专利名称：加热盘以及包括加热盘的组件的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种加热盘，包括
*金属盘部分，其具有其上可以布置待加热物体的上侧部、具有下侧 部以及具有限定盘部分的周边的盘边缘；以及
*电加热元件，其固定在盘部分的下侧部，并被装配用于加热所述盘 部分。
背景技术：
所述加热盘通常是己知的，并尤其被用于煮咖啡机以及其他场合，甚 至可以与任何其他机器完全分离。
发明内容
本发明的目的是提供一种改进的加热盘，其可以以用电安全的方式应 用在潮湿或湿润环境中。
根据本发明(本发明的第一方面)，通过提供一种加热盘来实现上述目
的，其包括
*金属盘部件，其具有可以放置保持受热的物体的上侧部、具有下侧 部并具有限定盘部件的周边的盘边缘；以及
固定在盘部件的下侧部上并装有用于加热所述盘部件的电加热元 件，
*环；
其中，所述环由电绝缘塑料制成；并且 盘边缘以水密封方式容纳在环的内侧上。
通过以水密封方式将具有盘边缘的盘部件固定在由电绝缘塑料制成的 环的内侧上，确保了在加热盘顶部溢出的液体不会到达盘部件下侧的电加 热元件。这是因为，电加热元件固定在盘部件的下侧，并且盘边缘以水密 封方式被容纳在环的内部。由于盘边缘被容纳在壳体边缘的内部，因此根据本发明的加热盘还可以通过相对简单的方式、电绝缘地布置在框架的水 平壁上，而在本申请中加热盘无需突出到所述壁的表面上方。加热盘随后 布置或者凹入到所述壁中。由于电绝缘塑料的热传导性与金属盘部件的热
传导性相比相对较低，因此还形成了相对于周围结构的热桥(thermal bridge),这样提高了加热盘的电效率。
根据本发明的另一实施方式，制成环的电绝缘塑料是弹性挠曲的，以 使得所述环可以吸收盘部件0.4 mm-0.6 mm量级的热膨胀。换句话说，所 述环能够具有例如124 mm的直径的金属盘部件，其直径在从20。C到180°C 的加热时增大约0.5 mm达到总计124.5 mm。盘部件的热膨胀还在加热过 程中提高了在环内部的盘部件的水密封固定性能，因为盘边缘更紧密地压 靠在环上。
为了实现良好的电绝缘以及良好的热绝缘，根据本发明有利的是，制 成环的电绝缘塑料包括橡胶类材料。
此外，根据本发明有利的是，电绝缘塑料(尤其是橡胶类材料形式的 电绝缘塑料)具有55-85 (尤其是大约70)的肖氏A级硬度。具有这一硬 度，塑料材料一方面足够坚硬以确保盘部件在环内侧上的充分永久固定， 另一方面仍然足够柔韧以允许进行所述固定。对于橡胶类材料来说，这里 另一因素是，具有所述肖氏硬度的橡胶类材料还具有足够的弹性挠曲度， 以使其能够吸收盘部件的热膨胀。
尽管可有不同方式将盘部件固定在环的内侧上，但如果绕盘部件的圆 周延伸的肋条被形成在盘边缘的外侧上，并且用来容纳有所述肋条的凹槽 被设置在环的内侧上，则很容易通过耐久和技术可靠的方式实现所述固定。 盘部件随后在环内部可以说被迫推入环内；在这种情况下，环之后将略微 屈服直至肋条位于凹槽中。在此通过以下方式来固定环来提高水密密封， 即在装配状态下的环处于弹性初始拉紧状态下，这样有助于减小环的直《5。
根据本发明的另一实施方式，有利的是，加热盘还包括碗状壳体，其 具有在周向延伸的壳体边缘，所述壳体边缘形成所述环，其中壳体由电绝 缘塑料制成。电加热元件被固定在盘部件的下侧，并由此位于碗状壳体的 内部。所述碗状壳体其余大致得到封闭。碗状壳体还防止从底部升起湿气 (例如以冷凝形式)，并防止湿气到达加热元件的附近。
此外，根据本发明有利的是，盘部件以及加热元件在壳体的底部上方
6布置成位于一定距离处。这样在水和/或湿气进入壳体的情况下降低了加热 元件与水和湿气形成电接触的危险。由此， 一方面是盘部件与加热元件， 另一方面是在本申请中壳体的底部，在上述两者之间获得的空间提高了与 环境的加热绝缘效果，尤其是在所述空间充满气体(尤其是空气)的情况 下。气体(例如空气)实际上是相对较差的热导体。根据本发明，在盘部 件与壳体的底部之间存在相对较短的距离时已经发生这种绝缘效果。在此
根据本发明，从盘部件到壳体的底部的距离为至少4mm，优选至少7mm。 根据另一实施方式，在壳体中(尤其是在壳体的底部)设置用于使电 线到达加热元件的通道，以提供向加热元件的电力供给。在壳体上设置这 样的通道，降低了任何可能通过通道进入壳体的湿气到达加热元件附近的 危险。通过形成宽度小于所述电线厚度的槽形式的通道， 一方面确保电线 易于通过槽插入，另一方面确保槽密封着电线周围，由此防止湿气穿过所 述槽渗透。尤其通过形成所谓的自封闭槽形式的槽，来防止任何湿气的渗 透。术语"自封闭槽"在此被理解为指的是，在没有任何电线粘附穿过时 由本身进行封闭的槽。特别地，当采用足够弹性挠曲的塑料材料(例如橡 胶类材料)时，在电线被推动穿过所述槽时，在此可以获得非常良好的密 封性。
根据本发明，加热元件可以是所谓的PTC (正温度系数)元件。所谓 的PTC元件(例如加热元件)在本领域中同样是已知的，对于加热盘来说 也是一样。PTC元件的优点在于，它们可以通过这样的方式得到设定，即 当元件达到预定温度时，自动关闭电连接。温度开关在此可以说是集成在 加热元件上。然而，还可以在根据本发明的加热盘上采用其他加热元件。
根据第二方面，本发明涉及一种包括壶和根据本发明的加热盘的组件， 其中壶具有可以平放在盘部件的上侧上的底部。壶的底部和本申请中的加 热盘的上侧相连，以实现彼此互锁。这样提高了从加热盘到壶、并通过壶 到壶内容物的热传递。
根据第三方面，本发明涉及一种包括外壳和根据本发明的加热盘的组 件，其中外壳具有在使用时面向上的水平壁，其中形成有孔，所述孔具有 孔边缘，加热盘的环被固定在孔边缘上，以通过水密封方式进行互锁。这 样确保了水不会从加热盘的上侧进入外壳的内部。
利用孔边缘与环之间的搭扣连接，通过将加热盘固定在外壳上能够很容易实现加热盘在外壳上的装配。随后可以通过将其加热盘的环压入孔边 缘内直至搭扣连接起作用，来将加热盘固定在外壳上。如果以这样的方式 设计搭扣连接，即允许加热盘从顶部放置在孔中并得到卡扣、并且防止加 热盘在向上方向从孔中移出，则在此会实现组装操作的进一步简化。这意 味着加热盘从外部放置在外壳上的孔中，而不是从内部放置在外壳上的孔 中。从外部进行放置，空间将一直存在，因为在使用过程中物体(例如壶) 还必须能够直立放置在加热盘上。
对于根据本发明第三方面的组件来说，进一步有利的是，孔边缘从顶 部向下成锥形，并且环在外侧上相应成锥形。这样确保在以过大的负荷 放置所述加热盘时，加热盘不会被完全压入外壳内。锥形孔边缘和在外侧 相应成锥形的环实际上防止加热盘在孔中被下压更深。根据本发明，在此 还有利的是，锥形相对于竖直方向成一定角度延伸，所述角度范围在
35°-55°。该角度例如可以是大约45°。 一方面，这样的锥形以非常可靠的 方式确保了加热盘大体上可以根本不会穿过孔被完全压入，同时仍然可以 确保足够坚固、可行的紧密配合。如果需要，加热盘可以通过这样的方式 在一定预加应力下被固定在孔中，即径向向内定向的初始拉力从外部施加 在环上。另一方面，这样的锥形形状允许环在朝上方向发生一定的膨胀， 这样有助于发挥吸收盘部件热膨胀的能力。
在第三方面进一步有利的是，尤其是与搭扣连接相组合，如果在用于 使用的安装状态下观察，形成在盘边缘外侧的所述肋条与环和孔边缘的锥 形进行水平并排布置。这样确保了坚固的安装，从而防止盘从环上松动。
根据本发明第三方面的另一实施方式，组件还包括由外壳支承的蓄水 器。根据另一实施方式，在本申请中，加热盘位于蓄水器的上方。
根据本发明第三方面的另一实施方式，外壳装有煮咖啡机。
根据本发明第三方面的另一实施方式，组件还包括壶，并且壶具有平 放在加热盘上侧上的底部。该实施方式的优点己经在上文得到说明。
下文参照附图中简略示出的实例更详细地解释本发明，图中 图1表示与煮咖啡机组合使用的、根据本发明的两个加热盘的示意性 透视图；图2表示根据本发明的加热盘的透视图，其中一些部件被分解；图3表示根据本发明的加热盘处于安装在水平壁上的状态的示意性剖视图；以及
图4以放大比例表示图3中的细节IV。
具体实施例方式
下面将结合附图描述本发明的优选实施例。
图1简略表示根据本发明的组件1。组件1包括外壳2，其装有煮咖啡机并具有根据本发明的两个加热盘10。外壳2包括具有填充量指示器4的蓄水器3。其下面悬有漏斗形咖啡过滤器保持件6的支承臂5被设置在蓄水器4的上侧。咖啡壶7布置在过滤器保持件6的下方。所述咖啡壶7直立放置在根据本发明的加热盘10上，所述加热盘10由外壳的底部8支承。三个按钮设置在底部8的前侧，煮咖啡机可以通过所述按钮进行操作，并且所述按钮可以具有指示灯以指示煮咖啡机的操作状态。根据本发明的另一加热盘10设置在支承臂5的顶部上，蓄水器3的上方，其中在该加热盘上直立放置着具有咖啡的另一壶7。这样，可以使使用中的一壶咖啡保持受热，而使下一壶咖啡同时保持受热。
在图2， 3和4中更详细地示出了根据本发明的加热盘10的一种实施方式。根据本发明的加热盘10大体上由三个部件组成，艮卩
*金属盘部件ll;
*电绝缘塑料制成的环31;以及
參在本申请中被称为PTC元件的加热元件15。
在本实施方式中，环31由壳体12的壳体边缘21形成。然而，环31无需是壳体的一部分。
盘部件由金属(也被理解为包括合金)制成。盘部件ll尤其由铝片材或铝合金片材制成。盘部件11具有上侧部16和下侧部17。上侧部16有利地具有特殊的陶瓷层，其使该表面耐磨。所述陶瓷层在现有技术中同样是已知的。加热元件15通过支架18被安装抵靠着盘部件11的下侧部17。当然，这种安装方式使得加热元件15与盘部件11之间的传热接触是最佳的。
碗状壳体12由电绝缘塑料制成。所述塑料尤其是合成橡胶。对该示例性实施方式来说，所采用的塑料是具有大致肖氏A级硬度70的VMQ (硅橡胶)。碗状壳体12可以是被制成一体的注射模制产品。碗状壳体12具有
在外侧由壁20所环绕的底部19。所述壁20的上侧由壳体边缘21表示。碗状壳体12的底部19和壁20基本上得到封闭。底部19中的U形槽22 (所述槽也可以为不同形状，或者还可以设置多个槽)大体上形成了碗状壳体12的侧壁以及底部的唯一非密封部分。所述U形槽22被设计成自封闭，并被用于穿过加热元件15的电线23。
盘边缘24以水密封方式被容纳在壳体边缘21的内侧上。可以通过多种方式实现这一点。根据所示的有利实施方式，这一点通过在盘边缘24的外侧上设置沿盘部件11的周向延伸的肋条25以及通过形成凹槽26来实现，其中肋条25可在壳体边缘21的内侧上被容纳在凹槽26中。肋条25的横截面形状和凹槽26的横截面形状可以相互对应，但凹槽的横截面形状也可以略微不同，尤其是可以具有略大的尺寸。为了在壳体12的底部19上方的一定距离处支承着盘部件11的下侧部，沿壳体的壁20设置有支承元件27。
在图2， 3和4中，由附图标记14表示外壳的水平壁。在此，所述壁14例如由片材制成，并在其中形成了尺寸与壳体边缘21的尺寸相一致的孔13。尤其在图4中可以清楚地看到，孔13具有孔边缘28，其向下成锥形并在下侧部上支承着圆筒形部29。由壳体边缘21所形成的环31被制成在外侧上具有向下成锥形的相应设计，并具有用于圆筒形部29的嵌套位置。通过与壳体一体形成的搭扣肋条30，用于圆筒形部29的所述嵌套位置被限制在下侧上。
在图4中可以看到，在准备使用的安装状态下，盘边缘24的肋条25与环31和孔边缘13的锥形部分水平并排而定位。术语"水平并排"意思是说在一条水平线上。水平方向由箭头H表示。
根据本发明的加热盘可以通过两种方式大体上装配在孔13中。壳体12可以首先在箭头V方向上被向下压入孔13内，直至由圆筒形部分29和搭扣肋条30产生的搭扣连接实现互锁；并且，仅在随后，盘部件ll在箭头V方向上从顶部向下压入壳体12内，直至肋条25容纳在凹槽26内。然而，同样可行的且优选的方法是，首先将盘部件11固定在壳体12上，并随后在箭头V的方向上将整个单元压入孔13内，直至搭扣连接29、 30得到互锁。在所示的示例性实施方式中，盘部件11的下侧部17与壳体12的底部19之间的距离A为大致9 mm，并且支架18 (位于加热元件15的下方)的下侧与壳体12的底部19之间的距离B为大致4mm。在该示例性实施方式中，盘部件ll的直径为大致124 mm，并且制成该盘部件的铝合金具有在温度提升大致160°时膨胀0.5 mm的趋势(从而使得直径随后在热膨胀的影响下增大到大致124.5 mm)。
根据本发明的结构具有多个优点，例如
*加热盘的所有电气部件相对于装配加热盘的装置而言完全电绝缘；
*从所述装置的外部来看，能确保完全的防水密封；
*从所述装置的内部来看，能确保加热盘的电气部件相对于装置其余
部分的完全防溅水密封；*在图3和4中可以看到，可以实现加热盘与框架的周壁14大致平
直的连接；
*加热盘无需螺钉可以从上侧/外部快速地装配在装置中；
*搭扣连接确保，在装配之后不再能从外部取下加热盘，或者至少是
不利用过大的力就不能取下加热盘；*通过以下方面来实现相对于装置其余部分的非常好的温度绝缘，
艮口 一方面，从盘部件ll到壁14的热传导通过热桥来实现中断；
另一方面，通过将壳体的底部设置成与盘部件11相隔一定距离，
在下侧上实现热绝缘； 因热量而导致的盘部件11的膨胀，在壳体边缘21中得到很好地吸
收；
通过加热盘的凹入位置，设置有所述加热盘的装置易于清洁，并且
壶可更容易放置在一定位置； 壳体边缘可以被制成具有区别性颜色(发光颜色)，使得加热盘的
位置得到清楚地标记。
权利要求
1.一种加热盘(10)，包括●金属盘部件(11)，其具有上侧部(16)、下侧部(17)和盘边缘(24)，其中，可在上侧部(16)的上面放置保持受热的物体(7)，所述盘边缘(24)限定了金属盘部件(11)的周边；以及●电加热元件(15)，其固定在盘部件(11)的下侧部(17)上，并被装配成用于加热所述金属盘部件(11)；其特征在于所述加热盘(10)还包括环(31)；所述环(31)由电绝缘塑料制成；并且，盘边缘(24)以水密封方式被容纳在环(31)的内侧。
2. 如权利要求l所述的加热盘(10)，其特征在于制成环(31)的电 绝缘塑料是弹性挠曲的，以使得所述环(31)可吸收所述金属盘部件(11) 0.4 mm-0.6 mm量级的热膨胀。
3. 如在前权利要求中的一项所述的加热盘(IO)，其特征在于制成环 (31)的电绝缘塑料包括橡胶类材料。
4. 如权利要求3所述的加热盘(10)，其特征在于所述橡胶类材料具 有55-85、尤其是大约70的肖氏A级硬度。
5. 如在前权利要求中的一项所述的加热盘(IO)，其特征在于绕盘部 件(11)的周边延伸的肋条(25)被形成在盘边缘(24)的外侧上，并且 其中容纳有所述肋条(25)的凹槽(26)被设置在环(31)的内侧。
6. 如在前权利要求中的一项所述的加热盘(IO)，其特征在于还包括 碗状壳体(12)，其具有在周向延伸的壳体边缘(21)，所述壳体边缘形成 了所述环(31)，且所述壳体由电绝缘塑料制成。
7. 如权利要求6所述的加热盘(10)，其特征在于盘部件(11)以及 加热元件(15)被布置成在壳体(12)的底部(19)上方的一定距离(A，B)处。
8. 如权利要求7所述的加热盘(10)，其特征在于盘部件(11)距壳 体(12)的底部(19)的距离(A)为至少4mm，优选至少7 mm。
9. 如在前权利要求6-8中的一项所述的加热盘(10)，其特征在于在 壳体(12)中，尤其在壳体(12)的底部(19)中，设置有用于使电线(23) 到达加热元件(15)的通道(22)。
10. 如权利要求9所述的加热盘(IO)，其特征在于所述通道是槽(22) 形式的，其宽度小于所述电线(23)的厚度。
11. 如权利要求IO所述的加热盘(10),其特征在于所述槽(22)是 自封闭槽形式。
12. 如在前权利要求中的一项所述的加热盘(10)，其特征在于加热 元件是PTC元件(15)。
13. —种组件(1)，其包括壶(7)和如在前权利要求中任一项所述的 加热盘(10)，其中壶(7)的底部可平放在盘部件(11)的上侧部。
14. 一种组件(1)，其包括外壳(2)和如在前权利要求1-12中任一项 所述的加热盘(10)，其中外壳(2)具有面向上的壁(14)，在所述壁(14) 中形成孔(13);所述孔具有孔边缘(28)，其中加热盘(10)的环(31) 被固定在孔边缘(28)中，从而以水密封方式进行互锁。
15. 如权利要求14所述的组件(1)，其特征在于加热盘(10)通过 孔边缘(28)与环(31)之间的搭扣连接结构(29， 30)被固定在外壳(2) 上。
16. 如权利要求15所述的组件(1)，其特征在于搭扣连接结构(29，30)以下述方式进行设计，即允许加热盘(10)从顶部(V)放置在孔(B) 中并得到卡扣，并且防止加热盘(10)沿向上方向从孔(13)中移出。
17. 如权利要求14-16中所述的组件(1)，其特征在于孔边缘(28) 从顶部向下成锥形，并且壳体边缘(21)的外侧相应地成锥形。
18. 如权利要求17所述的组件(1)，其特征在于所述锥形相对于竖 直方向(箭头V)成一定角度地延伸，所述角度范围在35°-55°。
19. 如权利要求17或18所述的组件(1)，其至少与权利要求5组合， 特征在于所述肋条(25)与环(31)和孔边缘(13)两者的锥形进行水 平并排地布置。
20. 如权利要求14-19中任一项所述的组件(1)，其特征在于所述组 件(1)还包括由外壳(2)所支承的蓄水器(3)。
21. 如权利要求19所述的组件(1)，其特征在于加热盘(10)位于 蓄水器(3)的上方。
22. 如权利要求14-20所述的组件(1)，其特征在于外壳(2)装有 煮咖啡机。
23. 如权利要求14-21所述的组件(1)，其特征在于组件还包括壶， 并且所述壶的底部可平放在加热盘的上侧部上。
全文摘要
本发明涉及一种加热盘(10)，其包括金属盘部件(11)和固定在盘部件(11)下侧上的电加热元件(15)。加热盘(10)还包括环(31)。该环(31)由电绝缘塑料制成，并且盘边缘(24)以水密封方式容纳在环(31)的内部。
文档编号A47J31/44GK101626713SQ200880004692
公开日2010年1月13日 申请日期2008年1月18日 优先权日2007年1月18日
发明者A·R·奥腾, J·安幸, N·P·克里耶恩, N·P·范阿斯特 申请人:布拉维勒控股公司