CH654397A5

CH654397A5 - Elektrischer kochherd.

Info

Publication number: CH654397A5
Application number: CH5174/81A
Authority: CH
Inventors: Joseph Anthony Mcwilliams
Original assignee: Micropore International Ltd
Priority date: 1980-08-13
Filing date: 1981-08-11
Publication date: 1986-02-14
Also published as: SE8104801L; FR2488680B1; AU7397681A; ES8301532A1; IT8123477A0; ES504711A0; NL8103747A; SE447302B; FR2488680A1; CA1172300A; US4388520A; IT1137874B; NZ197851A; AU537998B2

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen elektrischen Kochherd gemäss dem Oberbegriff des unabhängigen Patentanspruchs 1.

Bei elektrischen Kochherden können Probleme entstehen, wenn keine sichtbare oder andere Anzeige vorhanden ist, um anzuzeigen, wenn die Temperatur der Herdfläche zu warm wird, als dass sie noch ohne Verbrennungen berührt werden könnte. Die meisten Kochherde haben eine Anzeigelampe, um anzuzeigen, wenn einer der Heizkörper an Strom geschaltet ist, aber dies gibt keine genaue Anzeige einer gefährlichen Oberflächentemperatur, insbesondere bei Kochherden mit einer glaskeramischen Oberfläche. Die Anzeigelampe wird sofort eingeschaltet, wenn der Heizkörper eingeschaltet ist, aber die Kochherdoberfläche wird erst nach einigen 15-50 Sekunden auf eine gefährliche Temperatur, beispielsweise 50-60°C erwärmt. Wichtiger dabei ist, dass die Kontrollampe sofort nach Abschalten des Heizkörpers ebenfalls abgeschaltet wird, wobei jedoch die Kochfläche noch während einiger Zeit heiss bleibt und je nach dem Aufbau des Kochherds und nach der Zeit, während der der Kochherd in Betrieb war, kann dies 20-80 min dauern, bis die Kochfläche genügend kalt ist, um mit Sicherheit berührt werden zu können.

Verschiedene Vorrichtungen wurden in handelsüblichen Kochherden vorgesehen, um eine hohe Temperatur der Kochfläche anzuzeigen. Es wurde vorgeschlagen, einen elektronischen Zeitgeber zu verwenden, der ein Warnlicht anschaltet, sobald der Heizkörper angeschaltet ist und der das Warnlicht während einer vorbestimmten Zeitdauer angeschaltet hält, nachdem der Heizkörper ausgeschaltet wurde. Diese Uhr hat jedoch den Nachteil, dass sie eine gefährliche Temperatur anzeigt, auch wenn der Heizkörper nur sehr kurz angeschaltet war, z.B., wenn der Heizkörper irrtümlich angeschaltet wurde, ohne dass die Kochfläche eine gefährliche Temperatur erreicht hätte. Dies bewirkt, dass das Warnlicht an Glaubwürdigkeit verliert und durch den Benützer ignoriert wird, weil dieser aus Erfahrung weiss, dass die Kochfläche nicht heiss ist. Wenn jedoch die Kochfläche über eine längere Zeit benützt wurde, ist das Warnlicht notwendig. Diese Unterschiede sind durch den Benützer nicht immer unterscheidbar und können zu Verwirrung und damit zur Gefahr für den Benützer werden.

Es wurde auch schon vorgeschlagen, Temperaturänderungen an der Kochfläche zu simulieren und damit einen Warnlichtschalter in Abhängigkeit dieser simulierten Temperaturänderungen zu betätigen. Jedoch sind Simuliervorrichtungen teuer und beanspruchen oftmals mehr Platz als in einem Kochherdgehäuse vorhanden ist.

Gemäss einem weiteren Vorschlag wird ein Warnlicht direkt in Abhängigkeit der jeweiligen Temperatur des Heizkörpers oder des Heizkörperträgers betätigt. Diese Anordnung verlangt eine langsame Ansprechzeit, weil er Heizkörper als Ganzes zuerst eine vorbestimmte Temperatur erreichen muss, bevor das aufWärme ansprechende Element aktiv wird und das Warnlicht anschaltet. Hilfsheizkörper wurden deshalb vorgesehen, um die Ansprechzeit des auf

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Wärme ansprechenden Elementes zu verkleinern, aber dies kompliziert den Aufbau und macht die Herstellung schwierig und teuer.

Eine langsame ursprüngliche Ansprechzeit kann dadurch verbessert werden, dass das aufWärme ansprechende Element direkt dem Wärmeausgang des spezifischen Heizelements. ausgesetzt wird, aber dies heisst nicht, dass die Schalttemperatur des Warnlichts mit der jeweiligen Temperatur der Kochfläche übereinstimmt. Zusätzlich ist die ursprüngliche Ansprechzeit immer noch geringer, als es für eine genaue Übereinstimmung mit der Temperatur der Kochfläche wünschbar wäre.

Von den oben aufgeführten Ausführungsformen entspricht diejenige, bei der das Warnlicht in direkter Abhängigkeit von der Temperatur des Heizkörpers betätigt wird, nur dem jeweiligen Heizkörper, an den es angeschaltet ist. Jedoch können auch die andern Ausführungsformen mit verschiedenen Heizkörpern gekoppelt werden, jedoch beschränken die Abmessungen und Kosten der Temperaturanzeige für gewöhnlich die Anzahl auf eine pro Kochherd. Somit können sie nicht genau angeben, welcher Heizkörper benützt wird und welcher Teil der Kochfläche eine gefährliche Temperatur erreicht hat. Überdies sind elektronische Zeit- und Schalteinheiten nur geeignet, wenn die Umgebungstemperatur nicht 70°C übersteigt, und deshalb müssen solche Anordnungen in speziell gekühlten Orten innerhalb des Kochherds angeordnet werden, die selbstverständlich zu höheren Kosten führen.

Es ist deshalb eine Aufgabe der Erfindung, bei einem elektrischen Kochherd insbesondere mit einer glaskeramischen Kochplatte Anzeigemittel zu schaffen und derart zu steuern, dass sie genau auf die jeweilige Temperatur ansprechen und die ferner platzsparend sind und nur geringe Kosten verursachen.

Erfindungsgemäss wird dies durch die Merkmale im kennzeichnenden Teil des unabhängigen Patentanspruchs 1 erreicht.

Somit kann durch die vorliegende Erfindung ein Warnsystem geschaffen werden, das einfach im Aufbau und betriebssicher ist und in direkter Abhängigkeit von der Oberflächentemperatur arbeitet. Ein Warnlicht kann anzeigen, wenn die Temperatur im Bereich von 50-60° überschritten wurde.

Diese Anordnung macht es auch möglich, dass das Warnlicht erst erlischt, wenn die Temperatur der Kochfläche unter den oben genannten Temperaturbereich fällt, wobei das ganze System kompakt und billig hergestellt und leicht zu installieren ist.

Vorzugsweise besteht die Kochfläche aus Glaskeramik, und der oder die Heizkörper sind Strahlungsheizkörper. Der Boden jedes Heizkörpers kann eine Schicht aus elektrischem und thermischem Isoliermaterial aufweisen, um das Heizelement darauf abzustützen. Eine Aussenwand des Heizkörpers kann ebenfalls eine Schicht aus elektrischem und thermischem Isoliermaterial aufweisen.

Der Heizkörper kann einen thermisch leitenden Deckel in Form einer Metallplatte aufweisen, und das aufWärme ansprechende Element kann an dieser Metallplatte befestigt sein.

Gemäss einer Ausführungsform der Erfindung ist jeder Heizkörper mit wenigstens zwei Heizelementen versehen, die voneinander durch eine Trennwand aus thermischem Isoliermaterial getrennt sind, so dass mehrere geschlossene Kammern zwischen der Unterseite der Kochfläche und dem Gehäuse gebildet werden, wobei im Gehäuse eine Öffnung zu jeder Kammer vorhanden ist und bei oder in jeder Öffnung ein aufWärme ansprechendes Element vorhanden ist.

Das aufWärme ansprechende Element kann ein Thermoelement, ein Thermistor, ein Widerstandsthermometer oder ein Bimetallschalter sein. Zum Beispiel kann das aufWärme ansprechende Element eine Bimetallscheibe sein, die einen Schalter betätigt. In einem solchen Fall kann die Öffnung in der Aussenwand des Gehäuses mit einem Durchmesser zwi-5 sehen 2-16 mm, vorzugsweise 7 mm sein, und das aufWärme ansprechende Element kann vor der Öffnung in einem Abstand von 1-10 mm, vorzugsweise 2 mm vor der Aussenwand des Gehäuses angeordnet sein. Mit dieser Anordnung kann die Ansprechzeit des Schalters mit der jeweiligen Ober-lo flächentemperatur der glaskeramischen Platte korreliert sein. Der Schalter ist in einen elektrischen Schaltkreis für die Warnlampe eingeschaltet, durch die angezeigt wird, wann die entsprechende Kochfläche eine gefährliche Temperatur aufweist.

ls Es ist insbesondere vorteilhaft, wenn die Warnlampe nahe bei der entsprechenden Kochfläche unterhalb der glaskeramischen Fläche angeordnet ist, wobei die Warnlampe genügend intensiv ist, um durch die glaskeramische Fläche zu scheinen, so dass sie wahrnehmbar ist. Es ist auch möglich, 20 die Warnlampe an einer anderen geeigneten Lage, z.B. vor dem Kochherd anzuordnen, um eine geeignete Anzeige zu geben, derart, dass der Benützer unterscheiden kann, welche Warnlampe zu den verschiedenen Kochgebieten gehört.

Es ist auch möglich, ein Thermoelement oder ein Wider-25 standsthermometer als wärmeabhängiges Element zu nehmen und dieses ähnlich dem Bimetallschalter in oder nahe der Öffnung anzuordnen und mit einer Warnlampe zu verbinden.

In einer anderen Ausführungsform kann die Öffnung im 30 wesentlichen im Zentrum des Bodens des Gehäuses angeordnet sein und einen Durchgang in eine zweite Kammer in oder an der Unterseite des Gehäuses bilden. Die zweite Kammer ist mit einem aufWärme ansprechenden Element in Form eines Thermistors versehen. Vorzugsweise 35 befindet sich die Öffnung in oder nahe bei einer Kante der zweiten Kammer, welche zweite Kammer durch einen Deckel verschlossen ist, die mit einem Auslass im Abstand von der genannten Öffnung versehen ist. Es ist besonders vorteilhaft, wenn das thermische Isoliermaterial und die Metallplatte des 40 Strahlungsheizers mit einer Vertiefung im Gebiet der Öffnung dieser zweiten geschlossenen Kammer versehen sind, in die der Thermistor eingelegt ist. Diese Vertiefung sollte sich seitlich bei der Öffnung von der geschlossenen Kammer aus erstrecken, so dass der Thermistor nicht der direkten Strah-45 lung ausgesetzt ist. Der Thermistor kann aus Material mit einem negativen Temperaturkoeffizienten hergestellt sein und im zentralen Gebiet der zweiten Kammer aufgehängt sein. Der Thermistor ist in einen elektrischen Schaltkreis in Serie mit dem die Temperatur anzeigenden Mittel in Form so einer Warnlampe geschaltet. Alternativ kann der Thermistor aus Material mit positivem Temperaturkoeffizient bestehen und im zentralen Gebiet der zweiten Kammer aufgehängt sein, wobei der Thermistor parallel zum Temperatur anzeigenden Mittel in Form einer Warnlampe geschaltet sein 55 kann, wobei der Parallelkreis mit der Speisespannung des Heizelementes über einen den Strom begrenzenden Widerstand verbunden sein kann.

In Fällen, wo der Heizkörper mit wenigstens zwei Heizelementen versehen ist, können wenigstens zwei Öffnungen vor-60 gesehen sein, die je einen Durchgang zu einer separaten zweiten Kammer bilden, bei welchen Kammern wengistens angenähert in deren Zentrum ein Tehrmistor aus Material mit positiven Temperaturkoeffizienten eingebaut ist und alle Thermistoren seriell miteinander verbunden sind und alle 65 zusammen parallel zur Warnlampe geschaltet sind und in Widerstand in Reihe mit den Thermistoren geschaltet ist, der einen Widerstandswert hat, derart, dass der Spannungsabfall über die Warnlampe genügend klein ist, dass bei kaltem Heiz

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element die Warnlampe nicht brennt. Dies ist insbesondere bie Strahlungsheizkörpern vorteilhaft, bei denen die Kochfläche durch weitere Heizelemente vergrössert ist, z.B., wo eine kreisförmige oder rechteckige Kochfläche durch zusätzliche periphere Heizelemente vergrössert wird oder wo eine kreisförmige Kochfläche in eine ovale Kochfläche mittels zusätzlicher Heizelemente verbreitert wird.

Zur Erläuterung der vorliegenden Erfindung und zur Darstellung von deren Wirkungsweise wird nachfolgend ein Ausführungsbeispiel anhand der Zeichnung beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 einen Grundriss eines Strahlungsheizkörpers unterhalb einer glaskeramischen Platte eines Kochherds,

Fig. 2 einen Querschnitt durch den Strahlungsheizkörper gemäss Fig. 1,

Fig. 3 einen Querschnitt einer alternativen Ausführungsform eines Heizkörpers,

Fig. 4 und 5 Schaltungsanordnungen für die Warnlampe zur Anzeige einer erhöhten Temperatur der Kochfläche, und

Fig. 6 ein Diagramm zur Darstellung der Beziehung der Ansprechzeit eines aufWärme ansprechenden Schalters in bezug auf die Öffnung in der Aussenwand des Heizkörpers.

Fig. 1 und 2 zeigen einen Strahlungsheizkörper 1 mit einer Metallscheibe 2 und einer Bodenschicht 4 aus elektrisch und thermisch isolierendem Material, die ein Heizelement 6 aus einer spiralig gewundenen Spule aus Flachdraht trägt. Innenseitig der metallischen Scheibe 2 befindet sich eine Aussenwand 8 aus elektrisch und thermisch isolierendem Material, die auf der Bodenfläche 4 aufliegt. Die Aussenwand 8 steht um einen kurzen Abstand über den Rand der metallischen Scheibe 2 vor. Die Bodenschicht 4 besteht vorzugsweise aus mikroporigem Isoliermaterial, wie Silica Aerogel, einem Trübungsmittel und wenn nötig Verstärkungsfasern aus Aluminium oder Aluminiumsilikat. Die Aussenwand 8 besteht vorteilhafterweise aus keramischen Fasern. Jedoch sind andere Isoliermaterialien sowohl für den Boden 4 als auch die Aussenwand 8 verwendbar. Das Heizelement 6 befindet sich in einer Nut in der Bodenwand 4 innerhalb eines Gebietes, das durch die Aussenwand 8 umgeben ist. Das Heizelement ist in üblicher Weise aufgebaut und derart angeordnet, dass eine gleichmässige Verteilung der Wärme erhalten wird. In Fig. 1 ist das Heizelement in einer Schlangenlinie angeordnet.

Fig. 2 zeigt, dass der Strahlungsheizkörper 1 unter einer glaskeramischen Platte eines Kochherds derart angeordnet ist, dass die Aussenwand 8 die Unterseite der glaskeramischen Platte berührt, so dass eine umschlossene Kammer 11 zwischen dem Heizelement 6 und der glaskeramischen Platte 10 gebildet ist. Die glaskeramische Platte bildet die ebene Kochfläche, in der Kochgebiete oder -zonen mittels Strahlungsheizkörpern 1 unterhalb der glaskeramischen Platte abgegrenzt sind. Über dem Heizelement 6, aber innerhalb der umschlossenen Kammer 11 befindet sich ein thermischer Abschalter 12 zum Schutz vor Überwärmung. Wie Fig. 1 zeigt, erstreckt sich der thermische Abschalter 12 durch eine Öffnung in der Aussenwand 8 und arbeitet mit einem mechanischen Schalter 14 zusammen, der im Fall einer Überwärmung das Heizelement von der Stromquelle abschaltet. Die Zuleitung des elektrischen Stromes zum Heizelement 6 erfolgt über einen Anschlussblock 7 in Fig. 1.

Strahlungsheizkörper dieser Art sind bekannt und werden beispielsweise durch Ceramaspeed Limited, Hadzor Hall, Hadzor, Droitwich, Worcestershire WR9 7DJ, United Kingdom, hergestellt.

Der Strahlungsheizkörper weist einen Durchgang zwischen der umschlossenen Kammer innerhalb des Strahlungsheizkörpers zu einem Gebiet um den Strahlungsheizkörper unterhalb der glaskeramischen Platte 10 herum auf. Solch ein Durchgang 19 in der Aussenwand 8 des Strahlungsheizkörpers ist in Fig. 2 dargestellt. Ausserhalb des Strahlungsheizkörpers 1 und gerade vor dem Durchgang 19 befindet sich ein aufWärme ansprechender Schalter 16, der auf einem Metallträger 18 angeordnet ist. Der aufWärme ansprechende Schalter 16 umfasst ein wärmeempfindliches Element in Form einer Bimetallscheibe 16 über der Öffnung der Durchführung 19 in der Aussenwand der Heizkörper. Somit kann Luft, die in der umschlossenen Kammer 11 erwärmt wurde, durch den Durchgang 19 fliessen und erreicht die bimetallische Scheibe 17 des Schalters 16. Der Schalter 16 ist an der Metallplatte 2 mittels des metallischen Trägers 18 befestigt, so dass Wärme von der metallischen Platte zum Schalter 16 geleitet werden kann. Der Schalter 16 ist derart geformt und dimensioniert, dass die bimetallische Scheibe 17 in einem Abstand von ungefähr 2 mm von der Aussenwand der metallischen Scheibe 2 entfernt ist. Die Durchführung 19 hat einen Durchmesser von angenähert 7 mm, wobei die Aussenwand 8 etwa 11 mm dick ist. Geeignete temperaturabhängige Schalter 16 sind im Handel erhältlich und können z.B. von Therm-O-Disc Inc., Mansfield, Ohio, United States of America, bezogen werden.

Wenn der Strahlungsheizkörper 1 durch Anschalten von elektrischer Energie an das Heizelement erwärmt wird, wird die erzeugte Wärme vorerst auf die Unterseite der glaskeramischen Platte 10 gerichtet und bewirkt, dass diese glaskeramische Platte aufgewärmt wird, wodurch ein Kochgeschirr auf der oberen Fläche der glaskeramischen Fläche erwärmt wird. Gleichzeitig gelangt ein Teil der Strahlungswärme durch den Durchgang 19 auf die Bimetallscheibe 17 des Schalters 16. Die Strahlungswärme allein genügt jedoch nicht, um die Scheibe 17 genügend rasch aufzuwärmen, dass der Schalter 16 in der Zeit betätigt wird, bei der die glaskeramische Platte im Gebiet des Strahlungsheizkörpers eine Temperatur erreicht, die Verbrennungen erzeugt, wenn sie berührt wird. Es wird demgemäss in einem Ausführungsbeispiel der Erfindung vorgeschlagen, dass der Durchmesser des Durchgangs 19 und die Stelle der Scheibe 16 derart ausgewählt werden, dass Luft, die durch das Heizelement 6 in der umschlossenen Kammer erwärmt wird, durch den Durchgang 19 fliesst und auf die Bimetallscheibe 17 als Strom von heissem Gas auftrifft und dadurch den Schalter 16 betätigt, so dass ein mit dem Schalter verbundenes Warnlicht oder ein äquivalentes Temperaturanzeigemittel betätigt ist und dem Benützer eindeutig anzeigt, dass die entsprechende Kochfläche heiss ist.

Während der Zeit, in der der Strahlungsheizkörper erwärmt wird, wird auch die Metallplatte 2 geheizt, weil ein Teil der durch das Heizelement 6 erzeugten Wärme durch das Isoliermaterial 4,8 hindurchgelangt. Wenn die Stromzufuhr zum Heizelement 6 unterbrochen wird und der Strahlungsheizkörper sich abkühlt, fällt die Wärme der Metallplatte 2 langsam, aber infolge der wärmeleitenden Verbindung zwischen der Platte 2 und dem Schalter 16 durch den Halter 18 wird genügend Wärme zur Bimetallscheibe 17 übertragen. Damit bleibt der Schalter in seiner eingeschalteten Stellung und die Warnlampe bleibt während einer Übergangszeit angeschaltet. Das System ist derart abgestimmt, dass der Schalter 16 die damit verbundenen Lampe ablöscht nach einer genügend langen Zeit, nach der die Kochfläche der glaskeramischen Platte 10 eine genügend tiefe Temperatur, nämlich eine Temperatur, die für den Benützer sicher ist, erreicht hat.

Der sich durch die Aussenwand 8 erstreckende Durchgang 19 und die Metallscheibe 2 können an irgendeiner beliebigen Stelle auf dem Umfang der Aussenwand angeordnet werden, aber es ist vorzuziehen, dass die Stelle derart ausgewählt s

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wird, dass keine Überschneidung zwischen dem Anschluss 7 und dem mechanischen Schalter 14 ausserhalb der Bimetallscheibe stattfindet. Es ist selbstverständlich auch möglich, den Durchgang 19 an einer anderen Stelle als in der Aussenwand 8 vorzusehen, indem ein entsprechender Durchgang oder Spalt durch die Bodenfläche 4 gemacht wird. Der Schalter 16 ist dann nicht seitlich des Strahlungsheizkörpers 1 angeordnet, sondern unterhalb desselben. Diese alternative Anordnung hat keinen Einfluss auf die Arbeitsweise, weil sie von der genügend raschen Betätigung des Schalters während der Aufheizphase der Bimetallscheibe 17 mittels der heissen Luft abhängt und ebenso, dass während der Abkühlphase die Abschaltung genügend verzögert wird, infolge der Wärmeleitung zum Schalter der Restwärme im Heizkörper. Die Betätigung des Schalters 16 ist derart vorbestimmt, dass ein Warnlicht, das mit dem Schalter verbunden ist, angezündet wird, um anzuzeigen, dass die entsprechende Kochfläche eine fur den Benützer des Kochherds gefährliche Temperatur erreicht hat, wenn die Temperatur 50-60°C erreicht. Eine Betätigung des Schalters hängt vom Durchmesser des Durchgangs 19 ab und von der Distanz, in der die Bimetallscheibe 17 von der Öffnung des Durchgangs entfernt angeordnet ist, und von der Abmessung des Strahlungsheizkörpers. Jedoch alle diese Details können durch Experimente festgestellt werden, bei denen keine Fachleute benötigt werden.

Eine weitere Ausführungsform ist in Fig. 3 dargestellt, bei der ein Durchgang 20 durch die Bodenschicht 4 vorhanden ist. Die Bodenschicht 4 ist 15 mm dick, und der Durchmesser des Durchgangs 20 kann beispielsweise 5 mm betragen. Am äusseren Ende des Durchgangs 20, d.h. nahe bei der Metallplatte 2 ist der Durchmesser vergrössert, um eine Vertiefung zu schaffen, von beispielsweise 12 mm Durchmesser und 6 mm Tiefe. Natürlich ist die Öffnung in der Metallplatte entsprechend vergrössert. Die Vertiefung wird durch einen Deckel 23 geschlossen, so dass eine zweite Kammer 21 in der Bodenschicht 4 gebildet wird. Der Deckel 22 ist mit einer Auslassöffnung 24 versehen, die seitlich so weit weg wie möglich von der Öffnung des Durchgangs 20 in die zweite Kammer 21 angeordnet ist. Somit kann die Auslassöffnung im Deckel bei einer Kante der zweiten Kammer 21 angeordnet sein, wenn die Öffnung des Durchlasses 20 nahe bei der Kante der zweiten Kammer 21 in genügend diametraler Lage zur Öffnung im Deckel angeordnet ist. Der Deckel ist aus hochtemperaturwiderstandsfähigem Isoliermaterial, z.B. Mica, oder einem keramischem Material hergestellt. Die Öffnung 24 im Deckel hat angenähert denselben Durchmesser wie der Durchgang 20, aber der Durchmesser der Öffnung 24 kann davon unterschiedlich gemacht werden, wenn dies als notwendig erachtet wird.

In der Ausführungsform gemäss Fig. 3 ist ein aufWärme ansprechendes Element, z.B. ein Thermistor 22 in der zweiten Kammer 21 angeordnet. Wenn ein Thermistor verwendet wird, ist dieser aus einem keramischen Material hergestellt, dessen elektrischer Widerstand einen positiven oder negativen Temperaturkoeffizienten aufweist. Thermistoren beider Arten sind im Handel erhältlich. Thermistoren haben eine Temperaturschwelle, über der sich die Materialcharakteristiken ändern. Aus diesem Grund muss ein Thermistor 22 innerhalb der zweiten Kammer 21 an einer Stelle angeordnet sein, an der der Thermistor nicht überwärmt werden kann. In der Praxis hat sich gezeigt, dass die kritische Temperatur für solche Thermistoren bei etwa 300°C liegt, so dass der Thermistor nicht der direkten Strahlungsenergie des Heizelementes 6 ausgesetzt werden darf. Dies wird in der Ausführungsform gemäss Fig. 3 dadurch erreicht, dass der Thermistor 22 derart innerhalb der zweiten Kammer 21 angeordnet ist, dass er seitlich bezüglich der Öffnung des Durchgangs 20 versetzt ist. Auf diese Weise zirkuliert die heisse Luft, die in die zweite

Kammer 21 aus der geschlossenen Kammer 21 gelangt, um den Transistor 22 und fliesst durch die Öffnung 24 ab. Die benötigten elektrischen Verbindungen mit dem Thermistor 22 sind nicht dargestellt, aber sie gelangen durch den Deckel 5 23 und können direkt dazu dienen, den Thermistor in der zweiten Kammer 21 zu haltern. Wenn der Strahlungsheizkörper 21 angeschaltet ist, wird die Luft in der umschlossenen Kammer 11 erwärmt und dehnt sich aus, wodurch ein Strom von heisser Luft erzeugt wird, der um den Thermistor 22 io herum fliesst und den Thermistor sehr rasch erwärmt.

Wenn er Thermistor 22 aus einem Material mit negativem Temperaturkoeffizient besteht, gilt die elektrische Schaltungsanordnung gemäss Fig. 4. Der Thermistor 22 ist in einem elektrischen Schaltkreis in Serie mit einem Warnlicht 15 geschaltet, dessen Faden einen vorbestimmten elektrischen Widerstand hat, und dieser Schaltkreis ist an eine Stromquelle, z.B. 12 V angeschaltet. Der Widerstand des Thermistors ist genügend hoch (z.B. 4700 Ohm), so dass bei kaltem Strahlungsheizkörper der Strom durch den Kreis genügend 20 niedrig ist, dass die Lampe 25 nicht leuchtet. Wenn der Strahlungsheizkörper erwärmt wird, wird auch der Thermistor infolge des Flusses von heisser Luft erwärmt, so dass der elektrische Widerstand des Thermistors abnimmt und der Strom-fluss im elektrischen Kreis zunimmt. Bei zunehmender Tem-2s peratur fällt der elektrische Widerstand des Thermistors zunehmend, so dass die Lampe zuerst Licht von geringer Intensität abstrahlt, aber die Intensität des Lichts nimmt mit steigender Temperatur zu. Wenn der Strahlungsheizkörper eine stabile Temperatur erreicht, strahlt die Lampe 25 Licht 30 von konstanter Intensität ab. Der elektrische Widerstand des Kreises ist durch Experimente festgestellt worden, so dass die Lampe 25 sichtbar leuchtet und als Warnlicht dient, wenn die Oberflächentemperatur von angenähert 50 bis 60°C erreicht wurde.

35 Wenn das Heizelement 6 abgeschaltet wurde, genügt die durch das Isoliermaterial 4 abgestrahlte Wärme, um die Abkühlung des Thermistors 22 zu verzögern, so dass der elektrische Widerstand des Thermistors erst dann einen Pegel erreicht, bei dem das Licht nicht mehr sichtbar ist, wenn die 40 Temperatur der oberen Fläche der glaskeramischen Platte 10 unter etwa 50-60°C gefallen ist. Eine solche Oberflächentemperatur ist für den Benützer nicht mehr gefährlich. Die Helligkeit der Lampe 25 ist deshalb direkt proportional zur Temperatur der oberen Fläche der glaskeramischen Platte im 45 Gebiet des entsprechenden Strahlungsheizkörpers 1.

Fig. 5 zeigt eine andere Schaltungsanordnung für den Thermistor. Im Schaltungskreis gemäss Fig. 5 besteht ein Thermistor aus einem Material mit positivem Temperaturkoeffizient und ist parallel zu einer Entladungslampe z.B. einer so Neonlampe, geschaltet. Die Anordnung gemäss Fig. 5 ist insbesondere bevorzugt, wenn ein Strahlungsheizkörper mit mehr als einem Heizelement verwendet wird, so dass mehr als ein Thermistor für jeden Heizkörper zu verwenden ist. Aber es kann auch in andern Fällen von Vorteil sein, die Faden-55 lampe durch eine Neonlampe zu ersetzen. Wenn der Strahlungsheizkörper erwärmt wird und die Temperatur ansteigt, nimmt der elektrische Widerstand des Thermistors zu, so dass der Spannungsabfall über die Neonlampe 26 zunimmt, und wenn ein Spannungsabfall von ungefähr 180 V erreicht wird, 60 zündet die Lampe. Bei Abkühlung nimmt der elektrische Widerstand des Thermistors ab, und die Neonlampe erlischt, wenn der Spannungsabfall unter die stabilisierte Spannung der Lampe (ungefähr 150 V) fällt. Ein Widerstand 27 ist in den Kreis gelegt, um den Stromfluss durch die Lampe zu 65 begrenzen, wenn die Lampe angezündet ist, und ein Widerstand 28 befindet sich in Reihe mit dem Thermistor 22, um einen übermässigen Stromfluss zu verhindern, wenn der Thermistor 22 kalt ist. Die Schaltungsanordnung gemäss

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Fig. 5 ist mit einer Stromquelle von 220 V verbunden, so dass übliche Entladelampen verwendet werden können. Der Widerstand der Schutzwiderstände 27 und 28 ist derart, dass in Abhängigkeit vom elektrischen Widerstand des Thermistors 22 der Stromfluss im Kreis begrenzt wird, und trotzdem die Lampe anzündet, wenn die obere Fläche der glaskeramischen Platte warm wird.

Fig. 3 zeigt einen Strahlungsheizkörper 1 mit einem einzelnen Heizelement 6. Jedoch ist die vorliegende Erfindung auch anwendbar für Strahlungsheizkörper mit mehr als einem Heizelement. Strahlungsheizkörper dieser Art sind im CH-Patent 649 621 beschrieben. Solche Strahlungsheizkörper haben verschiedene Heizelemente innerhalb des Heizkörpers, so dass wenigstens ein Heizelement unabhängig von den andern Heizelementen angeschaltet werden kann und diese zusammen kombiniert werden können, um eine grössere Kochfläche zu bilden. Diese Vergrösserung kann durch ein kleineres Heizelement gebildet werden, das von einem oder mehreren Hilfselementen umgeben ist oder durch ein oder zwei kreiszweieckförmige Heizelemente gebildet werden, die seitlich neben einem kreisförmigen Heizelement angeordnet sind, um eine ovale Kochfläche zu bilden. Weil die einzelnen Heizelemente voneinander durch Trennwände getrennt sind, entsteht eine Anzahl von geschlossenen Kammern zwischen den Strahlungsheizkörpern und der glaskeramischen Platte. Demgemäss ist es nach der vorliegenden Erfindung möglich, entsprechende Hilfstemperaturfühler für jedes einzelne Heizelement vorzusehen, um sicherzustellen, dass wenn eines dieser Heizelemente angeschaltet ist, die entsprechende Warnlampe erregt wird, um die erhöhte Temperatur der Kochfläche anzuzeigen. Vorteilhafterweise sollte der Durchgang für das mittlere Heizelement durch die Bodenplatte 4 geführt sein und die Durchgänge für die Hilfsheizelemente, die das Zentralelement umgeben dann durch die Aussenwand geführt ist. Wo ein Thermistor oder dgl. verwendet ist, wird eine entsprechende zweite Kammer in der Aussenwand 8 gebildet. Jedoch ist es auch möglich, einen Bimetallschalter an der Aussenwand vorzusehen und diesen mit einem andern aufWärme ansprechenden Element, z.B. einem Thennistor zu kombinieren. Aus technischen Gründen ist es jedoch vorzuziehen, wenn alle Elemente in einem Strahlungsheizkörper mit verschiedenen Heizelementen die gleichen sind, aber dies ist unwichtig.

Fig. 6 zeigt ein Diagramm zur Darstellung der Beziehung zwischen der Zeitabhängigkeit eines aufWärme ansprechenden Schalters mit einer Bimetallscheibe vom Durchmesser der Durchführung im thermischen Isoliermaterial und von der Lage des Schalters. In einem Kochherd mit glaskeramischer Platte erreicht die Oberfläche der glaskeramischen Platte eine Temperatur von 55°C in etwa 15 s. Dies ist die Temperatur, bei der ein Warnlicht anzünden sollte, um

Verletzungen des Benutzers zu verhindern. Zu Vergleichszwecken zeigt Kurve A die Ansprechzeit eines Schalters, wenn kein Durchgang zur geschlossenen Kammer des Strahlungsheizkörpers vorhanden ist und die Übertragung der s Wärme nur durch die Metallscheibe erfolgen muss. Die Kurve B zeigt die Zeitabhängigkeit des Schalters bezüglich des Durchmessers des Durchgangs, wenn der Durchgang durch eine Micascheibe geschlossen ist. Kurve C zeigt die Ansprechzeit bei einem offenen Durchgang und mit dem io Schalter in kurzem Abstand vor dem Durchgang, so dass die heisse Luft aus dem Durchgang direkt auf der Bimetallscheibe aufschlägt und diese entsprechend heizt. Die Kurve zeigt die Ansprechzeit, wenn der Ausgang des Durchgangs fast vollständig durch die Bimetallscheibe des Schalters ver-is schlössen ist. Aus Fig. 1 bis 3 kann ersehen werden, dass aus praktischen Gründen der Durchmesser des Durchgangs nicht grösser als 12 mm sein soll. Wenn der Schalter in einem kurzen Abstand vor der Öffnung des Durchgangs angeordnet wird, z.B. zwischen 2 bis 4 mm, genügen Durchmesser des 20 Durchgangs von 5 bis 10 mm, um sicherzugehen, dass der Schalter anspricht, wenn eine Temperatur von 55° an der oberen Fläche der glaskeramischen Platte erreicht wird, um die entsprechende Warnlampe anzuzünden. Wenn der Schalter in sehr geringem Abstand vor die Öffnung des 25 Durchgangs angeordnet wird, beispielsweise derart, dass die Öffnung durch die Bimetallscheibe geschlossen wird, genügen entsprechend kleinere Durchmesser, um die verlangte kurze Ansprechzeit zu erhalten, die etwa im Bereich von 15 s liegen muss. Anderseits muss der Ort des aufWärme 30 ansprechenden Elementes ausgewählt werden, so dass während der Abkühlphase eine genügende, aber nicht zu lange Verzögerung entsteht, wobei das Warnlicht abgeschaltet werden sollte, wenn die Temperatur auf der Oberfläche der glaskeramischen Platte unter 55°C fällt.

35 Ähnliche Kurven gemäss Fig. 6 für einen temperaturabhängigen Schalter mit einer Bimetallscheibe können auch für Thermistoren aufgezeichnet werden. In solchen Fällen sollten die Abmessungen des Thermistors und seine Lage oder die Abmessungen der Kammer, in der der Thermistor 40 angeordnet ist, in diese Beziehung einbezogen werden. Jedoch ist es wichtig, dass der Durchmesser der Öffnungen so gewählt wird, dass eine genügend schnelle Übertragung von warmer oder Heissluft, die am Thermistor vorbeifliesst, eine genügend rasche Aufwärmung des Thermistors während der 45 Aufheizphase bewirkt und dass genügend Wärme während der Abkühlphase aus der Umgebung auf den Thermistor einwirkt, um die gewünschte Verzögerung zu erhalten. In der Praxis wurde gefunden, dass die Öffnungen einen Durchmesser zwischen 2 und 12 mm haben können und dass die so Vertiefungen zur Aufnahme des Thermistors eine Tiefe von 10 bis 15 mm und einen Durchmesser von 15 bis 30 mm haben können.

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3 Blatt Zeichnungen

Claims

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PATENTANSPRÜCHE

1. Elektrischer Kochherd, mit einer flachen Kochplatte (10) und wenigstens einem Heizkörper (1) an der Unterseite der Kochplatte, welcher Heizkörper (1) ein Heizelement (6) in einem Gehäuse (2) mit einem Boden und einer nach oben gerichteten Aussenwand umfasst und von der die obere Kante die Unterseite der Kochplatte berührt, um eine geschlossene Kammer zwischen der Unterseite der Kochplatte und dem Gehäuse zu bilden, ferner mit einem auf Wärme ansprechenden Element (16,17), das thermisch mit dem Heizkörper (1) verbunden ist und mit Mitteln (25) zum Anzeigen, wenn sich das aufWärme ansprechende Element auf oder über einer gegebenen Temperatur befindet, dadurch gekennzeichnet, dass eine Öffnung (19) im Gehäuse vorhanden ist, um die geschlossene Kammer (11) mit der Aus-senseite des Heizkörpers zu verbinden, und dass sich das auf Wärme ansprechende Element (16,17) ausserhalb der geschlossenen Kammer (11) in der Öffnung (19) selbst oder zumindest in deren Nachbarschaft befindet, derart, dass nach dem Anschalten des Heizelementes (6) das aufWärme ansprechende Element durch warme Luft aus der geschlossenen Kammer erwärmt wird.
2. Elektrischer Kochherd nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kochplatte (10) aus Glaskeramik besteht und dass der Heizkörper (1) ein Strahlungsheizkörper ist.
3. Elektrischer Kochherd nach einem der Patentansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Heizkörper (1) eine thermisch leitende äussere Abdeckung (2) in Form einer Metallscheibe aufweist und dass das wärmeabhängige Element (16,17) an der Abdeckung (2) befestigt ist, damit Wärme von der Metallscheibe zum Element geleitet werden kann.
4. Elektrischer Kochherd nach einem der Patentansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Boden des Heizkörpers eine das Heizelement (6) tragende Schicht (4) aus elektrisch und thermisch isolierendem Material aufweist.
5. Elektrischer Kochherd nach einem der Patentansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Aussenwand des Heizkörpers (1) eine Schicht (8) aus elektrisch und thermisch isolierendem Material aufweist.
6. Elektrischer Kochherd nach einem der Patentansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Heizkörper wenigstens zwei Heizelemente aufweist, die durch eine Trennwand aus thermischem Isoliermaterial voneinander getrennt sind, derart, dass zwischen der Unterseite der Kochplatte und dem Gehäuse mehrere geschlossene Kammern gebildet sind und dass im Gehäuse zu jeder Kammer eine Öffnung vorhanden ist, der je ein aufWärme ansprechendes Element zugeordnet ist.
7. Elektrischer Kochherd nach einem der Patentansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das aufWärme ansprechende Element ein Thermoelement, ein Thermistor, ein Widerstandsthermometer oder ein Bimetallschalter ist.
8. Elektrischer Kochherd nach Patentanspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das aufWärme ansprechende Element eine auf einen Schalter (16) wirkende Bimetallscheibe (17) ist.
9. Elektrischer Kochherd nach einem der Patentansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Öffnung (19) in der Aussenwand des Gehäuses befindet und einen Durchmesser zwischen 2 und 16 mm aufweist und dass das auf Wärme ansprechende Element (16,17) in einem Abstand zwischen 1 und 10 mm vor der Öffnung (19) angeordnet ist.
10. Elektrischer Kochherd nach Patentanspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Durchmesser der Öffnung 7 mm ist und dass das aufWärme ansprechende Element in einem Abstand von 2 mm von der Aussenwand angeordnet ist.
11. Elektrischer Kochherd nach einem der Patentansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Öffnung (19) wenigstens angenähert im Zentrum des Bodens des Gehäuses angeordnet ist und einen Durchgang (20) zu einer zweiten Kammer (21) auf oder in der Boden wand des Gehäuses bildet und dass diese zweite Kammer mit dem auf Wärme ansprechenden Element in Form eines Thermistors (22) versehen ist.