DE60013022T2

DE60013022T2 - Schaltmechanismus und -methode eines Gerätes

Info

Publication number: DE60013022T2
Application number: DE60013022T
Authority: DE
Inventors: Peter Columbia Huggler
Original assignee: Salton Inc
Current assignee: Russell Hobbs Inc
Priority date: 1999-05-07
Filing date: 2000-05-05
Publication date: 2005-08-18
Anticipated expiration: 2020-05-06
Also published as: DK1051942T3; AU778503B2; EP1051942A3; US6350970B1; EP1051942B1; AU3260200A; EP1051942A2; ATE273648T1; DE60013022D1; CA2307900A1; ZA200002241B; PT1051942E; ES2226645T3; NZ504382A

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein Heizgeräte wie Toaster und Toastergrills und insbesondere einen Schaltmechanismus für den Brothalter von solchen Geräten.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Bei Heizgeräten wie Toastern und Toastergrills wird ein Nahrungsmittelgegenstand auf einen Brothalter aufgesetzt, der den Nahrungsmittelgegenstand beim Absenken in und Entfernen aus dem Brotaufnahmeraum des Geräts hält. Die 1 ist eine perspektivische Ansicht eines herkömmlichen Toasters 10, dessen äußeres Gehäuse (nicht gezeigt) entfernt wurde, um die inneren Komponenten des Toasters 10 besser darstellen zu können. Der Toaster 10 umfaßt eine Hülle 14 aus zwei Seitenplatten 16, 17, zwei Endplatten 18, 20 und einem Boden 22, die miteinander durch geeignete Mittel verbunden sind. Innerhalb der Seitenplatte 16 ist eine äußere Brotführung 26 angeordnet, eine identische äußere Brotführung 28 ist innerhalb der Seitenplatte 17 angeordnet. Zwischen den äußeren Führungen 26 und 28 befinden sich zwei innere Brotführungen 32 und 34. Jede der Brotführungen 26 bis 34 umfaßt ein horizontales Element 36 und vertikale Elemente 38. Zwischen den Brotführungen 26 und 32 ist ein erster Brotaufnahmeraum 40 ausgebildet und zwischen den Brotführungen 28 und 34 ein zweiter Brotaufnahmeraum 42. Die Brotführungen 26 bis 34 halten das dazwischen befindliche Brot von den Heizelementen (in der 1 nicht gezeigt) fern, die innerhalb der Seitenplatten 16 und 17 sowie zwischen den mittleren Brotführungen 32 und 34 angeordnet sind.
Im ersten Brotaufnahmeraum 40 ist ein erster Brothalter (nicht gezeigt) angeordnet, der dazu dient, ein Stück Brot beim Absenken in und im Hochheben aus dem Brotaufnahmeraum 40 zu halten. Im zweiten Brotaufnahmeraum 42 ist gleichermaßen ein zweiter Brothalter (nicht gezeigt) angeordnet, um ein weiteres Stück Brot im Brotaufnahmeraum 42 zu halten. Jeder der Brothalter weist einen Hebel 46, 48 auf, der sich durch einen entsprechenden Schlitz 50, 52 in der Endplatte 18 erstreckt. Die Hebel 46, 48 sind jeweils mit einem entsprechenden Gleitstück 56, 58 verbunden, das jeweils auf einem vertikal verlaufenden Stab 60, 62 gleitet. Die Gleitstücke 56, 58 sitzen jeweils in einem Bügel 74, 76, der auch den entsprechenden Stab 60, 62 entlang gleitet. Die Bügel 74, 76 sind mit einem Betätigungshandgriff 78 verbunden, der sich auf der Außenseite des Gehäuses (nicht gezeigt) befindet. Der Toaster 10 umfaßt des weiteren eine Randplatte 80, die am Boden der Endplatte 18 angeordnet ist. An der Randplatte 80 ist ein Schalt- und Rückhaltemechanismus 82 angebracht.
Im Betrieb wird der Betätigungshandgriff 78 nach unten gedrückt, damit die Bügel 74, 76 an ihren Stäben 60, 62 nach unten gleiten. Beim Gleiten nach unten führen die Bügel 74, 76 zwei Funktionen aus. Erstens ermöglichen es die Bügel 74, 76, daß sich ihre Gleitstücke 56, 58 nach unten bewegen, bis sie mit entsprechenden Anschlägen (in der 1 nicht gezeigt) in Kontakt kommen. Die Gleitstücke 56, 58 ermöglichen es auch, daß sich die Hebel 46, 48 nach unten bewegen und das Brot auf den Brothaltern in die Brotaufnahmeräume 40, 42 abgesenkt wird. Beim Niederdrücken der Hebel 46, 48 bewegen sich die äußeren Brotführungen 26, 28 zur Mitte des entsprechenden Brothohlraums 40, 42 hin, wie es für die Brotführung 28 gezeigt ist. Auf diese Weise bringen die Brotführungen 26 bis 34 das Brot etwa in die Mitte des jeweiligen Brotaufnahmeraumes 40, 42, so daß das Brot auf den Brothaltern sich nicht zu nahe an den Heizelementen befindet.
Zweitens betätigen die Bügel 74, 76 beim Erreichen ihrer unteren Position einen Schalter (nicht gezeigt) im Schalt- und Rückhaltemechanismus 82, damit während eines Heizzyklusses den Heizelementen des Toasters 10 elektrische Energie zugeführt wird. Die Bügel 74, 76 werden während des Heizzyklusses durch einen Elektromagnet (nicht gezeigt) im Schalt- und Rückhaltemechanismus 82 in der unteren Position gehalten. Am Ende des Heizzyklusses gibt der Elektromagnet die Bügel 74, 76 frei, wodurch die Bügel 74, 76 jeweils durch eine Feder (in der 1 nicht gezeigt), die sich zwischen den Bügeln 74, 76 und einer festen Stelle am Toaster 10 erstreckt, nach oben gezogen werden können. Bei der Aufwärtsbewegung der Bügel 74, 76 heben diese auch die Gleitstücke 56, 58 an, die wiederum die Hebel 46, 48 anheben, wodurch die Brothalter in den Brotaufnahmeräumen 40, 42 angehoben werden. Auch wenn hier der Schalt- und Rückhaltemechanismus 82 die Toastzeit steuert, erkennt der Fachmann, daß auch ein anderer Mechanismus wie ein mechanischer Wärmeerfassungsmechanismus verwendet werden kann.
Die 2A bis 2C sind schematische Ansichten des einen Bügels 74 und der dazugehörigen Komponenten zur Darstellung der Arbeitsweise des Brothalters des Toasters 10. Wie in der 2A gezeigt, umfaßt der Brothalterbügel 74 einen oberen Abschnitt 92, einen Seitenabschnitt 94 und einen unteren Abschnitt 96. Der obere Abschnitt 92 und der untere Abschnitt 96 sind dafür vorgesehen, den Stab 60 entlang zu gleiten. Zwischen einem der Abschnitte 92 bis 96 und einem festen Element des Toasters wie der Endplatte 18 (1) ist eine Feder 98 angeordnet. In der 2A ist die Feder 98 mit dem oberen Abschnitt 92 verbunden und dient dazu, auf den Brothalterbügel 74 eine Rückstellkraft F_R auszuüben, die den Brothalterbügel 74 zum oberen Ende 100 des Stabes 60 hin vorspannt. Der Bügel 74 ist in der 2A in seiner AUS-Position gezeigt, bevor der Handgriff 78 (1) nach unten gedrückt wird, um mit einem Heizzyklus zu beginnen. In dieser Position liegt das Gleitstück 56, das mit dem Brothalter verbunden ist, auf der Oberseite des unteren Abschnitts 96 auf. Das Gleitstück 56 hält somit den Brothalter in seiner oberen Stellung.
In der 2B wird eine äußere Kraft F_E auf den Brothalterbügel 74 aufgebracht, so daß der Bügel 74 des Brothalters zum unteren Ende 102 des Stabes 60 gleitet. Beim Entlanggleiten des Brothalterbügels 74 am Stab 60 kann sich das Gleitstück 56, das den Brothalter trägt, längs des Stabes 60 nach unten zum unteren Ende 102 hin bewegen. Das Gleitstück 56 bewegt sich solange nach unten, bis es mit dem Anschlag 110 in Kontakt kommt, der in der 2B gezeigt ist. In der 2B ist zwar ein diskreter Anschlag 110 dargestellt, der Anschlag 110 kann jedoch auch auf eine andere Weise derart ausgebildet werden, daß er die Bewegung des Brothalters nach unten begrenzt. Auch nachdem das Gleitstück 56 mit dem Anschlag 110 in Kontakt gekommen ist, kann der Bügel 74 weiter nach unten geschoben werden, da der obere Abschnitt 92 einen Abstand zum unteren Abschnitt 96 aufweist, der größer ist als die Höhe des Gleitstücks 56. Wenn jedoch der obere Abschnitt 92 des Bügels 74 mit dem Gleitstück 56 wie in der 2B gezeigt in Kontakt kommt, hat der Bügel 74 seine unterste Stellung erreicht. In dieser Stellung schließt der Bügel 74 einen Schalter (nicht gezeigt) im Schalt- und Rückhaltemechanismus 82, damit der elektronischen Schaltung des Toasters 10 elektrische Energie zugeführt wird und damit ein Heizzyklus eingleitet wird. Wenn die elektronische Schaltung mit Energie versorgt wird, wird eine Spule (nicht gezeigt) erregt, die eine Rückhaltekraft F_C erzeugt, die den Bügel 74 während des Heizzyklusses des Toasters 10 in der in der 2B gezeigten Position hält. Die von der Spule erzeugte Rückhaltekraft F_C muß größer sein als die Rückstellkraft F_R der Feder 98, damit der Bügel 74 in der gewünschten Position gehalten wird.
Wie in der 2C gezeigt, nimmt der Elektromagnet am Ende des Heizzyklusses, das von einem Zeitgeber (nicht gezeigt) im Schalt- und Rückhaltemechanismus 82 bestimmt wird, die Rückhaltekraft F_C weg, wodurch die Feder 98 den Bügel 74 längs des Stabes 60 nach oben bewegen kann. Der untere Abschnitt 96 des Bügels 74 kommt dabei mit dem Gleitstück 56 in Kontakt und hebt dieses an, so daß der Brothalter zusammen mit dem Bügel 74 in die in der 2A gezeigte AUS-Position angehoben wird.
Es ist allgemein bekannt, daß ein Nahrungsmittelgegenstand während eines Heizzyklusses im Brotaufnahmeraum 40 hängenbleiben kann. In einem solchen Fall verhindert der Nahrungsmittelgegenstand, daß der Brothalter durch die mit dem Bügel 74 verbundene Feder 98 nach oben bewegt wird. Der Bügel 74 und das Gleitstück 56 bleiben dann in der in der 2C gezeigten Position hängen. Aber auch wenn das hängengebliebene Gleitstück 56 den Bügel 74 daran hindert, sich nach oben in die AUS-Position der 2A zu bewegen, kann sich der Bügel 74 von der EIN-Position der 2B in die in der 2C gezeigte hängengebliebene Position bewegen. Die Bewegung des Bügels 74 nach oben in die hängengebliebene Position reicht aus, damit der Bügel 74 den Schalter im Schalt- und Rückhaltemechanismus 82 deaktivieren kann. Die Energiezufuhr zum Toaster 10 wird somit auch dann unterbrochen, wenn das Gleitstück 56 in seiner unteren Position hängenbleibt. Wenn der Abstand zwischen dem oberen und dem unteren Abschnitt 92, 96 des Bügels 74 nicht größer ist als die Höhe des Gleitstücks 56, kann ein hängengebliebenes Brothaltergleitstück 56 den Bügel 74 in der unteren Position festhalten, so daß der Schalter im Schalt- und Rückhaltemechanismus 82 geschlossen bleibt und dadurch dem Toaster weiter Energie zugeführt wird. In einer solchen Situation kann der Toaster gefährlich heiß werden.
Ein Problem bei dem herkömmlichen Toaster 10 ist, daß die von der Feder 98 ausgeübte Rückstellkraft F_R relativ groß ist, wenn sich der Brothalterbügel 74 in seiner abgesenkten Position befindet. Es ist daher eine große Spule erforderlich, um eine Rückhaltekraft F_C zu erzeugen, die größer ist als die Rückstellkraft F_R. Eine große Spule ist in der Regel teurer als eine kleine Spule, so daß dadurch die Kosten für den Toaster ansteigen. Der Produktionsumfang eines herkömmlichen Toasters kann sehr groß sein, so daß eine teurere Spule in jedem Toaster eine große Summe Geldes ergeben kann. Außerdem ist der in einem typischen Toaster zur Verfügung stehende Raum beschränkt, und eine große Spule belegt viel wertvollen Platz. Zum Beispiel muß die Spule in der Regel auf einer gedruckten Leiterplatte angeordnet werden, die auch die elektronische Schaltung aufnimmt, die den Betrieb des Toasters steuert. Eie große Spule belegt viel wertvollen Platz auf der gedruckten Leiterplatte und setzt daher Grenzen für die anderen Schaltungselemente, die auf der gedruckten Leiterplatte untergebracht werden können, bzw. erhöht die erforderliche Größe der gedruckten Leiterplatte und die Kosten dafür.
Bei manchen herkömmlichen Toastern mit elektronischen Zeitgeber- und Steuerschaltungen wird zum Festhalten des Brothalters in der unteren Stellung während des Heizzyklusses eine mechanische Rasteinrichtung verwendet. Die DE-C-3731959 beschreibt eine Rast- und Schaltanordnung für ein Heizgerät mit einem Nahrungsmittelhalter. Dabei wird jedoch die Schaltkraft direkt auf den Nahrungsmittelhalteschlitten aufgebracht, und es erfolgt keine Drehung in Reaktion auf die Schaltkraft, so daß der Heizzyklus nicht beendet wird, wenn der Schlitten steckenbleibt.
Der Heizzyklus wird in der Regel durch eine elektronische Zeitgeberschaltung beendet, die einen Elektromagneten so ansteuert, daß der Elektromagnet die Rasteinrichtung freigibt. Wenn die Rasteinrichtung freigegeben wird, bewegt sich der Brothalter nach oben, und der Schalter öffnet sich, um die Energiezufuhr zu den Heizelementen des Toasters zu unterbrechen. Wenn dabei jedoch aus irgendeinem Grund die Zeitgeberschaltung oder der Elektromagnet ausfällt, wird die Rasteinrichtung nicht freigegeben, wodurch der Heizzyklus unbeschränkt verlängert wird und die Gefahr eines Feuers besteht.
Andere Eigenschaften von herkömmlichen Toastern erhöhen ebenfalls die Herstellungskosten für die Toaster: Zum Beispiel erhöhen das Erfordernis des Anlötens von Energiezuführungsleitungen an die Schalt-, Zeitgeber- und Rückhaltesubkomponenten, die relativ große Größe der Leiterplatten für die Schalt- und Zeitgeberschaltungen der elektronischen Toaster und der Zusammenbau der Komponenten für die Schalt-, Zeitgeber- und Rückhaltesubkomponenten alle die Kosten für die Herstellung von Toastern erheblich.
Es besteht ein Bedarf an einem Schalt-, Zeitgeber- und Rückhaltemechanismus, bei dem die für das Festhalten eines Brothalters in einer gewünschten Position während des Heizzyklusses eines Geräts erforderliche Kraft verringert ist, der den Heizzyklus im Falle des Ausfalls einer Komponente eher beendet als verlängert, und der relativ kostengünstig herzustellen ist.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung schafft einen Schaltmechanismus für ein Heizgerät nach Patentanspruch 1 und ein Heizgerät nach Patentanspruch 5. Die vorliegende Erfindung schafft des weiteren ein Verfahren zum Festhalten des Brothalters eines Heizgeräts in einer gewünschten Position nach Patentanspruch 13.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist eine perspektivische Ansicht eines herkömmlichen Toasters mit einem herkömmlichen Schalterbetätigungs- und Rückhaltemechanismus.
2A bis 2C sind schematische Darstellungen der Arbeitsweise des herkömmlichen Toasters der 1.
3 ist eine perspektivische Ansicht eines Toasters mit einem Schalterbetätigungs- und Rückhaltemechanismus gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
4 ist eine perspektivische Ansicht des Schalterbetätigungs- und Rückhaltemechanismusses der 3.
5 ist eine auseinandergezogene Ansicht eines Teils des Schalterbetätigungs- und Rückhaltemechanismusses der 4.
6A bis 6D sind schematische Ansicht der Arbeitsweise des Schalterbetätigungs- und Rückhaltemechanismusses der 4.
7 ist eine auseinandergezogene perspektivische Ansicht eines bei dem Schalterbetätigungs- und Rückhaltemechanismus der 4 verwendeten Befestigungsblocks.
8 ist eine Detail-Auf- und Schnittansicht einer bei dem Schalterbetätigungs- und Rückhaltemechanismus der 4 verwendeten Kontaktzunge.
GENAUE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Die 3 ist eine perspektivische Ansicht eines Toasters 200 mit einem Schalterbetätigungs- und Rückhaltemechanismus 202 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Der Toaster 200 umfaßt viele der Komponenten des in der 1 gezeigten herkömmlichen Toasters, auch wenn deren Ausgestaltung etwas anders sein kann. Im Interesse einer kurzen Darstellung wird auf eine Wiederholung der Beschreibung dieser Komponenten verzichtet. Dafür wird hauptsächlich der bei dem Toaster 200 verwendete Betätigungs- und Rückhaltemechanismus 202 beschrieben. Der Betätigungs- und Rückhaltemechanismus 202 ist auf einer Randplatte 228 angeordnet, die sich am Boden einer Endplatte 208 befindet. Die Endplatte 208 umfaßt einen Schlittenhaltewinkel 272 mit einem Loch 274 zur Aufnahme eines vertikalen Stabs (nicht gezeigt). Ein Brotschlitten (nicht gezeigt) gleitet den vertikalen Stab entlang, um Brothalter im Toaster 200 nach oben und nach unten zu bewegen, wie es genauer noch weiter unten beschrieben wird.
Wie in der 4 gezeigt, umfaßt der Betätigungs- und Rückhaltemechanismus 202 einen Kontakthebel 236 und eine Kontaktanordnung 238 mit ersten und zweiten elektrisch leitenden elastischen Kontaktzungen 239, 240, die selektiv mit entsprechenden Kontakten 241, 242 verbunden werden, wie es im folgenden erläutert wird. Jede der Kontaktzungen 239, 240 weist ein an einem Befestigungsbock 256 befestigtes Ende sowie einen Flachstecker 258 für die Aufnahme eines Energiesignals auf. Der Kontakthebel 236 dreht sich in Reaktion auf eine Kraft F, die vom Schlitten 247 ausgeübt wird, im Gegenuhrzeigersinn um eine Achse 246. Der Schlitten 247 ist mit einem äußeren Betätigungshandgriff (in der 4 nicht gezeigt) verbunden, der nach unten gedrückt wird, um den Schlitten 247 längs der Endplatte 208 nach unten zu bewegen. Der Schlitten 247 ist mit ein Paar von Hebeln 234 für einen ersten und einen zweiten Brothalter verbunden und gleitet die Achse 249 eines Stabes 251 entlang, um die Brothalter abzusenken und anzuheben. Wie in der 3 gezeigt, ist der Stab 251 vertikal zwischen der Randplatte 228 und dem Loch 274 im Schlittenhaltewinkel 272 angeordnet. Eine Feder (nicht gezeigt) sorgt für eine Rückstellkraft F_R, die den Schlitten 247 zur Oberseite des Toasters 200 zurückbringt, wie es genauer noch weiter unten beschrieben wird.
Im Betrieb wird eine äußere Kraft auf den äußeren Betätigungshebel aufgebracht, um den Schlitten 247 abzusenken, der seinerseits die Kraft F auf einen Abschnitt (nicht gezeigt) des Kontakthebels 236 überträgt. In Reaktion auf die Kraft F dreht sich der Kontakthebel 236 im Gegenuhrzeigersinn und drückt die Kontaktzungen 239, 240 gegen die Kontakte 241 und 242, um den Heizelementen des Toasters 200 und der elektronischen Schaltung 250 elektrische Energie zuzuführen.
Die elektronische Schaltung 250 ist auf einer gedruckten Leiterplatte 251 ausgebildet und nimmt über elektrische Leitungen 232 elektrische Energie von den Kontakten 241, 242 auf. Wenn der elektronischen Schaltung 250 elektrische Energie zugeführt wird, erregt die Schaltung 250 eine elektromagnetische Spule 254, die in einem Anker 243 ein Magnetfeld erzeugt, und sie entregt die Spule eine vorgegeben Zeit später, wie es genauer noch im folgenden beschrieben wird. Ein Beispiel für eine Schaltung, die für die elektronische Schaltung 250 verwendet werden kann, ist in der US-Patentanmeldung Nr. 09/307079 von Lile, eingereicht am 7. Mai 1999, beschrieben.
Am Ende des Hebels 236, das der Achse 246 gegenüberliegt, ist ein Schließstück 245 angebracht, das mit dem Anker 243 in Kontakt kommt, wenn der Hebel 236 sich im Gegenuhrzeigersinn dreht. Das von der Spule 254 erzeugte Magnetfeld hält das Schließstück 245 während eines Heizzyklusses derart in Kontakt mit dem Anker 243, daß der elektronischen Schaltung 250 elektrische Energie zugeführt wird. Am Ende des Heizzyklusses, das von der elektronischen Schaltung 250 bestimmt wird, nimmt die elektronische Schaltung die elektrische Energie von der Spule und gibt dadurch das Schließstück 245 frei. Der Kontakthebel 236 dreht sich dann im Uhrzeigersinn, so daß die Kontaktzungen 239, 240 sich von ihren Kontakten 241, 242 trennen. Die elektrische Energie wird so von der elektronischen Schaltung 250 und den Heizelementen im Toaster 200 weggenommen.
Der Schalterbetätigungs- und Rückhaltemechanismus 202 dient auch dazu, während des Heizzyklusses die Brothalter in der abgesenkten Stellung zu halten, wie es nun genauer erläutert wird. Der Kontakthebel 236 weist an seinem Ende in der Nähe der Achse 246 ein Rückhalteelement 252 auf. Wen sich der Schlitten 247 und der Hebel 234 in Reaktion auf die aufgebrachte äußere Kraft absenken, bewirkt die Kraft F, daß sich der Hebel 236 im Gegenuhrzeigersinn dreht. Bei der Abwärtsbewegung des Hebels 243 bewegt sich das Rückhaltelement 252 bei der Drehung des Kontakthebels 236 im Gegenuhrzeigersinn über den Hebel 234. In der 4 sind der Kontakthebel 236, das Rückhalteelement 252 und der Hebel 234 in der Stellung gezeigt, wenn sich das Rückhalteelement 252 nicht über dem Hebel 234 befindet. Die 5, eine auseinandergezogene Ansicht eines Teils des Schalterbetätigungs- und Rückhaltemechanismusses 202, zeigt den Kontakthebel 236, nachdem er sich im Gegenuhrzeigersinn gedreht hat und sich das Rückhalteelement 252 über dem Hebel 234 befindet. In dieser Situation hält das Rückhalteelement 252 den Hebel 234 und damit die Brothalter während des Heizzyklusses des Toasters in der abgesenkten Stellung fest. In der 5 ist auch der Vorsprung 254 zu sehen, der sich vom Kontakthebel 236 unter den Schlitten 247 erstreckt. Wenn sich der Schlitten 247 in Reaktion auf die aufgebrachte äußere Kraft nach unten bewegt, überträgt der Schlitten die Kraft F auf den Vorsprung 254 und bewirkt dadurch, daß sich der Kontakthebel 236 im Gegenuhrzeigersinn um die Achse 246 dreht, wie es oben beschrieben ist.
Die 6A bis 6D sind schematische Ansichten zur Darstellung der Arbeitsweise des Schalterbetätigungs- und Rückhaltemechanismusses 202 während eines Heizzyklusses des Toasters, wie es nun genauer beschrieben wird. Die 6A zeigt den Schalterbetätigungs- und Rückhaltemechanismus 202 und den Schlitten 247, wenn der Toaster ausgeschaltet ist. Eine Feder 258 übt eine Rückstellkraft F_R auf den Schlitten 247 aus, damit sich die Brothalter in der Nähe der Oberseite des Toasters befinden, so daß ein Nahrungsmittelgegenstand auf den Brothaltern angeordnet werden kann.
In der 6B wird durch eine äußere Kraft F_E der Schlitten 247 abgesenkt, der dabei seinerseits die Kraft F auf den Kontakthebel 236 ausübt. In Reaktion auf die ausgeübte Kraft F drückt der Kontakthebel 236 die elastischen Kontaktzungen 239, 240 gegen die entsprechenden Kontakte 241, 242 und führt so der elektronischen Schaltung 250 und den Heizelementen elektrische Energie zu, um mit einem Heizzyklus zu beginnen. Dabei wird die Spule 254 erregt und erzeugt im Anker 243 ein Magnetfeld, das das Schließstück 245 in Kontakt mit dem Anker 243 hält. Nach dem Einleiten des Heizzyklusses kann die äußere Kraft F_E weggenommen werden, wie es in der 6C gezeigt ist. Wenn die Kraft F_E weggenommen wurde, bewirkt die Rückstellkraft F_R, daß sich der Schlitten 247 um die Strecke D zur Oberseite des Toasters bewegt, bis der Hebelabschnitt 234 mit dem Rückhalteelement 252 in Kontakt kommt. Dabei hält die im Anker 243 erzeugte Kraft F_C den Schlitten 247 während des Heizzyklusses des Toasters in der abgesenkten Position. Es ist anzumerken, daß die vom Kontakthebel 236 erzeugte Hebelwirkung die Kraft F_C erheblich reduziert, die erforderlich ist, um den Kontakthebel 236 in der gewünschten Stellung zu halten. Mit anderen Worten braucht die von der Spule 254 erzeugte Kraft F_C nicht wie bei den bekannten Anordnungen größer zu sein als die Rückstellkraft F_R, da das feste Ende des Kontakthebels 236 an der Achse 246 beim Halten des Schlittens 247 in der abgesenkten Position den Großteil der Rückstellkraft F_R aufnimmt.
Wenn der Heizzyklus beendet ist, entregt die elektronische Schaltung 250 die Spule 254 und nimmt dadurch die Kraft F_C weg, so daß das Schließstück 245 frei wird. Wenn die Kraft F_C wegfällt, dreht sich der Kontakthebel 236 in Reaktion auf die Kraft von den elastischen Kontaktzungen 239, 240 und der über den Hebelabschnitt 234 auf das Rückhalteelement 252 ausgeübten Rückstellkraft F_R im Uhrzeigersinn um die Achse 246. Wenn sich der Kontakthebel 236 weit genug im Uhrzeigersinn gedreht hat, gibt das Rückhalteelement 252 den Hebelabschnitt 234 frei, und der Schlitten 247 gleitet zur Oberseite des Toasters. Der getoastete Nahrungsmittelgegenstand kann dann vom Brothalter genommen und ein nachfolgender Heizzyklus eingeleitet werden.
Die 6D zeigt die Arbeitsweise des Schalterbetätigungs- und Rückhaltemechanismusses 202, wenn der Schlitten 247 während eines Heizzyklusses im Kochraum des Toasters 200 hängenbleibt. Aufgrund des Abstandes D zwischen dem Kontakthebel 236 und dem Schlitten 247 kann sich der Kontakthebel auch dann im Uhrzeigersinn um die Achse 246 drehen, wenn der Schlitten 247 hängengeblieben ist. Der Abstand D ist genaugenommen ein Abstand zwischen dem Vorsprung 254 und dem Schlitten 247, wird jedoch in der 6 wie gezeigt zur leichteren Erläuterung dargestellt. Der Abstand D ermöglicht es dem Kontakthebel 236, sich so weit zu drehen, daß die elastischen Kontaktzungen 239, 240 von ihren entsprechenden Kontakten 241, 242 isoliert sind, wodurch von der elektronischen Schaltung und den Heizelementen die elektrische Energie weggenommen wird, um den Heizzyklus zu beenden. Auf diese Weise nimmt der Schalterbetätigungs- und Rückhaltemechanismus 202 auch dann die elektrische Energie von der elektronischen Schaltung weg, wenn der Schlitten 247 hängenbleibt. Wie oben beschrieben wird damit sichergestellt, daß die elektrische Energie nicht kontinuierlich dem Toaster zugeführt wird, wenn der Schlitten 247 hängengeblieben ist, so daß verhindert wird, daß der Toaster gefährlich heiß wird.
Die 7 ist eine auseinandergezogene perspektivische Ansicht des Befestigungsblocks 256 der 4. Der Befestigungsblock 256 weist ein Oberteil 300 auf das auf ein Unterteil 302 paßt. Das Oberteil 300 umfaßt einen mittleren Abschnitt 304 mit einer Anzahl von Löchern 306. Das Unterteil 302 umfaßt einen entsprechenden mittleren Abschnitt 308 mit einer Anzahl von Vorsprüngen 310, wobei jeder der Vorsprünge 310 so ausgebildet ist, daß er in das entsprechende Loch 306 paßt. Bei einer Ausführungsform weist jeder der Vorsprünge 310 einen etwas größeren Durchmesser auf als das entsprechende Loch 306. Das Unterteil 302 umfaßt des weiteren seitliche Abschnitte 312 und 314, die so ausgebildet sind, daß sie jeweils die elastische Kontaktzunge 239 bzw. 240 aufnehmen. Beim Zusammenbau des Befestigungsblocks 256 werden die elastischen Kontaktzungen 239 und 240 wie gezeigt angeordnet und dann das Oberteil 300 auf das Unterteil 302 aufgesetzt. Es wird dann eine Kraft auf das Oberteil 300 aufgebracht, um das Oberteil 300 am Unterteil "einschnappen" zu lassen und so die elastischen Kontaktzungen 239 und 240 zwischen dem Oberteil und dem Unterteil festzuhalten. Bei einer anderen Ausführungsform wird das Oberteil 300 durch Wärme auf das Unterteil "aufgeformt". Wie der Fachmann weiß, wird beim Wärmeaufformen des Oberteils 300 auf das Unterteil 302 Wärme auf das Oberteil und das Unterteil aufgebracht, um beide thermisch miteinander zu verbinden. Bei dieser Ausführungsform bestehen das Oberteil 300 und das Unterteil 302 aus Verbindungen, die für das Wärmeaufformen geeignet sind. Der Fachmann kennt solche Verbindungen und das Verfahren des Wärmeaufformens, so daß diese hier nicht weiter beschrieben werden. Durch das Wärmeaufformen des Oberteils 300 auf das Unterteil 302 ist die Arbeit und sind die Komponenten minimal, so daß sich für den Schalterbetätigungs- und Rückhaltemechanismus 202 die Zuverlässigkeit erhöht und die Kosten dafür sinken.
Die 8 ist eine genauere Auf- und Schnittansicht der elastischen Kontaktzunge 239 der 4. Die elastischen Kontaktzungen 239 und 240 sind identisch, es wird deshalb der Kürze wegen nur die Kontaktzunge 239 genauer anhand der 8 beschrieben. Die elastische Kontaktzunge 239 weist zwei Kerben 700 und 702 auf die jeweils in ihrer Längsseite in der Nähe eines ihrer Enden ausgebildet sind. Die gestrichelte Linie 704 entspricht etwa der Vorderseite der Oberteils 300 und des Unterteils 302 der 7. Die Kerben 700 und 702 ermöglichen es, daß die Abschnitte 706 und 708 wie in der Schnittansicht gezeigt nach oben gefaltet werden können, um entsprechende Seitenflächen zu bilden. Zwischen die Seitenflächen 706 und 708 kann dann ein Draht 710 gelegt werden und dann die Seiten wie gezeigt umgebogen werden, um den Draht 710 in Kontakt mit der elastischen Kontaktzunge 239 festzuquetschen. Durch das Ausformen der elastischen Kontaktzunge 239 wie in der 8 gezeigt erübrigt sich das Erfordernis nach einem Anschluß oder dem Anlöten zum Befestigen des Drahtes 710 an der elastischen Kontaktzunge 239 und auch der zugehörige Aufwand und die zugehörigen Kosten.
Es wurden zwar vorstehend verschiedene Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung beschrieben, diese Beschreibung ist jedoch nur beispielhaft, und es können im einzelnen innerhalb des allgemeinen Prinzips der Erfindung Abänderungen erfolgen. Entsprechend wird die Erfindung nur durch die folgenden Patentansprüche begrenzt.

Claims

Schaltmechanismus für ein Heizgerät (200) mit einem Brothalter (247), der zum Halten eines Nahrungsmittels vorgesehen ist, um das Nahrungsmittel in einen Kochraum (215) des Geräts einzuführen und daraus zu entfernen, wobei das Gerät eine elektronische Schaltung (250) aufweist, die den Betrieb während eines Heizzyklus steuert, wobei der Schaltmechanismus umfaßt einen Schalter (202) mit einem ersten Anschluß (241) zum Aufnehmen eines Energiesignals und einem zweiten Anschluß (231), der an eine Komponente des Heizgeräts angeschlossen ist, wobei der Schalter in Reaktion auf eine einwirkende Schaltkraft den ersten Anschluß mit dem zweiten Anschluß verbindet; gekennzeichnet durch einen Schalteraktuator (236) mit einem ersten Ende, einem zweiten Ende und einem Rückhalteelement (252) in einem Abstand vom ersten Ende, wobei das zweite Ende zur Drehung um eine Achse (246) an dem Gerät angebracht ist, der Schalteraktuator (236) sich in Reaktion auf eine auf den Brothalter aufgebrachte Kraft um die Achse in eine erste Position dreht und die Schaltkraft so auf den Schalter überträgt, daß die Komponente des Heizgeräts mit Energie versorgt wird, wobei das Rückhalteelement (252) so mit dem Brothalter (247) in Eingriff kommt, daß der Brothalter in einer abgesenkten Position in dem Kochraum (215) gehalten wird, wenn sich der Aktuator in der ersten Position befindet; und durch einen Rückhaltemechanismus (243/254) zum Ausüben einer Rückhaltekraft auf das erste Ende des Schalteraktuators (236), um in Reaktion auf eine Energiezufuhr zu der Komponente des Heizgeräts den Schalteraktuator in der ersten Position zu halten, wobei der Rückhaltemechanismus (243/254) die Rückhaltekraft am Ende des Heizzyklus aushebt, um eine Drehung des Schalteraktuators (236) um die Achse (246) derart zu ermöglichen, daß die Schaltkraft aufgehoben und dadurch die Energiezufuhr zu der Komponente des Heizgeräts beendet wird.
Schaltmechanismus nach Anspruch 1, wobei die Komponente des Heizgeräts (200), die durch den Schalter (202) mit Energie versorgt wird, Heizelemente (221) des Heizgeräts umfaßt.
Schaltmechanismus nach Anspruch 1, wobei die Komponente des Heizgeräts (200), die durch den Schalter (202) mit Energie versorgt wird, die elektronische Schaltung (250) umfaßt.
Schaltmechanismus nach Anspruch 1, wobei der Schalter (202) ferner eine erste (239) und eine zweite (240) elastische Kontaktzunge zum Aufnehmen entsprechender Energiesignale aufweist, wobei jede der Kontaktzungen (239/240) mit einem ersten Ende an einer an dem Gerät angebrachten Befestigungsstruktur (256) befestigt ist, und wobei sowohl die erste als auch die zweite Kontaktzunge (239/240) ein zweites Ende aufweist, das sich jeweils über einen ersten bzw. einen zweiten Kontakt (241/242) erstreckt, wobei jede der Kontaktzungen (239/240) in Reaktion auf das Einwirken einer Kraft sich biegt und mit ihrem zweiten Ende den entsprechenden Kontakt berührt, wobei der Schalteraktuator (236) in Reaktion auf das Einwirken einer Kraft auf den Brothalter (247) sich um die Achse (246) in eine erste Position dreht und die Schaltkraft auf die Kontaktzungen (239/240) ausübt, so daß die elektronische Schaltung (250) mit Energie versorgt wird, wobei das Rückhalteelement (252) so mit dem Brothalter (247) in Eingriff steht, daß der Brothalter in einer abgesenkten Position innerhalb des Kochraums (215) gehalten wird, wenn der Schalteraktuator in der ersten Position ist.
Heizgerät (200) mit einem Gehäuse mit einer Anzahl von Seiten, wobei innerhalb der Seiten ein Kochraum abgegrenzt ist; einem Brothalter (247), der ein Nahrungsmittel hält, wobei der Brothalter (247) innerhalb des Kochraums (215) untergebracht ist, in Reaktion auf eine erste Kraft das Nahrungsmittel in den Kochraum (215) einführt und in Reaktion auf eine zweite Kraft das Nahrungsmittel aus dem Kochraum (215) entfernt; und mit einem Schaltmechanismus (202) nach Anspruch 1.
Schaltmechanismus nach Anspruch 1 oder 4 oder Heizgerät nach Anspruch 5, wobei der Schalteraktuator (236) ferner ein an dem ersten Ende des Aktuators befestigtes metallisches Schließstück (245) aufweist, und wobei der Rückhaltemechanismus (243/254) einen Elektromagneten (243) umfaßt, der eine auf das metallische Schließstück (245) einwirkende elektromagnetische Kraft erzeugt, um den Schalteraktuator in der ersten Position zu halten.
Schaltmechanismus nach Anspruch 1 oder 4 oder Heizgerät nach Anspruch 5, wobei der Schalter (202) eine elastische Kontaktzunge (239) und einen mit der elektronischen Schaltung (250) verbundenen Kontakt (241) aufweist, wobei der Schalteraktuator (236) die Schaltkraft so auf die Kontaktzunge (239) ausübt, daß die Kontaktzunge (239) den Kontakt (241) berührt, wenn dieser in der ersten Position ist, und wobei die Kontaktzunge (239) eine Rückstellkraft ausübt, die eine Drehung des Schalteraktuators (236) um die Achse (246) bewirkt, so daß die Kontaktzunge (239) von dem Kontakt (241) getrennt wird, wenn die Rückhaltekraft aufgehoben ist.
Schaltmechanismus nach Anspruch 1 oder 4 oder Heizgerät nach Anspruch 5, wobei der Schalteraktuator (236) umfaßt ein näherungsweise U-förmiges Element (400) mit zwei sich radial erstreckenden Elementen (402), die jeweils mit einem Ende zur Drehung um die Achse (246) befestigt sind, wobei das U-förmige Element ein Basisteil (404) aufweist, das zwischen den sich radial erstreckenden Elementen (402) gegenüber den zur Drehung um die Achse (246) befestigten Enden ausgebildet ist; ein Rückhalteelement (252), das mit dem Basisteil (404) in der Nähe eines der sich radial erstreckenden Elemente (402) verbunden ist, wobei das Rückhalteelement (252) eine Fläche aufweist, die mit einem Abschnitt (234) des Brothalters (247) in Eingriff kommt; ein Hebelelement (406) mit einem ersten und einem zweiten Ende, wobei das zweite Ende mit der Basis (404) des U-förmigen Elements (400) verbunden ist; und ein Schlußstück (245), das in der Nähe des ersten Endes des Hebelelements (406) angebracht ist.
Schaltmechanismus nach Anspruch 8, wobei die Elemente des Schalteraktuators (236) einstückig ausgeformt sind, um den Schalteraktuator zu bilden.
Heizgerät nach Anspruch 8, wobei das Rückhalteelement (252) des Schalteraktuators (236) einstückig mit dem Schalteraktuator ausgebildet ist.
Schaltmechanismus oder Heizgerät nach Anspruch 8, wobei der Brothalter (247) in Reaktion auf das Einwirken der Kraft auf den Brothalter (247) direkt oder indirekt mit dem Schalteraktuator (236) in Eingriff kommt, wodurch der Schalteraktuator (236) in die erste Position gedreht wird.
Heizgerät nach Anspruch 5, wobei das Heizgerät (200) einen Toaster umfaßt.
Verfahren zum Sichern des Brothalters (247) eines Heizgeräts (200) in einer gewünschten Position, wobei in dem Verfahren eine Kraft auf den Brothalter (247) ausgeübt wird, um den Brothalter in die gewünschte Position zu bringen; durch einen Hebelarm (236) eine Rückhaltekraft ausgeübt wird, um den Brothalter (247) in der gewünschten Position zu halten; der Hebelarm (236) verwendet wird, um durch Drehen des Hebelarms in eine erste Richtung um eine Achse (246) einen Schalter zu schließen, wodurch der Hebelarm in Eingriff mit dem Brothalter (247) gebracht wird, um diesen in einer ersten Position zu halten, wenn der Hebelarm in der Brothalter-Rückhalteposition ist; in Reaktion auf das Schließen des Schalters ein Heizzyklus ausgelöst wird; und die Rückhaltekraft am Ende des Heizzyklus aufgehoben wird, wodurch der Hebelarm (236) eine Drehung um die Achse (246) in einer zweiten, der ersten entgegengesetzten Richtung ausführt, so daß der Brothalter (247) am Ende des Heizzyklus freigegeben wird.
Verfahren nach Anspruch 13, wobei die Ausübung einer Rückhaltekraft das Anlegen einer elektromagnetischen Kraft umfaßt, um den Hebelarm (236) in einer Position zu halten und dadurch den Brothalter (247) in der gewünschten Position zu halten.
Verfahren nach Anspruch 13, wobei das Heizgerät einen Hebel (236) mit einem ersten und einem zweiten Ende umfaßt, wobei das zweite Ende zur Drehung um eine Achse (246) an dem Gerät (200) angebracht ist und der Hebel einen Rückhalteabschnitt (252) aufweist, der in der Nähe des zweiten Endes ausgebildet und dazu ausgelegt ist, den Brothalter (247) in der gewünschten Position zu halten, wobei in dem Verfahren eine Kraft auf den Brothalter (247) ausgeübt wird, um den Brothalter in die gewünschte Position zu bringen; in Reaktion auf das Bringen des Brothalters (247) in die gewünschte Position eine Kraft auf das erste Ende des Hebels (236) ausgeübt wird, wobei der Hebelarm in einer ersten Richtung um eine Achse (246) gedreht wird, so daß der Hebelarm mit dem Brothalter (247) in Eingriff kommt, um diesen in einer ersten Position zu halten, wobei der Hebel den Brothalter in der gewünschten Position hält, wenn die Kraft ausgeübt wird; in Reaktion auf das Bringen des Hebels (236) in eine Brothalter-Rückhalteposition ein Heizzyklus ausgelöst wird, in der er den Brothalter (247) in der gewünschten Position hält, wobei der Hebel während des Heizzyklus in der Brothalter-Rückhalteposition gehalten wird; und die auf das erste Ende des Hebels ausgeübte Kraft bei Beendigung des Heizzyklus aufgehoben wird, so daß der Hebel den Brothalter durch eine Drehung um die Achse (246) in einer zweiten, der ersten entgegengesetzten Richtung freigibt.
Verfahren nach Anspruch 15, wobei das Ausüben der Kraft auf das erste Ende des Hebels (236) das Erzeugen einer elektromagnetischen Kraft umfaßt, die auf das erste Ende des Hebels (236) einwirkt.
Verfahren nach Anspruch 14, wobei der Vorgang des Ausübens einer elektromagnetischen Kraft zum Festhalten des Hebelarms (236) in der Brothalter-Rückhalteposition das Ausüben der elektromagnetischen Kraft in Reaktion auf das Schließen des Schalters umfaßt.
Verfahren nach Anspruch 13, wobei der Hebelarm (236) in Reaktion auf das Schließen des Schalters in der Brothalter-Rückhalteposition gehalten wird.
Verfahren nach Anspruch 16, wobei der Vorgang des Ausübens einer elektromagnetischen Kraft zum Festhalten des Hebelarms (236) in der Brothalter-Rückhalteposition das Ausüben der elektromagnetischen Kraft in Reaktion auf das Auslösen des Heizzyklus umfaßt.
Verfahren nach Anspruch 15, wobei der Hebelarm (236) in Reaktion auf den Beginn des Heizzyklus in der Brothalter-Rückhalteposition gehalten wird.