专利名称：无绳电装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种无绳电装置，具体但非专门地涉及无绳液体加热容器。
背景技术：
目前，用于向装置的加热元件提供能量的无绳电连接器在如水壶、咖啡渗滤壶和熨斗的家用装置中的应用以及其带来的益处是公知的。最近，已经引入了360°无绳连接器，其示例公开在WO 95/08204中。这种连接器在市场上迅速普及。
尽管最近在液体加热容器领域存在很多革新，尤其与厚膜加热器的引入相关，无绳连接系统的功能保持不变-即，对于无绳基底，将电能供给容器，而在容器内的控制器控制向加热元件的供电。
在容器内的控制器不得不依靠诸如双金属致动器的热响应机械致动器和通过在过热情况下断开能量供给来保护加热元件的热保险。然而，最近已经见到了Russell Hobbs Millennium M2水加热壶，其中在容器内的传统的全机械控制基本被电子控制器取代。这个控制器本身需要能量以便工作，并从而在给加热元件供电外，供给容器的电给电子控制器提供能量。
提供电子控制的优点在于提供了更大的灵活性和机会以提供附加的功能，诸如到特定温度的加热时间、电子显示器、多个加热程序等。然而，申请人已意识到这种结构存在显著的缺点，其在于当容器从其基底抬起时，失去向容器内的电子装置提供的能量。不仅例如这会引起电子显示器熄灭且阻碍用户操纵电子控制器，而且如果电源的中断不是暂时的，控制器将失去所设定的记忆，意味着如果要重复特定的工作的话，其必须重新编程，除非使用昂贵的记忆保持装置。
对这个问题的一种理论解决方案是为在容器内的控制器提供后备电池。然而，由于多种理由这个方案不是适宜的-电池将占有宝贵的空间，增加额外的重量并在用完后要由用户更换。更重要的是，由于其需要提供适宜的容器、端子等，而显著增大了成本。
发明内容
从本发明第一方面可看出，其提供了一种无绳电装置，该装置包括包括电加热器和具有温度相关特性的热传感装置的器具部分；用于通过无绳电连接器向器具部分供给电能的基底部分，所述基底部分包括电子控制装置，以用于控制电加热器的工作；以及将来自热传感装置的所述特定测量值传输到控制装置的装置，以便允许控制装置响应其而工作。
从而可以看到根据本发明用于包含电加热器的器具的电子控制器设置在基底部分，而热传感装置设置在器具部分。这给出的益处为可以保持供给控制器的电能，无论器具是否从基底上离开，以及是否其长时间离开。从而例如可以使用复杂的加热程序，而不会受到装置每次使用时重新编程的不便。而同时根据本发明热传感装置与控制器分离。这使热传感装置为其所需的目的而可以放置在理想的位置处，例如在靠近电加热器的地方，以便能够快速探测加热器的过热。
在此使用的术语“电子控制装置”应理解为涉及系统处理与热传感装置的有关特性状态相关的数据并产生作为结果的控制输出的部分。因此不需要包含任何功率调节装置，该装置是实现加热器控制所实际需要的，诸如继电器，或优选地是三端双向可控硅元件。
虽然在一些优选实施例中功率调节装置确实设置在装置的基底部分内，在另一些实施例中，其可以设置在容器部分内。由于可以较容易地在容器部分设置散热片，而功率调节装置需要散热，这可能是优选地。在一特定的这种实施例中，装置包括液体加热容器和为厚膜加热器的电加热器，优选地为三端双向可控硅元件的功率调节装置与其紧密热接触地安装，以便使加热器作为三端双向可控硅元件的散热片。
该布置是新颖的，并从而当从本发明的另一方面看时，其包括无绳液体加热容器，该容器包括包括具有金属衬底的厚膜电加热器的容器部分；用于向包括电子装置的容器部分提供电能的基底部分，该电子装置用于控制加热器的工作；以及用于实现所述控制的功率调节装置，其中所述功率调节装置设置在所述容器部分内，与所述金属衬底良好地热接触。
在器具部分提供电子控制装置的现有技术布置的另一个问题是在器具内存在有限的空间以容放相关的控制/用户接口装置，诸如显示器、按钮等。在根据本发明的实施例中，控制/用户接口装置也设置在基底内，在那具有更多的空间以容放这些装置。
因此用户接口可以合并在基底单元上。例如，接口可以包括多个按钮，通过其可以改变容器的工作模式-例如从沸腾模式到加热到预定温度模式。显示器可以提供关于工作模式的信息以及关于加热过程的信息，例如温度、容器内的液体沸腾所剩的时间，以及容器内的液体量。因此从更广泛的方面，本发明提供了包括设置在容器的基底单元内的用户接口的无绳电液体加热容器。
本申请人已经意识到，本发明适于含有电加热器的例如水壶、咖啡渗滤壶、熨斗等的无绳电装置。然而，可以看出当应用于液体加热容器时本发明具有特殊的益处，由于其传统上除了煮沸水之外设置有很少的功能，并从而具有充分利用来自电子控制装置提供的功能的很大的潜能。
热传感装置可以简单地构造并布置成在其表示预定温度，诸如表示容器内水沸腾的温度的特性上产生变化，而优选地是例如其能够在对应温度范围的特性上发生变化，以便在容器内的液体的温度随着液体被加热而连续地显示。
例如其电特性随着温度的变化显著改变的任何传感装置可以用于热传感装置-例如热电偶，其变化的相关特性为电压。在其他可能的实施例中，传感装置的电容可以用于指示温度。然而优选地，热传感装置包括热敏电阻并从而该传感装置的温度相关特性为其电阻。更优选地是，该热敏电阻具有电阻的负温度系数。
传感装置的类型及其最佳位置取决于例如加热器的类型。优选地，加热器包括厚膜加热器，并在该情况下，传感装置可能包括一个或多个印制在加热器上的传感器轨迹，例如在GB-A-2269980所描述的。另外，传感装置可以包括适宜地定位在加热器上的一个或多个单独的热敏电阻，例如在WO 99/12393中所示的。
在液体加热容器的情况下，由传感装置探测的温度可以为例如在容器内的液体的温度。这可以通过直接或间接探测液体的温度而实现。在后者的情况下，加热器本身的温度可以被探测到，该温度反映在容器内的液体的温度。后者的选择是优选的，是由于在任何情况下，探测加热器的温度都是合理的，例如，如上所述探测到其过热。因此，在一些实施例中传感装置探测加热器的温度。这可以使单独传感器有效地用于当液体存在时探测液体的温度，而当没有液体存在时探测加热器的温度。
如上所述，可以采用单独的传感器。例如在液体加热容器的情况下，传感器不仅可以用于测量正常使用过程中液体的温度，而且可以测量在没有液体而要向容器供能时加热器的温度；或例如其只可以测量液体的温度，没有其他装置被提供以在过热情况下保护元件。
而优选地，提供了两个或多个传感器。将它们应用于上述给出的实例，这些传感器中的一个可以用于监控液体的温度，虽然可能通过加热器的温度来监控，而另一个传感器可以用于监控加热器的过热，例如由于容器内没有液体时供能导致的过热。这种布置有益于使每个传感器对于其特定任务而优化。
更具体地说，在厚膜加热器中，一个传感器优选地定位在厚膜加热轨迹附近，以便监控其的温度，而第二传感器距轨迹较远定位，以便大致监控加热器衬底的温度。已经发现这种布置可以更有效地使传感器，主要利用第二传感器，探测在正常工作过程中被加热器加热的液体的温度，并在加热器不接触任何液体而被供能时主要通过第一传感器探测。每个传感器的位置可以轻易地相对优化。相反，可以发现在实际中将一单独的传感器放置在最佳位置很难。
这个结构在其权利方面是新颖并有创造性的，当从本发明的另一方面看时，本发明提供了一种包括厚膜加热轨迹和至少两个设置在所述加热器上的热传感器的电加热器，其中一个所述传感器比另一个距加热轨迹显著近。
在这种布置中，两个传感器可以完全相同。而优选地它们是不同的。如其优选的，它们是热敏电阻的情况下，这两个优选地包括相同的材料，但在室温下具有不同的名义电阻。
热传感装置优选地表面安装到厚膜加热器的衬底上。更优选地是，到热传感装置的一端的导电连接布置成至少局部覆盖到热传感装置另一端的导电连接，其间有电绝缘层。由于这提供了有助于滤掉高频噪声的与热传感装置电并联的有效电容，所以是有益的。这在其权利上是新颖的布置，并从而从本发明的另一方面看时，其提供了厚膜电加热器，该加热器包括设置其上的热传感装置和一对连接到所述热传感装置上的电连接，其中一个所述电连接布置成至少局部覆盖另一个，并其间设置有电绝缘层。
可以构想很多不同的将热传感装置的相关特性测量值传输到基底部分内的控制装置的方式，例如，可以使用红外线、超声波、低功率无线电波或磁连接。
而优选地是，将相关特性向基底部分内的控制装置传输的装置包括物理电连接。这种连接可以设置与向加热器供电的电源完全分隔的位置。而更具体地说，传感器连接与将能量带给加热器的无绳电连接器成为一体。这允许基底和容器之间的所有电连接一同处于一单独位置处，这显著地简化了结构。从而，例如无绳电连接器的相应元件可以设置有一个或多个附加的端子。从而，以前可能提供三个单独的电连接-用于与欧洲干线供电相兼容，分别用于火线、中线、和接地线，现在可以提供用于从热传感器传递信号的第四连接。
可以理解，这种布置其本身是新颖的且有创造性的，并从而当从本发明的另一方面看时，其提供了一种用于与无绳电装置的基底部分配装或整体形成的无绳电连接器，所述电连接器包括至少三个用于向所述装置的容器部分提供电能的端子，并包括用于从所述容器部分向所述基底部分传递电信号的另一端子。
热传感装置的相关特性可以作为相对于设置为供电的一个端子-即，接地线或中线端子或火线端子的电压而测量。火线或中线端子优选地用于此，是由于这意味着传感器端子的电势分别相对接近火线或中线电压。这使传感器端子距相应的电源端子的物理绝缘，例如分隔距离，与火线和中线端子之间的绝缘相比能够被减小，从而，使连接器的尺寸变小。
另外，提供另一个端子，以便两个与供电不相关的端子可以用于传递相关特性的测量值到基底部分。从而，在优选实施例中，至少在无绳连接器上设置五个端子。即使在这种结构中，该电装置可以布置成两个传感器端子电势上与电源端子接近。
当然，无论提供一个或两个端子用于传递热传感装置的特性，可以为其他目的提供另外的端子。
附加的端子或各端子可以在端子成排设置的无绳连接器上以传统的型式提供，但优选地是附加的各端子这样设置，即使得容器部分在基底上放置与它们相对角定向不相关，即，形成所谓的360°连接器型式的无绳连接器。
根据本发明，具有至少四个端子的360°无绳连接器的多种结构都是有可能的。而在优选实施例中，连接器的一部分(其可以设置在容器部分或基底部分上，但优选地设置在基底部分上)包括多个同心的通道，用于接收连接器另一部分的相应的端子。这些端子部分优选地是环形的。
其中连接器一部分的多个环形端子接合在连接器另一部分的相应的通道中的连接器的潜在问题为有可能难于使两个连接器部分接合。尤其是，申请者已意识到由于多个导体需要与相应的通道对齐，有效的插入的角度或范围较小。
申请者已经意识到这个问题可以这样消除，即在连接器内提供局部限定一孔或通道的至少一个壁部分在相应导体的插入方向的宽度减小以便增大所述导体可以插入到所述孔或通道内的最大角。
这种外廓允许相应的连接器部分的导电环或销通过使插入角不很苛刻而更容易地插入到相应壁部分之间确定的通道中。而同时，为了安全(防止手指或外来金属物体接近火线部分)，在入口处保持了窄的开口，而不需设置昂贵的、不可靠的活门。
因此这种壁外廓其自身是新颖并有创造性的，且当从本发明的另一角度看，其提供了360°无绳电连接器的一部分，该连接器包括在连接器部分内局部限定孔或通道的至少一个壁部分，用于接收相应连接器部分的圆柱形或环形导体，所述壁在所述导体的插入方向上宽度减小。
优选地，壁外廓至少局部成锥形，以便利于导体从与法线较宽的角度范围内平滑地插入到通道中。该外廓可以使得壁的宽度从连接器的表面向连接器内持续减小。而更优选地是，壁包括在其远短横向延伸的凸缘。
优选地，360°无绳连接器整个外廓为圆拱形。由于这利于防止在公知连接器中可能发生的情况，即，由于两个连接器部分以过大的角度放在一起，而在容器上的连接器部分的导体首先与连接器部分的上表面，而不是其相应的通道相接触的情况，而圆拱形是有益的。由于导体一般横向强度较低并由此在过大的横向力施加时，潜在容易发生扭曲，而上述情况是不希望发生的。如果导体变成扭曲的，两个导体难于正确的配合或甚至是不可能的。然而，通过使整个外形为圆拱形，导体接触连接器外表面的接近角被增大。根据容器和连接器所安装的基底的宽度，这种接触几乎是不可能的。圆拱形通过使用户感觉到何时连接器接近到位而也有助于连接器正确地对中。
可以看出，这种布置其本身是新颖的，并从本发明的另一方面看，本发明提供了360°无绳电连接器，该连接器包括第一和第二连接器部分，其中一个所述连接器部分的整个外廓为圆拱形的。
连接器的上述结构的潜在问题为鉴于在连接器内宽度进一步减小，其可能难于制造。需要局部分片的模具以在整体模制的连接器中提供这种外形，而这将很昂贵。
这个问题可以通过使连接器成为两个或多个部分来解决。尤其是，连接器可以设置有基底部分和安装到该基底部分上的壁。
这种布置其本身是新颖的且优选的，显著简化制造，并从而从本发明的另一方面提供了一种360°无绳电连接器，其包括基底部分和安装在其上的多个同心环形壁部分，所述壁在其间限定了多个同心环形的通道，分别用于接收另一个连接器部分的相应的端子。
上述这种布置的主要优点为其可以例如通过注塑模模制，但其对于模具的任何部分不需要在模制后经过壁部分的远端抽出，如同一个或多个壁部分与安装部分整体模制的那样。
在这种布置中，连接器部分的单独元件可以轻易地例如由塑料模制，并然后组装到一起。从而该布置使安装到安装部分上的确定通道的壁部分可以直接延伸，以提供任何数量的端子接收通道。
壁部分可以通过适宜的方法，例如胶水、超声波焊接、摩擦配合或按扣(snap)配合的方法安装到安装部分上。
根据上述的本发明的第一方面，无绳液体加热容器在基底部分设置有电子控制装置。控制装置优选地包括安装一个或多个控制元件的印刷电路板。这种电路板可以通过飞线(flying leads)连接到设置在基底内的无绳连接器部分的端子上。
然而，优选地，连接器的端子直接连接到电路板上。这种结构不仅免除了附加导线的需要，而且其可以牢固固定端子。那么，如果如优选地那样，连接器的主体相对印刷电路板固定，就不需要牢固地将端子固定到连接器主体上。
这个布置本身是优选地，并从另一个方面看，本发明提供了包括一个或多个电端子部分的无绳电连接器，所述端子部分安装到印刷电路板上。
这个布置赋予至少两个显著的优点。首先，端子元件只需暂时固定到连接器主体上，以便直到它们焊接到电路板上之前定位它们。这意味着不需要成本更高的永久固定方法。第二，对于端子元件的端部不需要标准化，以便接收诸如铲形(spade)接头的标准导线接头。先前，这种端子一般不得不为0.5mm厚，以便接收标准铲形接头，并通过将其0.25mm厚的翼的端部折起而形成。而根据上述的布置，端子元件一般可以由薄金属片形成。从而端子元件一般由小于0.25mm厚的金属片形成，更优选地是由大约0.15mm厚的金属片形成。
端子可以设置有向下穿过PCB内的开口延伸的销，且销可以以标准方式，例如通过焊接固定到位。另外，端子可以表面安装到PCB上。
在基底部分内具有印刷电路板的无绳液体加热容器中，电路板可以正好位于基底上无绳连接器部分之下，因为后者直接安装到前者上或是只为了空间的原因。这产生了溅落到连接器上的液体穿过其并落到下面的电路板上的可能性。明显从电学的观点这是不理想的。为了缓解这点，电路板将由适宜的覆盖物，例如模制成容器基底部分的一部分的元件覆盖，或可以涂附有不透水层。
而优选地，一个或多个孔设置在电路板的连接器部分之下的地方，以允许液体通过电路板排出。在优选实施例中，防护装置大致穿过所述孔设置，以防止穿过连接器的液体与电路板接触。这种防护装置可以由连接器部分本身提供，但优选地，其包括用于电路板的外壳的适宜部分-例如无绳液体加热容器的基底部分的主模制件。
然而，可以意识到在连接器上的进行排水的最可能的地方为电端子所在的地方，是由于它们当然必须能够从上面接近。落到端子上的液体的表面张力意味着液体将趋于粘附到端子上并因此潜在地被传送到印刷电路板上，这尤其是在没有提供上述防护装置的地方，但仍可能发生在要穿过端子或在这种防护装置之下的地方。类似地，在连接器内用于将电源端子彼此分隔并与低电压端子分隔的任何内部分隔件，如果有的话，可以作用为将液体传送到连接器的外边缘并从而可能到电路板上。
因此，优选地，每个连接器的设置在基底部分上的端子布置成向下倾斜到一肘部，在此可以形成水滴并然后掉落到预定区域内。因此可以布置成电路板任何部分都不在这个区域之下，-例如通过在该区域内的印刷电路板上设置一孔，用于掉落液体穿过。
这个特征在其本身是新颖的且有创造性的，从而从本发明的另一方面看，本发明提供了一种具有无绳电连接器部分的无绳电液体加热装置的基底部分，该部分具有多个用于与容器部分上的相应连接器部分的电接触的端子；以及用于携带至少电路板一部分相对所述电连接器部分牢固地安装的装置；其中至少一个所述端子布置成大致向下延伸到一在该处可以形成液体水滴的肘部，所述电路携带装置构造成没有任何部分位于所述肘部之下。
优选地，所述肘部设置在连接器的中心轴的区域内，以便例如连接器可以绕其边缘安装到印刷电路板上，在其下设置一中心孔，以允许液体穿过。
同样，连接器的内部分隔件优选地构造成其下边缘向一点倾斜，在该处可以安全地形成水滴，并掉落，更优选地在如上所述的肘部相同区域内，以便在其下没有电路携带装置的任何部分。
从另一方面，本发明提供了具有无绳电连接器部分的无绳电液体加热装置的基底部分，其包括多个用于与容器部分上相应的连接器部分电接触的端子；以及用于携带电路的至少一部分相对所述电连接器部分牢固安装的装置；其中所述连接器部分包括分隔至少一对所述端子的至少一个分隔件，所述分隔件的下边缘布置成大致向下倾斜到可以形成水滴的区域，所述电路携带装置构造成其没有任何部分定位在所述区域下。
为了上述给出的原因，优选地内部分隔件向连接器的中心轴延伸。在此提供多个这种分隔件，更优选地是它们的下边缘交汇到一个顶点，该定点优选地布置在靠近连接器中心轴的地方。
可以看出，这种连接器部分其自身是新颖的且有创造性的，并从而从本发明的另一方面，提供了用于无绳电液体加热装置的基底部分的无绳电连接器部分。所述连接器部分包括多个用于与容器部分上相应的连接器部分相接触的端子；其中至少一个所述端子布置成大致朝一肘部向下延伸，该肘部在可以形成水滴的连接器部分的中心轴的区域内。
从本发明的另一方面，提供了一种用于无绳电液体加热装置的基底的无绳电连接器部分，该连接器部分包括多个用于与容器部分上相应的连接器部分相接触的端子；以及用于携带电路的至少一部分相对所述电连接器部分牢固安装的装置；其中，所述连接器部分包括至少一个分隔至少一对所述端子的分隔件，所述分隔件的下边缘布置成大致朝一点向下倾斜，该点处于可以形成水滴的连接器部分的中心轴的区域内。
现在，仅通过示例的形式，参照附图描述本发明优选实施例。
图1是实施本发明的无绳液体加热装置的下部的横剖视图；图2是示出各种零件之间的电连接的示意图；图3是与图2类似的示意图，描述了另一实施例；图4是与图1类似的基底无绳电连接器的横剖视图；图5是从下面看到的图2中所示的连接器的视图；图6是连接器模件的透视图，其中为了清晰而将端子移去；图7是另一实施例的横剖视图；图8是合并有用户接口的基底单元的视图；图9是图8中的显示部分的详细视图；图10是与图2类似的电路图，但示出第二实施例；以及图11示出根据第二实施例的厚膜加热器的轨迹分布。
具体实施例方式
首先转向图1，无绳液体加热装置的下部以横截面示出。装置一般包括容器部分2和基底部分4。两个部分之间的电连接由总的由附图标记6标识的360°无绳连接器提供，其允许容器部分2在相对基底4任何角度方向下放置并工作。然而该连接器的基底部分6b未剖视，以便使视图更清晰。
回到容器部分2，其具有塑料容器壁8，该容器壁具有由厚膜印制加热器10封闭的开口下端。厚膜加热器10的底板在其外周具有加强凸缘12，且通过可以变形以卡紧容器壁的抵靠部分(depnding portion)的槽形件14被密封到容器壁8上。这个结构的其他细节在GB-A-2301434中给出。
总的由16标识的元件接口单元布置在厚膜加热器10之下并在三个位置处与其相接触。首先，具有偏压住加热器10上的银接触垫的弹性缓冲接触臂18。这个接触臂18的另一端电连接到无绳连接器6a的中线环20上。
无绳连接器6a的中心销22为开关电源线主销，且电连接到第二接触臂24上。然而，这个接触臂比中线接触臂18复杂，这是由于其同时用于安装也偏压住加热器10的快卡动作双金属致动器。臂24布置成在双金属致动器到达其工作温度并从而快速到达其反向曲率的情况下，致动器的外周抓住臂的接触分支以将其抬离加热器，并从而断开电接触。该结构的其他细节在WO99/48331中给出。
接触的第三区域在加热器10的中心，该处具有电阻的负温度系数的热敏电阻26由托架28固定在加热器上。热敏电阻的两侧电连接到连接器6a的所剩的中间环32、34上。
加热器也通过电连接到无绳连接器的接地环30上而适宜地接地。
装置的基底部分4具有大致设置在其中心的360°无绳连接器的第二部分6b。这个连接器零件的内部细节为了清晰的缘故从图中省略。然而，可以看到接地接头36从连接器的侧面伸出。这个接头是缓冲的，以便当容器2放置在基底上时，弹性偏压住接地环30。接头直接连接到电源引入线的接地引线上。这种结构在WO95/08204中进一步说明。
无绳连接器6b连接到印刷电路板(PCB)38上。连接器的端子直接焊接到PCB上。不仅这实现了所需的电连接，而且其作用为确保端子相对连接器6b的壳体牢固固定，而不需直接将其直接安装在壳体上。PCB38本身安装到模制塑料基底壳体40上(未示出安装件)。主电源引线42进入基底壳体40，其各导线连接到PCB38的一端上。在PCB的另一端上为用户接口模块44，其包括按钮和发光二极管显示器，然而可以适用诸如液晶显示器的任何适宜的光-电子显示器。基底模制件40设置了适宜的升高和延伸的部分以容放模块44。在另一优选实施例(未示出)中，基底模制件的升高部分布置成朝基底的外周向下倾斜，以避免在其上存水的可能性。
基底模制件40的底部46从基底的大致中心向孔48倾斜。这使溅到连接器6b上并从其滴落并从而穿过PCB38上设置的孔(未示出)的水可以可靠地排出，而不会累积在基底内。
连接到PCB38上并从其伸出的是安装有调节向加热元件供给电能的三端双向可控硅元件的散热元件48。
现在转向图2，可以看到示出各种零件之间的基本电路连接的方块图。该图被虚线A分成两半。线A左侧的部分设置在基底4内，而右侧的在可移去的容器部分2内。因此线A表示经由无线连接器6实现的连接。
在图的最左边缘处分别是来自电源引入线42(图1)的火线、中线、和接地线50、52、54。接地线54被示出直接连接到容器上-在这种情况下是加热元件的衬底。而当然如果容器是金属的，它也应接地。类似地，如果在基底内存在任何暴露金属的部分，这些部分也需要接地。
电子控制装置设置在PCB38(图1)上，且总的被方块56标识。这个方块包括微处理器和电源模块，以及所需的分立元件。供给电子元件56的电能经由降压电阻58由火线和中线50、52提供。用户接口44也连接到控制装置56上。
设置了三端双向可控硅元件62以调节供给到加热元件的平均能量。三端双向可控硅元件的栅极62a连接到控制装置56，而它的两个电源接头经由无绳连接器6分别连接到火线50和加热元件64的一侧。加热元件64的另一例经由无绳连接器6连接到电源中线52。在使用中，三端双向可控硅元件62在过零开关模式下工作，即，当AC电压周期穿过零线时，三端双向可控硅元件转换为开或关，以便使产生的电磁干扰最小化。
无绳连接器6的另两个端子用于将热敏电阻26的两端连接到电子控制器56上。热敏电阻26的电阻及由此的温度通过测量包括热敏电阻的简单RC振荡器的共振频率来确定。而热敏电阻的电阻的其他可能的测量方式对于本领域技术人员来说是显而易见的，例如，分压器。热敏电阻的温度可以用于推断在容器内水的温度，并用于推断加热元件是否过热，例如由于在容器中没水时开启。
在工作中，用户将利用在用户接口上的按钮来选择热水要达到的温度，或简单地特定为沸腾。然后由控制电路56提供一信号到三端双向可控硅元件的栅极62a，以给加热器64供能。随着加热元件64温度升高，热敏电阻26的电阻减小。当加热元件到达预定的温度-例如，表示容器内的水已达到理想的温度，电子控制器56使三端双向可控硅元件62中断向加热元件64供给的能量。然而，如果电子控制器56探测到热敏电阻56的温度长时间内升高过快-例如通过在容器内没水时开启而表示加热元件64过热，三端双向可控硅元件62立即切断供给加热元件的能量。
与在图2中所示的实施例稍微不同的实施例在图10和11中示出。取代一个热敏电阻26，本实施例中具有两个电路并联的热敏电阻126、226。第一个传感器126在25℃时名义值为68kΩ，而第二个电阻226在25℃时名义值为150kΩ。
如图10中示意性示出的，一个热敏电阻126靠近加热轨迹64定位。而第二个热敏电阻226距轨道64较远。这可以从图11的加热器布置中很清楚地看出。
转到图11，可以看到厚膜加热器230，其包括在不锈钢板上的陶瓷绝缘层。电阻性加热轨迹64丝网印刷到绝缘层上，如现有技术中公知的。另外，印制了一大致T形的导电区域232。银接触垫234印制在这个区域232的顶部，沿其一边缘印制两个银接触垫236、238。
T形区域232被复印刷(over-printed)有绝缘层(未示出)，并留有用于接触垫234、236、238的窗口。在这个绝缘层上印制了银接触垫240和从其伸出的连接银轨迹242，以将其连接到另两个银表面安装垫244、246上。从而可以看出第二接触垫240和两个表面安装垫244、246与下部导电区域232电绝缘。最后，68kΩ的第一热敏电阻126穿过两个表面安装垫238、246安装而靠近轨迹64，而150kΩ的第二热敏电阻226穿过两个较远的表面安装垫236、244安装。然而，这两个热敏电阻为了清晰的缘故在图11中省去。然而可以看出所描述的布置给出了两个热敏电阻理想的并联结构。
上述的布置意味着第一传感器126最受轨迹64的温度影响，而第二传感器226最受厚膜加热器的衬底并因而最受被加热的液体的温度影响。
在正常工作期间，即，当水被加热到沸腾时，第一和第二传感器126、226将都提供响应，这是由于遍及加热器230热量相对均匀分布。第二传感器226由于其距加热轨迹64较远将承受较低的温度。然而，这将部分由以下补偿，即，其借助于其的较高的名义值而在电阻上减少的百分比较大，意味着由于其与第一传感器126并联而其的作用将增强。然而在加热器64被供能，而衬底不与水接触时，第一传感器126由于凭借着其更靠近轨迹64而比第二传感器承受更高的温度，其的电阻将是主导的。从而每个传感器在值和位置上被优化以提供不同形式的温度监控。
此外，由于在每个热敏电阻126、226的每侧上的表面安装垫之间存在绝缘层，这有效地形成了与两个热敏电阻并联的小的电容。这个电容有益于辅助滤去包含热敏电阻的电路中的高频噪声，这可以有助于改善测量精度并也减小电磁辐射。
图3是与图2类似的视图，用于本发明的另一实施例。与第一实施例的主要不同在于三端双向可控硅元件62′容器部分，即，在与用于厚膜印制加热器的相同的衬底上，而电子控制装置56′在基底部分内。这意味着向容器部分提供一永久的供电线路，而不是如图2所示的开关供给63，这是由于开关发生在容器部分之内。这需要在控制装置56′和容器部分之间另一连接66，以用于向三端双向可控硅元件62′提供栅极信号。而在这个实施例中，在无绳连接器6′上不需其他端子，这是由于图2的热敏电阻连接26a之一已通过将热敏电阻的一侧连接到输入线路50′上而取消。不是将热敏电阻包含在RC振荡器中以确定其电阻，而是控制器56′测量经过它的电压降-即，火线和热敏电阻26′的另一侧26b′之间的差值。
现在转到图4，可以看出根据本发明的底部连接器部分6b的剖视图。其类似于图1中示意性示出的连接器，尽管其整个外廓稍有不同。更显著的是，该连接器的顶部在本实施例中是圆拱形的，而不是平的。此外，一些电路端子为了清晰起见而移去。
该连接器的总的形状大致为蘑菇形。圆拱形的上表面66有助于防止连接器部分在试图与垂线成角度地接合时与其相接触。
从上表面66垂直向下延伸的是用于接收相应的在容器连接器部分(未示出)的圆形环的多个环形通道68a-c以及用于接收其的中心销的中心孔68d。每个通道确定在一对大致环形模制塑料环70a-d之间，而中心孔68d由最小的环70d确定。可以看出每个环70a-d在其远边缘加宽成横向伸出的凸缘72形状，以便在到每个通道的入口处形成比通道本身宽度窄得多的间隙。这允许相应的火线与垂线成一定角度范围内插入通道中，而同时防止用户偶然通过将手指或其他外部金属物体插入连接器而接近火线的端子。
最外环70在其径向外边缘上形成有倒圆的边74。这进一步有助于容器连接器部分当其与垂线成角度地接近时的插入。接地接头36从这个边74伸出，用于与容器连接器部分上的接地环相接触，如先前所述的。接地接头与接地端子元件76整体形成，而接地端子元件76在其另一端77焊接到PCB38上。
各环70通过紧干涉配合每个都安装在主连接器壳体模制件75内设置的沟槽71a-71d中。这使环70和主模制件75在相应的注塑模具内分别模制，并然后通过将环推入主模制件75内的沟槽而装配。为了一体模制整个连接器，将需要复杂并昂贵的分室模，以便形成横向伸出的凸缘72。
主模制件75通过三个圆周间隔的螺栓安装到PCB38的孔86上。
在每个通道68a-c之内，具有接触元件。中线接触元件78被示出在最外的通道68a下面。这个接触元件78包括在相应端子元件(未示出)的一端上的银涂附的触点78a。火线接触元件80也可以看到。其从中心孔68d延伸到穿过并焊接到PCB38上的腿部82。可以看出火线端子80成形为具有位于PCB38内的孔86之上的肘部84。借助于该肘部84，溅到连接器上以及通过孔68a落到火线端子80上的液体将被送到肘部84之下，在那形成水滴并然后安全地通过PCB38内的孔落下。如图2中所示的，通道68a只需要在接触元件80的区域内的底端部开口，并从而使水不会通过通道掉落到其他地方。每个端子元件类似地设置有肘部(未示出)，它们大致位于连接器的中心轴的区域内。
每个端子元件76、78、80通过销94定位在突起的内部环形壁92上。然而，这些销94不需牢固地将端子元件固定到主连接器壳体模制件72上，由于这是由通过螺栓79将连接器主体75固定到PCB38上(如上所述)并将端子的腿部77、82焊接到PCB38上而实现的。
图5是从下面看到的连接器的视图，其中可以看到所有五个端子-即，接地端子76、中线端子78、火线端子80以及两个用于连接到热敏电阻26上的信号端子88、90(图1)。主体模制件72外廓局部示出，以便可以看到环形环70和相应的通道68，虽然在实际中，它们只能通过允许接近在端子78、80、88、90端部的触点的模制件内的孔96可见。
可以看出多个分隔壁98将各种端子元件分隔，这些端子元件整体地形成有安装端子的环92。
转到图6，这次模制件75以实线并以从下面看的透视图形式示出。为了清晰起见省略了所有的端子元件。这个视图演示了大致朝控制器的中心轴区域中的一点100向下倾斜的分隔壁98(在连接器的垂直方向上)。这个布置确保了任何掉落到分隔壁98上的水被送到可以形成水滴并可以通过PCB38内的孔安全掉落的中心点100处。
图7是与图1类似的视图，示出了本发明另一实施例。相同的附图标记用于表示与上述实施例相同的元件。
如在先前实施例中的，无绳连接器部分6b″安装到PCB38″上，而与图1的实施例相反，三端双向可控硅元件(未示出)安装到散热片102上，以便耗散在工作过程中产生的热量。
基底模制件40″的下半部不同于图1所示的。首先，模制件的下半部一体地设置有竖直的环形凸缘104，并被设计成良好地配合到PCB38″内形成的孔86″中，以便当PCB用其的孔86″安装到凸缘104上时，凸缘104的上边缘毗邻端子元件78″、80″所连接的连接器部分上的环形壁92″。这种布置使掉落到连接器上并穿过连接器的水只能落到凸缘104的内侧。
第二，模制件40″的下半部还设置有凸缘104中部的锥形结构106。其作用为将来自连接器的水引导到锥形106的底部和凸缘104的底部之间形成的圆周间隔的孔108处。从而可以看出PCB和电子元件可以安全地与进入连接器6b″的水隔开，并且水可以通过连接器的底部排放。
如上所述，装置的基底单元可以有用户接口。这种基底单元的一实施例示于图8中。可以看到接口200包括显示器202、控制按钮阵列204、开始选定的操作的运行按钮206和一对上和下按钮208、210。该显示器202在图9中详细示出。
更详细地考虑按钮阵列，最上部按钮212是模式选择按钮，随着这个按钮重复按动，装置贯穿其可用的模式循环。这个在任何时刻被选定的特定模式通过适宜的图标沿显示器202的顶部一排示出，在图8中示出所有的六个模式图标202a-202f，虽然在使用中这些并不全部示出。由图标202a指示的第一模式为沸腾模式。其只是将容器内的水加热到沸腾，并然后断开。这是在任何操作后被选定的缺省模式。为了开始使容器内的水沸腾，用户只需按下“运行”按钮206。在加热过程中，水的目前温度可以显示在显示器202的下面部分中。显示器202也可以自动地在各种参数间循环，例如，到沸腾的时间、容器内液体体积等等。这些参数可以由控制器计算出。
当水沸腾时，装置将发出一信号，并然后缺省地断开，此后水开始冷却。而另外，用户可以通过按下阵列204的下部按钮216并用上和下按钮208、210选择理想的时间来特定一保持时间。这可以在加热开始之前或在加热过程中进行，并意味着，一旦水沸腾，其将保持徐沸或沸腾一段特定的时间。当加热器在定时模式时，图标202g将显示。
分别由202b和202c表示的第二和第三模式为第一和第二预设温度模式。这些表示将水加热到选定温度。预设的温度一般分别为85℃和60℃，但它们的每一个都可以利用上和下按钮208、210手动地增大或减小。为了开始加热，那么用户按下“运行”按钮206。如在沸腾模式中，可以特定一保持时间，在这种情况下，水将保持在其被加热的温度。
第四模式为“奶瓶(baby bottle)”模式，且由图标202c表示。在这种模式下，水被加热到沸腾，并然后使其冷却到预定的温度，该温度也可以利用上和下按钮208、210来变动。只在这个温度达到时，才给出结束信号。如在先前的模式中一样，用户当然可以设定一保持时间来将水保持在这个温度。这个模式因此对于婴儿配方奶等特别有用，由于其可以使水通过沸腾来消毒，而直到水冷却到安全温度才饮用。
第五模式是消毒模式，且由图标202e表示。在这个模式下，水被沸腾然后在发出结束信号之前保持沸腾一段预定时间，以便杀死任何可能存在的微生物。这个沸腾时间可以利用按钮208、210来向上或向下调整。
最后，用户可以选择第六模式，其为由图标202f表示的安静模式。在这个模式下，以产生很小或不产生噪声的足够低的能量将水加热到沸腾。由于明显地这将增长沸腾所需时间，用户可以利用上和下按钮来调节能量，以便在一定程度上调整以在噪声和沸腾时间之间达到折衷。除了更安静地加热水之外，选择这个模式可以抑制可听到的沸腾指示，以便只会显示以闪烁的“沸腾”形式的视觉提示。
除了这个专门的安静沸腾模式外，用户可以在任何模式下通过在工作过程中按下下按钮208来使装置安静地加热。这将具有上述的效果。
按钮214是时钟按钮，若按下的话，其指示时间。如果其按下一段预定的时间，那么借助于上和下按钮208、210其可以改变时间。
在阵列204上所剩的按钮为报警/起始-时间按钮218。当用户按下这个按钮时，他/她能够在装置工作之前选定一最大到24小时的时间。其的作用为不论选定任何模式，当用户按下“运行”按钮206时，直到特定的时间后才开始工作。当选择这个时，图标202h显示在显示器上。
本领域技术人员将理解，其他多种工作模式都是有可能的，这取决于用户接口被编程的方式以及所提供的更多或更少的供能。
尽管本发明的各个方面通过其优选实施例加以说明，本领域技术人员将认识到在本发明的范围内多种修改都是有可能的。例如，无绳连接器不需用在液体加热容器上-其可以在其他应用中使用。此外，与安装和液体输送相关的特征可以应用于标准的无绳连接器上，且不需要附加的端子。
权利要求
1.一种无绳电装置，包括器具部分，其具有电加热器和具有温度相关特性的热传感装置；基底部分，其用于将电能通过无绳电连接器供给到器具部分，所述基底部分包括用于控制电加热器的工作的电子控制装置；以及将来自热传感装置的所述特性的测量值传递给控制装置的装置，以便使控制装置响应该测量值而工作。
2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，器具部分包括液体加热容器。
3.如权利要求2所述的装置，其特征在于，所述加热器包括厚膜加热器。
4.如权利要求3所述的装置，其特征在于，包括与所述厚膜加热器良好热接触地安装的功率调节装置。
5.如上述权利要求中任一项所述的装置，其特征在于，包括三端双向可控硅元件的功率调节装置。
6.一种无绳液体加热容器，包括包括厚膜电加热器的容器部分，该加热器具有金属衬底；用于将电能供给到包括用于控制加热器工作的电子装置的容器部分；以及用于实现所述控制的功率调节装置，其中，所述功率调节装置与所述金属衬底良好热接触地设置在所述容器部分内。
7.如权利要求6所述的容器，其特征在于，所述功率调节装置包括三端双向可控硅元件。
8.如上述权利要求中任一项所述的装置或容器，其特征在于，在基底部分内包括的控制装置的用户接口。
9.如权利要求6、7或8所述的液体加热容器，其特征在于，包括在器具部分内的热传感器，用于给出指示温度的电信号。
10.如权利要求1到5中任一项所述的装置或如权利要求9所述的容器，其特征在于，所述热传感器布置成探测所述加热器的温度。
11.如权利要求1到5、9、10中任一项所述的装置或容器，其特征在于，包括将由热传感器探测的温度传递到基底部分内的控制装置的物理电连接。
12.如权利要求10所述的装置或容器，其特征在于，传感器连接器与将电能传递给加热器的无绳电连接器成一体。
13.一种用于与无绳电装置的基底部分配装或成为整体的无绳电连接器，所述电连接器包括至少三个端子，用于将电能供给所述装置的器具部分，并包括用于将来自器具部分的所述电信号传递到所述基底部分的另一端子。
14.如权利要求12或13所述的装置、容器或连接器，其特征在于，所述连接器包括至少五个端子。
15.如权利要求12到14中任一项所述的装置、容器或连接器，其特征在于，所述连接器为允许器具/容器部分在基底部分上与它们相对的角度定向无关地放置的类型。
16.如权利要求15所述的装置、容器或连接器，其特征在于，连接器布置成至少一个局部限定连接器内的孔或通道的壁部分在相应导体的插入方向上宽度减小，以便增大所述导体可以插入到所述孔或通道内的最大角。
17.一种360°无绳电连接器的一部分，包括至少一个在连接器部分内局部限定孔或通道的壁部分，用于接收相应的连接器部分的圆柱形或环形导体，所述壁在所述导体的插入方向上宽度减小。
18.如权利要求16或17所述的装置、容器或连接器，其特征在于，壁的外廓至少局部成锥形。
19.如权利要求18所述的装置、容器或连接器，其特征在于，壁在其远短包括横向延伸的凸缘。
20.如权利要求16到19中任一项所述的装置、容器或连接器，其特征在于，所述连接器被制成两个或多个部分。
21.如权利要求20所述的装置、容器或连接器，其特征在于，连接器设置有基底部分和安装到该基底部分上的壁。
22.一种360°无绳电连接器部分，包括基底部分和多个安装其上的同心环形壁部分，所述壁部分在其间限定多个同心环形通道，用于分别接收另一连接器部分的端子。
23.如权利要求15到22中任一项所述的装置、容器或连接器，其特征在于，连接器整个外廓为圆拱形。
24.一种360°无绳电连接器，包括第一和第二连接器部分，其中，所述连接器部分之一其整个外廓为圆拱形。
25.如上述权利要求中任一项所述的无绳装置或液体加热容器，其中，控制装置包括印刷电路板、直接连接到印刷电路板上的连接器的端子。
26.一种无绳电连接器，包括一个或多个电端子部分，所述端子部分安装到印刷电路板上。
27.如权利要求25或26所述的无绳装置或液体加热容器，其中，在印刷电路板内、连接器部分所定位的地方下设置有一个或多个孔，以允许液体通过电路板排出。
28.如权利要求27所述的无绳装置或液体加热容器，其特征在于，大致延伸过所述孔设置有防护装置，以防止穿过连接器的液体与电路板相接触。
29.如权利要求28所述的无绳装置或液体加热容器，其特征在于，所述防护装置包括用于电路板的外壳的一适宜部分。
30.如上述权利要求中任一项所述的装置、容器或连接器，其特征在于，在所述基底部分内或用于所述基底部分的连接器端子每个都布置成向下倾斜到可以形成水滴的肘部。
31.一种具有无绳电连接器部分的无绳电液体加热装置的基底部分，包括多个用于与容器部分上的相应连接器部分相接触的端子；以及用于携带至少电路板一部分相对所述电连接器部分牢固地安装的装置；其中，至少一个所述端子布置成大致向下延伸到一在该处可以形成液体水滴的肘部，所述电路携带装置构造成没有任何部分位于所述肘部之下。
32.如权利要求31所述的装置，其特征在于，所述肘部设置在连接器的中心轴的区域内。
33.如权利要求30、31或32所述的装置、容器或连接器，其特征在于，连接器包括内部分隔件，其被构造成它们的下边缘向一点倾斜。
34.一种具有无绳电连接器部分的无绳电液体加热装置的基底部分，其包括多个用于与容器部分上相应的连接器部分电接触的端子；以及用于携带电路的至少一部分相对所述电连接器部分牢固安装的装置；其中，所述连接器部分包括至少一个分隔至少一对所述端子的分隔件，所述分隔件的下边缘布置成大致向下倾斜到可以形成水滴的区域，所述电路携带装置构造成没有任何部分位于所述区域之下。
35.如权利要求34所述的基底部分，其特征在于，内部分隔件向连接器的中心轴延伸。
36.一种用于无绳电液体加热装置的基底部分的无绳电连接器部分，所述连接器部分包括多个用于与容器部分上相应的连接器部分电接触的端子；其中，至少一个所述端子布置成大致向下延伸到一肘部，所述肘部在可以形成液体水滴的连接器部分的中心轴区域内。
37.一种用于无绳电液体加热装置的基底部分的无绳电连接器部分，所述连接器部分包括多个用于与容器部分上相应的连接器部分电接触的端子；以及用于携带电路的至少一部分相对所述电连接器部分牢固安装的装置；其中，所述连接器部分包括至少一个分隔至少一对所述端子的分隔件，所述分隔件的下边缘布置成大致向下倾斜到一点，所述点位于可以形成水滴的连接器部分的中心轴的区域内。
38.一种无绳电液体加热容器，包括设置在容器的基底单元内的用户接口。
39.一种电加热器，包括厚膜加热轨迹以及至少两个设置在所述加热器上的热传感器，其中，一个所述传感器位于比另一个显著靠近加热轨迹的地方。
全文摘要
一种无绳电装置,具有在器具部分内的传感装置和在基底部分内的电子控制器。示出两个用于热传感装置的热敏电阻,以监控正常工作期间的液体温度并也用于干烧时的开关。同样公开了多极360°无绳连接器,其设置了两个额外电极,该电极可以提供向所述热传感装置的电连接。
文档编号H05B3/82GK1344481SQ0080294
公开日2002年4月10日 申请日期2000年10月11日 优先权日1999年10月11日
发明者约翰·C·泰勒, 文森特·J·加维, 保尔·科斯格罗夫 申请人:施特里克斯有限公司