DE4406567C2 - Gerät zum Erwärmen von Flüssigkeiten, Speisen o.dgl. - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Gerät zum Erwärmen von Flüssigkeiten, Speisen oder dgl. mit einem Aufnahmegefäß und einem daran mit hohem Wärmeübergang angeformten Boden aus hoch wärmeleitfähigem Material, an dem ein Rohrheizkörper anliegt, sowie ferner mit einer Regeleinrichtung, die ein von einem Temperaturfühler betätigtes Schaltelement aufweist.

Aus der EP 0 307 555 A1 ist ein Gerät mit einem Aufnahmegefäß und einem damit mit hohem Wärmeübergang angeformten Boden aus hochwärmeleitfähigem Material, an dem ein Rohrheizkörper anliegt, bekannt.

Aus der FR 25 05 032 A1 ist bei einem Gerät zum Erwärmen von Flüssigkeiten, Speisen oder dgl. in einem Aufnahmegefäß bekannt, daß ein Temperaturfühler an dem Boden anliegt, der ein Schaltelement aufweist, das Teil eines Temperaturregelkreises ist.

Aus der DE-AS-11 40 656 und aus GB 22 51 986 A sind ferner Bimetall-Schnappscheiben als Temperaturfühler bekannt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Gerät der eingangs genannten Art zu vereinfachen, wobei sich insbesondere ein schnellere und billige Montage ergeben soll. Gleichwohl soll die technische Sicherheit, d. h. insbesondere das einwandfreie Funktionieren der Regeleinrichtung für die Heizung gewährleistet sein.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe bei einem Gerät der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß der Temperaturfühler durch eine an sich bekannte am Boden anliegende Bimetall-Schnappscheibe gebildet wird, deren Form der Form eines Bereiches des Bodens angepaßt ist und an diesem anliegt, und daß die Bimetall-Schnappscheibe durch die unterhalb des Bodens befestigte Regeleinrichtung gegen den Boden gehalten wird.

Diese Ausbildung ist sehr einfach; sie sichert ferner, daß die Wärme optimal vom Boden auf die Bimetall-Schnappscheibe übertragen wird. Ferner gewährleistet sie eine einfache und demgemäß schnelle und kostensparende Montage.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben.

Die Erfindung wird im folgenden anhand von Ausführungsbeispielen beschrieben. Es stellen dar:

Fig. 1 ein Ausführungsbeispiel;

Fig. 2 ein zweites Ausführungsbeispiel;

Fig. 3 ein drittes Ausführungsbeispiel.

Bei dem Gerät handelt es sich um einen Wasserkocher, der vorwiegend zum Erwärmen von Wasser für Kaffee und Tee, aber auch zum Erwärmen flüssiger Speisen und dgl. benutzt wird. Er besitzt ein zylindrisches Aufnahmegefäß 1, welches einstückig mit dem Boden 2 hergestellt und ist. In der Regel werden derartige Aufnahmegefäße aus rostfreiem Stahl bzw. Chrom-Nickel-Stahl hergestellt und sind mit einer Ausgießschnauze 3 und einem Deckel 4 versehen. Außerdem ist in aller Regel noch ein Handgriff 5, insbesondere aus isolierendem Werkstoff vorhanden. Beim Ausführungsbeispiel ist dieser einstückig mit einem unteren Kunststoffgehäuse 6 gefertigt, welches mit dem Boden 2 zusammen einen Installationsraum 7 bildet.

An der Unterseite des Bodens 2 befindet sich ein sogenannter Kompensboden 11. Dieser ist aus gut leitendem Material, insbesondere aus Aluminium, einer Aluminiumlegierung, Magnesium oder einer Magnesium enthaltenden Legierung hergestellt. Er befindet sich in innigem Kontakt mit der Unterseite des Gefäßbodens 2 und ist mit dieser über eine Lötschicht 12 verbunden.

An der Unterseite des Kompensbodens 11 befindet sich die Heizeinrichtung 13. Bestandteil der letzteren ist ein Rohrheizkörper 14. Er kann gemäß Fig. 1 unmittelbar an die Unterseite des Kompensbodens 11 angebracht, insbesondere angelötet werden. Stattdessen kann man aber am Außenrand des Kompensbodens 11 eine geeignete, etwa U-förmige Aufnahme anbringen, in welche man den Rohrheizkörper einlegt.

In dem Installationsraum 7 befindet sich außer der Heizeinrichtung 13 auch eine zugehörige Regeleinrichtung 19. Deren wichtigster Bestandteil ist eine separat gefertigte und anschließend anmontierte Regeleinheit 20. Sie ist so ausgebildet und angebracht, daß sie die Temperatur des Kompensbodens 11 unmittelbar erfassen und derart auf die Heizeinrichtung 13 einwirken kann, daß eine Überhitzung des Geräts vermieden wird. Außerdem erfolgt der elektrische Anschluß des ganzen Geräts über die Regeleinrichtung 20. Dies hat den Vorzug, daß man das Gerät ohne ein elektrisches Anschlußkabel transportieren und ggf. nach dem Aufheizen des Gefäßinhalts benutzen kann. Stattdessen ist natürlich auch die unmittelbare Verbindung eines elektrischen Anschlußkabels mit diesem Gerät möglich, jedoch wird den Ausführungsbeispielen der Vorzug gegeben.

An der Unterseite des Kompensbodens 11 befindet sich eine konvex gewölbte Fläche 21, welcher einer Bimetall- Schnappscheibe 22 zugeordnet ist. Ihre Form ist komplementär zur Fläche 21, d. h. ihre anliegende Fläche ist konkav mit etwa gleicher Wölbung gewölbt. Der Übersichtlichkeit wegen ist in der Figur ein Abstand zwischen der Fläche 21 und der Bimetall-Schnappscheibe 22 gezeichnet. Sie liegt unten abgestützt, zumindest mit einem Teil ihrer in Fig. 1 oberen Fläche an der konvexen Fläche 21 des Kompensbodens 11 an, um auf diese Weise die jeweilige Temperatur des Kompensbodens exakt zu erfassen. Im übrigen kann sich die Fläche 21 an einem mehr oder weniger ausgeprägten Ansatz 23 des Kompensbodens 11 befinden. Ein wesentlicher Vorteil dieses in der genannten Weise ausgebildeten Kompensbodens ist, daß man mit dem Befestigen bspw. Anschrauben der Regeleinheit 20 zugleich auch den innigen Kontakt zwischen dem Kompensboden 11 und der Bimetall-Schnappscheibe 22 schafft und dadurch Montageaufwand bzw. die -kosten einspart. Für die Befestigungsschrauben 24 können spezielle Schraubhülsen 25 oder dgl. Ansätze ebenfalls gleich an den Kompensboden 11 angeformt werden, so daß auch in dieser Hinsicht eine Vereinfachung und Verbilligung der Herstellung erzielt wird. Dies gilt insbesondere, wenn man selbstschneidende Schrauben verwendet.

Die Bimetall-Schnappscheibe 22 kann bspw. aus einem ringförmigen Außenteil oder Schnappteil und einem in dessen Inneres ragenden zungenförmigen Stützteil entstehen, wobei das Schnappteil bei Erreichen der Schalttemperatur an der konvexen Fläche 21 des Kompensbodens 11 knackfroschartig umspringt und dabei die aus Fig. 2 ersichtliche Form und Lage 22a einnimmt. Diese Umschnappbewegung wird in bekannter Weise zu Schaltzwecken bzw. im konkreten Anwendungsfall zum Ausschalten der Heizeinrichtung ausgenutzt. Auch beim Umschnappen bleibt der zungenförmige Stützteil in Anlage mit der Fläche 21 des Kompensbodens 11. Wenn sich nach Abschalten des Rohrheizkörpers 14 der Kompensboden 11 ausreichend abgekühlt hat, springt der ringartige Schnappteil wieder in die in Fig. 2 mit einer festen Linie gezeichnete Ausgangslage zurück, in welcher er dann wieder weitgehend an der Fläche 21 anliegt.

Gemäß Fig. 1 ist die Hülse oder Schraubhülse 25, welche beim Ausführungsbeispiel an den Kompensboden 11 angeformt ist, über die Befestigungsschraube 24 mit einer Anschlußfahne oder einem Steckerstift 26 elektrisch leitend verbunden, so daß sich eine Schutzerdung des Geräts ergibt.

Wie sich aus Fig. 2 ergibt, ist zwischen den Kompensboden 11 und die Regeleinheit 20 ein Zwischenadapter 27 vorgesehen, der zusammen mit der Regeleinheit 20 mittels Schrauben 24 an geeigneten Befestigungsmitteln, z. B. Hülsen oder Schraubhülsen 25, gehalten wird. Insoweit entsteht kein zusätzlicher Montageaufwand bei Verwendung eines Zwischenadapters 27, der im übrigen aus elektrisch nicht leitendem wärmebeständigem Material besteht. In den in Fig. 2 zweiteiligen Zwischenadapter 27 sind die elektrischen Anschlußelemente 28, 29 eingesetzt. Ihre äußeren Enden sind als Anschlußfahne 30 gestaltet, auf welches man einen Stecker 31 aufstecken kann. Dieser ist mit einer flexiblen elektrischen Leitung 32 bzw. 33 elektrisch leitend verbunden. Letztere führen zu den relativ steifen Anschlußenden 34 bzw. 35 des Rohrheizkörpers 14 bzw. dessen Heizwendel 17. Auch dort ist eine Verbindung über ein Anschlußelement 36 und einen Stecker 37 vorgesehen. Lediglich der Ordnung halber wird noch angemerkt, daß selbstverständlich die elektrischen Anschlußelemente 28 und 29 unmittelbar mit den elektrischen Leitungen 32 und 33 verbunden sein können, bspw. durch Anlöten. Im Bereich des Rohrheizkörpers 14 sind aber bevorzugterweise Steckverbindungen vorhanden, um die Montage und ggf. auch Demontage der gesamten Regeleinrichtung 19 schnell und einfach durchführen zu können.

Ein aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung bestehendes Aufnahmegefäß 1, 9 kann tiefgezogen oder druckgegossen sein. Der Kompensboden 11 wird bei Herstellung aus den genannten Materialien im Präge-, Fließpreß-, Kaltschmiede-, Warmschmiede-, Sinter- oder Gußverfahren hergestellt, wobei im bevorzugten Gußverfahren Sand-Kokillen oder Druckguß in Frage kommen. Der Kompensboden 11 wird, wie bereits ausgeführt, an den Gefäßboden 2 angelötet oder auch aufgeschmiedet. Beim Aufschmieden können die Rillen zur Aufnahme des Rohrheizkörpers erzeugt oder in ihre endgültige Form gebracht werden, wenn sie am anzuschmiedenden Ausgangsteil in vereinfachter Form bereits vorhanden sind.

An der Regeleinrichtung 19 und/oder am Zwischenadapter 27 sind schaltbare elektrische Kontaktmittel zumindest für die Heizeinrichtung 13 angebracht. Außerdem kann gemäß bspw. Fig. 3 pro Pol mehr als ein Kontaktmittel desselben elektrischen Potentials vorhanden sein. Die elektrischen Kontaktmittel, also bspw. Anschlußfahnen 30, Steckerstifte oder dgl. sind zusammen jeweils mit einem weiteren Kontaktmittel 38 mit einem elektrisch leitenden Element 39 bzw. 40 der Regeleinheit 20 elektrisch leitend verbunden, wobei die weiteren Kontaktmittel 38 ebenfalls Anschlußfahnen, Steckerstifte oder dgl. sein können. Die Verbindung ist insoweit nur schematisch dargestellt. Beide liegen aber auf demselben elektrischen Potential, z. B. um 220 Volt.

Mit dem elektrisch leitenden Element 39 ist eine schwenkbare Kontaktzunge 41 und mit dem elektrisch leitenden Element 40 eine schwenkbare Kontaktzunge 42 jeweils elektrisch leitend verbunden. Die Kontaktzunge 41 trägt einen bewegbaren Kontakt 43 und die Kontaktzunge 42 einen bewegbaren Kontakt 44. Letzterer wirkt mit einem Festkontakt 45 zusammen während dem bewegbaren Kontakt 43 ein Festkontakt 46 gegenüberliegt. Dieser ist mit einem Anschlußelement 47 elektrisch leitend verbunden, während der Festkontakt 46 mit einem elektrischen Anschlußelement 48 elektrisch verbunden ist, wobei es sich um Steckerstifte handeln kann. Auf diese und den weiteren bereits erläuterten Erdungs-Steckerstift 26 wird das Kupplungsende eines elektrischen Anschlußkabels aufgesteckt.

Zwischen die schwenkbare Kontaktzunge 41 und den Kompensboden 11 ist ein Schmelzstift 49 eingesetzt. Wenn die Regeleinrichtung, soweit sie durch die Bimetall- Schnappscheibe 22 betätigt wird, versagt oder ausfällt, so bildet der Schmelzstift 49 eine zweite Absicherung. Er fühlt ebenso wie die Bimetall-Schnappscheibe 22 die Temperatur des Kompensbodens 11 unmittelbar ab. Sobald eine unzulässig hohe Temperatur des Kompensbodens 11 und damit natürlich auch des Gefäßbodens erreicht wird, schmilzt das Material des Schmelzstifts 49 oder knickt ein und dadurch kann sich die Kraft der Druckfeder 50 auswirken, welche die Kontakte 43 und 45 durch Hochschwenken der Kontaktzunge 41 trennt. Damit ist dann der Stromkreis des Rohrheizkörpers 14 unterbrochen und eine weitere Aufheizung unterbleibt.

Während der Schmelzstift 49 nach dem Schmelzen durch einen Neuen ersetzt werden muß, was gewissermaßen eine Reparatur des Geräts bedeutet, stellt sich die erste Sicherheitseinrichtung mit der Bimetall-Schnappscheibe 22 nach dem Schnappvorgang und entsprechender Abkühlung des Kompensbodens 11 jeweils von selbst wieder zurück, wodurch dann der Stromkreis für die Heizwendel 17 des Rohrheizkörpers 14 wieder geschlossen wird.

Bei unzulässiger Erwärmung und entsprechendem Schnappen der Bimetall-Schnappscheibe 22 in die Stellung 22a (Fig. 2) wird ein mit ihr verbundenes Element, der Stößel 51 niedergedrückt. Er verschwenkt die Kontaktzunge 42 gegen den Widerstand der Rückstellfeder 52 nach unten, was zu einem Trennen der Kontakte 44, 46 führt. Hierdurch wird der elektrische Stromkreis der Heizwendel 17 unterbrochen.

An das Kontaktmittel 38 kann eine elektrische Leitung 53 zu einer Glühbirne 54 angeschlossen werden. Zu letzterer führt eine weitere elektrische Leitung 59. Sie ist mit der elektrischen Leitung 33 verbunden. Wenn also Strom durch den Rohrheizkörper 14 bzw. dessen Heizwendel 17 fließt, so brennt die Lampe 54, welche demnach eine Kontroll-Lampe darstellt.

Beim Ausführungsbeispiel der Fig. 3 ist die elektrische Leitung 33 nicht unmittelbar an die Anschlußfahne 30 oder dgl. angeschlossen, vielmehr ist noch ein verstellbarer Temperaturregler 55 zwischengeschaltet. Deshalb ist dort die Anschlußfahne 30 oder dgl. Element über eine elektrische Leitung 56 mit dem einen Anschluß 57 des Temperaturreglers 55 verbunden. Die elektrische Leitung 59 ist mit dem anderen Anschluß 58 des Temperaturreglers 55 verbunden. Der Temperaturregler 55 besitzt zwei Kontaktarme 60 und 61 mit elektrischen Kontakten 62 bzw. 63. Mittels eines Schraubglieds 64, das mit Hilfe eines Drehknopfs 65 gegenüber einem Träger 66 verschraubt werden kann, läßt sich der Kontaktarm 60 begrenzt verschwenken, wodurch auch sein Kontakt 62 gegen den Kontakt 63 hin oder von diesem weg bewegt wird. Der Kontakt 63 befindet sich an einem Bimetall- Element (Kontaktarm 61) das sich bei Erreichen der dreheingestellten Regelungstemperatur derart biegt, daß der normalerweise am Kontakt 62 anliegende Gegenkontakt 63 vom Kontakt 62 abgehoben wird, was zu einer Unterbrechung der Stromzufuhr der Heizwendel 17 führt. Bei Abkühlung kehrt der Kontaktarm 61 wieder in die Ausgangslage zurück, wodurch dann der Stromkreis wieder geschlossen wird. Hier wird eine weitere Verbesserung des Geräts dadurch erreicht, daß an den Kompensboden 11 ein Lagerbock 67 unmittelbar angeformt ist, welcher einerseits dazu dient, den Temperaturregler 55 zu tragen und andererseits die momentane Temperatur des Kompensbodens 11 an das Bimetall des Temperaturreglers 55 unmittelbar zu leiten.

Desweiteren ist in Fig. 2 noch dargestellt, daß man anstelle einer schwenkbaren Kontaktzunge 41 bzw. 42 eine beidendig federabgestützte Kontaktplatte 68 bzw. 69 mit bewegbaren Kontakten 43 bzw. 44 verwenden kann. Im übrigen kann man im Bedarfsfalle auch bei den anderen Ausführungsbeispielen jeweils einen Zwischenadapter 27 vorsehen, wobei dann zumindest die elektrischen Anschlußelemente 28 und 29 in den Zwischenadapter 27 kommen.

Die vorbeschriebenen Geräte zum Erwärmen von Flüssigkeiten, Speisen und dgl. lassen sich, wie beschrieben, in besonders vorteilhafter Weise rasch und preisgünstig zusammenbauen, wobei verhältnismäßig wenige Montagevorgänge notwendig sind, was der preiswerten Herstellung sehr zugute kommt. Soweit elektrische Anschlüsse vorzunehmen sind, erfolgen sie entweder beim Anschrauben der Regeleinheit 20 an den Kompensboden 11, der seinerseits in kostengünstiger Weise mit dem Gefäßboden verbunden werden kann und andererseits über Steckverbindungen. Es ist eine doppelte Absicherung gegen Trockengehen vorhanden und vor allen Dingen ist auch der elektrische Anschluß mit der Heizwendel 17 des Rohrheizkörpers 14 entgegen dem bekannten Stand der Technik auf einfachste Weise vorzunehmen.

Die Wärmeabgabe an das zu erwärmende Medium ist durch die Verwendung des unmittelbar mit dem Gefäßboden verbunden Kompensbodens 11 optimal, wobei zu beachten ist, daß bei solchen Geräten relativ hohe Heizleistungen vorgesehen sind.

Claims (4)

1. Gerät zum Erwärmen von Flüssigkeiten, Speisen oder dgl. mit einem Aufnahmegefäß (1, 9) und einem daran mit hohem Wärmeübergang angeformten Boden (1) aus hoch wärmeleitfähigem Material, an dem ein Rohrheizkörper (14) anliegt, sowie ferner mit einer Regeleinrichtung (19, 20), die ein von einem Temperaturfühler (22) betätigtes Schaltelement (51) aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß der Temperaturfühler durch eine an sich bekannte am Boden (11) anliegende Bimetall- Schnappscheibe (22) gebildet wird, deren Form der Form eines Bereiches (21) des Bodens (11) angepaßt ist und an diesem anliegt, und daß die Bimetall-Schnappscheibe (22) durch die unterhalb des Bodens befestigte Regeleinrichtung (20) gegen den Boden (11) gehalten wird.

2. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der genannte Bereich (21) des Bodens (11) konvex gewölbt ist.

3. Gerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß ferner zwischen dem Boden (11) und der Regeleinheit (20) ein Adapter (27) aus isolierendem wärmebestätigen Material eingesetzt ist, der die Anschlußelemente (28, 29) für den Rohrheizkörper (13, 14) trägt.

4. Gerät nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß der Boden (11) aus Aluminium, einer Aluminiumlegierung, Magnesium oder einer Magnesiumlegierung gefertigt und an den Boden (2) des Aufnahmegefäßes (1, 9) angelötet oder auf ihn aufgeschmiedet ist.