CH653772A5

CH653772A5 - TEMPERATURE DETECTOR FOR ELECTRIC RADIATORS.

Info

Publication number: CH653772A5
Application number: CH143082A
Authority: CH
Inventors: Gerhard Goessler
Original assignee: Ego Elektro Blanc & Fischer
Priority date: 1981-03-27
Filing date: 1982-03-09
Publication date: 1986-01-15
Also published as: YU41530B; DE8109131U1; YU67382A; ES264165U; FR2502750A3; GB2095834A; FR2502750B3; GB2095834B; AT388227B; ES264165Y; IT8221350V0; ATA98082A

Description

Die Erfindung betrifft eine Temperaturfühlanordnung für elektrische Strahlheizkörper, die unterhalb einer Kochplatte angeordnet sind, mit einem ausserhalb des beheizten Bereiches angeordneten Temperaturfühlerund einem damit in wärmeleitender Verbindung stehenden Koppelblech, das an der Kochplatte anliegt. The invention relates to a temperature sensor arrangement for electric radiant heaters which are arranged below a hotplate, with a temperature sensor arranged outside the heated area and a coupling plate which is in heat-conducting connection therewith and which bears against the hotplate.

Aus der US-PS 3 612 829 und 3 624 352 sind Koppelbleche bekannt geworden, die bei einem Strahlheizkörper zwischen dem Rand des die Heizwiderstände tragenden Isolierkörpers und der Glaskeramikplatte liegen und so die Temperatur der Glaskeramikplatte im Randbereich abfüllen. Hier ist jedoch kaum ein direkter Wärmeeinfluss vom Strahlheizkörper her möglich, so dass der mit dem Koppelblech verbundene Fühler, vor allem auch wegen der geringen Wärme-Querleitung der Glaskeramikplatte, keinen Schutz vor Überhitzung bieten kann. Coupling plates have become known from US Pat. Nos. 3,612,829 and 3,624,352 which, in the case of a radiant heater, lie between the edge of the insulating body carrying the heating resistors and the glass ceramic plate and thus fill the temperature of the glass ceramic plate in the edge region. However, there is hardly any direct influence of heat from the radiant heater here, so that the sensor connected to the coupling plate cannot offer any protection against overheating, especially because of the low heat cross-conduction of the glass ceramic plate.

Aus der DE-OS 2 747 652 ist ein Koppelblech bekannt geworden, das zwischen einem mit Ausdehnungsflüssigkeit gefüllten Mitt-Fühler und die Glaskeramikplatte zwischengelegt ist. Hier handelt es sich um einen Kontaktheizkörper, dessen innere Windung auf dem Rand des Koppelbleches aufliegt. Hierbei ist zwar eine Kopplung des Temperaturfühlers an die Temperatur des Kochgefässes und der Beheizung gegeben, diese Einrichtung ist jedoch nicht für Strahlheizkörper vorgesehen. Die Koppelbleche bestehen aus gut leitenden Metallen, wie beispielsweise Aluminium. From DE-OS 2 747 652 a coupling plate is known, which is interposed between a Mitt sensor filled with expansion fluid and the glass ceramic plate. This is a contact heater, the inner turn of which rests on the edge of the coupling plate. Although there is a coupling of the temperature sensor to the temperature of the cooking vessel and the heating, this device is not intended for radiant heaters. The coupling plates are made of highly conductive metals, such as aluminum.

In der DE-OS 2 923 884 und der EP-OS 00 21 107 ist vorgeschlagen worden, bei einer Einrichtung nach dem Oberbegriff das Koppelblech so auszubilden, dass es einen Teil des Randbereiches des Heizelementes überdeckt und in diesem Bereich auch an der Unterseite der Glaskeramikplatte anliegt. Dieses Koppelblech kann gemäss der EP-s OS 00 21 107 aus einem Aluminium plattierten Stahlblech bestehen und die Oberfläche im beheizten Bereich kann mit einem mattschwarzen, in bezug auf Strahlungswärme schwarz wirkenden, hitzebeständigen Lack beschichtet sein. In DE-OS 2 923 884 and EP-OS 00 21 107 it has been proposed to design the coupling plate in a device according to the preamble so that it covers part of the edge area of the heating element and in this area also on the underside of the glass ceramic plate is present. According to EP-s OS 00 21 107, this coupling plate can consist of an aluminum-clad steel plate and the surface in the heated area can be coated with a matt black, heat-resistant lacquer, which acts black with respect to radiant heat.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Temperaturfühlanord-10 nung der eingangs erwähnten Art im Hinblick auf eine noch bessere Ankopplung des Temperaturfühlers sowohl an die Temperatur der Kochplatte als auch an die Beheizung weiter zu verbessern. The object of the invention is to improve a Temperaturfühlanord-10 voltage of the type mentioned in view of an even better coupling of the temperature sensor both to the temperature of the hotplate and to the heating.

Diese Aufgabe wird gemäss der Erfindung dadurch gelöst, ls dass das Koppelblech aus einem den beheizten Bereich des Strahlheizkörpers teilweise überdeckenden Verbundblech besteht, das miteinander verbundene, etwa gleich dicke Schichten aus wärmeleitendem Nichteisenmetall und Eisen bzw. Stahl aufweist. This object is achieved according to the invention in that the coupling plate consists of a composite plate that partially covers the heated area of the radiant heater and has interconnected, approximately equally thick layers of heat-conducting non-ferrous metal and iron or steel.

20 Vorzugsweise kann die Nichteisen-Metallschicht der Kochplatte zugekehrt sein. Das Nichteisenmetall ist vorzugsweise Aluminium, und zwar ein relativ weiches Reinaluminium, das gut durch Walzen auf Stahlbleche aufbringbar ist. The non-ferrous metal layer can preferably face the hotplate. The non-ferrous metal is preferably aluminum, namely a relatively soft pure aluminum, which can be easily applied to steel sheets by rolling.

Durch die Tatsache, dass das Koppelblech den beheizten 25 Bereich des Strahlheizkörpers, vorzugsweise in einem Randbereich, teilweise überdeckt, ist nun auch der direkte Behei-zungseinfluss bei einem Strahlheizkörper zu erfassen. Allerdings werden die Temperaturen am Koppelblech ausserordentlich hoch, so dass es aus einem sehr hitzebeständigen 30 Werkstoff gemacht werden muss, um einerseits nicht zu verzundern und andererseits in seiner Form zu bleiben. Es wurde daher bei der bereits vorgeschlagenen Anordnung aus vorzugsweise Aluminium-plattiertem Stahlblech angefertigt, was bedeutet, dass auf beiden Seiten des Stahlblechs eine sehr 35 dünne Aluminiumschicht mit Dicken zwischen wenigen Hundertsteln bis einem Zehntelmillimeter Stärke (vorzugsweise 0,05 mm) aufgewalzt ist. Diese Schicht kann die Verzunderung des Eisenbleches verhindern, und durch eine intermetallische Verbindung zwischen Aluminium und Eisen 40 in diesem dünnen Grenzbereich kann bei Erhitzung eine sehr beständige Schicht mit schwarz-grauer Farbe geschaffen werden, die gute Absorptionseigenschaften für die Strahlungswärme hat. Due to the fact that the coupling plate partially covers the heated area of the radiant heater, preferably in an edge area, the direct heating influence of a radiant heater can now also be detected. However, the temperatures on the coupling plate are extremely high, so that it has to be made of a very heat-resistant material so that it does not scale and does not remain in its shape. It was therefore made in the arrangement already proposed from preferably aluminum-plated steel sheet, which means that a very thin aluminum layer with thicknesses between a few hundredths to a tenth of a millimeter (preferably 0.05 mm) thick is rolled on both sides of the steel sheet. This layer can prevent scaling of the iron sheet, and an intermetallic connection between aluminum and iron 40 in this thin border area can create a very stable layer with black-gray color when heated, which has good absorption properties for the radiant heat.

Verwendung anderer Materialien, beispielsweise von 45 Nichteisenmetallen, wie Messing, Kupfer oder Aluminium hatte wegen der mangelnden Temperatur- und Zunderbeständigkeit nicht zum Erfolg geführt. The use of other materials, for example 45 non-ferrous metals such as brass, copper or aluminum, had not been successful due to the lack of temperature and scale resistance.

Wegen der sehr hohen Temperaturen des Strahlungsheizkörpers musste bisher der thermische Weg zwischen Fühler so und Heizwiderstand sehr lang gemacht werden, d.h. das Koppelblech musste mit relativ geringer Leitfähigkeit ausgelegt sein. Nur so war es zu erreichen, dass hinreichend grosse Speisemengen in kurzer Zeit angeheizt werden können, ohne dass zwischendurch der Regler die Beheizung abschaltet. Der 55 Durchgriff eines Kochgefässes auf den unter der Kochplatte liegenden Regler war verhältnismässig gering. Der Temperaturfühler konnte deshalb sehr schwer erkennen, ob auf der Kochplatte ein gefüllter Topf steht oder beispielsweise beim Braten eine nahezu leere Pfanne. Dazu kommt, dass für Brat-60 temperaturen höhere Reglereinstellungen erforderlich sind und dies hat wiederum zur Folge, dass dann das erste Aufheizen verhältnismässig lang ausfällt und u.U. zu einer zu hohen Anfangstemperatur der leeren Pfanne führen kann. Because of the very high temperatures of the radiant heater, the thermal path between the sensor and the heating resistor had to be made very long, i.e. the coupling plate had to be designed with a relatively low conductivity. This was the only way to ensure that sufficiently large quantities of food could be heated up in a short time without the controller switching off the heating in between. The passage of a cooking vessel through the regulator located under the hotplate was relatively low. It was therefore very difficult for the temperature sensor to tell whether there was a full pan on the hob or, for example, an almost empty pan when roasting. In addition, higher controller settings are required for roasting temperatures, and this in turn means that the first heating is relatively long and may can lead to a too high initial temperature of the empty pan.

Auch bei Wärmvorgängen war wegen der langsamen Ternes peraturübertragung beobachtet worden, dass die Abschaltung des Reglers zu spät erfolgte, so dass es bei empfindlichen Speisen zum Ansetzen am Kochtopf kommen konnte. Due to the slow Ternes temperature transfer, it was also observed during heating processes that the controller was switched off too late, so that sensitive dishes could become attached to the saucepan.

Diese Nachteile sind durch die Erfindung behoben These disadvantages are eliminated by the invention

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worden. Obwohl an sich anzunehmen wäre, dass innerhalb eines Verbundbleches kaum ein Temperatursprung auftritt, ist nun der Durchgriff des Kochplattenanteils auf das Reglerergebnis wesentlich grösser als bisher und die geschilderten Nachteile konnten behoben werden. Es ist hier sogar möglich, Werkstoffe zu verwenden, die an sich den Strahlertemperaturen nicht ausgesetzt werden können, ohne Veränderungen zu erleiden, wie beispielsweise Aluminium, das bei den hohen auftretenden Temperaturen schmelzen oder sich zumindest erheblich verformen könnte. Es wird durch das mit ihm verbundene Stahlblech vorzugsweise in der gewünschten Form gehalten und ausserdem vorzugsweise bei seiner Anordnung an der der Kochplatte zugewandten Seite durch diese gekühlt und durch das Eisenblech abgeschirmt. Die vorzugsweise auch hier vorgesehene dünne Aluminiumplattierung des Eisenbleches auf der anderen Seite verhält sich wegen der intermetallischen Verbindung mit dem Eisen nicht wie Aluminium und kann daher auch der vollen Strahlung ausgesetzt werden. been. Although it should be assumed that there is hardly any temperature jump within a composite sheet, the penetration of the hotplate portion to the controller result is now significantly greater than before and the disadvantages described have been eliminated. It is even possible to use materials that cannot be exposed to the radiator temperatures without undergoing changes, such as aluminum, which could melt or at least significantly deform at the high temperatures that occur. It is preferably held in the desired shape by the steel sheet connected to it and, moreover, is preferably cooled by it when it is arranged on the side facing the hotplate and shielded by the iron sheet. The thin aluminum plating of the iron sheet on the other side, which is preferably also provided here, does not behave like aluminum because of the intermetallic connection with the iron and can therefore also be exposed to full radiation.

Wenn ein relativ weiches Nichteisenmetall, beispielsweise Reinaluminium, verwendet wird, so tritt bei entsprechender Bemessung (etwa gleiche Wandstärken) kein wesentlicher Bimetalleffekt auf, der dazu führen könnte, dass das Koppelblech, das vorzugsweise vom Rand in den Bereich der Strahlungsbeheizung hineinragt, sich in Richtung auf die Strahlungsbeheizung hin absenkt, wenn es erwärmt wird. So wird über den gesamten Temperaturbereich eine gute Anlage des Koppelbleches an der Kochplatte erreicht. Es könnte jedoch zur Anpassung der Regelungseigenschaften u.U. erwünscht sein, dass sich das Koppelblech im höheren Temperaturbereich von der Platte abhebt, um dann weniger durch die Kochplatte gekühlt zu werden und zu einer schnelleren Abschaltung zu führen. In diesem Falle könnte die Materialwahl so getroffen werden, dass sich das Koppelblech wie ein Bimetall verhält. If a relatively soft non-ferrous metal, for example pure aluminum, is used, there is no significant bimetal effect with appropriate dimensioning (approximately the same wall thickness), which could lead to the coupling plate, which preferably projects from the edge into the area of the radiant heating, in the direction lowers on radiant heating when heated. This ensures that the coupling plate is in good contact with the hotplate over the entire temperature range. However, it may be necessary to adjust the control properties. it should be desirable for the coupling plate to lift off the plate in the higher temperature range, in order then to be cooled less by the hot plate and to lead to a faster shutdown. In this case, the choice of material could be made so that the coupling plate behaves like a bimetal.

Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung gehen aus den abhängigen Patentansprüchen und der Beschreibung im Zusammenhang mit der Zeichnung hervor. Es zeigen: Further advantages and features of the invention emerge from the dependent patent claims and the description in connection with the drawing. Show it:

Fig. 1 einen Längsschnitt durch einen unterhalb einer aus Glaskeramik bestehenden Kochplatte angeordneten Strahlheizkörper mit angebrachtem Temperaturfühler, 1 shows a longitudinal section through a radiant heater arranged below a glass ceramic hotplate with a temperature sensor attached,

Fig. 2 eine Draufsicht auf den Strahlheizkörper (ohne Kochplatte) und Fig. 2 is a plan view of the radiant heater (without hot plate) and

Fig. 3 einen stark vergrösserten Detailschnitt durch ein Koppelblech und einen Teil der Kochplatte. Fig. 3 shows a greatly enlarged detail section through a coupling plate and part of the hotplate.

Fig. 1 zeigt einen Strahlheizkörper 11, das aus einer flachen, oben offenen Blechschale besteht, in der eine ebenfalls schalenförmige Isolierung 12 angeordnet ist, in der in spiralförmigen Nuten elektrische Heizwiderstände 13 in Form von Wendeln mit flach-ovaler Grundform liegen. Die Heizelemente werden in nicht dargestellter Weise von unten her federnd an eine aus Glaskeramik bestehende Kochplatte 14 angedrückt und bilden so die Beheizung einer Kochein-heit. Jeder Strahlheizkörper beheizt eine Kochstelle und zwar aufgrund des Abstandes zwischen den Heizwiderständen 13 und der Kochplatte 14 überwiegend durch Strahlung. Fig. 1 shows a radiant heater 11, which consists of a flat sheet metal shell open at the top, in which a likewise cup-shaped insulation 12 is arranged, in which electrical heating resistors 13 in the form of coils with flat-oval basic shape are located in spiral grooves. The heating elements are pressed in a manner not shown resiliently from below onto a hotplate 14 made of glass ceramic and thus form the heating of a cooking unit. Each radiant heater heats a hotplate, mainly due to the distance between the heating resistors 13 and the hotplate 14 by radiation.

Die Isolierung 12 besitzt einen hochstehenden Rand 16, The insulation 12 has a raised edge 16,

dessen Oberseite etwas über die obere Kante der sie aufnehmenden Blechschale 17 übersteht und somit zur Anlage an der Unterseite der Glaskeramik bestimmt ist. Zwischen den Rand 16 und die Kochplatte 14 ist ein Koppelblech 18 einge-5 legt, das die Form einer flachen, zur Stabilisierung vorzugsweise mit nicht dargestellten Sicken versehenen Platte hat. the upper side of which protrudes somewhat above the upper edge of the sheet metal shell 17 receiving it and is thus intended to rest on the underside of the glass ceramic. A coupling plate 18 is inserted between the edge 16 and the hotplate 14 and has the shape of a flat plate, preferably provided with beads, not shown, for stabilization.

Es besteht, wie aus Figur 3 zu erkennen ist, aus einem Verbundmaterial, das aus zwei durch Aufwalzen miteinander verbundenen Schichten 18a, 18b und 18c besteht. Die der io Kochplatte 14 zugekehrte Schicht 18a besteht aus Aluminium und zwar einem relativ reinen Aluminium, während die anschliessende Schicht 18b aus normalem Eisen- bzw. Stahlblech besteht. An ihrer Unterseite ist sie mit einer Aluminiumplattierung 18c versehen, die schliesslich von einer ls Beschichtung 40 mit einem in bezug auf Strahlungswärme schwarzwirkenden Lack versehen ist. Die Dicken der Schichten 18a und 18b liegen je in der Grössenordnung eines halben Millimeters, vorzugsweise zwischen 0,3 und 0,6 mm, während die Plattierung 18c unter einem Zehntel Millimeter 20 (vorzugsweise 0,05 mm) dick ist. Die nur sehr dünne Lackschicht braucht nicht übermässig hitzebeständig zu sein, weil sie nach den ersten Benutzungen durch die ebenfalls strah-lungsabsorbierende Schicht ersetzt wird, die durch eine intermetallische Verbindung zwischen der Aluminiumplattierung 25 18c und dem Stahlblech 18b entsteht. Somit ist die Beschichtung 40 nur für die ersten Benutzungen der Kochplatte von Bedeutung. As can be seen from FIG. 3, it consists of a composite material which consists of two layers 18a, 18b and 18c joined together by rolling. The layer 18a facing the hotplate 14 is made of aluminum, namely a relatively pure aluminum, while the adjoining layer 18b is made of normal iron or steel sheet. On its underside it is provided with an aluminum plating 18c, which is finally provided with an is coating 40 with a varnish that acts black with respect to radiant heat. The thicknesses of the layers 18a and 18b are each on the order of half a millimeter, preferably between 0.3 and 0.6 mm, while the cladding 18c is less than a tenth of a millimeter 20 (preferably 0.05 mm) thick. The only very thin lacquer layer need not be excessively heat-resistant, because after the first uses it is replaced by the radiation-absorbing layer, which is created by an intermetallic connection between the aluminum plating 25 18c and the steel sheet 18b. The coating 40 is therefore only important for the first uses of the hotplate.

Die aus Figur 2 zu erkennende Form des Koppelbleches ist in der Draufsicht im wesentlichen T-förmig. Der T-Balken 30 bildet einen in Umfangsrichtung des im wesentlichen kreisförmigen Strahlheizkörpers an dessen Rand liegenden langgestreckten Bereich 19, der etwa linsenförmig ist und einen ebenfalls linsenförmigen Bereich 20 aufweist, der vom Rand 16 aus nach innen in den beheizten Raum 15 des Strahlheiz-3s körpers hineinragt und dabei im Randbereich einige Heizwiderstände 13 teilweise überdeckt. Der übrige Teil des Bereiches 19 liegt zwischen dem Rand 16 und der Kochplatte 14. The shape of the coupling plate shown in FIG. 2 is essentially T-shaped in plan view. The T-bar 30 forms an elongated region 19 lying in the circumferential direction of the essentially circular radiant heater at its edge, which is approximately lenticular and also has a lenticular region 20 which extends from the edge 16 inwards into the heated space 15 of the radiant heater 3s protrudes into the body and partially covers some heating resistors 13 in the edge area. The rest of the area 19 lies between the edge 16 and the hotplate 14.

An dem vom Strahlheizkörper 11 nach aussen weisenden 40 Rand 21 des Bereiches 19 sind federnde Befestigungslappen 22 vorgesehen, mit denen das Koppelblech 18 auf dem Rand der Blechschale 17 festgeklemmt ist. Durch diese Aufsteckbefestigung und die Festlegung zwischen dem Rand 16 und der Kochplatte 14 ist das Koppelblech in engem Kontakt zur 45 Kochplatte festgelegt. On the 40 edge 21 of the area 19 pointing outwards from the radiant heater 11, resilient fastening tabs 22 are provided, with which the coupling plate 18 is clamped onto the edge of the sheet metal shell 17. By this attachment and the fixing between the edge 16 and the hotplate 14, the coupling plate is fixed in close contact with the hotplate.

Ein Aussenabschnitt 24 des Koppelbleches 18 ragt nach aussen über den Rand des Strahlheizkörpers hinaus. Er ist durch eine Abbiegung 25 etwas nach unten versetzt, so dass er nicht an der Unterseite der Kochplatte anliegt. An ihm ist so eine nach unten weisende kreisringförmige Wärmeübertragungsfläche 27 ausgebildet, an die eine mit Ausdehnungsflüssigkeit gefüllte Fühlerdose 28 von unten her angedrückt wird, die über ein Kapillarrohr 29 mit einem nicht dargestellten Temperaturregler für die Beheizung des Strahlheizkörpers 11 55 verbunden ist. Es kann jedoch auch ein anderer, beispielsweise elektrischer Temperaturfühler verwendet werden. Ebenso ist die Gestaltung des Aussenabschnittes und die Lage des Temperaturfühlers ohne wesentliche Bedeutung auf seine Funktion. An outer section 24 of the coupling plate 18 protrudes outward beyond the edge of the radiant heater. It is offset somewhat downwards by a bend 25, so that it does not rest on the underside of the hotplate. A downward-facing annular heat transfer surface 27 is formed on it, against which a sensor socket 28 filled with expansion liquid is pressed from below, which is connected via a capillary tube 29 to a temperature controller (not shown) for heating the radiant heater 11 55. However, another, for example electrical, temperature sensor can also be used. Likewise, the design of the outer section and the position of the temperature sensor are of no significant importance to its function.

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1 Blatt Zeichnungen 1 sheet of drawings

Claims

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Is 1/10 mm.

1.Temperature sensing arrangement for electric radiant heaters, which are arranged below a hotplate, with a temperature sensor arranged outside the heated area and a coupling plate which is in heat-conducting connection therewith and which bears against the hotplate, characterized in that the coupling plate (18) consists of a heated one Area of the radiant heater (11) partially covered composite sheet, which has interconnected, approximately equally thick layers (18a, 18b) made of heat-conducting non-ferrous metal and iron or steel.

2. Arrangement according to claim 1, characterized in that the non-ferrous metal layer (18a) of the hotplate (14) faces.

3. Arrangement according to claim 1 or 2, characterized in that the outer surface of the iron layer (18b) is provided with a thin aluminum plating (18c).

4. Arrangement according to claim 3, characterized in that the thickness of the aluminum plating (18c) under

5. Arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that the non-ferrous metal is aluminum.

6. Arrangement according to claim 5, characterized in that the aluminum is a soft pure aluminum.

7. Arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that the thicknesses of the two layers are each between 0.3 and 0.6 mm, preferably about 0.5 mm.

8. Arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that the hotplate (14) consists of glass ceramic.

9. Arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that the layers (18a, 18b) are connected to one another by plating or rolling.