DE102007018783A1

DE102007018783A1 - Induktionsspulenträgervorrichtung mit einem Kunststoffkörper

Info

Publication number: DE102007018783A1
Application number: DE102007018783A
Authority: DE
Inventors: Jesus Acero Acero; Rafael Alonso Esteban; José Miguel Burdio Pinilla; Alejandro Jesus Ferrer Salillas; Jose-Ramon Garcia Jiminez; Fernando Monterde Aznar; Carmelo Pina Gadea; Julio Rivera Pemán
Original assignee: BSH Bosch und Siemens Hausgeraete GmbH
Current assignee: BSH Hausgeraete GmbH
Priority date: 2006-04-28
Filing date: 2007-04-20
Publication date: 2008-01-10
Also published as: ES2298031B1; ES2298031A1

Abstract

Die Erfindung geht aus von einer Induktionsspulenträgervorrichtung mit einem Kunststoffkörper (10) mit wenigstens einem Haltemittel (12a-12h) zum Halten einer Induktionsspulenanordnung (14) unterhalb einer Kochfläche eines Induktionskochfelds. Um eine kostengünstigere Induktionsspulenträgervorrichtung bereitzustellen, die allen Anforderungen an die im Betrieb in einem Induktionskochfeld auftretenden Belastungen gewachsen ist, wird vorgeschlagen, dass der Kunststoffkörper (10) wenigstens zwei aus Kunststoffen mit unterschiedlicher Temperaturresistenz ausgebildete Bereiche (16a, 16b) aufweist.

Description

Die Erfindung geht aus von einer Induktionsspulenträgervorrichtung mit einem Kunststoffkörper nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 und von einem Verfahren zum Herstellen eines Kunststoffkörpers nach dem Oberbegriff des Anspruchs 8.
Es sind Induktionsspulenträgervorrichtungen mit einem Kunststoffkörper mit wenigstens einem Haltemittel zum Halten einer Induktionsspulenanordnung unterhalb einer Kochfläche eines Induktionskochfelds bekannt. Wegen der hohen Temperaturen, denen der Kunststoffkörper im Betrieb ausgesetzt ist, ist dieser aus kostenintensiven technischen Thermoplasten ausgebildet, die eine hohe Temperaturresistenz bzw. einen hohen Schmelzpunkt haben.
Die Aufgabe der Erfindung besteht insbesondere darin, eine kostengünstigere Induktionsspulenträgervorrichtung bereitzustellen, die allen Anforderungen an die im Betrieb in einem Induktionskochfeld auftretenden Belastungen gewachsen ist.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale der unabhängigen Patentansprüche 1 und 8 gelöst, während vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung den Unteransprüchen entnommen werden können.
Die Erfindung geht aus von einer Induktionsspulenträgervorrichtung mit einem Kunststoffkörper mit wenigstens einem Haltemittel zum Halten einer Induktionsspulenanordnung unterhalb einer Kochfläche eines Induktionskochfelds.
Es wird vorgeschlagen, dass der Kunststoffkörper wenigstens zwei aus unterschiedlichen Kunststoffen mit unterschiedlicher Temperaturresistenz ausgebildete Bereiche aufweist. Dadurch kann die Verwendung teurer Hochleistungskunststoffe auf bestimmte Bereiche eingeschränkt werden, in denen die besonderen Eigenschaften dieser Kunststoffe wirklich gefordert sind. In den übrigen Bereichen können kostengünstigere Kunststoffe mit geringerer Temperaturresistenz eingesetzt werden. Insgesamt können die Herstellungskosten des Kunststoffkörpers reduziert werden, ohne dass die erfindungsgemäße Induktionsspu lenträgervorrichtung den im Betrieb in einem Induktionskochfeld auftretenden Belastungen nicht mehr gewachsen wäre.
Der Begriff „Temperaturresistenz" wird in diesem Zusammenhang je nach der Art des Kunststoffs synonym mit „Schmelzpunkt" oder mit „Glasübergangstemperatur" verwendet. Als kostengünstige Materialien mit geringerer Temperaturresistenz kommen beispielsweise Polyamid (PA) oder Polybutylenterephtalat (PBT) in Betracht, während als Materialien mit hoher Temperaturresistenz beispielsweise Polyphenylensulfid (PPS) mit oder ohne Glasfaserverstärkung und/oder Polyetheretherketon (PEEK) zum Einsatz kommen können. Weitere Beispiele für Hochleistungskunststoffe sind POM oder PET. Als Kunststoffe mit hoher Temperaturresistenz sollen in diesem Zusammenhang insbesondere solche Kunststoffe bezeichnet werden, die zumindest kurzzeitig Temperaturen oberhalb 200°C-250°C ausgesetzt werden können, ohne dass dies unter Berücksichtigung der Gewichtskraft der Induktionsspulenanordnung zu einer bleibenden Deformation führt.
In einer Weiterbildung der Erfindung wird vorgeschlagen, dass der Kunststoffkörper als Mehrkomponenten-Spritzgussteil aus den wenigstens zwei unterschiedlichen Kunststoffen gebildet ist. Durch die Herstellung im Mehrkomponenten-Spritzgussverfahren kann auf unterschiedliche Formen und weitere Arbeitsschritte verzichtet werden und es können weitere Kosteneinsparungspotenziale realisiert werden. Obwohl prinzipiell auch Techniken mit mehr als zwei verschiedenen Kunststoffen in Betracht kommen, können die Vorteile der Erfindung bei vergleichsweise geringem Aufwand zumindest weitgehend ausgeschöpft werden, wenn ein Zweikomponenten-Spritzgussverfahren zum Einsatz kommt.
Da in Bereichen, in denen die Induktionsspulenanordnung zur Anlage kommt, besonders hohe Temperaturen auftreten, kann die Temperaturresistenz des gesamten Bauteils insbesondere dadurch sichergestellt werden, dass das Haltemittel einem Bereich mit höherer Temperaturresistenz zugeordnet ist.
Ein wärmeisolierender Abstand zwischen der Induktionsanordnung und dem Kunststoffkörper kann konstruktiv einfach erreicht werden, wenn Haltemittel als aus dem Kunststoffkörper hervorspringende Stütze ausgebildet sind. Dadurch kann insbesondere die Temperaturbelastung von Bereichen aus weniger temperaturresistentem Kunststoff im Vergleich zu anderen Lösungen deutlich reduziert werden.
Eine Abschirmung der elektromagnetischen Strahlung der Spulenanordnung kann erreicht werden, wenn das Haltemittel zum Tragen eines metallischen Abschirmblechs der Induktionsspulenanordnung vorgesehen ist. Besonders kostengünstig kann das Abschirmblech aus Aluminium ausgebildet sein, wobei dadurch zudem wegen der guten Wärmeleitfähigkeit dieses Materials eine effektive Kühlung der auf dem Abschirmblech oder oberhalb des Abschirmblechs angeordneten Induktionsspulen erreicht werden kann.
Wenn alle Bereiche des Kunststoffkörpers, die im montierten Zustand in Kontakt mit dem Abschirmblech stehen, aus einem Kunststoff bestehen, der im Vergleich zu einem Hauptteil des Kunststoffkörpers eine hohe Temperaturresistenz aufweist, kann vermieden werden, dass der Kunststoffkörper in einem solchen Bereich schmilzt, wenn sich das Abschirmblech im Betrieb erhitzt.
Ein Schmelzen im Bereich eines zur Leitung des hochfrequenten Versorgungsstroms für die Induktionsspulen vorgesehenen Litzedrahts kann vermieden werden, wenn ein mit im Vergleich zu einem Hauptteil des Kunststoffkörpers aus einem Kunststoff mit hoher Temperaturresistenz ausgebildeter Bereich des Kunststoffkörpers zum Tragen des Litzedrahts vorgesehen ist. Der Litzedraht kann konstruktiv besonders einfach auf den Bereich aufgepresst werden.
Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Herstellen eines Kunststoffkörpers mit wenigstens einem Haltemittel zum Halten einer Induktionsspulenanordnung unterhalb einer Kochfläche eines Induktionskochfelds.
Es wird vorgeschlagen, dass der Kunststoffkörper in einem Mehrkomponenten-Spritzgussverfahren mit wenigstens zwei unterschiedlichen Kunststoffen mit unterschiedlicher Temperaturresistenz hergestellt wird. Dadurch kann die Verwendung teurer Hochleistungskunststoffe auf bestimmte Bereiche eingeschränkt werden, in denen die besonderen Eigenschaften dieser Kunststoffe wirklich gefordert sind. In den übrigen Bereichen können kostengünstigere Kunststoffe mit geringerer Temperaturresistenz eingesetzt werden. Insgesamt können die Herstellungskosten des Kunststoffkörpers reduziert werden, ohne dass die erfindungsgemäße Induktionsspulenträgervorrichtung den im Betrieb in einem Induktionskochfeld auftretenden Belastungen nicht mehr gewachsen wäre. Wie bereits im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Induktionsspulenträgervorrichtung erwähnt, können die Vorteile der Erfindung bei vergleichsweise geringem Aufwand zumindest weitgehend ausgeschöpft werden, wenn ein Zweikomponenten-Spritzgussverfahren zum Einsatz kommt, obwohl prinzipiell auch Techniken mit mehr als zwei verschiedenen Kunststoffen in Betracht kommen.
Weitere Vorteile ergeben sich aus der folgenden Zeichnungsbeschreibung. In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. Die Zeichnung, die Beschreibung und die Ansprüche enthalten zahlreiche Merkmale in Kombination. Der Fachmann wird die Merkmale zweckmäßigerweise auch einzeln betrachten und zu sinnvollen weiteren Kombinationen zusammenfassen.
Es zeigen:
1 einen Kunststoffkörper einer Induktionsspulenträgervorrichtung mit einem Abschirmblech und mit zwei Induktionsspulen in einer Explosionsdarstellung,
2 den Kunststoffkörper aus 1 mit einer Induktionsspulenanordnung, die das Abschirmblech und die Induktionsspulen aus 1 umfasst und
3 eine schematische Darstellung zu einem Verfahren zum Herstellen eines Kunststoffkörpers.
1 zeigt unter anderem eine Induktionsspulenträgervorrichtung mit einem Kunststoffkörper 10 mit einer Mehrzahl von Haltemitteln 12a-12h zum Halten einer Induktionsspulenanordnung 14 unterhalb einer Kochfläche eines Induktionskochfelds. Zur Montage des Induktionskochfelds wird der Kunststoffkörper 10 gemeinsam mit einer Glaskeramikplatte, die die Induktionsspulenanordnung 14 bedeckt, mit einem hier nicht explizit dargestellten Rahmen verbunden.
Der Kunststoffkörper 10 weist mehrere aus unterschiedlichen Kunststoffen mit unterschiedlicher Temperaturresistenz ausgebildete Bereiche 16a, 16b auf. Als Materialien mit geringerer Temperaturresistenz kommen beispielsweise Polyamid (PA) oder Polybutylenterephtalat (PBT) in Betracht, während als Materialien mit hoher Temperaturresistenz bei spielsweise Polyphenylensulfid (PPS) mit oder ohne Glasfaserverstärkung und/oder Polyetheretherketon (PEEK) zum Einsatz kommen können. Weitere einsetzbare Hochleistungskunststoffe sind POM oder PET.
Der Kunststoffkörper 10 ist als Zweikomponenten-Spritzgussteil aus den zwei unterschiedlichen Kunststoffen gebildet, und zwar in einem weiter unten genauer beschriebenen Zweikomponenten-Spritzgussverfahren.
Die insgesamt acht Haltemittel 12a-12h bilden zwei Gruppen von vier Haltemitteln 12a-12h, die jeweils an den vier Ecken von zwei im Wesentlichen rechteckigen Heizspiralenzonen 18a, 18b angeordnet sind.
Jedes der Haltemittel 12a-12h ist in dem Sinne einem Bereich 16a mit höherer Temperaturresistenz zugeordnet, dass das Haltemittel 12a-12h selbst aus einem Hochleistungskunststoff, beispielsweise PEEK, gebildet ist, während die das Haltemittel 12a-12h umgebenden Bereiche 16b des Kunststoffkörpers 10 aus einem kostengünstigeren Kunststoff mit geringerer Temperaturresistenz gebildet sind (vgl. 3).
Jedes der Haltemittel 12a-12h ist als aus dem Kunststoffkörper 10 hervorspringende, säulenartige Stütze ausgebildet und umfasst einen zylindrischen Basisbereich 20, dessen Kante eine Auflage für ein Abschirmblech 22 bildet (3) und einen zentralen, hohlen, röhrenartigen Stift 24, der in der Montagekonfiguration eine Öffnung im Abschirmblech 22 durchgreift.
Durch den Basisbereich 20 und den Stift 24, in den eine Schraube eingeschraubt werden kann, ist das Haltemittel 12a-12h zum Tragen des metallischen Abschirmblechs 22 der Induktionsspulenanordnung 14, die neben dem Abschirmblech 22 zwei Induktionsspulen 26a, 26b aufweist, vorgesehen. Die Induktionsspulenträgervorrichtung ist zum Tragen von zwei gleichartigen Induktionsspulenanordnungen 14 mit jeweils zwei unterschiedlich dimensionierten Induktionsspulen 26a, 26b vorgesehen, so dass das Induktionskochfeld insgesamt vier Kochplatten mit jeweils einer Induktionsspule 26a, 26b umfasst.
2 zeigt das Induktionskochfeld in einem teilweise vormontierten Zustand. Dadurch, dass das Abschirmblech 22 ausschließlich auf den Basisbereichen 20 der Haltemittel 12a- 12h aufliegt, bestehen alle Bereiche 16a des Kunststoffkörpers 10, die im montierten Zustand in Kontakt mit dem Abschirmblech 22 stehen, aus einem Kunststoff, der im Vergleich zu einem Hauptteil des Kunststoffkörpers 10 eine hohe Temperaturresistenz aufweist.
Neben den acht Haltemitteln 12a-12h zum Halten der Induktionsspulenanordnungen 14 weist der Kunststoffkörper 10 noch weitere Löcher und Vorsprünge auf, auf welche weitere Elektronikbauteile aufgesteckt oder aufgeclipst werden können bzw. mit denen solche Bauteile verschraubt werden können. Eine Öffnung 28 im unteren Boden des Kunststoffkörpers 10 dient zum Ansaugen bzw. Ausblasen von Kühlluft durch einen hier nicht dargestellten Lüfter, der gewährleistet, dass die Temperatur in den Bereichen 16b mit geringerer Temperaturresistenz innerhalb der zulässigen Grenzen bleibt.
Ein weiterer, hier nicht explizit dargestellter, aus dem Kunststoff mit hoher Temperaturresistenz ausgebildeter Bereich des Kunststoffkörpers 10 ist zum Tragen eines Litzedrahts vorgesehen, der bei der Montage einfach in die Heizspiralzonen eingepresst wird.
3 zeigt schematisch ein Verfahren zum Herstellen des Kunststoffkörpers 10 mit den Haltemitteln 12a-12h zum Halten einer Induktionsspulenanordnung 14 unterhalb einer Kochfläche eines Induktionskochfelds.
Der Kunststoffkörper 10 wird in einem Mehrkomponenten-Spritzgussverfahren mit wenigstens zwei unterschiedlichen Kunststoffen mit unterschiedlicher Temperaturresistenz hergestellt, wobei die beiden unterschiedlichen Kunststoffe durch mehrere Düsen 32 in die gleiche Spritzgussform 30 eingespritzt werden.

10: Kunststoffkörper
12: Haltemittel
14: Induktionsspulenanordnung
16: Bereich
18: Heizspiralenzone
20: Basisbereich
22: Abschirmblech
24: Stift
26: Induktionsspule
28: Öffnung
30: Spritzgussform
32: Düse

Claims

Induktionsspulenträgervorrichtung mit einem Kunststoffkörper (10) mit wenigstens einem Haltemittel (12a-12h) zum Halten einer Induktionsspulenanordnung (14) unterhalb einer Kochfläche eines Induktionskochfelds, dadurch gekennzeichnet, dass der Kunststoffkörper (10) wenigstens zwei aus Kunststoffen mit unterschiedlicher Temperaturresistenz ausgebildete Bereiche (16a, 16b) aufweist.
Induktionsspulenträgervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Kunststoffkörper (10) als Mehrkomponenten-Spritzgussteil aus den wenigstens zwei unterschiedlichen Kunststoffen gebildet ist.
Induktionsspulenträgervorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Haltemittel (12a-12h) einem Bereich (16a) mit höherer Temperaturresistenz zugeordnet ist.
Induktionsspulenträgervorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Haltemittel (12a-12h) als aus dem Kunststoffkörper (10) hervorspringende Stütze ausgebildet ist.
Induktionsspulenträgervorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Haltemittel (12a-12h) zum Tragen eines metallischen Abschirmblechs (22) der Induktionsspulenanordnung (14) vorgesehen ist.
Induktionsspulenträgervorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass alle Bereiche (16a, 16b) des Kunststoffkörpers (10), die im montierten Zustand in Kontakt mit dem Abschirmblech (22) stehen, aus einem Kunststoff bestehen, der im Vergleich zu einem Hauptteil des Kunststoffkörpers (10) eine hohe Temperaturresistenz aufweist.
Induktionsspulenträgervorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein mit im Vergleich zu einem Hauptteil des Kunststoffkörpers (10) aus einem Kunststoff mit hoher Temperaturresistenz ausgebildeter Bereich des Kunststoffkörpers (10) zum Tragen eines Litzedrahts vorgesehen ist.
Verfahren zum Herstellen eines Kunststoffkörpers (10) mit wenigstens einem Haltemittel (12a-12h) zum Halten einer Induktionsspulenanordnung (14) unterhalb einer Kochfläche eines Induktionskochfelds, dadurch gekennzeichnet, dass der Kunststoffkörper (10) in einem Mehrkomponenten-Spritzgussverfahren mit wenigstens zwei unterschiedlichen Kunststoffen mit unterschiedlicher Temperaturresistenz hergestellt wird.