Anwendungsgebiet und Stand der Technik
[0001] Die Erfindung betrifft ein Elektrogerät nach dem Oberbegriff des Anspruch 1.
[0002] Aus der
EP 1152639 A1 ist eine entsprechende Heizeinrichtung bekannt, welche sowohl als flache Trägerplatte
als auch als Durchflusserhitzer ausgebildet sein kann. Dort sind die Temperatursensoren
in Flachleitertechnik bzw. Dickschichttechnik auf den Träger aufgebracht. Da auch
die Heizleiter in Dickschichttechnik auf den Träger aufgebracht sind, aber aus anderem
Material, sind zwei Beschichtungsschritte nötig.
Aufgabe und Lösung
[0004] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Elektrogerät mit einer eingangs genannten
Heizeinrichtung zu schaffen, mit denen Probleme des Stands der Technik vermieden werden
können und insbesondere ein einfacher und zuverlässiger Aufbau einer Heizeinrichtung
für einen sicheren und zuverlässigen Betrieb erreicht werden kann.
[0005] Gelöst wird diese Aufgabe durch ein Elektrogerät mit den Merkmalen des Anspruchs
1. Vorteilhafte sowie bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den weiteren
Ansprüchen angegeben und werden im Folgenden näher erläutert. Dabei werden manche
der Merkmale nur für eine Heizeinrichtung oder nur für das Elektrogerät beschrieben.
Sie sollen jedoch unabhängig davon sowohl für die Heizeinrichtung als auch für das
Elektrogerät gelten können. Der Wortlaut der Ansprüche wird durch ausdrückliche Bezugnahme
zum Inhalt der Beschreibung gemacht.
[0006] Es ist vorgesehen, dass die Heizeinrichtung das Medium bzw. eine Flüssigkeit entweder
im Durchfluss oder im Vorbeifluss beheizt oder es kann auch nach Art einer Kochplatte
eine Beheizung eines stehenden Mediums sein, beispielsweise in einem Kochtopf. Die
Heizeinrichtung weist einen Träger auf, wobei auf dem Träger Heizleiter aufgebracht
sind und mindestens ein erster und ein zweiter Temperatursensor auf dem Träger angeordnet
sind. Der Träger kann ausgebildet sein wie allgemein bekannt, beispielsweise aus isolierendem
Material wie Keramik odgl., alternativ aus Metall bzw. Stahl mit einer Isolierschicht
darauf.
[0007] Erfindungsgemäß ist ein erster Temperatursensor nahe am Heizleiter angeordnet, wodurch
vor allem die Heizleitertemperatur möglichst direkt überwacht werden soll. Ein Abstand
kann hier weniger als die zweifache Heizleiterbreite betragen, vorteilhaft sogar weniger
als eine ganze Heizleiterbreite, oder etwa eine halbe Heizleiterbreite sein. Ein anderes
Maß für den Abstand des ersten Temperatursensors zum Heizleiter kann vorteilhaft anstelle
der Heizleiterbreite auf die Dicke des Trägers bezogen sein, also darauf, welchen
Weg der Wärmefluss ausgehend vom Heizleiter zum einen in das Medium hinein aufweist
und zum anderen zum ersten Temperatursensor als Wärmequerleitung im Träger. Dabei
kann der Abstand des ersten Temperatursensors zum Heizleiter vorteilhaft kleiner sein
als das Zehnfache der Dicke des Trägers, vorteilhaft kleiner als das Fünffache oder
sogar nur etwa das Dreifache der Dicke des Trägers betragen. Ein ausreichender elektrischer
Isolierabstand ist natürlich einzuhalten.
[0008] Der zweite Temperatursensor weist erfindungsgemäß einen größeren Abstand zum Heizleiter
auf als der erste Temperatursensor, wobei die beiden Temperatursensoren nicht unbedingt
nahe beieinander angeordnet sein müssen bzw. es muss nicht unbedingt dieselbe Stelle
des Heizleiters sein, in deren Nähe die beiden Temperatursensoren angeordnet sind.
Vorteilhaft beträgt der Abstand des zweiten Temperatursensors zum Heizleiter mehr
als das Zweifache der Heizleiterbreite oder sogar mehr als das Dreifache der Heizleiterbreite,
beispielsweise das Drei- bis Fünffache. Alternativ kann dieser Abstand so ausgelegt
sein, dass er größer ist als der zweifache Abstand des ersten Temperatursensors vom
Heizleiter, vorteilhaft etwa das Drei- bis Fünffache.
[0009] Ähnlich wie für den ersten Temperatursensor angegeben kann als anderes Maß für den
Abstand des zweiten Temperatursensors zum Heizleiter die Dicke des Trägers herangezogen
werden, so dass ein Abstand zum Heizleiter größer als das Fünfzehnfache der Dicke
des Trägers sein kann. Besonders vorteilhaft ist er größer als das Dreißigfache der
Dicke des Trägers bzw. beträgt etwa das Dreißig- bis Fünfzigfache der Dicke des Trägers.
[0010] Durch diese unterschiedlichen Abstände der beiden Temperatursensoren zum Heizleiter
kann mit dem ersten Temperatursensor, der eben sehr nahe an dem Heizleiter angeordnet
ist, vor allem die Heizleitertemperatur erfasst werden. Damit kann insbesondere eine
ungewünscht hohe Temperatur erkannt werden und entsprechende Gegenmaßnahmen eingeleitet
werden, beispielsweise ein Abschalten der Heizeinrichtung oder Reduzieren der elektrischen
Leistung. Durch diesen geringen Abstand wird die Temperatur am ersten Temperatursensor
eben auch im Wesentlichen vom Heizleiter beeinflusst und weniger von der Umgebung
oder von dem zu erhitzenden Medium aufgrund der vorgenannten kurzen Wege für den Wärmestrom.
[0011] Der zweite Temperatursensor wiederum ist weiter vom Heizleiter entfernt, so dass
seine Temperatur im Wesentlichen vom zu erhitzenden Medium bestimmt wird. Die vorgenannten
Abstände zwischen zweitem Temperatursensor und Heizleiter werden allgemein als ausreichend
angesehen, insbesondere wenn das Medium eine Flüssigkeit ist, so dass die Heizleitertemperatur
keinen direkten Einfluss auf die am zweiten Temperatursensor gemessene Temperatur
aufweist. Vor allem in der Angabe der Abstände mit Bezug auf die Dicke des Trägers
wird dies deutlich.
[0012] Vorteilhaft sind an der Heizeinrichtung genau die beiden vorgenannten Temperatursensoren
vorgesehen und keine weiteren. Alternativ könnte noch ein weiterer Temperatursensor
so vorgesehen sein, dass der zweite Temperatursensor und dieser weitere Temperatursensor
in einer Durchflussrichtung des Mediums möglichst weit voneinander entfernt sind.
Daraus kann eine Erwärmung des durchfließenden Mediums bestimmt werden bzw. ein von
der Heizeinrichtung eingebrachter Wärmestrom.
[0013] Die Temperatursensoren können PTC-Widerstände sein. In vorteilhafter Ausgestaltung
der Erfindung sind die Temperatursensoren als NTC-Widerstände ausgebildet, insbesondere
mit möglichst linearer Kennlinie in einem Bereich von 0°C bis 200°C oder 300°C.
[0014] In nochmals weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung sind der erste Temperatursensor
und der zweite Temperatursensor bzw. alle Temperatursensoren baugleich.
[0015] Es wird bevorzugt, wenn mindestens einer der Temperatursensoren als SMD-Bauteile
ausgebildet ist, vorteilhaft beide. Durch die kleine Bauform wird wenig Platz auf
dem Träger benötigt. Durch ihre geringe thermische Masse kann eine sehr gute und schnelle
Temperaturerfassung erfolgen. Sie können auch leicht in SMD-Technik auf den Träger
aufgelötet werden und liegen sowohl durch die Verlötung als auch die typische SMD-Bauweise
am Träger an für eine möglichst gute Temperaturübertragung. Eine Temperaturübertragung
kann hier durch Wärmeleitpaste odgl. verbessert werden.
[0016] In weiterer Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass ein oder die Temperatursensoren
nicht fest oder unlösbar auf dem Träger aufgebracht sind, also nicht wie vorbeschrieben
darauf aufgelötet sind. Sie können beispielsweise durch eine andere Halteeinrichtung
gegen den Träger angedrückt oder angelegt sein und dabei mittels dieser Haltevorrichtung
auch elektrisch kontaktiert sein. So kann ein Schritt des Auflötens der Temperatursensoren
auf dem Träger entfallen.
[0017] In weiterer Ausgestaltung der Erfindung kann der erste Temperatursensor länglich
ausgebildet sein und im Wesentlichen parallel zu einem Längsverlauf desjenigen Heizleiters
verlaufen, zu dem er den geringsten Abstand aufweist. Diese Anordnung des Temperatursensors
weist den Vorteil auf, dass dann der vom Heizleiter kommende Wärmestrom sozusagen
quer auf den Temperatursensor trifft und dieser über seine Länge hinweg möglichst
gleichmäßig erhitzt wird. Dies verbessert die Messgenauigkeit sowie die Anspruchsgeschwindigkeit
des ersten Temperatursensors. An sich kann dieser erste Temperatursensor zu einem
beliebigen Bereich des Heizleiters hin weisen bzw. sehr nahe an diesem liegen. Vorteilhaft
ist es ein Bereich einer Schleife des Heizleiters.
[0018] Der Heizleiter kann vorteilhaft mäanderförmig bzw. in Schleifen auf dem Träger verlaufen.
Die Biegungen der Schleifen können dabei so ausgebildet sein, dass entweder der Heizleiter
mit ungefähr seiner Breite umläuft. Vorteilhaft und zur Vermeidung von sogenannten
heißen Stellen durch Stromeinschnürung können die beiden Heizleiterschenkel der Schleife
aufhören und ihre Enden mittels einer sehr gut elektrisch leitfähigen Kontaktbrücke
verbunden bzw. kontaktiert sein. Dies ist aus dem Stand der Technik bekannt, siehe
hierzu die
EP 1905271 B1.
[0019] Vorteilhaft ist der zweite Temperatursensor im Bereich einer solchen vorgenannten
Biegung bzw. Schleife angeordnet, d.h. dass der Heizleiter dem zweiten Temperatursensor
mit einer solchen Biegung bzw. Schleife am nächsten kommt. Dies weist den Vorteil
auf, dass hier die erzeugte Heizleistung etwas geringer ist und somit der zweite Temperatursensor
noch einmal etwas weniger dem direkten Temperatureinfluss des Heizleiters ausgesetzt
ist.
[0020] Der Heizleiter ist vorteilhaft aus einem Widerstandsmaterial in Dickschichttechnik
ausgebildet. Eine Dicke kann mindestens 5 µm betragen, vorteilhaft mindestens 20 µm
bis über 50 µm. Die Breite eines Heizleiters ist vorteilhaft in seinem Längsverlauf
in etwa gleich und kann zwischen 2 mm und 10 mm liegen, vorteilhaft etwa 5 mm bis
7 mm. Bei einer Parallelschaltung der Heizleiter kann die Breite auch noch geringer
sein.
[0021] Vorteilhaft weist das erfindungsgemäße Elektrogerät einen Durchflusskanal für ein
Medium bzw. eine Flüssigkeit auf, insbesondere Wasser. Ein solches Elektrogerät ist
besonders vorteilhaft eine Waschmaschine, eine Spülmaschine oder allgemein ein Durchflusserhitzer.
An dem Durchflusskanal befindet sich eine erfindungsgemäße Heizeinrichtung bzw. sie
bildet diesen Durchflusskanal zumindest zum Teil. In Ausgestaltung der Erfindung ist
es möglich, dass die Heizeinrichtung rohrförmig ausgebildet ist mit einem rohrförmigen
Träger. Sie kann aber auch ein Teilrohr sein. Das Medium fließt dann durch die Heizeinrichtung
hindurch. Heizleiter und Temperatursensoren sind dabei an der Außenseite der Heizeinrichtung
bzw. des Trägers angeordnet, so dass sie nicht in Kontakt mit dem Medium bzw. der
Flüssigkeit gelangen und auch leichter erreichbar sind für eine elektrische Kontaktierung.
Vorteilhaft ist es dabei möglich, dass der zweite Temperatursensor in Durchflussrichtung
des Mediums hinter dem ersten Temperatursensor angeordnet ist.
[0022] In anderer Ausgestaltung der Erfindung kann ein erfindungsgemäßes Elektrogerät eine
erfindungsgemäße Heizeinrichtung mit einem flachen bzw. plattenförmigen Träger aufweisen,
beispielsweise als Kochgerät oder Kochfeld zum Aufstellen eines Topfes oder sonstigen
Behälters.
[0023] Ist eine Heizeinrichtung rohrförmig ausgebildet, so ist sie vorteilhaft derart in
dem Elektrogerät eingebaut, dass zumindest einer der Temperatursensoren in einem vertikal
obersten Bereich der Heizeinrichtung angeordnet ist. Besonders vorteilhaft ist dies
der erste Temperatursensor nahe am Heizleiter. Befindet sich in dem Durchflusskanal
ein Medium bzw. eine Flüssigkeit, und darin wiederum Luftblasen oder Lufteinschlüsse,
so sind sie üblicherweise eben in diesem obersten Bereich, falls ihr Ort überhaupt
angegeben werden kann. Da dann aufgrund der Luftblasen die Wärmeabnahme durch das
Medium von der Heizeinrichtung nicht so gut möglich ist, besteht das Risiko einer
lokalen Überhitzung der Heizeinrichtung bzw. des Heizleiters, was dann eben durch
diesen hier angeordneten Temperatursensor sehr gut und sehr schnell erkannt werden
kann.
[0024] Der zweite Temperatursensor zur Erfassung der Temperatur des Mediums bzw. der Flüssigkeit
selbst kann einerseits ebenfalls in einem vertikal oberen oder dem vertikal obersten
Bereich angeordnet sein. Alternativ kann der zweite Temperatursensor weiter unterhalb
vorgesehen sein, insbesondere aus dem Grund, weil damit ja möglichst die Temperatur
des Mediums gemessen werden soll, unabhängig von derartigen Lufteinschlüssen bzw.
selbst mit ihnen.
[0025] Diese und weitere Merkmale gehen außer aus den Ansprüchen auch aus der Beschreibung
und den Zeichnungen hervor, wobei die einzelnen Merkmale jeweils für sich allein oder
zu mehreren in Form von Unterkombinationen bei einer Ausführungsform der Erfindung
und auf anderen Gebieten verwirklicht sein und vorteilhafte sowie für sich schutzfähige
Ausführungen darstellen können, für die hier Schutz beansprucht wird. Die Unterteilung
der Anmeldung in einzelne Abschnitte sowie Zwischen-Überschriften beschränken die
unter diesen gemachten Aussagen nicht in ihrer Allgemeingültigkeit.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
[0026] Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen schematisch dargestellt
und werden im Folgenden näher erläutert. In den Zeichnungen zeigen:
- Fig. 1
- eine Darstellung einer erfindungsgemäßen Heizeinrichtung mit rohrförmigen Träger und
Heizleitern darauf sowie zwei Temperatursensoren,
- Fig. 2
- eine etwas abgewandelte Ansicht auf einem Träger in flacher Form mit Heizleitern und
zwei Temperatursensoren darauf,
- Fig. 3
- einen seitlichen Schnitt durch eine Heizeinrichtung mit rohrförmigem Träger und einem
angedrückten Temperatursensor an einem elastischen Arm,
- Fig. 4
- eine Spülmaschine als erfindungsgemäßes Elektrogerät mit Pumpe und nachgeschalteter
erfindungsgemäßer Heizeinrichtung mit rohrförmigem Träger ähnlich Fig. 1 und
- Fig. 5
- eine Darstellung der Verläufe der Widerstandswerte der beiden Temperatursensoren aus
Fig. 1 über der Zeit sowie ihrer Differenz bei einem Heizvorgang mit dem Ereignis
eines sogenannten Trockengehens.
Detaillierte Beschreibung der Ausführungsbeispiele
[0027] In Fig. 1 ist eine erfindungsgemäße Heizeinrichtung 11 eines Elektrogerätes dargestellt
mit einem rohrförmigen Träger 12 in Form eines Metallrohrs. Auf der Außenseite des
Trägers 12 sind Heizleiter 14 aufgebracht in verschiedenartig verlaufenden Bahnen
mit einer Breite von etwa 3 bis 5 mm und einer vorgenannten Dicke. Die beiden linken
Heizleiter 14 bilden mit freien Enden eine Biegung 16 bzw. eine dahinführende Schleife,
wobei die freien Enden mittels einer Kontaktbrücke 17 miteinander verbunden sind,
wie dies im vorgenannten Stand der Technik grundsätzlich bekannt ist. Die beiden rechten
Heizleiter 14 sind an Kontaktfelder 18 geführt. An diese Kontaktfelder 18 kann eine
im Prinzip beliebige Kontaktierung stattfinden, beispielsweise wie aus der eingangs
genannten
EP 1152639 A1 bekannt. Alternativ können hier auch einzelne Steckanschlussfahnen aufgelötet oder
aufgeschweißt werden.
[0028] Des Weiteren sind auf der Außenseite des Trägers 12 ein erster Temperatursensor 20
und ein zweiter Temperatursensor 22 angeordnet. Die Temperatursensoren 20 und 22 sind
als SMD-Bauteile ausgebildet und auf entsprechende Lötfelder 23 aufgelötet. Eine elektrische
Kontaktierung erfolgt über Kontaktfelder 24, wobei auch hier zum elektrischen Anschluss
beispielsweise Steckanschlüsse odgl. aufgelötet sein können.
[0029] Es ist gemäß der Erfindung zu erkennen, dass der Abstand d1 zwischen erstem Temperatursensor
20 und Heizleiter 14 recht gering ist und insbesondere in etwa im Bereich der Heizleiterbreite
selbst liegt. Des Weiteren ist der Längsverlauf des ersten Temperatursensors 20 parallel
zum Längsverlauf des Heizleiters 14 in diesem Bereich. In der Praxis kann dies ein
Abstand von etwa 5 mm sein, und bei einer beispielhaften Dicke des Trägers von 0,7
mm ist der Abstand d1 das etwa Siebenfache der Dicke des Trägers 12, kann aber eben
auch etwas mehr oder weniger betragen.
[0030] Des Weiteren ist zu ersehen, dass der Abstand d2des zweiten Temperatursensors 22
zum Heizleiter 14, insbesondere im Bereich der Biegung 16, erheblich größer ist als
der Abstand d1, nämlich in etwa dreimal so groß. Somit entspricht der Abstand d2 etwa
dem Dreifachen der Heizleiterbreite oder entsprechend etwa dem Zwanzigfachen der Dicke
des Trägers 12. Des Weiteren ist, wie hier dargestellt, ganz allgemein der zweite
Temperatursensor 22 derart in einer Richtung von dem Heizleiter 14 bzw. einer Biegung
16 entfernt, dass er nicht näher an andere beheizte Bereiche bzw. Heizleiter der Heizeinrichtung
11 kommt. Die verschiedenen Kontaktfelder 18 und/oder 24 können auch räumlich näher
beieinander liegen bzw. stärker zusammengefasst sein, um mittels beispielsweise einer
gemeinsamen Kontakteinrichtung, wie sie aus der eingangs genannten
EP 1152639 A1 bekannt ist, elektrisch angeschlossen zu werden.
[0031] Die Heizeinrichtung 11 kann vorteilhaft in einer Pumpe eingebaut sein, wie sie aus
der
DE 102011003464 A1 hervorgeht. Sie kann also entweder, wie eingangs beschrieben, ein Rohr als normaler
Durchflusserhitzer sein oder aber Bestandteil und Außenmantel einer Pumpenkammer einer
Pumpe sein zur Beheizung des darin geförderten Wassers.
[0032] In Fig. 2 ist ein vergrößerter Ausschnitt auf eine etwas andere Anordnung einer Heizeinrichtung
111 dargestellt mit einem Träger 112, der hier flach bzw. plattenartig sein soll.
Es sind wiederum Heizleiter 114 vorgesehen, die im oberen Bereich eine Art Biegung
116 einer beschriebenen Schleife mit einer Kontaktbrücke 117 bilden. Im unteren Bereich
weisen die Heizleiter 114 Kontaktfelder 118 auf.
[0033] Ein erster Temperatursensor 120 ist wiederum als SMD-Bauteil auf Lötfelder 123 aufgelötet
und weist einen geringen Abstand zu dem Heizleiter 114 auf. Hier ist in Abweichung
von der Darstellung in Fig. 1 die Längsrichtung des ersten Temperatursensors 120 quer
zur Längsrichtung des Heizleiters 114 in seiner Nähe. Der Abstand ist hier sehr gering
und liegt vor allem bei weniger als einer halben Heizleiterbreite.
[0034] Ein zweiter Temperatursensor 122 ist ebenfalls in SMD-Technik ausgebildet und an
Lötfeldern 123 befestigt. Sein Abstand zu den Heizleitern 114 ist erheblich größer
als derjenige des ersten Temperatursensors 120, und zwar etwas mehr als das Doppelte
der Heizleiterbreite. Die Wärmequerleitung im Träger 112 bis zu diesem hin ist erheblich
weiter als bis zum ersten Temperatursensor 120, so dass die von ihm gemessene Temperatur
weniger von den Heizleitern sondern vielmehr von dem Medium am Träger bestimmt wird.
Die Temperatursensoren 120 und 122 sind mit Kontaktfeldern 124 verbunden zum elektrischen
Kontaktieren wie eingangs beschrieben. Der Träger 112 kann hier eine Keramikplatte
oder eine Metallplatte mit entsprechender Isolierschicht darauf sein. Die Heizleiter
sind bei den Ausführungen gemäß der Fig. 1 und 2 in Dickschichttechnik aufgebracht,
wie dies an sich aus dem Stand der Technik bekannt ist.
[0035] In Fig. 3 ist schematisch dargestellt, wie eine Heizeinrichtung 211 mit einem rohrförmigen
Träger 212 von einer Flüssigkeit 213 durchströmt wird. An der Außenseite des Trägers
212 sind oben und unten Heizleiter 214 angedeutet.
[0036] In Abweichung von den Ausgestaltungen der Fig. 1 und 2 ist ein zweiter Temperatursensor
222, was aber auch grundsätzlich für einen ersten Temperatursensor oder für beide
Temperatursensoren gelten kann, nicht direkt auf der Außenseite des Trägers 212 befestigt
bzw. aufgelötet, sondern angedrückt. Hierzu ist der zweite Temperatursensor 222 auf
einem federelastischen Trägerarm 226 befestigt bzw. aufgelötet und über angedeutete
Leiterbahnen auf dem Trägerarm 226 elektrisch kontaktiert. Der Trägerarm 226 ist durch
seine Ausbildung oder Befestigung an dem Träger 212 derart in Richtung auf den Träger
212 zu vorgespannt, dass er mit der Kraft F auf diesen drückt. Dadurch wird der zweite
Temperatursensor 222 fest, dauerhaft und zuverlässig an der Außenseite des Trägers
212 angelegt und ist somit gemäß dem Erfindungsgedanken dort angeordnet. Ein direktes
Anlegen bewirkt auch eine gute Wärmeübertragung vom Träger 212 zum Temperatursensor
222. Der Vorteil bei einer solchen Anordnung im Vergleich zu einer festen Anordnung
des Temperatursensors auf dem Träger gemäß der Fig. 1 und 2 liegt in der flexibleren
Bauweise, vor allem müssen keine entsprechenden Lötschritte odgl. am Träger durchgeführt
werden nach den Beschichtungsverfahren für die Heizleiter 214.
[0037] In Fig. 4 ist ein erfindungsgemäßes Elektrogerät als Spülmaschine 30 dargestellt,
in deren Innenraum 32 sich ein Spülarm 33 dreht. Die Zuführung von Wasser zu diesem
Spülarm 33 erfolgt mittels eines Ablaufs 34 aus dem Innenraum 32 in eine schematisch
dargestellte Pumpe 36, der eine Heizeinrichtung 11 entsprechend Fig. 1 in Rohrform
nachgeschaltet ist. Das mittels der Heizeinrichtung 11 erwärmte Wasser wird dann eben
wieder in den Spülarm 33 gepumpt. Die Heizeinrichtung 11 weist angedeutete Heizleiter
14 sowie an der Oberseite einen ersten Temperatursensor 20 auf. Die Position des zweiten
Temperatursensors ist hier nicht dargestellt und auch nicht relevant.
[0038] Ähnlich wie schon in Fig. 3 dargestellt kann die Position des ersten Temperatursensors
20 am obersten Punkt der Heizeinrichtung 11 bzw. der von ihm gebildeten Wasserführung
sein. Dies gilt sowohl für eine Heizeinrichtung 11 hinter einer Pumpe 36 als auch
vor allem für eine in eine Pumpe integrierte Heizeinrichtung gemäß der vorgenannten
DE 102011003464 A1. Sind hier nämlich neben zu förderndem Wasser noch Luftblasen enthalten, die die
Wärmeabnahme stark verringern können mit dem Risiko einer Überhitzung der Heizleiter
14, so befinden sich diese Luftblasen üblicherweise eben an einem hohen bzw. an dem
obersten Punkt. Wenn also der erste Temperatursensor 20 zur Überwachung einer Übertemperatur
der Heizeinrichtung 11 bzw. der Heizleiter 14 an diesem obersten Punkt vorgesehen
ist, so kann er sehr gut die maximal an den Heizleitern herrschende Temperatur erfassen.
Der Temperatursensor 20 ist ebenso wie die Heizeinrichtung 11 insgesamt bzw. der Heizleiter
14 und auch die Pumpe 36 mit einer Steuerung 37 verbunden. Erkennt die Steuerung 37
insbesondere auch anhand des ersten Temperatursensors 20 eine unzulässig hohe Temperatur
an der Heizeinrichtung 11, kann sie die zugeführte Heizleistung reduzieren oder ganz
abschalten.
[0039] In Fig. 5 ist ein Diagramm des Verlaufs des elektrischen Widerstands des ersten Temperatursensors
20 und eines zweiten Temperatursensors an der Heizeinrichtung 11 des Elektrogeräts
30 entsprechend Fig. 4 über der Zeit dargestellt, wobei der zweite Temperatursensor
tiefer angeordnet ist als der erste. Die beiden Temperatursensoren sind identisch
ausgebildet. Strichpunktiert ist dabei der Verlauf des Widerstands R über der Zeit
t des ersten Temperatursensors 20 dargestellt und strichliert derjenige des zweiten
Temperatursensors. Durchgezogen ist die betragsmäßige Differenz der beiden Widerstandswerte
dargestellt. Da der erste Temperatursensor 20 aufgrund seiner Anordnung nahe am Heizleiter
14 eine stets höhere Temperatur misst, ist sein Widerstandswert aufgrund der Ausbildung
als NTC-Widerstand auch stets etwas geringer und sinkt schneller.
[0040] Zum Zeitpunkt t1, also nach etwa 20 Sekunden, wird die Heizeinrichtung 11 eingeschaltet
und beginnt zu heizen. Die dadurch bewirkte Temperaturerhöhung bewirkt ein langsames
Absinken der Widerstandswerte für die beiden Temperatursensoren. Gleichzeitig nimmt
auch die Differenz zwischen den Widerstandswerten leicht ab. Zum Zeitpunkt t2 nach
knapp 150 Sekunden ist im hier dargestellten Beispielfall des Trockengehens nicht
mehr genügend Wasser in der Heizeinrichtung 11, und zwar beginnend im obersten Bereich.
So wird nicht mehr genügend Wärme abgenommen und es erfolgt eine deutliche Erwärmung.
Dies zeigt sich am raschen Abnehmen der Widerstandswerte der beiden Temperatursensoren.
Ab dem Zeitpunkt t3 bei etwas mehr als 160 Sekunden beginnt ein sogenannter abnormaler
bzw. ungewünschter Betrieb. Ab hier steigt auch die Differenz zwischen den beiden
Widerstandswerten stark an, so dass eine Steuerung 37 vorteilhaft vor allem den Verlauf
dieser Differenz auswertet, da hier die Änderungen am signifikantesten und charakteristischsten
sind.
[0041] Bei einem Zeitpunkt t4 von etwa 200 Sekunden hat die Steuerung 37 nicht nur die Veränderungen
der Widerstandswerte erkannt, sondern auch den Schluss gezogen, dass hier ein abnormaler
Betrieb vorliegt, und schaltet die Heizeinrichtung 11 komplett ab. Somit steigt die
Temperatur am Heizleiter bzw. an der Heizeinrichtung nicht mehr weiter an, sondern
fällt relativ rasch wieder ab, was sich durch eine Erhöhung der Widerstandswerte der
beiden Temperatursensoren ausdrückt. Da nun über den Heizleiter keine neue Wärme mehr
erzeugt wird, die am ersten Temperatursensor stärker ankommt bzw. eine stärkere Erwärmung
dort bewirkt, laufen die Kurven für die Widerstandswerte der beiden Temperatursensoren
ansteigend schnell aufeinander zu, so dass auch die Differenzkurve schnell nahe Null
geht.
[0042] Somit kann mit der Erfindung nicht nur eine praxistaugliche Anordnung geschaffen
werden, um eine Temperatur an einer Heizeinrichtung eines Elektrogeräts für ein zu
erhitzendes Medium zu schaffen, sondern es kann auch eine vorteilhafte, einfache und
sichere Methode der Temperaturauswertung erreicht werden.
1. Elektrogerät (30) mit einem Durchflusskanal für ein Medium, wobei an dem Durchflusskanal
eine Heizeinrichtung (11, 211) zur Beheizung eines Mediums bzw. einer Flüssigkeit
im Durchfluss bzw. im Vorbeifluss vorgesehen ist bzw. diese Heizeinrichtung diesen
Durchflusskanal zumindest zum Teil bildet, wobei die Heizeinrichtung (11, 211) einen
Träger (12, 212) aufweist und wobei auf dem Träger Heizleiter (14, 214) aufgebracht
sind und mindestens zwei Temperatursensoren (22, 22, 222) angeordnet sind, wobei die
Temperatursensoren als diskrete separate Bauteile ausgebildet sind und wobei:
- ein erster Temperatursensor (20) nahe am Heizleiter (14, 214) angeordnet ist und
- ein zweiter Temperatursensor (22, 222) einen größeren Abstand zum Heizleiter (14,
214) aufweist als der erste Temperatursensor (20),
wobei die Heizeinrichtung (11, 211) rohrförmig ausgebildet ist mit einem rohrförmigen
Träger (12, 212) und das Medium durch sie hindurch fließt,
dadurch gekennzeichnet, dass die Heizleiter (14, 214) und auch die Temperatursensoren (20, 22, 222) an der Außenseite
der Heizeinrichtung (11, 211) angeordnet sind.
2. Elektrogerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Heizeinrichtung (11, 211) derart in dem Elektrogerät (30) eingebaut ist, dass
zumindest einer der Temperatursensoren (20, 22, 222) in einem vertikal obersten Bereich
der Heizeinrichtung angeordnet ist.
3. Elektrogerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest der erste Temperatursensor (20) nahe am Heizleiter (14, 214) in einem vertikal
obersten Bereich der Heizeinrichtung (11, 211) angeordnet ist.
4. Elektrogerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Temperatursensor (20) mit einem Abstand von weniger als der zweifachen
Heizleiterbreite am Heizleiter (14, 214) angeordnet ist.
5. Elektrogerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand des ersten Temperatursensors (20) zum Heizleiter (14, 214) kleiner ist
als das Zehnfache der Dicke des Trägers (12, 212).
6. Elektrogerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand des zweiten Temperatursensors (22, 222) zum Heizleiter (14, 214) größer
als das Zweifache der Heizleiterbreite oder größer als der zweifache Abstand des ersten
Temperatursensors (20) vom Heizleiter ist.
7. Elektrogerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand des zweiten Temperatursensors (22, 222) zum Heizleiter (14, 214) größer
ist als das Fünfzehnfache der Dicke des Trägers (12, 212).
8. Elektrogerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Temperatursensoren (20, 22, 222) als NTC-Widerstände ausgebildet sind.
9. Elektrogerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Temperatursensor (20) und der zweite Temperatursensor (22, 222) baugleich
sind.
10. Elektrogerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Temperatursensor (20) und/oder der zweite Temperatursensor (22, 222) SMD-Bauteile
sind.
11. Elektrogerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest einer der Temperatursensoren (222) an den Träger (212) lösbar bzw. ohne
unlösbare Befestigung angedrückt ist.
12. Elektrogerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Temperatursensor (20) länglich ausgebildet ist und im Wesentlichen parallel
zu einem Längsverlauf des Heizleiters (14, 214) mit dem geringsten Abstand angeordnet
ist.
13. Elektrogerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Heizleiter mäanderförmig bzw. in Schleifen verläuft und die Biegungen der Schleifen
so ausgebildet sind, dass die beiden Heizleiterschenkel der Schleifen aufhören und
mittels einer sehr gut elektrisch leitfähigen Kontaktbrücke verbunden bzw. kontaktiert
sind, wobei der zweite Temperatursensor im Bereich einer solchen Biegung einer Schleife
angeordnet ist bzw. der Heizleiter dem zweiten Temperatursensor mit einer solchen
Biegung einer Schleife am nächsten kommt.
1. An electric appliance (30) having a flow channel for a medium, wherein a heating device
(11, 211) is provided at said flow channel for heating a medium or a liquid, respectively,
in a through-flow or in a past-flow, respectively, or said heating device forms said
flow channel at least partially, wherein said heating device (11, 211) comprises a
carrier (12, 212) and wherein heating conductors (14, 214) are attached on said carrier
and at least two temperature sensors (22, 22, 222) are arranged on said carrier, wherein
said temperature sensors are configured as discrete, separate components and wherein:
- a first temperature sensor (20) is arranged close to said heating conductor (14,
214), and
- a second temperature sensor (22, 222) has a greater distance to said heating conductor
(14, 214) than said first temperature sensor (20),
wherein the heating device (11, 211) is configured in tubular manner with a tubular
carrier (12, 212) and said medium flows through said heating device,
characterized in that
said heating conductors (14, 214) and said temperature sensors (20, 22, 222) as well
are arranged on an outer side of said heating device (11, 211).
2. The electric appliance according to claim 1, characterized in that said heating device (11, 211) is installed in said electric appliance (30) such that
at least one of said temperature sensors (20, 22, 222) is arranged in a vertically
topmost region of said heating device.
3. The electric appliance according to claim 1 or 2, characterized in that at least said first temperature sensor (20) is arranged close to the heating conductor
(14, 214) in a vertically topmost region of said heating device (11, 211).
4. The electric appliance according to any of the preceding claims, characterized in that the first temperature sensor (20) is arranged on the heating conductor (14, 214)
with a distance of less than twice a width of said heating conductor.
5. The electric appliance according to any of the preceding claims, characterized in that the distance of said first temperature sensor (20) to said heating conductor (14,
214) is smaller than ten times a thickness of said carrier (12, 212).
6. The electric appliance according to any of the preceding claims, characterized in that the distance of said second temperature sensor (22, 222) to said heating conductor
(14, 214) is greater than twice a width of said heating conductor or greater than
two times a distance of said first temperature sensor (20) to said heating conductor.
7. The electric appliance according to any of the preceding claims, characterized in that the distance of said second temperature sensor (22, 222) to said heating conductor
(14, 214) is greater than fifteen times a thickness of said carrier (12, 212).
8. The electric appliance according to any of the preceding claims, characterized in that said temperature sensors (20, 22, 222) are NTC resistors.
9. The electric appliance according to any of the preceding claims, characterized in that said first temperature sensor (20) and said second temperature sensor (22, 222) are
identically constructed.
10. The electric appliance according to any of the preceding claims, characterized in that said first temperature sensor (20) and/or said second temperature sensor (22, 222)
are surface mounted device (SMD) components.
11. The electric appliance according to any of the preceding claims, characterized in that at least one of the temperature sensors (222) is pressed onto said carrier (212)
in a detachable manner or without permanent fixation, respectively.
12. The electric appliance according to any of the preceding claims, characterized in that said first temperature sensor (20) is configured in an elongate manner and arranged
essentially parallel to a longitudinal course of said heating conductor (14, 214)
with a most small distance thereto.
13. The electric appliance according to any of the preceding claims, characterized in that a heating conductor extends meander-shaped or in loops, respectively, and curvatures
of said loops are configured such that two heating conductor arms of said loops terminate
and are connected or contacted, respectively, by means of an electrically very well
conducting contact bridge, wherein said second temperature sensor is arranged in a
region of such a curvature of a loop or said heating conductor approaches said second
temperature sensor closest with such a curvature of a loop, respectively.
1. Appareil électrique (30) comportant un canal de circulation destiné à un agent, dans
lequel il est prévu un dispositif de chauffage (11, 211) dans le canal d'écoulement
pour chauffer un agent ou un liquide en circulation ou en dérivation ou ledit dispositif
de chauffage forme au moins une partie dudit canal d'écoulement, dans lequel le dispositif
de chauffage (11, 211) comporte un support (12, 212) et dans lequel des conducteurs
chauffants (14, 214) sont montés sur le support et aux moins deux capteurs de température
(22, 22, 222) sont disposés sur le support, dans lequel les capteurs de température
sont réalisés sous la forme de composants discrets séparés et dans lequel :
- un premier capteur de température (20) est disposé à proximité du conducteur chauffant
(14, 214) et
- un deuxième capteur de température (22, 222) présente un espacement plus grand par
rapport au conducteur chauffant (14, 214) que le premier capteur de température (20),
dans lequel le dispositif de chauffage (11, 211) est réalisé de manière à être de
forme tubulaire et comporte un support tubulaire (12, 212) et l'agent écoule à travers
celui-ci,
caractérisé en ce que les conducteurs chauffants (14, 214) ainsi que les capteurs de température (20, 22,
222) sont disposés sur la face externe du dispositif de chauffage (11, 211).
2. Appareil électrique selon la revendication 1, caractérisé en ce que le dispositif de chauffage (11, 211) est intégré à l'appareil électrique (30) de
manière à ce qu'au moins l'un des capteurs de température (20, 22, 222) soit disposé
dans une région verticale supérieure du dispositif de chauffage.
3. Appareil électrique selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce qu'au moins le premier capteur de température (20) est disposé à proximité du conducteur
chauffant (14, 214) dans une région verticale supérieure du dispositif de chauffage
(11, 211).
4. Appareil électrique selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le premier capteur de température (20) est disposé sur le conducteur chauffant (14,
214) à une distance inférieure au double de la largeur du conducteur chauffant.
5. Appareil électrique selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la distance entre le premier capteur de température (20) et le conducteur chauffant
(14, 214) est inférieure à dix fois l'épaisseur du support (12, 212).
6. Appareil électrique selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la distance entre le deuxième capteur de température (22, 222) et le conducteur chauffant
(14, 214) est supérieure au double de la largeur du conducteur chauffant ou est supérieure
au double de la distance entre le premier capteur de température (20) et le conducteur
chauffant.
7. Appareil électrique selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la distance entre le deuxième capteur de température (22, 222) et le conducteur chauffant
(14, 214) est supérieure à quinze fois l'épaisseur du support (12, 212).
8. Appareil électrique selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les capteurs de température (20, 22, 222) sont réalisés sous la forme de résistances
NTC.
9. Appareil électrique selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le premier capteur de température (20) et le deuxième capteur de température (22,
222) présentent la même structure.
10. Appareil électrique selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le premier capteur de température (20) et/ou le deuxième capteur de température (22,
222) est/sont des composants SMD.
11. Appareil électrique selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'au moins l'un des capteurs de température (222) est appliqué par pression sur le support
(212) de manière amovible ou sans fixation non amovible.
12. Appareil électrique selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le premier capteur de température (20) est réalisé de manière oblongue et est disposé
de manière sensiblement parallèle à une étendue longitudinale du conducteur chauffant
(14, 214) avec l'espacement le plus faible.
13. Appareil électrique selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'un conducteur chauffant s'étend de manière sinueuse ou sous forme de boucles et en ce que les courbures des boucles sont réalisées de manière à ce que les deux branches de
conducteur chauffant des boucles soient interrompues et soient connectées ou mises
en contact au moyen d'un pont de contact présentant une très bonne conductivité électrique,
dans lequel le deuxième capteur de température est disposé dans une région présentant
ladite courbure d'une boucle ou le conducteur chauffant se rapproche du deuxième capteur
de température en présentant ladite courbure d'une boucle.