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Die
vorliegende Erfindung betrifft Heizkörper bzw. Heizgeräte für Heizgefäße für Flüssigkeiten, insbesondere
Heizgeräte,
in denen ein elektrisches Heizelement an die Unterseite einer metallischen Gefäßbasis angebracht
ist oder an dieser vorgesehen ist.
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Während in
Großbritannien
Wasserheizgefäße, wie
Kessel und Kannen, üblicherweise
mit Tauchsiedern bzw. Heißstäben, die
in den unteren Teil des Gefäßes zum
Heizen der darin befindlichen Flüssigkeit
ragen, ausgestattet waren, war in Europa der Markt eher auf Gefäße mit unter
dem Boden befindlichen Heizelementen ausgerichtet. Vor allem haben die
Gefäße eine
glatte Innenseite und sind aus einem korrosionsbeständigen Metall,
beispielsweise aus rostfreiem Stahl. Solche Anordnungen haben den Vorteil,
daß die
Innenseite des Gefäßes nach
Benutzung leicht gereinigt werden kann. Die Kosten, ein Heizgefäß vollständig aus
rostfreiem Stahl zu fertigen, sind jedoch sehr hoch.
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Um
die Kosten zu verringern wurde vorgeschlagen, eine metallische Heizplatte
in der Basis eines Gefäßes mit
Kunststoffwandungen anzubringen. Während dies die Kosten beachtlich
verringert, gibt es Probleme in Zusammenhang mit dem Anbringen einer
heißen
Metallplatte an eine Gefäßwandung
aus Kunststoff.
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Oftmals
weisen Plattenheizkörper
des vorstehend besprochenen Typs eine Widerstandsheizbahn auf, die
auf eine isolie rende Schicht gelegt ist, die auf einer Metallplatte
vorgesehen ist, wobei die Plattendicke üblicherweise im Bereich von
1,5 mm liegt. Die Platte muß so
dick sein, um Verformungskräften
zu widerstehen, die während
des Betriebs durch unterschiedliche Ausdehnungskoeffizienten der
Platte und der isolierenden Schicht verursacht werden.
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Die
Druckschrift EP-A-574 310 beschreibt einen Plattenheizkörper für ein Heizgefäß für Flüssigkeiten,
der 1 mm dick ist und der durch einen erhöhten Flansch mit der Gefäßwandung
verbunden ist.
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Die
Druckschrift DE-U-941 15 07.9 beschreibt ein Heizgefäß für Flüssigkeiten
gemäß dem Oberbegriff
des Anspruchs 1. Die vorliegende Erfindung ist durch den kennzeichnenden
Teil des Anspruchs 1 gekennzeichnet.
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Somit
kann mit der erfindungsgemäßen peripheren
Verstärkung
die Dicke der Platte auf weniger als 1 mm verringert werden.
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Bevorzugt
ist die Platte zwischen 0,4 und 0,6 mm dick und im besten Fall etwa
0,5 mm.
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Das
Heizelement kann beispielsweise ein abgeschirmtes Metallheizelement
sein, das direkt an die Platte oder an ein an die Platte angefügtes Diffusionselement
angebracht ist.
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Das
Element kann jedoch auch ein sogenanntes gedrucktes Heizelement
sein, das auf der Platte angebracht ist oder auf diese aufgetragen
ist. Solche Elemente umfassen üblicherweise
eine Widerstandsheizbahn, die (beispielsweise durch Drucken oder
Flammspritzen) auf ein isolierendes Glas-, Keramik-, oder Glaskeramiksubstrat
gelegt ist, das selbst auf der Platte vorgesehen ist. Bei der Herstellung von
gedruckten Elementen wird das isolierende Substrat zuerst auf den
Zentralbereich des Heizgeräts
in einer Anzahl von Druck und Feuerungs bzw. Heizschritten gelegt
und die Widerstandsbahn wird dann typischerweise auf die Schicht
durch Filmdruck bzw. Siebdruck aufgebracht und dann erhitzt. Zugang
zu dem Zentralbereich wird dadurch erreicht, daß der Zentralbereich von den
Verstärkungsmitteln hervorstehend
absteht.
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Bei
solchen Heizgeräten
hat die Verringerung der Dicke des Plattenmaterials auch den Vorteil, daß die Wärmeübertragung
durch die Platte zu der Flüssigkeit
in einem Gefäß verbessert
wird. Dies hat den Effekt, daß die
Temperatur der Bahn selbst bei normalem Betrieb reduziert wird,
wie auch Wärme
effizienter weg von dieser zu der Flüssigkeit geleitet wird. Tatsächlich wurde
bei rostfreiem 5430 Stahl mit einer 0,1 mm dicken isolierenden Schicht,
mit einer Elementwattdichte von 70 Wcm–2 berechnet,
daß wenn
die Flüssigkeit
in dem Gefäß kocht
mit einer Plattendicke von 1,5 mm, der Temperaturabfall durch die
Platte und Schicht von dem Element etwa 80°C ist. Mit einer Dicke von 0,5
mm jedoch wird dies auf etwa 50°C
reduziert. Folglich wird, wenn Flüssigkeit in dem Gefäß bei 100°C gekocht
wird, die Bahntemperatur mit dem dünneren Plattenmaterial 150°C im Gegensatz
zu 180°C
sein, was eine äußerst signifikante
Verringerung bedeutet.
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Die
Verringerung der Bahntemperatur kann auf eine Anzahl von Wegen vorteilhaft
sein. Zunächst ist
es möglich,
bei einer gegebenen maximalen erlaubten Bahntemperatur die Leistungsdichte
bzw. Wattdichte des Elements zu erhöhen und somit dessen Größe und Durchmesser
zu verringern. Dies bedeutet eine Kosteneinsparung, indem eine geringere Menge
des verhältnismäßig teuren
Plattenmaterials und isolierenden Materials verwendet werden kann. Außerdem wird,
je kleiner der Plattendurchmesser ist, diese umso haltbarer werden,
so daß eine
weitere Verringerung der Dicke möglich
sein kann.
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Um
einen minimalen Plattendurchmesser zu erreichen, ist die Bahn vorzugsweise
im wesentlichen spiralförmig
oder hat einen oder mehrere spiralförmige Abschnitte, da dies ermöglichen
wird, daß eine
große
Zahl von Windungen der Elementbahn ohne Bereiche mit geringem Radius
untergebracht werden können,
die Stromkonzentrationen und daher lokales Überhitzen bewirken würden.
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Vorzugsweise
sind die Windungen der Spirale weniger als 1 mm auseinander. Dies
ist möglich gemacht,
da der Potentialabfall zwischen angrenzenden Windungen verhältnismäßig gering
ist.
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Dieses
Merkmal ist nicht auf die Verwendung von kreisförmigen Spiralbahnen begrenzt.
Die Bahnen können
rechteckige, dreieckige oder anderen vieleckige oder gebogene Formen
haben. Wenn beispielsweise die Bahn auf eine rechteckige Platte
aufgetragen wird, wäre
eine rechteckige Spirale geeignet, um die Eckbereiche der Platte
zu füllen.
Es sollte daher auch beachtet werden, daß die Erfindung nicht auf kreisförmige Platten
begrenzt ist, noch auf irgendeine gewünschte Form der Platte.
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Ein
weiterer Vorteil der geringeren Bahntemperatur ist der, daß dies die
Verwendung von Bahnmaterialien erlaubt, die bei geringeren Temperaturen resistent
gegen Oxidation sind und bei denen daher auf den Überzug verzichtet
werden kann, der üblicherweise
vorgesehen ist, um das Bahnmaterial vor Oxidation zu schützen.
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Beispiele
für solche
Bahnmaterialien wären Nickel
oder Legierungen mit hohem Nickelanteil, die bei Temperaturen un ter
mindestens 250°C
oxidationsresistent sind. Weiterhin wäre es möglich, wenn das Bahnmaterial
einen ausreichend geringen Widerstand hat, das Bahnmaterial selbst
zu verwenden, um einen elektrischen Kontakt mit der Versorgung herzustellen,
anstatt Kontaktflächen
mit geringem Widerstand zu haben, die üblicherweise vorgesehen sind.
Das bevorzugte Bahnmaterial ist Nickel, da Nickel nicht teuer ist,
einen Widerstand mit positivem Temperaturkoeffizienten hat (was
bedeutet, daß es bis
zu einem gewissen Maße Überhitzung
begrenzt, falls das Gefäß trocken
kocht oder trocken angeschaltet wird) und äußerst oxidationsresistent ist.
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Zurückkommend
zu den Verstärkungsmitteln der
Erfindung ist die nach unten abstehende Wandung vorzugsweise mit
dem Zentralbereichsteil durch eine nach innen geneigte Wandung verbunden,
so daß der
innere Teil der Basis einem Teller ähnelt. Diese Anordnung bewirkt
nicht nur eine Verstärkung
der Basis (was bedeutet, daß eine
geringere Stärke
des Basismaterials verwendet werden kann), sondern auch, daß die Länge des
thermischen Pfads zu der Gefäßwandung
vergrößert wird.
Alternativ hierzu kann, um den Durchmesser der Basis zu verringern,
der abstehende Teil mit dem Zentralbereich durch eine Wandung verbunden
werden, die sich im wesentlichen parallel zu der Achse der Platte
erstreckt. In einem solchen Fall kann der Zentralbereich sich weiter
unter die abstehende Wandung erstrecken, um einen längeren thermischen
Pfad für den
Kanal bereit zu stellen.
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Der
nach unten abstehende Wandungsteil weist eine periphere Oberfläche auf,
die eine Druckabdichtung mit einem Wandungsteil des Heizgefäßes, auf
das diese angebracht ist, schafft. Die Oberfläche ist als Teil eines Kanals
ausgebildet, der über
einer abstehenden Wandung des Gefäßes angeordnet ist.
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Mit
einer solchen Anordnung ist der abstehende Teil der Gefäßwandung
zwischen den jeweiligen Seitenflächen
des Kanals geklemmt, um das Kunststoffmaterial zu drücken bzw.
pressen, um eine Verformung aufgrund thermischen Ausdehnens zu vermeiden.
Außerdem
wirkt das Abdichtmittel nicht nur als eine wasserdichte Abdichtung
zwischen der Basis und der Gefäßwandung,
sondern auch, um darüber
hinaus das Kunststoffmaterial der Gefäßwandung von der Basis thermisch
zu isolieren und um eine federnde bzw. elastische Klemmkraft auf
die Gefäßwand auszuüben.
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Die
Kunststoffgefäßwandung
kann die Seitenwandung des Gefäßes sein.
In diesem Fall kann der Kanal über
die untere Kante der Wandung greifen. Die äußere Wandung kann jedoch auch
nach innen ragen, um ebenfalls einen Teil der Basis des Gefäßes zu bilden.
In diesem Fall kann eine Lippe oder dergleichen von dem radialen
inneren Peripherieteil des Basisteils der Gefäßwandung abstehen, um an den
Kanal der Metallplatte anzugreifen. Solche Anordnungen haben den
Vorteil der Kostenverringerung, da die Menge des benötigten Materials
zur Bildung der Basis des Gefäßes reduziert
ist.
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Vorzugsweise
hat die Metallplatte eine verhältnismäßig geringe
thermische Leitfähigkeit
und ist im besten Fall aus rostfreiem Stahl. Dies hat den Vorteil
der Verringerung der radial nach außen durch die Basis gerichteten
thermischen Leitung und verhindert dadurch ein Überhitzen und somit die Beschädigung des
unteren Teils der Kunststoffwandung. Dies ist bei einem Anschalten
ohne Flüssigkeit
oder bei dem Trockenkochen sehr wichtig, da ein Kunststoffmaterial,
wie beispielsweise Polypropylen, das für die Gefäßwandung verwendet werden kann,
bei etwa 140°C
schmelzen wird, während
das Element eine Temperatur von einigen 100°C höher erreichen kann.
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Um
die radiale thermische Leitung weiter zu verringern, können eine
oder mehr umlaufende Nuten oder andere Ausbildungen, die die Plattendicke lokal
reduzieren, in der Basis zwischen dem Element und der Wand vorgesehen
sein. Dies verringert die Querschnittsfläche der Basis, durch die Wärme radial fließen kann,
wodurch der Wärmefluß radial
nach außen
von dem Element effektiv "gedrosselt" wird. Auf diese
Weise können
Mittel auf der Platte zwischen dem Element und der Gefäßwandung
vorgesehen sein, um den Wärmefluß von dem
Element zu der Gefäßwandung
zu begrenzen.
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Die
radial äußere untere
Kante des abstehenden Teils der Kunststoffwandung kann einen Wulst
haben, um den der äußere Rand
des Plattenkanals gerollt oder gefaltet bzw. gelegt sein kann, um die
Basisplatte in Position anzubringen.
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Der
untere Wandungsteil kann auch mit Mitteln geformt sein, wie beispielsweise
einer Schulter, um das Abdichtmittel zu positionieren und um zu
vermeiden, daß dieses
während
des Zusammenbaus aus dem Kanal herausgepreßt wird.
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Die
Abdichtmittel können
einen Abdichtring umfassen, beispielsweise aus Siliziumgummi. Dieses
Material ist besonders vorzuziehen, da es typischerweise stabil
bis zu Temperaturen von 250°C
ist und daher resistent gegen Überhitzung
der Metallbasis sein wird, sollte dies passieren.
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Die
Abdichtung kann rechteckig im Schnitt sein, ähnlich einem Gummiband, um
es leichter in dem Kanal anzuordnen. Bestenfalls hat die Abdichtung
einen Durchmesser der geringer ist als der innere Durchmesser des
Kanals und gedehnt wird, wenn diese in den Kanal eingebracht wird.
Es hat sich in diesem Zusammenhang als besonders vorteilhaft herausgestellt,
wenn die Querschnittsdimension der Abdichtung in einer Richtung
entlang der Basis größer ist
als in einer Richtung senkrecht zu der Basis, das heißt, wenn
die Abdichtung im Schnitt breiter ist als tief. Üblicherweise kann ein Ring
einen inneren Durchmesser von 110 mm, einen äußeren Durchmesser von 120 mm
und eine Dicke von 1,0 mm haben und kann in einen Kanal mit einem
inneren Durchmesser von 125 mm eingreifen.
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Beim
Anpassen einer solchen Abdichtung wurde herausgefunden, daß wenn die
innere Kante der Abdichtung über
die Lippe des Kanals gedehnt wird, der Rest der Abdichtung über 90° dreht, um
sich gegen die innere Wandung des Kanals zu legen. Es wurde ebenfalls
herausgefunden, daß diese
eine kegelförmige
Form von der Spitze des Kanals nach unten in den Kanal annimmt,
und dadurch den Einbau der Basis der Gefäßwandung erleichtert. Durch
Verwendung solcher Abdichtunger, wie vorstehend beschrieben, ergibt
sich ein signifikanter Kostenvorteil im Vergleich zu "O"-Ringen mit kreisförmigen Schnitt oder Bändern, die
tiefer als breiter im Schnitt sind, da diese leichter und daher
kostengünstiger
herzustellen sind.
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Der
periphere Kanal kann eine durchgängige äußere Wandung
zum Angreifen an die Gefäßwandung
haben. Vorzugsweise ist jedoch die äußere Wandung des Kanals mit
einer Reihe von sich axial erstreckenden Schlitzen gebildet, um
so eine Mehrzahl von Lappen bzw. Streifen zum Angreifen mit der Gefäßwandung
zu bestimmen. Die Lappen können so
gebildet sein, um über
den unteren Teil der Gefäßwandung
während
des Zusammenbaus zu klemmen, oder um an die Gefäßwandung lose anzugreifen und dann
auf die Wandung gerollt oder gefaltet zu werden.
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Der
Vorteil eines solchen Systems ist der, daß es ermöglichen wird, daß die Basis
verhältnismäßig leicht
von der Gefäßwandung
entfernt werden kann und wenn benötigt ersetzt werden kann. Dies wäre bei einer
durchgängigen
Kanalwandung erheblich schwieriger.
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Bei
Heizgefäßen für Flüssigkeiten
mit einer Metallbasis ist es üblich,
die Basis durch einen Erdkontakt zu erden. Dies bedeutet jedoch,
daß zusätzliche
elektrische Verbindungen zu der Basis der Platte geführt werden
müssen
und auch, daß ein
Erdkontakt bzw. Schutzkontakt bei der elektrischen Versorgung des
Gefäßes vorgesehen
sein muß.
Dies ist teuer. In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird
dieses Problem durch das erfindungsgemäße Heizgerät umgangen, das elektrisch
auf einer der Flüssigkeit
zugewandten Seite ist.
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Vorzugsweise
ist die Isolierung durch ein gebranntes Glas, Keramik oder einen
Glaskeramiküberzug
bereitgestellt. Solche Überzüge sind
im Stand der Technik wohlbekannt. Diese werden verwendet, um Widerstandsheizbahnen
auf der Unterseite der Basis zu isolieren.
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Die
Dicke und Porosität
der isolierenden Schicht sollte ausreichend sein, um eine zufriedenstellende
Isolierung während
des Betriebs bereit zu stellen. Typischerweise beträgt die Dicke
mindestens 1 mm und die Porosität
und die Dicke sind ausreichend, um eine Durchschlagsprüfung von
mehr als 2500 Volt zu überstehen.
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Einige
bevorzugte Ausführungsformen
der Erfindung werden nun lediglich beispielhaft unter Bezugnahme
auf die beigefügten
Zeichnungen beschrieben.
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1 zeigt
ein Wasserheizgefäß mit einem Plattenheizgerät, das in
dessen Basis angebracht ist.
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2 zeigt
ein Detail aus 1.
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3 zeigt
ein erfindungsgemäßes Heizgerät.
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4 zeigt
einen Schnitt durch die Basis eines Gefäßes, das die Erfindung verkörpert.
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5 zeigt
eine Unteransicht von 4.
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6 zeigt
eine weitere Gefäßbasis,
die nicht in den Bereich der Erfindung fällt, aber die zu Zwecken der
Erklärung
enthalten ist.
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7 zeigt
eine Teilseitenansicht der Basis aus 6.
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8 zeigt
eine weitere Ausführungsform der
Erfindung.
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Unter
Bezugnahme auf 1 hat ein Wasserheizgefäß 2 einen
Körper 4,
der aus Polypropylen gefertigt ist, so daß dieses eine Wandung 6 und
einen Griff 8 aufweist.
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Die
Basis 10 des Gefäßes 2 ist
glatt und aus einer Platte aus rostfreiem Stahl mit einer Dicke
von 0,4 bis 0,6 mm gefertigt. Diese ist rund und hat ein elektrisches
Heizelement 12 und auf deren Unterseite eine temperaturempfindliche
Kontrolle 14 angebracht. Das Element 12 ist in
einem Aluminiumträger angebracht,
der an die Unterseite der Basis 10 angebracht ist. Die
Basis 10 ist auch mit einem peripheren U-förmigen Kanal 16 gebildet.
Die anfängliche
Form des äußeren Randes 18 des
Kanals 16 ist mit gepunkteten Linien in 2 gezeigt.
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Eine
Reihe von drei konzentrischen Nuten 20 ist in der Unterseite
der Basis 10 zwischen dem Element 12 und dem Kanal 16 gebildet.
Jede Nut 20 ist etwa 0,2 bis 0,3 mm tief und etwa 0,4 bis
0,5 mm breit. Es sollte beachtet werden, daß diese Basis nicht in den
Bereich der Erfindung fällt,
sondern lediglich zu Erklärungszwecken
enthalten ist.
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Der
Kanal 16 nimmt den unteren Endteil 22 der Kunststoffwandung 6 auf.
Die radial innere Wandung 24 des unteren Endteils 22 ist
mit einer Schulter 26 gebildet, die bewirkt, daß eine Siliziumgummi-Abschirmung 28 mit
rechteckigem Querschnitt positioniert wird. Die radial äußere Wandung 30 des
unteren Endteils 22 ist mit einem Wulst 32 geformt, über den, wie
in 2 gezeigt, der äußere Rand 18 des Kanals 16 gerollt
sein kann.
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Der
untere Endteil 22 der Wand 6 selbst ist nach innen
abgestuft, um zu ermöglichen,
daß sich eine
Basisabdeckung 34 sich bündig an die Wandung 6 legt.
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Die
Gefäßbasis ist
folgendermaßen
aufgebaut. Zunächst
wird der Abschirmring 28 über den unteren Endteil 22 der
Wandung 6 gedehnt und gegen die Schulter 26 gelegt.
Ein Gleitmittel wird dann über
die inneren und äußeren Wandungen
des unteren Endteils 22 aufgetragen und Kanal 16 der
Basis 10 über
den Endteil 22 gedrückt,
bis die Basis 36 des Kanals 16 an die untere Kante 38 der
Wandung 6 anstößt. Die
Abdichtung 28 wird durch die Schulter 26 davon
abgehalten, in das Gefäß gedrückt zu werden. Wenn
die Basis in Position ist, wird der äußere Rand 18 des Kanals 16 über den
Wulst 32 gerollt, um den unteren Endteil 22 der
Wandung zwischen sich und die Abdichtung 28 zu klemmen.
Dies bewirkt eine Druckkraft auf die Dicke der Wandung 6,
wodurch deren thermische Ausdehnung minimiert wird.
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Der
untere Endteil 22 der Wandung 6 ist auch von dem
Element 12 durch die Basis 10 selbst, die aus
rostfreiem Stahl ist, das eine verhältnismäßig geringe thermische Leitfähigkeit
hat, durch die Nuten 20, die den Wärmefluß radial nach außen von
dem Element behindern, und durch den Abdichtring 28 thermisch
isoliert.
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Ein
mögliches
Problem kann bei der in den 1 und 2 gezeigten
Basiskonstruktion auftreten, wenn das auf der Basis vorgesehene
Heizmittel ein gedrucktes Heizelement umfaßt. Bei der Konstruktion eines
solchen Elements ist es von Vorteil, einen ungehinderten Zugang
zu der Oberfläche
für die
Sedimentierung des Elements zu haben, beispielsweise um zu ermöglichen,
daß die
Oberfläche mit
der gewünschten
Elementenbahn mit Filmdruck bzw. Siebdruck gefertigt wird. In einem
solchen Fall kann der periphere Kanal 16 im Wege sein.
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Die
erfindungsgemäße, in der 3 gezeigte
Basis 36 überwindet
dieses Problem, indem diese ihren zentralen Bereichsteil 38 versetzt
von der Basis des peripheren Montagekanals 40 hat, um mit
einem Abstand D darunter zu ragen. Die Versetzung D muß nicht
groß sein.
Diese muß beispielsweise
nur in dem Bereich von 0,5 mm liegen. Der Zentralbereichsteil ist mit
dem oberen Ende der inneren Kanalwandung 42 durch einen
geneigten Teil 44 verbunden. Dieser wirkt sowohl zum Verstärken der
Basis als auch zum Erhöhen
der Länge
des thermischen Pfads zu der Wandung des Gefäßes.
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Die 4 und 5 zeigen
eine Basis 50 des in 3 beschriebenen
Typs, der mit einer Heizbahn 52 bedruckt ist und auf der
Basis des Heizgefäßes 54 für Flüssigkeiten
befestigt ist.
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Die
Basis 50 umfaßt
eine Platte 56 aus rostfreiem Stahl, die 0,5 mm dick ist
und mit einem peripheren Kanal 58 zum Angreifen über das
untere Ende 60 der Kunststoffwandung 62 des Gefäßes gebildet
ist. Der Zentralbereich 64 der Platte 56 ist durch einen
geneigten Abschnitt 66 mit dem Kanal 58 verbunden,
der den Zentralbereich 64 der Platte gegen Verwindungskräfte stärkt, die
bei Benutzung auftauchen werden.
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Die
untere Oberfläche 68 des
Zentralbereichs 64 unter der Bodenoberfläche 70 des
Kanals 58 ist um beispielsweise einen Abstand von 0,1 bis 0,5
mm versetzt.
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Die
untere Oberfläche 68 ist
mit einer isolierenden Schicht 72 aus Glaskeramik mit einer
Dicke von etwa 0,1 mm versehen, die durch eine geeignete Technologie
gelegt ist, beispielsweise durch Drucken und Feuern bzw. Brennen.
Die Versetzung bzw. der Offset der unteren Oberfläche 68 von
der Kanalbasis 70 erlaubt zu diesem Zweck einen freien
Zugang zu der Oberfläche.
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Oben
auf der isolierenden Schicht 72 ist eine spiralförmige Heizbahn 74 gelegt.
Die Bahn 74 ist vorzugsweise durch ein Filmdruckverfahren
gelegt, das wiederum durch die Versetzung der Oberfläche 68 von
der beanspruchten Basis 70 erleichtert wird.
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Die
Bahn 74 ist etwa 2,5 mm breit und die Windungen der Bahn
sind durch einen Abstand von etwa 0,5 bis 1 mm voneinander getrennt.
Ein Abstand von 4 mm zu der Außenseite
der isolierenden Schicht 72 wird benötigt, um Sicherheitsstandards
zu erfüllen.
Ein Spiralmuster bedeutet, daß eine
größere Länge der
Bahn auf einem Substrat mit geringerem Durchmesser untergebracht
werden kann, wodurch die Größe des Heizgeräts reduziert
wird.
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Das
Bahnmaterial ist Nickel oder eine Legierung mit hohem Nickelanteil,
das oxidationsresistent bei normalen Arbeitstemperaturen der Bahn
ist, die gewöhnlich
geringer als 250°C
ist. Da die Bahn oxidationsresistent ist, braucht diese keinen Schutzüberzug,
wie dies gewöhnlich
bei solchen Heizgeräten vorgesehen
ist, wodurch sich die Anzahl der Herstellungsschritte und damit
die Kosten verringern. Darüber
hinaus haben Nickel und Legierungen mit hohem Nickelanteil einen
ausreichend niedrigen Widerstand, um es eher zu ermöglichen,
daß ein
elektrischer Kontakt direkt zu der Bahn 74 hergestellt
wird, als daß ein
separater Kontakt mit geringem Widerstand, beispielsweise aus Silber,
vorgesehen ist. Daher werden wiederum die Produktionskosten verringert.
Die Platte 64 ist an die untere Kante der Gefäßwandung 62 auf
dieselbe Weise, wie in der vorstehenden Ausführungsform, mit einer Druckabdichtung 30 angebracht,
die zwischen der inneren Kanalwandung 82 und der Gefäßwandung 62 angebracht
ist. Die äußeren Kanalwandung 84 ist
in eine Aushöhlung 86 in
der Gefäßwand 62 hinein
verformt, um die Platte in Position zu halten.
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Gemäß den 6 und 7 hat
eine runde Basis 100 (was nicht in den Bereich der Erfindung fällt sondern
vielmehr nur enthalten ist, um ein Merkmal zu verdeutlichen, das
als ein bevorzugtes Merkmal der Erfindung verkörpert sein kann) einen peripheren
Kanal 102 zum Eingreifen an die untere Kante der Kunststoffgefäßwandung,
wie vorstehend beschrieben. In diesem Fall ist jedoch die äußere Wandung 104 des
Kanals 102 mit einer Reihe von gleichbeabstandeten, sich
axial erstreckenden Schlitzen 106 gebildet, um eine Reihe
von Streifen 108 zu bilden, die gleichbeabstandet um die
Peripherie des Kanals 102 angeordnet sind. Typischerweise
können die
Schlitze 106 1 mm breit und die Streifen 108 4 mm
breit sein.
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Die
Basis kann an die untere Kante der Gefäßwandung auf dieselbe Weise
wie zuvor beschrieben gebaut sein, die Streifen 108 sind über die
untere Kante der Gefäßwandung
gerollt bzw. gewalzt. Die Streifen 108 werden es jedoch
ermöglichen,
die Basis leichter von der Gefäßwandung
zu ent fernen, beispielsweise wenn eine Reparatur notwendig ist.
Die Basis 50 kann dann wieder auf die Gefäßwandung auf
dieselbe Weise wie vorstehend erläutert angebracht werden, oder,
wenn sich die Streifen nach innen federnd auf einen Durchmesser
kleiner als der äußere Durchmesser
des zusammenwirkenden Teils der Gefäßwandung wölbten, durch Schnappassung auf
den Teil der Gefäßwandung.
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Die 8 zeigt
eine modifizierte Version eines erfindungsgemäßen Heizgeräts mit einem Zentralteil der
Basis, der von dem peripheren Kanal 120 durch einen Abschnitt 124 versetzt
ist, der sich im wesentlichen parallel zu der Achse der Basis erstreckt.
Dies bewirkt, daß die
Länge des
thermischen Pfades zu dem peripheren Kanal 122 von dem
Element 126 (gezeigt in dieser Ausführungsform als angebracht an
eine Diffusionsplatte 128, die an die Gefäßbasis auf
eine herkömmliche
Weise angebracht ist) sich vergrößert, während dies
gleichzeitig erlaubt, daß der
Durchmesser der Basis verringert ist.
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Bei
den konkreten, vorstehend beschriebenen Anordnungen wurden die Plattenheizgeräte an die
untere Kante der äußeren Gefäßwandung
angepaßt.
Man wird sich jedoch bewußt
sein, daß wegen der
Verringerung der Heizgerätgröße, die
die Erfindung möglich
macht, ein Teil der Gefäßbasis auch aus
Kunststoff gebildet sein kann und daß das Heizgerät an eine
abstehende innere Kante des Basisteils aus Kunststoff angebracht
ist. Solche Anordnungen werden daher als in den Bereich der Erfindung
fallend angesehen.
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Es
wird auch erkannt werden, daß obwohl eine
runde Platte und eine im wesentlichen kreisrunde Bahn mit spiralförmiger Ausbildung
bei den bevorzugten Ausführungsformen
beschrieben wurden, die Erfindung nicht auf solche beschränkt ist
und beabsichtigt ist, daß die
Erfindung andere Formen der Platte und Elementbahn umfaßt, bspw.
rechteckige Platten und Spiralen. Außerdem muß nicht die gesamte Länge der
Bahn spiralförmig
sein, um die Vorzüge
der Erfindung zu genießen.
Auch Bahnen mit spiralförmigen
Abschnitten werden als in den Bereich der Erfindung fallend angesehen.