DE112004000158T5

DE112004000158T5 - Temperaturbegrenzungseinrichtung

Info

Publication number: DE112004000158T5
Application number: DE112004000158T
Authority: DE
Inventors: Derek Charles Worcester Jackson
Original assignee: Ceramaspeed Ltd
Current assignee: Ceramaspeed Ltd
Priority date: 2003-01-18
Filing date: 2004-01-16
Publication date: 2005-12-22
Also published as: WO2004066049A1; GB0301167D0; ES2264397A1; US20060231545A1; US7388175B2; ES2264397B1

Abstract

Eine Temperaturbegrenzereinrichtung (14) für einen elektrischen Heizer (2), wobei dieser angepasst ist für eine Anordnung hinter einer Fläche (4), die beheizt werden soll, und eine schalenförmige Halterung (6) umfasst, in der sich mindestens ein elektrisches Heizelement (12) befindet, das einen ersten Anschlussabschnitt (12A) und einen zweiten Anschlussabschnitt (12B) aufweist, wobei die Einrichtung gekennzeichnet ist durch eine temperaturempfindliche Bimetalleinrichtung (22), die in einem Gehäuse (16) angeordnet ist, wobei das Gehäuse (16) angepasst ist, um an einem Umfangsabschnitt des Heizers (2) befestigt zu werden, mindestens teilweise außerhalb der schalenförmigen Halterung (6), wobei die temperaturempfindliche Bimetalleinrichtung (22) angepasst ist, um thermisch mit dem Heizer (2) gekoppelt zu sein, um die Wärme zu erfassen, die darin durch das wenigstens eine Heizelement (12) erzeugt wird und bei einer vorbestimmten Temperatur entsprechend mindestens einen in dem Gehäuse (16) angeordneten Schalter (18) zu betätigen, wobei das Gehäuse (16) eine erste Seite (32) und eine zweite Seite...

Description

Diese Erfindung bezieht sich auf eine Temperaturbegrenzereinrichtung für einen elektrischen Heizer, beispielsweise einen elektrischer Heizer für die Verwendung in Kocheinrichtungen. Diese Erfindung bezieht sich ferner auf einen elektrischen Heizer, der mit einer Temperaturbegrenzereinrichtung ausgestattet ist.
Es ist allgemein bekannt, eine Temperaturbegrenzereinrichtung für einen elektrischen Heizer bereitzustellen. Solch ein elektrischer Heizer ist typischerweise hinter einer zu beheizenden Fläche angeordnet, wie zum Beispiel einem glaskeramischen Kochfeld und umfasst typischerweise eine schalenförmige Halterung mit mindestens einem elektrischen Heizelement darin. Insbesondere umfasst die Temperaturbegrenzereinrichtung eine temperaturempfindliche Bimetallvorrichtung in einem Gehäuse, die in solcher Art und Weise auf dem Heizer angebracht ist, dass bei Erreichen einer bestimmten Temperatur des Heizers ein oder mehrere Schalter in dem Gehäuse betätigt werden.
Es ist notwendig, eine Stromquelle mit dem Heizelement oder mit den Heizelementen elektrisch zu verbinden, und so anzuordnen, dass die Temperaturbegrenzereinrichtung die Stromzufuhr unterbrechen kann, wenn eine vorbestimmte Temperatur erreicht ist.
Es ist bekannt, einen Anschlussblock außerhalb auf der schalenförmigen Halterung des Heizers vorzusehen. Solch ein Anschlussblock ist verbunden mit Anschlussabschnitten des Heizelements oder der Heizelemente und äußere Leitungen führen von dem Anschlussblock zu der Stromquelle und zu der Temperaturbegrenzereinrichtung. Solch eine Anordnung ist unbequem und teuer umzusetzen.
Es ist ebenfalls bekannt, eine direkte elektrische Verbindung zwischen den Anschlussabschnitten eines Heizelementes und Verbindungselementen der Temperaturbegrenzereinrichtung bereitzustellen, wobei solche Verbindungselemente leicht zugänglich im Bereich der Gehäusevorderseite der Temperaturbegrenzereinrichtung benachbart zu dem Heizer angeordnet sind. In dieser bekannten Aus führungsform umfasst die Temperaturbegrenzereinrichtung eine sich unterschiedlich ausdehnende Stab- und Röhrenanordnung, die sich vom Gehäuse aus zumindest teilweise über den Heizer erstreckt und die einen oder mehrere in dem Gehäuse befindliche Schalter betätigt.
Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Nachteile der obigen Ausführungen zu überwinden oder zumindest zu verbessern.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird eine Temperaturbegrenzereinrichtung für einen elektrischen Heizer bereitgestellt, der für die Anbringung hinter einer zu erhitzenden Fläche angepasst ist und eine schalenförmige Halterung aufweist, in der sich mindestens ein elektrisches Heizelement mit einem ersten Anschlussabschnitt und einem zweiten Anschlussabschnitt befindet, wobei die eine temperaturempfindliche Bimetallvorrichtung in einem Gehäuse vorgesehen ist, wobei das Gehäuse angepasst ist, um in einem Randbereich des Heizers befestigt zu werden, wenigstens teilweise außerhalb der schalenförmigen Halterung, wobei die temperaturempfindliche Bimetallvorrichtung angepasst ist, um thermisch mit dem Heizer gekoppelt zu werden, um die Wärme, die darin durch zumindest ein Heizelement erzeugt wird, zu erfassen und bei einer vorbestimmten Temperatur mindestens einen Schalter in dem Gehäuse zu betätigen, wobei das Gehäuse eine erste Seite und eine zweite Seite aufweist, die sich gegenüberliegen und die ausgestattet sind mit einem ersten elektrisch leitfähigen Element und einem zweiten elektrisch leitfähigen Element, leicht zugänglich an den Seiten des Gehäuses außerhalb der schalenförmigen Halterung zur elektrischen Verbindung mit den ersten und den zweiten Anschlussabschnitten des mindestens einen elektrischen Heizelements.
Die elektrische Verbindung des ersten und zweiten elektrisch leitfähigen Elements mit dem entsprechenden ersten und zweiten Anschlussabschnitt des zumindest einen Heizelements kann durch direkten Kontakt zwischen den elektrisch leitfähigen Elementen und den Anschlussabschnitten erfolgen.
Der erste und zweite Anschlussabschnitt des wenigstens einen Heizelements kann sich durch Öffnungen in der schalenförmigen Halterung zur elektrischen Verbindung zu dem ersten und zweiten elektrisch leitfähigen Element erstrecken.
Der erste und zweite Anschlussabschnitt des wenigstens einen Heizelements kann durch Schweißen elektrisch mit dem ersten und zweiten elektrisch leitfähigen Element verbunden werden.
Wenigstens eines der ersten und zweiten elektrisch leitfähigen Elemente kann mit einem Abschnitt versehen sein, der ausgewählt ist aus einem streifenförmigen Abschnitt und einem Flanschabschnitt, zur Befestigung an dem wenigstens einen der ersten und zweiten Anschlussabschnitt des mindestens einen Heizelements.
Der streifenförmige Abschnitt kann eine Ebene aufwiesen, die in jeder gewünschten Orientierung angeordnet ist zwischen einer vertikalen Ebene und einer horizontalen Ebene.
Der Flanschabschnitt kann einen Wandungsabschnitt mit einem nachgeordneten seitlich gerichteten Fußabschnitt aufweisen.
Wenigstens eines der ersten und zweiten elektrisch leitfähigen Elemente kann den Abschnitt sich in einer Richtung zu dem Heizer erstreckend und in einem vorbestimmten Winkel zu einem Rand der schalenförmigen Halterung aufweisen.
Alternativ können eines oder beide der ersten und zweiten elektrischen leitfähigen Elemente angepasst sein zur elektrischen Verbindung mit einem Anschlussabschnitt, ausgewählt aus dem entsprechenden ersten und zweiten Anschlussabschnitt des wenigstens einen Heizelements, über wenigstens ein elektrisch leitfähiges Verbindungsstück, beispielsweise in einer Form ausgewählt aus Drahtform und Streifenform.
Das wenigstens eine elektrisch leitfähige Verbindungsstück kann sich durch Öffnungen in der schalenförmigen Halterung erstrecken zur elektrischen Verbindung mit den ersten und zweiten elektrisch leitfähigen Elementen.
Das wenigstens eine elektrisch leitfähige Verbindungsstück kann elektrisch mit den ersten und zweiten elektrisch leitfähigen Elementen durch Schweißen verbunden sein.
Wenigstens eines der ersten und zweiten elektrisch leitfähigen Elemente kann mit einem Abschnitt versehen sein, ausgewählt aus einem streifenförmigen Abschnitt und einem Flanschabschnitt zur Befestigung an dem wenigstens einen elektrisch leitfähigen Verbindungsstück.
Der streifenförmige Abschnitt kann in einer Ebene angeordnet sein, die jede gewünschte Orientierung zwischen einer vertikalen Ebene und einer horizontalen Ebene aufweist.
Der Flanschabschnitt kann einen Wandabschnitt aufweisen mit einem nachgeordneten seitwärts gerichteten Fußabschnitt.
Wenigstens eines der ersten und zweiten elektrisch leitfähigen Elemente kann den Abschnitt sich in einer Richtung zu dem Heizer erstreckend und in einem vorbestimmten Winkel zu einem Rand der schalenförmigen Halterung aufweisen.
Die ersten und zweiten elektrisch leitfähigen Elemente können sich seitwärts an den ersten und zweiten gegenüberliegenden Seiten des Gehäuses erstrecken.
Das wenigstens eine elektrische Heizelement kann eine gewellte Bandform aufweisen und hochkant in der schalenförmigen Halterung gehaltert sein.
Die ersten und zweiten Anschlussabschnitte des wenigstens einen elektrischen Heizelements in gewellter Bandform können direkt mit den ersten und zweiten elektrisch leitfähigen Elementen verbunden sein und eine Orientierung aufweisen, die im Wesentlichen die Gleiche ist, wie die des wenigstens einen elektrischen Heizelements, wie es in der schalenförmigen Halterung befestigt ist, oder kann um einen geeigneten Winkel gedreht sein zur Verbindung mit den ersten und zweiten elektrisch leitfähigen Elementen.
Die ersten und zweiten elektrisch leitfähigen Elemente können ein Metall umfassen wie rostfreien Stahl oder vernickelten Stahl.
Das erste elektrisch leitfähige Element kann elektrisch mit dem wenigstens einen Schalter in dem Gehäuse verbunden sein und das zweite elektrisch leitfähige Element kann angepasst sein zur elektrischen Verbindung mit einer externen Anschlussleitung.
Wenigstens ein dritter elektrisch leitfähiger Anschluss kann vorgesehen werden an der ersten oder zweiten Seite des Gehäuses und angepasst sein zur elektrischen Verbindung mit dem wenigstens einen Schalter in dem Gehäuse und kann angepasst sein zur elektrischen Verbindung mit einer externen Anschlussleitung.
Das Gehäuse der Temperaturbegrenzereinrichtung kann ein keramisches Material umfassen.
Die temperaturempfindliche Bimetallvorrichtung kann thermisch mit dem Heizer durch ein langgestrecktes thermisch leitfähiges Element gekoppelt sein, beispielsweise aus Metall, und beispielsweise Stab-, Balken- oder Röhrenform aufweisen, und das angepasst ist, um sich von dem Gehäuse wenigstens teilweise über den Heizer zu erstrecken und das wenigstens eine Heizelement zu überdecken. Solch ein langgestrecktes Element kann ein Ende aufweisen, dass sich in direktem oder indirektem Kontakt mit der Bimetallvorrichtung befindet.
Alternativ kann das Gehäuse eine Vorderseite aufweisen, die angepasst ist, um thermischer Strahlung von dem Heizer ausgesetzt zu sein durch eine Öffnung, die in einem Rand der schalenförmigen Halterung vorgesehen ist, wobei die Bimetallvorrichtung entweder angepasst ist, um direkt der thermischen Strahlung des Heizers ausgesetzt zu sein oder in thermisch leitender Beziehung mit einer thermisch leitenden Einrichtung zu stehen, die direkt an der Vorderseite des Gehäuses der thermischen Strahlung von dem Heizer ausgesetzt ist.
Das Gehäuse kann angepasst sein, um teilweise in den Heizer durch die in dem Rand der schalenförmigen Halterung vorgesehene Öffnung eingesetzt zu sein.
Die Bimetallvorrichtung kann eine Schnappscheibe umfassen, die bei einer vorbestimmten Temperatur die elektrischen Kontakte des wenigstens einen Schalters verschiebend betätigt. Die Schnappscheibe kann die elektrischen Kontakte über ein Zwischenstück betätigen, beispielsweise in Stabform.
Alternativ kann die Bimetallvorrichtung ein Element umfassen, wie etwa einen Streifen, der einer zunehmenden Auslenkung mit steigender Temperatur unterliegt und so arbeitet, dass elektrische Kontakte des mindestens einen Schalters bei einer vorbestimmten Temperatur verschoben werden. Solche elektrischen Kontakte können in einem Sprungschalter integriert sein.
Die vorliegende Erfindung stellt ferner einen elektrischen Heizer bereit mit einer zuvor beschriebenen Temperaturbegrenzereinrichtung.
Zum besseren Verständnis der vorliegenden Erfindung und zur besseren Veranschaulichung, wie sie angewandt werden kann, wird nachfolgend beispielsweise auf die angefügten Figuren Bezug genommen, von denen
1 eine Draufsicht auf eine Anordnung eines Teils eines elektrischen Heizers darstellt, ausgestattet mit einer Ausführungsform einer Temperaturbegrenzereinrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung;
2 eine Draufsicht auf eine Modifikation der Anordnung in 1 zeigt; und
3 eine Draufsicht auf eine Anordnung eines Teils eines elektrischen Heizers, ausgestattet mit einer alternativen Ausführungsform einer Temperaturbegrenzereinrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung.
1 zeigt einen elektrischen Heizer 2, der unter einer zu beheizenden Fläche 4 angeordnet ist. Die Fläche 4 kann ein Kochfeld sein und glaskeramisches Material umfassen.
Der Heizer 2 umfasst eine schalenförmige Halterung 6, etwa aus Metall, die eine Lage 8 aus thermisch und elektrisch isolierendem Material, wie etwa mikroporösem thermisch und elektrisch isolierenden Material, umfasst. Eine Umfangswandung 10 aus thermisch isolierendem Material ist in der schalenförmigen Halterung 6 vorhanden und berührt die Unterseite der zu beheizenden Fläche 4.
Mindestens ein elektrisches Strahlungsheizelement 12 ist in der schalenförmigen Halterung 6 angeordnet. Wie in 1 gezeigt, umfasst das Heizelement 12 ein gewelltes Metallband, das hochkant in der schalenförmigen Halterung 6 angeordnet ist. Es können jedoch auch andere Formen eines Heizelements verwendet werden.
Eine Temperaturbegrenzereinrichtung 14 ist für den Heizer 2 vorgesehen und umfasst ein Gehäuse 16, geeigneterweise aus keramischem Material, beinhaltend mindestens einen Schalter 18 mit Schaltkontakten 20. Das Gehäuse 16 ist an dem Randbereich des Heizers 2 am oder benachbart zu einem Rand der schalenförmigen Halterung 6 befestigt.
Eine temperaturempfindliche Bimetallvorrichtung 22 ist in Form einer Schnappscheibe im Innern des Gehäuses 16 vorgesehen und ist angepasst, um den Schalter 18 mit Hilfe eines Stabes 24 zu betätigen, um die Schaltkontakte 20 zu öffnen und zu schließen.
Ein langgestrecktes thermisch leitfähiges Element 26 hat ein Ende 28, das thermisch direkt oder indirekt mit der Bimetallschnappscheibe 22 verbunden ist und sich von einer Vorderseite 30 des Gehäuses 16 durch den Rand der schalenförmigen Halterung 6 und die äußere Wandung 10 und zumindest teilweise über den Heizer 2 erstreckt, und überdeckt das mindestens eine Heizelement 12. Das langgestreckte thermisch leitfähige Element 26 umfasst Metall und hat vorzugsweise die Form eines Stabes, eines Balkens oder eines Rohres.
Das Gehäuse 16 weist eine erste Seite 32 auf, von der sich seitlich ein erstes elektrisch leitfähiges Element 34 mit einem Abschnitt 36 erstreckt sich in Richtung des Heizers in einem vorbestimmten Winkel relativ zu dem Rand der schalenförmigen Halterung 6. Das erste elektrisch leitfähige Element 34 ist elektrisch verbunden mit dem Schalter 18.
Das Gehäuse 16 hat eine zweite Seite 38, von der sich seitlich ein zweites elektrisch leitfähiges Element 40 mit einem Abschnitt 42 erstreckt in Richtung des Heizers in einem vorbestimmten Winkel relativ zu dem Rand der schalenförmigen Halterung 6. Das zweite elektrisch leitfähige Element 40 ist versehen mit einem Anschlussabschnitt 44 zur elektrischen Verbindung mit einer externen Anschlussleitung (nicht gezeigt) einer Stromversorgung.
Ein drittes elektrisch leitfähiges Element 46 ist ebenfalls an dem Gehäuse 16 angebracht und erstreckt sich seitlich von der zweiten Seite 38 aus. Dieses dritte elektrisch leitfähige Element 46 ist ebenfalls elektrisch verbunden mit dem Schalter 18 und ist angepasst, um mit einer weiteren externen Anschlussleitung (nicht gezeigt) einer Stromversorgung verbunden zu werden.
Das erste, das zweite und das dritte elektrisch leitfähige Element 34, 40 und 46 sind zugänglich an den Seiten 32, 38 des Gehäuses 16 und umfassen geeigneterweise Metall, wie rostfreien Stahl oder vernickelten Stahl. Sie weisen geeigneterweise Streifenform auf.
Das gewellte Bandheizelement 12 hat erste und zweite Anschlussabschnitte 12A und 12B, die sich durch Öffnungen 48, 50 in der Umfangswandung 10 und dem Rand der schalenförmigen Halterung 6 des Heizers 2 erstrecken. Falls gewünscht, brauchen die Anschlussabschnitte 12A und 12B nicht gewellt zu sein. Der erste Anschlussabschnitt 12A des Heizelements 12 ist direkt verschweißt mit dem Abschnitt 36 des ersten elektrisch leitfähigen Elements 34 und der zweite Anschlussabschnitt 12B des Heizelements 12 ist direkt mit Abschnitt 42 des zweiten elektrisch leitfähigen Elements 40 verschweißt. Das erste und zweite elektrisch leitfähige Element 34, 40 sind leicht zugänglich an den Seiten 32, 38 des Gehäuses 16 für die Backen eines Punktschweißapparates (nicht gezeigt), um die erforderlichen Schweißvorgänge durchzuführen.
Die Abschnitte 36 und 42 des ersten und zweiten elektrisch leitfähigen Elements 34, 40 kann Wandungsabschnitte umfassen und nachgeordnete nach außen gerichtete Fußabschnitte 36A bzw. 42A umfassen, so dass das erste und das zweite elektrisch leitfähige Element 34, 40 daraus resultierend eine flanschförmige Form aufweisen. Die Fußabschnitte 36A und 42A dienen dazu, die ersten und die zweiten Anschlussabschnitte 12A, 12B des Heizelements 12 während des Schweißvorgangs zu halten und können beide versehen sein mit einer hochstehenden Kante (nicht gezeigt) an ihren äußeren Kanten, um ein Festhalten der Anschlussabschnitte 12A, 12B auf den Fußabschnitten 36A, 42A vor dem Schweißen zu unterstützen. Die Kanten können sich etwa 2 mm nach oben erstrecken und zwar so, dass sie den Zugang für den Schweißapparat nicht behindern. Alternativ können andere Vorrichtungen (nicht gezeigt) vorgesehen werden, um die Anschlussabschnitte 12A, 12B auf den Fußabschnitten 36A, 42A vor dem Schweißen festzuhalten.
Die Abschnitte 36 und 42 des ersten und des zweiten elektrisch leitfähigen Elements 34, 40 können einfache Streifenform aufweisen, mit einer Ebene, die jede gewünschte Orientierung aufweisen kann zwischen einer vertikalen Ebene und einer horizontale Ebene.
Wenn die Energiezufuhr zum Betrieb des Heizers 2 eingeschaltet wird, wird Wärme entlang des thermisch leitleitfähigen Elements 26 zur Bimetallschnappscheibe 22 geleitet. Wenn eine vorbestimmte Temperatur erreicht ist, verformt sich die Schnappscheibe und der Stab 24 wird in Richtung des Schalters 18 gedrückt, was dazu führt, dass sich die Schalterkontakte 20 öffnen und die Energiezufuhr zum Heizer unterbrochen wird. Wenn sich der Heizer abkühlt, kehrt die Bimetallschnappscheibe wieder in ihre ursprüngliche Lage zurück, was ein Schließen der Schalterkontakte 20 und das Wiedereinschalten der Stromzufuhr erlaubt.
Wie in 1 gezeigt, weisen die ersten und zweiten äußeren Anschlussabschnitte 12A, 12B des gewellten bandförmigen Heizelements 12 im Wesentlichen die gleiche Orientierung auf wie das Heizelement 12, wie es in der schalenförmigen Halterung 6 befestigt ist. Falls gewünscht, können jedoch die ersten und/oder zweiten Anschlussabschnitte 12A, 12B des Heizelements 12 um einen geeignetem Winkel gedreht sein zur Verbindung mit dem ersten und/oder zweiten elektrisch leitfähigen Element 34, 40 in einer anderen Ebene. Dies ist in 2 gezeigt, wo der erste Anschlussabschnitt 12A des Heizelements 12 verdreht und an den nach auswärts gerichteten Fußabschnitt 36A des Abschnitts 36 des ersten elektrisch leitfähigen Elements 34 geschweißt ist. Der zweite Anschlussabschnitt 12B des Heizelementes 12 kann in ähnlicher Art und Weise angebracht werden.
Anstelle einer direkten Verschweißung des ersten und zweiten Anschlussabschnitts 12A, 12B des Heizelements 12 mit den ersten und zweiten elektrisch leitfähigen Elementen 34, 40, können ein oder mehrere elektrisch leitfähige Verbindungsstücke, beispielsweise in Draht- oder Streifenform, vorgesehen werden, um die ersten und/oder zweiten Anschlussabschnitte 12A, 12B des Heizelements 12 mit den ersten und/oder zweiten elektrisch leitfähigen Elementen 34 bzw. 40 zu verbinden. Dies wird in 2 gezeigt, wo der zweite Anschlussabschnitt 12B des Heizelements 12 an das Ende eines Verbindungsstücks 52 innerhalb des Heizers 2 angeschweißt ist. Das Verbindungsstück 52 erstreckt sich durch eine Öffnung 50 in der Umfangswandung 10 und den Rand der schalenförmigen Halterung 6 des Heizers 2 und ist an ihrem entgegengesetzten Ende an den Abschnitt 42 des zweiten elektrisch leitfähigen Elements 40 angeschweißt. Der erste Anschlussabschnitt 12A des Heizelements 12 kann in ähnlicher Art und Weise behandelt werden.
Das Vorsehen einer oder mehrerer elektrisch leitfähiger Verbindungsstücke, wie dem Verbindungsstück 52, ist insbesondere vorteilhaft, wenn ein Heizelement in Form einer Lampe vorgesehen ist und wo Anschlüsse an der Hülle der Lampe nicht direkt mit den ersten und zweiten elektrisch leitfähigen Elementen 34, 40 verbunden werden können.
Nehmen wir nun Bezug auf 3. Diese zeigt einen elektrischen Heizer 2, ausgestattet mit einer Temperaturbegrenzereinrichtung 14, welche im Wesentlichen in gleicher Art und Weise wie die in 1 gezeigte aufgebaut ist, ausgenommen die Funktionskomponenten der Temperaturbegrenzereinrichtung 14. In der Anordnung in 3 umfasst die temperaturempfindliche Einrichtung 22 einen bimetallischen Streifen, der am einen Ende 22A am Gehäuse 16 befestigt ist und mit einem freien Ende 22B, das sich graduell in seiner Lage verändert oder dehnt in Richtung zu dem Schalter 18, wenn seine Temperatur steigt. Solch eine Veränderung der Lage oder Dehnung wird durch den Stab 24 auf den Schalter 18 übertragen. In diesem Fall umfasst der Schalter 18 eine Sprungschalteranordnung und bei einer bestimmten Lageänderung oder Dehnung mit der Temperatur des bimetallischen Streifens 22 schnappen die Kontakte 20 des Schalters 18 auf, wodurch die Energiezufuhr zu dem Heizer 2 unterbrochen wird. Bei Abkühlung kehrt der bimetallische Streifen 22 allmählich wieder zurück in seine Ausgangsposition und die Kontakte 20 des Schalters 18 schnappen wieder zu und erlauben die weitere die Energiezufuhr zu dem Heizer 2.
Obwohl ein langgestrecktes thermisch leitfähiges Element, wie etwa das Element 26 in 1, bereitgestellt werden kann, um im Heizer 2 erzeugte Hitze zu dem bimetallischen Streifen 22 zu leiten, ist dies nicht unbedingt erforderlich. Wie in 3 gezeigt, ist die Vorderseite 30 des Gehäuses 16 so angeordnet, dass sie thermischer Strahlung aus dem Innern des Heizers 2 ausgesetzt ist durch eine Öffnung 54 in der Umfangswandung 10 und dem Rand der schalenförmigen Halterung 6. Falls gewünscht, kann das Gehäuse 16 teilweise in die Öffnung 54 eingesetzt werden.
Die Vorderseite 30 des Gehäuses 16 kann ausgestattet werden mit einer Öffnung, um den bimetallischen Streifen 22 thermischer Strahlung aus dem Innern des Heizers 2 auszusetzen oder kann ein thermisch leitfähiges Material umfassen oder enthalten, das thermisch an den bimetallischen Streifen 22 gekoppelt ist.
Die alternativen Ausführungsformen, die in 2 gezeigt sind, zur Verbindung der Anschlussabschnitte 12A, 12B des Heizelements 12 mit den ersten und zweiten elektrisch leitfähigen Elementen 34, 40 sind ebenfalls genauso anwendbar auf den Heizer in 3.
Zusammenfassung
Es wird eine Temperaturbegrenzereinrichtung (14) bereitgestellt für einen elektrischen Heizer (2); der Heizer (2) ist hinter einer heizbaren Fläche angeordnet und umfasst eine schalenförmige Halterung (6), in der sich wenigstens ein elektrisches Heizelement (12) befindet, das erste und zweite Anschlussabschnitte (12A, 12B) aufweist. Die Einrichtung umfasst eine temperaturempfindliche Bimetallvorrichtung (22), die in einem Gehäuse (16) vorgesehen ist. Das Gehäuse (16) ist in einem Randbereich des Heizers (2) befestigt, zumindest teilweise außerhalb der Halterung (6). Die Bimetallvorrichtung (22) ist thermisch mit dem Heizer (2) gekoppelt um die darin durch das Heizelement (12) zu erfassen und bei einer vorbestimmten Temperatur wenigstens einen Schalter (18) in dem Gehäuse (16) zu betätigen. Das Gehäuse (16) weist erste und zweite Seiten (32, 38) einander gegenüberliegend auf und ist mit ersten und zweiten elektrisch leitfähigen Elementen (34, 40) versehen, die außerhalb der schalenförmigen Halterung (6) an den Seiten (32, 38) zur elektrischen Verbindung mit den Anschlussabschnitten (12A, 12B) des Heizelements (12) zugänglich sind.

Claims

Eine Temperaturbegrenzereinrichtung (14) für einen elektrischen Heizer (2), wobei dieser angepasst ist für eine Anordnung hinter einer Fläche (4), die beheizt werden soll, und eine schalenförmige Halterung (6) umfasst, in der sich mindestens ein elektrisches Heizelement (12) befindet, das einen ersten Anschlussabschnitt (12A) und einen zweiten Anschlussabschnitt (12B) aufweist, wobei die Einrichtung gekennzeichnet ist durch eine temperaturempfindliche Bimetalleinrichtung (22), die in einem Gehäuse (16) angeordnet ist, wobei das Gehäuse (16) angepasst ist, um an einem Umfangsabschnitt des Heizers (2) befestigt zu werden, mindestens teilweise außerhalb der schalenförmigen Halterung (6), wobei die temperaturempfindliche Bimetalleinrichtung (22) angepasst ist, um thermisch mit dem Heizer (2) gekoppelt zu sein, um die Wärme zu erfassen, die darin durch das wenigstens eine Heizelement (12) erzeugt wird und bei einer vorbestimmten Temperatur entsprechend mindestens einen in dem Gehäuse (16) angeordneten Schalter (18) zu betätigen, wobei das Gehäuse (16) eine erste Seite (32) und eine zweite Seite (38) aufweist, die sich einander gegenüberliegen und mit einem ersten elektrisch leitfähigen Element (34) und einem zweiten elektrisch leitfähigen Element (40) verbunden sind, die an den Seiten (32, 38) des Gehäuses (16) außerhalb der schalenförmigen Halterung (6) zugänglich sind zur jeweiligen elektrischen Verbindung mit den ersten und zweiten Anschlussabschnitten (12A, 12B) des wenigstens einen elektrischen Heizelementes (12).
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrische Verbindung der ersten und der zweiten elektrisch leitfähigen Elemente (34, 40) mit den entsprechenden ersten und zweiten Anschlussabschnitten (12A, 12B) des mindestens einen Heizelementes (12) durch direkten Kontakt zwischen den elektrisch leitfähigen Elementen (34, 40) und den Anschlussabschnitten (12A, 12B) erfolgt.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass sich die ersten und zweiten Anschlussabschnitte (12A, 12B) des mindestens ei nen Heizelements (12) durch Öffnungen (48, 50) zur elektrischen Verbindung mit den ersten und zweiten elektrisch leitfähigen Elementen (34, 40) in der schalenförmigen Halterung (6) erstrecken.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die ersten und zweiten Anschlussabschnitte (12A, 12B) des mindestens einen Heizelements (12) durch Schweißen elektrisch mit den ersten und zweiten elektrisch leitfähigen Elementen (34, 40) verbunden sind.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eines der ersten und zweiten elektrisch leitfähigen Elemente (34, 40) mit einem Abschnitt (36, 42) versehen ist ausgewählt aus einem streifenförmigen Abschnitt und einem Flanschabschnitt zum Befestigen an mindestens einen der ersten und zweiten Anschlussabschnitte (12A, 12B) des mindestens einen Heizelements (12).
Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass eine Ebene des streifenförmigen Abschnitts jede gewünschte Orientierung von einer vertikalen Ebene bis zu einer horizontalen Ebene annehmen kann.
Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Flanschabschnitt einen Wandabschnitt mit einem nachgeordneten seitlich gerichteten Fußabschnitt (36A, 42A) aufweist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Abschnitt (36, 42) des mindestens einen der ersten und zweiten elektrisch leitfähigen Elemente (34, 40) sich in Richtung zu dem Heizer (2) und in einem vorbestimmten Winkel relativ zu einem Rand der schalenförmigen Halterung (6) erstreckt.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eines der ersten und zweiten elektrisch leitfähigen Elemente (34, 40) zur elektrischen Verbindung an einen Anschlussabschnitt ausgewählt aus dem entspre chenden ersten und zweiten Anschlussabschnitt (12A, 12B) des mindestens einen Heizelements (12) angeordnet ist über mindestens ein elektrisch leitendes Verbindungsstück (52).
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass jedes der ersten und zweiten elektrisch leitfähigen Elemente (34, 40) zur elektrischen Verbindung mit dem entsprechenden ersten und zweiten Anschlussabschnitten (12A, 12B) des mindestens einen Heizelements (12) über mindestens ein elektrisch leitfähiges Verbindungsstück (52) angeordnet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine elektrisch leitfähige Verbindungsstück (52) Draht- oder Streifenform aufweist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9, 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine elektrisch leitfähige Verbindungsstück (52) sich durch Öffnungen (48, 50) in der schalenförmigen Halterung (6) erstreckt zur elektrischen Verbindung mit den ersten und zweiten elektrisch leitfähigen Elementen (34, 40).
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine elektrisch leitfähige Verbindungsstück (52) durch Schweißen mit den ersten und zweiten elektrisch leitfähigen Elementen (34, 40) verbunden ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eines der ersten und zweiten elektrisch leitfähigen Elemente (34, 40) mit einem Abschnitt (36, 42) versehen ist ausgewählt aus einer Streifenform oder Flanschform zur Anbringung an dem mindestens einen elektrisch leitfähigen Verbindungsstück (52).
Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass eine Ebene des streifenförmigen Abschnitts jede gewünschte Richtung von einer vertikalen zu einer horizontalen Ebene aufweisen kann.
Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Flanschabschnitt einen Wandabschnitt aufweist mit einem nachgeordneten seitlich gerichteten Fußabschnitt (36A, 42A).
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass der Abschnitt (36, 42) des mindestens einen der ersten und zweiten elektrisch leitfähigen Elemente (34, 40) sich in Richtung zu dem Heizer (2) und in einem vorbestimmten Winkel zu dem Rand der schalenförmigen Halterung (6) erstreckt.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich die ersten und zweiten elektrisch leitfähigen Elemente (34, 40) seitlich an der ersten und zweiten sich gegenüberliegenden Seiten (32, 38) des Gehäuses erstrecken.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine elektrisches Heizelement eine gewellte Bandform (12) aufweist und hochkant in der schalenförmigen Halterung (6) angeordnet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass die ersten und zweiten Anschlussabschnitte (12A, 12B) des mindestens einen Heizelements (12) in gewellter Bandform direkt verbunden sind mit den ersten und zweiten elektrisch leitfähigen Elementen (34, 40) und eine Orientierung aufweisen, die im Wesentlichen gleich ist zu der des mindestens einen elektrischen Heizelements (12), wie es in der schalenförmigen Halterung (6) angeordnet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass die ersten und zweiten Anschlussabschnitte (12A, 12B) des mindestens einen elektrischen Heizelements in gewellter Bandform (12) direkt mit den ersten und zweiten elektrisch leitfähigen Elementen (34, 40) verbunden sind und um einen geeigneten Winkel zum Anschluss an die ersten und zweiten elektrisch leitfähigen Elemente (34, 40) gedreht sind.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die ersten und zweiten elektrisch leitfähigen Elemente (34, 40) Metall umfassen.
Vorrichtung nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, dass das Metall ausgewählt ist aus rostfreiem Stahl oder vernickeltem Stahl.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das erste elektrisch leitfähige Element elektrisch mit dem mindestens einen Schalter (18) in dem Gehäuse (16) verbunden ist und das zweite elektrisch leitfähige Element zum elektrischen Anschluss an eine externe Anschlussleitung angepasst ist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Anschlüsse, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein dritter elektrisch leitfähiger Anschluss (24) an einer Seite ausgewählt aus der ersten und zweiten Seite (32, 38) des Gehäuses vorgesehen ist.
Vorrichtung nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine dritte elektrisch leitfähige Anschluss (24) zur elektrischen Verbindung mit dem mindestens einen Schalter (18) in dem Gehäuse (16) vorgesehen ist.
Vorrichtung nach Anspruch 25 oder 26, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine dritte elektrisch leitfähige Anschluss (24) zur elektrischen Verbindung mit einer externen Anschlussleitung angepasst ist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (16) der Temperaturbegrenzereinrichtung (14) ein keramisches Material umfasst.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die temperaturempfindliche Bimetallvorrichtung (22) thermisch verbunden ist mit dem Heizer (2) durch ein langgestrecktes thermisch leitfähiges Element (26), welches angepasst ist, um sich vom Gehäuse (16) zumindest teilweise über den Heizer (2) zu erstrecken und das das mindestens eine Heizelement (12) überdeckt.
Vorrichtung nach Anspruch 29, dadurch gekennzeichnet, dass das langgestreckte Element (26) aus Metall besteht.
Vorrichtung nach Anspruch 29 oder 30, dadurch gekennzeichnet, dass das langgestreckte Element (26) die Form eines Stabes, eines Balkens oder eines Rohres aufweist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 29 bis 31, dadurch gekennzeichnet, dass das langgestreckte Element (26) ein Ende (28) aufweist, das direkt mit der Bimetalleinrichtung (22) verbunden ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 29 bis 31, dadurch gekennzeichnet, dass das langgestreckte Element (26) ein Ende (28) aufweist, das indirekt mit der Bimetalleinrichtung (22) verbunden ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 28, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (16) eine Vorderseite (30) aufweist, die angepasst ist, um thermischer Strahlung aus dem Heizer (2) ausgesetzt zu sein durch eine Öffnung (54) in einem Rand der schalenförmigen Halterung (6), wobei die Bimetalleinrichtung (22) angepasst ist, im direkt der thermischen Strahlung aus dem Heizer (2) ausgesetzt zu sein.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 28, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (16) eine Vorderseite (30) aufweist, die angepasst ist, um thermischer Strahlung von dem Heizer (2) durch eine Öffnung (54) im Rand der schalenförmigen Halterung (6) ausgesetzt zu sein, wobei die Bimetalleinrichtung (22) in thermisch leitender Verbindung steht mit den thermisch leitenden Vorrichtungen an der Vorderseite (30) des Gehäuses (16), die direkt thermischer Strahlung aus dem Heizer (2) ausgesetzt sind.
Vorrichtung nach Anspruch 34 oder 35, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (16) angepasst ist, um teilweise in den Heizer (2) eingesetzt zu sein durch eine Öffnung (54) im Rand der schalenförmigen Halterung (6).
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Bimetalleinrichtung (22) eine Schnappscheibe (22) umfasst, die bei einer vorbestimmten Temperatur die elektrischen Kontakte des mindestens einen Schalters (18) bewegt.
Vorrichtung nach Anspruch 37, dadurch gekennzeichnet, dass die Schnappscheibe (22) die elektrischen Kontakte mittels eines Zwischenelements (24) bewegt.
Vorrichtung nach Anspruch 38, dadurch gekennzeichnet, dass das Zwischenelement (24) stabförmig ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 36, dadurch gekennzeichnet, dass die Bimetalleinrichtung (22) ein Element enthält, das mit steigender Temperatur zunehmende Ablenkung aufweist und so arbeitet, dass die elektrischen Kontakte des mindestens einen Schalters (18) bei Erreichen einer vorbestimmten Temperatur bewegt werden.
Vorrichtung nach Anspruch 40, dadurch gekennzeichnet, dass das Element, das mit steigender Temperatur zunehmende Ablenkung aufweist, streifenförmig ist.
Vorrichtung nach Anspruch 40 oder 41, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrischen Kontakte in eine Sprungschalteinrichtung integriert sind.
Elektrischer Heizer (2) dadurch gekennzeichnet, dass er mit einer Temperaturbegrenzereinrichtung (14), wie in den vorhergehenden Ansprüchen beansprucht, ausgestattet ist.