SE418042B - Anordning for uppvermning till konsumtionstemperatur av ett vetskeformigt fodoemne, tett upptaget i en engangsbehallare - Google Patents

Description

1810658-och F , Huvudsyftet med uppfinningen är att åstadkomma en dy- lik uppvärmningsanordning. Ytterligare syften och fördelar framgår av den följande beskrivningen. ' 7 Dessa syften och ändamål uppnås i enlighet med huvudas- pekten av uppfinningen genom en anordning för uppvärmning till konsumtionstemperatur av ett vätskeformigt födoämne, tätt upp- taget i en engångsbehållare, vilken anordning företer de i pa-l tentkrav l angivna kännetecknen., _ , 7 W Med detta arrangemang behöver användaren väsentligen blott införa en behållare i ett pressorgan vid dettas övre (för inmatning avsedda) läge, med det värmeledande väggpartiet vänt nedåt, samt att pressa ned pressorganet till dess lägre' (arbets)-läge. Uppvärmningsprocessen sker sedan automatiskt, och pressorganet återvänder till övre läget genom inverkan av dess belastningsfjäder vid det ögonblick, då vätskan i behålla- ren åtminstone i huvudsak uppnått sin konsumtionstemperatur, 'så att behållaren kan lyftas av och användaren uttaga behålla- ren från pressorganet.

Man kan alldeles särskilt notera att det ej föreligger någon'Värmehållningsperiod", eftersom tidgivningskretsen defini- tivt avbryter uppvärmningen, när konsumtionstemperaturen upp- "nåtts eller just håller på att uppnås. 7 Behållaren är företrädesvis en kopp av plast med en ut- åtvänd, omkretsgående fläns vid den öppna änden, och den inne- liggande produkten är anordnad däri och ett plant, värmeledan- _de lock är påsatt, innefattande en aluminiumfolie, som är fast- värmd vid flänsen. Företrädesvis är värmeplattans uppvärmnings- yta en i_huvudsak cirkulär, konvex yta. Behållaren insättes upp och ned i pressorganet, så att dess 1 lock av aluminiumfolie därefter kommer att bringas till presskontakt med den konvexa y- tan, varvid de fjädermedel, som uppbär_uppvärmningsplattan kom- mer att påverkas. Den konvexa ytan kommer till en början att nå- got litet inåtböja locket under inverkan av nämnda fjädermedel, och höjningen fullbordas i huvudsak (och locket kommer att i huvudsak anpassa sig till uppvärmningsytans kupolformade pro- fil), så fort som uppvärmningen påbörjas, på grund av lockets naturliga tendens att krökas vid ökande temperatur, varigenom 7810658-0 ,_ man får utomordentligt effektiva värmeöverföringsförhållanden.

Företrädesvis innefattar vidare nämnda pressorgan och säte ett ringformigt bärparti för behållaren, som är i huvudsak koaxiellt med värmeplattan, en gaffelformad fläns, som är fast anordnad med och överliggande en del av nämnda bärparti, samt en inåt öppen skära, som bildas tillsammans av bärpartiet och flänsen, varigenom man får en halva omkretsen täckande ficka, som kan upptaga behållarens fläns. I detta fall kan, som fram- går bättre av den fortsatta beskrivningen, när pressorganet är i inmatningsläge, behållaren av användaren inskjutas horison- tellt på bärpartiet, tills behållarflänsen ingriper med halva sin omkrets i spåret, så att behållaren ej kan borttagas från pressorganet genom förskjutning i någondera av de två motsatta, vertikala riktningarna. Det är då tillräckligt att utöva ett manuellt nedåttryck på behållaren i stället för på pressorga- net, nedtrycka pressorganet till arbetsläget, där behållarloc- ket blir kupolformat inåt (pâ sätt som kommer att beskrivas ne- dan) av värmeplattan. Man inser strax att denna tryckkontakt ut- efter en krökt yta medför att behållaren fasthålles mot hori- sontella förflyttningar under uppvärmningen.

I enlighet med ett utföringsexempel av uppfinningen ut- gör pressorganet den fria änden till en hävarm, vars motsatta ände sitter fast i en bladfjäder, vilken senare uppbär armen och utgör belastningsfjäder för pressorganet. När pressorganet nedpressas till sitt arbetsläge, kommer fjädern att belastas och kunna återföra pressorganet till övre (inmatnings-)läge, när strömställaren öppnas och elektromagnetenheten förlorar sin mat- ningsström. Vid detta utföringsexempel kan ankaret vidare före- trädesvis innefatta en ferromagnetisk stång, som sitter fast i hävarmen och korsar densamma horisontellt, och elektromagneten- heten innefattar två elektromagneter, som är monterade under respektive ändpartier av stången, så att pressorganet kan hållas vid arbetsläget genom den sammanlagda attraktionskraften för de två elektromagneterna. Vidare är strömställaren företrädesvis anordnad under den nämnda hävarmen på ett avstånd, som möjliggör att hävarmen sluter strömställaren, när pressorganet nedprnssas till arbetsläget.

W7i810658~rO I enlighet med ett andra utföringsexempel_innefattar uppvärmníngsanordningen en i huvudsak vertikal, fixerad ramvägg och ett glidorgan, som är vertikalt glidbart på väggen, varvid pressorganet_och ankaret_är styvt fästade i glidorganet i ett A arrangemang, där pressorganet sträcker sig ut från glidorganet till läget ovanför uppvärmningsplattan. I detta fall är press-A organets.rörelser från inmatningsläget till arbetsläget och vice versa vertikala translationsrörelser i stället för svângrörelse som i det förstnämnda utföringsexemplet. Företrädesvis uppbäres pressorganet och ankaret av underänden till glidorganet, den fasta elektromagnetenheten innefattar.en elektromagnet, som be- finner sig under ankaret, och en helixformad kompressionsfjäder domgivande elektromagneten är anordnad att verka på ankaret i uppåtriktningen, för att fjäderbelasta glidorganet till ett övre stoppläge, där pressorganet är i inmatningstillstånd.

Användning av PTC-motstånd för uppvärmning av vätskor i kokkärl och liknande kärl är tidigare känd. Den allmänna utveck- lingstrenden är att man i en värmeplatta bygger in ett uppvärm- ningsmotstånd av PTC-typ i serie med ett konventionellt värme- I motstånd (utan PTC-egenskaper). Arrangemang av detta slag är bekväma i sådana fall, då det är nödvändigt att hålla vätskan' vid hög temperatur under obegränsat lång tid. I motsats härtill är vid anordningen enligt uppfinningen PTC-motståndet företrä- desvis.det enda uppvärmningsmotstândet i värmeplattan, så att den noggrann styrning av uppvärmningsprocessen är möjlig, i syf- te att icke överhetta och skada engângsbehållaren. Det är vid anordningen enligt uppfinningen önskvärt att ETC-motståndet skall kunna snabbt kylas ned efter varje avbrott av uppvärmnings- -strömmen medelst den nämnda styrkretsen. Att därvid anordna ett ytterligare värmemotstånd i serie med PTC-motståndet skulle di- rekt strida.mot detta krav. Av samma skäl bör värmeplattans vär- mekapacitet i denna anordning företrädesvis vara så låg som man praktiskt kan åstadkomma. Det är följaktligen bättre att använda en lätt och tunn värmeplatta, som snabbt förlorar ackumulerad värme, i stället för att upplagra dylik värme. 7 Tidkretsen innefattar med fördel medel för selektiv in- _ställning av den totala uppvärmningstiden. ïtterligare informa- tion om detta kommer att ges nedan. 7810658-0 v Vad gäller styrkretsen för PTC-motståndet inser fack- mannen att flera möjligheter föreligger, vilka tydliggöres av den föreliggande beskrivningen. I enlighet med ett föredraget utföringsexempel har emellertid den nämnda strömställaren på ut- gången en Wheatstone-brygga, där en av de fyra grenarna innefat- tar PTC-motståndet, och styrkretsen är kopplad till ändarna på mätdiagonalen i denna brygga. Den gren av bryggan som är mot- satt PTC-motståndet, innefattar företrädesvis ett varierbart motstånd för balansering av bryggan. Eftersom ett entydigt för- hållande föreligger mellan PTC-motståndets temperatur och dess ögonblicksvärde på resistansen, kommer styrkretsen att kunna från Wheatstone-bryggan hämta elektriska signaler, som anger dessa resistansvärden och använda dessa signaler för de angivna ändamålen. I , I enlighet med ett föredraget utföringsexempel är en styrd likriktare kopplad i serie med Wheatstone-bryggans matande diagonal i förhållande till strömställaren, så att bryggan ma- tas med likströmspulser i stället för med växelström, så att lik- spänningssignaler är tillgängliga vid ändarna på mätdiagonalen och styrkretsens utsignal är kopplad till den styrda likrikta- rens styringång för att overksamgöra denna när PTC-motståndets temperatur uppnår det förutbestämda maximivärde. Genom likspän- ningssignalerna blir styrkretsen relativt enkel och tillförlit- lig med användning av kretssektioner, vilka återfinnas i känd och lättillgänglig litteratur.

Ytterligare detaljer och föredragna utföringsexempel av uppfinningen kommer nu att beskrivas med hänvisning till rit- ningarna.V Fig. 1 visar en perspektivvy av en anordning enligt upp- finningen, avsedd att ställas på ett bord.

Fig. 2 visar ett längdtvärsnitt enligt linjen II-II i fig. l vid overksamt tillstånd.

Fig. 3 visar en tvärsnittsvy liknande den i fig. 2 vi- sade, med anordningen i funktionsläge.

Fig. 4 visar ett axiellt tvärsnitt genom den fjädrande uppburna värmeplattan i anordningen.

Fig. 5 visar en perspektivvy av anordningen med locket borttaget. 7810-658 - 0' a ri _ Fig. 6 är ett*axiellt tvärsnitt genom en behållare, som är lämplig för användning med anordningen i fig. l'- 4- Eig.'7, 8 och 9 är samkorrelerade diagram, där x-axlar- na betecknar uppvärmningstid och y-axlarna för fig. 7 betecknar _ ögonblioksvärdet på PTC-motståndets resistans, i fig. 8 tempera- turen för den uppvärmda vätskan och i fig. 9 ögonblicksvärdet för uppvärmningseffekten i PTC-motståndet. ' _ Fig. 10 visar ett exempel på elektriskt kopplingssche- ma för en anordning enligt fig. l - 5 med användning av det i fig. 7 - 9 visade. _ g ' Fig. ll - 16 visar detaljer av kopplingsschemat enligt fig. 10. g i Fig. 17 visar en dryckesautomat i enlighet med ett an- nat utförande av anordningen enligt uppfinningen, 1 Fig. 18 visar en del av ett tvärsnitt enligt linjen XVIII - XVIII i fig. 17, visande detta andra utföringsexempel i planvy. 7 _ ' ' Fig. 19 är ett vertikalt tvärsnitt enligt linjen XIX- xIx i fig. 18. i I Den anordning, betecknad 1, som visas i fig._ l - 5, in- nefattar ett hölje, som bildas av en plan, rektangulär botten- platta lA och ett med trappsteg försett lock 2, där den övre väggen innefattar ett plant horisontellt, främre parti 2A. Det senare har ett cirkulärt hål 3, där ett-pressorgan 4 är ned- préssbart nedåt med en slaglängd av omkring 8 - 10 mm. I Pressorganet 4 är avsett för att upptaga en cirkulär kopp 5 enligt fig. 5, som är vakuumformad av ett blad av för fö- doämnesförvaring lämplig plast och innefattar en plan fläns 5A, som omger den öppna änden. Koppen är tätande försluten med ett lock 6 av aluminiumfolie, som är värmefästad vid flänsen 5A, och behållaren är i huvudsak fylld med en dryck 7, såsom "espresso-kaffe". Koppens diameter kan lämpligen vara omkring 5 cm, och flänsen sticker ut från densamma med omkring 3 - 4 mm,' varvid mängden inneslutet kaffe är omkring 70 - 80 ml.

Pressorganet 4 innefattar en plan, styv, cirkulär ring 4A av metallplåt, vars översida normalt ligger i jämnhöjd med 7810658-0 r väggpartiet 2A, och ringen är i huvudsak koncentrisk med hålet 3. En inåtriktad, halvcirkelformad fläns 4B utsticker från ring- en 4A och ligger ovanför ringen utefter den bakre omkretshalvan till ringen och bildar tillsammans med denna ett inåt öppet, halvcirkelformat spår 4C. Innerdiametern för spåret 4C motsvarar ytterdiametern för flänsen SA till koppen, medan innerdiametern för ringen_4A och dess fläns 4B motsvarar ytterdiametern för koppen 5. Vid normalt, icke-verksamt läge för pressorganet kan sålunda koppen 5 påsättas upp och ned vid framänden av väggpar- tiet 2A och bringas att glida in i den gaffel, som bildas av flänsen 4B, tills flänsen 5A på koppen ingriper med halva sin omkrets i spåret 4C. Dettas bredd är bara litet större än den sammanlagda tjockleken för flänsen SA och locket 6 på koppen, så att koppen hålles fast av pressorganet i förhållande till verti- kala förflyttningar i förhållande till pressorganet.

Pressorganet 4 utgör den fria änden till en styv hävarm 8, vars motsatta ände är nitad vid den ena änden till en blad- fjäder 9. En basplatta 10 av isolerande material är fästad på bottenplattan 1A och har ett styvt stöd på bakänden, vid vilket bakänden till fjädern 9 är styvt fastklämd med en klämma 20 (se fig. 5).

Koaxialt med hålet 3 och under detta är vid basplattan 10 nitat ett koppliknande stöd ll av metallplåt, som vid botten har tre vertikalt sträckta, identiska spiralkompressionsfjädrar 12, vilka utgör tre fjädrande ben för en horisontell värmeplat- ta 13, som är koaxial med hålet 3. Som framgår av fig. 4, är uppvärmningsytan 13A till värmeplattan konvex uppåt och är ut- bildad av en lätt, cirkulär, stansad aluminiumplåt med en om- kretsvis nedåtsträckt fläns, som är fästad vid omkretsen till en styv metallplâtsskiva l3B. En konvex skiva l3C är-inpassad från insidan mot uppvärmningsytan 13A, och ett uppvärmningsmot- stånd l3D av PTC-typ i form av en spiral är blockerat mellan ski- van l3C och uppvärmningsytan 13A med ett mellanlägg av glimmar- skivor (ej visade i figuren). Det är tydligt att spiralvarven därmed är elektriskt isolerade däremellan. Spiralen kan vara ut- bildad av en nickeltråd med en diameter om 0,25 mm och en längd, som ger ett motstånd av omkring 10 ohm vid rumstemperatur. Re- i7s1osss-0 F sistansen-ökar med temperaturen. Vid exempelvis temperaturer om 300° C och 4000 C är resistansvärdena för spiralen respektive omkring 30 och 40 ohm. Den vid 110 V (c.c.) avgivna effekten från motståndet är omkring 1,2 kW vid rumstemperatur och omkring 350 W vid 350° C. Den sjunker vidare till omkring 280 W vid om- kring SOOO C. Motståndet l3D matas genom ledningar 14 (se fig. 4).

Hävarmen 8 har styvt fästad därvid en flat stång 8A av ferromagnetiskt material som horisontellt korsar armen och ut- jgör ett ankare för ett par elektromagneter 15, vilka är fästade vid basplattan 10 under respektive ändar till staven 8A. Pol- styckena till elektromagneterna, vilka samverkar med staven, be- 'tecknas 15A i fig. 2. Fjädern 9-tenderar att lyfta armen 8 med' dess pressorgan 4. För att tillförsäkra att bärringen 4A för be- hållaren 5 ligger i jämnhöjd med_väggpartiet 2A_i enlighet med I' vad som tidigare nämnts, vid pressorganets overksamma läge, fin- nes justerbara stoppskruvar 22 (se fig. 5), vilka är upptagna i fasta pelare 23 och samverkar med respektive ändpartier av sta- ven 8A. *_ _ Matningen för elektromagneterna 15 och PTC-värmemotstån- det l3D styres av en mikroströmställare 17 via ett system av kretsar, vilka är inneslutna i en låda 18, båda fästade vid över- sidan av basplattan 10 under hävarmen 8. Strömställaren 17 är normalt öppen, och företrädesvis sluter armen 8 strömställaren indirekt, medelst_en lätt bladfjäder 8B, vilken är nitad vid ar- men. En sockel 16 (se figl 1) föreligger vid en sida av anord- ningen och är avpassad för en honkontakt 25 (se fig. 5) för in- 'kopplings till en växeiströmskäiia, f-flex. med 220 v. En liknande p honkontakt 24 utsticker, som framgår av fig. 5, från motsatta si- dan av anordningen i samma riktning som sockeln, så att anord- ningen kan direkt kopplas till en ytterligare, identisk anord- i ning, satt vid sidan om.=* Vid funktion insättes en kopp 5 i pressorganet 4 på re- dan beskrivet sätt och pressas nedåt. Värmeplattan 13 ger med sig under det tryck som utövas därpå av locket 6 till koppen, och fjädrarna 12 sammanpressas, tills armaturen SA kommer i kon- takt med elektromagneternas 15 polstycken, samtidigt som mikro- strömställaren l7 slutes av armen 8 (se-fig. 3). Från och.med 7810658-0 F . _ . detta ögonblick är armen 8 hållen vid det nedpressade läget genom inverkan av elektromagneterna, och uppvärmningsprocessen utföres av uppvärmningsplattan 13, tills tidgivningskretsen (som är tidigare nämnd) avbryter strömförsörjningen till elektro- magneterna 15. Vid detta senare ögonblick kommer armen 8 att va- ra fir för att fjädra tillbaka till originalläget under inver- kan av fjädern 9, varvid mikroströmställaren 17 öppnar och pressorganet 4 lyfter koppen 5 till ursprungsläget, där använda- ren tar ut den från organet 4.

Uppvärmningsprocessen framgår av diagram i fig. 7 - 9 och omfattar en huvuduppvärmningstid Tl under kontinuerlig le- verans av uppvärmningseffekt (kurvan C, fig. 9), och en ytterli- gare uppvärmningstid T2 under intermittent avgivande av uppvärm- ningseffekt, vilket tillsammans ger den totala uppvärmningstid som räknas av den redan nämnda tidkretsen. Vid starten är resi- stansvärdet (kurva A, fig. 7) för PTC-motståndet lågt, kaffe- temperaturen (kurva B, fig. 8) är vid rumstemperatur, och upp- värmningseffekten (kurva C) hoppar till toppvärdet, som kan va- ra av storleksordningen 1200 watt, varvid snabbt avges stora mängder värme och temperaturen på uppvärmningsmotståndet stiger.

Huvuduppvärmningstiden Tl tar slut, när uppvärmningsmotståndets temperatur når maximalt tillåtet värde för koppen 5, motsvaran- de ett maximalt resistansvärde D (fig. 7). Det kan antagas att denna maximitemperatur är omkring 4000 C, och maximalresistansen är omkring 40 ohm. PTC-motståndet kan lämpligen ha sådana data, att i vätskan alstras en temperaturökning av minst l/2 (företrä- desvis omkring 2/3) av erforderlig, total temperaturökning. En- ligt fig. 8 kommer sålunda kaffet i koppen 5 att nå omkring 35 - 40° C. Det är den tidigare nämnda styrkretsens uppgift att av- känna resistansvärdet för PTC-motståndet l3D under denna period och avbryta matningen till motståndet när detta värde uppnårma- ximalvärdet D (exemplifierat som 40 ohm). Det är även styrkret- sens uppgift att återinsätta matningen till uppvärmningsmot- ståndet inom en liten kvotandel av uppvärmningstiden och ånyo avbryta matningen vid värdet D samt fortsätta denna process, (tills kaffet i koppen uppnår konsumtionstemperaturen (50° C, fig. 8). Man ser av fig. 7 och 9 att denna process sker i låg- 7s1oe5s-of 10 effektsområdet (fig. 9) för PTC-motståndet, d.v.s. inom ett be- gränsat intervall av resistansvärden, som fnedifrån) närmar sig- maximalvärdet D, som motsvarar maximalt temperaturvärde. Frek- vensen för dessa avbrott och återinkopplingar är företrädesvis mera än en gång per sekund¿ Vid ett praktiskt utföringsexempel är exempelvis avbrottsperioderna omkring 0,2 sekunder och mat- ningsperioderna omkring 0,3 sekunder. Tidpunkten för tidens T2 utgång_(d.v.s. praktiskt sett den totala uppvärmningstiden Tl + T2) bestämmes i förväg experimentellt av anordningens konstruk- tör. vid ae: enligt flg. 7 - 9 visade fallen uppnår kaffet 1 kep- pen sin konsumtionstemperatur efter 25 sekunder, och tidgiv- ningskretsen är konstruerad eller förinställd i enlighet därmed.

I kretsdiagrammet enligt fig. 10 betecknar referenssiff- rorna 19A, l9B anslutningsklämskruvar i sockeln 16. Mikroström- ställaren betecknas fortfarande 17 och är kopplad till klämskru-- ven 19A. Referenssiffrorna 15 och 18 betecknar fortfarande elekt- romagneterna respektive den låda som omger kretsarna. Utgångs- kontakten på mikroströmställaren är kopplad till en ingångsle- dere 24 l låaen, medan klämekruven-l9B är kopplad till en ln- 'gångsledare 25-i lådan. Försörjningsspänningen är 220 V växel- spänning. Ledarna 24, 25 är sammankopplade i serie med en likrik- cerbrygge 35, en trlee eller styra kleelllkrlktere (sca) se samt en säkerhetsbrytare 26. Matningslindningarna i elkromagneterna 715 är direkt kopplade till likspänningsanslutningarna på likrik-7 tarbryggan 35. Ledarna 24, 25"är likaså direkt kopplade till en likspänningsförsörjningskrets 44, som har tvâ utgångar för sta-' biliserade och balanserade likspänningar + Vc och - Vc och en ut- gång för en icke-stabiliserad likspänning Vcc, samtliga avsedda* för tidkretsen 39 och styrkretsen30. Ledarna 24, 25 är vidarepu direkt sammankopplade i serie i en styrd halvvågslikriktare 28 och en Wheatstone-brygga 20. Ingångsklämmorna till bryggan 20 är sammankopplade i serie med.PTC-motståndet l3D och ett mostånd 21, liksom i en annan seriekoppling (parallellt med den förra) ett motstånd 22 och ett variabelt balansmotstånd 23, vilket senare är kopplat i den gren av bryggan, som är motsatt den gren, som bil- das av PTC-motståndet l3D; Utgångsklämmorna på Wheatsone-bryggan '(mätdiagonalen) är kopplade till styrkretsen 30. '7810658-0 ll Närmare bestämt är nyssnämnda klämskruvar kopplade till ingångsklämmorna på en operationsförstärkare 32, som förstärker likspänningssignalen som föreligger vid ändarna av mätdiagona- len i Wheatstone-bryggan. Det är tydligt att denna spännings- signal är indikativ för ögonblicksvärdet på resistansen i PTC- motståndet l3D vid driftsförhållanden. Den förstärkta signalen ledes till en integrator 33 av RC-typ varigenom en lutande lik- spänning erhålles vid utgången på integratorn och matas till en spänningskomparatorkrets 34, vilken senare styr en oscillator 29 med en dubbel basdiod, vilken oscillator i sin tur styr den styrda likriktaren 28. Den senare är ledande, tills den signal som levereras till spänningskomparatorn 34 uppnår ett förutbe- stämt tröskelvärde. Vid detta senare ögonblick bringar kompara- torn 34 oscillatorn 29 att passivera den styrda likriktaren 28, så att matningen av uppvärmningsström till PTC-motståndet l3D temporärt brytes. Detta tröskelvärde svarar tydligen mot det maximala resistansvärdet D (enligt fig. 7) som gäller för PTC- motståndet, och svarar därför mot maximalt tillåten temperatur för värmeplattan. Motstånds- och kapacitansvärdena i kretsarna 33 och 29 är så beräknade, att den styrda likriktaren återakti- veras av kretsen 29 inom en lämplig tidsperiod (t.ex. 0,2 se- kunder i enlighet med ovan angivna förslag).

Styrelektroden 38 för triacenheten eller den styrda lik- riktaren 36 är kopplad till tidkretsen 39. Denna innefattar en integrator (lutningsrampgenerator) 40, som innefattar ett va- riabelt motstånd 41, för att alstra en kontinuerligt ökande lik- spänningssignal. Motståndet 41 tjänar till att inställa den tid som är nödvändig för att signalen skall uppnå ett förutbestämt tröskelvärde. Signalen levereras till en spänningskomparator- krets 42, liknande kretsen 34, där signalen jämföres med ett tröskelvärde. Den signal som erhålles genom kompareringen avges till en triac-styrkrets 43, vilken bryter triac-enheten 36, när signalen från kretsen 40 uppnår det nämnda tröskelvärdet. Följ- den av denna brytning är att strömmen genom likriktarbryggan brytes, så att elektromagneterna 15 upphör att matas, armen (en- ligt fig. 1 - 5) släppes och mikroströmställaren 17 frigöres till öppet tillstånd. I detta ögonblick är uppvärmningsproces- sen helt avslutad. 3 .7810658-*0 _ 12” F _ Vid funktion och börjande vid slutningen av mikroström- ställaren 17 medelst armen 8 kommer tidkretsen att starta sin tidmätningsfunktion, och samtidigt börjar PTC-motståndet sin uppvärmningsprocess, eftersom den styrda dioden 28 ej är passi- verad_av kretsen 29. Den första passiveringen inträffar när ögonblicksvärdet för resistansen hos PTC-motståndet uppnår ma- ximalvärdet D (se fig. 7), vilket är bestämt av det Variable motståndet 23, varefter styrkretsen 30 börjar sin till- och frånslagning (T2 enligt fig. 7). Om_intet hinder mötte, skulle, detta fortsätta under obegränsad tid, och kaffetemperaturen (se fig. 8) i koppen 5 skulle följaktligen stiga obegränsat.

Vid utgången av den nödvändiga tiden (25 sekunder enligt fig. 7 - 9) för att uppnå konsumtionstemperaturen (500 C) kommer tid- kretsen 39 att ingripa och slutligt avbryta uppvärmningsproces- sen i enlighet med vad som beskrivas ovan. Om detta skulle miss~ lyckan är det tillräckligt att användaren momentant intrycker nödtryck-knappen 26.' ' I Detaljer_om kretsarna 29 och 32 visas i fig§ ll och 12.

Fig. 13 visar detaljer av spänningskomparatorkretsarna 34 och 42. Fig. 14, 15 och lö visar detaljer i kretsarna 40, 33 res- cpektive 43. Siffrorna inom parentes i fig. ll - 16 betecknar de partier, till vilka respektive klämskruvar är kopplade i detf allmänna kopplingsschemat enligt fig. 10. Man kan även lägga märke till att passiveringskretsen 29 motsvarar fig. 13 - 22, sida 501 i handboken av Millman och Taub "Pulse, Digital and Switching Waveforms", upplaga 1965 (McGraW Hill, New York).

Kretsarna 32, 34, 42 och 40 motsvarar de kretsar som visas och beskrives på sid. 20 - 3, 4 ~ 2 och 20 ~ 4 i "Linear Applica- tions" 1973, vol. l, utgiven av National Semiconductor Corpora- tion, California. _ V 7 Vid det utförande som visas i fig. 17 - 19 betecknar 50 en myntstyrd utmatningsapparat av vertikal rätblocksform med en springa 52 i framväggen avsedd för instoppande av ett mynt, samt ett leveransfönster 54, från vilket köparen kan uttaga en .jförseglad kopp 5, innehållande kaffe- De fyllda kopparna är lagrade i apparaten i ovärmt eller kallt tillstånd. 7810658-0 a n 13 Två uppvärmningsanordningar 58, konstruerade enligt uppfinningen, är anordnade vid var sin sidovägg 50' till appa- raten. Om kunden önskar varmt kaffe och ej kallt, kommer han att använda den ena av dessa anordningar. Anordningarna är var- andra lika, varför endast en kommer att beskrivas i fortsätt- ningen.

En del av anordningen är upptagen i en ihålig konsol 60 av metallplåt, häftad vid ett hål i väggen 50', synligt i fig. 19. Konsolen innefattar en plan, horisontell övervägg 60' med ett hål 60" för pressorganet. Pressorganet, betecknat 62, är li- kadant som det i fig. l - 5 visade och innefattar en plan bär- ring 62A, som ligger i jämnhöjd med överytan till väggen 60', en fläns 62B, som överhänger över ringen och ett halvcirkelfor- mat spår 62C, bildat av ringen och flänsen. Ringen och flänsen är bakåt förenade till en platta 62D, som sticker in i insidan av apparaten 50. Plattan 62D är punktsvetsad vid en horisontell hållare 64A i ett glidorgan 64, som är stansat av metallplåt och vilket glidorgan sträcker sig vertikalt uppåt och är anord- nat för vertikal glidning på insidan till väggen 50'. Närmare bestämt innefattar glidorganet ett rektangulärt stycke av me- tallplåt, som har två motsatta, vertikala kanter 64B, vilka är bakåtböjda i rät vinkel. Dessa kanter glider vertikalt i kon- takt med var sin vertikal fläns 66 av metallplåt, vilka är fäs- tade vinkelrätt mot insidan av väggen 50'. Glidorganet hålles i .glidkontakt mot väggen 50' genom par av styrtappar 68, vilka är styvt fästade vid respektive flanker 66 och samverkar med res- pektive kanter 64B i glidorganet. Likaså fast förenad med flan- kerna 66 är en basplatta 17, som överbryggar flankerna och ut- sticker framåt in i konsolen 60. Bakpartiet av basplattan 70 upp- bär fast en elektromagnet 72 vid ett läge, som ligger alldeles under plattan 62, och denna senare har på undersidan fästat ett plant block 78 av ferromagnetiskt material, som utgör ett ankare för elektromagneten. Företrädesvis är även plattan 62D och press- organet 62 av ferromagnetisk metall. Elektromagneten 72 har sin kärna riktad vertikalt och är omgiven av en spiralformad kom- pressionsfjäder 76, som verkar mot basplattan 70 och pressar plattan 62D till kontakt med ett ändstopp, som är bildat av en s ?s1oess-o 14 r _ tvärgående, horisontell läpp 50", som är utåtböjd från väggen 502 Värmeplattan, betecknad 74, liknar den i fig. l - 5 visade.

Däri ingår en konvex uppvärmningsyta 74', som är uppåtvänd och' är fjädrande upptagen i basolattan 70 medelst tre vertikalt sträckta spiralkompressionsfjädrar 80. Värmeplattan 74 är ko-. axiell med det cirkulära hålet i ringen 62A, liksom i enlighet med fig. 1 - 5; ' De elektriska kretsarna är upptagna i en plan, rektangu- lär, vertikal låda 82, som är borttagbart fästad vid flankerna 66 medelst skruvar 84. Lådan 82 har vid överändens vägg en mik- roströmställare 86, som är ekvivalent med mikroströmställaren _ 17, som beskrivits i anslutning till tidigare utföringsexempel.

För att sluta strömställaren har glidorganet 64 vid överänden en hållare 88, som sträcker sig horisontellt över strömställa- ren. De elektriska komponenterna och anslutningarna är likadana' som de som beskrivits i anslutning till fig. l - 16. I _ Vid funktion bringas en omvänd kopp 5 till väggen 60' på konsolen 60 och bringas att med sin fläns glida in i spåret 62C, varefter man med handens tryck nedåt mot koppen åstadkom- mer en vertikal nedâtrörelse för pressorganet 62 tillsammans med glidorganet 64, tills värmeplattan 74 sänkes mot inverkan av _ dess fjädrar 80. Vid detta ögonblick kommer ankaret 78 att vara nära kärnan.till elektromagneten 72, och vidare slutes mikro- strömställaren genom hållaren 88, så att elektromagneten är ma- tad och håller glidorganet i nedpréssat läge. Uppvärmningspro- cessen sker som beskrivits ovan. När tidkretsen, som finnes i lådan 82, bestämmer att processen är fullbordad, kommer elektro- magneten 72 att förlora sin matning, varvid glidorganet släppes och hållaren 88 frigör strömställaren 86 till öppet läge. När under inverkan av returfjädern 76 pressorganet med den däri upp- tagna koppen lyftes till ursprungsläget (fig. 19) kommer bär- ringen att ånyo ligga i plan med väggen 60', så att koppen kan dras ut horisontellt av konsumenten och frigöras från pressorga-- net 62. 7 _ I Man inser att det förutom de ovan beskrivna utförings- exemplen är möjligt att konstruera en mängd andra utföranden, som är självklara för fackmannen och alla ligger inom uppfin- 7810658-0 15 F ningstanken. Man ser även att termen "horisontell“, som an- vänts ovan med syftning på pressorganet och dess intilliggande partier ej måste fattas absolut bokstavligt, ty även ett något lutande pressorgan och en något lutande värmeplatta kommer up- penbarligen att fullgöra sin funktion, så länge som vätskan i koppen eller behållaren fullständigt täcker det väggparti där- av (d.v.s. locket på koppen) som står i kontakt med värme- plattan. _ Vad gäller behållaren och den därtill svarande formen på pressorganet inser man att flänsen 5A på behållaren och den därtill svarande upptagningsskåran i pressorganet blott utgör den mest typiska och bekväma aspekten av uppfinningen, utan att man för den skull behöver utesluta andra_möjligheter. Exempel- vis kan man beroende på den faktiska formen hos behållaren ut- föra pressorganet utan flänsen 4B eller 62B utan i stället ut- forma den så att den omfattar behållaren uppifrån eller så att en omkretsvis anordnad ribba eller urtagning i bärarkroppen omfattas, fastän det hela fortfarande utför samma funktion en- ligt uppfinningen, vilket i huvudsak består av (a) alstring och upprätthållande av tryck-kontakt mellan behållaren och vär- meplattan under hela uppvärmningstiden och (b) borttagning av behållaren från värmeplattan vid slutet av processen, så att behållaren blir tillgänglig för konsumenten.

Claims (13)

7810658-0 _ ¿ 16 Patentkrav

1. ¶ 1. Anordning för uppvärmning till konsumtionstempera- tur av ett vätskeformat födoämne, tätt upptaget i en engângsbe- hållare (5), som har ett värmeledande väggparti (6), k ä n n e_t etc kan a d av (1) en normalt öppen elektrisk strömställare (17), (ii) en eftergivligt monterad värmeplatta med en uppvärm- ningisyta (13) och ett uppvänuande PTC-motstånd (1313), matnings- dbart genom strömställaren, (iii) ett íjäderhelastat"pressorgan (4) utbildat med ett - behållareupptaganäe säte anordnat ovanför uppvärmningsytan, och varvid organet är manuellt förflvttningsbart under motverkan âv fjäderbelastningen (12) från ett inmatningsläge på avstånd ovanför_uppvärmningsytan till ett arbetsläge för bringande av behâllarens nämnda väggparti till tvångsmässigt tryckingrepp med uppvärmningsytan, ¶ W' ' (iv) varvid den normalt öppna strömställaren är slutbar ge-' nom förflyttning av pressorganet till dess nämnda arbetsläge, (v) a en fast elektromagnetenhet (15) matningsbar genom ström- ställarens slutning jämte ett rörligt ankare (GA) för elektro- magnetenheten, vilket är uppburet av pressorganet 1 sådan ömse- sidig relation, att_pressorganet är hållet 1 sitt arbetsläge av elektromagnetenheten när denna är matad, _ (vi) en elektrisk styrkrets anordnad att styra värmeströms~ matning till PTC-motståndet från strömställaren, då denna är sluten, vilken styrkrets har kretsmedel anordnade att avkänna ögonblicksvärdet av PTC-motståndets resistans i matat tillstånd och avbryta värmesträmsmatntngen så snart motståndets tempera- tur uppgår till ett förutbestämt maximalvnrdc och återinkoppla strömmen efter en bråkdel av den totala uppvärmningstiden, (vii) och en tidskrets, som är tillslagbar genom strömställa- ,rens slutning och anordnad att bestämma den totala uppvärmnings- lï 7810658-0 r tiden och öppna strämställaren vid denna tids utgång.

2. Anordning enligt krav l, k ä n n e t e c k n a d av att nämnda uppvärmningsyta är en i huvudsak cirkulär, kon- vex yta. _

3. Anordning enligt krav l, k ä n n e t e c k n a d av att nämnda pressorgan och säte innefattar ett ringformigtf bärparti för behållaren, vilket är i huvudsak koaxiellt med värmeplattan, en gaffelformad fläns, fästad vid och överliggan- de en del av nämnda bärparti och ett inåt öppet spår, bildat i förening av bärpartiet och flänsen så att en halvcirkelformad ficka är anordnad för upptagning av en i behållaren bildad fiäns. I _

4. Anordning enligt krav l, k ä n n e t e c k n a d av att pressorganet utgör den fria änden till en hävarm, vars motsatta ände är fästad vid en bladfjäder, anordnad att uppbä- ra armen och utgöra pressorganets fjäderbelastning.

5. Anordning enligt krav 4, k ä n n e t e c k n a d av att ankaret innefattar en ferromagnetisk stav, som korsar häv- armen och varvid den fasta elektromagnetenheten innefattar två elektromagneter anordnade under var sitt ändparti av staven, och varvid pressorganet är anordnat att hållas i sitt arbets- läge genom de båda elektromagneternas förenade attraktionskraft.

6. Anordning enligt krav 4, k ä n n e t e c k n a d 'av att nämnda strömställare är fast placerad under hävarmen på -sådant avstånd att hävarmen är anordnad att sluta strömställa- ren när pressorganet är nedpressat till sitt arbetsläge.

7. Anordning enligt krav l, k ä n n e t e c k n a d av en i huvudsak vertikal, fast framvägg, ett glidorgan anord- nat för vertikal glidning på nämnda vägg och varvid pressorga- net och ankaret är fästade vid glidorganet i ett arrangemang, där pressorganet sträcker sig ut från glidorganet till ett läge ovanför värmeplattan.

8. Anordning enligt krav 7, k ä n n e t e c k n a d av att pressorganet och ankaret är uppburna av glidorganets un- derdel, den fasta elektromagnetenheten innefattar en fast elekt- romagnet, anordnad under ankaret, och att en spiralkompressions- fjäder koaxiellt omfattande elektromagneten är anordnad att fjä- -7810658-od lö F o derbelasta glidenheten till ett övre stoppläge, där pressorga- net är i sitt inmatningsläge för behållaren;_

9. Anordning enligt krav 1,' k ä n n e t e c k n a d i av att PTC-motståndet utgör det enda uppvärmningsmotståndet i värmeplattan. A' _

10. Anordning enligt krav l, k ä n n e t e c k n a d av att tidkretsen innefattar medel för selektiv inställning av den totala uppvärmningstiden. J V

11. 'll. Anordning enligt krav l, k ä non e t e c k n a d av att nämnda strömställare är kopplad till en Wheatstone-bryg- ga, där en av de fyra grenarna innefattar nämnda PTC-motstånd och den nämnda styrkretsen är kopplad till ändarna på bryggans mätdiagonal. G' " y' '

12. Anordning enligt krav ll, k äyn n e t e c k n a d av att en styrd likriktare är seriekopplad med Wheatstone-bryg-7 gan i förhållande till strömställaren, så att bryggan är matad av likströmspulser och styrkretsens utgång är kopplad till den styrda likriktarens styrelektrod för att passivera den styrda likriktaren när PTC-motståndets temperatur uppnår sitt förut- bestämda maximalvärde. A

13. Anordning enligt krav l, _ k ä_n n e t e c k n a d av att den nämnda bråkdelen av den totala uppvärmningstiden är en bråkdel av en sekund.