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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Kombination aus Steuereinheit/Verbinder
für schnurlose
elektrische Wassererhitzungsgeräte,
wie etwa Heißwasserkrüge und Wasserkocher.
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Solche
Geräte
werden mit einem Fuß oder Sockel
versehen, auf welchem das Gerät
für das
Zuführen
von elektrischer Energie zu dem Gerät platziert werden kann. Der
Fuß ist
normalerweise mit einem weiblichen Sockelverbinder versehen, welcher mit
der elektrischen Netzversorgung verbunden ist und mit welchem ein
männlicher
Stiftverbinder des Gerätes
in Eingriff kommt, wenn das Gerät
auf der Basis platziert ist, um dem Gerät Energie zuzuführen.
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Es
ist auch normal, derartige schnurlose Wassererhitzungsgeräte mit einer
thermisch empfindlichen Steuerung einschließlich eines Satzes von Schalterkontakten
zu versehen, welche in dem Fall öffnen,
dass beispielsweise Flüssigkeit
innerhalb des Behälters
siedet oder das elektrische Heizelement des Geräts überhitzt, wenn das Gerät trocken
kocht oder ohne Wasser eingeschaltet werden sollte, um die elektrische
Versorgung des Heizelements zu unterbrechen. Derartige Steuerungen
sind oft unabhängige
Einheiten, welche auf dem Gerät
angebracht sind und welche für
eine maximale Herstellungsflexibilität entweder mit Kabel gebundenen
oder schnurlosen Geräten
verwendet werden können.
Ein Beispiel einer solchen Steuerung ist in der parallel anhängigen GB-Anmeldung
Nr. 0109777.3 der Anmelderin dargestellt. Die vorliegende Erfindung
ist eine Entwicklung dieser Steuerung, wobei die Inhalte der GB-Anmeldung
Nr. 0109777.3 hier durch Bezugnahme mit aufgenommen werden.
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In
schnurlosen Geräten
kann der männliche Stiftverbinder
in geeigneter Weise und üblicherweise durch
einen Anschlussstiftverbinder der thermisch ansprechenden Steuerung
oder durch einen Anschlussstiftverbinder, der als ein Adapter dient,
angebracht auf dem männlichen
Stiftverbinder einer thermischen Steuerungseinheit, gebildet werden.
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In
jedem Fall bildet der I.E.C. Steckstiftkonfigurationsstandard für sich horizontal
erstreckende Stifte Beschränkungen
für die
Gesamtgröße und Form
von Verbindern, was zu einem Verbinder mit unnötig großer Abmessung und Kosten führt.
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Beispielsweise
zeigen sowohl
GB 2241390 von
Otter Controls Ltd als auch
GB
2263364 von Strix Ltd. drei Anschlussstifte, welche sich
nach hinten von der Steuerungseinheit erstrecken, welche mit Federkontakten
in dem weiblichen Verbinderteil eine Verbindung herstellen. In
EP 0490762 von S.E.B SA
weisen die drei sich von der Steuerungseinheit erstreckenden Stifte
eine „L-Form" auf, wobei die abhängenden
Abschnitte mit den Kontakten in dem weiblichen Verbinderteil eine
Verbindung eingehen. In
GB 2209633 von
Strix Ltd. erstrecken sich die Anschlussstifte der Steuerungseinheit
nach hinten und sind mittels Hülsen
mit den „L-förmigen" Stiften verbunden.
In
GB 2221104 von Strix
Ltd. sind die horizontalen Anschlussstifte der Steuerungseinheit durch
eine hülsenartige
Anordnung mit vertikalen Anschlussstiften verbunden.
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In
EP0419368 von SEB ist der männliche Verbinderteil/die
Steuerungseinheit mit drei sich gerade nach hinten erstreckenden
exponierten runden Stiften versehen. Diese greifen in drei individuelle Schlitze
in einem weiblichen Verbinderteil ein, elektrische Kontakte kontaktierend,
wenn sie den Boden der Schlitze erreichen.
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Die
vorliegende Erfindung strebt danach, einen Verbinder zur Verfügung zu
stellen, welcher diese Nachteile überwindet.
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Gemäß einem
ersten Aspekt der Erfindung wird zur Verfügung gestellt eine Kombination
aus Steuereinheit/Verbinder für
ein schnurloses elektrisches Wassererhitzungsgerät, für, im Gebrauch, eine Verbindung
zu einem Aufheizelement desselben und um eine lösbare Verbindung zu einer getrennten
Basis zur Verfügung
zu stellen, mit einem Gehäuse
und thermisch empfindlichen Steuermitteln zum Abschalten des Aufheizelements,
dadurch gekennzeichnet, dass ein zungenartiger Vorsprung vorgesehen
ist, der sich vertikal von direkt unterhalb des Gehäuses erstreckt,
und eine Breite aufweist, die größer ist
als seine Dicke, mit elektrischen Kontakten, beabstandet angeordnet über die
Breite des Vorsprungs.
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Diese
Struktur ist daher in der Lage, den Raum direkt unterhalb der Steuerung
zum Herstellen einer Verbindung mit dem energiezuführenden
Fuß zu
nutzen.
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Der
Vorsprung ist bevorzugt einheitlich mit dem Gehäuse ausgebildet und weist einen
nicht-linear-förmigen
Abschnitt auf.
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Weiter
insbesondere kann der Vorsprung einen Querschnitt aufweisen, der
derart geformt ist, dass benachbarte Kontakte relativ zueinander
in der Richtung der Dicke des Vorsprungs in einer gestuften Anordnung
versetzt zueinander sind. Beispielsweise kann die Form ein paar
von Kanälen
aufweisen, die sich in eine Richtung erstrecken, mit einem dazwischen
angeordneten Kanal, der sich in die entgegengesetzte Richtung erstreckt,
wobei die Kontakte an der Basis jedes Kanals angeordnet sind. Dies
führt zu einer
Form, die von sehr kleiner Dicke sein kann, wodurch der entsprechende
Schlitz in dem weiblichen Verbinder sehr dünn und daher sicher ausgeführt werden
kann, während
der Vorsprung weiter starr ist.
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In
der bevorzugten Ausführungsform
können die
Kontakte dünne
Metallstreifen aufweisen, welche sich von der Steuereinheit über ein
unteres freies Ende des Vorsprungs und wieder zurück auf eine
gegenüberliegende
Fläche
des Vorsprungs, welcher von einer Dicke von weniger als 0,5 mm sein
kann und aus Kupfer oder einer Legierung desselben gebildet sein
kann, erstrecken. Sie können
als Einheit mit oder direkt kontaktierend mitschaltenden Federkontakten
mit der Steuereinheit ausgebildet sein.
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Die
Kontakte können
Strom-, Neutral- und Erdkontakte aufweisen, wobei einer der Kontakte Strom
bzw. neutral angeordnet ist, um sich in einer Richtung weiter von
der Steuereinheit als der andere zu erstrecken. Dies stellt sicher,
dass dann, wenn der Wasserkocher auf den Fuß gestellt wird oder von diesem
entfernt wird, während
er eingeschaltet ist, eine sequenzielle elektrische Verbindung vorliegt
oder eine Unterbrechung von Strom- und Neutral-Verbindungen vorliegt.
Dies minimiert die Potentialänderungsrate
und somit das Risiko von Funkenbildung oder Lichtbogenbildung, was
zu einer Beschädigung der
Steuereinheit und von Verbindern führen kann, sowie ein Sicherheitsrisiko
sein kann. Solches wurde als insbesondere wichtig erkannt, wenn
der Wasserkocher ein Heizelement aufweist, welches eine lange Spule
enthält,
da die resultierende hohe Induktivität die Anfälligkeit für eine Lichtbogenbildung stark
erhöhen
kann.
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Das
Gehäuse
kann mit wasserabschirmenden Wänden
versehen sein, die beabstandet von dem Vorsprung von dem Gehäuse abhängen, wobei das
Gehäuse
sich auf gegenüberliegenden
Seiten des Vorsprungs erstrecken oder diesen vollständig umgeben
kann.
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Das
thermisch empfindliche Steuermittel kann einen dampfempfindlichen
Kipphebel aufweisen, um das Gerät
beim Kochen von Wasser abzuschalten, und Sensormittel aufweisen,
angepasst, um das Gerät
bei einer erhöhten
Temperatur, die einer Trockenkochbedingung entspricht, abzuschalten, d.h.
Trockenkochschutz.
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Bei
einem weiteren Aspekt liegt die Erfindung in einer Kombination aus
Steuereinheit/Verbinder, wie oben definiert, in Kombination Gemäß noch einem
weiteren Aspekt liegt die Erfindung in einem schnurlosen elektrischen
Kochkessel mit einer Kombination aus einer Steuereinheit/Verbinder,
wie oben definiert.
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Gemäß noch einem
weiteren Aspekt liegt die Erfindung in einem weiblichen Verbinder
zur Verwendung in einer Energie zur Verfügung stellenden Basis eines
schnurlosen Wassererhitzungsgeräts,
mit einem Gehäuse,
welches eines einzelnen kontinuierlichen länglichen Schlitz an einer oberen
Region desselben definiert, durch welchen ein männlicher Verbinder eingesteckt
werden kann, und elektrischen Kontakten, die unterhalb des Schlitzes
angeordnet sind.
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Bevorzugt
weist der Schlitz eine nicht-lineare Form auf.
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Der
Schlitz kann im wesentlichen fluchtende gegenüberliegende Endbereiche aufweisen,
die über entsprechenden
elektrischen Kontakten liegen, mit einer dazwischenliegenden zentralen
Region, die einen elektrischen Kontakt aufweist, der lateral relativ zu
den vorerwähnten
Kontakten versetzt ist.
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In
einer bestimmten Ausführungsform
weist der Schlitz eine Form auf, die gerade Abschnitte enthält, die
sich in der übergeordneten
Ausrichtung der Erstreckung des Schlitzes erstrecken, wobei benachbarte
gerade Abschnitte lateral mit Bezug zueinander in einer gestuften
Anordnung versetzt angeordnet sind, wobei die elektrischen Kontakte
unterhalb der geraden Abschnitte angeordnet sind. Der Schlitz weist
ein paar von im wesentlichen co-linearen Abschnitten auf, die oberhalb
des Stromkontakts und des neutralen Kontakts angeordnet sind, wobei
der lateral versetzte Abschnitt dazwischen oberhalb eines Erdkontakts
angeordnet ist.
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Der
Strom- bzw. Neutral-Kontakt kann in dem Gehäuse unterhalb des Schlitzes
angeordnet sein, wobei einer der Kontakte Strom oder Neutral näher an dem
Schlitz angeordnet ist als der andere. Somit kann eine sequenzielle
Strom- und Neutralverbindung/Trennung durch die Adaptierung des
weiblichen Verbinders arrangiert werden.
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Die
Erfindung liegt in weiteren Aspekten auch in einer Energieversorgungsbasis,
die ein weiblicher Verbinder ist, wie oben definiert; in einer Kombination
aus Steuereinheit/Verbinder, wie oben definiert, wenn mit einem
weiblichen Verbinder, wie oben definiert, kombiniert; und in einem
elektrischen Kochkessel mit einer Steuereinheit/Verbinder, wie oben definiert,
in Kombination mit einer Energieversorgungsbasis, wie oben definiert.
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Ausführungsformen
der Erfindung werden nun nur mittels eines Beispiels mit Bezug auf
die folgenden Zeichnungen beschrieben, in denen:
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1 einen
schnurlosen Wasserkocher und einen Fuß mit einem äußeren Abdeckteil
für die
Kombination Steuerung/Verbinder, teilweise entfernt, zeigt;
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2 ein
vertikaler Schnitt durch Steuerung/Verbinder und einen weiblichen
Verbinder ist;
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3 eine
Rückansicht
der Steuereinheit/Verbinder und des weiblichen Verbinders ist;
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4 eine
Vorderansicht der Steuereinheit/Verbinder und des weiblichen Verbinders
ist;
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5 eine
Vorderansicht der Steuereinheit/Verbinder ist, wobei die Abdeckung
entfernt ist, und auch die Kontakte des weiblichen Verbinders darstellend;
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6 eine
Ansicht einer zweiten Ausführungsform
mit einem alternativen männlichen
Verbinder;
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7 eine
Ansicht einer dritten Ausführungsform
mit einer alternativen Form eines weiblichen Verbinders;
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8 eine
perspektivische Explosionsansicht eines Teils eines Trockenkochschutzes;
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9 eine
perspektivische Ansicht von unterhalb der Steuereinheit/Verbinder
ist;
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10(a) eine perspektivische Ansicht des weiblichen
Verbinders ist;
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10(b) eine Ansicht der elektrischen Kontakte
von dem weiblichen Verbinder ist;
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11 eine
Ansicht des weiblichen Verbinders von unten; und
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12 eine
Ansicht des weiblichen Verbinders von oben.
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Nunmehr
sich den Zeichnungen und zunächst
insbesondere 1 zuwendend, zeigt diese ein
Gerät,
welches ein Wassererhitzungswasserkocher oder ein Krug ist, im Allgemeinen
mit 1 bezeichnet. Auf der Rückseite des Wasserkochers 1 ist
eine Kombination aus Steuereinheit und männlichem Verbinder 2 arrangiert,
mit einem Verbindungsabschnitt 5, welcher innerhalb einer
Abdeckung 4 umschlossen ist, gebildet durch zwei Gehäuseteile,
welche auch einen Griff für
den Wasserkocher bilden.
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Ein
getrennter Fuß 6 ist
vorgesehen, durch welchen Energie zugeführt wird. Ein Stromkabel ist mit
dem Fuß verbunden
und im Gebrauch mit einer Netzstromzufuhr verbunden. Ein weiblicher
Verbinder 8 des Fußes
passt mit dem männlichen
Verbinderabschnitt 5, um dem Wasserkocher 1 Energie
zuzuführen.
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Die
Steuerung 2 ist von einem allgemeinen Typ, welcher in einem
elektrischen Wasseraufheizgerät,
wie etwa einem Wasserkocher oder Krug, welcher ein eingelassenes
Heizelement umfasst, verwendet wird. Wenn zusammengebaut, erstreckt
sich solch ein Element wie üblich
lateral in einen wassertragenden Körper des Wasserkochers von
einer Kopfplatte, welche in eine Öffnung in der Seitenwand in
der Näher
des Fußes
eines wassertragenden Körpers
des Wasserkochers eingepasst ist. Die kalten Enden des Heizelementes,
mit welchem die Steuerung elektrisch verbunden ist, erstrecken sich
durch die Kopfplatte. Die Steuerung 2 liefert sowohl das
automatische Abschalten des Wasserkochers, wenn Wasser die gewünschte Temperatur
erreicht hat, typischerweise beim Kochen, sowie ein Überhitzschutz in
dem Fall eines Versagens des automatischen Abschaltens oder in dem
Fall eines Betriebs des Wasserkochers ohne Wasser darin, d.h. ein
sog. „Trocken-Koch"-Schutz.
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Die
Steuerung weist ein im wesentlichen zylindrisches becherartiges
hohles Gehäuse 10 auf, welches
aus geformtem Plastik gebildet ist, von welchem eine plattenartige
Stütze 12 hochsteht.
Das Gehäuse
enthält
oder stützt
die Mehrzahl der Schaltungskomponenten und ist an der nach vorne
zeigenden Öffnung
(wobei die Vorderseite die Richtung anzeigt, die dem wassertragenden
Hauptkörper
des wassertragenden Hauptkörper
des Wasserkochers gegenüberliegt)
durch eine kreisförmige
Abdeckung 14 geschlossen.
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Auf
der Front der Abdeckung 14 ist ein Teil der Schaltungsmittel
angeordnet, um den Trockenkochschutz zur Verfügung zu stellen, nämlich eine Anzahl
von bimetallischen Elementen, die weiter unten diskutiert werden,
welche zwischen einer metallischen Kappe 16 mit einer kreisförmigen Öffnung gehalten
werden, durch welche das vorderste bimetallische Elemente 18 sichtbar
ist. In Verwendung ist die Steuerung derart angeordnet, dass die
Kappe 16 benachbart oder in nahem thermischen Kontakt mit
einem heißen
Punkt auf dem Heizelementkopf liegt, wie dies im Stand der Technik
wohl bekannt ist.
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Angeordnet
auf der Vorderseite der Steuerung 2 an einer oberen Region
der Stütze 12 ist
ein bimetallisches Schalterelement 20. In dem zusammengebauten
Wasserkocher ist das Element 20 in einem Dampfdurchtritt
in Kommunikation mit dem Inneren des Wasserkochers angeordnet, wodurch Dampf über das
Element 20 hinwegtritt. Das Element 20 ist von
wohlbekannter Konstruktion, mit einer dünnen bimetallischen Scheibe,
welche leicht gekrümmt ist,
um so nach hinten konkav zu sein, wenn sie kalt ist, mit einem im
wesentlichen U-förmigen öffnenden Schnitt
darin, welcher eine mittige Zunge 22 definiert. Bei einer
vorbestimmten Temperatur schnappt das Element in eine umgekehrte
Position, in welcher es in die entgegengesetzte Richtung gekrümmt ist.
Das Element 20 wird an seiner Peripherie gehalten, wodurch
die mittige Zunge 22 sich mit Bezug auf die Stütze 12 bei
der definierten Temperatur nach hinten bewegt.
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Auf
der Rückseite
der Stütze 12 befindet
sich ein bistabiler Hebel 24, der am klarsten in 2 und 3 erkannt
werden kann, welcher angeordnet ist, um eine nach oben gerichtete
Messerkante zu schwenken, welche mit einem flachen Schlitz in sich nach
hinten erstreckenden Fingern auf der Stütze 12 in Eingriff
steht, und weiter insbesondere, um zwischen einer ersten („ein")-Position, wo das
obere Ende des Hebels am nächsten
zu der Stütze 12 liegt, und
einer zweiten („aus")-Position (2a), wo ein unteres Ende des Hebels gegen
Formationen auf dem Gehäuse 10 liegt.
Eine C-Feder 26 ist zwischen einer Schulter auf der Stütze 12 und
unter einer Klammer an einem oberen Ende des Hebels 24 zusammengedrückt gehalten.
Das obere Ende des Hebels 24 ist auch mit einer Nase versehen,
welche sich nach vorne zu dem Element 20 erstreckt, so
dass die Zunge 22 des Elements 20 mit der Nase
in Eingriff kommt, wenn sie in ihre heiße Position schnappt, was den über der
Mitte liegenden Hebel veranlasst, von der EIN-Position zu der AUS-Position
zu kippen. Das untere Ende des Hebels 24 ist mit Betätigungsoberflächen 28 versehen,
welche auf die Enden eines Paares von Betätigungsstäben 30 wirken, wobei
das Ende von einem in 2 sichtbar ist, welche sich durch
entsprechende in der Rückseite
des Gehäuses 10 vorgesehene
Bohrungen erstrecken. Die Funktion der Stäbe 30 ist unten weiter
beschrieben.
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Die
Steuerung 2 stellt leitende elektrische Wege zwischen dem
männlichen
Verbinderabschnitt 5 und Kontakten zur Verfügung, die
in Verwendung mit dem Heiz elementkopf verbunden sind. Schalter werden
sowohl in der Strom- als auch in der neutralen Seite der Steuerung 2 zur
Verfügung
gestellt. In der Stromseite der Steuerung bildet ein beweglicher Stromkontaktfederstreifen 32 (siehe 5),
welcher ein Kontaktstück
an seinem oberen Ende aufweist, ein Kontaktschalterpaar mit fixiertem
Stromstreifen 34, welcher ebenfalls ein Kontaktstück aufweist.
Die gegenüberliegenden
Kontaktstücke
können
Scheiben aus Silber oder anderer elektrischer Kontaktlegierung aufweisen.
Der fixierte Streifen 34 weist ein nach oben stehendes
Bein auf, welches in einer umgebogenen Region 36 endet,
an welcher der Streifen 34 in Benutzung an dem kalten Stromendstück des (nicht-dargestellten)
Heizelementes gesichert ist.
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Der
bewegliche Stromkontaktfederstreifen 32 weist eine untere
rechteckförmige Öffnung auf, durch
welche sich ein isolierender Zapfen 35 erstreckt und an
welcher der Kontaktfederstreifen 32 als ein Ausleger abgestützt ist.
Eine vergrößerte Betätigungsoberfläche 38 ist
bei etwa zwei Dritteln des Abstandes des Kontaktfederstreifens von
dem Zapfen 35 vorgesehen.
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An
der neutralen Seite der Steuerung ist auch eine identische Schalterstruktur
mittels eines neutralen fixierten Kontaktstreifens 42 mit
einem umgebogenen Endabschnitt 44 vorgesehen, an welchem
der Kontaktstreifen an dem gegenüberliegenden
neutralen kalten Endstück
des Heizelements, welches sich durch den Elementkopf (nicht dargestellt)
erstreckt, gesichert ist. Ein beweglicher neutraler Kontaktfederstreifen 40 weist
eine zu dem Stromfederstreifen 32 ähnliche Konstruktion auf und
hat eine vergrößerte Betätigungsoberfläche 46,
wobei gegenüberliegende
Enden der neutralen Kontaktstreifen 42, 46 mit
versilberten Kontaktstücken
versehen sind. Die bewegliche Federkontaktstreifen 40 ist dann
zu einem unteren Ende an einem isolierenden Zapfen 48 gesichert,
welcher sich durch eine rechteckförmige Öffnung darin erstreckt.
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Die
Trockenkochschaltelemente umfassen, wie in der parallel anhängigen GB-Anmeldung Nr. 0109777.3
der Anmelderin im Detail beschrieben, eine Serie von bimetallischen
Scheibenelementen, die innerhalb einer Kappe 16 von bekanntem
Typ gehalten sind, welche sich, wenn sie kalt sind, mit konkaven
Oberflächen
auf die Rückseite
des Schalters zeigend krümmen,
und welche in eine invertierte Konfiguration bei vorbestimmten Temperaturen schnappen.
Solche Scheiben haben einen relativ kleinen Bewegungsweg (typischerweise
etwa 1 mm), stellen jedoch eine große Kraft (typischerweise 500 gf)
zur Verfügung.
Weiter insbesondere wird eine erste bimetallische Scheibe 18 zur
Verfügung
gestellt, ausgewählt,
um bei etwa 140°C
zu schnappen (zu schalten), und sich automatisch zurückzustellen, wenn
sie auf eine niedrigere Temperatur typischerweise unterhalb von
etwa 70°C
bis 100°C
abgekühlt ist.
Eine zweite bimetallische Scheibe 52 ist von der ersten
Scheibe durch einen metallischen hitzeleitenden Abstandring 54 getrennt,
wobei diese Scheibe bei einer ähnlichen
Temperatur wie die erste Scheibe 18 schaltet und ähnlich bei
Abkühlung
reversibel ist.
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Eine
dritte, zwischen erster und zweiter Scheibe 18, 52 angeordnete
Scheibe 56 ist ausgewählt,
um bei einer eher höheren
Temperatur zu schalten, typischerweise bei etwa 260°C, als ein
Ersatzschalter dienend, und von einem Typ seiend, welcher nicht
automatisch bei Abkühlung
zurückschnappt,
somit im wesentlichen den Wasserkocher abschaltend. Die bimetallischen
Scheiben werden arbeitsmäßig mit
den Schalterkontaktpaaren durch Betätigungsmittel verbunden, wie
sie nun beschrieben werden. Eine erste bimetallische Scheibe 18 wirkt
auf einen Schiebestab 50, welcher sich durch zentrale Öffnungen
in der zweiten und dritten Scheibe, und durch eine axiale Öffnung in
einer Schiebestabhülse 58 für die zweite
und dritte Scheibe erstreckt. Sowohl Schiebestab 50 als
auch Hülse 58 erstrecken
sich durch eine Öffnung
in der Abdeckung 14, um sich in das Innere des Gehäuses 10 zu
erstrecken. Wie in der 5 erkannt werden kann, sind
Strom- und Neutral-Trockenkochschalthebel 60, 62 zwischen dem
Schiebestab 50 und der Hülse 58 und den Schaltkontakten
vorgesehen. Beide Hebel 60, 62 sind kippbar auf
einem Schaft 64 angebracht. Der Stromschalthebel 60 weist
an seinem unteren Ende eine flache Oberfläche auf, gegen welche ein Ende des
Schiebestabs 50 eingreift, und an seinem oberen Ende eine
ringartige Formation, welche gegen die Rückseite der Betätigungsoberfläche 38 des
Kontakts 32 schiebt und durch welche die Betätigungsstange 30 des
Auslösehebels 24 in
einer ungestörten Weise
hindurchtritt, so dass dieser ebenso mit der Rückseite der Oberfläche 38 in
Eingriff kommen kann. Der neutrale Hebel 62 weist an seinem
unteren Ende eine ringartige Formation auf, deren Abmessungen derart
sind, dass sie an der Schubstange 50 erlauben, durch sie
ungestört
hindurchzutreten, um das Ende des Stromhebels 60 zu erreichen,
jedoch die Schiebehülse 58 versperrend.
Ein oberes Ende des Hebels 62 greift unterhalb der Region 46 des neutralen
Kontakts an, ebenso eine obere Ringformation aufweisend, durch welche
eine Betätigungsstange 30 sich
ungestört
erstreckt, um gegen den neutralen beweglichen Kontaktfederstreifen 40 zu drücken.
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Bei
normaler Verwendung des Wasserkochers, welcher solch eine Steuerung 2 aufweist,
bewegt der Benutzer normalerweise außen auf dem Wasserkocher einen
Knopf, welcher arbeitsmäßig mit
dem Hebel 24 verbunden ist, um ihn dazu zu veranlassen,
von einer AUS-Position über
die Mitte in eine EIN-Position zu schnappen, wenn die Oberseite des
Hebels benachbart zu der Zunge 22 des Bimetalls liegt.
Beim Kochen spürt
das Bimetall 20 den Dampf und schnappt in seine Heiß-Position
um, wobei die Zunge 22 den Hebel 24 veranlasst, über die Mitte
hinweg in seine AUS-Position zu schnappen, in welcher das untere
Ende des Hebels den Betätigungsstab 30 veranlasst,
gegen die Oberflächen 38, 46 zu
drücken
und die Kontaktpaare zu öffnen.
Es wird durch entsprechende Konstruktion und relative Anordnung
der verschiedenen Elemente, die beschrieben wurden erreicht, dass
die Kontaktpaare in einer sequenziellen Weise öffnen, d.h. dass das neutrale
Kontaktpaar augenblicklich vor oder nach dem Stromkontaktpaar öffnet, wodurch
das Wasserkocherelement sowohl auf der neutralen als auch auf der
Stromseite in einer sequenziellen Weise isoliert wird, was die Veränderungen
im Potential reduziert, welche bei jedem Ereignis eines Schaltens
auftreten und was somit das Risiko eines Lichtbogens auf dem zweiten
Kontaktpaar reduziert.
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Im
Falle einer trockenen Situation wird das dampffühlende Bimetall 20 in
Abwesenheit von Dampf nicht schalten. In diesem Fall wird die Temperatur
des Heizelements nach oberhalb ihrer normalen Betriebstemperatur
ansteigen. Das erste Bimetall 18 der Trockenkochschaltelemente,
welches am nächsten
zu dem Elementkopf liegt, wird als erstes schalten, was dazu führt, das
die zentrale Region des Bimetalls sich nach hinten bewegt, was den
Schiebestab 50 in das Gehäuse 10 schiebt und
den Hebel 60 veranlasst, zu schwenken, was die Stromkontaktpaare öffnet, wodurch
die Energie zu dem Element der Stromseite abgeschaltet wird. Sehr
kurz danach wird das Bimetall 56 schalten, was die Schiebehülse 58 nach
hinten bewegt, was den Hebel 62 veranlasst, verschwenkend
das neutrale Kontaktpaar zu öffnen.
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Beim
Abkühlen
gehen die Bimetalle 18, 56 zurück in ihre Kalt-Position, wobei
die Elastizität
der beweglichen Kontaktfederstreifen 32, 40 die
Kontaktpaare schließt.
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Es
wird nun die Struktur des Verbinders beschrieben. Wie in den 3, 4 und 5 erkannt
werden kann, stützt
die untere Region der Steuereinheit die männlichen Kontakte, welche eine zentrale
Erde 60 und auf gegenüberliegenden
Seiten die Strom- und Neutral-Kontakte 62, 64 aufweisen, von
denen jeder sich direkt vertikal nach unten von der Steuereinheit
erstreckt. Jeder enthält
dünne leitende
Teile in der Form von leitenden Streifen, die an einer dünnen Zunge 65 aus
isolierendem Material gesichert oder über diese hinweggebogen sind,
welche eine untere Verlängerung
des Steuereinheitgehäuses 10 bildet.
Der Erdstreifen 60, wie er am besten in 3 erkannt
werden kann, weist einen Streifen auf, welcher sich von einem Sicherungspunkt 66,
wo er in Verwendung an den Kopfteil des Heizelements geklemmt ist,
krümmt,
einen geraden Abschnitt aufweisend, umgebogen über das Ende der zentralen
Region der Zunge 65 und zurück auf sich selbst, an sich selbst
gesichert durch ausgerichtete Öffnungen durch
den Erdstreifen 60 und die Zunge 56 durch Nieten
oder andere geeignete Mittel. Die stromführenden und neutralen leitenden
Streifen 62, 64 erstrecken sich von dem Inneren
der Steuereinheit, wie am besten in 5 erkannt
werden kann, gesichert an die beweglichen Kontaktstreifen 32 bzw. 40 an den
isolierenden Zapfen 35, 48, welche heiß geformt sind,
um die Teile in leitenden Kontakt zu halten. Die Streifen 62, 64 erstrecken
sich durch Öffnungen
in der unteren Region des Gehäuses,
gebogen um das führende
(untere) Ende der Zunge 65 und jeweils zurück auf sich
selbst durch Nieten oder andere geeignete Mittel gesichert. Wie
am besten in 9 zu erkennen ist, weist die
Zunge eine nichtlineare gebogene Konfiguration auf, wobei die Ebene
des Erdkontakts nach hinten bezüglich
der Ebene der Strom- und neutralen Kontakte beabstandet ist. Weiter
insbesondere ist die Zunge im wesentlichen als ein Paar von nach
hinten zeigenden Kanalsektionen (auf welchen die Strom- und Neutral-Kontakte
gehalten sind) mit einem nach vorne zeigenden Kanalabschnitt dazwischen
(auf welchem der Erdkontakt gehalten ist) geformt. Diese Konstruktion
stellt sicher, dass eine Zunge sehr starrer Form, jedoch minimaler
Dicke zur Verfügung
gestellt werden kann. Es ist klar, dass andere Formen einer Zunge
verwendet werden könnten,
die erreichen, dass eine steife, nicht-lineare (im Querschnitt)
Struktur geringer Dicke zur Verfügung gestellt
wird.
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Die
Struktur, wodurch die beweglichen Strom- und neutralen Schaltkontakte 32, 40 verbunden
werden, um Strom- und neutrale Kontakte 62, 64 des
Verbindungsabschnittes zu trennen, bedeutet, dass die für die Schaltkontakte
erforderliche hochwertige leitende Federlegierung darauf beschränkt werden
kann und die Kontakte 62, 64 aus einem nicht-teuren
Material, wie etwa Kupfer oder einer Kupferlegierung, wie etwa Bronze,
hergestellt werden können.
Die Federkontakte 32, 40 können jedoch leicht einheitlich
mit den Kontakten 62, 64 zur Erleichterung einer
Herstellung gebildet werden.
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Nun
zu dem weiblichen Verbinder 8 kommend, wie am besten in
den 10(a) und 12 zu
erkennen ist, weist dieser ein nach oben stehendes geformtes Gehäuse 70 aus
geformtem Plastikmaterial auf, gesichert an seinem unteren Umfang
an einer im wesentlichen ebenen Abstützung, welche mit geformten Öffnungen 74 zum
Aufnehmen von Schrauben zum Fixieren des weiblichen Verbinders an
dem Hauptkörper
des Gerätefußes 6 zur
Verfügung
gestellt sind. Ein oberes Ende des Gehäuses 70 definiert
einen kontinuierlichen, jedoch nicht geraden Schlitz 76,
welcher eine Form aufweist, die dem Querschnitt der Zunge 65 entspricht
und die Zunge 65 des männlichen
Verbinders aufnimmt. Wie am besten in 10(b) zu
erkennen ist, werden ein Paar von L-förmigen elektrischen Kontakten 78, 80 zu
Verfügung
gestellt, welche der neutrale bzw. Strom-Kontakt sind, an ihren
unteren Enden Spatenanschlüsse aufweisend
und an ihren oberen Enden sich nach oben innerhalb des Gehäuses in
Richtung auf den Schlitz 76 erstreckend. Die Kontakte 78, 80 schließen Regionen 82, 84 ein,
an welchen sie leicht nach unten in der Nähe des Bodens ihrer stehenden
Abschnitte gebogen sind, um diesen eine erhöhte Elastizität oder Flexibilität zu geben.
Die oberen Enden der Kontakte enden in Kontaktabschnitten 86, 88 eines
hochleitfähigen
Metalls, wie etwa Silberkontakten, wie dies im Stand der Technik
bekannt ist, um eine gute elektrische Verwendung sicherzustellen. Die
Silberkontakte verbleiben in einem minimalen Abstand unterhalb des
Schlitzes, wie es aufgrund von Sicherheitsstandards erforderlich
ist. Ein zentraler Erdkontakt 90 weist eine leicht unterschiedliche Struktur
auf, und anstelle, dass er eine versilberte Kontaktregion aufweist,
weist er eine umgebogene Endregion 92 auf. Der nicht-lineare
Schlitz 76 stellt sicher, dass zu keiner Zeit dünne flache
Objekte in den Schlitz in einer weise eingeschoben werden können, was
einen elektrischen Kontakt mit mehr als einem der Kontakte 78, 80, 90 herstellen
könnte.
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Beim
Zusammenführen
der Verbinder 5, 8 treten die Endradien der Verbinderstreifen 62, 64 und 60 dort,
wo diese über
das untere Führungsende
der Zunge 65 gebogen sind, mit den Kontaktstücken 88, 86 und
bzw. dem Erdkontakt 90 in Eingriff. Die Anordnung ist absichtlich
so, mindestens ein kleiner vertikaler Bewegungsweg der Kontakte
besteht, wenn Eingriff vorliegt, und dass mindestens eine kleine Menge
eines lateralen Bewegungsweges durch leichtes Schleifen oder eine
rollende Bewegung dazwischen vorhanden ist, der dazu dient, die
männlichen
Kontaktstreifen jedes Mal, wenn sie mit den Stromkontakten des weiblichen
Verbinders kontaktieren, zu reinigen.
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Wie
in 5 erkannt werden kann, erstreckt sich der Erdkontakt 90 nach
oben über
die Strom- und Neutralkontakte 80, 78, so dass
ein Verbinden der Verbinder der elektrischen Verbindung der Erde zunächst vorgenommen
wird, und bei Trennung als letztes unterbrochen wird.
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6 illustriert
eine alternative Ausführungsform,
welche identisch in allen Aspekten ist, außerhalb, dass ein neutraler
Streifen 64' und
eine unterstützende
Region der Zunge 65 des männlichen Verbinders 5 leicht
höher angeordnet
ist als der Stromstreifen 62, zurückgesetzt von dem führenden
Ende der Zunge 65, wodurch die Stromverbindung vor der neutralen
Verbindung beim Verbinden hergestellt wird, und beim Trennen später unterbrochen
wird. Dies stellt eine sequenzielle elektrische Verbindung von Strom-
und Neutralzuführung
dar, was ein Auftreten von Lichtbogen minimiert, welcher zu einer
Verschlechterung der Kontakte führen
könnte,
und im schlimmsten Fall im Falle von hochinduktiven Heizelementen
zu schwerwiegenden Lichtbogen zu geerdetem Metall führen kann.
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7 illustriert
eine weitere alternative Ausführungsform,
welche identisch in allen Aspekten ist, mit der Ausnahme des neutralen
Kontakts 78' in
dem weiblichen Verbinder, welcher sich höher als der Stromkontakt erstreckt,
um sicherzustellen, dass die neutrale elektrische Verbindung als
erstes vorgenommen und als letztes unterbrochen wird, und dass die
elektrischen Verbindungen sequenziell hergestellt werden.
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Es
wird erkannt werden, dass andere Anpassungen mit Bezug auf die relative
Positionierung von Kontaktstreifen 62, 64 und
Kontakten 80, 78 vorgenommen werden könnten, um
diese sequenzielle elektrische Verbindung sicherzustellen.
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Die
beschriebene Struktur, die eine Kombination aus Steuerung und Verbinder
verwendet, in Abweichung von den herkömmlichen Strukturen, die durch
die Anordnung der drei Steckstifte diktiert werden, die durch I.E.C.
Standards erforderlich sind, erlaubt eine Steuerung und einen Verbinder
von insbesondere kompakter und robuster Konstruktion.