DE8203688U1

DE8203688U1 - Topf fuer elektrische wasserkocher

Info

Publication number: DE8203688U1
Application number: DE19828203688
Authority: DE
Original assignee: D-M-W Donau-Metall-Werk Otto Stetter Kg 7932 Munderkingen De
Current assignee: D-M-W Donau-Metall-Werk Otto Stetter Kg 7932 Munderkingen De
Priority date: 1982-02-11
Filing date: 1982-02-11
Publication date: 1982-07-01

Description

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PATENTANWALT DIPL.-PHYS. DR. HERMANN FAY

D. -M. -W. Donau-Metall-Werk

Otto Stetter KG

7932 Munderkingen/Württ.

7900 Ulm, 01.02.1982 Akte G/5565 th

Topf für elektrische Wasserkocher

Die Erfindung betrifft einen Topf für elektrische Wasserkocher, bestehend aus Mantelwand und Boden und einem am Boden angeordneten und mit diesem wäraesöhlüssig verbundenen Heizleiter.

Derartige Töpfe sind bekannt und weisen an der Mantelwand und am Boden eine einheitliche Materialstärke auf. Der seinerseits in einer Metallummantelung isoliert angeordnete Heizleiter ist in gewunden verlaufender Form am Boden des Topfes durch Schweißverfahren oder dergl. befestigt. Da die Metallummantelung üblicherweise kreisförmigen Querschnitt hat, erfolgt die Wärnieübertragung von dem Heizleiter auf den Boden im wesentlichen in einem linienförmig schmalen Wärmekontak-tbereich, z. B. über die den Boden mit dem Heizleiter verbindende Schweißnaht. Da die Abstände zwischen den Windungen des Heizleiters außerordentlich groß im Verhältnis zur Wandstärke des Bodens sind, ergibt sich eine sehr inhomogene Temperaturverteilung im Boden. Beim *lr- wärmen von Wasser herrscht demnach bereits bei Baginn

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der Aufheizphase an den Bodenbereichen, denen der Heizleiter anliegt, eine relativ hohe Temperatur. Im Ergebnis bedeutet dies, daß Wasserkocher üblicher Bauart punktuell in diesen Bereichen besonders stark Kalkablagerungen ansetzen. Darüber hinaus ist der Wärmeübergang vom Heizleiter zum Boden des Topfes über deren schmalen Wärmekontaktbereich schlecht, so daß durch Wärmeabstrahlung in Richtung der dem Topf abgwandten Seite ein merklicher Energieverlust auftritt und eine unwirtschaftliche Betriebsweise des Wasserkochers die Folge ist.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Topf der eingangs genannten Art derart auszubilden, *-' * daß der Heizleiter in dem Bodenbereich des Topfes eine möglichst homogene Temperaturverteilung erzeugt.

Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, daß der Boden eine größere Wandstärke aufweist als die Mantelwand im Bereich ihres dem Boden abgewandten freien Randes und daß zur Anpassung der beiden unterschiedlichen Wandstärken aneinander ein von der Mantelwand gebildeter, an den Boden anschließender Ubergangsbereich vorgesehen ist, in dem sich die Wandstärke von der des Bodens auf die der Mantelwand am freien Wandrand verringert.

Der durch die Erfindung erreichte Vorteil besteht im wesentlichen darin, daß durch die größere Wandstärke des Bodens ein höherer Wärmetransport im Boden ermög-

licht wird, so daß die Temperaturdifferenzen. zwischen den vom Heizleiter "belegten und nicht belegten Bereichen des Bodens kleiner sind. Die Vermeidung punktueller überhitzungen verhindert einerseits weitgehend den unerwünschten Kalkansatz, zum anderen wird der Wärmeübergang vom Topf auf das zu erwärmende Wasser bei homogener Temperaturverteilung im Boden verbessert, so daß dadurch eine wirtschaftlichere Betriebsweise erfolgt. Dieser Vorteil ist insofern von besonderer Bedeutung, als der Kalkansatz bevorzugt an den heißesten ⁵^ * Stellen erfolgt, andererseits aber bei inhomogener Temperaturverteilung gerade an den heißesten Stellen der größte Wärmetransport erfolgen muß, der durch die Kalkablagerungen behindert wird. Diese Vorteile lassen sich in gesteigertem Maße ausnutzen, wenn gemäß der Erfindung der an den Boden anschließende Bereich der Mantelwand ebenfalls eine größere Wandstärke aufweist, da somit die den Wärmeübertritt zum Wasser ermöglichende Fläche nochmals vergrößert ist.

In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist der Boden und die Mantelwand mit dem Übergangsbereich einstückig ausgebildet. Dadurch ist insbesondere eine einfache Herstellung im Druckgußverfahren möglich. Vorteilhafterweise erstreckt sich der Übergangsbereich ungefähr über ein Viertel der Mantelwandhöhe. Die Wandstärke des Bodens ist mindestens zweifach größer als die.Wandstärke der Mantelwand am freien Wandrand zu wählen, um einen hinreichenden Wärmetransport zu gewähr-

leisten. In einer weiter bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist der tfbergangsbereich an der dem Boden zugewandten Seite eine nach außen vorspringende Ringschulter auf. Daraus ergibt sich zum einen eine konstruktiv vorteilhafte Ausbildung des Topfes, da die Mantelwand, von Befestigungselementen und dem Ausgießschnabel abgesehen, bis zur Angrenzung an den Boden eine zylindrische bzw. kegelstumpfförmige Außengestalt aufweist. Zum anderen bewirkt die vorspringende Ringschulter eine Materialanhäufung im Übergangsbereich, die den Wärmetransport,insbesondere auch in Umfangsrichtung, zusätzlich fördert.

In einer besonders vorteilhaften und daher im Rahmen der Erfindung bevorzugten AusfUhrungsform trägt die Außenfläche des Boders zwei parallel zueinander verlaufende Rippen, die zwischen sich eine gewunden verlaufende Nut zur Aufnahme des Heizleiters bilden. Ist die Querschnittsfläche der Nut der des Heizleiters angepaßt, so erfolgt über die vergrößerte Wärmekontaktfläche ein erhöhter Wärmetransport von dem Heizleiter in den Boden, so daß die Abstrahlungsverluste verringert werden. Dadurch werden auch die erforderlichen Maßnahmen zur Wärmeisolierung des Wasserkochers zu der dean. Topf abgewandten Seite hin geringer. Zweckmäßigerweise sind die Rippen einstückig mit dem Boden ausgebildet. In einer weiter bevorzugten Ausführungsform trägt die Außenfläche des Bodens einen Ringsteg, der die Rippen umschließt. Dieser Ringsteg erhöht einerseits die Steifigkeit des Bodens, andererseits ermög-

licht er wiederum durch die Materialanhäufung einen Wärmeausgleich in Umfangsrichtung im Boden> der insbesondere bei nicht rotationssymmetrischem Verlauf des Heizleiters wünschenswert ist. Es ist weiter von Vorteil, wenn zwischen der Ringschulter und dem Ringsteg ein vom Boden zur Mantelwand ausgerundet verlaufender Wandteil vorgesehen ist. Durch diese Gestaltung wird nicht nur die Entformung bei der Herstellung des Topfes erleichtejrfc, sondern darüberhinaus eine erhöhte Stabilität am Übergang vom Boden zur Mantelwand bei thermischer Wechsellast erreicht.

Im folgenden wird die Erfindung an einem in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiel näher erläutert; es zeigen:

Fig. 1 eine Ansicht des Topfes von. unten mit einlegtem Heizleiter,

Fig. 2 einen Schnitt durch den Topf nach Fig. 1 längs II-II ohne eingelegten Heizleiter.

Der Topf für einen in der Zeichnung nicht darstellten Wasserkocher besteht seinem wesentlichen Aufbau nach aus einer Mantelwand 1 und einem Boden 2, an welchem ein Heizleiter 3 angeordnet ist, der mit dem Boden 2 wärmeschlüssig verbunden ist. Der Boden 2 weist eine größere Wandstärke auf als die Mantelwand im Bereich des dem Boden 2 abgewandten freien Randes 4. Die Anpassung der beiden unterschiedlichen Wandstärken aneinander erfolgt in einem Übergangsbereich 5, der von

der Mantelwand. 1 gebildet ist und an den Boden 2 anschließt. Innerhalb dieses Übergangsbereichs 5 verringert sich die Wandstärke von der des Bodens 2 auf die der Mantelwand am freien Wandr&nd.4. Der Boden und die Mantelwand 1 mit dem Übergangsberebh 5 sind einstückig ausgebildet und z. B. in einem Druckgußver fahren hergestellt. Der Übergangsbereich 5 erstreckt sich ungefähr über ein Viertel der Höhe der Mantelwand 1. Die Wandstärke des Bodens 2 ist mindestens zweifach größer gewählt als die Wandstärke der Mantelwand 1 am freien Wandrand 4. Der Übergangsbereich 5 weist an der dem Boden 2 zugewandten Seite eine nach außen vorspringende Ringschulter 6 auf· Diese Ringschulter 6 bewirkt eine zusätzliche Materialanhäufung im Übergangsbereich 5, die dem Topf einerseits eine erhöhte mechanische Stabilität verleiht, andererseits die Wärmeleitfähigkeit in diesem Bereich insbesondere auch in Umfangsrichtung erhöht. Zusätzlich verleiht sie der Mantelwand des Topfes bis zur Angrenzung an den Boden 2 eine kegelstumpfartige Außengestalt.

Die Außenfläche des Bodens 2 trägt zwei parallel zueinander verlaufende Rippen 7, die sich in einigen Bereichen 8 gegenseitig berühren. Die Rippen 7 bilden zwischen sich eine gewunden verlaufende Nut 9 zur Auf nahme des Heizleiters 3 und 3ind ebenfalls einstückig mit dem Boden 2 ausgebildet. Des weiteren trägt die Außenfläche des Bodens 2 einen Ringsteg 10, der die Rippen 7 umschließt und dem Boden 2 eine zusätzliche

Steifigkeit verleiht. Darüber hinaus ermöglicht der Ringsteg 10 ebenfalls einen verbesserten Wärmeausgleich in Umfangsrichtung, der insbesondere bei nicht rotationssymmetrischer Anordnung des Heizleiters 3 wünschenswert ist. Zwischen der Ringschulter 6 und dem Ringsteg 10 ist ein vom Boden 2 zur Mantelwand eusgerundet verlaufender Wandteil 11 vorgesehen.

Claims

PATENTANWALT DIPL.-PHYS. DR. HERMANN FAY

D. -M. -¥. Donau-Metall-Werk

Otto Stetter KG

7932 Munderkingen/Württ.

7900 Ulm,01.02.1932 Akte G/5565 th

Schutzansprüche:

I 1. Topf für elektrische Wasserkocher, bestehend aus

I Mantelwand (1) und Boden (2) und einem am Boden (2)

I angeordneten und mit diesem wärmeschlüssig verbun-

I denen Heizleiter (3), dadurch gekennzeichnet, daß

I der Boden (2) eine größere Wandstärke aufweist, als

I die Mantelwand (1) im Bereich ihres dem Boden abge-

; wandten Randes (4) und daß zur Anpassung der beiden

I unterschiedlichen Wandstärken aneinander ein von

',i der Mantelwand (1) gebildeter, an den Boden (2) an-

I schließender Übergangsbereich (5) vorgesehen ist, in

dem sich die Wandstärke von der des Bodens (2) auf

die^antelwand am freien Wandrand (4) verringert.
2. Topf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Boden (2) und die M&ntelwand (1) mit dem Übergangsbereich (5) einstückig ausgebildet sind.
3. Topf nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, ; daß der Übergangsbereich (5) sich ungefähr über ein

Viertel der Mantelwandhöhe erstreckt.

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4. Topf nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Wandstärke des Bodens (£) mindestens zweifach größer ist als die Wandstärke der Mantelwand (1) am freien Wandrand (4).
5. Topf nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Übergangsbereich (5) an der dem Boden (2) zugewandten Seite eine nach außen vorspringende Ringschulter (6) aufweist.
6. Topf nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Außenfläche des Bodens (2) zwei parallel zueinander verlaufende Rippen (7) trägt, die zwischen sich eine gewunden verlaufende Nut (9) zur Aufnahme des Heizleiters (3) bilden.
7. Topf nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Rippen (7) einstückig mit dem Boden (2) ausgebildet sind.
8. Topf nach Anspruch 5 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Außenfläche des Bodens (2) einen Ringsteg (10) trägt, der die Rippen (7) umschließt.
9. Topf nach Anspruch 5 und 8, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Ringschulter (6) und dem Ringsteg (.10) ein vom Boden (2) zur Mantelwand (1) ausgerundet verlaufender Wandteil (11) vorgesehen ist.