DE69009374T2

DE69009374T2 - Einstellbare Steuerung des Dampfflusses für ein elektrisches Dampfbügeleisen.

Info

Publication number: DE69009374T2
Application number: DE69009374T
Authority: DE
Inventors: Peter A Czerner
Original assignee: Black and Decker Inc
Current assignee: Black and Decker Inc
Priority date: 1989-09-25
Filing date: 1990-09-12
Publication date: 1994-09-15
Anticipated expiration: 2010-09-13
Also published as: CA2024048A1; EP0420451B1; AU623066B2; AU6309290A; EP0420451A1; US4939856A; ES2054260T3; CA2024048C; DE69009374D1

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine einstellbare Dampfstromsteuerungseinrichtung für ein elektrisches Dampfbügeleisen und insbesondere auf eine Dampfstromsteuerungseinrichtung, die eine präzise und wiederholbare Steuerung des Dampfstromes in einem elektrischen Dampfbügeleisen sichert.
Konventionelle elektrische Dampfbügeleisen schliefen einen Dampferzeugungskreislauf ein, durch den Wasser in einem Behälter zu einem Dampferzeuger geleitet wird, wobei der Dampf auf das Gewebe gerichtet ist, das zu bügeln ist. Die meisten Dampferzeugungskreisläufe schliefen ein Dosierventil ein, durch das Wasser vom Behälter tropfenweise auf eine erhitzte Oberfläche strömt, wie z.B. auf die Bodenplatte, und verdampft wird. Das Dosierventil weist typischerweise eine Öffnung mit kleinem Durchmesser zwischen dem Wasserbehälter und der Dampfkammer auf, wobei sich das entfernte Ende einer Dosierstange in die Öffnung erstreckt. Das entfernte Ende der Dosierstange hat einen veränderlichen Querschnitt, so daß die Wasserstrommenge durch Bewegung des entfernten Endes in die Öffnung oder durch Zurückziehen des distalen Endes aus der Öffnung gesteuert werden kann.
Für die Steuerung der Dosierstangenstellung in Bezug auf die Öffnung sind verschiedene mechanische Einrichtungen verwendet worden, wobei die Nockensteuerung am gebräuchlichsten ist. Typischerweise ist das elektrische Bügeleisen mit einem Dampfstromsteuerungsknopf versehen, der um eine Achse drehbar ist und der eine schneckenförmige Nockenfläche einschließt oder der mit einer solchen Fläche verbunden ist. Die Nockenfläche kann Arretierpositionen aufweisen, so daß der Nutzer eine vorher definierte "geringe", "mittlere" und eine "große" Dampferzeugungsmenge wählen kann und sie kann eine "Aus"-Stellung für das Trockenbügeln besitzen. Das obere Ende der Dosierstange ist so ausgebildet, daß es mit der Nockenfläche im Eingriff ist, so daß eine Drehung des Dampfsteuerungsknopfes durch den Nutzer in eine Richtung das andere Ende der Dosierstange aus der Öffnung zurückzieht, um den Wasserstrom zur Dampfkammer zu verstärken und eine Drehung des Steuerungsknopfes in die andere Richtung das andere Ende der Dosierstange in die Öffnung bewegt um den Wasserstrom zur Dampfkammer zu verringern. Die Steuerungseinrichtung ist so ausgeführt, daß die Dosierstange auch die Öffnung abdichten kann, um den Wasserstrom und die Dampferzeugung zu unterbinden und ein Trockenbügeln zu ermöglichen. Wenn auch Nockensteuerungssysteme in der Dampfbügeleisentechnik weit verbreitet sind, mangelt es bei einem Nockensteuerungssystem an einer bestimmten Betriebsgenauigkeit, da Maßtoleranzen sich summieren können, so daß es oft schwierig ist, kleine Erhöhungen oder Verringerungen des Dampfstromes zu erzielen.
Ein anderer Typ einer Dampfstromsteuerungseinrichtung, beschrieben z.B. durch das Patent US-A-2 337 077, mit einer besseren Steuerungsgenauigkeit ist die Gewindeeinrichtung, bei der die Dosierstange in einer Gewindebuchse im Gehäuse des Bügeleisens angeordnet ist. Ein durch den Nutzer betätigbarer Steuerungsknopf ist am oberen Ende der Dosierstange befestigt und ist durch den Nutzer in eine Richtung drehbar, um das andere Ende der Dosierstange aus der Öffnung zurückzuziehen, um den Wasserstrom zur Dampfkammer zu verstärken und in die andere Richtung drehbar, um das andere Ende der Dosierstange in die Öffnung zu bewegen, um den Wasserstrom zur Dampfkammer zu verringern. Da die Steigung der Schraubengewinde im Entwurfsstadium spezifiziert werden kann, kann eine präzise und wiederholbare Steuerung erreicht werden. Die Gewindeeinrichtung erfordert jedoch, im Gegensatz zum Nockensteuerungssystem, mehrere Drehungen des Dampfsteuerungsknopfes, um eine Steuerung über den gesamten Betriebsbereich zu bewirken. Daher kann es schwierig sein, die gewünschte Dampfstrommengenstellung zu wählen.
Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, eine einstellbare Dampfstromsteuerung für ein elektrisches Dampfbügeleisen zur Verfügung zu stellen, daß eine präzise und wiederholbare Steuerung des Dampfstromes ermöglicht.
Ein anderes Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, eine einstellbare Dampfstromsteuerung für ein elektrisches Dampfbügeleisen zur Verfügung zu stellen, bei der die präzise und wiederholbare Steuerung des Dampfstromes durch einen Dampfsteuerungsknopf erreicht werden kann, bei dem der vollständige Dampfstrombereich bei weniger als einer Umdrehung des Dampfsteuerungsknopfes erfaßt wird.
Ein noch anderes Ziel der vorliegenden Erfindung ist, eine einstellbare Dampfstromsteuerung für ein elektrisches Dampfbügeleisen zur Verfügung zu stellen, bei der kleine Vergrößerungen oder Verringerungen des Dampfstromes erreicht werden können.
Die vorliegende Erfindung liefert eine einstellbare Dampfstromsteuerung für ein elektrisches Dampfbügeleisen mit einer Öffnung zwischen dem Wasserbehälter und der Dampferzeugungskammer und einer Dosierstange mit einem im Querschnitt veränderlichen entfernten Ende für das Hineinbewegen in und das Zurückziehen aus der Öffnung, um die Wasserstrommenge zur Dampferzeugungskammer zu steuern. Die Dosierstange weist einen Außengewindeteil auf, der in einer im Trägergehäuse befindlichen Innengewindebuchse angeordnet ist. An der Meßstange ist ein Zahnradritzel befestigt, daß mit einem Stirnrad auf einer drehbar angeordneten Dampfeinstellsteuerung im Eingriff ist. Die Drehung der Dampfeinstellsteuerung durch den Nutzer in die eine oder in die andere Richtung bewirkt eine Drehung der Dosierstange in ihrer Buchse und ein Hineinbewegen in oder ein Zurückziehen aus der Öffnung so daß auf diese Weise die Dampfstrommenge gesteuert werden kann. Bei der bevorzugten Ausführung ist die Dampfeinstellsteuerung mit einem Stirnradsektor versehen, so daß eine partielle Drehung der Dampfeinstellsteuerung die Dosierstange über ihren vollständigen Bewegungsbereich dreht.
Die vorliegende Erfindung sieht vorteilhafterweise eine einstellbare Dampfstromsteuerung für ein elektrisches Dampfbügeleisen vor, bei der die Dampfsteuerung präzise und stufenlos in positiver Weise ohne Blockierungen erfolgen kann und bei der wiederholbare Vergrößerungen oder Verringerungen des Dampfstromes erreicht werden können.
Die Erfindung soll nun detaillierter unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben werden. Die Zeichnungen zeigen in
Fig. 1 eine Seitenansicht eines elektrischen Dampfbügeleisens im Schnitt mit einer einstellbaren Dampfstromsteuerung gemäß der vorliegenden Erfindung.;
Fig. 2 ein Aufriß der Dosierstange;
Fig. 3 eine vergröperte Einzelheit des entfernten Endteiles der Dosierstange aus Fig. 2 und des dazugehörigen Ventilgehäuses.
Fig. 4 einen Querschnitt durch ein Dampfeinstellantriebsglied der Fig. 1.
Fig. 5 eine Schnittansicht des Antriebsgliedes von Fig. 4 von oben entlang der Linie 5-5 von Fig. 4 und
Fig. 6 eine Seitenansicht eines oberen Lagers für die Dosierstange in einem partiellen Schnitt.
Ein elektrisches Dampfbügeleisen mit einer einstellbaren Dampf stromsteuerung gemäß der vorliegenden Erfindung ist in einem partiellen Schnitt in Fig. 1 gezeigt und ist darin insgesamt durch die Bezugszahl 10 bezeichnet. Wie gezeigt weist das Dampfbügeleisen 10 einen Gehäuseteil 12, einen Handgriff 14 zum Handhaben des Dampfbügeleisens 10, einen Vorder- oder Nasenteil 16 und eine elektrisch beheizte Sohle 18 auf. Ein Wasserbehälter 20 ist im Gehäuseteil 12 des Dampfbügeleisens 10 ausgebildet und er enthält eine Zuführung für das Wasser, das für die Dampferzeugung verwendet wird, wie nachfolgend erläutert ist. Das Dampfbügeleisen 10 hat eine Einfüllöffnung (nicht gezeigt), durch die der Behälter 20 regelmäßig durch den Nutzer gefüllt wird, wobei der Behälter 20 ein durchsichtiges oder durchscheinendes Fenster aufweist, durch das der Wasserstand im Behälter 20 durch den Nutzer kontrolliert werden kann. Das Dampfbügeleisen ist mit einer durch den Nutzer steuerbaren Temperaturregelung 22 für die Regelung der elektrischen Leistung, die der Sohle 18 zugeführt wird und mit einem Dampfstromsteuerungsknopf 24 versehen, der die Menge des Dampfes steuert, der den Dampföffnungen (nicht gezeigt) in der Grundplatte entweicht, wie es Stand der Technik ist. Die Temperaturregelung 22 ist mit der Welle 26 verbunden, die wiederum mit einem Thermostat (nicht gezeigt) in Verbindung steht, der periodisch einen elektrischen Stromkreis ein- und ausschaltet, um der Sohle 18 Strom zuzuführen und damit die Bügeltemperatur der Sohle 18 herzustellen.
Die Sohle 18 besitzt einen Innenflächenteil 28, der durch eine Abdeckplatte 30 abgeschlossen wird, um eine Dampfkammer 32 zu bilden, in der Wasser aus dem Behälter 20 verdampft wird, wie es nachfolgend detaillierter beschrieben wird. Die Dampfkammer 30 ist mit Kanälen (nicht gezeigt) verbunden, die zu den Öffnungen in der Sohle 18 führen, damit der Dampf zum zu bügelnden Gewebe gelangt. Während eine in die Sohle 18 integrierte Dampfkammer 32 in der bevorzugten Ausführung gezeigt ist, ist die Erfindung auch auf Dampfbügeleisen anwendbar, in denen ein getrennter Flachboiler oder ein gefluteter Boiler für die Dampferzeugung verwendet wird.
Der Wasserstrom aus dem Behälter 20 wird durch ein Dosiersystem gesteuert, das aus einem Ventilgehäuse 34 und einer Dosierstange 36 besteht. Das Ventilgehäuse 34, das aus einem verformbaren Plastewerkstoff hergestellt werden kann, ist in eine Senkbohrung (nicht bezeichnet) in eine Bodenwand 38 des Behälters 20 eingepaßt und wird durch eine Kompressionsdichtung 40 zwischen der Bodenwand 38 und der Abdeckplatte 30 in seiner Position gehalten. Das Ventilgehäuse 34 ist als Rotationskörper ausgebildet und weist einen Ringflansch 42 auf, der in die Senkbohrung aufgenommen wird und gegen die Dichtung 40 drückt um eine flüssigkeitsdichte Abdichtung zu erhalten. Wie in den vergrößerten Einzelheiten Fig. 3 gezeigt ist, schließt das Ventilgehäuse 34 einen Eintritt 44, eine durchgehende Öffnung 46 und einen Ausgang 48 für das Strömen des Wassers aus dem Behälter 20 in die Kammer 32 ein. Die Dosierstange 36, wie sie in Fig. 2 und im Detail in Fig. 3 gezeigt ist, weist einen Schaftteil 50, ein Außengewindesegment 52 und ein Zahnritzel 54 an ihrem oberen Ende auf. Ein Dosierstift 56 ist am unteren oder entfernten Ende der Dosierstange 36 angeordnet. Wie in der Einzelheit in Fig. 3 gezeigt ist, weist der Dosierstift 56 einen zylindrischen Teil 58 mit einem ersten Durchmesser, einen zylindrischen Teil 60 mit einem zweiten Durchmesser und einen kegelstumpfförmigen Zwischenabschnitt 62 auf, der sich vom zylindrischen Teil 58 auf den zylindrischen Teil 60 verjüngt. In der bevorzugten Ausführung hat der erste zylindrische Teil 58 einen Durchmesser von 0,76 mm , der zweite zylindrische Teil einen Durchmesser von 0,508 mm und der kegelstumpfförmige Zwischenteil 62 eine Länge von 2,0 mm. Die Dosierstange 36 kann aus Metall oder aus einem verformbaren Kunststoff hergestellt sein, oder sie kann aus zwei Stücken zusammengesetzt sein, wie es im unteren Teil der Fig. 2 gezeigt ist, mit einem Schaftteil aus einem verformbaren Kunststoff und einem Stiftteil aus einem Metall wie z.B. Messing. Der zweite zylindrische Teil 60 des Dosierstiftes 56 ist normalerweise mit einer entsprechenden Toleranz in der Öffnung 46 des Ventilgehäuses 34 angeordnet. Die Dosierstange 36 ist dann eingestellt, den Durchflußquerschnitt der Öffnung 46 durch Hineinbewegen des konischen Teils 62 in die und Zurückbewegen aus der Öffnung 46 zu verändern, um den Wasserstrom aus dem Behälter 20 in die Dampfkammer 32 und somit den Dampfstrom zu steuern.
Wie in Fig. 1 gezeigt, ist die Dosierstange 36 in einer Innengewindebuchse 64 gelagert, die in einer entsprechenden Zwischenwand im Gehäuseteil 12 des Dampfbügeleisens angebracht oder in anderer Weise daran befestigt ist. Wie zu erkennen ist, wird eine Drehung der Dosierstange 36 in die eine oder andere Richtung bewirken, daß sich der Dosierstift 56 an seinem unteren Ende in die Öffnung 46 hineinbewegt oder sich aus ihr zurückbewegt, um den Wasserstrom aus dem Behälter 20 in die Dampfkammer 32 zu verstärken oder zu verringern. In der bevorzugten Ausführung sind die Gewinde 6-32 UNC-Gewinde (Machinery's Handbook, 20. Auflage, Industrial Press Inc 1976, Seite 1296), um eine axiale Verschiebung von 0,8 mm (0,0313 Zoll) für jede volle Umdrehung der Dosierstange 36 zu erzielen. Das obere Ende der Dosierstange 36 ist in einem Zapfen 66 gelagert, der, wie in der Einzelheit der Fig. 6 gezeigt ist, einen Montageschlitz 68 für die Anbringung auf einer entsprechenden Trennwand im Handgriff 14 des Dampfbügeleisens 10 und eine halbzylindrische Lagerfläche 70 für das Festspannen des oberen Endes der Dosierstange 36 aufweist. Das Vorsehen einer halbzylindrischen Lagerfläche 70 anstelle einer vollständig zylindrischen Fläche ergibt eine Materialeinsparung und eine Vereinfachung der Baugruppe bei ausreichender Lagerung des oberen Endes der Dosierstange 36.
Die Drehstellung der Dosierstange 36 wird durch den Dampfstromsteuerungsknopf 24 und ein Antriebsglied 72 gesteuert. Wie in Fig. 1 und im Schnitt der Fig. 4 gezeigt ist, besitzt das Antriebsglied 72 einen Zwischenteil 74, eine obere Verbindungsfläche 76 und einen unteren Teil, der mit einem Zahnsegment 78 versehen ist. Das Antriebsglied 72 ist drehbar in einer Öffnung mit entsprechenden Abmesssungen im Handgriff 14 angebracht, so daß das Zahnsegment 78 sich mit dem Zahnritzel 54 der Dosierstange 36 im Eingriff befindet. Wie in Fig. 5 gezeigt ist, weist das Zahnsegment 78 eine Verzahnung 80 auf, die über ein Ringsegment von etwa 200º reicht und sich mit der Verzahnung 82 des Zahnritzels 54 im Eingriff befindet. In der bevorzugten Ausführung hat das Zahnsegment 78 acht Zähne 82, um zwischen dem Zahnsegment 78 und der Dosierstange 36 ein Übersetzungsverhältnis von 6,25 herzustellen. Die axiale Länge der Verzahnung auf einem der beiden Zahnradtriebe, d.h. auf dem Zahnritzel 54 in der bevorzugten Ausführung, ist so, daß eine vollständige Verzahnung beibehalten wird, wenn die Dosierstange 36 über ihren Bewegungsbereich vorwärtsbewegt oder zurückgezogen wird. Ein sich radial erstreckender Vorsprung 84 ist am unteren Ende des Antriebsgliedes 72 ausgebildet und stört an Arretierflächen (nicht spezifisch gezeigt), um die Drehbewegung des Antriebsgliedes 72 zu begrenzen. Der Dampfstromsteuerungsknopf 24 ist über die Verbindungsfläche 76 mit dem oberen Ende des Antriebsgliedes 74 verbunden, wobei die Verbindungsfläche 76 elastische Arretiervorsprünge 86 aufweist, die in Paßflächen im Inneren des Dampfstromsteuerungsknopfes 24 eingreifen, um die Teile miteinander zu verbinden.
Bei normalem Betrieb wird der Dampfstromsteuerungsknopf 24 auf eine gewünschte Einstellung zwischen einem Minimal- und einem Maximalwert gedreht. Als Folge der Drehung des Dampfstromsteuerungsknopfes 24, wird das Zahnsegment 78 gleichermaßen gedreht, um das sich im Eingriff befindliche Zahnritzel 54 und seine Dosierstange 36 zu drehen. Dadurch wird der Dosierstift 56 (Fig. 2 und 3) aus der Öffnung 46 herausgehoben oder in sie hineinbewegt um die Wasserstrommenge aus dem Behälter 20 in die Dampfkammer 32 zu vergrößern oder zu verringern. Wenn es gewünscht wird, kann die Dosierstange soweit vorwärtsbewegt werden, daß sie die Öffnung 46 vollständig absperrt, um den Wasserstrom zur Dampfkammer 32 zu unterbrechen und dadurch ein Trokkenbügeln zu gestatten.
Die vorliegende Erfindung stellt in vorteilhafter Weise eine einstellbare Dampfstromsteuerung für ein elektrisches Dampfbügeleisen zur Verfügung, bei der die Dampfsteuerung und -einstellung durch eine stufenlose, formschlüssige Wirkung bei der Verstärkung oder Verringerung des Dampfstromes erfolgt, wobei die Wahrscheinlichkeit eines Verklemmens oder "Hängenbleibens" äußerst gering ist.

Claims

1. Dampfsteuerungssystem für ein Dampfbügeleisen, bestehend aus:

einem Gehäuse (12) mit einem Wasserbehbälter (20) und einer Dampferzeugungskammer (32);

einer Ventilöffnung (46) zwischen dem Behälter (20) und der Dampferzeugungskammer (32) zum Zuführen des Wassers aus dem Behälter (20) in die Dampferzeugungskammer (32);

einem sich in Längsrichtung erstreckenden Dosiermittel (36) mit einem Teil, das sich in die Ventilöffnung (46) erstreckt und das zu dieser Öffnung hin und von ihr weg beweglich ist, um den Wasserstrom zwischen dem Behälter (20) und der Dampferzeugungskainmer (32) zu steuern, wobei das Dosiermittel (36) in einem Gewindeeingriff (52, 64) mit dem Gehäuse (12) befindet, wodurch die Drehung des Dosiermittels (36) um seine Längsachse eine Veränderung im Wasserstrom zwischen dem Behälter (20) und der Dampferzeugungskammer (32) verursacht;

dadurch gekennzeichnet, daß das Steuerungssystem aus einem ersten verzahnten Bauteil (54) besteht, das mit dem Dosiermittel (36) in Verbindung steht, um dieses in Drehung zu versetzen,

aus einem zweiten verzahnten Bauteil (78), das sich mit dem ersten verzahnten Bauteil (54) im Eingriff befindet und in der einen oder anderen Richtung drehbar ist, um das Dosiermittel (36) zu drehen und eine Veränderung im Wasserstrom zwischen dem Behälter (20) und der Dampferzeugungskammer (32) zu bewirken

2. Dampfsteuerungssystem für ein Dampfbügeleisen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das sich in Längsrichtung erstreckende Dosiermittel (36) aus einer Dosierstange (36) mit einem Endabschnitt (60, 62) besteht, der sich in die Ventilöffnung (46) erstreckt das erste verzahnte Bauteil (54) ein Zahnritzel (54) und das zweite verzahnte Bauteil (78) ein Stirnrad (78) ist.

3. Dampfsteuerungssystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß es zur relativen Drehung ein Zapfenlager (66) enthält, in dem das Ende der Dosierstange (36) lagert, welches dem ersten der erwähnten Endabschnitte (60, 62) gegenüberliegt

4. Dampfsteuerungssystem nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Zapfenlager (66) eine halbzylindrische Fläche aufweist, die den zweiten der erwähnten Endabschnitte der Dosierstange (36) aufnimmt.

5. Dampfsteuerungssystem nach jedem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß es ein drehbar angebrachtes Antriebsglied (72) und ein Stirnrad (78) aufweist, das mit dem Antriebsglied (72) in Verbindung steht.

6 Dampfsteuerungssystem nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß es einen durch den Nutzer betätigbaren Knopf (24) aufweist, der mit dem Antriebsglied (72) in Verbindung steht.

7. Dampfsteuerungssystem nach jedem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem zweiten (78) und dem ersten verzahnten Bauteil (54) ein übersetzungsverhältnis N:M vorhanden ist, wobei N > M ist, N den Durchmesser des zweiten verzahnten Bauteils (78) und M den Durchmesser des ersten verzahnten Bauteils (54) darstellt.

8. Dampfsteuerungssystem nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Übersetzungsverhältnis zwischen dem zweiten (78) und dem ersten verzahnten Bauteil (54) etwa 6:1 beträgt.

9. Dampfsteuerungssystem nach jedem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite verzahnte Bauteil (78) in seiner Drehung um eine Achse auf den Bruchteil einer vollen Umdrehung begrenzt ist.

10. Dampfsteuerungssystem nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite verzahnte Bauteil (78) in seiner Drehung um eine Achse auf einen Winkelbereich von 200º begrenzt ist.

11. Dampfsteuerungssystem nach jedem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite verzahnte Bauteil (78) ein äußeres Zahnsegment ist.

12. Dampfsteuerungssystem nach jedem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Teil des Dosiermittels (36), der sich in die Ventilöffnung (46) hinein erstreckt einen Querschnitt (58, 60, 62) aufweist, der sich über seine Länge verändert.

13. Dampfsteuerungssystem nach jedem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Teil des Dosiermittels (36), der sich in die Ventilöffnung (46) hin erstreckt als ein kegelstumpfförmiger Körper (62) ausgebildet ist.