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Elektrisch beheizter Spielzeugdampfkessel o. dgl. Flüssigkeitserhitzer
für Spielzeugzwecke Die Erfindung betrifft einen elektrisch beheizten Spielzeugdampfkessel
o. dgl. Flüssigkeitserhitzer für Spielzeugzwecke mit selbsttätiger Abschaltung,
bei dem das Abschalten durch Schmelzen eines in einem kleinen Behälter befindlichen
Schmelzstoffes erfolgt. Derartige Schmelzsicherungen sind bei Koch-und Heizapparaten,
elektrischen Bügeleisen u. dgl. Geräten bekannt. Ihre Verwendung für Spielzeugdampfkessel
erfordert mit Rücksicht auf den beschränkten Kesselraum und weil derartige Kessel
aus Gründen der Billigkeit nur mit Zinn gelötet werden, eine besondere Anordnung
des kleinen Schmelzbehälters in bezug auf den höchsten und den tiefsten Wasserstand
im Kessel und im Hinblick auf die Heizwicklung. Es genügt nämlich nicht, daß der
Schmelzstoffbehälter allein vom Wasser umspült wird, sondern es muß auch noch, nachdem
der Wasserspiegel auf seinen tiefsten Stand gefallen ist, durch die Heizwicklung
beheizt werden können. Diesen Erfordernissen trägt die Erfindung dadurch Rechnung,
daß der den Schmelzstoff enthaltene Behälter nur von der zum Verdampfen bestimmten
Wassermenge umspült und von einem oberhalb des Beringst zulässigen Wasserstandes
befindlichen Teil der Heizwicklung beheizt wird. Sinkt der Wasserspiegel bis auf
seinen zulässig tiefsten Stand, so ist der Schmelzkörper nicht mehr vom Wasser umspült,
unterliegt aber nunmehr der unmittelbaren Beheizung entweder durch einen emporragenden
Teil der Heizwicklung oder durch eine besondere zusätzliche Heizwicklung, die in
einem in den Kesselraum hineinragenden Einsatz angeordnet ist. Nur auf diese Weise
ist es möglich, daß die an sich geringe Übertemperatur, die nach Verbrauch der Wassermenge
eintritt, die Schmelzmasse sicher zum Schmelzen bringt, ohne daß das Lötzinn des
Kessels in Mitleidenschaft gezogen wird, obwohl die Schmelzpunkte des Lötzinns und
des Schmelzstoffes nicht weit auseinanderliegen. Die selbsttätige Abschaltvorrichtung
hat in bekannter Weise eine in den Schmelzstoff mit Ansätzen hineinragende Achse,
deren Festhalten oder Freigabe durch Anordnung eines Kniehebelsystems erfolgt, dessen
unter Federwirkung stehender Schalthebel mittels einer Klinke in ein Zahnrad eingreift,
das auf der in den Schmelzstoffbehälter führenden Achse befestigt ist.
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Auf den Zeichnungen ist die Erfindung in zwei Ausführungsbeispielen
veranschaulicht, und zwar zeigen: Die Abb. i einen mit der Erfindung ausgerüsteten
elektrisch beheizten Spielzeugdampfkessel im Querschnitt, :die Abb. z einen mit
einer zweiten Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes ausgerüsteten Spielzeugdampfkessel
im Längsschnitt und 7die Abb. 3, ¢ und 5 eine Draufsicht auf die den Heizstrom ein-
und ausschaltende Vorrichtung in verschiedenen Schaltstellungen.
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Bei dem Ausführungsbeispiel nach Abb. i ist der zylindrische Dampfkesselmantel
i mit
einer Anzahl Heizspiralen 2 ausgerüstet, deren Enden an eine
Heizstromleitung 3, q. angeschlossen sind. Nahe den oberen Heizspiralenenden ist
in den Kessel ein. kleiner senkrecht stehender Zylinder 5 oder sonstiger Behälter
eingesetzt, der etwa bis zur Hälfte seines Rauminhaltes mit einem Schmelzmetall
6 gefüllt ist, dessen Schmelzpunkt ein wenig höher liegt wie die Siedetemperatur
des Wassers. In die Schmelzmasse ragt eine Achse 7 mit zwei unteren Querstiften
8 hinein. Das Rohr 5 ist oben durch eine Lochscheibe 9 abgedeckt, in der sich die
Achse 7 führt. Auf dem oberen Ende der Achse 7 ist ein Zahnrad io befestigt, in
das eine Klinke i i eingreift. Diese sitzt, um einen Zapfen 12 drehbar, auf einem
Steuerhebel 13, der über dem Zahnrad io auf der Achse 7 drehbar gelagert ist. Der
Hebel 13 steht unter dem Einflluß einer Zugfeder i¢ (Abt. 3 bis 5) und weist einen
ungefähr in seiner Nlitte angeordneten Zapfen 15 auf. Der Zapfen 15 arbeitet
mit dem kürzeren Arm 16 eines Winkelhebels 17 zusammen, der drehbar an einem Ansatz
18 eines gabelähnlich geformten Schaltgriffes i9 befestigt ist. Ein in einem zweiten
Ansatz 2o des Griffes i9 eingesetzter, nach unten ragender Zapfen 21 kann mit dem
Hebel 13 inkraftschlüssige Berührung gebracht werden. Der Griff i9 ist um einen
Lagerzapfen 22 drehbar; jedoch ist sein Schwenkbereich durch zwei Anschlagzapfen
23, 2¢ begrenzt.
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An dem Arm 17 des Winkelhebels ist das eine Ende eines Lenkers 25
angelenkt, dessen anderes Entle drehbar und isoliert in dem Auge 26 eines Schalterbügels
27 gelagert ist. Der Schalterbügel 27 besteht aus einer auf einem Isolierklotz
28 befestigten Federzunge mit einem oberen Kontaktende 29, das mit dem Kontaktende
3o eines auf einem zweiten Isolierklotz 3 i befestigten Schaltergliedes 32 in stromschlüssige
Berührung gebracht werden kann. Beide Schalterglieder 27 und 32 werden in eine der
nach den Heizspiralen des Dampfkessels führenden Leitungen 3 oder ¢ verlegt.
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Die Handhabung und Wirkungsweise der Vorrichtung ist folgende: In
der Ausschaltstellung und bei gefülltem Kessel, (Abb.3) befindet sich der Schmelzstoff
im festen Zustand, und der Widerstand, den die Stifte 8 in diesem finden, verhindert,
daß sich die Achse 7 mit dem Zahnrad io unter dem Einfluß der Feder i ¢ drehen kann.
Dabei stützt sich der Hebel 13 am Zapfen 21 des Griffes i 9 ab, dessen Ausschaltlage
durch den Anschlag 24 begrenzt ist. Der Schalter 29; 3o ist offen, d. h. der Heizstromkreis
ist ausgeschaltet.
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Das Einschalten des Heizstromkreises erfolgt durch Drehen des Griffes
i9 von der in Abb.3 dargestellten Lage in. die Stellung nach Abb. q., in der der
Griff i 9 am Anschlagzapfen 23 anliegt. Dabei wandert der Lagerzapfen des Winkelhebels
16, 17 nach unten, und der Winkelhebelarm 17 und der Lenker 25 drücken den Schalterbügel
27 so weit gegen den Schalterteil32 hin, daß sich die Kontakte 29, 3o berühren.
Der Lenker 25 und der Winkelhebel 16, 17 bilden dabei im Verein mit dem Griff i
9 ein Kniehebelsystem, dessen Teile sich einerseits am Zapfen 15 und am Zapfen 23
und andererseits am Schalterbügel 27 abstützen.
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Sinkt nun der Wasserstand bis unter die für den Kessel i zulässige
untere Grenze 32 (Abt. i), so geht der in dem Behälter oder Rohr 5 befindliche Schmelzstoff
6 infolge der auftretenden Temperatursteigerung in flüssigen Zustand über, und der
gegen die Stifte 8 wirkende Widerstand schwindet, so daß die Achse 7 nicht mehr
festgehalten ist. Die Feder 14 zieht daher den Hebel 13 in die in Abb. 5 dargestellte
Lage, wobei der auf den Winkelhebelarm 16 drückende Zapfen 15 den Kniehebel
25, 17 durch die Totpunktlage hindurch nach oben durchdruckt und der federnde
Schalterbügel 27 das völlige Durchschlagen des Kniehebels herbeiführt. Dadurch
wird der Heizstromkreis unterbrochen: Der Griffig muß nun sofort von der Lage nach
Abb. 5 in die . Lage nach Abb. 3 zurückgeschwenkt werden, bevor die Schmelzmasse
wieder fest wird. Eine sofortige Wiedereinschaltung des Heizstromkreises ist nicht
eher möglich, als bis der Schmelzstoff erhärtet ist, da sich andernfalls der nicht
festgehaltene Hebel 13 unter der Wirkung der Feder i q. sofort drehen würde.
Wenn nun die Schmelzmasse erhärtet ist, der Kessel aber nicht aufgefüllt wurde,
so geht nach dem Einschalten der Schmelzstoff innerhalb kurzer Zeit wieder in flüssigen
Zustand über, und die Ausschaltung erfolgt von neuem. Erst nach dem W iederauffüllen
des Kessels i bleibt der Schmelzstoff dauernd im festen Zustand, und dann erst ist
eine bleibende Wiedereinschaltung möglich. Ein den Kessel schädigender Stromleerlauf
kann also nicht eintreten.
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Die Lage des den Schmelzstoff enthaltenden Rohres 5 ist so gewählt,
daß es keinen zu großen Abstand von der Heizfläche der Kesselwand besitzt, um einen
möglichst raschen Übergang des festen Schmelzstoffes in seinen flüssigen Zustand
zu erzielen.
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#Bei dem Ausführungsbeispiel nach Abb.2 läßt sich der Übergang von
dem starren Zustand des Schmelzstoffes in den flüssigen Zustand in noch engeren
Grenzen halten, wenn. der den Schmelzstoff 6 bergende Behälter 5 mit einer besonderen
Heizung versehen ist.
Zu diesem Zweck erhält der Kessel neben der
Hauptheizwicklung 2 für den Kessel noch eine zweite Heizwicklung 23, die in einem
in den Kesselwasserraum hineinragenden Einsatz 34. untergebracht ist. Auf dem Einsatz
3:1 ist dann ein Behälter 5 mit dem Schmelzstoff 6 angeordnet, der die mit den Stiften
8 und mit dem Zahnrad io versehene Achse 7 gegen Verdrehung sichert, solange der
Einsatz 31 und der untere Teil des Rohres 5 vom Kesselwasser umspült sind. Sobald
der Wass,#rspiegel im Kessel i tiefer sinkt, als der Einsatz 34 hoch ist, beginnt
der Schmelzstoff 6 zu schmelzen, und der selbstschaltende Heizstromunterbrecher
tritt in Tätigkeit.
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An Stelle der elektrischen Heizung kann auch eine andere Heizvorrichtung
vorgesehen sein, die z. B. mit einem flüssigen Brennstoff oder Gas betrieben wird.
In diesen Fällen kann die von der Höhe des Wasserspiegels abhängige Bewegung der
Schaltglieder zur Steuerung der Brennstoffzufuhr ausgenutzt werden.