Elektrische Wärmeleitungskochplatte. Da bei Wärmeleitungskochplatten be kanntlich der Wärmeübergang in hohem Masse von der Beschaffenheit der Koch plattenoberfläche und der des Bodens des Kochgefässes abhängt, hat man zwecks Er höhung der Wirtschaftlichkeit des elektri schen Kochens die Kochfläche durch Drehen oder Schleifen vollkommen plangemacht und die Verwendung von Sonderkochgeschirr mit verstärktem, ebenfalls plangedrehtem Gefäss boden empfohlen. Die Anschaffungskosten einer elektrischen Kochvorrichtung, z. B. eines Elektroherdes, erhöhen sich aber bei Verwendung von Sonderkochgeschirr, da dieses erheblich teurer als handelsübliches Geschirr ist, ganz beträchtlich.
Handelsübliche Kochgefässe, z. B. aus Aluminium, Stahl, emailliertem Blech, Ke ramik oder dergleichen haben keinen ebenen Boden, weil sich dieser schon beim Herstel lungsvorgang in Richtung der Achse des Ge fässes verzieht. Solche Gefässböden, passen sich daher einer ebenen Kochplattenober- fläche nicht an und verursachen eine wesent liche Steigerung des Stromverbrauches gegen über Sonderkochgeschirr.
Die Bodenbeschaffenheit handelsüblicher Töpfe ist in Fig. 1 auf Grund der Ergebnisse einer Grosszahluntersuchung in Haushaltun- gen dargestellt. In dem Schaubild ist waag recht das Verhältnis der Abweichung des Topfbodens von der ebenen Form zum Bo dendurchmesser aufgetragen. Man erkennt, dass sowohl hohle (-) als auch ballige (+) Topfböden vorkommen, wobei allerdings die letzteren in geringerem Umfange anzutref fen sind.
Der Einfluss solcher Topfböden auf die Wirtschaftlichkeit des elektrischen Kochens ist aus Fig. 2 (Kennlinie A) ersichtlich, und zwar für eine gewöhnliche Wärmeleitungs- kochplatte von 180 mm Durchmesser und 1200 Watt Leistungsaufnahme. In der Waag rechten sind für Töpfe aus gleichem Werk- Stoff und von gleichem Gewicht die Stich masse der Bodenauswölbungen in Millimetern,
und zwar rechts für ballige (+), links für hohle (-) Topfböden angegeben. Die Senk rechte gibt den Stromverbrauch in Watt- stunden für die Erwärmung von 1,5 Liter Wasser von 20 auf 95 C an. Aus der Form der Kurven A ist deutlich zu erkennen, dass schon Bodenein- oder -auswölbungen von wenigen Zehntelmillimetern eine erhebliche Erhöhung des Stromverbrauches zur Folge haben.
Der erhöhte Stromverbrauch als Folge eines ungünstigen Wärmekontaktes zwischen Kochplatte und Topf ist ein Nachteil aller Wärmeleitungskochplatten, auch der kapazi- tätsarmen der verschiedensten Ausführungen. Durch das bei den letzteren eingesparte Ge wicht wird zwar im allgemeinen der Strom verbrauch herabgesetzt, nicht aber der Ein fluss der Topfbodenauswölbung, der in Fig. 2 (Kennlinie B) für eine ringförmig elektrisch beheizte Kochplatte dargestellt ist, ausge schaltet.
Die Erkenntnis, dass. bei Wärmeleitungs- kochplatten die Güte des Wärmekontaktes zwischen Platte und Kochtopf die Wirt schaftlichkeit des elektrischen Kochens stark beeinflusst, hatte die Ausbildung von Koch platten zur Folge, die aus mehreren Teilen bestehen, von denen jeder einzelne innerhalb gewisser Grenzen frei beweglich ist.
Bei diesen Platten wird ein möglichst guter Wärmekontakt der Einzelteile durch Feder druck, Hebelwirkung oder dergleichen er zielt. Bei solchen Platten gelingt es immerhin schon, die Wirtschaftlichkeit des elektrischen Kochens von der Bombierung der Topfböden
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genügt, zum Zwecke, den Wärmeübergang zwischen verschieden bombierten Topfböden und der Kochplatte gleichzuhalten.
Ausführungsbeispiele des Erfindungs- gegenstandes sollen an Hand der Zeichnung näher beschrieben werden. In dieser zeigen: nahezu unabhängig zu machen. Dennoch haben die vorerwähnten Platten den erheb lichen Nachteil, dass die einzelnen gegenein ander beweglichen Kochplattenteile den muhen Beanspruchungen des praktischen Be triebes und vor allem der unvermeidlichen Verschmutzung nicht gewachsen sind. Über dies ist auch der Preis einer mehrteiligen Platte verhältnismässig hoch.
Des weiteren wurde auch schon eine ein fachere Ausführung bekannt. Diese Platte hat im Gebiet der höchsten Wärmedichte die Gestalt eines vorstehenden Grates, so dass der Boden des aufgesetzten Gefässes, selbst wenn er verunstaltet ist, unbedingt mit diesem Grat in Berührung tritt. Es ist verständlich, dass bei diesen Platten durch die im wesentlichen linienförmige Auflage auf dem Grat ein schlechter, allerdings ziemlich einheitlicher Wärmekontakt entsteht, man kann sagen, der schlechteste Wärmekontakt, der über haupt möglich ist. Jedenfalls ist bei solchen Platten die Berührung zwischen dieser und dem Topfboden auf eine einzige, an bestimm ter Stelle liegende Linie beschränkt.
Die Aufgabe der Erfindung ist es nun, eine Wärmeleitungskochplatte zu schaffen, die für gewöhnliches handelsübliches Koch geschirr einen guten und im wesentlichen gleichwertigen Stromverbrauch zeigt. Erfin dungsgemäss ist die obere, zum Aufsetzen eines Kochtopfes dienende Fläche der Koch platte derart gestaltet, dass mindestens ein Teil der Schnittlinie dieser Fläche mit einer durch die Mittelachse der Platte gelegten Ebene senkrecht zu dieser Ebene betrachtet der Gleichung Fig. 1 die Bodenbeschaffenheit handels üblicher Töpfe auf Grund der Ergebnisse einer Grosszahluntersuchung,
Fig. 2 den Einfluss handelsüblicher Topf böden auf die Wirtschaftlichkeit des elek trischen Kochens, Fig. 3 bis 5 die konstruktive Ermittlung einer nicht unter die Erfindung fallenden Kochplattenoberflächenform, welche für fünf verschiedene Topfbödenverformungen glei chen Stromverbrauch hat, Fig. 6 das Plattenprofil des ersten Aus führungsbeispiels des Erfindungsgegenstan des, und zwar einer Vollkoch- bezw. ring förmig beheizten Platte;
Fig. 7 und 8 geben. die Wirtschaftlich keit der Kochplattenoberflächenprofile gemäss Fig. 6 an; die Fig. 8a und 9a dienen zur Ableitung der erfindungsgemässen rechnerischen Be ziehung; Fig. 9 zeigt das Profil einer Kochplatten oberfläche nach dieser rechnerischen Be ziehung, Fig. 10 eine konstruktive Ermittlung des Kochplattenprofils nach der in Fig. 3 bis 5 dargestellten Art;
Fig. 11 bis 15 zeigen Kochplattenprofile von Ausführungsbeispielen des Erfindungs gegenstandes, die mindestens teilweise einen Verlauf nach der erfindungsgemässen rechne rischen Beziehung aufweisen, wobei die Pro file für verschiedene Kochplattentypen und für verschiedene Bedingungen dargestellt sind, und die Fig. 16 bis 18 zeigen im Schnitt ver schiedene Anordnungen der Heizleiter in der Platte.
Die Auswölbung des Bodens von gewöhn lichem Geschirr beträgt im allgemeinen einige Hundertstel des Topfdurchmessers in der einen oder andern Richtung (siehe Fig. 3). Da gutes, handelsübliches Geschirr eine stetig verlaufende Bodenauswölbung, also in Form eines Kugelabschnittes aufweist, so wird bei den vorliegenden Ausführungsbeispielen vor ausgesetzt, dass der Wärmekontakt zwischen der Platte und den verschiedenen Topfböden unabhängig von der Bodenauswölbung immer gleich gross wird, wenn gleiche Berührungs flächen für die verschiedenen Topfböden ge schaffen werden.
Hieraus ergibt sich als dann naturgemäss, dass der Stromverbrauch nahezu unabhängig von der Auswölbung des Topfbodens ist.
Nachstehend soll eine Kochplatte be schrieben werden, die beispielsweise für fünf verschiedene Topfbodenverformungen glei chen Stromverbrauch hat, jedoch noch kein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegen standes darstellt.
In Fig. 3 ist ein Kochtopf T angedeutet, in welchem fünf Verformungen<I>a, b, c, d, e</I> eingezeichnet sind. Die Auswölbungen sind im Verhältnis zum Durchmesser des Topfes stark übertrieben gezeichnet. Die Wärmelei- tungskochplatte K (Fig. 4 und 5) ist in fünf flächengleiche Zonen (I, II, III, IV, V) auf geteilt. Die Zone I stellt die Berührungs fläche zwischen Topfboden a und der Koch- platte dar.
In diesem Bereich wird die Koch plattenfläehe so ausgebildet, dass der Topf boden. a anliegt, das heisst sie erhält die gleiche Form wie der Topfboden a.
Die Zone II der Kochplatte wird dem Topfboden b zugeordnet und erhält, unmittel bar an die Zone I anschliessend, die Form dieses Topfbodens.
In gleicher Weise stellt die Zone III der Kochplatte die Berührungsfläche mit dem Topfboden c dar. Sie schliesst sich an die Zone II an. Das gleiche gilt entsprechend von den Zonen IV und V, die den Topfboden formen d und e zugeordnet sind.
Auf diese Weise entsteht die in Fig. 4 dargestellte Querschnittsform der Kochplatte K. Die Querschnittsform kann natürlich in gleicher Weise auch für eine beliebige andere Verteilung der Auswölbung gestaltet werden. Es kann z. B. die grösste ballige Verformung halb so gross wie die grösste hohle Verfor mung gewählt werden. Die Ausbildung der Kochplattenform auf diesem Wege ist ferner nicht auf Vollkochplatten beschränkt, son dern kann ebenso auch auf Ringkochplatten angewendet werden.
In dem beschriebenen Beispiel der Kon struktion der Kochplattenflächenform sind nur fünf Zonen gleicher Fläche angenommen worden. Bei der praktischen Ausführung muss die Zahl der Zonen gleicher Fläche erheblich höher gewählt werden, um zu einem guten Ergebnis zu kommen. Da diese Art der Fest legung der Flächenform zeitraubend und mühsam ist, wird man sie durch rechnerische Behandlung ersetzen, deren Ergebnisse sieh aus den Fig. 8a, 9a wie folgt erhalten lassen: 1.
In Fig. 8a bedeuten: UB- <I>=</I> 0A <I>=</I> 0E <I>=</I> R:> Krümmungsradius der konstanten Topfbombierung. AC <I>= s = v .
D:</I> Topfbombierung. (Stichmass) BE = D: Topfdurchmesser = Kochplattendurchmesser. Toraussetzung: Winkel<I>a</I> sehr klein
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<I>BE <SEP> = <SEP> 2BA <SEP> = <SEP> 4BM <SEP> = <SEP> D</I>
<tb> aus <SEP> den <SEP> Dreiecken <SEP> <I>BCA</I> <SEP> und <SEP> <I> BM <SEP> S <SEP> = <SEP> D/4</I> <SEP> S <SEP> - <SEP> <I>D\ <SEP> - <SEP> v <SEP> . <SEP> D</I>
<tb> <I>D/2 <SEP> b', <SEP> 8R</I>
<tb> D
<tb> v 8R 2. Aus Fig. 9a (schematische Darstellung der Kochplatte): Es bedeuten: D: äusserer Kochplattendurchmesser <I>p .
D:</I> innerer Kochplattendurchmesser <I>(p = o:</I> Vollkochplatte - p > o: Ringkochplatte) n: Anzahl Ringzonen Z der Kochplatte mit verschiedenen Bombierungen s (s, . . . s") 01A1= sl <I>=</I> vb <I>. D:</I> Stichmass der innersten, balligen Zone, wobei vb > o 0n@J.,l <I>=</I> s" <I>=</I> v1; <I>.
D:</I> Stichmass der äussersten, hohlen Zone, wobei v1, < o - sa = v<I>.,</I> .<I>D:</I> Stichmass einer Zwischenzone A. & =s1 -f- sn: ganzer Stichmassbereich (siehe Fig. 3) d#,: äusserer Durchmesser der Zone a a: Ordnungszahl der Zone<I>a,</I> gezählt vom innern Durchmesser<I>p . D</I> ab.
Bedingung: Bombierung ändert sich diskret und bleichmässig von der innersten zur äusser sten Zone, das heisst von s1 bis s", somit:
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EMI0004.0046
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<I><U>1</U></I>
<tb> Aus <SEP> (1), <SEP> (2) <SEP> ergibt <SEP> sich: <SEP> Ra <SEP> <I><U>D</U></I> <SEP> = <SEP> <I>D</I>
<tb> = <SEP> g <SEP> , <SEP> <B>va</B> <SEP> g <SEP> # <SEP> <U>a <SEP> -1</U>\ <SEP> 3
<tb> <I>vn-(vn- <SEP> va) <SEP> #</I>
<tb> <I>n <SEP> -1 <SEP> 1 <SEP> ( <SEP> )</I> 3. Verhältnis
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somit
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4.
Höhe der Einzelzonen = h, (hl ... laZn) Bedingung: Jede Zone soll die gleiche Wärmeübergangsfläche haben, das heisst bei a < , Ringflächen jeder Zone untereinander gleich, dadurch da berechenbar:
Ringfläche der Zonen 1 bis und mit
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= a Einzelzonenflächen
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<B>7v</B> <SEP> 7r <SEP> 'T
<tb> ganze <SEP> gochplattenfläche <SEP> Fi-n <SEP> = <SEP> D2 <SEP> # <SEP> <I>4 <SEP> - <SEP> p2 <SEP> #</I> <SEP> <B>D2-</B> <SEP> 4 <SEP> = <SEP> ä <SEP> # <SEP> Cda <SEP> 2 <SEP> <I>4 <SEP> - <SEP> p2. <SEP> D2 <SEP> ' <SEP> 4</I>
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nach <SEP> Fig. <SEP> <I>$a</I> <SEP> oberhalb <SEP> 0A: <SEP> <I>2 <SEP> # <SEP> Cl; <SEP> = <SEP> da</I> <SEP> Beispiel,unabhängigvonAbschnitt1derRechnung.
<tb> <I>2 <SEP> # <SEP> @F'= <SEP> <B>d.-,l</B></I> nach Formel (0)
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Zonenhöhe= <SEP> h.a <SEP> = <SEP> <I>(,'C;
<SEP> = <SEP> .A(,' <SEP> - <SEP> @1G <SEP> -= <SEP> sa</I> <SEP> - <SEP> sa <SEP> _ <SEP> 1= <SEP> 8 & <SEP> <I>. <SEP> (d.2</I> <SEP> - <SEP> d.2 <SEP> _ <SEP> 1)
<tb> a
<tb> Werte <SEP> aus <SEP> Formeln <SEP> (3a) <SEP> und <SEP> (5) <SEP> eingesetzt:
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<I>H:</I> Höhendifferenz zwischen Kreis vom Durchmesser da und dem Innenkreis<I>p</I> # <I>D.</I>
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a, n aus Formeln (6), (7) eingesetzt
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wenn unendlich viele Zonen n -@ so ist da=da_1
EMI0006.0011
5.
Maximum der Kurve
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<I>f</I> # <I>n = f</I> # a <I>- a</I> -@--1 a und<I>n</I> aus (6), (7) eingesetzt <I>f</I> .D2- f.da2-p2.D+da2-1-0 da=da_1 (n->-)=dm dm2.(f-1)=D'-(f -p2)
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Durch Untersuchungen wurde nun weiter festgestellt, dass etwa vorhandene kleinste Luftspalte zwischen Kochplatte und Topf boden den Wärmeübergang zwischen Platte und Topf nicht merklich behindern.
Dies ist so zu erklären, dass die in unmittelbarer Nähe der Berührungsstelle vorhandenen allerklein sten Luftspalte sich ebenso auswirken wie eine unmittelbare Berührung zwischen Koch platte und Topf.
Man ist auch in der Lage, dies rechnerisch nachzuweisen, wenn man an Stelle der im vorhergehenden erwähnten metallischen Be rührung zwischen Kochplatte und Kochtopf einen sehr kleinen Luftspalt annimmt und nun die Wärmeleitung des gesamten Luftspaltes zwischen Kochplatte und verschiedenen bom- bierten Töpfen unter der Voraussetzung be rechnet, dass die Wärmeleitung für alle Töpfe gleich bleibt. Für eine nach diesem Ver fahren gefundene Kochplattenform gilt hin sichtlich ihrer Gestaltung angenähert eben falls die angegebene Gleichung.
Die durch die Erfindung offenbarte, rechnerisch ermit telte Form der Kochplatte stimmt praktisch also nicht nur für die metallische Berührung zwischen Kochplatte und Kochtopf, sondern auch für die unvermeidlich auftretenden allerkleinsten Luftspalte zwischen diesen beiden.
Infolgedessen hat auch die Koch platte bei den nachfolgenden Ausführungs beispielen des Erfindungsgegenstandes nicht die im ersten Beispiel (Fug. 4) dargestellte eckige Form, sondern. ist die zum Aufsetzen eines Kochtopfes dienende Fläche der Platte derart gestaltet, dass mindestens ein Teil der Schnittlinie dieser Fläche mit einer durch die Mittelachse der Platte gelegten Ebene, senkrecht zu dieser Ebene betrachtet, der Gleichung 9 genügt: Voraussetzung für die erfolgreiche prak tische Anwendung dieser Form der Kocli- plattenoberfläche ist, dass sie durch die Be anspruchungen des Betriebes keinerlei Form änderungen erleidet.
Man muss daher derartige Kochplatten so bauen bezw. solches Material hierfür wählen, dassi das Erzeugnis verwer- fungsfest ist. In Fig. 6 sind Ausführungsbeispiele von Profilen von Kochplatten mit 180 mm Durch messer dargestellt, die der Gleichung 9 ganz genügen. Die Kurve A gilt für Vollkoch platten, die Kurve B als Beispiel für ring förmig beheizte Platten bei Grenzverformun- gen der Böden zwischen -3 und -f-1 mm.
Die Profilerhöhungen sind dabei um ein Vielfaches vergrössert gezeichnet. Der höchste Punkt der Kurven ist in seiner Lage be stimmt durch die Gleichung 10. Solange neben der hohlen (-) auch eine ballige (+) Topfbodenverformung mit ein bezogen wird, ist die Kochplatte, einerlei, ob Voll- oder Ringkochplatte, im innern Teil konkav, im äussern Teil aber konvex, wobei zwischen diesen Formen ein stetiger Über gang stattfindet.
In Fig. 7 stimmt die Stromverbrauchs kurve A, mit der nach Fig. 2 überein. Der Kochplatte mit der Stromverbrauchskurve A wurde die Oberfläche nach Linienzug A der Fig. 6 gegeben und die Abhängigkeit des Stromverbrauches von der Topfbodenverfor- mung erneut durch Versuch bestimmt. Das Ergebnis zeigt die Stromverbrauchskurve B in Fig. 7.
Diese Kurve ist für den am häufigsten vorkommenden Bombierungs- bereich (ausgezogen dargestellt) nur wenig gekrümmt, wobei der Stromverbrauch jetzt im Mittel erheblich niedriger ist als bei der ursprünglichen Ausführung, für welche die Stromverbrauchskurve A gilt.
In Fig. 8 ist der Kurvenverlauf für eine Ringkochplatte von 180 mm Durchmesser dargestellt. Die Stromverbrauchskurve A gilt für eine gewöhnliche Ringkochplatte. Die Kurve B stellt die Stromverbrauchskurve derselben Kochplatte dar, deren Oberflächen form jedoch nach Fig. 6, Linienzug B ge staltet ist. Sie verläuft sehr flach, der Strom verbrauch ist also auch hier nur in sehr ge ringem Masse von der Topfbodenverformung abhängig.
Diese Wärmeleitungskochplatten haben somit den Vorteil, dass regelmässig verformtes, handelsübliches Kochgeschirr zum Kochen verwendet werden kann, ohne dass der Strom verbrauch unzulässig hoch wird. Nicht nur der Stromverbrauch, sondern auch die Zeit dauer des Ankochvorganges. ist von der Topf bodenauswölbung im wesentlichen unabhän gig. Die Beschaffungskosten solcher Koch platten erhöhen sich nur unwesentlich gegen über denen von Wärmeleitungskochplatten mit ebener Oberfläche.
Die Formel 10 für die Höhendifferenz H gibt eine sich über die gesamte Oberfläche erstreckende Kurve, und zwar sowohl für Vollkochplatten als auch für Ringkoch platten. Es können aber Fälle vorkommen, in denen diese Form der Platte nicht immer die vorteilhafteste ist. Es ist z. B. denkbar, dass aus konstruktiven Gründen die Dichte der Beheizüng in einzelnen Zonen der Platte, z. B. in den Rand- oder auch in den Kern zonen, nicht immer auf die beabsichtigten Werte gebracht werden kann.
So könnte unter Umständen die Forderung nach einer Kochplatte gestellt werden, deren Rand- oder Kernzonen unbeheizt sind oder bei der beispielsweise in der Kernzone ein Tempera turregler vorgesehen ist. Ähnliche Verhält nisse liegen vor, wenn die Kochplatte nicht kreisrund, sondern z. B. ovale Form hat. Auch in letzterem Falle sind mutmasslich Zonen zu erwarten, die nicht die gleiche Be- heizungsdichte erhalten können. In derarti gen Fällen besteht daher keine Veranlassung, die Kochplatte über ihre gesamte Oberfläche wie in Fig. 6 nach der Gleichung 9 auszu bilden.
Vielmehr erscheint es vorteilhafter, dies nur für einen bestimmten Bereich der Platte zu tunt, so z. B. für einen Bereich, der annähernd über einen Drittel bis die Hälfte des Durchmessers der Platte reicht. Die rest lichen Teile oder Zonen der Platte, z. B. die Rand- oder Kernzone oder auch nur Teile derselben, können dann nach Belieben aus gebildet werden, jedoch ist hierbei zu be rücksichtigen, dass die Ausbildung dieser Zonen so gewählt wird, dass das Aufsetzen von Kochtöpfen mit grösseren als den gewähl ten Grenzbombierungen nicht behindert wird.
Solche Fälle sind beispielsweise bei Platten für Bratpfannen zu erwarten, die bekannt lich übernormal und oft auch unregelmässig nach aussen bombiert sind. Bei Beachtung der vorbezeichneten technischen Lehre wird somit die Möglichkeit geschaffen, die Kochplatte auch für solche Töpfe brauchbar zu gestal ten, deren Bombierungsgrad ausserhalb der Grenzen fällt, die der Berechnung der Koch plattenform zu Grunde liegen.
In Fig. 9 ist beispielsweise in Abhängig keit vom Radius der Kochplatte die nach dem vorbeschriebenen Gesetz errechnete Kur- venform Ader Oberfläche einer Ringkoch platte von 180 mm Aussen- und 72 mm Innendurchmesser dargestellt. Hierbei ist vi, = -0,025 und vb = -E- 0,015 gewählt. Will man, dass 1/4 der innern und äussern Kochplattenfläche im Sinne des Vorerwähn ten ausserhalb der durch das Gesetz gegebenen Oberflächenform bleiben, so ist für die Be rechnung der äussere Durchmesser mit 169 mm, der innere mit 88 mm einzusetzen.
Es entsteht dann der Kurvenzug B-C. Der Kurvenausschnitt zwischen den Punkten B und C gilt beispielsweise für den Fall, dass ?4' der innern und äussern Kochplattenfläche nicht diesem Gesetz gehorcht. Die sich an diesen Kurvenausschnitt nach rechts und links anschliessenden Abschnitte, beispiels weise der Kurvenabschnitt BD, könnte belie big beispielsweise dem Topf mit der stärksten Balligen Bombierung angepasst werden.
In ähnlicher Weise wäre es denkbar, den Kur venabschnitt CE dem Topf mit der stärksten hohlen Bombierung anzugleichen oder sonst- wie zu gestalten.
Die bisherige Betrachtungsweise des Er- findungsgegenstandes setzt voraus, dass alle Topfböden innerhalb eines gewählten Ver- formungsbereiches untereinander (Wider stand für den Wärmeübergang) gleich wertigen Wärmekontakt mit der Kochplatte haben, wobei angenommen wurde, dass die gesamte zur Verfügung stehende Fläche der Kochplatte an dieser Gestaltung teilnimmt.
Man kann aber auch ein und dieselbe Koch plattenoberfläche in mehrere Hauptgebiete unterteilen, wobei wiederum die Ausbildung der Form eines jeden Hauptgebietes nach der vorstehend gegebenen Gleichung 9 erfolgt.
Einige Beispiele mögenden Gedanken und seine praktische Anwendung näher erläutern. In Fig. 10 zeigt die linke Hälfte die kon struktive Ermittlung der Form der Koch plattenoberfläche für neun verschiedene, in gleichmässiger Verteilung vorliegende Topf bodenformen (a-i). Diesen Topfbodenformen ist jeweils eine Zone der Kochplattenober- fläche zugeteilt; es sind also neun unterein ander gleiche Zonen (I-IX) vorhanden.
Teder Zone ist eine Topfbodenbombierung zu- DIewiesen und für ihren Bereich in ihrer Nei- Dlung der Topfbodenform angepasst. Auf diese Weise entsteht der Kurvenzug A als Oberflächenform der Kochplatte, genau so, wie es auch schon die Fig. 3-5 zeigen; wie diese, stellt auch die Fig. 10 kein Ausfüh rungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes dar.
Die jetzt gestellte Aufgabe besteht nun darin, die Oberfläche der Kochplatte so zu gestalten, dass die Topfbodenbombierungen <I>d, e, f,</I> g, <I>h</I> einen gegenüber der Ausführung nach der linken Seite von Fig. 10 erhöhten Wärmekontakt erhalten. So sollen z. B. die den Topfbombierungen <I>d, e, f,</I> g, <I>h</I> zukom menden Zonen 50,% grösser sein, als dies bei gleichmässiger Verteilung nach der Darstel lung auf der linken Seite von Fig. 10 der Fall ist.
Hierzu ist zunächst die Fläche zu ermitteln, die für die bevorzugten Zonen insgesamt benötigt wird. Bei gleichmässiger Anordnung würde entsprechend der linken Seite der Fig. 10 die Fläche des bevorzugten Gebietes verhältnisgleich ihrer Topf- und Zonenzahl M der Gesamtfläche betragen. Da diese Fläche nun aber um 50% vergrössert werden soll, sind hierfür % _ der Gesamt fläche erforderlich.
Der Rest, also '/" der Ge samtfläche, verteilt sich gleichmässig auf die Zonen<I>a, b.,</I> c und<I>i.</I> Auf jede dieser Zonen entfällt also '/24 der Gesamtfläche der Koch platte, während nach dem Ausführungsbei spiel jede bevorzugte Zone '/e der Gesamt fläche ausmacht. Nach dieser Aufteilung werden die Zonengrenzen eingetragen und die jeder Zone zukommende Berührungslinie mit dem zugehörigen Topf gemäss der Darstel lung auf der rechten Seite der Fig. 10 fest gelegt.
Aus der Zusammensetzung der Zonen linien entsteht dann der Kurvenzug B, der gegenüber dem Kurvenzug A den Vorzug
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s
<tb> das <SEP> Gebiet <SEP> <I>a-b</I> <SEP> gilt <SEP> für <SEP> Bombierungsgrade
<tb> D) <SEP> = <SEP> (+0,0l5 <SEP> bis <SEP> -0,005)
<tb> das <SEP> Gebiet <SEP> <I>c-d</I> <SEP> gilt <SEP> für <SEP> Bombierungsgrade <SEP> C <SEP> s <SEP> D# <SEP> = <SEP> (-0,020 <SEP> bis <SEP> -0,025)
<tb> s1
<tb> das <SEP> Gebiet <SEP> <I>b-e</I> <SEP> gilt <SEP> für <SEP> Bombierungsgrade
<tb> D <SEP> I <SEP> = <SEP> (-0,005 <SEP> bis <SEP> -0,020)
<tb> <I>JJo</I> hat, dass sich nunmehr für eine bestimmte Gruppe von Topfbodenbombieruugen ein be sonders guter Wärmekontakt ergibt.
An Stelle des konstruktiven Ermittiungs- verfahrens tritt beim vorliegenden Erfin dungsgegenstand, wenigstens für einen Teil der Topfauflagefläche der Kochplatte, das rechnerische. Es ist hierfür erforderlich, die den einzelnen Gruppen- der Topfbodenbom- bierungen zugehörigen Flächen und ihre Lage zu kennzeichnen. Der Bereich min destens eines Gebietes wird für sich nach dem Gesetz 9 berechnet und alsdann die einzelnen Kurvenzüge an ihren gemeinsamen Grenzen zusammengefügt.
In Fig. 1 ist die Häufigkeitsverteilung in Abhängigkeit vom Bombierungsgrad darge stellt, die zeigt, dass Bombierungsgrade mit dem Kennzeichen
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=(-0,005 bis -0,020) überwiegend auftreten.
Es kann nun die Wirtschaftlichkeit des elektrischen $ochens allgemein dadurch ver bessert werden, dass passend zur Häufigkeits verteilung den in diesem Gebiet liegenden Topfbombierungen ein besonders guter Wärmekontakt zugewiesen wird. Die Kurve A der Fig. 11 zeigt die ursprünglich nach Gleichung 9 ermittelte Kochplattenform für eine Vollkochplatte von 180 mm Durch messer und für Topfbodenbombierungsgrade von vh = --0,025 bis vb = + 0,015.
Die Kurve B der Fig. 11 ist demgegen über die abweichende Kochplattenform unter Berücksichtigung der gestellten Bedingungen. Dem Bombierungsgebiet von
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= (- 0,05 bis -0,020) ist eine um 50% vergrösserte Fläche zugewiesen. Es entstehen hierdurch für die Kochplatte drei nach Gleichung 9 je mit andern Grenzen berechnete Hauptgebiete: Letzteres hat den günstiger gestalteten Wärmeübergang. Töpfe mit Bodenbombie- rungen innerhalb dieses Gebietes werden also besonders wirtschaftlich arbeiten.
Da nun aber nach den vorliegenden Erfahrungen gerade diese Bombierungen am meisten vor kommen, wird hierdurch der Stromverbrauch für das elektrische Kochen ganz allgemein herabgesetzt.
Es ist natürlich auch möglich, abwei chend vom Ausführungsbeispiel nach Fig. 11 an Stelle von drei ausgewählten Hauptgebie ten auch eine andere Anzahl solcher zu wählen. Ebenso ist der Grad der Bevorzu gung, der für eine oder mehrere Haupt gebiete eingesetzt wird, nicht an den im Ausführungsbeispiel genannten Wert ge bunden.
Wesentlich ist hier, dass die Kochplatte in ausgewählte Hauptgebiete eingeteilt ist, wobei jedes Hauptgebiet für sich getrennt nach der Gleichung 9 gestaltet ist. Durch Aneinanderreihen der sich für die Haupt gebiete ergebenden Teilkurven wird eine flüssige Form der gochplattenoberfläche er zielt. Die Auswahl der Hauptgebiete und der Grad ihrer Bevorzugung richtet sich nach dem beabsichtigten Zweck, der beim, Aus führungsbeispiel nach Fig.11 eine allgemeine Erhöhung der Wirtschaftlichkeit des elek trischen Kochens ist.
Es können auch andere Gründe Anlass geben, von dem erfinderischen Gedanken Ge- Im Beispiel gilt daher für
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das <SEP> Gebiet <SEP> a-b <SEP> Bombierimgsgrade
<tb> @ <SEP> I <SEP> = <SEP> -r <SEP> 0,015 <SEP> bis <SEP> 0
<tb> das <SEP> Gebiet <SEP> b-c <SEP> Bombierungsgrade
<tb> <B>WS</B>) <SEP> = <SEP> 0 <SEP> bis <SEP> 0,025 Es ist ohne weiteres ersichtlich, dass eine solche Kochplatte für die üblichen Brat pfannen besonders vorteilhaft ist.
Auch hier wäre es nicht nötig, die Koch platte nur in zwei Hauptgebiete zu teilen. Es können auch mehrere gewählt werden, wenn dies dem beabsichtigten Zweck dienlich ist, brauch zu machen. An Hand von'Fig. 12 soll eine Ausführungsform erläutert werden, bei deren Ausbildung die Erkenntnis berück sichtigt ist, dass die üblichen im Haushalt vorhandenen Pfannen fast durchweg eine ballige Bombierung (also in --Richtung) aufweisen. Für elektrische Herde, die in einen Landesteil geliefert werden, in dem erfahrungsgemäss in Pfannen zubereitete Speisen bevorzugt werden, wird man daher eine Kochplatte für Bratzwecke neben den üblichen andern Platten vorsehen.
Diese über wiegend für Bratzwecke bestimmte Koch platte muss aber in ihrer Form so gestaltet sein bezw. bei deren Festlegung der Umstand berücksichtigt werden, dass Bratpfannen überwiegend nach aussen bombiert sind, ohne deswegen ihre Brauchbarkeit für anderes übliches Geschirr ernsthaft zu beschränken.
Die Kurve A der Fig. 12 veranschaulicht die Gestalt einer ausgeführten Vollkoch platte mit gleichen Zonen von 180 mm Durch messer, die für Topfbodenbombierungsgrade von vh = -0,025 bis vb =<B>+0,015</B> be stimmt ist.
Demgegenüber zeigt Kurve B der Fig. 12 die Gestalt einer Vollkochplatte gleichen Durchmessers und für gleiche Bombierung, die aber besonders für Bratzwecke bestimmt ist. Bei dieser Platte ist das Gebiet der nach aussen gerichteten Topfbodenbombierung ge genüber dem Durchschnittswert um<B>50%</B> im Wärmeübergang bevorzugt. z. B. wenn es ratsam scheint, zwischen Ge biet a-b und b-c noch ein solches mit Übergangswerten zu legen.
Eine weitere Möglichkeit, den Erfin dungsgedanken auszuwerten, liegt in Küchen für Hotelbetriebe und Gastwirtschaften vor. In diesen Betrieben ist es wünschenswert und vorteilhaft, dass alle vorhandenen Töpfe ohne Rücksicht auf ihre Bodenbombierungen die gleichen Wärmeübergangsverhältnisse mög lichst genau einhalten. Die Einhaltung dieser Bedingung würde es gestatten, dem einzel nen Kochprozess geringere Aufmerksamkeit schenken zu können.
Nun zeigen aber die Fig. 7 und 8, dass mit diesen Kochplatten formen noch nicht ganz die gewünschte Ein heitlichkeit der Wirtschaftlichkeit bei ver schiedenen Topfbodenbombierungen erreicht würde.
Dies kann aber dadurch erzielt werden, dass das in bezug auf die Wirtschaftlichkeit besonders günstig ausfallende Hauptgebiet zugunsten der weniger günstig liegenden Hauptgebiete im Wärmeübergang verschlech tert wird.
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das <SEP> Gebiet <SEP> a-b <SEP> für <SEP> Bombierungen <SEP> @# <SEP> _ <SEP> (+ <SEP> 0,015 <SEP> bis <SEP> -0,005)
<tb> s
<tb> das <SEP> Gebiet <SEP> b-c <SEP> für <SEP> Bombierungen
<tb> Dl <SEP> = <SEP> (-0,005 <SEP> bis <SEP> -0,020)
<tb> /s
<tb> das <SEP> Gebiet <SEP> <I>c-d</I> <SEP> für <SEP> Bombierungen
<tb> <B><I><U>D)</U></I></B>= <SEP> (-0,020 <SEP> bis <SEP> -0,025) Hierdurch wird erreicht, dass die Wirtschaft lichkeitswerte sich weitgehend vereinheit lichen, was nach dem Vorgesagten die Auf gabe dieses Erfindungsbeispiels ist.
Man kann auch in diesem Falle statt drei Hauptgebiete eine grössere Anzahl der Er mittlung zu Grunde legen und kann auch entsprechend den Erfordernissen den Ände- rungsfaktor der Hauptgebiete abweichend vom Beispiel wählen.
Aus der Fig. 1, in der eine Häufigkeits verteilung der Bombierungsgrade von Koch töpfen dargestellt ist, geht auch hervor, dass bestimmte Topfbombierungsgrade bevorzugt in. grosser Häufigkeit auftreten. Bei der An ordnung der Heizleiter der Platte wurde auf diesen Umstand bis jetzt keine Rücksicht ge nommen, denn diese Platte ist über ihre Ge samtfläche gleichmässig beheizt. Die Wirt schaftlichkeit einer Kochplatte kann aber auch gesteigert werden, wenn man unter Be- Die Fig. 13 zeigt ein Beispiel für eine Ringkochplatte.
Die Kurve A gibt die Aus führungsform mit gleichen Zonen, und zwar für einen Aussendurchmesser von 180 mm und für Topfbodenbombierungen von vh =-0,025 bis vb = -i-0,015.
Die Kurve B der Fig. 13 zeigt die Form einer Ringkochplatte von 180 mm Durch messer und den Bombierungsgradgrenzen vh = -0,025 und vb = 0,015, wobei jedoch das Bombierungsgebiet -
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- -0,005 bis -0,020 gegenüber den Durchschnittswerten in seiner Fläche auf das 0,5fache verkleinert wurde. Die übrigbleibende Fläche kommt den andern Bombierungsbereichen zugute.
Im Beispiel gilt daher rücksichtigung des vorgenannten Häufig keitsbereiches die bevorzugten Zonen der Kochplatte mit erhöhter Energie speist, mit andern Worten gesagt, es, soll bei einer sol- 75 chen Platte die Energiezufuhr auf der Koch plattenfläche ungleich verteilt sein, und zwar wird bewusst eine erhöhte Beheizung in. die Berührungszonen der Töpfe verlegt, deren Bombierungsgrad im grössten Häufigkeits- so bereich liegt.
Praktisch wirkt sich dies so aus, dass für die am häufigsten vorkommen den Töpfe der grösste Wärmeübergang ge schaffen ist, wodurch die Wirtschaftlichkeit des elektrischen Kochens insgesamt gehoben<B>85</B> werden kann.
Fig. 14 zeigt wieder die Form der Ober fläche einer Kochplatte entsprechend dem gegebenen Gesetz. Sie ist bei einem Durch messer von 180 mm gestaltet für Bombie- so rungsgrade von
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= -0,025 bis -i-0,015. Fig. 15 zeigt dasselbe für eine Ringkoch platte von 180 mm Durchmesser. Aus Fig. 1 ist nun ersichtlich, dass die Bombierungs- grade
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=<B>-0,005</B> bis -0,02 sehr häufig vorkommen.
Man wird daher zweckmässiger weise die Kochplatte in den Zonen mit ver stärkter Energiezufuhr versehen, die mit Töpfen dieser Bombierungsgrade in Berüh rung kommen. In Fig. 14 und 15 sind diese Gebiete durch verstärkten Linienzug gekenn zeichnet.
Die in bestimmten Zonen vorgeschlagene verstärkte Beheizung lässt sich praktisch in in e 'hrfael ier Weise dureIlführen. So zeiut t' z.
B. Fig. 16 in teilweisem Schnitt eine auf der Unterseite mit Rillen versehene Masse kochplatte, in deren bevorzugtem Bereich die Rillen höher bemessen sind, mithin also die Möglichkeit besteht, dort wirksamere Reiz leiter anzuordnen, während die nach aussen bezw. nach der Mitte der Platte liegenden Heizrillen niederer gehalten sind und nur Heizleiter geringer Wirksamkeit aufnehmen.
Bei der Anordnung gemäss Fig. 17 wird die Aufgabe in abweichender Weise gelöst,
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genügt, zum Zwecke, den Wärmeübergang zwischen verschieden bombierten Topfböden und der Kochplatte gleich zu halten. UNTERANSPRÜCHE: 1. Kochplatte nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass ein Teil der Schnittlinie grössere Krümmungen besitzt, als durch die Gleichung festgelegt ist, zum Zwecke, dass das Aufsetzen von Kochtöpfen mit einer grösseren Grenzbombierung nicht behindert wird.
2. Kochplatte nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass ihre zum Auf setzen eines Kochtopfes dienende Fläche in verschiedene Hauptzonen unterteilt ist, denen jeweils ein vorbestimmter Bombierungs- bereich zugewiesen ist, wobei die Form eines denn dort sind im Bereich der bevorzugten Zone die Heizrillen dichter beieinander ange ordnet, während in den minder beheizten Zonen die Rillen gleicher Höhe grösseren Ab stand voneinander haben.
Darüber hinaus ist es auch denkbar, die bevorzugte verstärkte Beheizung einzelner Zonen so zu erreichen, wie in Fig. 18 darge stellt, nämlich in. der auserwählten Zone Heizrillen mit Hochkantheizleitern anzuord nen, während in den schwächer zu beheizen den Bereichen Flachbandheizleiter liegend angeordnet werden.
Alle Beispiele sind sowohl für Ringkoch platten als auch für Vollkochplatten an wendbar.