DE10010191A1

DE10010191A1 - Verfahren zur Stabilisierung eines elektrischen Folien-Heizelements und Glühwerkzeug

Info

Publication number: DE10010191A1
Application number: DE2000110191
Authority: DE
Inventors: Andreas Brauchle; Norbert Moersch; Gerhard Schmid
Original assignee: Diehl AKO Stiftung and Co KG
Current assignee: Diehl AKO Stiftung and Co KG
Priority date: 2000-03-02
Filing date: 2000-03-02
Publication date: 2001-09-06
Also published as: WO2001065892A1

Abstract

Durch ein Verfahren zur Stabilisierung der Betriebskontur eines elektrischen Folien-Heizelements, insbesondere für eine Strahlungsbeheizung eines Kochfeldes, soll vermieden werden, dass sich das Heizelement 3 bzw. dessen Heizstege 3' in eine ungewünschte Richtung verformen. Es wird ein Glühwerkzeug 6 in eine Lage gegenüber dem Heizelement 3 gebracht, in der das Heizelement 3 vom Glühwerkzeug 6 in Richtung der Betriebskontur gedrückt wird. Das Heizelement 3 wird für eine bestimmte Zeit auf eine Glühtemperatur gebracht.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Stabilisierung der Betriebskontur eines elektrischen Folien- Heizelements, insbesondere für eine Strahlungsbeheizung eines Glaskeramikkochfeldes. Außerdem betrifft die Erfindung ein Glühwerkzeug zur Durchführung des Verfahrens.

In der DE 196 38 640 A1 ist ein derartiges Folien- Heizelement beschrieben. Aus einer Heizleiterfolie ist ein Heizleitermuster ausgetrennt, das Heizstege bildet, deren große Oberflächen dem Kochfeld zugewandt sind und die mindestens an einem äußeren Rand eines Isolierbodens fixiert sind. Zwischen den Fixierungsstellen hängt das Heizelement bzw. hängen dessen Heizstege in seine bzw. ihre Betriebskontur infolge der betriebsbedingten Temperaturausdehnung frei durch. Die Betriebskontur ist vom Kochfeld aus gesehen konvex.

Es hat sich gezeigt, dass im Kochbetrieb die Heizstege ihre konvexe Betriebskontur und seitliche Lage nicht sicher beibehalten. Die Heizstege verformen sich teilweise nach oben zum Kochfeld hin, wodurch der vorgeschriebene Mindest-Sicherheitsabstand zwischen ihnen und dem Kochfeld, speziell dessen Glaskeramikplatte, unterschritten wird. Teilweise verformen sich die Heizstege auch zur Seite hin, wodurch sich der seitliche Abstand zwischen benachbarten Seitstegen verringert. Dies kann zu einem Kurzschluss oder dazu führen, dass sich einzelne Heizstege gegenseitig verstärkt anstrahlen, wodurch die zonale Betriebstemperatur erhöht und damit die Lebensdauer verringert wird.

In der DE 197 37 194.9 sind Haltelaschen zur Befestigung der Heizstege in Halteteilen des Strahlungsheizkörpers beschrieben. Auch hier sollen die Heizstege durchhängen.

In der DE 298 08 301 U1 ist eine elektrische Strahlungsbeheizung beschrieben. Bei dieser liegen die Heizstege auf dem Isolierboden auf.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren der eingangs genannten Art und ein Glühwerkzeug hierfür vorzuschlagen, wobei weitgehend vermieden ist, dass sich im Betrieb das Heizelement oder dessen Heizstege in ungewünschter Richtung verformen.

Erfindungsgemäß ist obige Aufgabe bezüglich des Verfahrens durch die Merkmale des Anspruchs 1 und bezüglich des Glühwerkzeugs durch die Merkmale des Anspruchs 13 gelöst.

Der Glühkopf wird vor oder nach der Endmontage des Heizelements in der zugeordneten Isolierschale auf das Heizelement gedrückt und das Heizelement wird direkt oder indirekt auf Glühtemperatur gebracht. Dadurch nimmt das Heizelement seine Betriebskontur an, also die für den späteren Betrieb gewünschte, leicht durchhängende Kontur. Während des Glühens und Andrückens des Glühwerkzeugs ergibt sich eine Reibung zwischen dem Glühwerkzeug und dem Heizelement. Es hat sich gezeigt, dass dadurch das Heizelement derart stabilisiert ist, dass es sich beim späteren Betrieb unter der zwangsläufig auftretenden temperaturbedingten Ausdehnung nicht mehr unerwünscht verformt, also sich nicht entgegen der konvexen Form in Richtung der Glaskeramikplatte verformt und sich die Heizstege nicht zu nahe kommen.

Es ist durch die beschriebene Vorbehandlung im Betrieb nicht mehr zu befürchten, dass der Sicherheitsabstand zwischen dem Heizelement und der Glaskeramikplatte nicht eingehalten wird und ein Kurzschluss zwischen den Heizstegen auftritt.

Nach der Glühzeit wird das Heizelement abgekühlt oder man lässt es abkühlen.

Durch das Aufglühen erfolgt eine Oxidation des Heizelements. Diese ist vorteilhaft, weil die dabei entstehende Oxidschicht das Heizelement schützt, so dass Verunreinigungen, beispielsweise durch manuelle Berührung oder Umwelteinflüsse sich nur vermindert negativ auf die Lebensdauer des Heizelements auswirken können. Die Bildung der Oxidschicht lässt sich gezielt durch die Aufglühdauer und/oder die elektrische Spannung, die zum Aufglühen an das Heizelement angelegt wird, und/oder dadurch beeinflussen, dass das Heizelement mit einem Gas oder einer Flüssigkeit in Kontakt gebracht wird.

Das Glühwerkzeug kann in direktem, mechanischem Kontakt gegen das Heizelement drücken, was durch das Eigengewicht des Glühwerkzeugs oder durch eine äußere Andruckkraft geschehen kann. Die Andruckkraft kann zunächst höher eingestellt und dann, beispielsweise während der Glühdauer vermindert werden.

Das Glühwerkzeug kann auch indirekt mittels eines Gaskissens oder Gasstromes oder eines Magnetfelds gegen das Heizelement drücken.

Das Heizelement lässt sich auf die Glühtemperatur bringen, indem es selbst an eine elektrische Spannung gelegt wird, die höher sein kann als die Netzspannung und in ihrem zeitlichen Verlauf einstellbar ist. Damit das Glühwerkzeug dabei dem Heizelement nur wenig Wärme entzieht, kann es aus einem Werkstoff geringer Wärmeleitfähigkeit, beispielsweise Schaumkeramik, oder einem porösen Werkstoff bestehen und/oder das Glühwerkzeug kann so gestaltet sein, dass es das Heizelement nur mit vergleichsweiser kleiner Fläche, beispielsweise über eine Riffelung bzw. Rillung oder Leisten, berührt. Um dem Heizelement beim Glühen nur wenig Wärme zu entziehen, kann das Glühwerkzeug auch auf eine Temperatur vorgewärmt werden, die niedriger als die eigentliche Glühtemperatur ist und beispielsweise bei etwa 300°C liegt.

Das Heizelement kann auch dadurch auf Glühtemperatur gebracht werden, dass es hierzu nicht selbst an eine elektrische Spannung gelegt und dabei bestromt wird, sondern Fremdwärme auf es einwirkt. Hierzu kann das Glühwerkzeug auf die Glühtemperatur von etwa 1100°C aufgeheizt werden, wodurch dann dessen Wärme flächig auf das Heizelement übertragen wird. Das Glühwerkzeug kann hierfür aus einem elektrisch leitfähigen Material, beispielsweise einer Aluminium-Eisen-Chrom-Heizleiterlegierung bestehen oder so aufgebaut sein, dass es durch Wärmestrahlung das Heizelement auf Glühtemperatur bringt. Es ist auch möglich, das Heizelement bei gegen es drückendem Glühwerkzeug in einem Ofen auf Glühtemperatur zu bringen.

Um den Abstand zwischen benachbarten Heizstegen des Heizelements zu vergrößern, kann die mit dem Heizelement beim Andrücken in Kontakt tretende Kopffläche derart gestuft sein, dass benachbarte Heizstege des Heizelements in unterschiedlichen Höhen stabilisiert werden.

Die gewünschte Betriebskontur des Heizelements hat den oben genannten Durchhang, wobei die Grundfläche des Heizelements gewöhnlich kreisförmig oder oval ist, und in dieser Grundfläche Heizstege parallel zueinander verlaufen. Um zu gewährleisten, dass sich das Glühwerkzeug an die Betriebskontur leicht anpasst, kann das Glühwerkzeug seine Kopffläche bildende Einzelsegmente aufweisen, die je für sich auf Einzelzonen des Heizelements drücken. Zum gleichen Zweck kann das Glühwerkzeug ein seine Kopffläche bildendes flexibles Kissen aufweisen, das beispielsweise aus einem flexiblen Gewebe mit einer hitzebeständigen Befüllung, wie beispielsweise Perlen aus Keramik, besteht. Das Glühwerkzeug kann kopfflächenseitig auch bürstenartig gestaltet sein, wobei ein Teil der Borsten auf die Heizstege des Heizelements drückt und weitere Borsten in die zwischen den Heizstegen bestehenden Zwischenräume greifen. Die zwischen die Heizstege greifenden Borsten halten die Heizstege im gewünschten Abstand, so dass nicht schon während des Aufglühens und auch später nicht Kurzschlüsse entstehen.

Weitere Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und der folgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen. In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 eine Strahlungsbeheizung für ein Glaskeramikkochfeld in Aufsicht mit einem Verlauf von Linien, an denen ein Glühwerkzeug auf Heizstege eines Folien-Heizelements drückt,

Fig. 2 einen Schnitt längs der Linie A-A der Strahlungsbeheizung mit auf das Heizelement drückendem Glühwerkzeug,

Fig. 3 ein zu Fig. 2 alternatives Glühwerkzeug,

Fig. 4a ein zu Fig. 2 und 3 alternatives Glühwerkzeug,

Fig. 4b ein Detail X der Fig. 4a,

Fig. 5a eine Detailansicht eines weiteren Glühwerkzeugs zur Stabilisierung von Heizstegen in unterschiedlichen Höhen,

Fig. 5b schematisch die in unterschiedlichen Höhen stabilisierten Heizstege,

Fig. 6 ein Glühwerkzeug mit mehreren Einzelsegmenten,

Fig. 7a, Fig. 8a, Fig. 9a unterschiedliche Spannungsverläufe, bei denen das Heizelement zum Aufglühen betrieben wird,

Fig. 7b, Fig. 8b, Fig. 9b den Fig. 7a, 8a, 9a entsprechende Temperaturverläufe,

Fig. 10a einen Heizsteg in Seitenansicht im kalten Zustand,

Fig. 10b den Heizsteg im Glühzustand durch ein Glühwerkzeug in kalottenartige Form gedrückt,

Fig. 10c den Heizsteg im Glühzustand gedrückt durch ein flacheres Glühwerkzeug.

Ein Strahlungsheizkörper 1, der neben anderen unter einer Glaskeramikplatte eines Kochfeldes zu montieren ist, weist eine Isolierschale 2 aus thermisch und elektrisch isolierendem Material und ein Folien-Heizelement 3 aus einer Metallfolie auf, die einen für die Strahlungsbeheizung passenden elektrischen Widerstand hat. Das Folien-Heizelement 3 ist in einem Heizleitermuster aus einer Metallfolie hergestellt und bildet zueinander parallele Heizstege 3'. An entsprechend der Grundform der Isolierschale 2 liegenden Kreis (vgl. Fig. 1) ist das Heizelement 3 an zwischen einem Isolierboden 2' und einem Isolierring 2" vorgesehenen Fixierungsstellen gehalten. An einer diagonalen Erhöhung 4 des Isolierbodens 2' liegen die Heizstege 3' auf. Sie können auch dort fixiert sein. Im Montagezustand des Strahlungsheizkörpers 1 erstreckt sich über der diagonalen Erhöhung 4 ein Temperaturfühler 5. Zwischen dem Isolierring 2" und der diagonalen Erhöhung 4 sollen die Heizstege 3' in ihre Betriebskontur, also wenn der Strahlungsheizkörper 1 zum Kochen betrieben wird, frei durchhängen, ohne den Isolierboden 2' zu berühren (vgl. Fig. 2).

Um schon vor dem eigentlichen Betrieb des Strahlungsheizkörpers 1 das Heizelement 3 bzw. dessen Heizstege 3' in der Betriebskontur zu stabilisieren, ist ein Glühwerkzeug 6 vorgesehen. Mit diesem wird schon vor dem Kochbetrieb das Heizelement 3 in die Betriebskontur gedrückt (vgl. Fig. 2). Dies geschieht entweder dann, wenn das Heizelement 3 schon in der Isolierschale 2 fixiert ist, oder auch schon vorher, wenn das Heizelement 3 in einem Hilfsrahmen fixiert ist.

Das Glühwerkzeug 6 ist an Führungen 7 verschieblich gelagert, so dass es mittels einer Andruckkraft P gegen das Heizelement 3 gedrückt werden kann und mittels einer Abhebekraft P' von diesem abgehoben werden kann (vgl. Fig. 2).

Bei der Ausführung des Glühwerkzeugs 6 nach Fig. 2 bildet dessen dem Heizelement 3 zugewandte Kopffläche 8 Leisten 9, die so gestaltet sind, dass das Glühwerkzeug 6 in einem oder mehreren Linienverläufen 9' auf das Heizelement 3 drückt, so dass dieses in Richtung seiner gewünschten Betriebskontur (vgl. Fig. 2) geformt wird. Nach dem Anlegen der Kopffläche 8 bzw. deren Leisten 9 oder während des Verformungsvorgangs wird das Heizelement 3 auf Glühtemperatur gebracht. Durch die Andruckkraft P bei Glühtemperatur wird das sich unter Hitzeeinwirkung ausdehnende Heizelement 3 in seine Betriebskontur verformt. Anschließend wird dann das Heizelement 3 vor oder nach dem Abheben des Glühwerkzeugs 6 (in Richtung der Abhebekraft P') abgekühlt oder zum Abkühlen der Raumtemperatur ausgesetzt. Das Heizelement 3 ist damit in seiner Betriebskontur so stabilisiert, dass es sich im Betrieb nicht derart verformt, dass der Sicherheitsabstand zur Glaskeramikplatte unterschritten wird und die Heizstege 3' einander zu nahe kommen.

Das Glühwerkzeug 6 nach Fig. 2 eignet sich insbesondere dann, wenn das Heizelement 3 dadurch auf die Glühtemperatur gebracht wird, dass es selbst an eine elektrische Spannung gelegt wird. Das Glühwerkzeug 6 nach Fig. 2 entzieht dem Heizelement 3 höchstens wenig Wärme. Um zu vermeiden, dass die Leisten 9 einen elektrischen Kurzschluss zwischen den Heizstegen 3' bilden, bestehen sie aus einem elektrisch isolierenden, hitzebeständigen Material, wie Glas oder Keramik.

Beim Glühwerkzeug 6 nach Fig. 3 ist dessen Kopffläche 8 so gestaltet, dass sie glatt, flächig die Betriebskontur des Heizelements 3 nachbildet und beim Andrücken an diesem glattflächig anliegt. Wird das Heizelement 3 dadurch auf Glühtemperatur gebracht, dass es selbst an Spannung angelegt wird, muss die Kopffläche 8 des Glühwerkzeugs elektrisch isoliert sein, was dadurch erreicht werden kann, dass das Glühwerkzeug 6 oder wenigstens dessen Kopffläche 8 aus einem hitzebeständigen, elektrisch nicht leitenden Werkstoff besteht und/oder an der Kopffläche 8 eine elektrisch nicht leitende Schicht vorgesehen ist. Bei der Ausführung nach Fig. 3 kann jedoch auch vorgesehen sein, dass die Aufglühtemperatur dadurch erreicht wird, dass das Heizelement 3 nicht an eine elektrische Spannung angeschlossen wird, sondern das Glühwerkzeug 6 so beheizt werden kann, dass es die Glühtemperatur auf das Heizelement 3 überträgt.

Beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 4a, 4b weist die Kopffläche 8 des Glühwerkzeugs 6 eine geriffelte oder gerillte Kontur auf. Durch diese wird die Wärmeübertragung zwischen dem Heizelement 3 und dem Glühwerkzeug 6 verringert. Die Kontur der Kopffläche 8 ist wie bei Fig. 3 der Betriebskontur des Heizelements 3 angepasst. Dia Riffelung 10 nach Fig. 4a, 4b kann auch die beim Andrücken des Glühwerkzeugs 6 an das Heizelement 3 auftretende Reibung verstärken, was den Stabilisierungseffekt verbessern kann.

Beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 5a, Sb weist die Kopffläche 8 des Glühwerkzeugs 6 eine Stufung mit mehreren höheren Stufenflächen 11 und abwechselnd mehreren niedrigeren Stufenflächen 12 auf. Die höheren Stufenflächen 11 sind Heizstegen 3'h zugeordnet und angepasst, die in der Betriebskontur höher liegen sollen als niedrigere Heizstege 3'n, denen die niedrigen Stufenflächen 12 zugeordnet sind. Beim Andrücken des Glühwerkzeugs 6 an das Heizelement 3 werden dann die Heizstege 3' in niedrigeren oder höheren Positionen stabilisiert, wodurch deren Randabstände vergrößert werden, was die Kurzschlusssicherheit verbessert, obwohl in Heizungs-Wirkungsrichtung im Betrieb bezogen auf die Fläche des Kochfeldes die Heizstege 3' nebeneinander erscheinen und heizungstechnisch wirken.

Beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 6 weist das Glühwerkzeug 6 mehrere Einzelsegmente 13 auf, die die Kopffläche 8 bilden. Die Einzelsegmente 13 sind im Glühwerkzeug 6 gelagert und drücken auf das Heizelement 3 entweder unter Schwerkraftwirkung oder unter Federwirkung. Durch diese Einzelsegmente 13 ist gewährleistet, dass sich die Kopffläche 8 des Glühwerkzeugs 6 selbsttätig so anpasst, dass das Heizelement 3 die Betriebskontur im Laufe der Ausdehnung beim Aufglühen annimmt.

Wenn die der Einnahme und Stabilisierung der Betriebskontur dienende Glühtemperatur dadurch erreicht wird, dass das Heizelement 3 selbst durch Bestromung aufgeheizt wird, bestehen hierfür unterschiedliche Möglichkeiten. Nach Fig. 7a wird das Heizelement 3 zum Erreichen der Glühtemperatur an eine konstante Spannung gelegt (vgl. Fig. 7a). In diesem Fall steigt die Temperatur nur langsam auf die gewünschte Glühtemperatur Tg (vgl. Fig. 7b), die erst zum Zeitpunkt t'1 erreicht wird und danach ansteigt.

Um die zum Erreichen der Glühtemperatur nötige Zeit zu reduzieren, wird die an das Heizelement 3 angelegte Spannung auf U1 erhöht, beispielsweise über Netzspannung erhöht, und zwar bis zum Zeitpunkt t1 (vgl. Fig. 8a). Dadurch wird die Glühtemperatur Tg schnell erreicht und zwar zum Zeitpunkt t'2 (vgl. Fig. 8b). Damit ist es möglich, die für das Stabilisierungsverfahren nötige Zeit zu verringern und den Stabilisierungseffekt zu verbessern. Die Temperatur des Heizelements 3 weicht dadurch weniger von der optimalen Glühtemperatur während der Glühdauer ab als bei der Vorgehensweise nach Fig. 7a, 7b.

Um die Glühtemperatur Tg möglichst schnell zu erreichen, kann die elektrische Spannung U nach einer abfallenden Funktion (vgl. Fig. 9a) angelegt werden, durch die die Glühtemperatur Tg schon nach der Zeit t'3 erreicht wird, die kürzer ist als die Zeiten t'2 und t'1, wobei die Temperatur dann während der Glühdauer im wesentlichen konstant bleibt.

Die Glühtemperatur liegt beispielsweise bei etwa 1000°C bis 1100°C, insbesondere bei 1050°C. Vorzugsweise ist die Glühtemperatur wenigstens geringfügig höher als die Betriebstemperatur, die etwa bei 900°C bis 950°C liegt. Die Glühzeitdauer soll einerseits lang sein, um einen guten Stabilisierungseffekt zu erreichen. Andererseits soll sie kurz sein, um die Belegungszeit der das Glühwerkzeug aufweisenden Maschine möglichst kurz zu halten. Vorzugsweise liegt die Glühzeitdauer zwischen 2 s und 10 s.

Vorzugsweise wird das Glühwerkzeug 6 vor dem Beginn des Bestromens des Heizelements 3 auf dieses aufgesetzt. Es drückt dann schon beim Beginn des Ausdehnens des Heizelements 3 auf dieses. Das Abkühlen bzw. Abkühlenlassen des Heizelements 3 im Anschluss an das Glühen erfolgt vorzugsweise solange das Glühwerkzeug 6 noch anliegt. Dies verbessert den Stabilisierungseffekt. Es ist jedoch auch möglich, das Glühwerkzeug 6 schon vor oder beim Abkühlen abzuheben, wodurch die Maschinenbelegungszeit verringert werden kann.

Es kann auch vorteilhaft sein, das Heizelement 3 vor dem Aufsetzen des Glühwerkzeugs 6 und dem endgültigen Glühen auf eine erhöhte Temperatur zu bringen, die niedriger ist als die Glühtemperatur und es dann nötigenfalls vor dem Aufsetzen des Glühwerkzeugs 6 und dem endgültigen Glühen abzukühlen.

Die Heizstege 3' des Heizelements 3 haben unterschiedliche Längen (vgl. Fig. 1). Dementsprechend dehnen sich die Heizstege 3' durch die Temperatureinwirkung beim Glühen unterschiedlich aus, was Heizstege unterschiedliche Höhen haben. Fig. 10a zeigt einen Heizsteg 3' mit der Länge 10 - endseitig befestigt an der Isolierschale 2 oder einem Hilfsrahmen - im kalten Zustand.

Fig. 10b zeigt den Heizsteg 3', der sich infolge der Längenausdehnung bei Glühtemperatur auf die Länge 11 ausgedehnt hat und dabei von einer an die Durchbiegung bzw. Ausdehnung angepassten, teilkreisförmigen Kopfflächenzone 8' des Glühwerkzeugs 6 beaufschlagt wird. Die Höhe der Durchbiegung ist mit h1 bezeichnet.

Um auch für die anderen Heizsteglängen eine an deren ausdehnungsbedingte Durchbiegung angepasste Beaufschlagung zu schaffen, sind die den jeweils anderen Heizstegen zugeordneten Kopfflächenzonen so gestaltet, dass sie einer Durchbiegung entsprechend anderer Höhe entsprechen und demgemäß eine andere Teilkreisform mit anderem Radius ausweisen. Die Kopffläche 8 hat also, um an die Durchbiegungen der jeweiligen Heizstege 3 angepasst zu sein, unterschiedliche Teilkreisformen bzw. Höhen. Dabei trifft beim Andrücken des Glühwerkzeugs 6 die jeweilige Kopffläche 8 immer zuerst auf die Mitte des jeweiligen Heizstegs 3' auf. Dies hat zur Folge, dass das Glühwerkzeug 6, wenn es im Kaltzustand des Heizelements 3 auf dieses aufgesetzt wird, nicht gleich alle Heizstege gleichzeitig berührt, sondern die Kopfflächenzonen erst nacheinander auf die Mitte des jeweiligen Heizstegs treffen. Es können somit nicht alle Kopfflächenzonen 8' schon beim Einsetzen des Aufglühens auf den jeweils zugeordneten Heizsteg die gewünschte Durchdrückkraft, verbunden mit der dabei auftretenden Reibung, ausüben. Die Führung kürzerer Heizstege in ihre Betriebskontur durch die Kopffläche 8 wird also im Zuge des Andrückens des Glühwerkzeugs 6 erst später einsetzen als bei längeren Heizstegen.

In Fig. 10c ist eine Kopfflächenzone 8" gezeigt, die eine gegenüber der Kopfflächenzone der Fig. 10b andere Form hat. Nach Fig. 10c ist der Heizsteg 3' durch das Aufglühen wieder etwa auf die Länge 11 ausgedehnt. Die Kopfflächenzone 8" der Fig. 10c hat an ihren Außenrändern Rundungen 14, 15 und verläuft zwischen diesen im wesentlichen plan oder nur mit einer gegenüber den Rundungen 14, 15 flachere Krümmung.

Dadurch ist erreicht, dass die Kopfflächenzone 8" beim Andrücken des Glühwerkzeugs 6 auf dem betreffenden Heizsteg nicht zuerst nur im Bereich dessen Mitte, sondern im Bereich dessen Enden auftrifft, wodurch zunächst dort die gezielte Durchbiegung, verbunden mit einer gewünschten Reibung zwischen der Kopfflächenzone 8" und dem Heizsteg 3' einsetzt. Dabei ist die Höhe h2 der Durchbiegung kleiner als die Durchbiegungshöhe h1 (vgl. Fig. 10c, Fig. 10b). Heizstege 3' unterschiedlicher Länge werden also beim Andrücken des Glühwerkzeugs 6 nicht erst wesentlich verzögert nacheinander, sondern fast gleichzeitig beaufschlagt, was das Führen in Richtung der Betriebskontur verbessert.

Die Formen der Kopfflächenzonen 8' und 8" können im gleichen Glühwerkzeug 6 kombiniert sein, wobei vorzugsweise für längere Heizstege 3' die Form der Kopfflächenzone 8" und für kürzere Heizstege 3' die Form der Kopfflächenzone 8' vorgesehen wird. Dadurch kann das Glühwerkzeug 6 so bemessen werden, dass es kleinere Höhenunterschiede aufweist als ein Glühwerkzeug, beidem alle den unterschiedlich langen Heizstegen 3' zugeordneten Kopfflächenzonen eine Teilkreisform der Kopfflächenzone 8' der Fig. 10b haben.

Das Glühwerkzeug 6 kann auch für alle Heizstege 3' unterschiedlicher Länge Formen der Kopfflächenzone 8" der Fig. 10c in entsprechenden Längen haben. In diesem Fall ist die Höhe des Glühwerkzeugs und der Unterschied der Höhe in den Kopfflächenzonen 8" besonders gering und alle Heizstege 3' werden beim Beginn des Andrückens des Glühwerkzeugs 6 jeweils zunächst in ihren Endbereichen beaufschlagt.

Durch eine gezielte Gaseinleitung in die Umgebung des Heizelements 3 während des Glühens kann die Ausbildung einer Oxidschicht positiv beeinflusst werden. Durch eine Sauerstoffanreicherung kann die Oxidation beschleunigt werden, durch eine Schutzgasbeimischung kann die Oxidation verzögert werden. Die Art der Oxidbildung, die Reinheit der Oxidschicht und deren Dicke kann durch ein entsprechendes Gasgemisch, die Gastemperatur und/oder die Glühtemperatur beeinflusst werden. Solche Gasgemische können insbesondere Sauerstoff, Stickstoff, Helium, Argon und/oder Wasserstoff enthalten. Die Oxidation kann auch dadurch beeinflusst werden, dass das Heizelement vor oder nach dem Glühen besprüht wird oder in ein chemisches Bad eingelegt wird, das katalytisch auf die Voroxidation wirkt und/oder Lauge oder Säure enthalten kann.

Claims

1. Verfahren zur Stabilisierung der Betriebskontur eines elektrischen Folien-Heizelements, insbesondere für eine Strahlungsbeheizung eines Glaskeramik-Kochfeldes, dadurch gekennzeichnet, dass ein Glühwerkzeug (6) in eine Lage gegenüber dem Heizelement (3) gebracht wird, in der das Heizelement (3) vom Glühwerkzeug (6) in Richtung der Betriebskontur gedrückt wird, und dass das Heizelement (3) für eine bestimmte Zeit auf eine Glühtemperatur gebracht wird und anschließend das Glühwerkzeug (6) und das Heizelement (3) voneinander getrennt werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Glühwerkzeug (6) mit direktem, mechanischem Kontakt oder indirekt, beispielsweise über ein Gaskissen, einen Gasstrom oder ein Magnetfeld, gegen das Heizelement (3) drückt.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Glühwerkzeug (6) unter seinem Eigengewicht oder durch eine äußere Andruckkraft gegen das Heizelement (3) gedrückt wird.

4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Glühwerkzeug (6) zunächst mit einer bestimmten Andruckkraft gegen das Heizelement (3) gedrückt wird und dass nach einer gewissen Durchdrückung des Heizelements (3) die Andruckkraft reduziert wird.

5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Glühwerkzeug (6) gegen das Heizelement (3) gedrückt wird, nachdem das Heizelement (3) in einer Isolierschale (2) montiert ist, in der es zwischen Fixierungsstellen frei hängt.

6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Heizelement (3) dadurch aufgeheizt wird, dass es an eine elektrische Spannung gelegt wird und/oder das Glühwerkzeug (6) aufgeheizt wird und Wärme auf das Heizelement (3) überträgt.

7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Heizelement (3) und/oder das Glühwerkzeug (6) in einem Ofen aufgeheizt wird.

8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Glühtemperatur derart gewählt wird, dass sich am Heizelement (3) eine Oxidschicht bildet.

9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Heizelement (3) in Kontakt mit einem Gas oder einer Flüssigkeit gebracht wird, das/die die Bildung einer Oxidschicht beeinflusst.

10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Heizelement (3) durch eine elektrische Überspannung - gegenüber der Netzspannung - auf Glühtemperatur gebracht wird.

11. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Glühwerkzeug (6) vor dem Andrücken an das Heizelement (3) vorgeheizt wird.

12. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Heizelement (3) zum Erreichen der Glühtemperatur mittels einer hohen elektrischen Spannung aufgeheizt wird und mittels einer niedrigeren Spannung auf Glühtemperatur gehalten wird.

13. Glühwerkzeug zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Glühwerkzeug (6) eine Kopffläche (8) aufweist, die an die gewünschte Betriebskontur des Heizelements (3) angepasst ist oder an diese durch Kontakt mit dem Heizelement (3) anpassbar ist.

14. Glühwerkzeug nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Kopffläche (8) für eine flächige Anlage am Heizelement (3) glatt oder geriffelt ist.

15. Glühwerkzeug nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass an der Kopffläche (8) Leisten (9) ausgebildet sind, die eine Linienauflage am Heizelement (3) bilden.

16. Glühwerkzeug nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Kopffläche (8) derart gestuft ist, dass benachbarte Heizstege (3') des Heizelements (3) in unterschiedlichen Höhen stabilisiert werden.

17. Glühwerkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche 13 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Kopffläche (8) von mehreren Einzelsegmenten (13) gebildet ist, die je für sich auf Einzelzonen des Heizelements (3) drücken.

18. Glühwerkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine einem der Heizstege (3') des Heizelements (3) zugeordnete Kopfflächenzone (8') etwa auf einem Kreisradius verläuft.

19. Glühwerkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eins einem der Heizstege (3') des Heizelements (3) zugeordnete Kopfflächenzone (8") Rundungen (14, 15) aufweist, die Endbereichen des jeweiligen Heizstegs (3') zugeordnet sind und die Kopfflächenzone (8") zwischen den Rundungen (14, 15) plan oder flacher gewölbt ist als in den Rundungen (14, 15).

20. Glühwerkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche 13 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass das Glühwerkzeug (6) ein die Kopffläche (8) bildendes flexibles Kissen aufweist.

21. Glühwerkzeug nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass das Kissen mit einem hitzebeständigen Material, insbesondere Keramikperlen, gefüllt ist.

22. Glühwerkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kopffläche (8) bürstenartig gestaltet ist und flexible Borsten aufweist, die auf die Heizstege (3') des Heizelements (3) drücken und zwischen die Heizstege (3') greifen.

23. Glühwerkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Glühwerkzeug (6) zumindest teilweise aus elektrisch leitfähigem Material besteht und elektrisch beheizbar ist.

24. Glühwerkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Glühwerkzeug (6) eine Strahlungswärmequelle enthält.

25. Glühwerkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Glühwerkzeug (6) aus elektrisch isolierendem Material besteht.

26. Glühwerkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens die Kopffläche (8) des Glühwerkzeugs (6) eine geringe Wärmeleitfähigkeit aufweist.