CH654966A5

CH654966A5 - Elektrischer kochherd.

Info

Publication number: CH654966A5
Application number: CH997/82A
Authority: CH
Inventors: Alfie Lucretius Grasso
Original assignee: Micropore International Ltd
Priority date: 1981-02-18
Filing date: 1982-02-17
Publication date: 1986-03-14
Also published as: GB2093320B; GB2093320A; US4518850A; FR2500228B1; AU549610B2; AT390137B; SE8200945L; AU8054982A; FR2500228A1; IT1153434B; ES509686A0; CA1198470A; IT8219726A0; ES8302267A1; SE442062B; NL8200567A; NZ199685A; DE3205658A1; ATA60382A

Description

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

Schwierigkeiten können mit elektrischen Kochherden entstehen, wenn keine sichtbare oder andere Anzeige vorhanden ist, um anzuzeigen, dass die Temperatur der Kochfläche zu warm ist, um ohne Gefahr berührt zu werden. Die meisten Kochherde haben eine Kontrollampe zur Anzeige, wenn die Heizkörper erregt sind. Aber dies gibt keine geeignete Anzeige der Gefährlichkeit der Temperatur insbesondere im Fall von glaskeramischen Kochherden. Die Kontrollampe wird dabei sofort angezündet, wenn der Kochherd eingeschaltet ist, aber die Kochfläche benötigt 15 bis 50 sec um eine gefährliche Temperatur von etwa 50° bis 60°C zu erreichen. Wichtiger ist jedoch, dass, sobald der Heizkörper abgeschaltet ist, auch die Kontrollampe ausgeschaltet wird, aber die Kochfläche bleibt noch während einiger Zeit heiss und in Abhängigkeit des Aufbaus und der Zeit während der der Heizkörper in Betrieb war, kann es 20 bis 80 min dauern, bis die Kochfläche genügend abgekühlt ist, um mit Sicherheit berührt werden zu können.

Verschiedene Vorrichtungen wurden in handelsüblichen Kochherden eingebaut, um die gefährliche Temperatur auf der jeweiligen Kochfläche anzuzeigen. So wurde vorgeschlagen, einen elektronischen Zeitgeber zu verwenden, mit dem ein Warnlicht betätigt wird, sobald der Heizkörper angeschaltet ist und der noch während einiger Zeit nach dem Abschalten des Heizkörpers das Warnlicht eingeschaltet hält. Dieser Zeitgeber hat den Nachteil, dass eine gefährliche Temperatur angezeigt wird, wenn der Heizkörper nur sehr kurz angeschaltet war, beispielsweise wenn er aus Unachtsamkeit angeschaltet wurde, ohne dass die Kochfläche die gefährliche Temperatur erreicht hätte. Dies führt dazu, dass das Warnlicht an Glaubhaftigkeit verliert

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

3

654 966

und über kurz oder lang vom Benützer ignoriert wird, weil er aus Erfahrung weiss, dass die Kochfläche unter gewissen Bedingungen nicht warm wurde. Wenn jedoch die Kochfläche während längerer Zeit benützt wurde, ist dieses Warnlicht notwendig. Diese Unterschiede sind jedoch für den Benützer nicht immer leicht festzustellen und führen zu Konfusionen und demzufolge bilden sie eine Gefahr für den Benützer.

Es wurde auch schon vorgeschlagen, Temperaturänderungen an der Kochfläche zu simulieren und damit ein Warnlicht in Abhängigkeit dieser simulierten Temperaturänderungen einzuschalten. Jedoch sind diese Anordnungen im allgemeinen teuer und umfangreich und sie nehmen oftmals mehr Raum ein als innerhalb des Kochherds zur Verfügung steht.

Gemäss einem weiteren Vorschlag wird ein Warnlicht direkt mit der jeweiligen Temperatur des Heizkörpers oder des Heizkörperträgers geschaltet. Diese Vorrichtung benötigt eine niedrige Ansprechzeit, weil der Heizkörper als Ganzes zuerst eine vorbestimmte Temperatur erreicht, bevor das temperaturabhängige Element betätigt wird und das Warnlicht anschaltet. Hilfsheizkörper wurden deshalb vorgesehen, um die Ansprechzeit des temperaturabhängigen Elements zu verkleinern, aber diese geben keine genaue Anzeige der Temperatur der Kochfläche. Ein besonderes Problem ergibt sich in der Phase, die der ursprünglichen Ansprechzeit folgt, bevor der Heizkörper als gesamter eine genügend hohe Temperatur erreicht, um das Warnlicht eingeschaltet zu halten, d.h. in der Phase von etwa 20 sec nach dem Einschalten bis etwa 5 min danach. Während dieser Phase ist es notwendig, das Warnlicht während etwa 20 min eingeschaltet zu halten, bis die Glaskeramik sich genügend abgekühlt hat, um ein sicheres Berühren zu gewährleisten. Jedoch, wenn die Wärmeabgabe des Hilfsheizkörpers vergrössert wird, um die ursprüngliche Ansprechzeit zu vermindern, wird auch die Phase, während der das Licht angezündet bleibt, vergrössert, was dazu führt, dass das Licht angezündet bleibt,

wenn die Glaskeramikfläche kühl ist, und als Folge davon ergibt sich wieder das Risiko, dass das Licht durch den Benützer ignoriert wird.

Es ist deshalb eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Warn Vorrichtung zu schaffen, die einen Hilfsheizkörper enthält und mit dem ein Warnlicht sicher eingeschaltet wird, aber bei dem das Warnlicht abschaltet, sobald die Temperatur der Kochfläche unterhalb einen sicheren Pegel abfällt.

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

Der Thermistor kann aus Material mit positiven Temperaturkoeffizienten bestehen. Das Material hat dabei vorzugsweise einen Widerstand von 300 £2 bei 25°C und eine Kipptemperatur von etwa 50°C. In einem solchen Fall kann der Wärmespeicher aus Flusseisen mit einer Dicke von etwa 0,8 mm bestehen.

Im Gegensatz dazu kann der Thermistor auch aus Material mit einem negativen Temperaturkoeffizienten bestehen. Dieses Material hat vorzugsweise einen Widerstand von 1200 Q und einen B-Wert von etwa 4000. Der Wärmespeicher kann ebenfalls aus Flusseisen mit einer Dicke von 2,8 mm bestehen.

Der Heizkörper kann einen thermisch leitenden äusseren Deckel in Form einer Metallscheibe haben. Die Temperaturüberwachungsvorrichtung ist an dieser Scheibe in wärmeübertragender Weise befestigt. Die Wärmeüberwachungsvorrichtung kann in einen thermischen Block eingekapselt werden, der auf der Metallscheibe befestigt werden kann und von dem der Heizkörper mit einer Stromquelle verbindbar ist. Auch kann die Temperaturüberwachungsvorrichtung ein hohles zylindrisches Gehäuse umfassen, das einerseits geschlossen ist und den Hilfsheizkörper, den Wärmespeicher und den Thermistor beinhaltet. Das Gehäuse kann aus keramischem Material hergestellt sein und kann zwei sich gegenüberliegende axiale Schlitze für die Durchführung der Verbindungen zum Hilfsheizkörper und zum Thermistor aufweisen. Ein gemeinsamer Leiter befindet sich zwischen dem Hilfsheizkörper und dem Thermistor und dient als Wärmespeicher. Der Hilfsheizkörper und der Wärmespeicher sowie der Thermistor können innerhalb des Gehäuses mittels eines Bandes aus Federstahl befestigt sein, das sich über das s Gehäuse erstreckt und in ein Paar Schlitze in einer Metallplatte über die Öffnung des Gehäuses eingreift. Die Wärmeüberwachungsvorrichtung ist am Heizkörper mittels einer Platte befestigt.

Das Gehäuse kann auch aus Aluminium oder einer Alumini-10 umlegierung bestehen. Der Hilfsheizkörper, der Wärmespeicher und der Thermistor können dann im Gehäuse mit einer aushärtbaren Verbindung, wie Silikonkautschuk befestigt werden.

Gemäss einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist der Hilfsheizkörper scheibenförmig und besitzt Elektroden, 15 die auf derselben Seite angeordnet sind. Der Thermistor ist ebenfalls scheibenförmig und weist Elektroden auf, die ebenfalls auf derselben Seite angeordnet sind. Der Wärmespeicher besteht dann aus elektrischem Isoliermaterial. Die Elektroden können als Schichten von Aluminium oder Aluminiumlegierun-20 gen aufgebracht sein. Der Wärmespeicher kann als Platte aus Glimmer oder Polyimid hergestellt sein. Vorzugsweise werden die Komponenten der WärmeüberwachungsVorrichtung durch Einkapselung zusammengehalten. Die Wärmeüberwachungsvorrichtung kann in einer Vertiefung in der Grundplatte des 25 Heizkörpers angeordnet sein. Die Vertiefung kann vorzugsweise durch Tiefziehen einer Metallscheibe, die den äusseren Deckel des Heizkörpers bildet, ausgebildet sein.

Der Hilfsheizkörper kann aus Material mit positivem Temperaturkoeffizient bestehen. Das Material mit positivem Tempera-30 turkoeffizient hat einen Widerstand zwischen 500 £2 und 2500 £2bei 25°C und eine Kipptemperatur von wenigstens 185°C. Vorzugsweise hat das Material einen Widerstand von 1200 £2 und eine Kipptemperatur von 185°C.

Vorzugsweise ist der Hilfsheizkörper elektrisch parallel zum 35 Heizkörper geschaltet, und das Anzeigemittel umfasst eine Entladungslampe oder eine Glühfadenlampe.

Vorzugsweise besteht die Kochfläche aus Glaskeramik und der Heizkörper ist ein Strahlungsheizkörper.

Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung 40 anhand der Zeichnung erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Schnittansicht einer Ausführungsform eines elektrischen Kochherds gemäss der vorliegenden Erfindung,

Fig. 2 eine gedehnt gezeichnete Ansicht einer Wärmeüber-45 wachungsvorrichtung,

Fig. 3 ein Schaltungsschema für das Zusammenschalten des Heizkörpers und der Wärmeüberwachungs Vorrichtung,

Fig. 4 eine gedehnt gezeichnete Ansicht einer anderen Ausführungsform einer Wärmeüberwachungsvorrichtung,

so Fig. 5 eine schematische Schnittansicht einer weiteren Ausführungsform einer Wärmeüberwachungsvorrichtung,

Fig. 6 eine Schnittansicht einer Heizanordnung unterhalb einer Glaskeramikplatte mit der Wärmeüberwachungsvorrichtung gemäss Fig. 5, und 55 Fig. 7 ein Diagramm mit drei Kurven zur Darstellung der Veränderung des elektrischen Widerstandes bei einer Spannung von 0 V und Vorrichtungen mit Materialien mit positivem und negativem Temperaturkoeffizienten die in der vorgeschlagenen Wärmeüberwachungsvorrichtung eingebaut sein können. 60 Der elektrische Kochherd gemäss Fig. 1 und 2 umfasst eine glaskeramische Platte 2 mit einem Strahlungsheizkörper 4 unterhalb dieser Fläche. Der Heizkörper 4 umfasst eine Metallscheibe 6 mit einer Basisschicht 8 aus elektrisch und thermisch isolierendem Material. An der Seite 10 der Scheibe befindet sich 65 eine seitliche Wand 12 aus thermischem Isolationsmaterial. Die Basisschicht 8 besteht vorzugsweise aus kleinporigem Isoliermaterial, wie eine Mischung von Kieselerde, einem Trübungsmittel und wenn nötig Verstärkungsfasern aus Tonerde oder Alumini

654 966

4

umsilikat, und die Seitenwand 12 besteht vorzugsweise aus keramischen Fibern. In Nuten in der Grundschicht 8 befinden sich zwei elektrische Heizelemente 14 und 16, die voneinander durch eine Trennwand 18 getrennt sind, die beispielsweise aus Keramikfasern bestehen. Jedes Heizelement 14, 16 hat die Form einer wendeiförmig gewickelten Spule aus Stangenkupfer. Über dem inneren Element 14 befindet sich eine Wärmeüberwachungsvorrichtung 30, mit der -beide Elemente bei Überhitzung abgeschaltet werden.

Jedes Element 14 und 16 ist einzeln mittels Anschlüssen erregbar, um entweder ein kleines Kochgefäss nur mit dem Element 14 oder eine Kasserolle mit beiden Elementen 14 und 16 zu erwärmen. Insbesondere weist das Element eine Leistung von 1400 W und das Element 16 eine solche von 800 W auf. Jede Spule ist in der Grundschicht 8 mittels Klammern befestigt und besteht vorzugsweise aus einem Widerstandsheizdraht aus Eisen-Chrom-Aluminium.

Der thermische Abschalter ist in der Art eines Differenzausdehnungstyps und umfasst ein Quarzrohr, in das ein Metallstab eingesetzt ist. Unterschiedliche Ausdehnung zwischen dem Rohr und dem Stab infolge einer Überhitzung betätigt einen mechanischen Schalter 26, um beide Elemente 14 und 18 von der Speisequelle abzuschalten. Auch könnte ein thermischer Schalter nahe bei den Elementen 14 und 16 angeordnet werden, aber es wurde gefunden, dass das Schaltelement über dem Heizelement 14 genügt.

Der Strahlungsheizkörper 4 hat eine Einbuchtung 28 zwischen der Unterfläche und der Seitenwand der Scheibe 6, um den Einbau im Kochherd zu erleichtern und den thermischen Schalter und die Wärmeüberwachungsvorrichtung daran zu befestigen. Dazu kann die Einbuchtung mit Schraubenlöchern versehen sein.

Die Seitenwand 12 und die Trennwand 18 liegen an der Unterseite der glaskeramischen Platte 2 auf. Somit werden auf der Oberfläche der glaskeramischen Platte zwei konzentrische Heizzonen durch die Elemente 14 und 18 bestimmt. Der Einfluss des Eements 14 beschränkt sich somit auf eine zentrale Region des Heizkörpers infolge der Grundplatte und der Trennwand und direkte thermische Verbindung besteht mit einer Wärmeüberwachungsvorrichtung auf der Basis des Heizkörpers dort wo gerade genügend Platz dazu vorhanden ist.

Die Wärme der glaskeramischen Platte 2 wird mittels einer Wärmeüberwachungsvorrichtung 30 überwacht, die im Detail in Fig. 2 dargestellt ist. Die Wärmeüberwachungsvorrichtung 30 umfasst ein Gehäuse 32, z.B. aus keramischem Material in Form eines Hohlzylinders, der am einen Ende verschlossen ist. Öffnungen 34 sind im Gehäuse 32 gebildet, um Verbindungen 36, 38 und 40 für einem Hilfsheizkörper 42 und für ein temperaturabhängiges Gerät 44 hindurchzuführen. Die Verbindungen 36, 38, 40 bestehen aus blechartigen Metallplatten mit radialen Laschen, die sich durch die Öffnungen 34 erstrecken, an denen dann elektrische Leiter angeschlossen werden können.

In der Ausführungsform gemäss Fig. 2 ist ein Wärmespeicher 46 in Form einer Flusseisenscheibe mit einer Dicke von etwa 2 mm zwischen dem Hilfsheizkörper 42 und einem An-schluss 38 eingesetzt. Zudem ist die wärmeabhängige Vorrichtung 64 mit einem Ring 48 aus elektrischem Isoliermaterial, z.B. keramischem Material, umfasst.

Die Komponenten der Wärmeüberwachungsvorrichtung 30 sind in einem Gehäuse 32 mittels eines Deckels 50, z.B. aus keramischem Material, zusammengehalten. Das Gehäuse 32 ist an einer Platte 52 mittels eines Bandes 54 aus Federstahl befestigt, welches Band um das Gehäuse herumgelegt ist und in ein Paar Schlitze in der Platte 52 eingreift. Mit diesem Band 54 und dessen Eingriff in die Platte 52 werden die Komponenten der Wärmeüberwachungsvorrichtung gegen das geschlossene Ende des Gehäuses 32 gedrückt, wodurch sie untereinander festgehalten sind. Das Band 54 liegt in einer Nut in der Aussenfläche des

Gehäuses 32 und die Enden des Bandes sind umgebogen, damit das Band mit der Platte 52 verbunden ist. Die Platte 52 hat eine gegenüber dem Gehäuse 32 vorstehende Verlängerung, durch die die Wärmeüberwachungsvorrichtung am Heizkörper befestigt ist und welche Platte eine Rippe oder einen Absatz aufweist, um diese gegenüber dem Heizkörper auszurichten. Diese Vorrichtung kann am Heizkörper mittels Schrauben 56 befestigt sein, die im Absatz 28 der Scheibe 6 eingeschraubt ist.

Im Schema gemäss Fig. 3 ist eine Energieregulierung 58 strichliert umrandet. Der Heizkörper 4 ist parallel zum Energieregulator angeschaltet und der thermische Abschalter 20 ist in Reihe zum Heizkörper 4 geschaltet. Der Hilfsheizkörper 42 der Wärmeüberwachungsvorrichtung ist ebensfalls parallel zum Energieregler angeschlossen. Somit, wenn der Heizkörper 4 erregt wird, wird auch eine Spannung über dem Hilfsheizkörper angelegt. In der dargestellten Ausführungsform umfasst der Hilfsheizkörper ein Material, das einen elektrischen Widerstand aufweist, der mit steigender Temperatur zunimmt oder der bei einer gegebenen Temperatur ansteigt. Solche Materialien werden hier als Materialien mit positivem Temperaturkoeffizienten mit einem n-Halbleiter, wie mit Strontium angereichertes Bari-um-Titanat genannt. Dieses Material hat einen Widerstandswert, der abnimmt, wenn dessen Temperatur bis etwa 200°C steigt, aber der rasch zunimmt, wenn die Temperatur diesen Pegel erreicht. Die Charakteristik des Materials bewirkt, dass der Hilfsheizkörper auch als Thermostat wirkt, wodurch die Temperatur der wärmeabhängigen Vorrichtung 44 bei etwa 200°C gehalten wird. Auf diese Art ist ein Überhitzen der Wärmeüberwachungsvorrichtung nicht möglich. Ein besonders vorteilhaftes Element aus Material mit positivem Temperaturkoeffizient hat einen Widerstand von 1200 Q bei 25°C und eine Kipptemperatur bei etwa 185°C.

Die Wärme des Hilfsheizkörpers wird über die gemeinsame Anschlussplatte 36 zur wärmeabhängigen Vorrichtung 44 übertragen. An der Ausführungsform gemäss Fig. 2 und 3 ist die wärmeabhängige Vorrichtung ein Thermistor aus Material mit positivem Temperaturkoeffizient mit einer tieferen Kipptemperatur als das Material, das für den Hilfsheizkörper verwendet ist. Ein geeignetes Material mit positivem Temperaturkoeffizient hat einen Widerstand von etwa 300 ß bei 25°C und eine Kipptemperatur von etwa 50°C.

Parallel zur temperaturabhängigen Vorrichtung ist eine Lampe 60 geschaltet, an die die Spannung dauernd angelegt ist. Die gemeinsame Verbindung 36 bestimmt die Zeit, die zwischen der Erregung des Hilfsheizkörpers und der Erregung der Lampe 60 verstreicht. Die Zeit zwischen der Entregung des Hilfsheizkörpers und dem Abschalten der Lampe wird durch den Wärmespeicher 46 bestimmt für den Fall, dass der Heizkörper 4 nicht genügend warm geworden ist, um den Betrieb der Lampe 60 zu bewirken. Es wurde gefunden, dass Flusseisen mit einer Dicke von etwa 0,8 mm genügt, dass die Lampe 60 nach etwa 10 bis 25 sec angeschaltet wird, welche Zeit die glaskeramische Platte 2 etwa braucht, um die gefährliche Temperatur von 50 bis 60°C zu erreichen. Die gemeinsame Verbindung 36 wirkt daher als Wärmespeicher zwischen dem Hilfsheizkörper und der temperaturabhängigen Vorrichtung. Es wurde auch gefunden, dass ein Wärmespeicher aus Flusseisen und mit einer Dik-ke von etwa 2 mm genügt, dass die Lampe zusammen mit den anderen Komponenten noch eingeschaltet bleibt, bis die Temperatur der glaskeramischen Platte auf eine sichere Berührungstemperatur abgesunken ist.

Wenn somit das Heizelement 14 erregt wird oder wenn beide Heizelemente 14 und 16 eingeschaltet sind, wird auch Strom dem Hilfsheizkörper 42 zugeschaltet und die Wärme der wärmeabhängigen Vorrichtung steigt über dem gemeinsamen Leiter 36. Zuerst fliesst der elektrische Strom durch die Vorrichtung 44, weil deren Widerstand niedrig ist, aber mit steigender Temperatur steigt auch dessen Widerstand. Die Lampe 60 ist bei5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

5

654 966

spielsweise eine Neonlampe oder eine Glühfadenlampe. Mit einer Neonlampe wird eine spezifische Temperatur der Vorrichtung 44 angezeigt, wenn die Lampe anzündet, d.h. diese Temperatur, bei der die Spannung über der Lampe die Zündspannung, z.B. 180° V, übersteigt. Die Lampe bleibt angeschaltet, solange eine Spannung über der Betriebsspannung, beispielsweise 150 V bleibt. Jedoch mit einer Glühfadenlampe ist die Lichtausbeute der Lampe verschieden, indem die Lampe mit steigender Spannung heller leuchtet. Diese letztere Vorrichtung hat den zusätzlichen Vorteil, dass die Intensität der Lampe mit der Wärme der glaskeramischen Platte übereinstimmt. Wenn nötig, kann in der einen oder in beiden Anordnungen ein Widerstand 62 vorgesehen werden, um die Lampe 60 und/oder die Vorrichtung 44 zu schützen.

Solange als das Heizelement 14 und möglicherweise auch das Heizelement 16 angeschaltet ist und bis das Wärmegleichgewicht erreicht wurde, steigt die Temperatur des Strahlungsheizkörpers währen der Hilfsheizkörper 42 die Lampe 60 in Betrieb hält. Wenn jedoch das Heizelement 14 und möglicherweise auch das Element 16 nach Beendigung des Koch Vorgangs abgeschaltet werden, wird auch der Hilfsheizkörper 42 abgeschaltet. Die wärmeabhängige Vorrichtung 44 kühlt dann ab, aber diese Abkühlung wird durch die aufgenommene Wärme in der Wärmeüberwachungsvorrichtung 30 und dort insbesondere durch den Wärmespeicher 46 und durch die vom Strahlungsheizkörper 4 mittels Strahlaung und der Konvektion aus der Metallscheibe 6 über die Platte 52 verlangsamt. Die Wärmeübertragung von der Vorrichtung 44 zum Wärmespeicher 46 wird mittels des gemeinsamen Anschlusses 36 gesteuert. Auf diese Weise kann die Wärmeüberwachungsvorrichtung 30 derart aufgebaut werden, dass die Lampe 60 nicht abgeschaltet wird, bis die Temperatur der glaskeramischen Platte 4 unter die für die Berührung sichere Temperatur abgesunken ist.

Infolge der hohen Temperaturabgabe des Heizelements 14 in der beschriebenen Ausführungsform wurde gefunden, dass eine einzelne Wärmeüberwachungsvorrichtung die Wärme der glaskeramischen Platte überwachen kann, sowohl wenn nur das Heizelement 14 allein oder auch wenn beide Heizelemente 14 und 16 gleichzeitig angeschaltet sind. An dieser Stelle wird noch darauf hingewiesen, dass der Strahlungsheizkörper 4 nicht aus zwei konzentrischen Heizelementen aufgebaut sein muss.

Obwohl in der Zeichnung nicht dargestellt, können die Komponenten der Wärmeüberwachungsvorrichtung in einem Gehäuse aus Aluminium oder aus einer Aluminiumlegierung enthalten sein, wobei die Komponenten beispielsweise mittels eines Silikonkautschuks gehalten sein können. Zusätzlich zur mechanischen Halterung der Komponenten bewirkt Silikonkautschuk auch eine elektrische und thermische Isolation.

Die Wärmeüberwachungsvorrichtung muss nicht direkt an der Seite des Strahlungsheizkörpers befestigt sein. Es genügt, wenn diese thermisch mit einem oder mehreren Heizkörpern verbunden ist und somit kann diese Vorrichtung an einer geeigneten Stelle im Kochherd angeordnet werden.

In der Ausführungsform gemäss Fig. 4 besteht die wärmeabhängige Vorrichtung 44 aus einem Thermistor aus einem Material mit negativem Temperaturkoeffizient, wie angereichertes Eisen, Nickel oder Kobaltoxid. Ein solcher Thermistor kann in Reihe mit der Lampe 60, beispielsweise einer Glüfadenlampe, geschaltet sein, wodurch eine progressive Leuchtstärke erhalten werden kann. Auch hier kann ein Schutzwiderstand verwendet werden, wenn dies nötig sein sollte. In Fig. 4 sind die Lagen des Hilfsheizkörpers 42 und des Wärmespeichers 46 umgekehrt, so dass der Wärmespeicher auch als zusätzlicher Speicher wirken kann, um den Wärmefluss zur wärmeabhängigen Vorrichtung 44 zu beeinflussen. Ein geeigneter Thermistor hat einen Widerstand von 1200 £2 bei 25°C und einen B-Wert von 4000.

Im allgemeinen dient eine Anschlussklemme zur Herstellung der elektrischen Verbindungen zu den Heizelementen für glaskeramische Kochherde, die auf einer Metallplatte montiert sind. Die Komponenten der Wärmeüberwachungsvorrichtung können mit einem Anschlussblock zusammengefasst sein, um einen integrierten Baustein zu bilden. Dadurch wird der benötigte Platz 5 verkleinert und ebenso werden weniger elektrische Anschlüsse benötigt, wodurch alle elektrischen Anschlüsse an denselben Punkt geführt werden können. Durch dieses Merkmal ist der Zusammenbau eines Strahlungsheizkörpers und dessen Einbau in einen Kochherd vereinfacht und damit werden Herstellungs-lo kosten verringert.

In der Ausführungsform gemäss Fig. 5 und 6 sind zwei Elektroden 64, 66 auf derselben Seite des Hilfsheizkörpers 42 angeordnet, der aus Material mit positivem Temperaturkoeffizienten besteht. Im früher beschriebenen Beispiel sind die Hilfs-15 heizkörper mit Elektroden versehen, die beidseits angeordnet sind. An diesen Elektroden 64, 66 sind Anschlussleitungen 68 und 70 mittels einer wärmeunempfindlichen Befestigungsart befestigt. Eine solche Befestigungsart ist die Schweissung mittels Ultraschall. Nahe bei der gegenüberliegenden Seite des Hilfs-20 heizkörpers 42 befindet sich eine Schicht 72 aus Isolationsmaterial, z.B. aus Glimmer oder ein Film aus Polyimid. Das Isolationsmaterial trennt den Hilfsheizkörper 42 von der temperaturabhängigen Vorrichtung und wirkt auch als Wärmespeicher zwischen den beiden Komponenten, um dadurch den Wärme-25 Übergang vom Hilfsheizkörper zu der temperaturabhängigen Vorrichtung, wie oben erwähnt, zu steuern. Die wärmeabhängige Vorrichtung ist ein Thermistor, der aus einem Material mit positivem Temperaturkoeffizient ähnlich dem Material, das in der Ausführungsform gemäss Fig. 2 und 3 benützt wurde, oder 30 aus einem Material mit negativem Temperaturkoeffizient, ähnlich dem Material das in Fig. 4 verwendet wurde. Es ist vorgesehen, dass die Schaltungsanordnung gemäss Fig. 5 für ein Material mit negativem Temperaturkoeffizient gilt, aber ein Fachmann kann leicht eine Schaltungsanordnung für ein Material 35 mit positivem Temperaturkoeffizienten insbesondere aus Fig. 3 ableiten. Ebenso wie der Hilfsheizkörper 42 weist auch die temperaturabhängige Vorrichtung 44 zwei Elektroden 74, 76 auf derselben Seite auf. Leiter 78, 80 sind an den Elektroden 74, 76 befestigt. Alle Elektroden 64, 66, 74, 76 können aus Alumini-40 um oder aus einer Aluminiumlegierung bestehen, mit der die Oberfläche des Hilfsheizkörpers und der temperaturabhängigen Vorrichtung beschichtet sind.

Die Komponenten der Wärmeüberwachungsvorrichtung sind beispielsweise durch Einkapseln der Komponenten in ei-45 nem Material 82 mit einem hohen Wärmewiderstandswert, wie einem Material auf Silikonbasis, Polyimidbasis oder Keramikbasis zusammengehaltert.

Mit der Anordnung gemäss Fig. 5 ist es möglich, die Abmessungen der Wärmeüberwachungsvorrichtung zu verkleinern, so so dass die Vorrichtung in der Basisplatte eines Strahlungsheizkörpers angeordnet werden kann.

Fig. 6 zeigt die Anordnung der Wärmeüberwachungsvorrichtung 30 in der Basisplatte des Strahlungsheizkörpers 4. In Fig. 6 sind auch die glaskeramische Platte 2 und eine Grund-55 platte 82 beispielsweise aus Blech des elektrischen Kochherds dargestellt. Der Abstand zwischen der Basisplatte des Strahlungsheizkörpers 4 und der Grundplatte 82 beträgt etwa 5 mm. Eine Einbuchtung 84 ist in der Basisplatte des Strahlungsheizkörpers 4 angeordnet. Diese Einbuchtung 84 kann durch Ent-60 fernen eines Teils der Metällscheibe 6 hergestellt sein. Es ist jedoch vorteilhaft, diese Einbuchtung durch Tiefziehen der Metallplatte zu erzeugen und so eine geeignete Form herzustellen. Mit einer solchen Einbuchtung in der Metallplatte kann die Temperatur von etwa 300°C auf etwa 250° bis 280°C vermin-65 dert werden, wodurch die Stabilität der Wärmeüberwachungsvorrichtung vergrössert wird. Vorzugsweise hat die Einbuchtung eine Tiefe von etwa 5 mm. Die Wärmeüberwachungsvor-richtung kann durch jedes bekannte Mittel in der Einbuchtung

654 966

6

befestigt werden. So kann z.B. eine Federklammer benützt sein, die in Löcher in der Metallscheibe eingreift. Bei Verwendung der Konstruktion gemäss Fig. 5 ist es möglich, eine Wärmeüberwachungsvorrichtung zu bauen, die eine Tiefe von 7 bis 9 mm aufweist, so dass die Vorrichtung auf der Unterseite des Wärmestrahlungsheizkörpers angeordnet werden kann. Die Tiefe der Einbuchtung kann durch die Temperatur begrenzt sein, die in der Einbuchtung toleriert werden kann. Die Heizelemente geben eine Wärme von rund 900°C ab und wenn die Einbuchtung zu tief ist, steigt die Temperatur auf einen unannehmbaren Wert. Aus diesem Grunde ist die Tiefe der Einbuchtung in der

Praxis auf 5 mm beschränkt. Wenn nicht ein Aufbau gemäss Fig. 5 und 6 verwendet wird, ist es nicht möglich, eine solche Wärmeüberwachungsvorrichtung unterhalb des Heizkörpers anzuordnen.

s Fig. 7 zeigt mit der Kurve A den Verlauf eines geeigne ten Materials mit positivem Temperaturkoeffizienten für einen Hilfsheizkörper. Die Kurve B zeigt den Verlauf eines geeigneten Materials mit positivem Temperaturkoeffizienten für die wärmeabhängige Vorrichtung und die Kurve C zeigt den Verlauf ei-

10 nes geeigneten Materials mit negativem Temperaturkoeffizienten für das wärmeabhängige Element.

v

4 Blätter Zeichnungen

Claims

654 966

1. Elektrischer Kochherd mit einer Kochfläche und wenigstens einem elektrischen Heizkörper unter der Kochfläche, ferner mit einer Wärmeüberwachungsvorrichtung, die thermisch mit dem Heizkörper gekoppelt ist, einem auf Wärme reagierenden Element und einem Hilfsheizkörper zur Abgabe von Wärme an das Element und Mittel zur Anzeige, wenn das Element eine bestimmte Temperatur erreicht oder überschritten hat, dadurch gekennzeichnet, dass das auf Wärme reagierende Element einen Thermistor (44) umfasst und dass ein Wärmespeicher (36, 72) zwischen dem Hilfsheizkörper (42) und dem Thermistor (44) angeordnet ist.

2. Kochherd nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Thermistor (44) aus Material mit positivem Temperaturkoeffizienten besteht, das einen Widerstand von 300 £2 bei 25°C und eine Schalttemperatur (Tr) von 50°C hat.

2

PATENTANSPRÜCHE

3. Kochherd nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Thermistor (44) aus Material besteht, das einen Widerstand von 1200 £2 bei 25°C und einen B-Wert von 4000 hat.

4. Kochherd nach einem der Patentansprüche 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Wärmespeicher (36) aus Flusseisen mit einer Dicke von 2,8 mm besteht.

5. Kochherd nach einem der Patentansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Heizkörper (4) einen wärmeleitenden Deckel in Form einer Metallscheibe (6) aufweist, und dass die Wärmeüberwachungsvorrichtung (30) an der Metallscheibe (6) mechanisch in wärmeübertragender Weise befestigt ist (Fig. 6).

6. Kochherd nach Patentanspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Wärmeüberwachungsvorrichtung (30) in einem Wärmeblock auf der Metallscheibe (6) als Verbindung des Heizkörpers (4) mit der elektrischen Speisung eingebaut ist.

7. Kochherd nach einem der Patentansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Wärmeüberwachungsvorrichtung (30) ein hohlzylindrisches, einseitig verschlossenes Gehäuse (32) aus keramischem Material, Aluminium oder einer Aluminiumlegierung umfasst, und dass der Hilfsheizkörper, der Wärmespeicher und der Thermistor in das Gehäuse eingebaut sind.

8. Kochherd nach Patentanspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (32) zwei axial verlaufende Schlitze (34) für die Durchführung von Verbindungsleitungen (36, 38, 40) zum Hilfsheizkörper (42) und zum Thermistor aufweist.

9. Kochherd nach Patentanspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass ein gemeinsamer Anschlussteil (36) zwischen dem Hilfsheizkörper (42) und dem Thermistor eingesetzt ist, und dass dieser Anschlussteil als Wärmespeicher dient.

10. Kochherd nach einem der Patentansprüche 7, 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Hilfsheizkörper (42), der Wärmespeicher (36) und der Thermistor (44) im Gehäuse (32) mittels eines Haltebandes (54) aus Federstahl zusammengehalten sind, welches Halteband in ein Paar Schlitze in einer Metallplatte (52), die auf der offenen Seite des Gehäuses angeordnet ist, eingreift.

11. Kochherd nach Patentanspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die WärmeüberwachungsVorrichtung (30) mittels der genannten Metallplatte (52) am Heizkörper (4) befestigt ist.

12. Kochherd nach Patentanspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (32) aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung besteht, und dass der Hilfsheizkörper (42), der Wärmespeicher (36) und der Thermistor (44) im Gehäuse mittels einer aushärtenden Verbindung befestigt sind.

13. Kochherd nach einem der Patentansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Hilfsheizkörper (42) scheibenförmig ausgebildet und mit auf derselben Seite des Hilfsheizkörpers angeordneten Elektroden (64, 66) versehen ist, dass ferner der Thermistor (44) ebenfalls scheibenförmig ausgebildet und mit auf derselben Seite des Thermistors angeordneten Elektroden (74, 76) versehen ist, und dass der Wärmespeicher (72) auf elektrisch isolierendem Material besteht (Fig. 5).

14. Kochherd nach Patentanspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektroden als eine Schicht aus Aluminium oder Aluminiumlegierung auf den Hilfsheizkörper (42) und den Thermistor (44) aufgebracht sind.

15. Kochherd nach Patentanspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Wärmespeicher (72) eine Glimmerschicht oder ein Polyimidfilm ist.

16. Kochherd nach einem der Patentansprüche 13 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Komponenten der Wärmeüberwachungsvorrichtung (30) eingekapselt sind.

17. Kochherd nach einem der Patentansprüche 13 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Wärmeüberwachungsvorrichtung (30) in einer Vertiefung (84) in der Grundplatte des Heizkörpers (4) angeordnet ist, die als Eindruck in einer Metallscheibe (6), die als Deckel für den Heizkörper dient, hergestellt ist (Fig. 6).

18. Kochherd nach einem der Patentansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass der Hilfsheizkörper (42) aus Material mit positivem Temperaturkoeffizienten besteht, mit einem Widerstand zwischen 500 und 2500 £2 bei 25°C und einer Kipptemperatur (Tr) von wenigstens 185°C, und dass der Widerstand vorzugsweise 1200 £2 bei 25°C und die Kipptemperatur (Tr) angenähert 185°C sind.

19. Kochherd nach einem der Patentansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass der Hilfsheizkörper (42) parallel zum Heizelement (24, 16) des Heizkörpers (4) geschaltet ist.

20. Kochherd nach einem der Patentansprüche 1 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Kochfläche (2) aus Glaskeramik besteht und dass der Heizkörper (4) ein Strahlungsheizkörper ist.