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Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung einer Kochpfanne mit einem unter dem Pfannenboden angeordneten elektrischen Heizelement sowie mit einer dieses Heizelement tragenden und schützenden Folie aus Kunststoffmaterial.
Ziel der Erfindung ist es, ein besonders einfaches Verfahren anzugeben, das eine dauerhafte Verbindung des Heizelementes mit dem Pfannenboden gewährleistet.
Dies wird bei dem eingangs näher bezeichneten Verfahren erfindungsgemäss dadurch erreicht, dass die Aufbringung des Heizelementes die folgenden Massnahmen umfasst : das Heizelement wird mit der zunächst noch unausgehärteten Kunststoffolie gegen die Aussenseite des Pfannenbodens gelegt ; Druck und Wärme werden zugeführt ; das Kunststoffmaterial wird vollständig ausgehärtet.
Der besondere technische Effekt des erfindungsgemässen Verfahrens besteht darin, dass die Montage des Elementes an dem Pfannenboden sehr einfach wird, da nur Druck und Wärme nötig sind.
Dieser Effekt kann noch verbessert werden, wenn gemäss einer Ausgestaltung des erfindungsgemässen Verfahrens vor dem Auflegen des Heizelementes die Aussenseite des Pfannenbodens mit einem Kunststofflack bestrichen wird, dessen Lösungsmittel bis auf einen Rückstand von wenigen Prozenten abgedunstet wird. Durch dieses Aufbringen einer Lackschicht auf den Boden wird nämlich das Risiko der Bildung von Luftblasen in der Klebfuge beseitigt.
Gegenstand der Erfindung ist auch eine nach dem erfindungsgemässen Verfahren hergestellte Kochpfanne mit einem unter dem Pfannenboden angeordneten elektrischen Heizelement, das erfindungsgemäss dadurch gekennzeichnet ist, dass das Heizelement aus einer an sich bekannten geschlitzten Metallfolie sowie aus einer dieselbe tragenden und schützenden Folie, vorzugsweise aus Silikongummi, Polyamidimid, Polyimid oder Polytetrafluoräthylen, besteht. Dadurch ergibt sich ein Heizelement mit besonders guten Hafteigenschaften am Pfannenboden und besonders geringer thermischer Trägheit, welch letztere Eigenschaft sich wieder günstig auf die Temperaturregelung auswirkt.
In der DE-OS 2349872 ist zwar ein Kochgerät beschrieben, das mit einem Heizelement versehen ist.
Das Element ist jedoch spiralförmig um die Aussenfläche des Behälterteiles an der Aussenseite des Silikonüberzuges gewickelt, während gemäss der Erfindung das Heizelement aus einer geschlitzten Metallfolie besteht.
Weiters beschreibt die DE-OS 2352091 eine Niedertemperatur-Heizmatte, die aus einer Widerstandsfolie und zwei Isolierfolienlagen besteht. Es ist nicht beschrieben, wie diese Matte auf einer Kochpfanne befestigt werden soll. Sie ist auch nicht als Heizelement in der Kochpfanne benutzbar, da eine Niedertemperatur-Matte für diesen Zweck nicht geeignet ist.
Im folgenden wird die Herstellung bzw. Ausführung von Kochpfannen gemäss der Erfindung an Hand der Zeichnungen beschrieben. Dabei zeigen : Fig. 1 eine Kochpfanne im Schnitt, versehen mit einem Folienelement, Fig. 2 einen Ausschnitt des Bodens in der Kochpfanne im Schnitt, Fig. 3 die Kochpfanne von unten gesehen mit teilweise sichtbarem Folienelement, Fig. 4 eine Variante der Ausführung (teilweise abgedeckt) des Folienelementes nach Fig. 3, Fig. 5 ein Blockschame der Regelkreise.
Die Kochpfanne --1-- weist zweckentsprechend einen plangedrehten Aluminium-, Stahl- oder Kupferboden-2-auf, ausserhalb dessen ein Folienelement --3-- angebracht ist. Das Folienelement besteht hier aus einem hitzebeständigen Basismaterial --4--, wie etwa glasfaserverstärktem Silikongummi, Polyamidimid, Polyimid, Polytetrafluoräthylen od. dgl. und einer Metallfolie --5--, welche in ein kompliziertes Muster von Zickzackkurven gepresst oder geätzt ist, so dass eine lange Strombahn durch das Element zwischen den Anschlusspolen--6, 7--erhalten wird.
Der Metallfilm ist sehr dünn, und um eine Beschädigung an demselben zu vermeiden, wird der genannte Kunststoffilm als Träger verwendet, der gleichzeitig die Haftung des Elementes am Boden der Kochpfanne sicherstellt. In einer bevorzugten Ausführung wird ein nicht ausgehärteter Kunststoff, beispielsweise Polyamidimid, in welchem ein Rückstand von Lösungsmitteln vorhanden ist, als Basismaterial verwendet. Das Anbringen des Elementes erfolgt so, dass der Boden auswendig mit einer Schicht von Kunststofflack, beispielsweise Polyamidimid, bestrichen wird, dessen Lösungsmittel bis auf einen Rückstand von wenigen Prozenten abgedunstet wird.
Das Folienelement wird mit dem Basismaterial gegen die Lackschicht gelegt, und es wird Wärme und Druck zugeführt. Schliesslich wird die Klebfuge einem Alterungsverfahren, z. B. einer kontrollierten Erwärmung im Ofen, ausgesetzt.
Zum Schutze des Elementes gegen Beschädigung wird ein Glasgewebe --9-- sowie unter Umständen eine Schutzplatte ausserhalb des eigentlichen Elementes angebracht.
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Neben den Leiterschleifen --8-- enthält das Element einen Temperaturfühler in der Form von einer oder mehreren Schleifen--10--, die rundum die Peripherie (Fig. 3) oder in kreuzweisen Spalten --11-- (Fig. 4) eingelegt sind. Das Material in diesen Schleifen weist einen genügend grossen Temperaturkoeffizienten auf, um in einer Messanordnung ein eindeutiges Signal zu erhalten, das von der Temperatur der Pfanne abhängig ist. Bei der Ausführung der Schleifen besteht grosse Wahlfreiheit, um eine Placierung für die bestmögliche Erfassung der Bodentemperatur zu erhalten. In Fig. 3 und 4 ist ein Paar von Beispielen für die Placierung der Schleifen wiedergegeben.
Die Kochpfanne ist mit Füssen versehen, die entweder in der Form von Höckern--12--oder in der eines Ringes rundum die Peripherie, der gleichzeitig die Kante des Folienelementes und die Anschlüsse zum Element abdeckt, sein können. An der Manteloberfläche der Pfanne ist eine Anschlussvorrichtung - mit fünf Polen angebracht : Zwei für die Elementschleifen, zwei für die Temperaturfühler und einer zur Erdung. Im Anschluss an den Boden der Kochpfanne, mit Kupplung an die Anschlussvorrichtung, ist ein Überhitzungsschutz in Schmelzsicherungsbauart vorhanden (nicht dargestellt).
Schlussendlich soll in Kürze die Steuervorrichtung zur Regulierung der Energiezufuhr zur Kochpfanne an Hand von Fig. 5 beschrieben werden.
Der Temperaturfühler bildet einen Teil einer Brückenschaltung --14--. Im gegenüberliegenden Brückenzweig befindet sich ein Einstellpotentiometer. Ein Komparator --15-- steuert eine Triggerschaltung
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lange die Pfanne kälter als die Solltemperatur ist. Wenn die Temperatur, und damit der Fühlerwiderstand, ansteigen, so dass sich die Brücke dem Abgleich nähert, beginnt die in die Brücke von einem Sägezahn- generator-17-einsummierte Sägezahnspannung auf den Abgleich einzuwirken, so dass der Komparator während umso längeren Zeitabschnitten umschlägt je mehr die Temperatur steigt.
Wenn die Triggerschaltung aktiv ist, wird dem Folienelement Energie zugeführt ; d. h. die Energie wird für umso längere Zeitspannen ausgeschaltet, je mehr sich die Pfannenbodentemperatur dem eingestellten Wert nähert (proportional wirkende Regelung). Zur Anzeige --18-- ist über dem Element eine Glimmlampe angelegt. Sie gibt bei kalter Pfanne ein stetiges Licht ab, doch wenn sich die Temperatur dem Sollwert nähert, beginnt die Lampe zu blinken und setzt dies mit abnehmenden Einschaltperioden fort, je mehr sich die Temperatur dem richtigen Wert nähert.
Die Brücke und der Komparator werden von einem Netzanschlussgerät --19-- mit Gleichrichter, das von einem Transformator betrieben wird, mit Spannung gespeist. Eine zweite Wicklung des gleichen Transformators versieht die Triggerschaltung --16-- mit Speisespannung. Die Triggerschaltung wird über einen sogenannten Opto-Koppler aktiviert, beispielsweise eine Kombination von Photodiode und lichtausstrahlendem Organ, um eine galvanische Trennung zwischen Reglerseite (Potentiometer, Fühler) und Netzseite sicherzustellen.
Das Steuergerät --20-- für die elektrische Energiezufuhr ist ein Triac. Dieser ist zwecks Kühlung isoliert auf einem Blechwinkel montiert, der auch zur mechanischen Unterstützung des Reglerkreises dient. Der Blechwinkel allein stellt keine genügende Kühloberfläche dar, sondern muss auf einer genügend grossen Blechoberfläche od. dgl. montiert werden.
Die Kupplungsfrequenz ist zirka 1 Hz. Die Steuerung erfolgt genau in den Nulldurchgänge mittels eines Nulldurchgangsfühlers --21-- und ist daher nicht funkstörend.
Durch die Anwesenheit des Temperaturfühlers bei der Wärmequelle der Pfanne und die dabei über den ganzen Pfannenboden ausgebreitete Messzone für den in Frage stehenden Fühler wird eine grosse Regelgenauigkeit erzielt. Eine weitere Möglichkeit für eine Erhöhung der Genauigkeit ist in Fig. 4 dargestellt, wo eine Anzahl von extra Schleifen zu sehen sind, die durch Aufspaltung paralleler Zweige in den Kreis eingeschaltet werden können, wodurch dieser seinen Widerstand ändert.
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