-
Gebiet der
Erfindung
-
Diese Erfindung betrifft Verbesserungen
an elektrisch geheizten Kochgefäßen, insbesondere
an elektrisch betriebenen Wassererhitzungsgefäßen wie Kesseln, Heißwasserkannen,
Töpfen,
Tiegeln, Heißgetränkmaschinen,
Laborausstattung und dergleichen.
-
Allgemeiner
Stand der Technik
-
Elektrisch betriebene Kessel und
Heißwasserkannen
setzen herkömmlicherweise
ein Heizelement in Form eines Drahtwiderstandsheizgeräts ein, das
mit Isolation in einer röhrenförmigen Metallumhüllung angebracht
ist. In umhüllten
Heizelementen dieser Art ist üblicherweise
eine Elementkopfplatte eingebaut, an der das Heizelement sachgemäß befestigt
ist, und die Kopfplatte ist zur Anbringung des Heizelements an und
in der zugehörigen
Vorrichtung mit einer Öffnung
versehen, die üblicherweise
zu diesem Zweck in einer Wand der Vorrichtung vorgesehen ist.
-
Plane elektrische Heizelemente sind
jedoch bekannt und werden seit vielen Jahren als heiße Platten
in Kaffeemaschinen verwendet. Ein derartiges planes Element umfaßt eine
Aluminiumplatte mit einem umhüllten
Heizelement wie oben beschrieben, das an ihre Unterseite gegossen
oder daran festgeklammert ist. Es wurden auch plane Heizelemente vorgeschlagen,
die eine Widerstandsheizungsspur umfassen, die durch Drucken oder
lithographische Techniken auf einem elektrisch isolierenden Substrat ausgebildet
ist; ein derartiges Element umfaßt ein Edelstahlsubstrat, das
auf einer Seite mit Glas oder einem anderen elektrisch isolierenden
Material beschichtet ist, wobei die Widerstandsheizungsspur auf der
Glasoberfläche
ausgebildet und dann eine weitere elektrisch isolierende Schicht über der
Wider standsheizungsspur ausgebildet ist. Das Einbauen von planen
Heizelementen in Wassererhitzungsgefäßen wurde zumindest in ästhetischer
Hinsicht als günstig
betrachtet, da das Innere des Gefäßes dann von einem störenden Element
frei ist.
-
Herkömmlicherweise haben Techniken
zum Befestigen von planen Heizelementen in einem Wassererhitzungsgefäß mit Kunststoffkörper erfordert, daß im Gefäßkörper ein
innerer Flanschabschnitt am Aufsatz des Gefäßes eingebaut ist, der Sitz
für die die
Elementanbringungsplatte bietet. Die Anbringungsplatte kann beispielsweise
mithilfe von Nieten, wie in US-A-3,308,225 beschrieben, oder vorzugsweise,
wenn das Element austauschbar sein soll, mithilfe eines Anbringungsrings
von Schraubzapfen befestigt sein, wie in unserer britischen Patentschrift
Nr. 9614872.1 beschrieben. Die Flüssigkeitsdichtung zwischen
dem Element und dem Körper
ist durch einen Dichtring versehen, der zwischen dem Element und
dem Flanschabschnitt der Gefäßwand durch
Befestigen der Nieten oder Schraubzapfen zusammengedrückt ist.
-
Ein neuer Trend in der Kannengestaltung
ist, das Oberende im Durchmesser kleiner als das Unterende zu lassen.
Dies wirft zwei Probleme bezüglich
des Anfügens
des Elements an das Gefäß auf. Erstens
kann das Element nicht vom Oberende des Gefäßes angefügt werden, weil das Element
im Durchmesser größer als
die Öffnung
am Oberende des Gefäßes ist.
Zweitens muss nun, während
vorher der Formkern, der das Innere des Gefäßes bildet, durch das Oberende
des Gefäßes entnommen
wurde, dieser vom Aufsatz des Gefäßes her entnommen werden. Dementsprechend
ist es nicht länger
möglich,
einen herkömmlichen
Flanschabschnitt während des
Formvorgangs bereitzustellen, da ein derartiger Flanschabschnitt
die Entnahme des Formkerns unterbinden würde. Die Alternative des Festschweißens eines
Flansches als separaten Vorgang des Gefäßbildungsprozesses ist ungünstig, da
sie teure Verarbeitungsmaschinen für den Schweißvorgang erfordert,
wodurch die Herstellungskosten wesentlich steigen.
-
Wir haben versucht, dieses Problem
durch Ausbilden von Schraubenlöchern
und Befestigen des Elements an dem Gefäß durch Schrauben, die Löcher in
der Elementanbringungsplatte durchlaufen, wie in 1 gezeigt, zu lösen. Um jedoch eine ausreichende
Festigkeit vorzusehen, ist entweder eine übermäßige Wandstärke erforderlich, die zu Mehrkosten
und Gußverzerrung
führt,
oder es muß an
der Außenseite
des Gefäßes eine
unansehnliche Ausbeulung ausgebildet werden, was auch nicht ideal
ist.
-
In WO-A-9618331 und CA-A-1 202 659
ist eine Technik zum Befestigen einer planen Heizelementanbringungsplatte
in einem Wassererhitzungsgefäß mit Kunststoffkörper beschrieben,
wobei die Anbringungsplatte eine aufwärts gerichtete Kanalausbildung
aufweist, in die eine Dichtung angeordnet und mit einem nach unten
hervorstehenden Flansch des Gefäßkörpers zusammengebaut
ist. Die Dichtung und der Flansch passen so in die Kanalausbildung,
daß die
Ausbildung auf ähnliche
Weise wie die eines Endes einer Blechdose geschlossen ist. 2 von WO-A-9618331 und 1 von CA-A-1 202 659 zeigen
beide die Erfordernis, die untere Wand des Gefäßes zu verdicken, um diese
Art Zusammenbau aufzunehmen. Es ist theoretisch möglich, diese
Art Zusammenbau mit den oben beschriebenen, neuen Arten von konisch
zulaufenden Gefäßen zu verwenden
und die Wandverdickung intern herzustellen. Die erforderliche Verdickung
bewirkt jedoch eine Verzerrung des Gefäßäußeren, und der Konuswinkel
des Gefäßkörpers muß groß genug
sein, um zu gewährleisten,
daß der
verdickte Wandabschnitt nicht zu weit die Seite des Gefäßes nach
oben verläuft.
Ein weiterer Nachteil dieses Ansatzes ist, daß ein Ausbau des Elements aus
dem Gefäß zu Reparatur- oder
Wiederverwertungszwecken nicht möglich
ist.
-
In GB-A-2 291 325 ist ein weiterer
Aufsatzanbringungszusammenbau beschrieben, der in der Millenium-Kanne
von Pifco Limited verwendet ist. Diese Anordnung stützt sich
auf einen inneren Flansch, an den ein planes Element durch Verformen
eines Teils des Flansches um den unterseitigen Elementhaltering
geklammert ist. Diese Anordnungsart stützt sich auf einen inneren
Flansch und ist für
die obengenannte, neue Art konisch zulaufender Gefäße nicht geeignet.
Außerdem
ist ein Ausbau des Elements zu Reparatur- oder Wiederverwertungszwecken
nicht möglich.
-
Andere Anordnungen mit Hintergrundbedeutung
für die
Erfindung sind in der europäischen
Patentschrift Nr. 0574310 und der internationalen Patentschrift
Nr. WO 96/18331 offenbart.
-
Es gibt verschiedene andere Probleme,
die beim Anbringen eines planen Elements an einem Gefäß mit Kunststoffkörper zu
bewältigen
sind. Zum Beispiel: der Gefäßkörper ändert seinen
Durchmesser um etwa 1,5 mm, wenn die Temperatur des Wassers in dem
Gefäß von kalt
auf kochend ansteigt; der Ausdehnungskoeffizient von Edelstahl,
aus dem das Element gewöhnlich
hergestellt ist, ist erheblich geringer als der des Formmaterials
des Gefäßkörpers, gewöhnlich Polypropylen,
was zu einer relativen Größenänderung
führt,
wenn sich das Gerät
aufheizt; und die Schwierigkeit, eine angemessene Toleranz des Gefäßkörperdurchmessers
zu bewahren und ihn tatsächlich
rund zu erhalten. Dieses letzte Problem kann von Kesselherstellern
leicht unterschätzt
werden, besonders dort, wo Billiggeräte hergestellt werden, wie
im Fernen Osten.
-
Aufgaben und
Kurzdarstellung der Erfindung
-
Dementsprechend ist es die Hauptaufgabe der
vorliegenden Erfindung, die obengenannten Probleme zu bewältigen oder
zumindest wesentlich zu reduzieren.
-
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden
Erfindung ist ein elektrisch geheiztes Gefäß bereitgestellt, umfassend
einen Gefäßkörper zum
Enthalten einer Flüssigkeit,
die erhitzt werden soll, und ein planes Heizelement, das in dem
Gefäßkörper befestigt ist,
dadurch gekennzeichnet, daß das
plane Heizelement innerhalb des Gefäßkörpers mit einer elastischen
Dichtung befestigt ist, die um das Heizelement vorgesehen ist und
dessen Peripherie bezüglich
der Gefäßwand abdichtet,
wobei die Dichtung eine oder mehrere elastische, umfängliche
Rippen aufweist, die sich nach außen und in Kontakt mit der
inneren Wandfläche
des Gefäßkörpers erstrecken.
-
Das plane Heizelement kann einen
Durchmesser aufweisen, der dem des Gefäßes im wesentlichen entspricht.
Alternativ kann das Element einen kleineren Durchmesser aufweisen,
und ein ringförmiger
Anbringungsflansch kann daran befestigt sein, wobei die Kombination
des Elements und des Flansches einen Gesamtdurchmesser aufweist,
der dem des Gefäßes entspricht.
-
Die Dichtung, die mit dem Element
oder der Element/Flansch-Kombination
gebraucht ist, weist einen oder mehrere relativ dünne, elastische,
radial verlaufende, umfängliche
Finger oder Rippen auf, die sich verformen, um die Form der Gefäßwand anzunehmen,
gegen die sie eingepaßt
sind, und die für eine
große
Auswahl von Größen- und
Formvariationen der Gefäßwand geeignet
sind. Ein weiterer Vorteil der umfänglichen Einpassung der obengenannten
Dichtung ist, daß das
Element nicht in direktem physischen Kontakt mit den Elementaufnahmeausbildungen
steht. Das Element steht stattdessen nur mit der Dichtung in direktem
Kontakt. Dies reduziert die Gefahr einer Hitzebeschädigung an
den Gefäßwänden durch
das Element, beispielsweise beim Trockenkochen.
-
Wenn eine Dichtung mit einem ringförmigen Anbringungsflansch
genutzt ist, kann sie zweckmäßigerweise
mit dem Anbringungsflansch einstückig sein,
z. B. indem sie damit durch Ausbildung der Dichtung und des Anbringungsflansches
in einem Gußverfahren
verbunden wird. Der Vorteil des Gebrauchs einer derartigen Dichtung
ist, daß die
eine oder mehreren Rippen für
eine große
Auswahl von Größen- und
Formvariationen der Gefäßwand geeignet
sind. Außerdem
benötigt
die Dichtung keine andere Kompression als ein O-Ring benötigen würde, um
eine wasserdichte Verbindungsstelle herzustellen. Zudem erfordert
die Dichtung nur minimale Rückhaltung,
da der erwartete, ausgeübte
Wasserdruck im Bereich von 250 mm Wasser sehr niedrig ist.
-
Die Dichtung kann ein elastomeres,
wärmeisolierendes
Material wie Silikonkautschuk umfassen und eine Aufnahmenut oder
eine andere Ausbildung zur Aufnahme und zwangsschlüssigen Unterbringung
eines umfänglichen
Teils des Elements beinhalten.
-
Das oben beschriebene Mittel zum
Befestigen eines elektrischen Heizelements in einem Gefäßkörper ist
gut zum Befestigen von Heizelementen geeignet, die ein umhülltes Heizelement
umfassen, das an der Unterseite einer Edelstahlplatte befestigt ist,
da die eingesetzte Stahlplatte im allgemeinen von ziemlich dünner Stärke ist
und ohne weiteres an seiner Peripherie ausgebildet sein kann, um
einen unterstützenden
Sitz für
die elastische Dichtung vorzusehen. Der Edelstahl, der bei derartigen
Heizelementbauweisen genutzt ist, ist gewöhnlich 0,5 mm stark und aus
Edelstahl 18/8 ausgebildet. Dasselbe Befestigungsmittel ist nicht
so gut für
Dickfilmheizelemente geeignet, die eine Widerstandsheizungsspur oder
-schicht umfassen, die auf einem Edelstahlsubstrat mit elektrisch
isolierenden Schichten, gewöhnlich
aus Glas, welche das Widerstandsheizgerät über- und unterlagern, ausgebildet
ist, wobei der Grund dafür
ist, daß der
Stahl, der als das Substrat in derartigen Heizelementen eingesetzt
ist, relativ stark sein muß,
um imstande zu sein, Prozesstemperaturen ohne unangemessene Verformung
standzuhalten. Eine Dickfilmelementplatte geht gewöhnlich über eine
Stärke
von 1, 0 mm hinaus und ist aus einem weniger leicht erhältlichen,
ferritischen Edelstahl, und der Mehrdurchmesser, der zum Ausbilden
eines unterstützenden
Sitzes für
eine elastische Dichtung erforderlich wäre, stellt zusätzliche
Kosten mit geringem oder keinem Nutzen dar.
-
Um das obengenannte Problem zu bewältigen oder
zumindest wesentlich zu reduzieren, besteht die Möglichkeit
wie oben angegeben, einen ringförmigen
Anbringungsflansch mit dem Heizelement wie oben erwähnt einzusetzen.
-
Andere bevorzugte Merkmale der vorliegenden
Erfindung sind in den abhängigen
Ansprüchen ausgeführt.
-
Die obigen und weitere Merkmale der
vorliegenden Erfindung sind mit Sorgfalt in den beiliegenden Ansprüchen ausgeführt und
werden unter Berücksichtigung
der folgenden, detaillierten Beschreibung beispielhafter Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung klarer, die unter Bezugnahme auf die
beiliegenden Zeichnungen erfolgt.
-
Kurze Beschreibung
der Zeichnungen
-
1 ist
eine Querschnittansicht eines planen Heizelements, das mithilfe
einer direkten Anbringungsanordnung, die sich nicht im Anwendungsbereich
der vorliegenden Erfindung befindet, in einem Wassererhitzungsgefäß befestigt
ist;
-
2A ist
eine Teilquerschnittansicht eines planen Heizelements, das in einem
Wassererhitzungsgefäß gemäß einer
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung befestigt ist;
-
2B ist
eine vergrößerte der
Dichtungsanordnungen zwischen dem Element und den Wänden des
Geräts,
das in 2A gezeigt ist;
-
3 ist
eine auseinandergezogene Perspektivansicht der nicht zusammengebauten
Anbringungs- und Dichtungselemente von 2A und 2B;
-
4 ist
eine auseinandergezogene Perspektivansicht einer nicht zusammengebauten
Heizelementanordnung gemäß einer
zweiten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung;
-
5A und 5B zeigt eine Teilquerschnittansicht
des zusammengebauten planen Heizelements von 4 bzw. eine vergrößerte Querschnittansicht der
Dichtungsanordnung, die in 5 gezeigt
ist;
-
5C und 5D zeigt eine Teilquerschnittansicht
orthogonal zu 5A der
zusammengebauten Anordnung, die in 4 gezeigt
ist, bzw. eine Unterseitenquerschnittansicht des Geräts von 5C; und
-
6A zeigt
eine Perspektivansicht einer einstückigen Anbringungsflansch-
und Dichtungsanordnung, welche die in der obengenannten zweiten Ausführungsform
eingesetzt sein könnte,
und 6B ist eine Teilquerschnittansicht
der Anordnung von 6A.
-
DETAILLIERTE
BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSFORMEN
-
Unter Bezugnahme auf 2A und 2B ist ein
Wassererhitzungsgefäß 1 und
eine Anordnung zum Anbringen und Abdichten eines nicht eintauchenden,
planen Unterbodenheizelements 2 an dem Gefäß 1 einer
ersten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung gezeigt. Das Gefäß ist von der vorher beschriebenen
Art, die an einem oberen Abschnitt einen kleineren Durchmesser als
an einem unteren Abschnitt davon aufweist. Das besagte Gefäß ist das Gefäßteil eines
schnurlosen, elektrischen Wassererhitzungsgeräts, das außerdem eine Aufsatzeinheit (nicht
gezeigt) umfaßt,
welche wie allgemein bekannt dem Versorgen des Geräts aus dem
Stromversorgungsnetz dient, wobei zusammenwirkende elektrische Steckvorrichtungen
an dem Gefäßteil und
der Aufsatzeinheit vorgesehen sind, die sich vereinigen, um das
Gefäßheizelement
mit Strom zu versorgen, wenn das Gefäßteil sachgemäß auf der
Aufsatzeinheit sitzt.
-
Das plane Heizelement 2 ist
von der obengenannten Art, die eine Aluminiumplatte mit einem umhüllten Heizelement
umfaßt,
das sachgemäß an ihre Unterseite
gegossen oder daran geklammert ist. Das plane Heizelement 2 weist
insbesondere eine abgestufte Ausbildung 3 auf, die an seiner
Peripherie vorgesehen ist und einen inneren Rand 4 und
einen äußeren Rand 5 aufweist.
Wenn das Element 2 in dem Gefäß 1 zusammengesetzt
ist, bildet der innere Rand 6 zusammen mit den Wänden 6 des
Gefäßes 1 einen Schacht
7 um die Peripherie des hitzeerzeugenden Mittelteils 8 des
Elements 2. Unter bestimmten Umständen hält der Schacht 7 Wasser
zurück
und reduziert die Wahrscheinlichkeit, daß Hitze, die durch das Element 2 erzeugt
ist, das Gefäßkunststoffformteil beschädigt.
-
Der äußere Rand 5 weist
eine vertikale Fläche 9 und
einen kurzen, horizontalen Vorsprung 10 an seinem Ende
auf. Eine Dichtung 11, die aus einem elastischen Gummi
hergestellt ist, ist um die äußere Begrenzung
der vertikalen Fläche 9 des
planen Heizelements 2 und dagegen vorgesehen. Der Innendurchmesser
der Dichtung paßt
eng (gestreckt) um den äußeren Rand 5 des
Elements 2, um so die Dichtung beim Zusammenbau an dem
Element 2 zurückzuhalten.
Der horizontale Vorsprung 10 befindet sich in einer ergänzenden
Nut 12 der Dichtung 11, um die Dichtung 11 weiter
zu befestigen und korrekt anzuordnen.
-
Der Außendurchmesser der Dichtung 11 weist
drei umfängliche
Rippen 14 auf, die, wenn sie mit dem Gefäß 1 zusammengebaut
sind, die innere Dichtungsfläche 14 der
Gefäßwand 6 in
Eingriff nehmen. Die Rippen 13 sind dünn genug, um sich zu verformen,
wenn das Element 2 an das Gefäß 1 angefügt wird,
jedoch steif und elastisch genug, um der Dichtungsfläche 14 der
Gefäßwand 6 bei
jeglicher anschließenden
Bewegung zu folgen, die zum Beispiel durch Temperaturwechsel bewirkt
ist. Die Länge jeder
Rippe 13 ist ausreichend, um einen Dichtungseingriff über den
vollständigen
Bereich erwarteter Toleranzvariationen und thermischer Bewegung
vorzusehen. Zum Beispiel weist jede Rippe 13, wo das Gefäß 1 einen
Durchmesser von 150 mm im unteren Bereich aufweist, eine radiale
Länge von
3 mm auf. Eine axiale Rippenbreite von ungefähr 0,5 bis 1,0 mm sieht ausreichende
Steifheit und Elastizität
für eine Gummidichtung
von zwischen 40 und 60 Shore A Härte
mit 3 bis 6 Rippen vor. Natürlich
kann, auch wenn die vorliegende Ausführungsform drei Rippen 13 aufweist,
jede Anzahl von Rippen 13 von einer einzigen Rippe 13 bis
zu einer Vielzahl vorgesehen sein. Die Abmessungen jeder Rippe 13 können entsprechend
angepaßt
sein, um die erforderlichen Dichtungscharakteristika vorzusehen.
-
Die Gefäßwand 6 weist im Bereich
der Dichtung 11 eine Stärke
von ungefähr
4 mm auf und ist im allgemeinen vertikal, mit einem minimalen Freiwinkel.
An einer Position auf gleicher Höhe
mit dem Gestaltungsstandort der oberen Fläche 15 des Elements
sind sechs vertikale, radiale Rippen 16 um die Innenfläche 14 der
Gefäßwand 6 gegossen.
Diese radialen Rippen 16 weisen eine minimale Stärke auf, um
mit der Formbarkeit des Gefäßes 1 einheitlich
zu sein und die Möglichkeit
von Einfallstellen, die durch ungleiches Zusammenschrumpfen während des Kühlens des
Formteils bewirkt sind und auf der Außenseite des Gefäßes erscheinen,
zu vermeiden. Die Gestaltung derartiger Merkmale bei Kunststoffformteilen
ist allgemein bekannt, und die Standardgestaltungsregeln, die zu
befolgen sind, um die Formatwech sel, die derartige Einfallstellen
bewirken, zu vermeiden, müssen
hier nicht ausgeführt
werden, da sie dem Fachmann wohl bekannt sind. Die unteren Flächen 17 dieser
radialen Rippen 16 bilden eine Unterstützung, auf die das Element 2 beim
Zusammenbau des Gefäßes 1 gedrückt wird,
und bilden einen vorläufigen
Standort für
das Element 2, während
die Aufsatzkomponenten zusammengebaut werden.
-
Eine innere, ringförmige Haltevorrichtung
18, im folgenden als Sicherungsring bezeichnet, ist gegen die Bodenfläche 19 der
Dichtung 11 angeordnet, um das Element 2 und die
Dichtung 11 beim Zusammenbau an dem Gefäß 1 zu sichern. Sechs
räumlich getrennte,
umfängliche,
gegossene Schlitze 20 sind an einer Position in der Wand 6 des
Gefäßes 1 vorgesehen,
die der des Sicherungsrings 18 zum Sichern des Elements 2 und
der Dichtung 11 an dem Gefäß 1 entspricht. Die
gegossenen Schlitze 20 sind an der Trennung der externen
Gußkomponenten (nicht
gezeigt) ausgerichtet und erfordern keine schwierige oder teure
Gußkonstruktion,
wie Gleitkerne, zu ihrer Ausbildung. Der Sicherungsring 18 weist sechs
umfängliche
Ansätze 21 auf,
die, wenn der Sicherungsring 18 festschnappt, in den gegossenen Schlitzen 20 liegen,
wodurch der Sicherungsring 18 an der Gefäßwand 6 einrastet
und Unterstützung
für das
Element 2 und die Dichtung 11 vorsieht. Der Sicherungsring 18 und
seine Aufnahmeschlitze 20 in der Gefäßwand 6 sind am besten
in 3 zu sehen.
-
Der Sicherungsring 18 ist
vorzugsweise eine gegossene Kunststoffkomponente, könnte aber
auch eine Metallpressung sein, die dafür ausgelegt ist, Elastizität, um Kompression
zu gestatten, mit Steifheit zu kombinieren, um eine sichere Befestigung
zu gewährleisten.
Der Sicherungsring 18 ist im allgemeinen kreisförmig und
weist ein Umfangs-/Durchmesser-Reduktionsmerkmal 22 auf.
Das Merkmal 22 ist vorgesehen, um zu gestatten, daß der Sicherungsring 18 zusammengedrückt wird,
so daß die
Außendurchmesser
der Sicherungsringansätze 21 kleiner als
der Innendurchmesser des Gefäßes 1 im Bereich der
Schlitze 20 wird. Die Kompression muß so stattfinden, daß der Sicherungsring 18 flach
bleibt, so daß die
Ansätze
an derselben Stelle sind und in die Schlitze 20 eindringen.
-
In seiner einfachsten Form kann das
Merkmal 22 ein Spalt im Sicherungsring 18 sein.
Wenn der Spalt zu groß ist,
gibt es eine Länge
der Dichtung 11, die nicht vollständig durch den Sicherungsring 18 gestützt ist,
was ein Problem verursachen kann. In der vorliegenden Ausführungsform
ist das Umfangs-/Durchmesser-Reduktionsmerkmal 22 durch eine
Lücke in
dem Sicherungsring 18 mit überlappenden Gleitabschnitten 23, 24 an
der Lücke
vorgesehen, in der Art eines Spaltrings (s. 3). Die überlappenden Teile 23, 24 weisen
eine reduzierte Stärke auf,
um die kumulative Stärke
an der Lücke
gleich dem Rest des Sicherungsrings 18 zu halten. Dieser Ansatz
unterstützt
die Dichtung 11 nicht völlig,
gewährleistet
jedoch, daß die
Dichtung 11 stets zumindest teilweise unterstützt ist.
Der obere Teilabschnitt 23 des Sicherungsrings 18 an
der Lücke
ist dünner als
der untere Teilabschnitt 24, und daher ist die Stufe in
dem Teilabschnitt im Bereich der Lücke aus Sicht der Dichtung
minimiert. Wenn der Abstand zwischen den Schlitzen in der Gefäßwand 6 zu
groß ist,
ist es möglich,
den Sicherungsring 18 in einer vertikalen Richtung zu versteifen,
um eine Verzerrung aufgrund der Belastung, die durch die Dichtung 11 auferlegt
ist, zu verhindern oder zu minimieren.
-
3 zeigt
eine auseinandergezogene Ansicht der Anbringung des Heizelements 2 an
dem Gefäß, und an
den Mittelteil der Unterseite des Elements 2 angefügt ist eine
Elementschutzsteuerung 25 gezeigt, die geeignet ist, die
Stromversorgung des Heizelements 2 für den Fall abzuschalten, daß die Elementtemperatur über eine
bestimmte sichere Höhe
ansteigt; die Elementschutzsteuerung 25 ist eine X-Steuerung,
die von uns hergestellt und im wesentlichen wie in GB-A-2 283 156
unter Bezugnahme auf 1 davon
beschrie ben ist. Außerdem
ist an der Unterseite des Heizelements 2 das Gefäßeingangssteckerteil 26 eines
schnurlosen Anschlußsystems
angefügt,
im wesentlichen wie in WO-A-9406158 unter Bezugnahme auf 7 bis 11 davon
beschrieben. Das Verfahren zum Befestigen der Elementschutzsteuerung 25 und
des Eingangssteckerteils 26 aneinander und an dem Heizelement 2 ist
in unserer GB-A-2 307 602 und GB-A-2 306 801 beschrieben.
-
Die Elementschutzsteuerung 25 und
das Eingangssteckerteil 26 sind an dem Element 2 und aneinander
durch eine Anbringungsfassung 27 angebracht. Die Dichtung 11 wird
dann um den äußeren Rand 5 des
Elements 2 befestigt, und diese Anordnung wird in das Gefäß 1 plaziert,
so daß sie
gegen die unteren Flächen 17 der
radialen Rippen 16 angeordnet ist. Der Sicherungsring 18 wird
in einem zusammengedrückten
Zustand in das Gefäß 1 plaziert und
in die Schlitze 20 freigegeben, um die Anordnung in das
Gefäß 1 einrasten
zu lassen. Ein Gerätaufsatzformteil 28 wird
dann mittels Anbringungsschrauben 29 an der Anbringungsfassung 27 befestigt.
Da die Anordnung nur durch die Schrauben 29 in der Steuerungs-
und Steckeranbringungsfassung 27 gehalten ist, ist das
Gerät leicht
zu Reparatur- oder Wiederverwertungszwecken am Ende seiner Lebensdauer
auseinanderzunehmen.
-
Das Aufsatzformteil 28 an
einer oberen Kante seines peripheren Flansches 30 einen
dünnen
vertikalen, Vorsprung 31 auf. Dieser Vorsprung 31 verdeckt
nach dem Zusammenbau die Schlitze 20 in der Gefäßwand 6,
um ein gutes ästhetisches
Erscheinungsbild zu verleihen. Ein unterer Teil 32 der
Gefäßwand 6 ist
dünner
gestaltet, um zu gestatten, daß das Aufsatzformteil 28 auf
eine bündige
Weise paßt,
wie in 2A und 2B gezeigt. Die obere Kante 33 des hauptsächlichen
(stärksten)
Teils des peripheren Flansches 28 des Aufsatzformteils
ist so angeordnet, daß sie
gegen die untere Kante 34 der Gefäßwand 6 sitzt. Wenn
die Schrauben 29, die das Aufsatzformteil 28 an
der Anbringungsfassung 27 befestigen, angezogen werden,
wird das Element 2 auf den Sicherungsring 18 gezogen,
wobei die Bodenfläche 19 der Dichtung 11 zusammengedrückt und
der Sicherungsring 18 auf den Boden der Schlitze 20 gezogen
wird.
-
Wenn das Element 2 in das
Gefäß 1 geschoben
wird, nehmen die Rippen 13 der Dichtung 11 eine nach
unten geneigte Lage ein. Wenn das Aufsatzformteil 28 an
der Anbringungsfassung 27 festgezogen wird, wird das Element 2 leicht
nach unten gezogen. Wegen der Reibung und ihrer Neigung nach unten
sind die Rippen 13 nicht imstande, mit der Bewegung des
Elements 2 nach unten zu gleiten, und werden daher fest
gegen die Gefäßwand 6 gezwungen. Diese
Bewegung erhöht
die Sicherheit der Dichtungsanordnung.
-
Das Element 2 und das Gerätaufsatzteil 28 sind
sicher über
das Material der Gefäßwand 6 unter den
Schlitzen 20 an das Gefäß 1 geklammert.
Dies ist daher der einzige Teil der Gestaltung, der einigermaßen enge
Toleranzen erfordert, um jeglichen sichtbaren, ästhetischen Lücken zwischen
dem Aufsatzformteil 28 und dem Gefäß 1 zu steuern. Die
Elementanordnung ist außerdem
günstig
gegen die Kräfte
angeordnet, die beim Gebrauch des Geräts zu erwarten sein können.
-
Unter Bezugnahme auf 4 und 5A bis 5D sind verschiedene Ansichten
eines Flüssigkeitserhitzungsgefäßes 1 und
einer Anordnung zum Anbringen und Abdichten eines planen Heizelements 2 an dem
Gefäß gemäß einer
zweiten Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung gezeigt. Die zweite Ausführungsform gleicht in vielen
der ersten Ausführungsform,
und um unnötige
Wiederholungen zu vermeiden, sind im folgenden nur die Unterschiede
beschrieben. Es wurden dieselben Bezugszeichen zum Beschreiben derselben
Merkmale benutzt, die sowohl in der ersten als auch der zweiten
Ausführungsform
zu finden sind.
-
In der zweiten Ausführungsform
ist das plane Heizelement 2 auf ähnliche Weise wie in der britischen
Patentschrift Nr. 9614872.1 beschrieben an einem Anbringungsflansch 35 angebracht.
Unter Bezugnahme insbesondere auf 4 weist
das Heizelement 2 eine Flanschperipherie 36 auf,
die mit Löchern 37 ausgebildet
ist, durch die Befestigungsschrauben geschoben und in entsprechenden
Anbringungsansätzen 39 befestigt
sind, welche in dem Anbringungsflansch 35 vorgesehen sind.
Eine Dichtung 40 ist zwischen dem Element 2 und
dem Anbringungsflansch 35 zum Abdichten der mechanischen Verbindungsstelle
zwischen denselben vorgesehen.
-
Unter Bezugnahme auf 5A bis 5B,
in denen das zusammengebaute Gefäß von 4 gezeigt ist, weist das
Heizelement einen Durchmesser auf, der kleiner als der des Elements 2 der
ersten Ausführungsform
ist, wobei die Flanschperipherie 36 des Elements 2 von
einer ausreichenden Größe zum Befestigen
des Anbringungsflansches 35 ist, sich jedoch nicht zum
direkten Anbringen der Dichtung 11 zur Gefäßwand 6 erstreckt.
Stattdessen ist der Anbringungsflansch 35 in dem Schacht 7 um
die Elementperipherie 36 befestigt und weist einen äußeren Rand 41 mit
einer vertikalen Fläche 42 und
einem horizontalen Vorsprung 43 zum sicheren Anordnen der Dichtung 11 auf.
Die Kombination des Anbringungsflansches 35 und des Elements 2 der
zweiten Ausführungsform
weist denselben Durchmesser wie das Element 2 der ersten
Ausführungsform
auf.
-
Die zweite Ausführungsform ermöglicht es Elementherstellern
auf günstige
Weise, ein Element mit einem festgelegten Durchmesser zu erzeugen, das
durch Verwendung eines Anbringungsflansches 35 mit angemessener
Größe geeignet
sein kann, zu verschiedenen Größen von
Gefäßen 1 zu
passen.
-
Wie in 5A bis 5C klar gezeigt, sieht die Kombination
des Anbringungsflansches 35 und des Elements 2 im
Unterschied zur ersten Ausführungsform
eine völlig
plane, innere Aufsatzfläche 44 für das Gefäß 1 vor.
Dies könnte
einige Kunden ästhetisch mehr
ansprechen als die abgestufte innere Aufsatzfläche des Gefäßes der ersten Ausführungsform. Wenn
der Anbringungsflansch 35 ein wärmeisolierendes Material umfaßt, kann
der Vorteil des Reduzierens des Effekts von Hitze, die durch das
Element 2 an der Gefäßwand 6 erzeugt
ist, weiterhin erzielt sein.
-
Die Dichtung 11 und der
Anbringungsflansch 35 könnten
einstückig
ausgebildet sein, zum Beispiel indem sie direkt auf die Peripherie
des Flansches 35 gegossen sind. Die flexible Dichtung 11 kann
entweder mechanisch mit dem starren Flansch 35 verbunden
sein, da sie gegossene Merkmale aufweist, die darin eingreifen,
oder die Dichtung 11 kann alternativ mit dem Flansch 35 verbunden
sein. Der starre Flansch 35 kann separat gegossen und als
Einsatzteil in die Form geladen sein, die die Dichtung herstellt,
oder es kann ein komplexeres Werkzeug angewendet sein, das bewegliche
Einsatzteile nutzt, um erst ein Teil zu gießen und dann das andere. Alternativ
dazu könnten
beide Komponenten gleichzeitig gegossen sein. Die eingesetzte Gußtechnik
hängt von den
verwendeten Materialien ab.
-
Unter Bezugnahme auf 6A ist darin in Perspektivansicht ein
einstückiger
Anbringungsflansch 35 und Dichtung 11 gezeigt,
wobei die Anordnung ferner eine einstückige, L-förmige
Dichtung 50 beinhaltet, die als Sitz für das Heizelement 2 (nicht gezeigt)
dient. Das Heizelement 2 könnte zum Herstellen einer Eingriffspassung
mit der L-förmigen Dichtung 50 bemessen
sein, insbesondere mit dem aufrechten Teil der L-förmigen Dichtung 50,
und wird auf den Fuß der
L-förmigen
Dichtung 50 heruntergezogen, um Dichtungsintaktheit zu
gewährleisten, wenn
das Heizelement 2 in dem Gefäß 1 angebracht wird.
Bei der Anordnung von 6A und 6B können die Dichtungen 11 und 50 aus
einem elastomeren Material ausgebildet sein und der Anbringungsflansch 35 aus einem
starren, thermoplastischen Kunststoffmaterial ausgebildet sein.