专利名称：关于电动水加热设备的改进及其控制的制作方法
技术领域：
本发明涉及到关于电动水加热设备等的改进及对其控制。本发明适用的水加热设备的例子有电水壶和热水壶，茶壶，锅，实验室设备等等，在下文中将要具体参照电水壶和热水壶来描述本发明，尽管本发明显然不仅限于这些用途。
背景技术：
诸如水壶和热水壶一类的电动水加热设备的控制是广泛公知的操作技术，可以在设备的加热元件出现温度过热的条件下切断设备，例如由于接通的设备是空的或是已经被烧干了；这种控制器通常被称为元件保护控制器。其他控制器也是公知的，它们可以在设备中的水被加热到沸点时切断设备(或是至少可以明显地降低设备加热元件的功率)；这些控制器通常是通过检测设备中产生的蒸汽来操作的，并且被统称为蒸汽传感控制器。元件保护控制器和蒸汽传感控制器通常包括其自身的热传感器，通常是双金属元件，并且公知的元件保护控制器还包括某种形式的辅助或是后备保护，用来在主控制器失效，尽管这不太可能时执行动作。
在GB-A-2 194 099中参照其中的图3A，3B和3C描述了一种元件保护控制器，并且在GB-A-2 248 724中描述了这种控制器的一种改进形式。在GB-A-2 212 664中具体参照其中的图3A到3M描述了一种蒸汽传感控制器。
在GB-A-2 283 155中描述了一种将元件保护和蒸汽传感控制器组合在一起的单个传感器，它是把GB-A-2 194 099的元件保护控制器的一种改进形式(参见GB-A-2 283 155的图2)和GB-A-1 143 834中提出的外壳原形加以组合而构成的，这种元件保护控制器被装在位于水加热容器底部的平面加热元件上干燥的一侧，并且其外壳处在与元件保护控制器位置相对的元件上潮湿的一侧。外壳上具有开口，可以在容器需要充水时用来灌水，并且在容器中的水沸腾时使水中产生的蒸汽从外壳中排出，从而造成元件保护控制器可以检测到的一种局部元件温度过热状态。借助于这种结构，就可以利用单个控制器完成元件过热保护和蒸汽检测等两种功能。
尽管电水壶和其他水加热设备通常都是有线的，也就是说可以通过端接在适当的插头和插座式端子上的电线(或是电缆)连接到电气插座的出口，但近年来有一种所谓的无绳设备已经被普及了，其中的电力通过与电源连接的底座装置提供给用电设备本身，设备本身和底座装置具有配合的电连接器部分，当设备本身被放在底座上时，可以通过底座装置为设备本身内部的加热元件提供适当的电连接。在GB-A-2 241 390和GB-A-2 236 220中描述了无绳电气设备的具体连接系统，在WO 94／06185中描述了一种特别有效的无绳设备连接系统，它可以不需要象GB-A-2 241390和GB-A-2 236 220的系统那样在各自的连接部分相互啮合之前必须将设备本身对准底座。WO 94／06185的连接系统在两个连接部分相对转动的整个360°或是接近360°的范围内，为设备本身与其底座之间提供了配合连接。
在WO 94／06185中参照图7到11描述了一种无绳电气设备的连接系统，如其中的图8B所示，连接系统的插头部分是按照GB-A-2 194 099的方法和元件保护控制器形成一个整体的。然而，这种结构的问题在于缺少灵活性，元件保护控制器和连接器插头部分的整体结构限制了设计人员的灵活性，并且在制造此类设备时增加了若干的公差限制。
发明目的及概述本发明的目的是解决或是至少明显地减少整体的元件保护控制器和无绳连接系统中存在的上述问题。
按照本发明的一个方面，为水加热设备提供了一种组合的元件保护控制器和无绳连接系统，其中的元件保护控制器和无绳连接系统的设备连接部分是独立的部件，由电连接器部分将其连接到一起，电连接器部分应该能够在其一定的相对位置范围内有效地连接两个部件。
在如此限定的本发明的一个实施例中，按照WO 94／06185的方法的那种无绳连接系统的插座部分和按照GB-A-2 194 099的方法的元件保护控制器上设有可以插在一起的电气连接部分，在二者之一上设有一对叶片端子(插头)，并且在另一方设有配套的插孔(插座)。插孔(插座)最好是包括弹簧端子，即使是在附属设备的制造过程中出现的公差造成连接器插座部分和元件保护控制器在一定程度上没有完全相互对齐或是其彼此的相对位置不够准确时，这种结构仍可以实现充分的电气连接。
在下文中详细说明了上述实施例的各种变形，可以将元件保护控制器安装在无绳连接系统的插座部分顶部或是与插座部分并列，此类变形可以适应不同的设备结构，并且为产品设计人员提供了更多的灵活性。装在无绳连接系统的插座部分和／或元件保护控制器上的电连接器部分，允许各部件在顶部和并列的变形中间有选择地使用其中之一。
按照说明书中所述，本发明还可以扩展到包括无绳连接系统和元件保护控制器的电动水加热设备。尽管不是唯一的选择，本发明最适合用于如GB-A-2 283 155中所述的那种水加热设备，这种设备的电加热元件是平面式元件。
在附加的权利要求书中列举了本发明的上述和其他特征，从以下结合附图对具体实施例的详细说明中可以了解到这些特征。
图1是按照GB-A-2 194 099和GB-A-2 248 724的方法专门为本发明而设计的一种元件保护控制器的透视图；图2是按照WO 94／06185的方法专门为本发明而设计的一种无绳连接系统的透视图；图3是一个透视图，表示图1的元件保护控制器被连接到图2的连接系统部分顶部的情况；图4是图3中组合的元件保护控制器和连接系统部分的一个平面图；图5是图3所示组合方式的底面平面图；图6是一个局部纵剖面图，表示图1的元件保护控制器和图2的连接系统部分是如何进行连接的；图7是图6的局部放大图；图8是图1的元件保护控制器的一种变更形式的透视图；图9是图2的连接系统部分的一种变更形式的透视图；图10是一个透视图，表示图8的元件保护控制器按照并列的结构连接到图9的连接系统部分；图11是图10中组合的元件保护控制器和连接系统部分的一个平面图；图12是图10所示组合方式的底面平面图；图13是一个局部纵剖面图，表示图8的元件保护控制器和图9的连接系统部分是如何进行连接的；图14是图13的局部放大图15和16与图2和6类似，表示图1到7的实施例的一种变更形式；图17和18与图9和13类似，表示图8到14的实施例的一种变更形式。
实施方案详述以下首先参照附图中的图1到7来说明本发明的第一实施例。元件保护控制器1(图1)是在GB-A-2 194 099中参照其图3A，3B和3C描述的那种控制器的变更形式，或是GB-A-2 248 724中描述的那种控制器的变更形式，或者是GB-A-2 283 155和GB-A-2 283 156描述的那种控制器的变更形式。以下仅仅对这种控制器给予简要的说明，如果要充分了解这种控制器的各个方面及其优点，还需要参阅有关的说明书。
根据控制器的双金属叶片2的状态，元件保护控制器1可以通过控制器向电动水加热容器或是装有这种控制器的其他设备的加热元件提供电流。双金属叶片2与加热元件保持紧密的热接触，并且响应元件的过热状态而打开控制器内部的一组开关触点，从而切断通过控制器提供的电流。双金属叶片2在操作中是快速动作的，并且作用在一个推杆上，从而打开开关触点。辅助级的保护是通过把双金属叶片2安装在一个支架3上来实现的，支架是用具有预定熔化温度的塑性材料制成的，在使用控制器时，支架受到弹簧的压力，并且可以在由于双金属叶片1不能动作而使加热元件的温度持续上升的偶然情况下发生软化，并且在弹簧压力的作用下发生变形，从而打开控制器内部的一组弹簧触点。参照上述的说明书可以进一步了解控制器1的结构和工作原理的细节。
图2表示在WO 94／06185中参照其图7到11所描述的一种插头和插座式无绳连接系统的插座或是设备连接器入口部分4。具体地说，设备连接器入口部分4的结构与WO 94／06185中图8B所示的部分130是相同的，并且适合与图9中所示的一个互补的插头或是设备连接器部分相配合，设备连接器和设备连接器入口部分的结构可以在整个360°转动方向上在两个部分之间相对转动。设备连接器入口部分4包括一个用塑性材料模制成形的大致筒形的杯状部件5，并且具有一个由中心开口7(参见图5)构成的中心支柱6。地线端子8被装在开口7的中心，中线端子9被装在开口7的侧壁中，火线端子10被装在支柱6的外壁上。如图2所示，其中的杯状设备连接器入口部分4处在颠倒的位置，地线，中线和火线端子8，9和10被连接到各自的叶片或是接头端子11，12和13，中线和火线接头端子12和13从该部分4向上延伸。
图1的元件保护控制器1的结构适合按照图3所示的方式插入图2的设备连接器入口部分4，在图6和7中可以看得更清楚。如图6和7中所示，元件保护控制器1是由一对槽15构成的，在每个槽中设有环形弹簧金属部件16。在每个槽15的底部设有一个开口17，用于在控制器1和设备连接器入口部分4按照图3所示处在并列位置时，分别在其中插入设备连接器入口部分4的中线和火线端子12，13，使得接收在槽中的端子12，13在端子12，13和用坚实的力顶住端子的环形弹簧金属部件16之间形成电连接。借助于这种连接，电流就可以通过接头端子12，13和弹簧金属部件16从连接器部分4上流入控制器。
弹簧金属部件16的形式，槽15和开口17的尺寸，以及端子部分12，13的相对尺寸，可以使元件保护控制器1和设备连接器入口部分4彼此之间在两个部分的整个相对位置和相对排列范围内实现配合。如上所述，由此所产生的优点是容易满足水加热容器所存在的不可避免的制造公差。例如，采用这种配合的设备连接器入口部分4和附加在水加热容器的加热元件上的元件保护控制器1，可以和WO 94／06185的图8A中所示的那种设备连接器部分相配合。
在附图8到14中表示了本发明的另一个实施例，该实施例与上述实施例的唯一区别只是设备连接器入口部分和元件保护控制器是按照并列的关系相互连接的，与“上下式”的第一实施例相比，这样做可以降低整体的高度。在图8到14中，与第一实施例中结构相似和功能相似的部件采用了相同的标号，从图9中可见，中线和火线端子12和13水平地延伸，而不是象图2中那样垂直地延伸，另外，在图13和14中，设备连接器入口部分4的端子12和13通过控制器侧面的开口17接触到元件保护控制器1的弹簧16，而不是象图6和7中那样处在控制器的下面。图8到14的实施例在其他各个方面都和图1到7的实施例相同。
图15和16以及图17和18分别表示上述第一和第二实施例的变形，同样，图15到18中使用的标号与图1到14中结构相同的部件所使用的标号是相同的。将图15和16与图2和6相比较就可以看出，这种变形中包括使用了用来限制中线和火线端子12和13的推入配合端子部件，推入配合端子部件是独立的部件，它可以推入固定在中线和火线叶片或是接头端子部件以及地线端子11上，这些端子被装在设备连接器的入口部分4，并且在元件保护控制器1中采用了不同形状的弹簧16。在图17和18的变更实施例中，在中线和火线接头端子上装有不同形状的推入配合端子部件。图15和图17中的设备连接器入口部分4基本上是相同的，使用不同形状的推入配合端子部件可以用相同的元件保护控制器1和基本上相同的设备连接器入口部分4来适应“上下式”和“并列安装”的结构。
从上述的解释中可以看出，所述的结构可以适应设备连接器入口部分和元件保护控制器之间的相对运动，这种运动是通过设备连接器入口部分的接头端子和元件保护控制器的弹簧之间的滑动接触以及／或者一个或两个接头和弹簧的弯曲来实现的。中线和火线所需的两种连接可以独立地运动，可以实现任何必须角度的运动。设备连接器入口部分的地线端子接头可以通过柔软的引线连接到设备上，或是可以通过铆钉直接连接在设备上，元件保护控制器和加热元件之间的电连接可以用连接到控制器1的接头端子20上的柔软引线来完成，这种连接可以采用快速连接插座，或是采用如GB-A-2 285 156中所述利用弹簧连接的另一种控制器。蒸汽控制器的连接也是类似的。
以上参照具体的实施例描述了本发明，显而易见，在不脱离附加的权利要求书所限定的本发明的精神和范围的条件下还可以进行修改和变更。例如，本发明并非仅限于所述类型的元件保护控制器，并且不仅限于所述类型的无绳连接系统。
权利要求
1．用于电动加热设备的或其中的一种元件保护控制器和无绳连接系统的设备连接器入口部分的组合，上述元件保护控制器和设备连接器入口部分由独立的部件构成，各部件上具有适合连接到一起的电连接器部分。
2．按照权利要求1的组合，其特征在于上述电连接器部分包括装在一个上述部件上的插头端子部分和装在另一部件上的插座端子部分。
3．按照权利要求2的组合，其特征在于上述一个部件上的接头端子适合被接收在另一部件的端子槽内。
4．按照权利要求3的组合，其特征在于在上述槽中设有端子弹簧。
5．按照任一前述权利要求的组合，其特征在于上述电连接器部分可以在一定的相对位置范围内有效地连接两个部件。
6．按照任一前述权利要求的组合，其特征在于上述元件保护控制器包括安装在一个受热收缩的支架内或上的双金属件，双金属件的动作可以完成其主要控制功能，而受热收缩的支架可以实现辅助或是后备的控制功能。
7．按照任一前述权利要求的组合，其特征在于上述设备连接器入口部分可以和一个配套的设备连接器部分啮合，从而实现两个连接器部分的啮合，基本上与部件啮合方向的横向平面内的相对转动位置无关。
8．按照权利7的组合，其特征在于上述设备连接器入口部分和上述设备连接器部分基本上是同轴布置的。
9．按照任一前述权利要求的组合，其特征在于上述元件保护控制器是参照附图中的图1，8或16所述的控制器。
10．按照任一前述权利要求的组合，其特征在于上述设备连接器入口部分基本上如附图中的图2，9，15或17所述。
11．按照任一前述权利要求的组合，其附加在一个电加热元件上。
12．按照权利要求11的组合，其特征在于上述电加热元件包括一个平面的加热元件，它具有附加在其一侧的组合的元件保护控制器和设备连接器入口部分。
13．按照任一前述权利要求的组合，其进一步包括上述无绳连接系统的一个配套的设备连接器部分。
14．一种电气设备，其包括权利要求13所述的组合。
全文摘要
诸如电水壶的一种无绳电气设备,具有一个与设备的无绳连接系统的设备连接器入口部分组合在一起的元件保护控制器,元件保护控制器和设备连接器入口部分是独立的部件,可以通过连接而相互插接,在相互插接时相对于各部件的相对位置形成一定程度的灵活性。借助于这种结构,就可以更容易适应需要固定从属组合物的电气设备的制造公差。
文档编号H01R13/713GK1205799SQ9619916
公开日1999年1月20日 申请日期1996年11月4日 优先权日1995年11月3日
发明者R·奥内尔, I·G·怀特, S·R·布罗克, N·哈拜, A·M·格塔, K·E·约翰, R·H·哈菲尔德 申请人:奥特控制有限公司