DE102014108553B4 - Serving tray heating pad, serving tray with a serving tray heating pad and method for controlling the temperature of a serving tray - Google Patents
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Abstract
Serviertablett-Heizeinlage bei der a) die Heizeinlage (7) aus einem Vlies mit darauf zu einer Heizleiterstruktur fixierten Heizleitern besteht, b) die Heizleiter aus mehreren zu einer Litze (2) verzwirnten Filamenten (1, 1’) bestehen, c) die Litze (2) mit einer thermisch leitenden Kunststoff-Umhüllung (5) versehen ist und d) die Filamente (1, 1’) der beiden Enden der Litze (2) mit bestrombaren Kontakten am Außenrand eines Serviertabletts verbindbar sind, dadurch gekennzeichnet, dass e) zumindest ein Filament (3) der Litze (2) mit einer elektrisch isolierenden und thermisch leitenden Beschichtung (4) versehen ist und f) das zumindest eine elektrisch isolierte Filament (3) der Litze (2) geeignet ist, bei Bestromung der elektrisch nichtisolierten Filamente (1, 1‘) der Litze (2) über seine gesamte Länge miterwärmt zu werden und dadurch seinen ohmschen Widerstand derart zu verändern, dass die Widerstandsänderung als Temperatursteuersignal nutzbar ist und g) das zumindest eine elektrisch isolierte Filamente (3) und die nicht isolierten Filamente (1, 1’) der Litze (2) an den Enden der Litze (2) zu getrennten Gruppen zusammengefasst und jeweils mit unterschiedlichen Kontakten am Außenrand des Serviertabletts verbindbar sind.A serving tray heating insert in which a) the heating insert (7) consists of a nonwoven with heat conductors fixed to a heating conductor structure, b) the heating conductors consist of several filaments (1, 1 ') twisted into a stranded wire (2), c) the stranded wire (2) is provided with a thermally conductive plastic sheath (5) and d) the filaments (1, 1 ') of the two ends of the strand (2) are connectable to energizable contacts on the outer edge of a serving tray, characterized in that e) at least one filament (3) of the stranded wire (2) is provided with an electrically insulating and thermally conductive coating (4) and f) the at least one electrically insulated filament (3) of the stranded wire (2) is suitable when the electrically non-insulated filaments are energized (1, 1 ') of the stranded wire (2) to be miterwärmt over its entire length and thereby to change its ohmic resistance such that the resistance change is used as a temperature control signal and g) the at least one e dielectrically isolated filaments (3) and the non-insulated filaments (1, 1 ') of the stranded wire (2) at the ends of the stranded wire (2) are combined into separate groups and can each be connected to different contacts on the outer edge of the serving tray.
Description
Die Erfindung betrifft eine Serviertablett-Heizeinlage mit elektrischen Kontakten am Außenrand des Tabletts, ein Serviertablett mit der Heizeinlage und ein Verfahren zur Temperaturregelung eines Serviertabletts.The invention relates to a serving tray heating pad with electrical contacts on the outer edge of the tray, a serving tray with the heating pad and a method for controlling the temperature of a serving tray.
Serviertabletts sind in unterschiedlicher Ausgestaltung bekannt. Insbesondere sind Serviertabletts aus geschichtet verpressten Kunststofffolien bekannt. Sie bestehen üblicherweise aus mehreren übereinander liegend miteinander fließverpressten SMC-Folien (SMC = Sheet Molding Compound) in einer Schichtdicke von jeweils 2,8 bis 3,2 mm. Das Material kann mit einem geringen Reaktionsschwund verarbeitet werden und ist auch bei größeren lokalen Temperaturunterschieden formstabil.Serving trays are known in different embodiments. In particular, serving trays made of laminated pressed plastic films are known. They usually consist of several superimposed flow-compressed SMC films (SMC = Sheet Molding Compound) in a layer thickness of 2.8 to 3.2 mm. The material can be processed with a low reaction shrinkage and is dimensionally stable even with larger local temperature differences.
Aus der Druckschrift
Es ist auch bekannt, in solche Serviertabletts eine Heizeinlage zu integrieren, um auf dem Tablett stehende Speisenbehälter zu erwärmen. Aus der Gebrauchsmuster-Anmeldung
Aus der Druckschrift
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Serviertablett-Heizeinlage anzugeben, die in unterschiedliche Konstruktionen von Serviertabletts integrierbar ist, ohne lokale Spannungsrisse und Verwerfungen in der Tablettfläche zu erzeugen. Die Heizeinlage sollte in einfacher Weise an unterschiedliche Heizzonen-Formen und Heizleistungen anpassbar und über eine Temperaturmessung in der Temperatur regelbar sein.The invention has for its object to provide a serving tray heating pad, which can be integrated into different constructions of serving trays, without generating local stress cracks and distortions in the tray surface. The heating pad should be easily adaptable to different heating zone shapes and heating powers and be controllable via a temperature measurement in the temperature.
Diese Aufgabe wird bei einer Serviertablett-Heizeinlage der eingangs genannten Art erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Merkmalen der Unteransprüche 2 bis 21. Die Aufgabe wird weiterhin mit einem Serviertablett nach dem Anspruch 22 und einem Serviertablett nach dem Anspruch 26 gelöst. Besondere Serviertablettausgestaltungen ergeben sich aus den Merkmalen der Ansprüche 23 bis 25. Ein Verfahren zur Temperaturregelung ist im Anspruch 27 angegeben.This object is achieved according to the invention in a serving tray heat insert of the type mentioned by the characterizing features of
Durch das Fixieren der Heizleiter auf einem Vlies, insbesondere durch Aufnähen, wird eine flächige Heizeinlage geschaffen, die an die Unterseite einer Serviertablett-Schale angeklebt oder als Zwischenlage beim Verpressen von SMC-Kunststofffolien in diese eingelegt werden kann. Die Heizleiter bestehen dabei mit Vorteil aus mehreren zu einer Litze verzwirnten Filamenten. Als Filamente werden dünne Drähte oder leitende Fasern bezeichnet, die der Litze eine hohe Flexibilität geben, so dass diese in Form unterschiedlicher Heizleiter-Strukturen auf dem Vlies fixiert werden können. Die Enden der Heizleiter können dabei an vorbereitete Kontakte am Außenrand des Tabletts herangeführt und mit diesen verbunden werden.By fixing the heating conductors on a nonwoven fabric, in particular by sewing, a flat heating pad is created, which can be glued to the underside of a serving tray shell or inserted as an intermediate layer during the compression of SMC plastic films in this. The heat conductors are advantageously made of several filaments twisted into a strand. Thin filaments or conductive fibers are referred to as filaments which give the strand a high degree of flexibility so that they can be fixed in the form of different heating conductor structures on the nonwoven. The ends of the heating conductors can be brought to prepared contacts on the outer edge of the tray and connected to them.
Das Vlies mit den Heizleitern kann als Zwischenlage bei einem aus SMC-Folien verpressten Serviertablett in einer Dicke hergestellt werden, die von den abdeckenden Materialschichten des Tabletts beim Verpressen vollständig in das SMC-Material eingeschlossen werden kann. The nonwoven with the heating conductors can be made as an intermediate layer on a serving tray pressed from SMC films to a thickness that can be completely enclosed by the covering material layers of the tray during pressing in the SMC material.
Zur Herstellung eines größeren Querschnitts des Heizleiters können mehrere Litzen zu einer Gesamtlitze verzwirnt sein. Eine Heizeinlage mit dieser Heizleiter-Ausgestaltung ist insbesondere zum Fixieren an der Unterseite einer Serviertablett-Schale geeignet, die nachfolgend noch ausgeschäumt wird.To produce a larger cross-section of the heating conductor several strands can be twisted into a total strand. A heating pad with this heating conductor configuration is particularly suitable for fixing to the underside of a serving tray shell, which is subsequently foamed.
Um den Querschnitt der Heizleiter-Litze beim Verpressen oder Ausschäumen nicht breitzudrücken ist es zweckmäßig, dass die Litze mit einer umhüllenden Beschichtung zur Stabilisierung des Querschnitts versehen wird. Für diese Beschichtung ist ein Material zu wählen, das einerseits mechanisch und thermisch stabil und andererseits einen guten Wärmeübergang ermöglicht, wie z.B. PP/PU/PE/PTF-Kunststoffe.In order not to press the cross section of the heating conductor strand during compression or foaming, it is expedient that the strand is provided with an enveloping coating for stabilizing the cross section. For this coating, a material must be chosen which, on the one hand, enables mechanical and thermal stability and, on the other hand, good heat transfer, such as e.g. PP / PU / PE / PTF plastics.
Die die Litze bildenden Filamente werden vorzugsweise miteinander verzwirnt, so dass die gegenseitige Verdrillung der Filamente auch bei offenen Enden der Litze erhalten bleibt. Verbleibende Zwischenräume zwischen den verzwirnten Filamenten werden vorzugsweise mit einem elektrisch leitenden Pulver, wie Carbon oder Graphit aufgefüllt. Die bereits erwähnte umhüllende Beschichtung der Litze wird zweckmäßigerweise nach dem Einbringen des Pulvers aufgebracht, um zusätzlich ein Herausfallen des Pulvers beim Verarbeiten der Litze zu vermeiden. Die ummantelte Litze mit Einschluss des Pulvers bildet einen einheitlichen Querschnitt zur Stromleitung und Erwärmung der Filamente. The filaments forming the strand are preferably twisted together, so that the mutual twist of the filaments is maintained even at open ends of the strand. Remaining interstices between the twisted filaments are preferably filled with an electrically conductive powder, such as carbon or graphite. The already mentioned enveloping coating of the strand is expediently applied after the introduction of the powder in order to additionally avoid falling out of the powder during processing of the strand. The sheathed stranded wire with inclusion of the powder forms a uniform cross-section for power conduction and heating of the filaments.
Mit Vorteil wird in die Litze mindestens ein Filament mit elektrisch isolierender Ummantelung eingefügt und mit den übrigen Filamenten verzwirnt. Die elektrische Isolierung soll dabei eine gute Wärmeleitfähigkeit aufweisen. Die Filamente mit elektrischer Isolierung können aber auch als Seele einer Litze vorgesehen sein, um die herum die Litze mit den übrigen Filamenten verzwirnt ist.Advantageously, at least one filament with an electrically insulating sheath is inserted into the strand and twisted with the remaining filaments. The electrical insulation should have a good thermal conductivity. The filaments with electrical insulation can also be provided as a core of a strand around which the strand is twisted with the remaining filaments.
Die elektrisch isolierten und die nicht isolierten Filamente der Litze werden an den Enden der Litze zu getrennten Gruppen zusammengefasst und mit getrennten Kontakten am Außenrand des Tabletts verbunden. Die gegeneinander elektrisch nicht isolierten Filamente der Litze werden bestromt und erwärmen sich dabei. Sie bilden den eigentlichen Heizleiter. Die dagegen elektrisch isolierten Filamente der Litze werden über ihre gesamte Länge miterwärmt und verändern dadurch ihren ohmschen Widerstand. Die Widerstandsänderung kann an den jeweiligen Kontakten gemessen und als Temperatur-Steuersignal genutzt werden. The electrically insulated and uninsulated filaments of the strand are grouped together at the ends of the strand and connected to separate contacts on the outer edge of the tray. The filaments of the strand, which are not electrically insulated against each other, are energized and heat up. They form the actual heating conductor. The electrically isolated filaments of the strand are miterwärmt over its entire length and thereby change their ohmic resistance. The resistance change can be measured at the respective contacts and used as a temperature control signal.
Das mindestens eine elektrisch isolierte Filament zur Temperaturmessung kann auch außen auf die Umhüllung der Heizleiter-Litze gewickelt sein. Dazu wird er vorteilhaft mit zur Verzwirnungsrichtung gegenläufiger Wickelrichtung aufgebracht, um Ungleichmäßigkeiten im Querschnitt der reinen Heizleiter-Litze überbrücken zu können.The at least one electrically insulated filament for temperature measurement can also be wound on the outside of the envelope of the heating conductor strand. For this purpose, it is advantageously applied to the Verzwirnungsrichtung opposite winding direction to bridge unevenness in the cross section of the pure heat conductor strand can.
Die Filamente der Litze können durch Kohlenstofffasern gebildet werden, bestehen vorzugsweise im Wesentlichen aber aus einer Silber-Kupfer-Legierung oder einer Edelstahl-Kupfer-Legierung, in die Dotierungen zur Verbesserung der Heizleistung eingebracht sein können. Es ist auch möglich, Filamente unterschiedlichen Materials miteinander zu verzwirnen. Die Einzelfilamente der Litze besitzen vorzugsweise einen Durchmesser von 5 bis 120 μm. Aus den dünneren Filamenten werden vorzugsweise Litzen mit bis zu 250 Einzelfilamenten, aus den dickeren Drähten Litzen mit bis zu 70 Einzelfilamenten hergestellt. Litzen aus einer Anzahl dünnerer Einzelfilamente werden insbesondere zur Belegung von Heizzonen-Strukturen kleineren Durchmessers und Litzen aus einer Anzahl dickerer Einzelfilamente zur Belegung von Heizzonen-Strukturen größeren Durchmessers eingesetzt.The filaments of the strand can be formed by carbon fibers, but are preferably essentially made of a silver-copper alloy or a stainless steel-copper alloy into which dopants can be introduced to improve the heating power. It is also possible to twist filaments of different material together. The individual filaments of the strand preferably have a diameter of 5 to 120 μm. From the thinner filaments are preferably prepared strands with up to 250 individual filaments, from the thicker wires strands with up to 70 individual filaments. Strands of a number of thinner individual filaments are used in particular for covering heating zone structures of smaller diameter and strands made of a number of thicker individual filaments for covering heating zone structures of larger diameter.
Die Anzahl und die Durchmesser der Einzelfilamente in einer Heizleiter-Litze beeinflussen die Geometrie der Legestruktur der Litze auf dem Vlies. Vorzugsweise ist ein Abstand von 3 bis 4,5 mm zwischen den Heizleiter-Litzen vorzusehen.The number and diameters of the individual filaments in a heat conductor strand affect the geometry of the laying structure of the strand on the nonwoven. It is preferable to provide a distance of 3 to 4.5 mm between the heating conductor strands.
Vorzugsweise ist die Legestruktur der Heizleiter-Litzen mäanderförmig in einer Kreisfläche. Es sind aber auch rechteckige und dreieckige Flächenformen möglich. Bei einer mäanderförmigen Verlegung ist eine kreuzungsfreie Rückführung der Heizleiter-Litze aus der gebildeten Heizzone-Struktur heraus möglich, insbesondere auch bei konzentrisch zueinander liegenden, getrennt ansteuerbaren Heizzonen-Strukturen. Preferably, the laying structure of the heating conductor strands is meandering in a circular area. But there are also rectangular and triangular surface shapes possible. In the case of a meander-shaped laying, a crossing-free return of the heating conductor strand from the formed heating zone structure is possible, in particular also in the case of concentric heating zone structures which can be controlled separately.
Bei einer mäanderförmigen Legestruktur sind die Heizleiter an bestimmten Stellen in mit einem kleinen Biegeradius parallel zum hinführenden Heizleiter an diesem zurückzuführen. Zur Erzeugung eines kleinen Biegeradius muss der Heizleiter eine ausreichende Flexibilität aufweisen, die durch die Anzahl und die Dicke der Einzelfilamente in der Litze beeinflusst wird.In a meandering laying structure, the heating conductors are at certain points in due to a small bending radius parallel to the leading heating conductor at this. To produce a small bending radius, the heating conductor must have sufficient flexibility, which is influenced by the number and thickness of the individual filaments in the strand.
Demgegenüber hat eine spiralförmige Legestruktur der Heizleiter-Litze auf dem Vlies Vorteile. Allerdings muss das im Innern der Spirale liegende Ende der Litze durch das Vlies hindurch in eine weitere Zwischenschicht eingebettet werden, in der die sichere Rückführung zu den Kontakten ohne Kontaktierung mit den die Heizzonen-Struktur bildenden Heizleitern erfolgen kann.In contrast, a spiral laying structure of the heating conductor strand on the nonwoven has advantages. However, the inside of the spiral lying end of the strand must be embedded through the web through in a further intermediate layer in which the safe return to the contacts can be done without contacting with the Heizzonen structure forming heat conductors.
Als Vlies wird vorzugsweise ein Glasfasergitter-Gewebe verwendet, das gut in ein anderes glasfaserverstärktes Material durch Verpressen oder Ausschäumen eingelagert werden kann. Es ist aber auch möglich, ein Vlies aus einer Naturfaser, z.B. Flachs, zu verwenden. Die obere oder untere Seite des mit dem Heizleiter bestückten Vlies können mit einer Haftschicht versehen sein, über die eine unmittelbare Lokalisierung an der Unterseite einer geeigneten Serviertablett-Schale möglich ist. Es hat sich herausgestellt, dass auch eine nachträgliche Ausschäumung oder Auffüllung eines Hohlraumes durch Aufquellen unter dem z.B. angeklebten Vlies die gegenseitige Lage der Heizleiter zueinander auf dem Vlies nicht verändert.As the nonwoven preferably a fiberglass mesh fabric is used, which can be stored well in another glass fiber reinforced material by compression or foaming. However, it is also possible to use a non-woven of a natural fiber, e.g. Flax, to use. The upper or lower side of the non-woven fabric equipped with the heating conductor can be provided with an adhesive layer, by means of which an immediate localization on the underside of a suitable serving tray shell is possible. It has also been found that subsequent foaming or filling of a cavity by swelling under the e.g. glued nonwoven the mutual position of the heating conductors to each other on the non-woven changed.
Zur Sicherung der Heizeinlage gegen eine Überhitzung ist es vorteilhaft, auf dem Vlies in einem Randbereich des von dem Heizleiter gebildeten Strukturmusters einen thermischen Überlastschalter, z.B. Bimetallschalter, zu fixieren und als Unterbrecherschalter für die Bestromung des Heizleiters in den Heizleiter einzufügen.In order to secure the heating pad against overheating, it is advantageous to have a thermal overload switch on the nonwoven fabric in an edge region of the structure pattern formed by the heating conductor, e.g. Bimetal switch, to fix and insert as a breaker switch for the energization of the heating element in the heating conductor.
Zusätzlich kann auf dem Vlies innerhalb des von den Heizleitern gebildeten Strukturmusters ein Thermoelement fixiert sein, dessen Signalleitungen mit separaten Kontakten am Außenrand des Tabletts verbindbar sind. Nachteilig ist jedoch die nur lokal gemessene Temperatur als Regelgröße für den Heizleiter.In addition, a thermocouple, whose signal lines can be connected to separate contacts on the outer edge of the tray, can be fixed on the nonwoven within the structure pattern formed by the heating conductors. However, a disadvantage is the only locally measured temperature as a controlled variable for the heating element.
Wie bereits erwähnt, ermöglicht die besondere Struktur der Heizeinlage ihre Verwendung in unterschiedlichen Serviertablett-Konstruktionen, wobei notwendige Modifikationen z.B. in der Materialwahl für das Tablett in einfacher Weise möglich sind. Insbesondere bei unmittelbarem Kontakt der Heizeinlage mit der Unterseite einer Tablettschale ist auf die Temperaturbeständigkeit des Materials der Tablettschale zu achten, um Verwerfungen der Aufstellfläche des Serviertabletts zu vermeiden.As already mentioned, the particular structure of the heating pad allows its use in different serving tray constructions, with necessary modifications e.g. in the choice of material for the tray are possible in a simple manner. In particular, in direct contact of the heating pad with the underside of a tray tray is to pay attention to the temperature resistance of the material of the tray to avoid distortions of the footprint of the serving tray.
Eine zusätzliche Wärmeisolierung des Serviertabletts zur Unterseite des Tabletts hin kann durch Einbringen eines Wärme isolierenden Additivs, z.B. feine Glasperlen, in die unteren Tablettschichten erreicht werden und behindert die Funktion der Heizeinlage nicht.Additional heat insulation of the tray to the bottom of the tray may be achieved by incorporating a heat insulating additive, e.g. fine glass beads, are reached in the lower tray layers and does not hinder the function of the heating pad.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Serviertablett-Heizeinlage schematisch dargestellt und wird anhand der Figuren näher beschrieben. Dabei zeigenIn the drawing, an embodiment of the serving tray heating pad is shown schematically and will be described with reference to the figures. Show
In die Litze
Die Litze
In den Flächenbereich der Heizeinlage
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 1, 1’1, 1 '
- Filament filament
- 2, 2‘2, 2 '
- Heizleiter-Litze Heating conductor strand
- 33
- isoliertes Filament isolated filament
- 44
- Beschichtung coating
- 55
- Umhüllung wrapping
- 66
- Gesamt-Litze Total strand
- 77
- Heizeinlage heating insert
- 88th
- Bimetall-Schalter Bimetallic switch
- 99
- Thermoelement thermocouple
- 1010
- Signalleitung signal line
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