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Die
Erfindung betrifft einen Träger für eine elektrische
Heizeinrichtung, der aus Isoliermaterial besteht und auf dessen
Oberseite wenigstens ein Heizelement angeordnet ist. Das Heizelement
ist länglich und verläuft in Bahnen auf der Oberseite
des Trägers. Des weiteren betrifft die Erfindung eine elektrische
Heizeinrichtung mit einem solchen Träger sowie ein Verfahren
zur Herstellung einer solchen elektrischen Heizeinrichtung.
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Es
ist beispielsweise aus der
EP
612 197 A1 bekannt, eine elektrische Heizeinrichtung in
Form eines Strahlungsheizkörpers mit einem ähnlichen
Träger auszubilden, bei dem Heizelemente in Form von Bandheizleitern
in Nuten in einer vorgefertigten Bahn auf der Oberseite des Trägers
verlaufen. In bestimmten Abständen sind an den Bahnen die
Seitenwände der Bahnen nachverdichtet und drücken
seitlich gegen die Bandheizleiter, um diese mechanisch zu sichern.
Eine Sicherung gegen Übertemperatur bzw. eine Art Temperatursensor
ist dabei als bekannter Stabregler ausgebildet, der an der einen
Seite des Strahlungsheizkörpers befestigt ist und die Heizelemente übergreift
da er bis zur gegenüber liegenden Seite reicht.
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Aufgabe und Lösung
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen eingangs genannten Träger,
eine elektrische Heizeinrichtung mit einem solchen Träger
sowie ein Verfahren zum Herstellen einer solchen Heizeinrichtung
zu schaffen, mit denen Probleme und Nachteile des Standes der Technik
vermieden werden können und insbesondere auf möglichst
einfache Art und Weise eine Art Temperatursensor bzw. ein Klixon
vorgesehen werden kann.
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Gelöst
wird diese Aufgabe durch einen Träger mit den Merkmalen
des Anspruchs 1, eine elektrische Heizeinrichtung mit den Merkmalen
des Anspruchs 3 sowie Verfahren nach einem der Ansprüche
9 oder 11. Vorteilhafte sowie bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung
sind Gegenstand der weiteren Ansprüche und werden im Folgenden
näher erläutert. Manche der Merkmale werden dabei
nur für eine Ausführung des Trägers,
der Heizeinrichtung oder des Verfahrens beschrieben, sollen jedoch
unabhängig davon auch für die anderen Ausführungen gelten
können. Der Wortlaut der Ansprüche wird durch
ausdrückliche Bezugnahme zum Inhalt der Beschreibung gemacht.
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Gemäß der
Erfindung ist in einem Mittelbereich des Trägers eine Öffnung
vorgesehen, durch die ein sogenannter Klixon bzw. ein thermisch
betätigter Schalter eingebracht bzw. durchgesteckt werden
kann. An der Oberseite steht der Klixon über die Öffnung über,
beispielsweise mit seitlichen Überständen nach
Art von Flügeln, wodurch er nicht hindurch fallen kann.
Dieses Einbringen bzw. Durchstecken des im Folgenden allgemein Klixon
genannten Teils erfolgt vorteilhaft von der Oberseite derart, dass
elektrische Anschlüsse des Klixons über die Unterseite des
Trägers überstehen oder dort erreichbar sind. Durch
Umbiegen der An schlüsse oder Befestigen einer Anschlusseinrichtung
wie beispielsweise einem Stecker oder Befestigen von Anschlusskabeln
odgl. kann ein Zurückbewegen oder Herausfallen des Klixons
zuverlässig verhindert werden. Unter Umständen
ist es dabei noch nicht einmal nötig, dass die elektrischen
Anschlüsse weit über die Unterseite überstehen.
Hier ist auch eine Anbringung von elektrischen Anschlüssen
derart möglich, dass diese die Öffnung im Träger
von der Unterseite so übergreifen, dass ein Zurückbewegen
oder Herausfallen des Klixons nicht möglich ist. In Ausgestaltung
der Erfindung kann auch der Klixon in der umgekehrten Richtung von
unten nach oben eingesteckt werden, und dann werden die genannten
seitlichen Überstände an der Oberseite umgebogen
als Sicherung gegen Herausfallen.
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Diese
Art der Befestigung kann sowohl für ein Klixon als auch
für zwei Klixons gewählt werden, falls für
zwei unterschiedliche Temperaturschaltpunkte zwei solcher Schalter
benötigt werden sollten. Des weiteren kann auch eine Art
Doppel-Klixon auf diese Art und Weise montiert werden, der in einem
Gehäuse zwei Klixons beinhaltet und vier elektrische Anschlüsse
aufweist.
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Ein
vorgenannter Klixon wird für eine Restwärmeanzeige
der Heizeinrichtung verwendet, insbesondere bei Verwendung in einem
Kochfeld. Ein weiterer Klixon kann dazu dienen, als Übertemperatursicherung
eine Temperatur von 175°C auf der Oberseite einer Glaskeramik-Kochfeldplatte
des Kochfeldes nicht zu überschreiten, da derartige Warmhalte-Heizkörper üblicherweise
nicht taktend betrieben werden, sondern nach Einschalten permanent
mit einer gleich bleibenden Leistung betrieben werden.
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Der
Träger besteht besonders vorteilhaft ganz aus Isoliermaterial.
Er kann vorteilhaft nach Art eines flachen Tellers oder einer Scheibe
ausgebildet sein mit einem umlaufenden Rand an der Oberseite. Dieser
Rand kann ein Stück über die Heizelemente bzw.
die für sie vorgesehe nen Bahnen und die Seitenwände
der Bahnen überstehen, beispielsweise wenige Millimeter.
Des weiteren kann ein solcher umlaufender Rand auch über
den auf die Oberseite gesetzten vorbeschriebenen Klixon überstehen,
damit für diese keine extra Vertiefungen hergestellt werden müssen.
Der Rand soll dann an der Unterseite einer Kochfeldplatte anliegen.
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Einerseits
kann die Unterseite des Trägers im Wesentlichen flach ausgebildet
sein. Alternativ dazu kann an seiner Unterseite mindestens ein abstehender
Befestigungsbereich vorgesehen sein, der bevorzugt integral angeformt
ist, also gleichzeitig hergestellt ist, wobei er alternativ auch
nachträglich befestigt werden kann, beispielsweise angeklebt.
Besonders vorteilhaft sind an der Unterseite zwei solcher Befestigungsbereiche
vorgesehen, die insbesondere gleich ausgebildet sind. Ein solcher
Befestigungsbereich steht zumindest über die Unterseite des
Trägers über, möglicherweise auch über
den Seitenrand. Er dient dazu, den Träger bzw. die mit
ihm aufgebaute elektrische Heizeinrichtung beispielsweise als Kochstelle
an einem Kochfeld unter einer Glaskeramik-Kochfeldplatte zu befestigen.
Dazu weist der Befestigungsbereich mindestens eine vorgefertigte Öffnung
auf, in die eine Befestigungsschraube odgl. eingeschraubt werden
kann. Es ist auch möglich, mehrere solcher Öffnungen
vorzusehen, um eine unterschiedliche Positionierung mit Feineinstellung
des Trägers zu ermöglichen.
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In
weiterer Ausgestaltung der Erfindung kann der Träger relativ
dünn ausgebildet sein, beispielsweise etwa 10 mm bis 15
mm dick sein. Die thermische Isolation ist vor allem dann ausreichend gewährleistet,
wenn die fertige Heizeinrichtung keine übermäßige
Temperaturentwicklung bewirkt. Dies ist insbesondere dann der Fall,
wenn die Heizeinrichtung als sogenannter Warmhalte-Heizkörper
ausgebildet ist. Dies bedeutet, dass bei einer Nahrungsmittelzubereitung
keine großen Energieeinträge möglich sind,
sondern eine mit dieser Heizeinrichtung versehene Kochstelle an
einem Kochfeld zum Warmhalten von Töpfen bzw. den Nah rungsmitteln
dient. Dazu kann die Leistung des Heizelements bzw. der Heizeinrichtung
zwischen 100 Watt und 150 Watt betragen, insbesondere mit einer
Leistungsdichte für den Träger von 0,6 W/cm2.
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Anschlüsse
des Heizelements zum elektrischen Anschluss können vorteilhaft
in einem Mittelbereich des Trägers mit Entfernung vom Außenrand so
geführt sein, dass sie von einer Oberseite des Trägers
durch den Träger hindurch zu einer Unterseite reichen und
sind dort gut erreichbar zur elektrischen Kontaktierung bzw. zur
mechanischen Befestigung. Dabei wird die mechanische Befestigung
sozusagen durch den elektrischen Anschluss erreicht. Dies bedeutet
also in einer einfachen Ausführung, dass die Anschlüsse
oder Anschlussenden des Heizelements durch den Träger hindurchgesteckt
sind und an der Unterseite überstehen und dort angeschlossen
werden an eine Zuleitung oder ein Anschlusskabel. Dadurch kann ein
einfacher elektrischer Anschluss erreicht werden, der nicht, wie
bei sonstigen Strahlungsheizkörpern oder ähnlichen
Heizeinrichtungen üblich, zwingend am Rand erfolgen muss,
sondern im Mittelbereich. Des weiteren sind die Anschlüsse durch
das sie umgebende Material des Trägers mechanisch befestigt
bzw. gesichert gegen Bewegungen. Schließlich kann durch
Anbringen der Zuleitungen oder Anschlusskabel verhindert werden,
dass sich die Anschlüsse wieder zurückbewegen
bzw. sich das Heizelement in diesem Bereich von dem Träger löst.
Ein elektrischer Anschluss mitten auf der Unterseite des Trägers
ist auch in vielen Fällen leichter zugänglich
als an einer Außenseite der Heizeinrichtung.
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Vorteilhaft
können Anschlusskabel seitlich bzw. in etwa parallel zur
Unterseite des Trägers an die Anschlüsse der Heizelemente
herangeführt werden und dann mit diesen verbunden werden,
vorzugsweise verschweißt werden. Vor allem wenn die herangeführten
Anschlusskabel die Anschlüsse der Heizelemente derart kreuzen,
dass sie zu deren beiden Seiten über die Öffnung
zum Hindurchstecken der Anschlüsse überstehen
und die Anschlüsse sicher und zuverlässig gegen
ein Zurückbe wegen sichern. Aufgrund der Nachgiebigkeit
des Trägers, zumindest wenn dieser aus einem geeigneten
Isoliermaterial hergestellt ist, können die Anschlüsse
der Heizelemente auch umgebogen werden um mindestens 30° bis
45°, und dann mit den Anschlusskabeln verbunden werden.
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Gemäß einer
weiteren Ausgestaltung der Erfindung verlaufen die Bahnen für
die Heizelemente in dem Träger vertieft und weisen zumindest
abschnittsweise Seitenwände auf, die insbesondere relativ
nah an dem Heizelement verlaufen. Zumindest teilweise sind die Seitenwände
bzw. Bereiche der Seitenwände dazu ausgebildet, die Heizelemente
in den Bahnen gegen Abheben vom Träger zu sichern dadurch,
dass sie derart eingedrückt sind, dass sie sich auch zumindest
auf einer Seite über die Bahn neigen zum Übergreifen
sowohl der Bahn als auch des darin befindlichen Heizelements, um
dieses gegen Abheben vom Träger zu sichern. Somit liegt
bei dieser Ausgestaltung ein halternder Seitenwandbereich nicht
seitlich an dem Heizelement an, sondern übergreift es von
oben. Dabei kann er zwar an dem Heizelement anliegen, es ist jedoch
nicht notwendig. Während durch seitliches Drücken
gegen das Heizelement nur eine kraftschlüssige Halterung
des Heizelements in der Bahn möglich ist, ist durch ein Übergreifen
der Seitenwandbereiche eine formschlüssige Halterung möglich,
die sehr viel besser hält. Dies ist aus der vorgenannten
EP 612 197 A1 bekannt.
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Alternativ
kann das Heizelement in Form von gewendeltem Draht ausgebildet sein,
insbesondere rundgewendelt, und von oben breit gedrückt
werden. So liegt es mit Druck an den Seitenwandbereichen an, was
denselben Halteeffekt bewirkt wie vorbeschrieben. Unter Umständen
ist es auch etwas in die Seitenwandbereiche eingedrückt
zur noch besseren Halterung.
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Diese
und weitere Merkmale gehen außer aus den Ansprüchen
auch aus der Beschreibung und den Zeichnungen hervor, wobei die
einzelnen Merkmale jeweils für sich allein oder zu mehreren
in Form von Unter kombination bei einer Ausführungsform
der Erfindung und auf anderen Gebieten verwirklicht sein und vorteilhafte
sowie für sich schutzfähige Ausführungen
darstellen können, für die hier Schutz beansprucht
wird. Die Unterteilung der Anmeldung in einzelne Abschnitte sowie
Zwischen-Überschriften beschränken die unter diesen
gemachten Aussagen nicht in ihrer Allgemeingültigkeit.
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Kurzbeschreibung der Zeichnungen
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Ausführungsbeispiele
der Erfindung sind in den Zeichnungen schematisch dargestellt und
werden im Folgenden näher beschrieben. In den Zeichnungen
zeigen:
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1 eine
Ansicht von schräg oben auf einen Träger gemäß der
Erfindung ohne weitere Zusatzteile,
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2 eine
Draufsicht auf eine elektrische Heizeinrichtung gemäß der
Erfindung mit einem Träger aus 1 und darin
angeordnetem Heizelement sowie Klixon,
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3 einen
Schnitt durch die Heizeinrichtung aus 2 und
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4 eine
Schrägansicht von unten auf die Unterseite der Heizeinrichtung
aus 3 mit Vergrößerung der Anordnung
und Befestigung eines Klixons.
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Detaillierte Beschreibung
der Ausführungsbeispiele
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In 1 ist
eine Schrägdarstellung von schräg oben auf einen
erfindungsgemäßen Träger 11 dargestellt.
Der teller- oder scheibenartige Träger 11 weist
eine Oberseite 12 und eine Unterseite 13 auf. An
der Oberseite 12 verläuft außen herum
ein leicht erhöhter Rand 14. Der Träger 11 ist
aus geeignetem Material einteilig hergestellt in einem einzigen
Pressvorgang.
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Auf
der Oberseite 12 sind Bahnen 16 eingeformt, die
etwas tiefer gehen als die Hälfte der Dicke des Trägers.
Die Bahnen verlaufen für ein Heizelement mäanderförmig
mit wenigen Windungen und starten und enden in einem Mittelbereich.
Dort ist zumindest ein Loch 17a zu erkennen, welches am
Ende der Bahn 16 durch den Träger 11 hindurch
zu seiner Unterseite 13 führt. Zusätzlich
zu den Löchern 17 für Anschlüsse
der Heizelemente ist eine Öffnung 22 im Mittelbereich
vorgesehen. Durch diese kann, wie nachfolgend noch näher
erläutert, ein Klixon als Temperaturschalter eingesteckt
werden.
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Des
weiteren weisen die Bahnen unterschiedliche Abschnitte als erweiterte
Bereiche 19 auf und Überstände 20 dazwischen.
Die Überstände 20 dienen dazu, nach Einbringen
des Heizelements in die Bahnen verpresst zu werden und sich dann über die
Bahn zu bewegen zum Übergreifen und Festhalten des Heizelements.
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In 2 ist
eine Draufsicht auf eine elektrische Heizeinrichtung 23 dargestellt,
welche aus einem Träger 11 gemäß 1 besteht,
bei dem ein Heizelement 24 in die Bahnen 16 eingelegt
ist. Das Heizelement 24 besteht aus rundgewendeltem Heizdraht,
beispielsweise aus einer FeCrAl-Legierung. Anschlüsse 26a und 26b sind
an Anfang und Ende der Bahnen 16 durch die entsprechenden
Löcher 17a und 17b hindurchgesteckt,
wie dies auch die 3 besser zeigt. Nach dem Einlegen
der Heizelemente 24 in die Bahnen 16 gemäß 2 wird
von oben auf die Überstände 20 Druck
ausgeübt, so dass diese weiter verformt werden und sich
nach innen neigen bzw. nach innen gedrückt werden über
die Bahnen 16 und somit auch über die darin befindlichen
Heizelemente 24. Dabei können sie die Heizelemente 24 beim Übergreifen
berühren, müssen dies jedoch nicht zwangsläufig.
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Ein
Klixon 28 ist von oben in die Öffnung 22 eingesteckt,
vorteilhaft nach dem Einsetzen der Heizelemente 24 und
Verpressen. Dabei ragen seitliche Überstände 30a und
b über die Öffnung 22 über und liegen
auf der Oberseite 12 des Trägers 11 auf.
Sie können unter Umständen auch in entsprechende Vertiefungen
eingedrückt sein, so dass der Klixon 28 nicht über
die Ebene der Oberseite 12 übersteht, also versenkt
ist.
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Nach
dem Schritt des Verpressens bzw. Überbiegens der Überstände 20 und
Einsetzen des Klixons 28 liegt die elektrische Heizeinrichtung 23 in einem
Zustand vor, wie dies 3 im Schnitt zeigt. Es ist zu
erkennen, dass die Überstände 20 über
die Heizelemente 24 ragen, zumindest da wo sie vorgesehen
sind, und diese mechanisch haltern. Des weiteren ist zu erkennen,
wie zumindest der eine Anschluss 26a durch das Loch 17a im
Träger 11 reicht an die Unterseite 13.
Hier ist ein Anschlusskabel 27 an das über die
Unterseite 13 überstehende Ende des Anschlusses 26a herangeführt
und festgeschweißt. So erfolgt nicht nur eine elektrische
Kontaktierung, sondern auch eine mechanische Befestigung des Anschlusses 26a gegen
Zurückbewegen. Das Gleiche erfolgt beim anderen Anschluss 26b. Auch
ein Anschluss 29a des Klixons ist dargestellt und ragt
schräg über die Unterseite 13 über.
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Links
in 3 ist gestrichelt ein abstehender Befestigungsdom 31 dargestellt,
der insbesondere integral an dem Träger 11 angeformt
sein kann als weitere Ausgestaltung der Erfindung. Er weist an einer
Unterseite zwei Befestigungslöcher 32 auf, die dazu
ausgebildet sind, dass übliche Befestigungsschrauben eingreifen
können und sich dabei selber ein Gewinde schneiden. Vorteilhaft
sind zwei derartige Befestigungsdome 31 vorgesehen, insbesondere an
gegenüberliegenden Außenbereichen des Trägers 11.
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In 4 ist
dargestellt, wie ein von der Oberseite 12 her in die Öffnung 22 eingesetzter
Klixon 28 an der Unterseite 13 mit seinen Anschlüssen 29a und 29b nicht
nur für eine elektrische Kontaktierung erreichbar ist,
beispielsweise durch Stecken oder Festschweißen. Es ist
auch zu erkennen, wie die Anschlüsse 29a und b
des Klixons 28 die Unterseite 13 aus der Öffnung 22 heraus überragen
und nach außen aufgebogen sind.
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So
kann eine formschlüssige Halterung des Klixons 28 am
Träger 11 erfolgen, die sehr einfach zu bewerkstelligen
ist und gleichzeitig, beispielsweise zur Reparatur bei Fehlfunktion,
ein Auswechseln des Klixons ohne großen Aufwand ermöglicht.
Alternativ zu einem Befestigen des Klixons 28 durch Aufbiegen der
Anschlüsse 29a und b kann auch ein Anstecken eines
Gruppensteckers oder sonstigen Steckers erfolgen, der dann unten über
die Öffnung 22 übersteht und so eine
Halterung des Klixons bewirkt. An der Oberseite 12 des
Trägers 11 liegt der Klixon 28 mit den Überständen 30 eben
so auf, dass er nicht durch die Öffnung 22 hindurchfallen
kann.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - EP 612197
A1 [0002, 0013]