DE10225063B4

DE10225063B4 - Cooking appliance with modular heating elements

Info

Publication number: DE10225063B4
Application number: DE2002125063
Authority: DE
Inventors: Stefan Wagner; Frédéric Renaud; Pascal Gluck
Original assignee: Rational AG; Frima SA
Current assignee: Rational International AG; Rational AG
Priority date: 2002-06-06
Filing date: 2002-06-06
Publication date: 2006-03-09
Anticipated expiration: 2022-06-07
Also published as: EP1369067A2; EP1369067A3; DE10225063A1

Abstract

Gargerät, umfassend einen Garbehälter, an den eine Vielzahl von Heizelementen (1, 1') lösbar befestigt ist, wobei jedes Heizelement (1, 1') mit einer im wesentlichen starren und ebenen Heizfläche (2) zum Beheizen einer Garbehälterwand vorgesehen ist, über ein Befestigungsmittel (4, 4', 5, 5') im wesentlichen im Zentrum des Heizelements (1, 1') zum lösbaren Befestigen an der Garbehälterwand angebracht ist und über eine Regel- und/oder Steuereinrichtung in seiner Heizleistung in Abhängigkeit von einer Temperatur, einer Feuchte, des Bräunungsgrades eines Garguts, des Gewichts eines Garguts, der Größe eines Garguts und/oder einer Gargutart regelbar und/oder steuerbar ist.Cooking appliance, comprising a cooking tray, to which a plurality of heating elements (1, 1 ') is releasably secured, each one Heating element (1, 1 ') with a substantially rigid and planar heating surface (2) for heating a cooking container wall is provided over a fastening means (4, 4 ', 5, 5') substantially in the center of Heating element (1, 1 ') for releasable Attach to the cooking container wall is attached and over a control and / or control device in its heating power in dependence a temperature, a humidity, the degree of browning of a food, the weight of a food, the size of a food and / or one Gargutart regulated and / or controllable.

Description

Die Erfindung betrifft ein Gargerät, umfassend einen Garbehälter, mit modularen Heizelementen.The Invention relates to a cooking appliance, comprising a cooking container, with modular heating elements.

Bei der Beheizung von Garbehälterwänden wird versucht, um einen möglichst gleichmäßigen und optimalen Wärmeeintrag in den Garbehälter und somit in das zu garende Gargut zu erzielen, eine möglichst dichte Anlage eines Heizelementes an eine Garbehälterwand zu realisieren.at the heating of cooking container walls trying to get one as possible uniform and optimal heat input in the cooking container and thus to achieve in the food to be cooked, one possible To realize dense installation of a heating element to a Garbehälterwand.

So ist zum Beispiel aus der WO 85/05528 eine Heizvorrichtung für Großküchen bekannt, bei der zum Beheizen eines Garbehälters, insbesondere eines Kochtopfes oder einer Grillplatte, eine elektrisch leitende Heizfolie mittels einer Schicht, bestehend aus einem vulkanisierbaren Gummimaterial, fest an die Außenflächen der Garbehälter anvulkanisiert ist.So For example, WO 85/05528 discloses a heating device for large kitchens, in the case of heating a cooking container, in particular a saucepan or a grill plate, an electrically conductive heating foil means a layer consisting of a vulcanizable rubber material, solid to the outer surfaces of the cooking containers is vulcanized.

Aus der US 3,869,596 ist ein gattungsgemäßes Heizelement für ein Gargerät und ein Verfahren zu dessen Herstellung bekannt, bei dem im wesentlichen eine elektrisch leitende Heizfolie auf eine dielektrische Schicht und anschließend vermittels eines adhäsiven Materials, wie z.B. einem Duroplast, mit dem Gargerät verklebt wird. Der thermische Ausdehnungskoeffizient des Gargerätes und der elektrischen Heizfolie werden einander angepaßt, wobei zusätzlich das adhäsive Material nach der Aushärtung elastisch bleiben soll.From the US 3,869,596 a generic heating element for a cooking appliance and a method for its production is known in which substantially an electrically conductive heating foil is bonded to a dielectric layer and then by means of an adhesive material, such as a thermoset, with the cooking appliance. The thermal expansion coefficient of the cooking appliance and the electric heating foil are adapted to each other, in which case the adhesive material should remain elastic after curing.

Nachteilig bei dem oben beschriebenen Stand der Technik ist, daß man zwar über eine Anvulkanisation bzw. ein Verkleben von elektrisch leitenden Heizfolien, die zudem noch mit ihren thermischen Ausdehnungskoeffizienten an die jeweiligen Garbehälter angepaßt werden, versucht, einen optimalen thermischen Wärmeleitkontakt herzustellen, ohne daß dieser jedoch für gewöhnlich von Dauer ist. Dies ist auf materialermüdende Eigenschaften der verwendeten Kunststoffe zurückzuführen, wobei bei häufiger Verwendung eines Gargerätes mit Heizzyklen, bei denen Temperaturdifferenzen von über 100 Grad Celsius auftreten, die Materialermüdung sich in einem Sprödewerden bzw. Ablösen der Bondschicht, d.h der Vulkanisations- oder Klebeschicht, bemerkbar macht. Dies setzt den Wärmeeintrag an den von dem Sprödewerden bzw. Ablösen betroffenen Stellen herabgesetzt, was wiederum eine überdurchschnittliche Erwärmung der umliegenden Zonen der Bondschicht verursacht. Dies führt zu einer stärkeren Materialbeanspruchung und einen erhöhten Materialverschleiß, so daß sich in absehbarer Zeit ein Austausch der kompletten Heizschicht empfiehlt.adversely in the above-described prior art is that although you have a Scorching or gluing of electrically conductive heating foils, in addition to their thermal expansion coefficient the respective cooking containers customized be tried to produce an optimal thermal Wärmeleitkontakt, without that this however for usually is permanent. This is due to material-fatiguing properties of the used Attributed to plastics, wherein at more frequent Use of a cooking appliance with heating cycles where temperature differences of over 100 degrees Celsius occur, the material fatigue in a SprödWerden or detachment the bonding layer, i.e. the vulcanization or adhesive layer, makes noticeable. This sets the heat input at the of the Sprödewerden or detachment affected areas, which in turn is above average warming caused the surrounding zones of the bonding layer. This leads to a stronger Material stress and increased material wear, so that in For the foreseeable future it is advisable to replace the complete heating layer.

Aus der GB 2 029 679 A ist eine elektrische Frittierpfanne bekannt, die einen Garbehälter und eine Heizplatte aus Aluminium mit einem elektrischen Heizelement umfasst, die mit dem Boden des Garbehälters mit einer Schraube befestigt ist. Das Heizelement kann entweder in einer Ausparung sein oder in die Heizplatte eingebrannt werden.From the GB 2 029 679 A For example, an electric frying pan is known which comprises a cooking container and an aluminum heating plate with an electric heating element fixed to the bottom of the cooking container with a screw. The heating element can either be in a recess or be burned into the heating plate.

Aus der DE 37 178 45 A1 und der DE 40 28 354 A1 sind elektrische Heizeinrichtungen bekannt, insbesondere für eine Kaffeemaschinen, die eine Heizplatte mit einem Bolzen aufweisen, über den eine Keramikplatte mit einem Widerstandskreis zum Heizen befestigt ist.From the DE 37 178 45 A1 and the DE 40 28 354 A1 are known electric heaters, in particular for a coffee machines, which have a heating plate with a bolt, via which a ceramic plate is fixed with a resistance circuit for heating.

In der DE 297 14 770 U1 wird eine Heizeinrichtung für ein Elektrogerät zum Erwärmen einer Flüssigkeit offenbart. Diese soll einfach zu montieren sein und einen geringen Bauraum benötigen.In the DE 297 14 770 U1 discloses a heater for an electric appliance for heating a liquid. This should be easy to install and require a small amount of space.

Aus der DE 91 068 49 U1 ist eine Keramikplatte eines Elektroherdes bekannt, wobei unter der Keramikplatte eine Vielzahl von Heizelementen in Zeilen und Spalten angeordnet sind. Diese Heizelemente haben eine achteckigen Form, und sind über eine Steckkupplung auf einer Leiterplatte befestigt. Die Heizelemente stehen nicht in direkten Kontakt mit der Heizfläche.From the DE 91 068 49 U1 a ceramic plate of an electric range is known, wherein a plurality of heating elements in rows and columns are arranged under the ceramic plate. These heating elements have an octagonal shape, and are attached via a plug-in coupling on a printed circuit board. The heating elements are not in direct contact with the heating surface.

Nachteilig an diesem beschriebenen Stand der Technik ist, daß sich lokale thermische Verziehungen negativ auf den Wärmeertrag auswirken, da dann kein direkter Kontakt zwischen dem Heizelement und dem Gargutbehälter besteht, insbesondere bei größeren Gargutbehältern.adversely In this described prior art is that local Thermal distortion negatively affect the heat yield, because then there is no direct contact between the heating element and the food container, especially with larger food containers.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein Gargerät zu liefern, das einfach aufgebaut ist, robust gegen Alterungsprozesse ist und bei großflächigen Gargeräten unterschiedlichen thermischen Ausdehnungskoeffizienten Rechnung trägt. Dabei soll auch ein größtmöglicher Wärmeeintrag in einen Garbehälter ermöglicht werden.task The present invention is therefore to provide a cooking appliance, that is simple, durable and is resistant to aging processes different for large cooking appliances thermal expansion coefficient takes into account. It should also a maximum possible heat input in a cooking container allows become.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.These The object is achieved by the Characteristics of claim 1 solved.

Die Unteransprüche 2 bis 7 beschreiben vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung.The under claims 2 to 7 describe advantageous embodiments of the invention.

Der Erfindung liegt somit die Erkenntnis zugrunde, daß durch die Ausgestaltung eines starren Heizelementes mit Befestigungsmitteln in dessen Zentrum, also geometrischem Mittelpunkt, eine feste Verbindung mit einer Garbehälterwand erzielt werden kann, so daß auch bei großflächigen Garbehältern durch einen modularen Aufbau, d.h. einer Anordnung einer Vielzahl von benachbarten, lösbar befestigbaren Heizelementen an einem Garbehälter, eine ganzflächige Bedeckung mit einem hinreichend hohen Heizeintrag erzielbar ist. Verspannungen durch unterschiedliche thermische Expansionen der Heizelemente einerseits und des Garbehälter andererseits werden dabei dadurch vermieden, daß nicht ein Heizelement in Einem an die zu beheizende Garbehälterwand angeformt ist, sondern eine Vielzahl von entkoppelten Einzelheizelementen lösbar angebracht ist. Diese Entkopplung ermöglicht, daß sich z.B. eine großflächige Garbehälterwand lokal thermisch verziehen kann, und trotzdem ein ausreichender Wärmeleitkontakt zwischen der Gesamtheit der Heizelemente und der Garbehälterwand sichergestellt ist.The invention is therefore based on the finding that by the design of a rigid heating element with fastening means in the center, ie geometric center, a solid connection with a Garbehälterwand can be achieved, so that even with large-scale cooking containers by a modular design, ie an arrangement of a Variety of adjacent, detachable befes tigbaren heating elements on a cooking tray, a full-area coverage with a sufficiently high heat input can be achieved. Tensions due to different thermal expansions of the heating elements on the one hand and the cooking container on the other hand are thereby avoided that not a heating element is integrally formed in one to the heated cooking container wall, but a plurality of decoupled heating elements is releasably attached. This decoupling allows that, for example, a large-scale Garbehälterwand can distort locally thermally, and yet a sufficient Wärmeleitkontakt between the entirety of the heating elements and the Garbehälterwand is ensured.

Besonders vorteilhaft ist es erfindungsgemäß, wenn die Heizelemente jeweils in Form eines Sechsecks ausgebildet sind. Zum einen ist dann eine lückenlose Bedeckung einer Garbehälterwand bis auf die peripheren Randgebiete gegeben, und zum anderen ist aufgrund des Anpressdruckgradienten, bedingt durch die zentrale Befestigung, ein guter Wärmeleitkontakt über die gesamte Heizfläche mit der Garbehälterwand gegeben. Bei einer lückenlosen Bedeckung mit bspw. dreieckförmigen bzw. quadratischen Heizflächen kann hingegen, in den Ecken der Anpressdruck geringer sein, was ein Ablösen durch thermische Verformung fördert. Die Ausbildung der Heizelemente jeweils in Form eines Sechsecks/Hexagons sorgt daher für einen gleichförmigen Energieeintrag in den Garbehälter und somit in das Gargut.Especially It is advantageous according to the invention, if the heating elements are each formed in the shape of a hexagon. For one, then is a gapless Covering a cooking container wall given to the peripheral fringes, and to another due to the contact pressure gradient caused by the central Attachment, a good Wärmeleitkontakt over the entire heating surface with the cooking container wall given. In a gapless Covering with, for example, triangular or square heating surfaces On the other hand, in the corners of the contact pressure can be lower, which a peeling through promotes thermal deformation. The formation of the heating elements each in the form of a hexagon / hexagon therefore ensures a uniform energy input in the cooking container and thus in the food.

Zudem zeichnet sich das Heizelement durch eine einfache Montage aus, so daß bei etwaigem Betriebsausfall ein leichtes und schnelles Auswechseln eines beschädigten Heizelementes ermöglicht wird.moreover the heating element is characterized by a simple assembly, so that at a possible quick and easy replacement of a damaged Heating element allows becomes.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachstehenden Beschreibung, in der Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand von schematischen Zeichnungen im einzelnen erläutert werden. Dabei zeigt:Further Features and advantages of the invention will become apparent from the following Description, in the embodiments the invention with reference to schematic drawings in detail explained become. Showing:

1 eine Draufsicht auf eine erste Ausführungsform eines Heizelementes eines erfindungsgemäßen Gargeräts; 1 a plan view of a first embodiment of a heating element of a cooking appliance according to the invention;

2 eine perspektivische Ansicht einer Anordnung einer Vielzahl von Heizelementen einer zweiten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Gargeräts; und 2 a perspective view of an arrangement of a plurality of heating elements of a second embodiment of a cooking appliance according to the invention; and

3 eine Draufsicht auf einen Teil der Anordnung der 2, wobei ein Heizelement mit elektrischen Anschlüssen dargestellt ist. 3 a plan view of a part of the arrangement of 2 , wherein a heating element is shown with electrical connections.

Wie in 1 dargestellt, weist ein Heizelement 1 für ein nicht dargestelltes erfindungsgemäßes Gargerät bspw. eine viereckige starre sowie ebene Heizfläche 2 in Form einer Wärmeleitplatte auf, auf der die eigentliche Heizung 3, z.B. als kreisförmige Folien-, Dickschicht- oder Drahtheizung ausgeführt, angeordnet ist. Die viereckige Ausgestaltung der Heizfläche 2 ermöglicht dabei einen einfachen, kachelartig angeordneten Aufbau von Heizelementen auch zum Beheizen eines großvolumigen Gargeräts (nicht gezeigt). Solch eine Anordnung von Heizelementen weist eine Reihe von Vorteilen auf, so können zumeist auftretende thermische Verformungen eines Gargerätes bei großer Dimensionierung desselben und eine damit einhergehend Verschlechterung der Kontaktfläche reduziert werden. In der Mitte der Heizfläche 2 ist eine Bohrung 4 vorgesehen zur Aufnahme einer Befestigungseinrichtung, wie z.B. in Form eines Gewindebolzens oder einer Schraube (nicht dargestellt), mit der die Heizfläche 2 an eine Wand, bspw. einen zu beheizenden Gargeräteboden angebracht werden kann. Zudem weist die Heizung 3 eine mittige Öffnung 5 auf, deren Innenumfang größer bemaßt als der Innenumfang der Bohrung 4 in der Heizfläche 2 ist, so daß auf der Heizfläche 2 ein gewisser Bereich von der Heizung 3 zur Aufnahme einer Schraubenmutter, eines Sechskantkopfes einer Schraube oder dergleichen (nicht dargestellt) unbedeckt bleibt, um eine feste Verschraubung des Heizelementes 1 mit dem Gargerätes sicherzustellen.As in 1 shown, has a heating element 1 for a not shown inventive cooking appliance eg. A square rigid and even heating surface 2 in the form of a heat conduction plate, on which the actual heater 3 , For example, designed as a circular film, thick-film or wire heating, is arranged. The quadrangular design of the heating surface 2 allows a simple, tiled arranged construction of heating elements for heating a large-volume cooking appliance (not shown). Such an arrangement of heating elements has a number of advantages, so that mostly occurring thermal deformations of a cooking appliance can be reduced with great dimensioning thereof and a concomitant deterioration of the contact area. In the middle of the heating surface 2 is a hole 4 provided for receiving a fastening device, such as in the form of a threaded bolt or a screw (not shown), with the heating surface 2 can be attached to a wall, for example. To be heated Gargeräteboden. In addition, the heater has 3 a central opening 5 on, whose inner circumference dimensioned larger than the inner circumference of the bore 4 in the heating area 2 is so on the heating surface 2 a certain area from the heater 3 for receiving a nut, a hexagonal head of a screw or the like (not shown) remains uncovered to a fixed screwing of the heating element 1 with the cooking appliance.

Die 2 und 3 zeigen eine Anordnung von Heizelementen 1' einer zweiten Ausführungsform an einem Garbehälterboden 10', wobei die Heizelemente 1' jeweils in Form eines Hexagons ausgebildet sind, so daß insgesamt eine wabenähnliche Struktur resultiert. Die einzelnen Heizelemente 1' sind mittels Gewindebolzen 4' und Schraubenmuttern 5' an dem Garbehälterboden 10' befestigt. Die Heizelemente 1' umfassen wieder jeweils eine Heizung und eine Heizfläche, die jedoch der Übersichtlichkeit wegen nicht dargestellt sind. Hingegen sind in 3 für ein Heizelement 1' elektrische Anschlüsse 6' für elektrische Zuleitungen 7' abgebildet. Die elektrischen Anschlüsse 6' sind teilweise durch eine gebogen ausgeführte Trennwand 8' voneinander isoliert.The 2 and 3 show an arrangement of heating elements 1' a second embodiment of a cooking tray bottom 10 ' , where the heating elements 1' are each formed in the form of a hexagon, so that overall a honeycomb-like structure results. The individual heating elements 1' are by means of threaded bolts 4 ' and nuts 5 ' on the cooking tray bottom 10 ' attached. The heating elements 1' again each comprise a heater and a heating surface, which, however, are not shown for the sake of clarity. On the other hand are in 3 for a heating element 1' electrical connections 6 ' for electrical supply lines 7 ' displayed. The electrical connections 6 ' are partly due to a curved partition 8th' isolated from each other.

Die Ausgestaltung der Heizelemente 1' als Hexagone ermöglicht eine spaltlose Aneinanderfügung der einzelnen Heizelemente 1', so daß ein gleichförmiger Wärmeeintrag in den Garbehälter durch eine bis auf einen peripheren Bereich lückenlose Abdeckung des Garbehälterbodens 10' geliefert wird. Der Anpressdruck der Verschraubung 4',5' bewirkt ein radial abfallendes Druckgradientenprofil, das die Pressung eines jeden Heizelementes 1' gegen den Garbehälterboden 10' bestimmt. Dies sorgt an den Stellen mit hinreichendem Anpressdruck für einen optimalen Wärmetransfer von der Heizung über die Heizfläche jedes Heizelements 1' in den Garbehälterboden 10'. Hierdurch kann auch bei sehr hoher Heizleistung einem Wärmestau innerhalb des Heizelementes 1', insbesondere an dessen Ecken, die einen geringeren Anpreßdruck aufweisen, entgegengewirkt werden, so daß eine Materialschädigung durch Überhitzung vermieden wird.The design of the heating elements 1' as hexagons allows a gapless joining of the individual heating elements 1' , So that a uniform heat input into the cooking container through a gap to a peripheral area gap of the cooking container bottom 10 ' is delivered. The contact pressure of the screw connection 4 ' . 5 ' causes a radially sloping pressure gradient profile, the pressure of each heating element 1' against the cooking tray bottom 10 ' certainly. This ensures at the points with sufficient contact pressure for optimum heat transfer from the heater through the heating surface of each heating element 1' in the Garbehälterboden 10 ' , This can heat accumulation within the heating element even at very high heat output 1' , In particular at the corners, which have a lower contact pressure, are counteracted, so that a material damage is avoided by overheating.

Es sei des weiteren ausgeführt, daß der in dem Garbehälterboden 10' befestigte Gewindebolzen 4' nicht integral mit diesem ausgeführt sein muß. Ebenso kann der Gewindebolzen an dem Heizelement vorzugsweise drehbar gelagert angeordnet sein und der Garbehälterboden entsprechende Aussengewinde zur Aufnahme des Gewindebolzens aufweisen.It should be further noted that the in the cooking tray bottom 10 ' attached threaded bolts 4 ' does not have to be integral with this. Likewise, the threaded bolt may preferably be arranged rotatably mounted on the heating element and the cooking tray bottom corresponding external thread for receiving the threaded bolt.

Es sei noch einmal betont, auch wenn die Ausgestaltung der Heizfläche in Form eines Hexagons die bevorzugteste Ausführungsform vorliegender Erfindung darstellt, ebenso andere Geometrien oder höherzählige Polygone Verwendung finden können.It be emphasized again, even if the design of the heating surface in shape a hexagon the most preferred embodiment of the present invention represents, just as other geometries or higher polygons find use can.

Die in der vorstehenden Beschreibung, in den Ansprüchen sowie in den Zeichnungen offenbarten Merkmale der Erfindung können sowohl einzeln als auch in jeder beliebigen Kombination für die Verwirklichung der Erfindung in ihren verschiedenen Ausführungsformen wesentlich sein.The in the above description, in the claims and in the drawings disclosed features of the invention can both individually and also in any combination for the realization of the invention in their various embodiments be essential.

1, 1'1, 1': Heizelementheating element
22: Heizflächeheating surface
33: Heizungheater
44: Bohrungdrilling
4'4 ': Gewindebolzenthreaded bolt
55: Bohrungdrilling
5'5 ': Schraubenmutternut
6'6 ': elektrischer Anschlußelectrical Connection
7'7 ': elektrische Zuleitungelectrical supply
8'8th': Trennwandpartition wall
10'10 ': GarbehälterbodenGarbehälterboden

Claims

Cooking appliance, comprising a cooking container to which a plurality of heating elements ( 1 . 1' ) is releasably secured, each heating element ( 1 . 1' ) with a substantially rigid and even heating surface ( 2 ) is provided for heating a Garbehälterwand, via a fastening means ( 4 . 4 ' . 5 . 5 ' ) substantially in the center of the heating element ( 1 . 1' ) is mounted for releasable attachment to the Garbehälterwand and controllable via a control and / or control device in its heating power as a function of temperature, humidity, the degree of browning of a food, the weight of a food, the size of a food and / or Gargutart and / or controllable.

Cooking appliance according to claim 1, characterized in that the heating surface ( 2 ) of the heating element ( 1 . 1' ) has a round, triangular, square and / or polygonal, preferably hexagonal, shape.

Cooking appliance according to claim 1 or 2, characterized in that the fastening means ( 4 . 4 ' . 5 . 5 ' ) comprises a threaded bolt or a bore for receiving a threaded bolt.

Cooking appliance according to one of the preceding claims, characterized by a heating ( 3 ) in operative connection with a heating surface ( 2 ) from a good heat conductor and / or heat storage.

Cooking appliance according to one of the preceding claims, characterized by electrical connections ( 6 ' ) on the heating element ( 1' ), in particular on the heating, for electrical supply lines ( 7 ' ), which are preferably isolated from each other.

Cooking appliance according to claim 4 or 5, characterized in that the heating ( 3 ) and the heating surface ( 2 ) via the fastening means ( 4 . 5 ) are interconnected.

Cooking appliance according to one of the preceding claims, characterized that the cooking containers at least partially substantially without polygonal, in particular hexagonal, heating elements is covered.