DE10110791C1

DE10110791C1 - Ceramic cooking system with glass ceramic plate, insulation layer and heating element

Info

Publication number: DE10110791C1
Application number: DE2001110791
Authority: DE
Inventors: Karsten Wermbter; Holger Koebrich
Original assignee: Schott Glaswerke AG
Current assignee: Schott AG
Priority date: 2001-03-06
Filing date: 2001-03-06
Publication date: 2002-11-07
Anticipated expiration: 2021-03-07
Also published as: WO2002071804A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein keramisches Kochsystem mit einer Glaskeramikplatte, die auf ihrer Unterseite eine Isolationsschicht mit mindestens ein aus Dickschicht-Leiterbahnen bestehendes Heizelement zur direkten Beheizung der Glaskeramikplatte trägt. Eine einfache und eindeutig realisierbare Schutzschaltung wird dadurch geschaffen, dass die Glaskeramikplatte auf ihrer Unterseite Schutzleiter trägt, die in kleinem Abstand zu Abschnitten der Dickschicht-Leiterbahnen des Heizelementes angeordnet sind und dass die Schutzleiter parallel geschaltet mit einem Schaltmittel verbunden sind, das am Null-Leiter der Heizspannung angeschlossen ist.The invention relates to a ceramic cooking system with a glass ceramic plate which carries on its underside an insulation layer with at least one heating element consisting of thick-film conductor tracks for direct heating of the glass ceramic plate. A simple and clearly realizable protective circuit is created in that the glass ceramic plate carries protective conductors on its underside, which are arranged at a small distance from sections of the thick-film conductor tracks of the heating element and that the protective conductors are connected in parallel with a switching means which is connected to the neutral conductor the heating voltage is connected.

Description

Die Erfindung betrifft ein keramisches Kochsystem mit einer Glaskeramikplatte, die auf ihrer Unterseite eine Isolationsschicht mit mindestens einem Heizelement zur direkten Beheizung der Glaskeramikplatte und einen Schutzleiter trägt, sowie mit einem Schaltmittel zur Abschaltung des Heizelementes.The invention relates to a ceramic cooking system with a glass ceramic plate, the underside is an insulation layer with at least one heating element for direct heating of the glass ceramic plate and a protective conductor, and with a switching means for switching off the heating element.

Diese keramischen Kochsysteme dienen zum direkten Aufheizen der Glaskera mikplatte, auf der das Kochgefäß mit dem Gargut aufgestellt wird. Bei diesen Kochsystemen muss sichergestellt sein, dass im Fehlerfall beim Anliegen von Spannung an der Glaskeramikplatte keine Gefahr für den Benutzer besteht und eine Abschaltung des Kochsystems erfolgt. These ceramic cooking systems are used to heat the glassware directly microplate on which the cooking vessel with the food is placed. With these Cooking systems must be ensured that in the event of an error when the Tension on the glass ceramic plate is no danger to the user and the cooking system is switched off.

Es ist auch ein keramisches Kochsystem der eingangs erwähnten Art bekannt, bei dem der Schutzleiter mehrere Funktionen ausübt, wie die DE 198 53 388 A1 zeigt. Dabei kann der Schutzleiter geerdet werden oder es wird über eine Widerstandsmesseinrichtung angeschaltet, die den ordnungsgemäßen Zustand des Schutzleiters überwacht. Ist dieser durch Fehler der Glaskeramikplatte un terbrochen, dann schaltet das Schaltmittel das Heizelement ab. Damit ist aber der ordnungsgemäße, elektrische Zustand des Kochsystems nicht überwacht, denn insbesondere Isolationsfehler können als gefährliche Zustände des Koch systems nicht festgestellt werden.A ceramic cooking system of the type mentioned at the outset is also known, in which the protective conductor performs several functions, such as DE 198 53 388 A1 shows. The protective conductor can be earthed or it is connected to a Resistance measuring device switched on, the proper condition of the protective conductor is monitored. Is this due to defects in the glass ceramic plate? broken, then the switching means switches off the heating element. But that is the proper electrical condition of the cooking system is not monitored, Because in particular insulation faults can be dangerous conditions for the cook systems cannot be determined.

Wie die CH-690 456 A5 zeigt, sind auch schon Überwachungs-Leiterbahnen pa rallel zu den Heizelement-Leiterbahnen auf der Glaskeramikplatte angeordnet worden. Auch bei diesem bekannten Kochsystem dient die Überwachungs-Lei terbahn der Feststellung eines Bruches oder Risses der Glaskeramikplatte.As the CH-690 456 A5 shows, monitoring interconnects are already pa arranged parallel to the heating element conductor tracks on the glass ceramic plate Service. The monitoring lei also serves in this known cooking system path of detection of a break or crack in the glass ceramic plate.

Es ist Aufgabe der Erfindung, ein Kochsystem der eingangs erwähnten Art so auszubilden, dass das Schaltmittel auch dann die Abschaltung des Heizele mentes übernimmt, wenn die Isolation zwischen Heizelement und Schutzleiter nicht mehr in Ordnung ist.It is an object of the invention, a cooking system of the type mentioned above train that the switching means even then the shutdown of the Heizele mentes takes over when the insulation between heating element and protective conductor is no longer in order.

Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, dass die Glaskeramik platte auf ihrer Unterseite ein aus Dickschicht-Leiterbahnen bestehendes Heiz element trägt, dass in kleinem Abstand zu Abschnitten der Dickschicht-Lei terbahnen des Heizelementes Schutzleiter in direktem Kontakt zur Unterseite der Glaskeramikplatte angeordnet sind, dass die Schutzleiter parallelgeschaltet und über das Schaltmittel mit dem Null-Leiter verbunden sind und dass das Schalt mittel die an den Heizelementen anliegende Heizspannung abschaltet. This object is achieved according to the invention in that the glass ceramic plate on the underside of a heater consisting of thick-film conductor tracks element carries that close to sections of the thick-layer lei tracks of the heating element in direct contact with the underside of the Glass ceramic plate are arranged that the protective conductor and connected in parallel are connected to the neutral conductor via the switching means and that the switching medium switches off the heating voltage applied to the heating elements.

Bei dieser Ausgestaltung können die Schutzleiter kleinflächig ausgebildet und in kleinem Abstand zu den Leiterbahnen des Heizelementes angeordnet werden. Mit der Einbeziehung des Schaltmittels in diesen Überwachungskreis bei Isola tionsfehlern ist eine sichere Abschaltung des Heizelementes vorgenommen und damit gefährliche Zustände am Kochsystem verhindert werden. Der Abstand zwischen den Leiterbahnen des Heizelementes zu den Abschnitten der Schutz leiter soll dabei möglichst klein sein, um eine ausreichende Ansprechsicherheit zu erhalten.With this configuration, the protective conductors can be formed in a small area and in a small distance from the conductor tracks of the heating element. With the inclusion of the switching device in this monitoring circuit at Isola faults is a safe shutdown of the heating element and to prevent dangerous conditions on the cooking system. The distance between the conductor tracks of the heating element to the sections of protection the ladder should be as small as possible to ensure adequate responsiveness to obtain.

Dies wird nach einer Ausgestaltung besonders einfach dadurch erreicht, dass die als Schutzleiterbahnen ausgebildeten Schutzleiter parallel zu den Abschnit ten der Dickschicht-Leiterbahnen des Heizelementes verlaufen und dass die als Schutzleiterbahnen ausgebildeten Schutzleiter ebenfalls als Dickschicht-Lei terbahnen ausgebildet sind. According to one embodiment, this is achieved particularly simply in that the protective conductors designed as protective conductor tracks parallel to the sections th of the thick-film conductor tracks of the heating element and that as Protective conductor tracks trained protective conductors also as a thick layer Lei tracks are formed.

Zur Vereinfachung des Kochsystems mit einer Temperaturüberwachung kann vorgesehen sein, dass die Schutzleiter als Sensorbahnen zur Temperaturmes sung ausgebildet und verwendet sind.To simplify the cooking system with a temperature monitor can be provided that the protective conductors as sensor tracks for temperature measurement solution are trained and used.

Die Erfindung wird anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungs beispiels näher erläutert. Es zeigen:The invention is based on an embodiment shown in the drawing example explained in more detail. Show it:

Fig. 1 die Ansicht auf die Unterseite eines keramischen Kochsystems mit Glaskeramikplatte, die auf ihrer Unterseite eine Isolierschicht mit Dickschicht-Leiterbahnen als Heizelement und auf der Unterseite der Glaskeramikplatte Schutzleiter trägt, und Fig. 1 is a view of the underside of a ceramic cooking system with a glass ceramic plate, which carries on its underside an insulating layer with thick-film conductor tracks as a heating element and protective conductor on the underside of the glass ceramic plate, and

Fig. 2 einen Vertikalschnitt durch das Kochsystem mit elektrischem Ersatzschaltbild. Fig. 2 is a vertical section through the cooking system with an electrical equivalent circuit.

Wie die Fig. 1 zeigt, wird auf der Unterseite 12 einer Glaskeramikplatte 10 eine runde Isolationsschicht 13 aus elektrisch isolierendem Material aufgebracht, die einen hohen elektrischen Widerstand R2 (Fig. 2) darstellt, jedoch gut wärme leitend ist. Die Glaskeramikplatte 10 selbst stellt zwischen ihrer Oberseite 11 und ihrer Unterseite 12 ebenfalls einen elektrischen Widerstand R3 dar, der im Betrieb abnimmt.As shown in FIG. 1, a round insulation layer 13 made of electrically insulating material is applied to the underside 12 of a glass ceramic plate 10 , which represents a high electrical resistance R2 ( FIG. 2) but is good heat conductor. The glass ceramic plate 10 itself also represents an electrical resistance R3 between its top 11 and its bottom 12 , which decreases during operation.

Auf die Unterseite der Isolationsschicht 13 werden als Heizelement 14 ver wendete Dickschicht-Leiterbahnen aus silberhaltigen Legierung aufgebracht. Wie Fig. 1 zeigt, können die Dickschicht-Leiterbahnen des Heizelementes 14 spiralförmig ausgebildet und über die Isolationsschicht 13 verteilt sein. Die Isolationsschicht 13 deckt sich praktisch mit der auf der Oberseite 11 der Glaskeramikplatte 10 gekennzeichneten Kochzone.On the underside of the insulation layer 13 , thick-film conductor tracks made of silver-containing alloy are used as heating element 14 . As shown in FIG. 1, the thick-film conductor tracks of the heating element 14 can be formed spirally and distributed over the insulation layer 13 . The insulation layer 13 practically coincides with the cooking zone marked on the top 11 of the glass ceramic plate 10 .

Parallel und in kleinem Abstand zu den äußeren und inneren Abschnitten der Dickschicht-Leiterbahnen des Heizelementes 14 verlaufen Schutzleiter 15.1, 15.2 und 15.3. Dabei bilden die Windungen der Dickschicht-Leiterbahnen eine Art "Heizspirale". Die Heizspirale ist über die Anschlüsse ansteuer- und bestrombar. Die Schutzleiter 15.1 bis 15.3 sind als Anschlüsse aus dem Bereich der Isolationsschicht 13 herbeigeführt, parallel geschaltet und über ein Schaltmittel 16 am Null-Leiter N der Heizspannung L ausgeschaltet.Protective conductors 15.1 , 15.2 and 15.3 run parallel and at a small distance from the outer and inner sections of the thick-film conductor tracks of the heating element 14 . The turns of the thick-film conductor tracks form a kind of "heating coil". The heating coil can be controlled and energized via the connections. The protective conductors 15.1 to 15.3 are brought out as connections from the area of the insulation layer 13 , connected in parallel and switched off via a switching means 16 on the neutral conductor N of the heating voltage L.

Die Fig. 2 zeigt - ohne Berücksichtigung der tatsächlichen Abmessungen - das elektrische Ersatzschaltbild mit den zugehörigen Widerständen R2, R3 und R4, wobei R3 << R4. Zwischen dem Heizelement 14 und den Schutzleitern 15, 15.1, 15.2, 15.3 liegt der temperaturabhängige Widerstand R1 der Iso lationsschicht 13. Die Isolationsschicht 13 stellt im Fehlerfall im Stromkreis von der Oberseite 11 der Glaskeramikplatte 10 und dem Heizelement HL einen temperaturabhängigen Widerstand R2 dar, während die Glaskeramikplatte 10 selbst einen temperaturabhängigen Widerstand R3 repräsentiert. Figs. 2 shows - without consideration of the actual dimensions - the electrical equivalent circuit diagram with the associated resistors R2, R3 and R4, wherein R3 << R4. Between the heating element 14 and the protective conductors 15 , 15.1 , 15.2 , 15.3 there is the temperature-dependent resistance R1 of the insulation layer 13 . In the event of a fault in the circuit, the insulation layer 13 represents a temperature-dependent resistor R2 from the top 11 of the glass ceramic plate 10 and the heating element HL, while the glass ceramic plate 10 itself represents a temperature-dependent resistor R3.

Das Heizelement 14 und die Schutzleiter 15.1, 15.2 und 15.3 bilden mit dem als Relais ausgebildeten Schaltmittel 16 einen Überwachungsstromkreis, der über den hohen Isolationswiderstand R2 und den temperaturabhängigen Wider stand R4 der Glaskeramikplatte 10 zum Schaltmittel 16 und dem Null-Leiter N führt. Die am Heizelement 14 liegende Heizspannung L kann bei Fehlern in der Isolationsschicht 13 auch in diesem Überwachungsstromkreis wirken, da der Widerstand R2 praktisch mehr oder weniger kurzgeschlossen wird. Das Schaltmittel 16 spricht an und schaltet mit seinem Kontakt 17 die Heizspannung L am Kochsystem ab. Dabei wird die Abschaltung bis zur Behebung des Fehlers auf recht erhalten.The heating element 14 and the protective conductors 15.1 , 15.2 and 15.3 form with the switching means 16 designed as a relay, a monitoring circuit which stood over the high insulation resistance R2 and the temperature-dependent resistance R4 of the glass ceramic plate 10 to the switching means 16 and the neutral conductor N. The heating voltage L on the heating element 14 can also act in this monitoring circuit in the event of faults in the insulation layer 13 , since the resistor R2 is practically more or less short-circuited. The switching means 16 responds and switches off the heating voltage L on the cooking system with its contact 17 . The shutdown is maintained until the error is corrected.

Claims

1. Ceramic cooking system with a glass ceramic plate, which carries on its underside an insulation layer with at least one heating element for direct heating of the glass ceramic plate and a protective conductor, and with a switching means for switching off the heating element, characterized in that
that the glass ceramic plate ( 10 ) carries on its underside a heating element ( 14 ) consisting of thick-film conductor tracks,
that protective conductors ( 15 , 15.1 , 15.2 , 15.3 ) are arranged in direct contact with the underside of the glass ceramic plate ( 10 ) at a small distance from sections of the thick-film conductor tracks of the heating element ( 14 ),
that the protective conductors ( 15 , 15.1 , 15.2 , 15.3 ) are connected in parallel and connected to the neutral conductor (N) via the switching means ( 16 ) and
that the switching means ( 16 ) switches off the heating voltage (L) applied to the heating elements.

2. Cooking system according to claim 1, characterized in that the protective conductors ( 15 , 15.1 , 15.2 , 15.3 ) designed as protective conductor tracks run parallel to the sections of the thick-film conductor tracks of the heating element ( 14 ).

3. Cooking system according to claim 1 or 2, characterized in that the protective conductors ( 15 , 15.1 , 15.2 , 15.3 ) designed as protective conductor tracks are also designed as thick-film conductor tracks.

4. Cooking system according to one of claims 1 to 3, characterized in that the thick-layer conductor tracks of the heating element ( 14 ) and the protective conductor ( 15 , 15.1 , 15.2 , 15.3 ) consist of silver-containing alloys and the screen printing process on the insulation layer ( 13 ) are brought.

5. Cooking system according to one of claims 1 to 4, characterized in that the protective conductors ( 15 , 15.1 , 15.2 , 15.3 ) are designed and used as sensor tracks for temperature measurement.