CH634451A5 - Strahlungs-heizeinheit. - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Strahlungs-Heizeinheit, insbesondere für Glaskeramik-Elektrokochgeräte, mit Heizwiderständen, die an einem im Heizbereich im wesentlichen plattenförmigen Isolierträger angeordnet sind.

Aus den US-PS 3 612 828 und 3 624 352 ist eine derartige Heizeinheit bekannt geworden, bei der in einer Trägerschale ein ziemlich massiver Block aus Isoliermaterial liegt und auf diesem ein ebenfalls sehr massiver Isolierträger mit einem hochstehenden Rand und einer hochstehenden Mittelzone. Es ist ein Ringbereich ausgespart, der einen relativ flachen Strahlungsraum bildet. An dessen Boden sind in Rillen Heizwiderstände eingelegt, und zwar in Form von mäanderförmig gebogenen Heizbändern. Diese Heizeinheit hat den Nachteil, dass sie sehr hoch baut und daher nur in Kochherden verwendbar ist und nicht in flachen Einbaumulden. Die Dicke des Isoliermaterials ergibt sich daraus, dass vor allem der Isolierträger aus einem Material mit relativ hoher mechanischer Festigkeit bestehen muss, das dementsprechend eine geringere Isolierfähigkeit bzw. grössere Wärmeleitfähigkeit hat. Ausserdem wird dieser Isolierträger von den Heizwiderständen relativ hoch aufgeheizt und die Abstrahlungsfläche nach oben ist gering.

Aus der DE-OS 21 65 569 ist ein Elektrokochgerät mit einer Glaskeramikplatte bekannt geworden, dessen Heizeinheit auf einem Blechträger radial verlaufende Isolierstege besitzt, die Heizwendel relativ dicht unterhalb der Glaskeramikplatte führen. Der Blechträger befindet sich in einer Trägerschale und ist mit Isoliermaterial unterlegt. Diese Ausführung erfordert die Anbringung zahlreicher Isolierstege an der aus Metall bestehenden Trägerplatte. Der Abstand zur Glaskeramikplatte ist gering, und es müssen besondere Massnahmen ergriffen werden, um den Forderungen nach Durchschlagfestigkeit und Berührungsschutz beim evtl. Bruch der Glaskeramikplatte zu erfüllen. Die Heizeinheit muss vor dem Einlegen der Heizwendeln komplettiert werden und kann immer nur als Ganzes aus

3

634 451

getauscht werden. Ausserdem ist das Einfügen der Spiralen in die Isolierstege arbeitsaufwendig. Die Heizwendeln neigen, insbesondere wenn infolge hoher Betriebsspannung die Drahtstärke gering ist, dazu, bei starker Erwärmung durchzuhängen und brauchen evtl. Zwischenabstützungen.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Strahlungsheizeinheit der eingangs erwähnten Art zu schaffen, die bei leichter Herstellbarkeit beste Abstrahlungsverhältnisse und eine gute Lagesicherung der Heizwiderstände in allen Betriebszuständen gewährleistet.

Diese Aufgabe wird gemäss der Erfindung dadurch gelöst, dass der Isolierträger aus ihm ausgeformte Erhebungen aufweist, in die die Heizwiderstände teilweise eingebettet sind, und dass die Heizwiderstände im übrigen im wesentlichen uneingebettet auf der Oberfläche des Isolierträgers verlaufen.

Die Heizwiderstände, die also entweder auf der Oberfläche des Isolierträgers aufliegen oder wenig über seiner Oberfläche verlaufen können, sind also im Bereich der Erhebungen im Isolierkörper selbst festgelegt. Vorzugsweise sind die Heizwiderstände Drahtwendel, die im Bereich der Erhebungen etwas bis zur Hälfte eingebettet sind. Dabei beleibt jedoch vorteilhaft die Mitte der Drahtwendeln von der Einbettung weitgehend frei. Die Masse, aus der der Isolierträger besteht, dringt zwischen den einzelnen Windungen der Wendeln nur schlecht durch und umschliesst weitgehend nur die Drähte und hält sie fest, ohne jedoch den Kern der Wendel vollständig zu füllen.

Es ist zu erkennen, dass auf diese Weise eine Heizeinheit geschaffen wird, die bei bester Festlegung der Heizwendeln auf dem Isolierträger beste Abstrahlungsverhältnisse besitzt.

Vorzugsweise sind die Erhebungen Rippen, die quer zur Erstreckung der Heizwiderstände verlaufen und besonders bevorzugt sind die Heizwiderstände spiralförmig angeordnet und die Erhebungen verlaufen im wesentlichen radial dazu auf dem Isolierträger. Sie könnten aber auch einzelne warzenförmige Vorsprünge sein.

Der Isolierträger, der aus einem Isoliermaterial gepresst sein kann, das faserige Materialien enthält, kann nun bei der Pressung mit dem Heizwiderstand verbunden werden. Danach folgt dann normalerweise noch ein Trocken- und Brennvorgang.

Der Isolierträger kann beispielsweise ein schüsseiförmiges Isolierteil sein, an dessen innerem Boden die Heizwiderstände angeordnet sind. Besonders bevorzugt ist jedoch eine Ausführung, bei der der Isolierträger die Form einer gesonderten, im wesentlichen flachen Platte hat, die von einer Isolation unterlegt sowie seitlich umgeben und zentriert ist.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform kann der Isolierträger die Form einer gesonderten, im wesentlichen flachen Platte haben, die von der Isolation auch seitlich umgeben und zentriert ist. Hierbei kann also der Isolierträger aus einem mechanisch etwas festeren und daher nicht ganz so gut isolierenden Material bestehen, stellt jedoch eine so gut handhabbare und in eine wirksame Isolation einlegbare Einheit dar, dass die gesamte Heizeinheit bei bester Isolation sehr flach gebaut werden kann.

Nach einem Merkmal einer Ausführungsform der Erfindung kann die Oberfläche des Isolierträgers eine im Querschnitt flach-zickzackförmige Ausbildung haben, wobei die im wesentlichen quer zur Erstreckung der Heizwiderstände verlaufenden Scheitel die Erhebungen bilden, in die die Heizwiderstände teilweise eingebettet sind. Durch diese Anordnung kann sichergestellt werden, dass die Heizwiderstände trotz einer ausreichenden Festlegung auf dem Isolierträger nur in einem minimalen Bereich eingebettet sind. Die zickzackförmige Ausbildung schafft ferner die Möglichkeit für die Heizwiderstände, sich bei der Erwärmung und der dadurch bedingten Ausdehnung etwas abzusenken, so dass es nicht vorkommen kann, dass die Heizwiderstände sich seitlich ausbiegen. Vorzugsweise können die Scheitel spitz ausgebildet sind, wobei von den Heizwiderständen nur eine oder sehr wenige Windungen eingebettet sind. Dies wirkt einer Wärmestaubildung in dem eingebetet-ten Bereich besonders wirkungsvoll entgegen. Zusätzlich zu der zickzack-wellenförmigen Ausbildung der Oberfläche des s Isolierträgers kann, um den eingebetteten Bereich noch kleiner zu halten, eine quer zur ersten Wellenrichtung verlaufende Wellung angeordnet sein, so dass die Scheitel zwischen den einzelnen Heizwiderständen abgesenkt sind. Im Bereich der Heizwiderstände entsteht dann eine Spitze, in die eine oder wenige io Windungen der Heizwiderstände eingepresst sind. In einer zwischen zwei Scheiteln liegenden Vertiefung kann vorzugsweise ein stabförmiger Temperaturfühler angeordnet sein, der unter den Heizwiderständen, diese kreuzend, hindurch verläuft. Zum Schutz gegen Kurzschluss durch Berührung mit den Heiz-15 widerständen kann dieser mit einer Quarzglasabdeckung versehen sein, die ausreichend temperaturbeständig ist.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im folgenden näher erläutert. Es zeigen: Fig. 1 einen teilweise abgebrochenen zentralen Schnitt 2o durch eine Strahlungsheizeinheit eines Glaskeramik-Kochgerätes,

Fig. 2 eine perspektivische Ansicht des darin verwendeten Isolierträgers,

Fig. 3 ein vergrössertes Detail entsprechend dem strich-25 punktierten Kreis III in Fig. 1,

Fig. 4 eine Variante in Darstellungsweise nach Fig. 1, Fig. 5 eine Draufsicht auf eine Heizeinheit, wobei in strichpunktierten Linien eine Alternativausführung angedeutet ist, Fig. 6 einen Schnitt nach der Linie VI-VI in Fig. 5, 30 Fig. 7 einen Schnitt nach der Linie VII-VII in Fig. 5, Fig. 8 einen vergrösserten Schnitt entsprechend der Schnittführung von Fig. 7,

Fig. 9 einen vergrösserten Schnitt in der Schnittführung nach Fig. 6 einer Variante,

35 Fig. 10 eine Draufsicht auf ein Detail einer anderen Ausführungsform und

Fig. 11 einen vergrösserten Detailschnitt nach der Linie XI-XI in Fig. 10.

In Fig. 1 ist eine Glaskeramikplatte 11 dargestellt, die die 40 Kochfläche eines im übrigen nicht weiter dargestellten Elek-trokochgerätes bildet. Unter der Glaskeramikplatte ist eine Heizeinheit 12 angeordnet, und zwar vorzugsweise mittels nicht dargestellter Federelemente an die Unterseite der Glaskeramikplatte angedrückt. Die Heizeinheit 12 besitzt eine 45 Trägerschale 13 aus Blech, die aus einem unteren Blechteil 14 in Form einer flachen Schüssel mit ebenem Boden und einem oberen Blechteil 15 in Form eines Ringes mit Z-förmigem Querschnitt besteht. Beide Blechteile sind an ihren aufeinanderlie-genden Ringflanschen miteinander verbunden.

so Die Trägerschale 13 ist mit einer Isolation ausgekleidet, die aus zwei parallel zum Boden 16 der Trägerschale verlaufenden Isolierschichten oder -Scheiben 17,18 und einem Isolierring 19 besteht. Diese Isolierschichten können aus unterschiedlichsten Materialien aufgebaut sein. Da normalerweise die Wärmeisola-55 tionseigenschaften bei hochwärmebeständigen Isolationen, die hier zu verwenden sind, mit zunehmender mechanischer Festigkeit abnimmt, kann bei den Isolierschichten 17,18, da sie festigkeitsmässig praktisch unbelastet sind, ein Material relativ geringer mechanischer Festigkeit, aber hoher Wärmeisolierfä-60 higkeit verwendet werden. Dabei kann die unterste Schicht 17 auch beispielsweise aus einem nicht oder nur schwach verdichteten Schüttmaterial (beispielsweise fein verteilter Kieselsäure) bestehen oder, da hier die «kälteste» Stelle der Heizeinheit ist, aus einem Material nicht so hoher Wärmebeständigkeit. Dage-65 gen sollte der Isolierring 19, der eine gewisse Tragfunktion hat, mechanisch etwas höher belastbar sein. Er kann aus einem faserigen Isoliermaterial bestehen, beispielsweise aus einer Aluminiumoxidfaser, die, unter Zusatz entsprechender Bindemittel verpresst, eine pappartige Struktur erhält. Ein ähnliches Mate-

634451 4

rial ist unter der Bezeichnung «Fiberfax» im Handel. Es können wird. Die Anschlussdrähte 28 werden seitlich durch eine Aus-

jedoch auch andere mineralische Fasern als Grundlage für die nehmung 29 im Bereich der Trennlinie zwischen den Blechtei-

Isolierung verwendet werden. len 14,15 hinausgeführt. Danach wird der Isolierring 19 aufge-

Auf der oberen Isolierschicht 18 und innerhalb des Isolier- setzt und die Heizeinheit durch Aufsetzen und Befestigen des ringes 19, jedoch in einer Ringausnehmung des Isolierringes 5 oberen Blechteils 15 fertiggestellt. Der Isolierring 19 besitzt mit seinem Rand eingeschlossen, liegt ein Isolierträger 20, der auch einen nach oben vorstehenden Ringbereich 30, der sich an die Form einer kreisrunden Scheibe hat. Bei einem üblichen die Unterseite der Glaskeramikplatte anlegt.

Heizkörper für einen Glaskeramikherd liegen die Abmessun- In Fig. 1 ist eine Ausführung dargestellt, bei der ein Tempegen in der Grössenordnung von 15 cm Durchmesser und 5 mm raturbegrenzer bzw. Temperaturregler 31 derart angeordnet Dicke. Dieser Isolierträger besteht ebenfalls aus einem gepress- io ist, dass sein stabförmiger Temperaturfühler 32 diametral ten faserigen Isoliermaterial mit sehr hoher Wärmebeständig- durch den zwischen den Heizwiderständen 21 und der Unterkeit und trägt an seiner Oberseite spiralförmig verlaufende, aus seite der Glaskeramikplatte 11 gebildeten Strahlungsraum 33 Drahtwendeln bestehende Heizwiderstände 21, wodurch ein hindurchragt. Der Temperaturfühler läuft dabei durch eine Öff-ringförmiger Heizbereich geschaffen wird, der lediglich eine nung des Blechteils 15 und des Isolierringes 19 hindurch. Bei unbeheizte Mittelzone 22 frei lässt. « dieser Ausführungsform muss allerdings wegen der Berüh-

Die Heizwiderstände 21 liegen mit dem grössten Teil ihrer rungssicherheit bei einem evtl. Bruch der Glaskeramikplatte

Erstreckung auf der Oberfläche 23 des Isolierträgers 20 oder der Temperaturfühler elektrisch isoliert, beispielsweise mit geringfügig darüber. Von der im wesentlichen ebenen Ober- einem Quarzrohr überzogen sein. Aus diesem Grunde kann bei fläche 23 stehen Erhebungen 24,25 vor, die radial verlaufen. der Ausführungsform nach Fig. 4, die im übrigen gleich aufge-Die Erhebungen 24 laufen vom Aussenrand bis zur unbeheizten 20 baut ist, der Temperaturregler 31 so angeordnet sein, dass er

Mittelzone durch, während die Erhebungen 25 ca. auf halbem ebenfalls in der Trennlinie beider Blechteile 14,15 hindurchragt

Wege dahin enden. So ist sichergestellt, dass die Abstände zwi- und in eine Ausnehmung an der Unterseite des Isolierringes 19'

sehen den Erhebungen in einem bestimmten Bereich bleiben. und an der Oberseite der Isolierschicht 18' liegt. Auch der

Diese Erhebungen sind durch Prägung des Isolierträgers bei Isolierträger 20 besitzt eine diametrale Ausnehmung 34 für den seiner Herstellung durch Pressen der mit Bindemitteln versehe- 25 Temperaturfühler 32, so dass dieser relativ gut die Beheizungs-

nen Fasermasse hergestellt. Dabei werden die Heizwider- temperatur abfühlen kann, da der Isolierträger wegen seiner stände mit eingepresst, so dass sie die Erhebungen durchdrin- höheren mechanischen Festigkeit und daher etwas geringeren gen und in diesen festgehalten sind. Wie insbesondere aus den thermischen Isolierwirkung sehr schnell die Temperatur der

Fig. 2 und 3 zu erkennen ist, sind die Heizwiderstände im Beheizung annimmt

Bereich der Erhebungen vorzugsweise um etwas mehr als die 30 Durch diese Ausführung bleibt der Strahlungsraum 33 weit-

Hälfte ihres Wendelumfanges eingebettet, wobei jedoch ihre gehend frei, und es kann ein Erdungsgitter 35 eingefügt werden,

oberen Windungen, und zwar fast die gesamte obere Hälfte, das auf einer Schulter des Isolierringes 19' liegt und kurz unter sowie das Innere der Wendel frei bleibt. der Glaskeramikplatte einen Berührungsschutz gegen die

Dadurch werden zwar die Heizwiderstände ausserordent- unter Spannung stehenden Heizwiderstände 21 bildet.

lieh gut festgehalten, j edoch in ihrer Wärmeabstrahlung kaum 35 Da die gesamte Isolation 17,18,19 und auch der Isolierträ-behindert. In dem gesamten Bereich zwischen den Erhebungen ger 20 nur so weit verdichtet werden sollte, als dies für die können die Heizwiderstände ungehindert abstrahlen und im mechanische Festigkeit unbedingt wichtig ist, kann die Ober-

Bereich der Erhebungen ist jeweils nur die untere Windung an fläche der Isolierteile bei Berührung noch etwas Abrieb zeigen,

der Abstrahlung gehindert. Es wird somit ein sehr wirksames Aus diesem Grunde ist es möglich, die Oberflächen der Isolier-

Heizelement geschaffen, das beste Abstrahlungsverhältnisse 40 teile besonders zu behandeln, sie beispielsweise mit einem nach oben gewährleistet. erhöhten Bindemittelzusatz zu versehen oder sie mit einem

Der Isolierträger 20 sollte, beispielsweise durch entspre- wärmebeständigen Lack zu spritzen. Es ist ferner sehr vorteil-chende Materialwahl oder stärkere Verpressung des Materials, haft, die Oberseite des Isolierträgers mit einem in bezug auf eine höhere mechanische Festigkeit haben als die übrige Isolie- Wärmestrahlung möglichst schwarz wirkenden Lack zu verse-

rung. Er bildet daher eine Scheibe, die zwar immer noch eine 45 hen, um die Wärmeabstrahlung nach oben zu verbessern,

gewisse pappartige Struktur hat, jedoch bei der Herstellung, Normalerweise haben die Heizeinheiten eine kreisrunde

Montage und Reparatur ohne weiteres handhabbar ist. Die Gestalt und dann ist es auch sinnvoll, den Isolierträger kreis-

Heizwiderstände sind so fest auf dieser Karte, dass nicht zu rund zu gestalten. Es kann jedoch von Vorteil sein, zur besseren befürchten ist, dass sie sich in irgendeiner Weise durch Erschüt- Anpassung an die normale Viereranordnung einer Kochplatte terungen oder Wärmedehnungen lösen. 50 rechteckige oder quadratische Heizeinheiten zu verwenden. In

Die die Erhebungen 24,25 bildenden Prägungen ergeben diesem Falle könnte der Isolierring zur Überbrückung eine aus-

auf der Unterseite des Isolierträgers Vertiefungen 26. Vorzugs- sen viereckige und innen runde Gestalt bei Verwendung eines weise sind an der Oberseite der oberen Isolierschicht 18 eben- runden Isolierträgers haben.

falls Ausnehmungen 27 vorgesehen, so dass diese sich evtl. Im Falle eines viereckigen Isolierträgers bzw. Isolierringes kreuzenden Ausnehmungen einen Luftraum schaffen, der 55 bei rundem Heizringbereich könnten in den entstehenden zusätzlich zur Isolierung beiträgt. Der elektrische Anschluss unbeheizten Ecken Überwachungs- oder Abfühlgeräte für die der Spiralen führt vorzugsweise durch den Isolierträger durch Temperaturüberwachung angeordnet werden. Die besonders nach unten, so dass die Anschlussdrähte beispielsweise in einer vorteilhafte Möglichkeit, ein schüttfähiges Isoliermaterial im der Ausnehmungen 26 verlaufen kann. Die entsprechenden Bereich der Isolierschichten 17,18 zu verwenden, das den Vor-Anschlussstifte oder Zungen können schon beim Verpressen 60 teil einer sehr hohen Wärmeisolierfähigkeit hat, wird durch die durch das noch weiche Material des Isolierträgers hindurchge- Anbringung des Heizelementes auf einem mechanisch recht drückt werden. Der Isolierträger wird nach dem Verpressen festen und einen dichten Abschluss bildenden Isolierträger normalerweise noch einem Trocknungs- oder Brennvorgang ermöglicht. Bei unterschiedlichen Netzspannungen oder Heizausgesetzt. leistungen muss jeweils nur ein anderer Isolierträger mit Heiz-Die Montage der Heizeinheit erfolgt derart, dass in das 65 widerständen hergestellt werden, während die übrige Heizein-untere Blechteil 14 zuerst die Isolierschichten 17 und 18 einge- heit gleich bleibt und serienmässig herstellbar ist. Auch für die schüttet und/oder, wenn es sich um vorgepresste Scheiben han- Vorrats- und Reparaturteilhaltung ist dies wichtig. Die Spiral-delt, eingelegt werden und darauf der Isolierträger 20 gelegt anordnung der Heizwiderstände kann bifilar erfolgen, d.h. die

5 634 451

beiden Enden des Heizwiderstandes liegen am Umfang und der jeder Windung nur ein geringer, der Oberfläche 115 zugekehr-

wendelförmige Heizwiderstand läuft mit je zwei zueinander ter Teil eingebettet, während die Windung auf dem übrigen parallelen Strängen bis zur Mitte. Mit den radial austretenden Bereich ihres Umfanges frei liegt.

Zuleitungen lässt sich der Isolierträger nicht nur besonders gut Aus Fig. 9 ist eine Variante zu erkennen, bei der quer zu den anschliessen, sondern ist auch ohne weiteres stapelbar, so dass 5 Erhebungen 121 ' und Vertiefungen 122' nochmals eine Weider Transport vereinfacht wird. lung vorgenommen ist, so dass die Heizwendeln auf einer durch Die Heizwiderstände auf dem Isolierträger sind normaler- die Schnittpunkte der Erhebungen gebildeten Spitze 123 einge-weise spiralförmig gelegte kreisrunde Drahtwendeln. Es kann bettet sind.

jedoch auch vorteilhaft sein, die Drahtwendeln oval zu machen, Es ist zu erkennen, dass durch diese Massnahme die Heiz-

und zwar mit ihrer geringsten Erstreckung in Richtung auf die io wendein trotz ausreichender Festlegung auf dem Isolierträger, Glaskeramikplatte. Dadurch kann der Strahlungsraum auch bei der damit eine leicht montierbare und handelsfähige Einheit bil-grösseren Wendeln eine ausreichende Grösse erhalten, die u.U. det, nur in sehr geringen Bereichen eingebettet sind, so dass die auch für die Durchschlagfestigkeit notwendig ist. Es ist ja stets Gefahr von örtlichen Überhitzungen an diesen Stellen wegfällt,

besonders schwierig, trotz guter Isolation und erforderlicher die zu einem Durchbrennen führen könnte. Dazu trägt es auch

Durchschlagfestigkeit Heizeinheiten sehr geringer Dicke her- 15 bei, dass die Spiralen im Falle ihrer Ausdehnung sich der etwas zustellen, die gleichzeitig an ihrer Unterseite noch eine ausrei- zickzackförmigen Oberfläche anpassen können und damit auf chend geringe Temperatur haben, um an brennbare Teile von der Oberfläche aufliegen, ohne sich unter Stauchung seitlich

Küchenmöbeln angrenzen zu können. ausbiegen zu müssen. Vor allem ist aber die gesamte obere

Bei einer weiteren, nicht dargestellten Variante könnten die Seite der Heizwendeln frei und kann frei abstrahlen. Durch die

Spiralen auf dem Isolierträger (oder auch der gesamte Isolier- 20 mäanderförmige Ausbildung ist eine recht gute prozentuale träger) an einzelnen Stellen etwas tiefer gelegt werden, bei- Heizflächenbelegung möglich, wozu es beiträgt, dass die Hei-

spielsweise um Platz für einen Stab-Temperaturfühler zu schaf- zwendeln relativ dicht benachbart liegen können, weil einer-

fen. Durch diese Vertiefung kann der notwendige Isolierab- seits die zickzackförmige Ausbildung und das Verhindern von stand erhalten bleiben, ohne dass die gesamte Strahlfläche tie- seitlichem Ausweichen die Kurzschlussgefahr verringert und fer gelegt werden muss. 25 andererseits eventuelle Kurzschlüsse keine grossen Folgen

Beim beschriebenen Ausführungsbeispiel besitzt jede Heiz- haben, weil die Differenzspannungen zwischen den einzelnen einheit eine gesonderte Trägerschale, die an die Glaskeramik- Abschnitten 119 sehr gering sind.

platte angedrückt wird. Es ist jedoch auch vorteilhaft möglich, In den Verbindungsbereichen 120 wird nur wenig Wärmefür ein Mehreinheiten-Kochgerät, z.B. nur eine Trägerschale zu energie frei, weil dort ungewendelter Draht verwendet wird, verwenden, in der eine Isolierung liegt, die mehrere schüssel- 30 Dies ist dort besonders wichtig, weil durch den U-Bogen die förmige Ausnehmungen zur Aufnahme der Isolierträger Gefahr von Wärmestauungen besteht, wozu eine dort notwen-abgrenzt. dige Befestigung durch Einbettung noch weiter beitragen

Die in den Fig. 5 bis 9 dargestellte Heizeinheit 111 besitzt würde. Zu beiden Seiten der äusseren Heizwiderstands-einen Isolierträger 112 in Form einer in der Draufsicht recht- Abschnitte 119 verlaufen Temperaturfühler 125 von Temperaeckigen und vorzugsweise quadratischen flachen Schale mit 35 tur-Schaltorganen 126, die entweder Temperaturbegrenzer einem Boden 113 und Rändern 114, die aus Isoliermaterial, bei- oder Temperaturregler sein können. Es kann sich hierbei um spielsweise einem durch Pressen verformten und durch Binde- stabförmige Temperaturfühler handeln, die aus einer Ausdeh-mittel ausreichend verfestigten faserigen Isoliermaterial, her- nungshülse und einem sich relativ wenig ausdehnenden, darin gestellt ist. liegenden Stab bestehende Fühler handeln, die über die

Die dem Schaleninnenraum 116 zugekehrte Oberfläche 115 40 gesamte innere Kantenlänge des Isolierträgers reichen und in des Bodens 13 hat, wie insbesondere aus den Fig. 7 und 8 zu der Ebene der Heizwiderstände zwischen dem Rand 114 und erkennen ist, eine zickzackförmige Gestaltung. Sie besteht also dem äusseren Abschnitt 119 entlang verlaufen. Sie ragen durch aus parallel zueinander verlaufenden wellenförmigen Erhebun- eine Ausnehmung 127 im Rand 114, so dass ihr den Schalter tragen und Absenkungen, bei denen jedoch die Scheitel 117 relativ gender Kopf ausserhalb des beheizten Bereiches liegt. In die-

scharf ausgebildet sind. Die Zickzack-Gestaltung ist im übrigen 45 sem Bereich ist auch der Anschluss des Heizwiderstandes 118

relativ flach. hindurchgeführt und kann unmittelbar an den Anschluss des

In dem Innenraum 116 und auf der Oberfläche 115 ist ein Schalterkopfes angeschlossen sein, so dass dieser gleichzeitig

Heizwiderstand 118 angeordnet, der aus einem wendelförmi- das Anschlussteil für den Heizwiderstand bildet. Bei einer Tem-

gen Widerstandsdraht besteht, der hin- und hergehend peraturfühleranordnung auf beiden Seiten sind somit beide

(mäanderförmig) angeordnet ist, wobei aufeinanderfolgende 50 Anschlüsse über die Temperaturschaltorgane vorgenommen,

Abschnitte 119 des Heizwiderstandes relativ dicht nebeneinan- so dass gesonderte Anschlussteile entfallen können. Die Tem-

der hin und zurück verlaufen. Sie sind durch U-förmige peraturschaltorgane sind damit in Reihe mit dem Heizwider-

Bereiche 120 miteinander verbunden, die beispielsweise durch stand geschaltet, so dass das Ansprechen eines Temperaturfüh-

«Verziehen» (Glattziehen) der erhitzten Wendel im wesentli- lers den Heizwiderstand 118 abschaltet.

chen als glatter und ungewendelter Draht ausgebildet sind. 55 Als Variante ist in den Fig. 5 und 6 ein Temperaturschaltor-

Diese Verbindungsbereiche sind in Erhebungen 124 des Isolier- gan 26' angedeutet, das gleich ausgebildet sein kann, wie die trägers eingebettet, d.h. vorzugsweise vor der Erhärtung des bereits beschriebenen. Sein Temperaturfühler 125' liegt etwas

Isolierträgers eingepresst. Die Erhebungen können die Form unterhalb der Ebene der Heizwiderstände in einer Vertiefung von einer oder mehreren zickzackförmigen Wellen haben, so 128 des Isolierträgers, die die Rippen 121 durchbricht. Auch dass der eingebettete Bereich trotz ausreichender Befestigung 60 hier ist aber der Temperaturfühler parallel zu den Abschnitten auf ein Minimum beschränkt wird. 119, und zwar in unmittelbarer Nachbarschaft zu zwei

Es ist zu erkennen, dass die Erstreckung der zickzackförmi- Abschnitten vorgesehen, so dass er einen guten Zugriff zu der gen Erhebungen 121 und der dazwischen liegenden Vertiefun- Temperatur der Heizwiderstände hat. Die beschriebene Tem-

gen 122 quer zur Erstreckung der Heizwiderstands-Abschnitte peraturfühleranordnung parallel zu den Heizwiderständen

119 verläuft, wobei aus Fig. 8 zu erkennen ist, dass die Heiz- 65 sorgt für eine wirksame Regelung und Temperaturbegrenzung,

widerstände jeweils im Bereich des Scheitels 117 mit Vorzugs- die Übertemperaturen in der Glaskeramikplatte vermeidet. Es weise nur einer, auf jeden Fall nur wenigen Windungen durch wird damit verhindert, dass durch das Vorlaufen der Tempera-

Einpressen vor dem Erhärten eingebettet sind. Dabei wird von tur der Heizwiderstände und damit des Glaskeramikmaterials

634451

Temperaturspitzen entstehen, die zur Beschädigung der Glas-keramikoberfläche führen könnten. Die Heizung kann also auf einen höheren Mittelwert ausgelegt werden, was wiederum dem Leistungsdurchsatz zugute kommt.

Die Heizeinheit 111' nach Fig. 10 entspricht bezüglich der Ausbildung des Isolierträgers und der Ausbildung und Anordnung der Heizwiderstände der Ausführung nach Fig. 5. Es ist lediglich eine andere Anordnung des Temperatur-Schaltorga-nes 126a vorgesehen. Der zugehörige Temperaturfühler 125a, ebenfalls ein Stabfühler, liegt, wie aus Fig. 11 zu erkennen ist, in einer tiefen Ausnehmung 130 im Boden 113a des Isolierträgers 112a. Die Ausnehmung und damit der Temperaturfühler 125a verläuft quer zur Anordnung der einzelnen Abschnitte 119 des Heizwiderstandes 118. Da der Fühler 125a relativ dicht unterhalb der Heizwiderstände verläuft, ist die Ausnehmung 130 mit einer Abdeckung 131 in Form einer Quarzglasscheibe versehen. Es wäre hier auch möglich, den Fühler mit einem Überzug aus einem hochtemperaturfesten, isolierenden aber wärmestrahlungsdurchlässigen Material zu versehen.

Von dem dargestellten und beschriebenen Ausführungsbei-5 spiel sind zahlreiche Abwandlungen im Rahmen der Erfindung möglich. So könnte beispielsweise auch eine zickzackförmige Ausbildung gewählt werden, bei der im Bereich der Vertiefungen 122 ein flacheres Stück zwischengeschaltet ist. Bei der Festlegung der Heizwiderstände sollte vor allem darauf geach-10 tet werden, dass die Scheitel 17 relativ spitz sind, damit der eingebettete Bereich der Heizwendeln relativ klein wird. Statt, wie beschrieben, zur Beheizung einer Glaskeramik-Kochplatte kann die Heizeinheit auch zur Beheizung anderer Gegenstände, z.B. in Industrieöfen zur Erhitzung von Metallplatten 15 oder -wänden oder zur Erhitzung von Gefässen, eingesetzt werden.

G

3 Blatt Zeichnungen

Claims (17)

634451 PATENTANSPRÜCHE

1. Strahlungs-Heizeinheit mit Heizwiderständen, die an einem im Heizbereich im wesentlichen plattenförmigen Isolierträger angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, dass der Isolierträger (20) aus ihm ausgeformte Erhebungen (24,25) auf- 5 weist, in die die Heizwiderstände (21) teilweise eingebettet sind, und dass die Heizwiderstände (21) im übrigen im wesentlichen uneingebettet auf der Oberfläche (23) des Isolierträgers (20) verlaufen.

2. Heizeinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, io dass die Heizwiderstände (21) Drahtwendeln sind, die im Bereich der vorzugsweise als quer zur Erstreckung der Heizwiderstände verlaufende Rippen ausgebildeten Erhebungen

(24,25) so eingebettet sind, dass der Bereich der Mittelachse der Drahtwendeln von der Einbettung weitgehend frei bleibt. 15

3. Heizeinheit nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Isolierträger (20) aus einem Isoliermaterial gepresst ist, das faserige Materialien enthält, in das die Heizwiderstände (21) teilweise eingedrückt sind.

4. Heizeinheit nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn- 20 zeichnet, dass die Heizwiderstände (21) spiralförmig angeordnet sind und die Erhebungen (24,25) im wesentlichen radial dazu vorzugsweise als sich auf der Unterseite des Isolierträgers (20) abzeichnende und diese profilierende Prägungen auf dem Isolierträger verlaufen. 25

5. Heizeinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

dass der Isolierträger (20) die Form einer gesonderten, im wesentlichen flachen Platte hat, die in einer Trägerschale (13) liegt und von einer Isolation (17,18,19) unterlegt sowie seitlich umgeben und zentriert ist. 30

6. Heizeinheit nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet,

dass die Isolation (17,18,19) die Grundform einer in der Trägerschale (13) liegenden Schüssel hat, die an ihrem Boden den Isolierträger (20) trägt, wobei die Isolation vorzugsweise aus einer oder mehreren den Boden der Trägerschale (13) bedeckenden 35 Isolierschichten (17,18)und einem den Umfang des Isolierträgers (20) umgebenden Isolierring (19) besteht, der bis nahe an die Glaskeramikplatte (11) reicht.

7. Heizeinheit nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet,

dass der Isolierring ( 19) den aus einem mechanisch festeren 40 Material als die übrige Isolation (17,18,19) bestehenden Isolierträger (20) in dessen Randbereich übergreift, wobei bevorzugt die Trägerschale (13) den Isolierring (19) zumindest teilweise in dessen Randbereich übergreift.

8. Heizeinheit nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekenn- 45 zeichnet, dass der Isolierring (19') ein Erdungsgitter (35) trägt.

9. Heizeinheit nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet,

dass die Isolierung, insbesondere die unterste Isolierschicht (17), aus schüttfähigem Isoliermaterial besteht und Teile der Isolierung (17,18,19) und/oder der Isolierträger (20) mit einer 50 Oberflächenbeschichtung versehen sind, wobei insbesondere die nach oben weisende Fläche (23) des Isolierträgers (20) mit einer gut abstrahlenden Beschichtung versehen ist.

10. Heizeinheit nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Drahtwendeln einen ovalen Querschnitt mit der gros- 55 seren Querschnittsabmessung in Richtung der Oberfläche (23) des Isolierträgers (20) haben.

11. Heizeinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Isolation mehrere Vertiefungen aufweist, in denen je ein Isolierträger zur Bildung einer Kochstelle liegt. 60

12. Heizeinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberfläche (115) des Isolierträgers (112,112a) eine im Querschnitt flach zickzackförmige Ausbildung hat, wobei die im wesentlichen quer zur Erstreckung der Heizwiderstände (118) verlaufenden, vorzugsweise spitz ausgebildeten und von 65 den wendeiförmigen Heizwiderständen nur eine oder sehr wenige Windungen einbettenden Scheitel (117) die Erhebungen (121) bilden, in die die Heizwiderstände (118) teilweise eingebettet sind.

13. Heizeinheit nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Scheitel (117) zwischen benachbarten Abschnitten (119) der Heizwiderstände (118) abgesenkt sind, so dass im Bereich der Heizwiderstände (118) eine Spitze (123) entsteht.

14. Heizeinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass Abschnitte (119) des Heizwiderstandes (118) der viereckig, vorzugsweise quadratisch, ausgebildeten Heizeinheit parallel zueinander hin- und herverlaufend, d.h. mäanderförmig, angeordnet sind, und im Bereich der zueinander parallelen Abschnitte (119) wendeiförmig und in dem diese verbindenden Bereich (120) als ungewendelter Draht ausgebildet sind, der vorzugsweise in diesem Verbindungsbereich (120) durch Einbettung in eine Erhebung (124) des Isolierträgers (120) festgelegt ist.

15. Heizeinheit nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass ein stabförmiger Temperaturfühler (125,125') parallel zu den Heizwiderstands-Abschnitten (119) und/oder zwischen zwei Heizwiderstands-Abschnitten (119), vorzugsweise im wesentlichen in der Ebene der Heizwiderstände (118), verlaufend angeordnet ist.

16. Heizeinheit nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass an wenigstens einem, vorzugsweise jedem äusseren Heiz-widerstands-Abschnitt (119), ein Temperaturfühler (125) entlang verläuft.

17. Heizeinheit nach Anspruch 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, dass der stabförmige Temperaturfühler (125) von einem Reglerkopf ausgeht, der ausserhalb des beheizten Bereichs am Anfang der Heizwiderstände (118) angeordnet ist und einen Zuleitungsanschluss für den Heizwiderstand (118) trägt.