DE3524698A1

DE3524698A1 - Schalteinrichtung fuer einen elektrischen kochendwasserbereiter

Info

Publication number: DE3524698A1
Application number: DE19853524698
Authority: DE
Inventors: Franz Dr Ing Bogdanski; Herbert Dipl Ing Mader; Ernst Appun; Dietrich Dipl Ing Schiebel; Reinhard Ing Grad Kreiter; Klaus Dipl Ing Schuetz; Gerd Schultes
Original assignee: Stiebel Eltron GmbH and Co KG
Current assignee: Stiebel Eltron GmbH and Co KG
Priority date: 1985-07-11
Filing date: 1985-07-11
Publication date: 1987-01-15
Also published as: GB2178900A; GB8616808D0

Description

Die Erfindung betrifft eine Schalteinrichtung für einen elektrischen Heizkörper eines Kochendwasserbereiters, die eine Dampfkammer aufweist, in der ein Bimetallelement angeordnet ist, welches bei Dampfentwicklung einen Schalt kontakt öffnet, der durch ein Handschaltteil schließbar sowie zu öffnen ist, und die einen Schutzschalter aufweist, der bei Über hitzung des Heizkörpers diesen abschaltet.

Eine solche Schalteinrichtung kann entweder bei elektri schen Wasserkochtöpfen oder bei stationären Kochendwasser bereitern eingesetzt werden.

Eine Schalteinrichtung der eingangs genannten Art ist in der DE-PS 22 05 353 beschrieben. Tritt Dampf des kochenden Wassers aus dem Topf in die Dampfkammer ein, dann schaltet das Bimetallelement den elektrischen Heiz körper ab. Zum Wiedereinschalten ist ein Handschaltteil vorgesehen. Mit dem Handschaltteil läßt sich bei der DE-PS 22 05 353 der Heizkörper nur einschalten, jedoch nicht abschalten.

Der Schutzschalter weist bei der Schalteinrichtung nach der DE-PS 22 05 353 einen zusätzlichen Schaltkontakt auf. Die elektrischen Verbindungen sind dementsprechend aufwendig.

In dem DE-GM 66 07 924 ist ein Kochendwasserbereiter beschrieben, bei dem zwei Schaltkontakte vorgesehen sind, die mittels eines einzigen Bimetallelements geschaltet werden, das unter dem Einfluß zweier Wärme brücken steht. Auch hier müssen zwei Kontakte elektrisch verbunden werden. Zur Beheizung der Wärmebrücke, die bei Dampfentwicklung zu einem Abschalten führen soll, ist zusätzlich ein Hilfsheizkörper nötig. Dies ist aufwendig.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Schalteinrichtung der eingangs genannten Art zu vereinfachen.

Erfindungsgemäß ist obige Aufgabe bei einer Schaltein richtung der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß der Schutzschalter einen hydraulischen Temperaturfühler mit einer Schaltmembran aufweist, und daß der Schaltmembran und dem Bimetallelement gemeinsam ein einziger Schalt kontakt und ein einziges Handschaltteil zugeordnet sind. Unter "hydraulischen" Temperaturfühlern im Sinne der Erfindung sind all jene zu verstehen, bei denen eine Temperaturerhöhung am Fühler zu einer hydraulischen oder gasförmigen Druckerhöhung im Fühlersystem führt.

Der einzige Schaltkontakt ist dabei sowohl von der Schaltmembran als auch von dem Bimetallelement zu be tätigen. Das Handschaltteil springt um, wenn entweder die Schaltmembran oder das Bimetallelement den Schalt kontakt betätigt. Insgesamt ist damit ein einfacher Aufbau der Schalteinrichtung gegeben, so daß sich diese kompakt aufbauen läßt. Ein weiterer Vorteil der Erfin dung besteht darin, daß der Benutzer an der Stellung des Handschaltteils direkt sieht, ob der Heizkörper eingeschaltet oder abgeschaltet ist. Ist der Heizkör per abgeschaltet, dann kann er mittels des Handschalt teils wieder eingeschaltet werden, und zwar ganz unab hängig davon, ob die vorangehende Abschaltung von der Schaltmembran oder dem Bimetallelement vorgenommen wurde.

Günstig ist auch, daß der Benutzer den Heizkörper mit tels des Handschaltteils auch abschalten kann.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und der folgenden Beschrei bung von Ausführungsbeispielen. In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 einen Wasserkochtopf mit einer Schalteinrich tung im Schnitt,

Fig. 2 eine vergrößerte Teilansicht der Schalteinrich tung nach Fig. 1,

Fig. 3 ein weiteres Ausführungsbeispiel der Schaltein richtung und

Fig. 4 ein drittes Ausführungsbeispiel der Schaltein richtung.

Unten in einem Wasserkochtopf 1 ist ein elektrischer Heizkörper 2 angeordnet. An diesem liegt ein Schutzrohr 3 an, in das ein hydraulischer Temperaturfühler 4 einge schoben ist. Dieser ist über ein Kapillarrohr 5 mit einem von einer Schaltmembran 6 abgeschlossenen Raum 7 ver bunden. Der Temperaturfühler 4, das Kapillarrohr 5 und der Raum 7 sind mit einer sich bei Temperaturerhöhung ausdehnenden bzw. verdampfenden Flüssigkeit gefüllt.

Der Heizkörper 2 und das Schutzrohr 3 sind mittels einer Flanschplatte 8 durch eine Wand 9 des Wasserbehälters 1′ des Wasserkochtopfes 1 geführt. Ein auf die Wand 9 auf gesetztes Abdeckformteil 10 bildet einen Raum 11 zur Aufnahme der Schalteinrichtung. An dem Abdeckformteil 10 ist auch ein Handgriff 12 ausgeformt. Unter dem Hand griff 12 ist eine Steckdose 13 vorgesehen. Diese kann ein integriertes Teil des Handgriffes 12 sein.

Der Wasserkochtopf 1 weist einen Deckel 14 auf, der im Bereich eines Ausgusses 15 des Wasserbehälters 1′ ein Wandstück 16 aufweist, welches den Ausguß 15 großenteils versperrt, damit beim Kochen entstehender Dampf nicht frei abzieht.

Dem Ausguß 15 gegenüber ist oben im Wasserkochtopf 1 ein Kanal 17 ausgebildet, der in eine Dampfkammer 18 mündet, welche über ein Ausströmloch 19 mit der Umgebung ver bunden ist.

In dem Raum 11 ist ein Träger 20 befestigt, an dem die Dampfkammer 18 ausgebildet ist. Die Dampfkammer 18 ist an der einen Seite von einem Bimetallelement 21 abge schlossen, das von einer Thermobimetall-Schnappscheibe, auch Spencerscheibe genannt, gebildet ist. Neben der Spencerscheibe 21 ist die Schalt membran 6 angeordnet. Die Schaltmembran 6 und die Spencer scheibe 21 sind an ihren Rändern gemeinsam eingespannt. Zwischen der Spencerscheibe 21 und der Schaltmembran 6 ist ein Zwischenstück 22 angeordnet. An der dem Zwischen stück 22 abgewandten Seite der Spencerscheibe 21 ist ein Schaltstößel 23 vorgesehen, der in einer Bohrung 24 des Trägers 20 mittels eines Dichtrings 25 abgedichtet geführt ist.

Oberhalb der Bohrung 24 ist am Träger 20 ein Arm 26 mit einer Auskehlung 27 angeordnet, in die das eine Ende eines Schalthebels 28 mit einer Schneide 29 eingehängt ist. Der Schaltstößel 23 steht an dem Schalthebel 28 an.

Der Schalthebel 28 erstreckt sich im Raum 11 nach unten. An seinem unteren Ende ist an ihm ein Handschaltteil 30 befestigt. Dieses liegt in einer Ausnehmung 31 des Hand griffs 12. Es ist an diesem sichtbar und manuell betätig bar.

Der Schalthebel 28 ist mittels einer Sprungfeder 32 gegen den Träger 20 vorgespannt.

Am Schalthebel 28 ist zwischen dem Schaltstößel 23 und dem Handschaltteil 30 eine Kontaktbrücke 33 angeordnet, die zwei Schaltnoppen eines Schaltkontakts verbindet. Elektrisch ist die eine Schaltnoppe mit dem einen Anschluß des elektrischen Heizkörpers 2 verbunden. Die andere Schaltnoppe ist an den einen Pol der Steckdose 13 angeschlossen. Der andere Anschluß des Heizkörpers 2 ist mit dem anderen Pol der Steckdose 13 verbunden.

Der Träger 20 mit dem an ihm befestigten Teilen läßt sich einfach in dem Raum 11 montieren. Bei der Montage wird der mit dem Träger 20 verbundene Temperaturfühler 4 in das Schutzrohr 3 eingeschoben.

Der Schaltstößel 23, die Kontaktbrücke 33 und das Hand schaltteil 30 sind an dem Schalthebel 28 so verteilt, daß der Schalthub der Spencerscheibe 21 von etwa 0,4 mm ausreicht, die Kontaktbrücke 33 genügend weit, beispiels weise um 1,6 mm abzuheben und das Handschaltteil 30 in der Ausnehmung 31 weit, beispielsweise um 5 mm, zu ver schieben. Dadurch ist einerseits ein genügender Abstand des Schaltkontakts im geöffneten Zustand und andererseits eine deutlich sichtbare Verschiebung des Handschalt teils 30 gegeben. Ein im Vergleich zum Hub der Spencer scheibe 21 großer Hub des Handschaltteils 30 ist auch für die Betätigbarkeit des Handschaltteils 30 günstig. Der Schalthub der Schaltmembran 6 ist größer als der der Spencerscheibe 21. Er beträgt beispielsweise 1,1 mm. Da der Abstand zwischen der Schaltmembran 6 und der Spencerscheibe 21 jedoch größer ist als die Differenz der beiden Schalthübe, ist das Zwischenstück 22 vorge sehen, das einen Ausgleich in der Weise schafft, daß bei einem Ansprechen der Schaltmembran 6 über die Spencer scheibe 21 der Schaltstößel 23 ebensoweit bewegt wird wie bei einem Ansprechen der Spencerscheibe 21.

Die Funktionsweise der beschriebenen Schalteinrichtung ist etwa folgende:

Zum Einschalten des Heizkörpers 2 wird das Handschalt teil 30 in die in Fig. 1 dargestellte Stellung gebracht. Dabei gelangt der Schalthebel 28 in die in den Fig. 1 und 2 dargestellte Stellung.

Kocht das Wasser im Wasserbehälter 1′, dann zieht Dampf in die Dampfkammer 18. Dort wird die Spencerscheibe 21 erhitzt, die dann umschnappt und über den Schaltstößel 23 den Schalthebel 28 so verschwenkt, daß der Schaltkon takt und damit der Heizkörper 2 abschaltet. Das Hand schaltteil 30 schnappt dabei in der Ausnehmung 31 in Fig. 1 nach rechts. Diese Stellung ist für den Benutzer deutlich kenntlich. Das Schnappverhalten ist durch die Sprungfeder 32 verbessert.

Wird bei leerem Wasserbehälter 1′ der elektrische Heiz körper 2 eingeschaltet, dann erhitzt sich der Temperatur fühler 4 stärker, als wenn er im Wasser liegt. Es springt dann die Schaltmembran 6 um und beaufschlagt über das Zwischenstück 22 und die Spencerscheibe 21 den Schalt stößel 23, der dadurch den Schalthebel 28 so verschwenkt, daß der Schaltkontakt öffnet und der Heizkörper 2 abschaltet. Auch dabei springt das Handschaltteil 30 in Fig. 1 nach rechts. Ein Wiedereinschalten ist nach Abkühlung durch Betätigung des Handschaltteils 30 möglich.

Zu jedem Zeitpunkt kann das Handschaltteil 30 in Fig. 1 nach rechts gezogen und damit der elektrische Heizkörper 2 abgeschaltet werden.

Beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 3 sind dem Ausführungs beispiel nach Fig. 2 entsprechende Teile mit gleichen Bezugszeichen versehen. Beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 3 ist die Schaltmembran 6 unterhalb der Spencer scheibe 21 angeordnet. Sie wirkt über einen eigenen Schaltstößel 34 direkt auf den Schalthebel 28. Der Abstand des Schaltstößels 34 von der Schneide 29 ist größer als der Abstand des Schaltstößels 23 von der Schneide 29. Da die Schaltkraft der Spencerscheibe 21 größer als die der Schaltmembran 6 ist, lassen sich die Abstände so dimensionieren, daß die auf den Schalthebel 28 wirkenden Momente etwa gleich groß sind.

Beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 3 ist das Handschalt teil 30 als Drucktaste ausgebildet. Diese dient nur dem Einschalten des Heizkörpers 2. Sie ist nicht zum Aus schalten des Heizkörpers 2 vorgesehen. Zum Ausschalten des Heizkörpers 2 ist ein weiteres Druckschaltteil 35 vorgesehen. An diesem ist ein um eine Achse 36 schwenk barer Kipphebel 37 geführt, der an dem Schalthebel 28 anliegt. Wird auf das Druckschaltteil 35 gedrückt, dann verschwenkt der Kipphebel 37 den Schalthebel 28 so, daß die Kontaktbrücke 33 des Schaltkontakts abhebt. Zurück gestellt wird das Druckschaltteil 35, wenn das Ein schaltteil 30 zum Einschalten des Heizkörpers 2 betätigt wird. Auch hier ist die jeweilige Schaltstellung erkenn bar.

Beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 4 sind ebenfalls die den Fig. 1 und 2 entsprechenden Teile mit gleichen Bezugszeichen versehen. Als Schaltglied ist hier ein Schaltstößel 38 vorgesehen, dessen eines Ende an der Spencerscheibe 21 befestigt ist. Das andere Ende des Schaltstößels 38 ist in einer Hülse 39 geführt, die an der Schaltmembran 6 befestigt ist. Der Schaltkontakt weist eine federnde Kontaktzunge 40 auf, die an einer Kontaktfläche 41 ansteht. Am Schaltstößel 38 ist ein Bund 42 vorgesehen, der zur Betätigung der Kontakt zunge 40 ausgebildet ist. An einem weiteren Bund 43 des Schaltstößels 38 steht das um eine Achse 44 schwenkbare Handschaltteil 30 an. Schnappt die Spencerscheibe 21 oder die Schaltmembran 6 um, oder wird das Handschalt teil 30 in Fig. 4 nach rechts geschwenkt, dann beauf schlagt der Bund 42 die Kontaktzunge 40, so daß der Schaltkontakt öffnet und der Heizkörper 2 abschaltet.

Ein Wiedereinschalten kann mittels des Handschaltteils 30 vorgenommen werden.

Bei einem anderen Ausführungsbeispiel der Erfindung sind die Schaltmembran 6 und das Bimetallelement 21 wie in Fig. 2 angeordnet, und der Schaltkontakt ist so angeordnet, daß er von der Schaltmembran 6 oder dem Bimetallelement 21 direkt, d. h. ohne Übersetzung über den Schalthebel 28 beaufschlagt wird. Es kann dann auch der Schaltstößel 23 entfallen.

Bei dieser Ausführung wird der Handschalter 30 so an geordnet, daß er direkt auf die Schaltmembran 6 und das Bimetallelement 21 wirkt bei gleichzeitiger Betä tigung des Schaltkontaktes. Das Handschaltteil kann dabei mechanischer oder hydraulischer Bauart sein.

Claims

1. Schalteinrichtung für einen elektrischen Heiz körper eines Kochendwasserbereiters, die eine Dampf kammer aufweist, in der ein Bimetallelement angeordnet ist, welches bei Dampfentwicklung einen Schaltkontakt öffnet, der durch ein Handschaltteil schließbar sowie zu öffnen ist, und die einen Schutzschalter aufweist, der bei Überhitzung des Heizkörpers diesen abschaltet, dadurch gekennzeichnet, daß der Schutzschalter einen hydraulischen Temperaturfühler (4) mit einer Schalt membran (6) aufweist, und daß der Schaltmembran (6) und dem Bimetallelement (21) gemeinsam ein einziger Schaltkontakt (33, 40) und ein einziges Handschaltteil (30) zugeordnet sind.

2. Schalteinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß zwischen der Schaltmembran (6) und dem Schaltkontakt (33, 40) ein Schaltglied (28, 38) wirk sam ist und das Handschaltteil (30) am Schaltglied (28, 38) angreift.

3. Schalteinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekenn zeichnet, daß das Schaltglied von einem schwenkbaren Schalthebel (28) gebildet ist, an dessen einem Ende das Handschaltteil (30) befestigt ist.

4. Schalteinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekenn zeichnet, daß das Bimetallelement (21) und die Schalt membran (6) über einen gemeinsamen Schaltstößel (23) den Schalthebel (28) beaufschlagen, und daß das Bime tallelement (21) zwischen der Schaltmembran (6) und dem Schaltstößel (23) angeordnet ist.

5. Schalteinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekenn zeichnet, daß das Bimetallelement (21) und die Schalt membran (6) an ihren Rändern aneinander anliegen.

6. Schalteinrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekenn zeichnet, daß zwischen der Schaltmembran (6) und dem Bimetallelement (21) ein Zwischenstück (22) angeordnet ist.

7. Schalteinrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Bimetallelement (21) und die Schaltmembran (6) an voneinander beabstandeten Stellen den Schalthebel (28) beaufschlagen.

8. Schalteinrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekenn zeichnet, daß das Bimetallelement (21) näher bei der Lagerstelle (27, 29) des Schalthebels (28) liegt als die Schaltmembran (6).

9. Schalteinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Schalt hebel (28) an einer Stelle zwischen dem Schaltstößel (23) und dem Handschaltteil (30) den Schaltkontakt (33) beauf schlagt.

10. Schalteinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekenn zeichnet, daß das Schaltglied von einem Schaltstößel (38) gebildet ist, an dessen Enden das Bimetallelement (21) und die Schaltmembran (6) anschlagen und daß mittels des Schaltstößels (38) eine Kontaktzunge (40) des Schalt kontakts betätigbar ist.

11. Schalteinrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekenn zeichnet, daß das Handschaltteil (30) um eine Achse (44) schwenkbar ist.

12. Schalteinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Bimetall element von einer Spencerscheibe (21) gebildet ist, deren Rand an der Dampfkammer (18) eingespannt ist.

13. Schalteinrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekenn zeichnet, daß die Spencerscheibe (21) die Dampfkammer (18) einseitig verschließt.

14. Schalteinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Schalt glied ( 28) mittels einer Sprungfeder (32) vorgespannt gehalten ist.

15. Schalteinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein Träger (20) vorgesehen ist, der in einem Raum (11) zwischen einem Wasserbehälter (1′) und einem Handgriff (12) eines Wasser kochtopfes (1) festlegbar ist.

16. Schalteinrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekenn zeichnet, daß die Dampfkammer (18) am Träger (20) ausge bildet und mit dem Wasserbehälter (1′) oben verbunden ist.

17. Schalteinrichtung nach Anspruch 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, daß der hydraulische Temperatur fühler (4) in ein am Heizkörper (2) anliegendes Schutz rohr (3) gesteckt und über ein Kapillarrohr (5) zur am Träger (20) angeordneten Schaltmembran (6) geführt ist.

18. Schalteinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 15 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß der Schalthebel (28) bei der Dampfkammer (18) oben am Träger (20) gelagert ist und das Handschaltteil (30) unten am Handgriff (12) vorgesehen ist.

19. Schalteinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 3 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß ein Druckschaltteil (35) vorgesehen ist, mit welchem der Schalthebel (28) in Öffnungsstellung des Schaltkontakts (33) bringbar ist.