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Die
vorliegende Erfindung betrifft Flüssigkeitsheizgefäße und Heizbasen
mit einem Bereich zur Aufnahme eines thermisch sensitiven Aktuators einer
thermisch sensitiven Steuerung/Regelung.
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Derartige
Steuerungen/Regelungen werden z.B. in der WO 95/34187 der vorliegenden
Anmelderin diskutiert, deren Grundgedanken kommerziell in den Serien
von Steuerungen/Regelungen U17, U18, U27 und U28 der Anmelderin
verkörpert
sind.
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Typischerweise
umfassen die Steuerungen/Regelungen zwei thermisch sensitive Aktuatoren,
welche im Gebrauch in gutem thermischen Kontakt mit der Basis des
Gefäßes angeordnet
sind. Genauer gesagt sind die Aktuatoren bimetallische Schnappwirkungsaktuatoren.
Im Gegensatz zu einem Kriechwirkungsaktuator, welcher sich allmählich krümmt, wenn
seine Temperatur zunimmt, wird ein Schnappwirkungsaktuator während seiner
Herstellung vorgespannt, sodass er seine Krümmung beim Erreichen einer
vorbestimmten Temperatur plötzlich umkehren
wird.
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Die
Steuerung/Regelung funktioniert derart, dass sie die Stromversorgung
zu dem Gefäß-Heizelement
im Falle eines Überhitzens
des Gefäß-Heizelements
trennt. Diese Situation kann beispielsweise dann auftreten, wenn
das Gefäß trockenkocht
oder wenn es eingeschaltet wird, ohne dass sich Flüssigkeit
darin befindet. Die Steuerung/Regelung kann ebenso einen dampfsensitiven
Aktuator umfassen, um die Stromversorgung zu dem Gefäß-Heizelement in
dem Falle zu trennen, dass Flüssigkeit
in dem Gefäß siedet,
oder ein gesonderter Siedeschalter kann vorgesehen sein.
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Somit
sind Flüssigkeitsheizgefäßen mit Steuerungen/Regelungen
wie den obigen darauf beschränkt,
Flüssigkeit
auf eine einzige Temperatur zu erwärmen, z.B. bis zum Sieden.
Unter bestimmten Umständen
ist es jedoch wünschenswert,
in der Lage zu sein, die Flüssigkeit
bis zu einer Temperatur unterhalb ihres Siedepunktes zu erwärmen. Verschiedene Methoden
wurden vorgeschlagen, um dieses Ziel zu erreichen.
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Ein
Vorschlag ist in der GB-A-2,329,523 der vorliegenden Anmelderin
gezeigt, bei welcher ein Kriechwirkungsaktuator in eine Steuerung/Regelung des
in der WO 95/35187 diskutierten Typs eingebaut ist. Eine Bewegung
dieses Kriechwirkungsaktuators ist durch von Hand betätigbare
Auswahlmittel mit dem federbelasteten Schalthebel der Steuerung/Regelung
gekoppelt. Der Schalthebel kann daher bei einer ausgewählten Temperatur
bei oder unterhalb des Siedepunkts der Flüssigkeit geschaltet werden.
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Diese
Anordnung weist jedoch eine Anzahl von Nachteilen auf. Erstens ist
sie beschränkt
auf Steuerungen/Regelungen mit einem Schalthebel, da es gerade die
Bewegung des Schalthebels ist, deren Wirkung die Stromversorgung
zu dem Heizelement trennt, sobald die gewählte Temperatur erreicht ist. Ein
Heizen kann nachfolgend nur durch Eingriff des Nutzers, um den Schalthebel
manuell zurückzusetzen,
wieder aufgenommen werden. Die Anordnung ist daher nicht in der
Lage, die Flüssigkeit
in dem Gefäß bei oder
um eine gewünschte
Temperatur herum automatisch zu halten. Die Anordnung erfordert ebenso
eine deutliche Modifizierung der Steuerung/Regelung und zusätzlicher
Komponenten, was die Herstellkosten erhöht.
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Dementsprechend
besteht nach wie vor Bedarf nach einer variablen Temperatursteuerung/regelung
für ein
Flüssigkeitsheizgefäß, welche
gestattet, dass eine Flüssigkeit
auf eine oder mehrere Temperaturen bis und einschließlich ihres
Siedepunkts erwärmt
wird.
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Die
Anmelder haben erkannt, dass einer der in der zuvor genannten Steuerung
vorgesehenen bimetallischen Schnappwirkungs-Überhitzungsschutzaktuatoren dazu
ausgebildet sein kann, bei einer vorbestimmten niedrigeren Temperatur
in Betrieb zu sein, wodurch die Notwendigkeit eines gesonderten Aktuators
für eine
niedrigere Temperatur umgangen wird. Darüber hinaus wurde verstanden,
dass die Betriebstemperatur des Aktuators, d.h. die Temperatur, bei
welcher eine Umkehr der Krümmung
stattfindet, durch Ausübung
einer Vorspannkraft auf den Aktuator variiert werden kann. Ein bimetallischer
Schnappwirkungsaktuator, welcher dazu ausgebildet ist, seine Krümmung bei
einer bestimmten Temperatur umzukehren, kann daher derart gesteuert/geregelt
werden, dass er bei einem Bereich von unterschiedlichen Temperaturen
bei einer Ausübung
einer mechanischen Kraft auf sein Blatt arbeitet.
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Heizbasen
für ein
Flüssigkeitsheizgefäß sind ebenso
offenbart in der WO-A-01/64084,
veröffentlicht
am 07.09.2001, der WO-A-99/54903, der WO-A-99/48331, der GB-A-2308743, der WO-A-95/34188,
der WO-A-99/48333 sowie der GB-A-2322274.
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Dementsprechend
stellt die vorliegende Erfindung eine Heizbasis in einem oder für ein Flüssigkeitsheizgefäß bereit,
wie sie in Anspruch 1 beschrieben ist. Vorteilhafterweise kann eine
Steuerung/Regelung vorgesehen sein, welche einen ersten und einen
zweiten bimetallischen Schnappwirkungsaktuator umfasst, welche derart
angeordnet sind, dass sie im Gebrauch einen guten thermischen Kontakt
mit der Basis des Gefäßes herstellen;
sowie Vorspannmittel umfasst, welche derart angeordnet sind, dass sie
eine variable Kraft auf den zweiten Aktuator ausüben, um seine Betriebstemperatur im Gebrauch zu variieren.
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Somit
kann die Temperatur der Flüssigkeit
in dem Gefäß durch
Variieren der auf den zweiten Aktuator im Gebrauch ausgeübten Vorspannkraft
gesteuert/geregelt werden, wobei ein geeigneter Mechanismus mit
dem zweiten Aktuator gekoppelt ist, um die Stromversorgung zu dem
Heizelement bei einem Betrieb des zweiten Aktuators zu unterbrechen
oder zu verringern.
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Der
erste Aktuator wird derart gewählt
werden, dass er eine Betriebstemperatur derart aufweist, dass er
lediglich im Falle eines Überhitzungszustands
arbeitet. Der zweite Aktuator wird dagegen nicht nur derart funktionieren,
dass er bei einer niedrigeren Temperatur arbeitet, wobei er anzeigt,
dass eine Flüssigkeit
in dem Gefäß beim normalen
Gebrauch eine gewünschte
Temperatur erreicht, sondern wird auch in der Lage sein, als ein Überhitzungsschutzaktuator
in einer Trockenkoch- oder Trocken-Einschaltsituation zu funktionieren.
Insbesondere dann, wenn Flüssigkeit
in dem Gefäß vorhanden
ist, wird die Temperatur der Gefäßbasis die
Temperatur der Flüssigkeit
in dem Gefäß anzeigen,
eine Beziehung, welche empirisch bestimmt werden kann. Die Beziehung
zwischen der Vorspannkraft und der Betriebstemperatur des Aktuators
kann dann empirisch aufgestellt werden. Die Korrelation zwischen
einer gegebenen Vorspannkraft und der Flüssigkeitstemperatur, bei welcher
ein Betrieb des Aktuators auftreten wird, kann somit bestimmt werden.
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Die
Vorspannmittel können
derart konfiguriert sein, dass sie die Vorspannkraft auf den Aktuator in
der gleichen Richtung ausüben
wie jene, in welcher der Aktuator beim Erhitzen auslenkt. In diesem Falle
wird die erhöhte
Vorspannkraft die Betriebstemperatur des Aktuators reduzieren.
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Es
ist jedoch bevorzugt, dass die Vorspannmittel derart konfiguriert
sind, dass sie die Vorspannkraft auf den bimetallischen Schnappwirkungs-Aktuator
in eine zu seiner Auslenkung entgegengesetzten Richtung ausüben, sodass
eine Ausübung
der Last zu einer höheren
Betriebstemperatur führt.
Dies gestattet, dass ein Aktuator mit einer verhältnismäßig niedrigen Nennbetriebstemperatur
dazu ausgebildet wird, bei höheren
Temperaturen zu arbeiten. In diesem Falle wird der Aktuator derart
gewählt,
dass er eine Nennbetriebstemperatur in einem unvorgespannten Zustand
aufweist, welche gestatten wird, dass die Basis des Gefäßes auf
eine Temperatur erwärmt
wird, welche der niedrigsten gewünschten Flüssigkeitstemperatur
entspricht.
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Die
Vorspannmittel können
eine Kraft auf den Aktuator indirekt ausüben, beispielsweise durch eine
Bewegung der gesamten Steuerung/Regelung relativ zur Basis des Gefäßes, jedoch
wirken in der bevorzugten Anordnung die Vorspannmittel direkt auf einen
Teil des Aktuators. Die Vorspannmittel können mit einem beliebigen geeigneten
Teil des Aktuators zusammenwirken, z.B. einem Umfangsteil desselben.
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Vorzugsweise
umfassen die Vorspannmittel eine Feder und die Vorspannkraft wird
variiert durch Zusammendrücken
oder Ausdehnen der Feder.
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Die
Feder kann eine beliebige geeignete Konfiguration annehmen, z.B.
eine Schrauben- oder eine Blattfeder, jedoch ist die Feder in einer
besonders bevorzugten Ausführungsform
als eine Torsionsfeder ausgebildet.
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Die
Vorspannfeder ist geeigneterweise mit einem Steuerungselement zum
Variieren der durch die Feder ausgeübten Kraft gekoppelt. Vorzugsweise umfasst
das Steuerelement eine Nockenfläche,
welche mit der Feder zusammenwirkt. Obwohl der Nocken ein Gleitnocken
sein kann, wird eine besonders vorteilhafte und einfache Anordnung
dann erhalten, wenn ein Drehnocken verwendet wird. Genauer gesagt
kann in der bevorzugten Ausführungsform,
welche wie oben erwähnt,
eine Torsionsfeder verwendet, ein Schenkel der Feder derart angeordnet
sein, dass er mit dem Aktuator zusammenwirkt, und der andere Schenkel
derart, dass er mit der Drehnockenfläche zusammenwirkt.
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Der
Nocken und die Feder können
für eine gemeinsame
Anbringung an der Steuerung/Regelung vormontiert sein.
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Die
Nockenfläche
kann eine Mehrzahl von diskreten Niveaus aufweisen, welche zu einem
Gefäß führen würden, welches
in der Lage ist, Flüssigkeit
auf eine Mehrzahl von diskreten vorbestimmten Temperaturen zu erwärmen. Es
ist jedoch bevorzugt, dass die Nockenfläche kontinuierlich veränderlich
ist, was somit einen kontinuierlichen Bereich von Betriebstemperaturen
für die
Steuerung/Regelung bereitstellt.
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Bei
einer bevorzugten Ausführungsform
ist die Nockenfläche
betriebsmäßig mit
einer Spindel gekoppelt, welche im Gebrauch mit einem Knopf zur Handhabung
durch einen Nutzer vorgesehen ist. Das Haushaltsgerät ist vorzugsweise
mit einer geeigneten Skalierung versehen, um die Position des Knopfes
mit der entsprechenden Flüssigkeitstemperatur zu
verknüpfen.
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Die
Steuerung/Regelung kann weiterhin Rücksetzmittel umfassen, wodurch
das Steuerelement derart bewegt werden kann, dass es eine verhältnismäßig hohe
Kraft auf die Feder und somit auf den Aktuator ausübt, was
bewirkt, dass der Aktuator seine ursprüngliche Krümmung wieder herstellt. Dieses
Rücksetzen
könnte
erfolgen, indem man dem Nocken gestattet, zu einer Stellung zu drehen,
bei welcher er eine ausreichend hohe Kraft auf den Aktuator ausübt, oder
indem man das Steuerelement derart konfiguriert und anordnet, dass
es gestattet, in eine axiale Richtung zu gleiten, wodurch ein Rücksetzen
lediglich durch Drücken
des Steuerelements erreicht werden kann.
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Eine
Steuerung/Regelung kann derart funktionieren, dass sie den Strom
zu dem Gefäß-Heizelement
trennt, sobald die Flüssigkeit
in dem Gefäß eine vorbestimmte
Temperatur erreicht hat, wonach der Strom erneut nur noch durch
manuelles Rücksetzen der
Steuerung/Regelung verbunden werden kann. Eine solche Anordnung
würde erreicht
werden, indem der Aktuator derart funktioniert, dass er einen Schalthebel
schaltet, wie er in den Steuerungen/Regelungen U18 oder U28 der
Anmelderin verwendet wird. Bei derartigen Anordnungen kann auch
ein kochsensitiver Aktuator auf den Schalthebel wirken, wie es wiederum
der Fall ist bei den Steuerungen/Regelungen U18 oder U28 der Anmelderin.
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In
diesem Falle sollte verstanden werden, dass ein manuelles Rücksetzen
der Steuerungen/Regelungen nicht nur die Stromversorgung erneut
verbindet, was dem Gefäß-Heizelement
gestattet, erneut in Betrieb zu gehen, sondern was ebenso gestattet,
dass das Aktuatorblatt auf die gleiche Art und Weise zurückgesetzt
wird, wie es mittels des Nockens, wie oben diskutiert, erreicht
werden könnte. Dieses
Rücksetzen
würde erreicht
werden durch Anordnen des Schalthebels derart, dass er eine ausreichend
große
Kraft auf den Aktuator ausübt,
dass sie dazu führt,
dass er seine ursprüngliche
Krümmung wiedergewinnt,
wenn der Schalthebel während
des manuellen Rücksetzens
bewegt wird.
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Alternativ
könnte
die Steuerung/Regelung Strom zyklisch zu dem Heizelement steuern,
um die Flüssigkeit
in dem Gefäß bei oder
um die gewünschte
Temperatur herum zu halten. Dies könnte dadurch erreicht werden,
dass der Aktuator einfach mit einem blattfedermontierten Kontakt
arbeitet, wie er in den Steuerungen/Regelungen U17 oder U27 der
Anmelderin verwendet wird. Ein gesonderter Dampfschalter, z.B. der
Schalter R48 der Anmelderin, kann verwendet werden, um den Strom
dann zu unterbrechen, wenn die Flüssigkeit in dem Gefäß kocht.
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Während die
Erfindung oben in Bezug auf eine Doppelaktuatoranordnung beschrieben
wurde, kann sie auch im Zusammenhang mit einem Einzelaktuator anwendbar
sein.
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Es
wird verstanden werden, dass die Erfindung sich auch auf Flüssigkeitsheizgefäße erstreckt, welche
eine Heizbasis nach Maßgabe
der Erfindung aufweisen, wie es in Anspruch 9 beschrieben ist.
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In
einer Ausführungsform
kann das Heizelement ein ummanteltes Heizelement umfassen, welches
in geeigneter Weise an der Basis des Gefäßes gesichert ist. Bei einer
solchen Anordnung ist das Element vorzugsweise an ein Wärmediffusionselement
angebracht, z.B. gelötet
oder hartgelötet,
welches auf der die Flüssigkeit
nicht kontaktierenden Seite der Gefäßbasis angebracht ist, und
wobei die Aktuatoren in gutem thermischen Kontakt mit dem Wärmediffusionselement
angeordnet sind. Um den Variable-Temperatur-Aktuator von der unmittelbaren Heizwirkung
des Heizelements wenigstens teilweise zu isolieren und so eine bessere
Reflexion der Flüssigkeitstemperatur
innerhalb des Gefäßes zu erhalten,
ist das Wärmediffusionselement
vorzugsweise mit Wärmestrom-Managementmitteln
versehen, welche die Wärmeströmung vom
Heizelement in die Anbringungsstelle für diesen aktuator reduzieren.
Derartige Mittel können
eine oder mehrere Nuten oder Schlitze umfassen, welche um ausgewählte Abschnitte
der Anbringungsstelle herum vorgesehen sind. Diese Nuten oder Schlitze
können
eine beliebige geeignete Form annehmen, z.B. können sie linear oder gekrümmt sein,
z.B. bogenförmig
oder parabolisch. In der bevorzugten Ausführungsform ist eine Mehrzahl
von kreisförmig
bogenförmigen
Schlitzen um die Anbringungsstelle herum vorgesehen.
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Das
Heizelement des Heizgefäßes kann gleichermaßen ein
Dickfilmheizelement sein, welches in geeigneter Weise in der Basis
des Gefäßes angeordnet
ist. In diesem Falle kann das Bahn-Layout des Heizelements derart
konfiguriert sein, dass der Variable-Temperatur-Aktuator wenigstens
teilweise von der direkten Heizwirkung des Heizelements isoliert
ist und die Empfindlichkeit des Aktuators im Ansprechen auf die
Flüssigkeitstemperatur
innerhalb des Gefäßes verbessert
wird. Dies könnte
beispielsweise dadurch erreicht werden, dass man den Aktuator in
Kontakt mit einem Abschnitt des Heizelements dort platziert, wo
keine oder verhältnismäßig wenig Heizbahnen
sich befinden, indem die Bahnbreiten in diesem Bereich in geeigneter
Weise gewählt
werden (durch Verbreitern der Bahnen wird die lokale Heizwirkung
niedriger sein), oder durch effektives Überbrücken von Bahnabschnitten durch Über- oder Unterdrucken
mit einem stärker
leitfähigen
Material, wie etwa Silber. Dies wird die in jenem Bereich erzeugte
Wärmemenge
verringern, wodurch der Aktuator empfindlicher für die Temperatur der Flüssigkeit in
dem Gefäß sein wird.
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Vorzugsweise
stellt die Erfindung ebenso ein Flüssigkeitsheizgefäß bereit
mit einem an seiner Basis vorgesehenen Dickfilmheizelement, sowie
eine thermisch sensitive Steuerung, wobei die Steuerung einen ersten
bimetallischen Aktuator umfasst, welcher derart angeordnet ist,
dass er im Gebrauch einen guten thermischen Kontakt mit einem Bereich der
Basis des Gefäßes herstellt,
um eine Temperatur zu erfassen, welche die Temperatur der gerade
in dem Gefäß erwärmten Flüssigkeit
anzeigt, wobei der Bereich eine verhältnismäßig niedrige Heizwirkung aufweist;
sowie einen zweiten bimetallischen Überhitzungsschutzaktuator aufweist,
welcher in gutem thermischen Kontakt mit einem Abschnitt des Heizelements
angeordnet ist, der eine verhältnismäßig hohe
Heizwirkung aufweist.
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Die
Erfindung erstreckt sich ebenso auf ein Heizelement, welches zum
Gebraucht in einem solchen Flüssigkeitsheizgefäß ausgebildet
ist.
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Eine
bevorzugte Ausführungsform
der Erfindung wird nun unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen
beschrieben werden. Es stellt dar:
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1 eine
Ansicht einer Steuerung/Regelung, welche die Erfindung verkörpert;
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2 zeigt
eine Unterbaugruppe der Steuerung/Regelung von 1;
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3 ist
eine Explosionsansicht der Unterbaugruppe von 2;
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4 zeigt
eine vereinfachte schematische Darstellung bestimmter Komponenten
der Steuerung/Regelung; und
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5 zeigt
die Basis eines Flüssigkeitsheizgefäßes, modifiziert
nach Maßgabe
der vorliegenden Erfindung.
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1 zeigt
eine Steuerung/Regelung, welche die vorliegende Erfindung verkörpert. Die
Steuerung/Regelung basiert auf der Steuerung/Regelung U18 der Anmelderin,
wobei jedoch bestimmte Komponenten nach Maßgabe der Erfindung modifiziert sind.
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Eine
vollständige
Beschreibung der Funktionsweise einer U18-Steuerung/Regelung ist in der WO 95/34187
zu finden. Kurz gesagt umfasst die Steuerung/Regelung
2 jedoch
ein Körperformteil
4, welches
verschiedene elektrische Komponenten der Steuerung/Regelung (nicht
dargestellt) trägt, nämlich einen
federbelasteten Schalthebel
6, welcher an das Körperformteil
4 montiert
ist, sowie eine Platte
8, welche an das Körperformteil
4 montiert
ist und zwei bimetallische Schnappwirkungsaktuatoren
10,
12 trägt. Die
bimetallischen Aktuatoren sind von dem in der
GB 1542242 beschriebenen Typ. Wie
in der WO 95/34187 beschrieben ist, sind die bimetallischen Aktuatoren
10,
12 in
gutem thermischen Kontakt mit der Basis eines Fiüssigkeitsheizgefäßes montiert,
und dann, wenn jeder Aktuator seine Betriebstemperatur erreicht,
welche einen Überhitzungszustand
anzeigt, kehrt er seine Krümmung
mit einer Schnappwirkung um, um einen Satz von elektrischen Kontakten
in der Steuerung/Regelung zu öffnen
und den Schalthebel
6 zu schalten, welcher die Kontakte
offen hält,
bis die Steuerung/Regelung durch einen Benutzer zurückgesetzt
wird.
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Während bei
einer konventionellen U18 beide Aktuatoren dazu ausgewählt sind,
bei der gleichen Nennbetriebstemperatur zu arbeiten, ist bei einer nach
Maßgabe
der vorliegenden Erfindung modifizierten Steuerung/Regelung einer
der Aktuatoren 12 durch einen Aktuator mit einer niedrigeren
Nennbetriebstemperatur ersetzt. Darüber hinaus wird die Betriebstemperatur
dieses Aktuators durch die Ausübung
einer variablen Vorspannkraft durch die Vorspannmittel 20 variiert.
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Wie
in den 1, 2 und 3 zu sehen ist,
umfassen die Vorspannmittel eine Torsionsfeder 22, einen
Lagerblock 24 sowie ein Steuerelement 26, welche
Komponenten zu einer Unterbaugruppe 28 vormontiert sind,
welche auf eine der Bogenschilde 30 des Steuer/Regelformteils 4 geklammert
ist. Wie in den 1 und 2 zu sehen
ist, ist der Lagerblock 24 mit einer Nut 32 versehen,
welche über
einer Rippe 34 gelegen ist, die an dem Steuer/Regelformteil 4 vorgesehen
ist, und ist weiterhin mit Anordnungsarmen 36, 38 versehen,
welche mit den Seiten des Bogenschildes 30 in Eingriff
sind, sowie mit einer Klammer 40 versehen ist, zum Eingriff über einen Rand
des Bogenschildes 30, um die Unterbaugruppe 28 in
ihrer Position zu halten.
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Der
Lagerblock 24 umfasst einen zylindrischen Zapfen 42 zur
Anbringung der Torsionsfeder 22. Die Feder 22 ist
an dem Zapfen durch eine an dem Block 24 vorgesehene Säule 44 gehalten,
welche einen Schenkel der Feder 22 in Eingriff nimmt.
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Wie
am deutlichsten in 3 zu sehen ist, umfasst der
Lagerblock 24 weiterhin einen konturierten Zapfen 46 zum
Anbringen des Steuerelements 26. Der Zapfen 46 umfasst
eine Längsrippe 48,
welche in axialer Richtung entlang der Fläche des Zapfens 46 einem
Schlitz 50 benachbart verläuft, welcher in dem vergrößerten Endabschnitt 52 des
Zapfens 46 vorgesehen ist. Das röhrenförmige Steuerelement 26 wird über den
Endabschnitt 52 des Zapfens 46 aufgeschoben, wobei
der Schlitz 50 den Durchgang eines (nicht gezeigten) Ansatzes
gestattet, welcher an einer Innenwand des Steuerelements 26 vorgesehen ist.
Der Ansatz wirkt mit der Rippe 48 zusammen, um als ein
Endanschlag zu dienen, welcher eine Drehung des Steuerelements 26 um
mehr als 360° verhindert.
Der vergrößerte Endabschnitt 52 dient
dazu, das Steuerelement an dem Zapfen 46 zu halten.
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Der
Zapfen 46 ist weiterhin mit einem Basisabschnitt 54 größeren Durchmessers
versehen, welcher die Innenwand des Steuerelements 26 aufnimmt.
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Das
Steuerelement 26 ist mit einer nicht gestuften, in axiale
Richtung weisenden Nockenfläche 56 versehen,
welche um im Wesentlichen das gesamte Steuerelement 26 herum
verläuft,
wie in 3 gezeigt ist. Die Nockenfläche 56 ist an einem
wendelförmigen
Steg 58 vorgesehen, welcher um das Steuerelement 26 herum
verläuft.
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Die
Nockenfläche 56 ist
im Eingriff mit einem Schenkel der Torsionsfeder 22. die
Feder 22 ist aus einem Metall oder einem anderen geeigneten
temperaturresistenten Material hergestellt und ist, wie oben beschrieben,
an dem Zapfen 42 des Steuer/Regelblockformteils 24 angebracht.
Die Feder 22 umfasst einen Spiralkörper 60 mit jeweiligen
Endschenkeln 62, 64. Wie in 4 schematisch
gezeigt ist, ist ein Schenkel 62 der Feder 22 gegen
die Nockenfläche 56 gelegen,
während
der andere Schenkel 64 gegen einen Abschnitt 70 des
bimetallischen Aktuators 12 positioniert ist.
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Insbesondere
ist zu erkennen, dass das Ende des Schenkels 64 mit dem
Umfangsabschnitt 70 des Aktuators 12 im Allgemeinen
der Zunge 72 gegenüberliegend
in Eingriff ist, durch welche der Aktuator an die Platte 8 (nicht
dargestellt) der Steuerung/Regelung montiert ist.
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Um
die Positionierung der Vorspannfeder 22 in Kontakt mit
dem Aktuator 12 zu erleichtern, wurde auch die Schubstange,
welche normalerweise die Bewegung des Aktuators zum Schalthebel 6 der Steuerung/Regelung übertragen
würde,
ausgehend von jener in der U18-Standardsteuerung/regelung modifiziert.
Insbesondere ist bei dieser Konstruktion, während in der U18 die Schubstange
eine gesonderte Keramikstange ist, welche in einer Anordnungsbohrung 74 angeordnet
ist, als ein integrales Teil 76 des Schalthebels 6 ausgebildet,
welches in etwa der Standardposition gegenüberliegend angeordnet ist.
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Wenn
die Unterbaugruppe 28 an den Hauptsteuer/regelkörper angebracht
ist, wird dann die vollständige
Steuerung/Regelung an die Basis eines oder für ein Flüssigkeitsheizgefäß(es) montiert.
Eine solche Basis 8 ist in 5 gezeigt.
Eine Wärmediffusionsplatte 80 aus
z.B. Aluminium ist an die Basis des Gefäßes auf herkömmliche
Art und Weise montiert, z.B. durch Schweißen oder Hartlöten. Die
Steuerung/Regelung ist an Anbringungsvorsprünge 82 montiert, welche
an der Diffusionsplatte 80 vorgesehen sind. Wenn der Aktuator 12 an
die Difussionsplatte 80 montiert ist, ist er im Eingriff
mit einem Bereich 84 der Diffusionsplatte 80,
welcher an drei Seiten durch drei mit Abstand vorgesehene Schlitze 86, 88, 90 umgeben
ist. Diese Schlitze dienen dazu, den Bereich 84 bis zu
einem gewissen Grad von dem ummantelten Heizelement 92 zu
isolieren, welches um den Rand der Diffusionsplatte 80 vorgesehen
ist, sodass die Temperatur des Bereichs 84 die Temperatur der
Basis des Gefäßes und
somit die Temperatur der Flüssigkeit,
welche gerade im Inneren des Gefäßes erwärmt wird,
genauer wiedergibt. Auf der gegenüberliegenden Seite der Diffusionsplatte 80,
in dem Bereich, in welchem der Überhitzungsschutzaktuator 10 gelegen
ist, sind keine solchen Schlitze vorgesehen.
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Nun
wird der Betrieb der Steuer/Regeleinheit beschrieben werden. Falls
es gewünscht
ist, eine Flüssigkeit
auf eine vorbestimmte Temperatur zu erwärmen, wird das Steuerelement 26 im
Uhrzeigersinn von seiner Ruhestellung aus durch seinen Knopf (nicht
dargestellt) zu einer gewünschte
Drehstellung gedreht, welcher der gewünschten Temperatur entspricht
(eine Bewegung des Steuerelements im Gegenuhrzeigersinn ist durch
einen Eingriff der Rippe 44 mit dem an der axialen Wand
des Steuerelements 26 vorgesehenen Innenansatz verhindert.
Während das
Steuerelement 26 dreht, wird die Torsionsfeder 60 durch
den Eingriff des Schenkels 62 mit der Nockenfläche 56 belastet.
Wenn die Drehung voranschreitet, wird eine größere Kraft auf die Torsionsfeder 60 ausgeübt, was
wiederum die auf den Umfangsabschnitt des Aktuators 12 über den
Federschenkel 64 einwirkende Vorspannkraft erhöht. Aufgrund
dieser zunehmenden Kraft wird die Temperatur erhöht, welche das Blatt erreichen
muss, um seine Krümmung
umzukehren. Dementsprechend nimmt die Betriebstemperatur des Aktuators
zu, wenn das Steuerelement 26 gedreht wird, was bedeutet,
dass die in dem Gefäß gerade
erhitzte Flüssigkeit
auf eine höhere
Temperatur erwärmt
werden wird, bevor der Aktuator 12 in Betrieb geht. Das
Steuerelement 26 wird durch Reibung in seiner gewünschten
Winkelstellung gehalten werden. In seiner Uhrzeigersinn-Grenzstellung kann
die Betriebstemperatur des Aktuators auf über 100°C eingestellt sein, wodurch das
Gefäß derart
funktioniert, dass es Flüssigkeit
siedet.
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Wenn
der Aktuator 12 in Betrieb geht, wirkt er auf die Schubstange 76 ein,
welche an dem Schalthebel 6 vorgesehen ist, und zwar derart,
dass ein Satz von elektrischen Kontakten in der elektrischen Versorgung
zu dem Gefäß-Heizelement geöffnet wird,
wodurch die Stromzufuhr zu dem Heizelement unterbrochen wird. Das
Schalten des Schalthebels 6 dient ebenso dazu, die Kontakte
offen zu halten, selbst nach einem Rücksetzen des Aktuators, wodurch
ein erneutes Erwärmen
der Flüssigkeit
verhindert wird, bis der Schalthebel manuell durch einen Nutzer
zurückgesetzt
wird.
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Der
Aktuator 12 wird sich dann zurückstellen, wenn seine Temperatur
unter einen vorbestimmten Wert fällt.
Dies kann durch Ausüben
einer hohen Kraft gegen den Aktuator 12 beschleunigt werden. Das
könnte
beispielsweise durch Drehen des Steuerelements zu seiner "Siede"-Stellung oder in
einer Modifikation der gezeigten Anordnung durch Bewegen des Steuerelements
in axialer Richtung, um die Feder zu belasten, erreicht werden.
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Verschiedene
Modifikationen können
an der gezeigten Ausführungsform
vorgenommen werden, ohne von dem Rahmen der Erfindung abzuweichen. Beispielsweise
braucht kein Schalthebel vorgesehen zu sein, in welchem Falle die
Steuerung/Regelung derart wirkt, dass sie Strom zyklisch dem Heizelement
zuführt,
um die Flüssigkeit
in dem Gefäß bei der oder
um die gewünschte
Temperatur herum zu halten. Eine Steuerung/Regelung aus den U17-Serien von
Steuerungen/Regelungen der Anmelderin kann in geeigneter Weise modifiziert
werden, um solch eine Funktion auszuführen.
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Es
wird ebenso verstanden werden, dass die Erfindung für Flüssigkeitsheizgefäße geeignet
ist, welche entweder ummantelte Heizelemente oder Dickfilmelemente
verwenden, welche an die Basis des Gefäßes angebracht sind oder wenigstens
ein Teil derselben bilden.
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Weiterhin
kann die Steuerung/Regelung derart modifiziert sein, dass sie ein
Zurückstellen
des Aktuators 12 gestattet, indem es gestattet, dass das Steuerelement 26 sich
an dem Zapfen 46 in axialer Richtung bewegt, sodass ein
Drücken
des Elements 26 den Aktuator zurückstellen wird.