches über den Endabschnitt des Rohres zuläßt.

11. Heizgerät nach einem der Ansprüche 3 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Heizplatte (202) im Anlagebereich des Rohres (210) eine auf die dem Rohr zugewandte Seite vorspringende Verdickung (206) aufweist, an der das Rohr (210) mit seinem beheizten Längenbereich anliegt und der vor den Endabschnitten (214, 216) des Rohres (210) endet, so daß diese frei auskragen.

- 3 EPO COPY

" " ³ ~ 3A41028

■ __ TZP 84/520

12. Heizgerät nach einem der Ansprüche S bis It, dadurch gekennzeichnet, daß das Zwischenteil (404; 808) sich ira wesentlichen über die "beheizte Länge des Rohres (408; 812) erstreckt und Endabschnitte des ira wesentlichen geraden Rohres -über dieses hinausragen oder das Zwischenteil im Bereich der Rohrenden Ausnehmungen aufweist.

13. Heizgerät nach einem der Ansprüche 3 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Rohr (506) im wesentlichen einen runden Querschnitt (506) und an seinen Endabschnitten (510) einen ovalen Querschnitt aufweist, dessen lange Achse sich parallel zur Ebene der Hei zplat τ t·· (302) erstreckt.

14. Heizgerät nach einem der Ansprüche 3 bis 13_S dadurch gekennzeichnet, daß das Rohr (301; 6o6; 701) im Bereich seiner Anlagestelle an der Heizplatte (302; 6O2) eine Abplattung in Form eines geraden Umfangabschnittes (303; <ίθ<<; 703) aufweist.

15. Heizgerät mit einem im Stromkreis des Heizleiters liegenden Regler nach einem der Ansprüche 3 bis I3, dadurch gekennzeichnet, daß der Regler (230; 832) neben dem Rohr an die Heizplatte (202) oder ein Zwischenteil (808) wärmeleitend gekoppelt ist.

16. Heizgerät mit einem ira Stromkreis des Heizleiters liegenden Regler nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Regler (42; 614) z.B. mittels eines wärmeleitenden Klebers am Rohr (36; 6O6) vorzugsweise im Bereich einer unbeheizten Stelle desselben wärmeleitend angekoppelt ist.

17. Heizgerät nach Anspruch l6, dadurch gekennzeichnet, daß das Rohr (606) einen gerundeten Querschnitt aufweist und im Uereich des Reglers eine Abplattung (612) z.B. in Form einer Einsenkung oder einer Aufweitung aufweist.

BAD ORIGINAL * ^{EP0 C0PY} J

TZP 84/520

18. Heizgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Heizplatte (906) und das Rohr (Kanal 018) als ein Stück hergestellt sind, indem ein Kanal (018) im Material der Heizplatte ausgebildet ist.

19. Heizgerät nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß der Heizleiter (920) auf einem an den Kanal (918) angrenzenden, vorzugsweise verdickten Bereich (920) der Heizplatte (006) angebracht ist.

20. Heizgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß das Itohr (40S; 606) sich etwa horizontal erstreckt und ein oberer und/oder ein seitlicher Teilbereich (608) des Rohrumfanges beheizt ist, in dem vorzugsweise auf diesem Teilbereich ein Heizleiter (61O) angeordnet ist.

21. Heizgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß es als Kaffee- und Teemaschine ausgebildet ist, wobei das als Durchlauferhitzer dienende Rohr (210; 301; 408; 506; 6O6; 701; 812; 916) zur Weiterleitung des Brühwassers zu einem Filter mit einer Steigleitung verbunden ist und zur Beheizung einer als Warmhalteplatte für das bereitete Getränk dienenden Heizplatte gut wärmeleitend mit der Heizplatte verbunden ist.

22. Heizgerät nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß das Rohr (301), im Schnitt gesehen, eine Kreisfläche darstellt, dem ein Kreisabschnitt fehlt, so daß das Rohr (301) über seine ganze Länge eine ebene Fläche (303) aufweist, mit der es an der Heizplatte (302) anliegt, wobei das Heizelement (3O²I) spiralförmig um das Rohr (301) heruingelegt ist, so daß auch die ebene Fläche (303) das Heizelement (304) trägt, und daß das Heizelement mit einer Isolierschicht (305) bedeckt ist (Fig. H).

- 5 EPO COPY

TZP 84/520

23. Heizgerät nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß das Rohr (701), im Schnitt gesehen, eine Kreisfläche darstellt, demein Kreisabschnitt fehlt, so daß das Rohr (7<Jl) über seine ganze Länge eine ebene Fläche (703) aufweist, mit der es an der Heizplatte anliegt, wobei dns Heizelement (704) derart in Mäanderform um das Rohr (701) herumgclegt ist, daß die ebene Fläche (703) frei ist vom Heizelement (704) (Fig. 12). ■ '

24. Hei2geät nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß nur das mäanderförmige Heizelement (704) mit einer Isolierschicht (705) bedeckt ist, so daß die ebene Fläche (703) frei ist von der Isolierschicht -(705).

25. Heizgerät nach einem der Ansprüche 21 bis 24, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich ein Teil der Steigleitung als Rohr aus Glas- oder Keramikmaterial mit einem auf die äußere Oberfläche aufgebrachten Heizelement ausgebildet ist.

EPO COPY