WO2019211085A1

WO2019211085A1 - Topfdeckel mit signalvorrichtung

Info

Publication number: WO2019211085A1
Application number: PCT/EP2019/059609
Authority: WO
Inventors: Arno Thelen; Benjamin Heidrich
Original assignee: Fissler Gmbh
Priority date: 2018-04-30
Filing date: 2019-04-15
Publication date: 2019-11-07
Also published as: KR20210003095A; EP3787445A1; US20210045575A1; JP2021520240A; CN112105278A; DE102018133304A1

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Niederdruckgefäßdeckel. Diese weist auf: - eine tellerförmige Grundplatte (37) zur Auflage auf einem Gefäßrand eines Niederdruckgefäßes, - eine erste Öffnung (39) in der Grundplatte, - eine akustische Signalvorrichtung zur Detektion eines Siedepunkts einer Flüssigkeit, die im Niederdruckgefäß erwärmt wird, dadurch gekennzeichnet, dass - die Signalvorrichtung ein Stimmplattensystem (20) mit einer Stimmplatte (22) und einer Stimmplattenöffnung (24) und eine Stimmzunge (26) umfasst, wobei das Stimmplattensystem (20) in einem ersten Strömungskanal (56) angeordnet ist, der sich von der ersten Öffnung (39) in der Grundplatte (37) zu einer ersten Auslassöffnung (58) erstreckt, so dass die Stimmzunge (26) durch ausströmendes Fluid angeregt wird und einen Signalton von mindestens 40 dB erzeugt.

Description

Topfdeckel mit Signalvorrichtung

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Niederdruckgefäßdeckel mit einer Signal- vorrichtung zur Detektion des Siedens, insbesondere des Beginns des Siedens ei- ner Flüssigkeit. Die Detektion ist mit einem akustischen Signal verbunden.

Der Begriff Niederdruckgefäß bezieht sich auf Gefäße oder Gargefäße, die nicht durch zusätzliche Maßnahmen gedichtet sind, um darin Überdruck zu erzeugen. Anders ausgedrückt handelt es sich um normale Kochtöpfe, oder-gefäße, in denen Flüssigkeiten, beispielsweise Wasser, erwärmt und zum Kochen gebracht werden kann. Der aufgrund des Dampfdrucks entstehende Überdruck ist bei diesen im Wesentlichen durch das Deckelgewicht (Gegendruck durch Gewichtskraft) sowie der Passgenauigkeit des Deckels an den Auflageflächen zum Topf bestimmt.

Derartige Kochtöpfe oder erwärmbare Gargefäße sind noch immer die weltweit am häufigsten genutzten Hilfsmittel zur Nahrungsmittelzubereitung. Die Erwärmung findet dabei heutzutage in der Regel mittels elektrischer oder gasbetriebener Heizsysteme statt, die in sogenannte Einzelkochplatten oder Einbaukochfelder in- tegriert sind. Standardmäßig besitzen solche Heizsysteme lediglich eine Leistungs- Steuerung, über die der Anwender eine definierte Leistung von z.B. 600 Watt in der Stufe 1, 1200 Watt in der Stufe 2, 1800 Watt in der Stufe 3 usw. vornehmen kann. Eine Temperatursteuerung oder ein geschlossener Temperaturregelkreis ist standardmäßig nicht vorgesehen.

Die genannten Heizsysteme führen dazu, dass der Anwender während des Garpro- zesses oftmals die Leistungseinstellung anpassen muss. Dabei ist wichtig, dass die Leistungsanpassung zum richtigen Zeitpunkt stattfindet, was wiederum bedeutet, dass der Anwender den Garverlauf zeitaufwendig, zumindest in regelmäßigen Ab- ständen, beobachten und kontrollieren muss.

Mechanische Signalvorrichtungen sind im Wesentlichen lediglich für Gefäße be- kannt, in denen ein relativ hoher Überdruck entsteht. Das bekannteste Beispiel sind sogenannte Teekessel, die bis auf die Signalöffnung abgedichtet sind, so dass Dampf unter hohem Druck durch die Signalöffnung entweicht. Auch sind für Nie- derdruckgargefäße elektronische Signalverrichtungen bekannt, deren Herstellung jedoch aufwendig ist und die nur unzureichend zuverlässig funktionieren.

Aus der DE 103 114 95 B3 ist eine Signalvorrichtung bekannt, die an einen Koch- topf angebracht werden kann und die ebenfalls das Sieden des Wassers detektiert. Diese weist einen relativ kleinen geschlossenen Behälter auf, in dem Flüssigkeit einfüllbar ist. In einem Deckel des Behälters ist eine Pfeife angeordnet. Der Behäl- ter wird in das zu erwärmende Wasser im Kochtopf eingetaucht, so dass bei Sie- debeginn des Wassers im Kochtopf auch das Wasser im Behälter zu sieden beginnt. Der dabei entstehende Dampf entweicht durch eine Pfeife im Deckel und löst ein Pfeifsignal aus. Auch bei dieser externen Vorrichtung ist der notwendige Druck im Behälter entsprechend hoch.

Auch die DE 20 2013 001 944 Ul zeigt ein System, das ein Überkochen verhindern bzw. das Sieden einer Flüssigkeit anzeigen soll. Dieses ist durch einen doppelwan- digen Topfdeckel gebildet, in den eine Flüssigkeit eingebracht werden kann. Diese Flüssigkeit wird beim Kochen ebenfalls erhitzt und der entstehende Dampf durch- strömt durch eine Öffnung den Signalgeber, bestehend aus einer Stimmplatte mit darauf aufgebrachter Stimmzunge.

Der Aufbau eines solchen Topfdeckels ist ausgesprochen aufwendig und er basiert ebenfalls auf dem Prinzip, dass das Gefäß bis auf die Stimmplattenöffnung des Signalgebers dicht abgeschlossen ist, so dass ausreichender Überdruck entstehen kann.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht nun darin, einen Niederdruckge- fäßdeckel vorzuschlagen, der ein Sieden von im Niederdruckgefäß erwärmter Flüs- sigkeit akustisch anzeigt. Wesentlich ist, dass der unmittelbar im Kochgefäß ent- stehende Dampfdruck genutzt werden soll. Der akustische Signalgeber soll auch bei relativ niedrigem Überdruck im Gefäß zuverlässig reagieren. Die Signalstärke sollte mindestens 50 dBA erreichen.

Die Aufgabe wird durch einen Niederdruckgefäßdeckel gelöst, der die Merkmale des unabhängigen Patentanspruchs 1 aufweist. Die Erfindung nutzt als Signalvorrichtung ein Stimmplattensystem mit durchschla- gender Stimmzunge als akustischen Signalgeber. Die durchschlagende Stimmzu- nge ist in der Regel ein metallischer Materialstreifen, der an einem seiner Enden auf einem eng passenden, in der Regel ebenfalls metallischen Rahmen, der Stimm- platte, befestigt ist. Der freie bewegliche Teil der Stimmzunge überdeckt im Ruhe- zustand die Stimmplattenöffnung der Stimmplatte bis auf einen die Stimmzunge umlaufend umgebenden Luftspalt nahezu vollständig. Entsteht im Kochtopf ein aufsteigender gasförmiger Volumenstrom, beispielsweise Wasserdampf, beginnt die Zunge durch die Stimmplatte zu schwingen und erzeugt dadurch einen Ton. Die Stimmzunge und die Stimmplatte können dabei mehrteilig oder auch einstü- ckig ausgeführt sein. Das Stimmplattensystem kann beispielsweise aus Edelstahl gebildet sein.

Erfindungsgemäß ist ein umlaufender Luftspalt zwischen der Stimmzunge und dem Stimmrahmen bzw. der Stimmplatte maximal möglich reduziert, so dass Druck- verluste ebenfalls maximal gesenkt sind. Die Stimmzunge deckt also nahezu voll- ständig die Stimmplattenöffnung min der Stimmplatte ab. Es hat sich gezeigt, dass die Stimmzunge erfindungsgemäß etwa 95% bis 99%, vorzugsweise 97 bis 98% der Stimmplattenöffnung in der Stimmplatte abdecken sollte, damit sie bei mög- lichst geringem Druck bereits zu schwingen beginnt. Wesentlich ist, dass die Stimmzunge frei durch die Stimmplattenöffnung der Stimmplatte hindurch schwin- gen kann. Um ein leichtes und schnelles Ansprechen der Stimmzunge weiterhin zu begünstigen, ist diese aus einem elastischen Material mit einer möglichst geringen Stärke gefertigt, beispielsweise Edelstahl mit einer Stärke von etwa 0,2 mm.

Die Stimmzunge ist, wie bereits ausgeführt, vorzugsweise über den Stimmzungen- fuß endseitig auf die Stimmplatte aufgesetzt. Ist diejenige Seite der Stimmplatte, auf die die Stimmzunge aufgesetzt ist, entgegen der Strömungsrichtung des Flu- ids, also dem Fluid zugewandt ausgerichtet, trifft das Fluid zunächst auf die Stimm- zunge. Dabei hilft der statische Druck, der auf die gegen die Strömung gerichtete Fläche der Stimmzunge wirkt, ein wenig die Stimmzunge in Richtung Stimmplatte zu bewegen. Die wesentliche treibende Kraft ist dabei aber zunächst der Unter- druck hinter der Stimmzunge im Kanal der Stimmplatte. Dieser entsteht gemäß der Bernoulli'schen Gleichung aufgrund der höheren Strömungsgeschwindigkeit hinter der Stimmzunge, die durch die Querschnittsverengung durch den Spalt zwi- schen Stimmzunge und Stimmplatte im Strömungskanal entsteht. Der Unterdrück zieht die Stimmzunge solange in Richtung Stimmplatte, bis die Zunge den Kanal verschlossen hat. Durch den Verschluss reist die Strömung abrupt ab, wodurch kein Unterdrück mehr vorhanden ist. Es kommt dann die Federkraft der Stimmzu- nge zum Tragen und stellt diese wieder in Nulllage zurück, der Ablauf beginnt von vorne.

In der Ausgangsstellung, also der Nulllage, benötigt die Stimmzunge einen soge- nannten Lösabstand, ansonsten würde das System nicht funktionieren. D.h. die Stimmzunge ist erfindungsgemäß so gebogen, dass diese zu ihrem freien Ende hin einen größeren Abstand von 0,2-0, 5mm zur Stimmplatte aufweist, als am Stimm- zungenfuß (absolut gegen null). Der dadurch entstandene Spalt stellt sozusagen den Wirkströmungsquerschnitt da. Der umlaufende Spalt in der Planlage von Stimmzunge zu Stimmplatte wird lediglich dazu benötigt, dass die Stimmzuge nicht in der Stimmplatte verklemmt, idealerweise wäre dieser also ebenfalls null.

Aufgrund der Massenträgheit und des statischen Drucks wächst anschließend die Schwingamplitude sodass die Stimmzunge tief in die Öffnung der Stimmplatte ein- taucht bzw. je nach Druckverhältnissen komplett durchtaucht und umgekehrt deutlich über die Nulllage ausschlägt. Je dicker die Stimmplatte desto höher kann die Schwingamplitude und somit die erzielbare Lautstärke werden und umgekehrt. Der Grund dafür ist, dass sobald die Stimmzunge komplett durch die Stimmplatte durchgetaucht ist, der Kanal wieder geöffnet wird und somit der statische Druck verloren geht (die Beschleunigung kommt zum Erliegen).

Ein solches Stimmplattensystem ist üblicherweise nur für Vorrichtungen geeignet, die einen deutlichen Überdruck bereitstellen, da die Stimmplatte diesen Überdruck, der sich aus statischen und dynamischen Druck zusammensetzt benötigt, um ei- nen Ton erzeugen zu können. Bei Blasinstrumenten wird dieser notwendige Druck beispielsweise problemlos durch den Spieler erzeugt, auch bei Teekesseln mit sie- dendem Wasser ist aufgrund des gedichteten Gefäßes mehr als genug Überdruck vorhanden. Da ein normaler Kochtopf in der Regel keine Dichtungen aufweist, ist der erzeugbare Überdruck im Vergleich beispielsweise zu einem Teekessel aller- dings um mehrere Faktoren geringer. Der Druck in Niederdruckgefäßen beträgt maximal 0,04 bar, liegt aber in Regel deutlich darunter, meist im niedrigen l/1000bar -Bereich. Der Überdruck sorgt im Übrigen auch dafür, dass am Stimmplattensystem entste- hendes Kondensat weggeblasen wird und somit die Stimmzunge nicht blockiert werden kann. Aus den genannten Gründen ist die Verwendung eines Stimmplattensystems auf den ersten Blick für die zu lösende Aufgabe ungeeignet, da dieses bei den be- schriebenen niedrigen Überdrücken kaum oder gar nicht anspricht und darüber hinaus eine relevante Kondensatanfälligkeit zu erwarten ist. Trotzdem hat die Erfinderin diese Idee weiterverfolgt und festgestellt, dass ein Stimmplattensystem entgegen der Erwartungen grundsätzlich nutzbar ist. Erfin- dungsgemäß kann die Kondensatempfindlichkeit auch durch verschiedene Maß- nahmen reduziert werden. In einer besonders vorteilhaften Ausführungsvariante ist zwischen der Öffnung in der tellerförmigen Grundplatte des Niederdruckgefäßdeckels und dem Stimmplat- tensystem ein Strömungskanal vorgesehen, durch den das Fluid, beispielsweise Wasserdampf, aus dem Gargefäß zum Stimmplattensystem strömt. Um störende Kondensatbildung während einer Aufheizphase der Flüssigkeit im Ge- fäß zu verhindern, kann in dem Strömungskanal in Strömungsrichtung des Fluids zwischen der Öffnung im Deckel und dem Stimmplattensystem ein Bauteil mit ei- ner hohen Wärmekapazität angeordnet sein. Das Bauteil muss eine höhere Wär- mekapazität als das Stimmplattensystem selbst aufweisen, da es dadurch, zumin- dest bis die Wärmekapazität aufgebraucht ist, kälter bleibt als das Stimmplatten- system und sich das Kondensat somit an diesem Bauteil niederschlägt. Aufgrund der hohen Wärmekapazität des Bauteils erwärmt sich dieses sehr langsam, wodurch es über die Zeit mehr Wasserdampf kondensieren lassen kann. Dies ist insbesondere während der Aufheizphase, also bis genügend Dampfdruck für die Erzeugung eines Tons durch die Stimmplatte zur Verfügung steht, von Bedeutung. Das Bauteil verliert mit seiner zunehmenden Erwärmung seine Wirkung, so dass nach der Aufheizphase der volle Fluidstrom die Stimmplatte erreicht. Anstatt eines zusätzlichen Bauteils mit entsprechend hoher Wärmekapazität kann erfindungsgemäß auch die Wandung des Strömungskanals selbst zumindest be- reichsweise aus einem Material mit einer Wärmekapazität gefertigt sein, die die Wärmekapazität der Stimmplatte übersteigt.

In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsvariante kann der Strömungskanal zum Stimmplattensystem hin während der Aufheizphase durch ein im Strömungs- kanal angeordnetes Ventil verschlossen gehalten werden. Dieses Ventil öffnet dann, wenn die Aufheizphase beendet ist bzw. wenn ein ausreichender Druck durch das Fluid vorhanden ist, um die Stimmzunge des Stimmplattensystems sofort zum Schwingen zu bringen. Dadurch wird die störende Kondensatbildung an der Stimmplatte während der Aufheizphase gänzlich vermieden. Das Ventil kann bei- spielsweise als Gewichtsventil ausgeführt sein, alternativ aber auch durch ein üb- liches Überdruckventil nach dem Stand der Technik.

Es hat sich gezeigt, dass die Stimmzunge dann besonders sensibel reagiert, wenn der Anstellwinkel des Stimmplattensystems etwa 35° bis 55°, vorzugsweise 45° geneigt zur Strömungsrichtung des Fluids bzw. zur Lotrichtung beträgt. Weiterhin wird durch diese Anordnung auch die Kondensatempfindlichkeit des Stimmplatten- systems reduziert, insbesondere dann, wenn die Seite der Stimmplatte, auf der die Stimmzunge montiert ist, gegen die Strömungsrichtung eingesetzt ist und der Stimmzungenfuß nach unten zum Deckel hin zeigt, also während der bestim- mungsgemäßen Anwendung in Lotrichtung. Die Schwerkraft und der Auftrittswin- kel der Strömung helfen somit das Kondensat in Richtung Stimmzungenfuß abzu- leiten.

Das Stimmplattensystem kann bezüglich der Verbesserung des Kondensatverhal- tens erfindungsgemäß auch dadurch verbessert werden, dass Kondensatrillen auf der Stimmplatte vorgesehen sind. Dadurch wird ein ausreichender, aber nicht zu großer Zusatzquerschnitt für die Fluidströmung ausgebildet, der gewährleistet, dass während der Aufheizphase das Fluid schneller entweichen kann, anstatt am Stimmplattensystem zu kondensieren und damit die Stimmzunge zu blockieren.

Neben einer Reihe von metallischen Legierungen sind auch weitere Materialien zur Herstellung des Stimmplattensystems denkbar. Neben diversen Hochleistungs- kunststoffen sind grundsätzlich alle Materialen geeignet, welche bzgl. Elastizität, Dauerschwingfestigkeit, Zugfestigkeit usw. ausreichend gute Eigenschaften auf- weisen.

Eine weitere erfindungsgemäße Maßnahme ist das Beschichten des Stimmplatten- systems mit einer hydrophilen oder hydrophoben Beschichtung. Eine hydrophile Beschichtung bewirkt ein Spreiten der Kondensattröpfchen, sodass diese aufgrund der homogeneren Masseverteilung auf dem Stimmplattensystem weniger störend wirken. Eine hydrophobe Beschichtung bewirkt einen deutlich besseren Abfluss der störenden Kondensattröpfchen. Auch hat sich gezeigt, dass das Stimmplattensys- tem dann ein besonders positives Kondensatverhalten aufweist, wenn es aus ei- nem verzinnten Material gebildet ist.

Erfindungsgemäß weist das Stimmplattensystem eine möglichst geringe Gesamt- masse auf, was die Gesamtwärmekapazität des Stimmplattensystems reduziert. In Verbindung mit der Einknüpfung in das Formteil ist das Stimmplattensystem auch bei sehr großen Temperaturunterschieden ausreichend festgehalten, was für die notwendige Schwingung relevant ist.

Das Stimmplattensystem ist erfindungsgemäß in ein zumindest bereichsweise massives, thermisch stabiles und leicht flexibles Formteil eingesetzt, vorzugsweise bestehend aus Silikon. Dieses Formteil dient als Schwingungsgegenlager und gleichzeitig als thermischer Isolator, was die Kondensatempfindlichkeit des Stimm- plattensystems zusätzlich reduziert.

Das Stimmplattensystem erwärmt sich durch das strömende Fluid sehr schnell, was wiederum zu einer geringen Kondensatbildung führt. Die Anhaftung des wei- terhin noch entstehenden Kondensats wird durch die leichten Vibrationen des Stimmplattensystems, welche durch das flexible Formteil ermöglicht werden, deut- lich reduziert. Die in dieser Weise abgelösten Kondensattröpfchen können an- schließend durch die bevorzugte Positionierung der Stimmplatte mit Stimmzun- genfuß in Ablaufrichtung unten und einem Anstellwinkel von 35 bis 50° geneigt zur Strömungs- bzw. Lotrichtung ablaufen, ohne die Stimmzunge zu blockieren.

Eine weitere erfindungsgemäße Maßnahme zur Minderung des Entstehens von Kondensat am Stimmplattensystem stellt eine optimierte Konstruktion des Garge- fäß/Deckel-Randsystems dar, welches letztendlich durch planparallel korrespon- dierende Flächen die Systemdichtheit und somit den im Gargefäß herrschenden Überdruck erhöht. Durch den höheren Überdruck, der noch deutlich unterhalb des Drucks von beispielsweise Teekesseln liegt, entstehen zum Einen mehr Ansprech- reserven für das Stimmplattensystem, zum Andern wird durch die höhere Strö- mungsgeschwindigkeit und Schwingamplitude die Anhaftung von Kondensat weiter vermindert. Es hat sich auch gezeigt, dass zwischen Gargefäß und Gefäßdeckel durch den kondensierenden Wasserdampf ein Flüssigkeitsfilm entsteht, der eine zusätzlich dichtende Wirkung erzeugt.

Eine weitere Möglichkeit die Ausfallrate des Stimmplattensystems durch Konden- satbildung bei Ansteuerung durch reinen Wasserdampf zu reduzieren, ist grund- sätzlich die Gewährleistung ausreichenden Drucks im Gefäß. Dies ist gerade bei einem Niederdruckgefäß wichtig, da bereits eine geringe Reduktion des Drucks dazu führen kann, dass das drucksensible Signalvorrichtung nicht einwandfrei funktioniert. Bleibt der Druck im Niederdruckgefäß jedoch im oberen Druckbereich reicht der Anströmdruck und Volumenstrom aus, um das Stimmplattensystem e- her„freigeblasen". Das heißt, das anhaftende und störende Kondensat wird weg- gedrückt und mitgerissen, sodass die Stimmzunge nicht mehr weiter gehindert wird, sich in Bewegung zu setzen. Ohne ein zusätzliches Dichtelement zwischen Topf und Deckel können dagegen unter Umständen eher Druckverluste auftreten, da zum einen die Dichtheit aufgrund der Fertigungstoleranzen und zum anderen das Deckelgewicht als Gegenkraft oftmals nicht ausreichend sind.

In einer erfindungsgemäßen Ausführung ist daher ein Dichtelement zwischen Topf und Deckel vorgesehen, dass ausschließlich über die Flächenpressung, die das De- ckelgewicht erzeugt, das System abdichtet. Die durch diese Ausführung erreich- bare Druckerhöhung wird durch das Deckelgewicht begrenzt, erzielt aber bereits eine wesentliche Reduzierung der Ausfallrate.

Eine weitere besonders vorteilhafte erfindungsgemäße Maßnahme sieht ein Dich- telement in einer speziellen Ausführung vor, welche einen zusätzlichen Reibschluss erzeugt. Der Reibschluss ist bis zu einer gewissen Grenze beliebig einstellbar und gewährleistet das gewünschte Druckniveau. Zusätzlich kann ein Sicherheitsventil vorgesehen sein, welches den theoretisch erreichbaren Druck begrenzt, sodass der Deckel sich unter keinen Umständen, den Benutzer gefährdend, vom Topf lösen kann. Auch für diese vorteilhaften Ausführungsvarianten gilt, dass der maximal entstehende Druck etwa 0,04 bar nicht überschreitet.

Eine weitere erfindungsgemäße Maßnahme zur Gewährleistung des notwendigen Drucks im Niederdruckgefäß sieht vor, das Deckelgewicht zu erhöhen. Dies kann zum einen über Geometrie, Materialstärke und Material erfolgen oder aber erfin- dungsgemäß über ein Zusatzgewicht, welches durch eine spezielle Geometrie der Befestigungsschraube für den Deckelgriff realisiert ist.

In einer besonders vorteilhaften Ausführungsvariante weist der Niederdruckgefäß- deckel einen Deckelgriff auf, in dem die erfindungsgemäße Signalvorrichtung mit sämtlichen zugehörigen Komponenten untergebracht ist. Dementsprechend ist die Öffnung in der Grundplatte des Deckels, durch die das Fluid austreten kann, im Bereich des Deckelgriffs angeordnet bzw. über einen Strömungskanal mit diesem verbunden.

In einer besonders vorteilhaften Ausführungsvariante ist die Signalvorrichtung zu- und abschaltbar ausgeführt, so dass der Benutzer auswählen kann, ob er diese nutzen möchte oder nicht. Die Abschaltung basiert auf dem Prinzip, dass das aus- tretende Fluid nicht zur Signalvorrichtung gelangen kann, sondern anderweitig an die Umgebung ausgeleitet wird.

Erfindungsgemäß kann die tellerförmige Grundplatte des Niederdruckgefäßdeckels zwei Öffnungen aufweisen, die jeweils ein Ausströmen des Fluids bzw. Wasser- dampfs ermöglichen. Ein erster Strömungskanal verbindet eine erste Öffnung mit dem Stimmplattensystem, so dass austretender Wasserdampf ein akustisches Sig- nal erzeugen kann. Ein zweiter Strömungskanal verbindet die zweite Öffnung mit der Umgebung, so dass über diese das Fluid ohne akustisches Signal unmittelbar ausgeleitet werden kann. Die Nutzung von zwei Öffnungen hat sich deshalb als vorteilhaft erwiesen, weil das Stimmplattensystem letztendlich den Querschnitt der Austrittsöffnung deutlich reduziert, so dass im Inneren des Kochgefäßes zu hoher Druck entstehen kann, was zu einem Abheben und Klappern des Gargefäßes führen kann. Die Nutzung von zwei Öffnungen dagegen ermöglicht ein Ausströmen eines deutlich größeren Fluidvolumens. Durch ein Wippensystem (Wippschalter) zum Schalten der Ventile sind nur fol- gende Ventilstellungen möglich :

- Stellung 1 : Ventil 1 (Stimmplatte) offen/ Ventil 2 geschlossen,

- Stellung 2: Ventil 1 (Stimmplatte) geschlossen/Ventil 2 offen

- Stellung 3: Ventil 1 (Stimmplatte) geschlossen/Ventil 2 geschlossen

Vorgesehen ist, dass der Anwender, nachdem er das akustische Signal ausreichend lange gehört hat und auch aufgrund der aufgeführten Gründe (zum Beispiel klap- pern), die Ventilstellung ändert. In diesem Beispiel von Stellung 1 auf 2.

In einer besonders vorteilhaften Ausführungsvariante weist der Deckelgriff zwei schaltbare Ventile auf, die jeweils eine der Öffnungen verschließen oder freigeben können. Es hat sich gezeigt, dass die Verwendung eines Wippschalters besonders bedienerfreundlich ist, da über ihn schnell und einfach geöffnet und geschlossen werden kann. Beispielsweise können zwei Teleskoprastbolzen mit endseitig ange- ordneten Tellerdichtungen über den Wippschalter in Richtung der Öffnungen be- wegt werden. Dabei rasten sie mit Nuten in parallel geführte Federbleche ein und verbleiben in der ausgewählten Position. In einer Mittelposition des Wippschalters sind beide Ventile geschlossen. Ein Betätigen des Wippschalters in eine Richtung bewirkt ein Abheben des ersten Ventils von der ersten Öffnung und damit eine Freigabe des ersten Strömungskanals in Richtung des Stimmplattensystems. Ein Niederdrücken des Wippschalters auf der anderen Seite bewirkt ein Abheben des zweiten Ventils und damit eine Freigabe der zweiten Öffnung, wodurch beispiels- weise Wasserdampf unmittelbar an die Umgebung ausgeleitet werden kann.

Vorzugsweise ist die Unterseite des Deckelgriffs komplett durch eine abnehmbare Formdichtung, vorzugsweiseaus Silikon gegen die tellerförmige Grundplatte des Deckels abgedichtet. Dadurch wird ein direkter Lebensmittelkontakt mit den evtl kritischen Materialien vermieden und auch eine Verschmutzung des Deckelbe- schlags ist ausgeschlossen. Durch die Abnehmbarkeit der Formdichtung wird auch deren Reinigung erleichtert.

Im Deckelgriff können auch zusätzliche Rastpositionen für eine Feinjustierung der Strömungsquerschnitte der jeweiligen Strömungskanäle vorgesehen sein. Auch kann ein Doppelventilsystem in einer weiteren Ausführung in Kombination mit ei- ner zusätzlichen Dichtung zwischen dem Gargefäß und dem Deckel des Nieder- druckgefäßes vorgesehen sein, so dass eine Niederdruckgarstufeneinstellung <0,04 bar möglich ist.

Ein weiteres erfindungsgemäßes Merkmal ist eine Auslegung des Stimmplatten- systems auf Frequenzen < 400 Hz. Eine solche Tieffrequenzauslegung führt auch bei sehr niedrigen Drücken zu einer deutlich höheren Lautstärke als dies bei höhe- ren Frequenzen der Fall wäre, was in Versuchen empirisch belegt wurde.

In einer weiteren möglichen Ausführungsvariante ist die Installation von mehreren Stimmplattensystemen zur Erzielung eines harmonischen Akkords denkbar.

Die Erfindung wird im Folgenden anhand der nachfolgenden Figuren näher be- schrieben. Die Figuren stellen dabei lediglich eine besonders vorteilhafte Ausfüh- rungsvariante dar, die den Schutzbereich der Firmen nicht begrenzen sollen. Ins- besondere können sich Abmessungen und Dimensionen ändern.

Es zeigen :

Fig. 1 : ein Stimmplattensystem in Vorderansicht,

Fig. 2: ein Stimmplattensystem in Schnittansicht gemäß Schnittlinie A/A aus

Figur 1,

Fig. 3: einen Deckelgriff mit Doppelventilsystem im geschlossenen Zustand,

Fig. 4: den Deckelgriff aus Fig. 3 im Zustand offen/geschlossen,

Fig. 5: eine Unteransicht des Deckelgriffs mit eingeknüpfter Formdichtung und eingeschobenem Stimmplattensystem,

Fig. 6: die Formdichtung aus Figur 5 mit eingeschobenem Stimmplattensys- tem in losgelöstem Zustand,

Fig. 7: ein erfindungsgemäßes Stimmplattensystem.

Die Figuren 1 und 2 zeigen ein Stimmplattensystem 20 in Vorderansicht (Fig. l) und in Schnittdarstellung (Fig. 2) gemäß der Schnittlinie A/A aus Figur 1.

Gezeigt ist eine Stimmplatte 22 mit einer Stimmplattenöffnung 24. Die Stimm- platte 22 bildet eine Art Rahmen, der durch eine Stimmzunge 26 weitgehend ab- gedeckt ist. Die Stimmzunge 26 ist über ihren Stimmzungenfuß 28 endseitig auf der Stimmplatte 22 befestigt, vorzugsweise verschweißt oder genietet. Somit weist die Stimmplatte 22 eine Stimmzungenseite 30 und eine Rückseite 32 auf. Die Stimmzunge 26 deckt die Stimmplattenöffnung 24 weitgehend ab, es verbleibt aber ein umlaufender Luftspalt 25 (nicht erkennbar, vgl. Fig. 7) von möglichst geringer Breite. Wesentlich ist, dass der Luftspalt ausreichend groß ist, um ein Schwingen der Stimmzunge 26 zu ermöglichen, gleichzeitig sollte der Luftspalt aber möglichst gering sein, um dem auftreffenden Fluid eine möglichst große ge- schlossene Fläche entgegenzustellen. Es hat sich gezeigt, dass von der Gesamt- fläche der Stimmplattenöffnung 24 maximal 4%, vorzugsweise nur 1 bis 2% frei bleiben sollte.

In dem gezeigten Ausführungsbeispiel weist die Stimmzunge 26 einen Stimmzun- genkopf 34 auf, der eine größere Stärke als der übrige Verlauf der Stimmzunge 26 aufweist. Dies führt zu einer erhöhten Masse am freien Ende der Stimmzunge 26, was wiederum das Schwingen der Stimmzunge 26 unterstützt. Die Massenvertei- lung bestimmt unmittelbar die Frequenz, im gezeigten Ausführungsbeispiel reali- siert die Stimmzunge etwa 400Hz.

Die Figuren 3 und 4 zeigen einen bevorzugten Deckelgriff 36 im Schnitt, einmal im geschlossenen Zustand (Fig. 3) und einmal im Zustand offen/geschlossen (Fig. 4). Der Deckelgriff 36 ist auf einer tellerförmigen Grundplatte 37 eines Deckels mit einer ersten Öffnung 39 und einer zweiten Öffnung 41 angeordnet. Durch diese Öffnungen 39, 41 in der Grundplatte kann Fluid bzw. Wasserdampf aus einem ebenfalls nicht gezeigten Niederdruckgargefäß austreten und in den Deckelgriff 36 einströmen. Erfindungsgemäß sind die Öffnungen 39, 41 über ein erstes Ventil 38 und ein zweites Ventil 40 verschließbar. Die Ventile 38, 40 weisen endseitig zur Auflage auf der Grundplatte Tellerdichtungen 42 auf. Über Teleskoprastbolzen 44 sind sie mit einem Wippschalter 46 verbunden.

Parallel zu den Teleskoprastbolzen 44, die Rastnuten 48 aufweisen, erstrecken sich Federbleche 50 mit Rastnasen 52, die in die Rastnuten 48 der Teleskoprastbolzen 44 einrastbar sind. Die Teleskoprastbolzen 44 beinhalten jeweils einen federgela- gerten Stift, der bewirkt, dass in einer Mittelposition des Wippschalters 46, wie dargestellt in Figur 3, beide Ventile 38, 40 bzw. Tellerdichtungen 42 auf der Grund- platte 37 aufliegen und die Öffnungen 39, 41 verschließen. Der Wippschalter 46 ist in einem Deckelgriffgehäuse 54 gelagert, in dem auch sämtliche anderen Elemente des Stimmplattensystems 20 angeordnet sind.

Durch den Wippschalter 46 sind nur folgende Ventilstellungen möglich :

- Stellung 1 : erstes Ventil 38 (Stimmplatte) offen/ zweites Ventil 40 geschlos- sen,

- Stellung 2: erstes Ventil 38 (Stimmplatte 22) geschlossen/ zweites Ventil 40 offen

- Stellung 3: erstes Ventil 38 (Stimmplatte 22) geschlossen/ zweites Ventil 40 geschlossen

Figur 5, die eine Unteransicht des Deckelgriffs 36 zeigt, verdeutlicht, dass ein ers- ter Strömungskanal 56 von der ersten Öffnung 39 in der Grundplatte 37 bis zu einer ersten Auslassöffnung 58 führt. Ein zweiter Strömungskanal 60 führt von der zweiten Öffnung 41 in der Grundplatte 37 zu einer zweiten Auslassöffnung 62. Innerhalb des ersten Strömungskanals 56 ist das Stimmplattensystem 20, also die Stimmplatte 22 mit der Stimmzunge 26 angeordnet. Der Deckelgriff 36, insbeson- dere die beiden Strömungskanäle 56, 60 und die beiden Ventile 38, 40 sind über eine Formdichtung 64 gegenüber der Grundplatte des Niederdruckgefäßdeckels abgedichtet.

Figur 6 zeigt die Formdichtung 64 mit eingeschobenen Stimmplattensystem 20 losgelöst vom Deckelgriff 36. Der erste Strömungskanal 56 weist eine Wandung 68 auf, die vorzugsweise aus einem Material gefertigt sein kann, das eine höhere Wärmekapazität als das Stimmplattensystem 20 aufweist. Alternativ kann ein nicht gezeigtes Bauteil mit einer solch höheren Wärmekapazität im ersten Strömungs- kanal 58 vorgesehen sein. Insbesondere ist es auch möglich, dass die gesamte Formdichtung 64 aus einem Material mit höherer Wärmekapazität gebildet ist.

In der Formdichtung 64 sind Durchlässe 66 für die federgelagerten Stifte 53 er- kennbar. Insbesondere die Figuren 5 und 6 zeigen die erfindungsgemäße Anordnung des Stimmplattensystems 20 im Deckelgriff 36. Erkennbar ist, dass dieses schräg zur Lotrechten bzw. Strömungsrichtung angeordnet ist und vorzugsweise ein Winkel von 35 bis 55°, vorzugsweise 45° mit einer Unterseite des ersten Strömungskanals 56, gebildet durch eine Oberfläche Niederdruckgefäßdeckels insbesondere der

Grundplatte 37, einschließt. Insbesondere ist der Stimmzungenfuß 28 der Grund- platte 37 zugewandt, so dass anfallendes Kondensat schwerkraftbedingt in Rich- tung des Stimmzungenfußes 28 fließt und der die Stimmzunge 26 umgebende Luftspalt 25 dadurch weitgehend frei bleibt

Die Formdichtung 64 ist vorzugsweise als separates und entfernbares Element, vorzugsweise aus Silikon ausgebildet.

Die Erfindung ist nicht auf die dargestellten Ausführungsbeispiele und Merkmale beschränkt, sondern umfasst auch weitere Merkmale, die im Schutzbereich der Patentansprüche liegen. Weitere Ausführungsvarianten können sich auch durch die beliebigen miteinander kombinierbaren Patentansprüche ergeben.

Beispielsweise sind neben der Positionierung des Stimmplattensystems im Deckel- griff 36 auch weitere Einbaupositionen denkbar. So kann das Stimmplattensystem 36 z.B. in einer Aussparung im Deckel oder der Gefäßwand installiert sein. Ebenso ist ein verdeckter Einbau in einem oder beiden Seitengriffen des Gefäßes denkbar.

Claims

Patentansprüche

1. Niederdruckgefäßdeckel, aufweisend

- eine tellerförmige Grundplatte (37) zur Auflage auf einem Gefäßrand ei- nes Niederdruckgefäßes,

- eine erste Öffnung (39) in der Grundplatte,

- eine akustische Signalvorrichtung zur Detektion eines Siedepunkts einer Flüssigkeit, die im Niederdruckgefäß erwärmt wird,

dadurch gekennzeichnet, dass

- die Signalvorrichtung ein Stimmplattensystem (20) mit einer Stimm- platte (22) und einer Stimmplattenöffnung (24) und eine Stimmzunge (26) umfasst, wobei das Stimmplattensystem (20) in einem ersten Strö- mungskanal (56) angeordnet ist, der sich von der ersten Öffnung (39) in der Grundplatte (37) zu einer ersten Auslassöffnung (58) erstreckt, so dass die Stimmzunge (26) durch ausströmendes Fluid angeregt wird und einen Signalton von mindestens 40 dB erzeugt.

2. Niederdruckgefäßdeckel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein erstes Ventil (38) vorgesehen ist, über das die erste Öffnung (39) in der Grundplatte (37) des Niederdruckgefäßdeckels über ein Betätigungsmittel verschließbar ist, was ein Anregen der Stimmplatte (22) verhindert.

3. Niederdruckgefäßdeckel nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch ge- kennzeichnet, dass ein Überdruckventil vorgesehen ist, welches im ersten Strömungskanal (56) angeordnet ist.

4. Niederdruckgefäßdeckel nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch ge- kennzeichnet, dass innerhalb des ersten Strömungskanals (56) ein Bauteil mit einer Wärmekapazität angeordnet ist, die höher als die Wärmekapazität des Stimmplattensystems (20) ist.

5. Niederdruckgefäßdeckel nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch ge- kennzeichnet, dass eine Wandung (68) des ersten Strömungskanals (56) aus einem Material gefertigt ist, dass eine höhere Wärmekapazität als das Stimmplattensystem (20) aufweist.

6. Niederdruckgefäßdeckel nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch ge- kennzeichnet, dass in der Grundplatte (37) des Niederdruckgefäßdeckels eine zweite Öffnung (41) vorgesehen ist, durch die ebenfalls Fluid aus dem Niederdruckgefäß ausleitbar ist.

7. Niederdruckgefäßdeckel nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass ein zweites Ventil (40) vorgesehen ist, über das die zweite Öffnung (41) über ein Bedienungsmittel verschließbar ist.

8. Niederdruckgefäßdeckel nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Ventil (38) und das zweite Ventil (40) über einen rastbaren Wipp- schalter (46) betätigbar sind.

9. Niederdruckgefäßdeckel nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch ge- kennzeichnet, dass ein Deckelgriff (36) mit einem Deckelgriffgehäuse (54) vorgesehen ist, in dem angeordnet sind :

- die Signalvorrichtung mit dem Stimmplattensystem (20),

- der erste Strömungskanal (56), der in die erste Auslassöffnung (58) mündet,

- der zweite Strömungskanal (60), der in die zweite Auslassöffnung (62) mündet,

- das erste Ventil (38) zum Verschließen der ersten Öffnung (39),

- das zweite Ventil (40) zum Verschließen der zweiten Öffnung (41), wobei am Gehäuse (54) der Wippschalter (46) zur Betätigung der beiden Ventile (38,40) angeordnet ist.

10. Niederdruckgefäßdeckel nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch ge- kennzeichnet, dass die Stimmzunge (26) von einem Luftspalt (25) umgeben ist, dessen Gesamtfläche maximal 4% der Fläche der Stimmplattenöffnung (24) entspricht.

11. Niederdruckgefäßdeckel nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch ge- kennzeichnet, dass das Stimmplattensystem (20) einen Ton mit einer Fre- quenz unter 400 Hz. abgibt.

12. Niederdruckgefäßdeckel nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch ge- kennzeichnet, dass das Stimmplattensystem (20) schräg zur Längserstre- ckung des im Wesentlichen horizontal verlaufenden Strömungskanals aus- gerichtet ist, vorzugsweise einen Winkel von 35 bis 55° mit einer Unterseite des ersten Strömungskanals (56) einschließt.

13. Niederdruckgefäßdeckel nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Stimmzunge (26) über einen Stimmzungenfuß (28) an der Stimmplatte (22) befestigt ist, wobei der Stimmplattenfuß (28) in Richtung der Grund- platte (39) des Niederdruckgefäßdeckels ausgerichtet ist, so dass auftreten- des Kondensat aufgrund der Schwerkraft in Richtung des Stimmplattenfu- ßes (28) abfließen kann.