DE1128059B

DE1128059B - Plate-shaped electrical heater

Info

Publication number: DE1128059B
Application number: DE1958P0020436
Authority: DE
Inventors: Donald Wentworth Scofield
Original assignee: Philco Ford Corp
Current assignee: Space Systems Loral LLC
Priority date: 1958-04-01
Filing date: 1958-04-01
Publication date: 1962-04-19

Description

Plattenförmiges elektrisches Heizgerät Die Erfindung betrifft plattenförmige elektrische Heizgeräte, insbesondere solche für Kochöfen und ähnliche Haushaltsanwendungen, und zwar betrifft die Erfindung ein elektrisches Heizgerät der Art, bei dem ein Heizelement mit der Unterseite einer die Kochgefäße tragenden Platte in Berührung gehalten wird, welche wärmedurchlässig und gegen zerstörende Hitze- und mechanische Stoßeinwirkung sowie gegen die physikalischen und chemischen Einwirkungen von Flüssigkeiten, die mit der Oberseite der Platte in Berührung kommen können, widerstandsfähig ist.Plate-Shaped Electric Heater The invention relates to plate-shaped electrical heating devices, especially those for cooking stoves and similar household applications, namely, the invention relates to an electric heater of the type in which a Heating element in contact with the underside of a plate carrying the cooking vessels is kept, which is heat-permeable and against destructive heat and mechanical Impacts as well as against the physical and chemical effects of liquids, that can come into contact with the top of the plate is resistant.

Durch die Erfindung soll eine wärmetechnisch, mechanisch und fabrikatorisch-herstellungsmäßig besonders vorteilhafte Form eines derartigen plattenförmigen elektrischen Heizgerätes, insbesondere einer Kochplatte mit einer aus glasartigem Material, beispielsweise Hochsilikaglas, bestehenden starren Heizplatte geschaffen werden.The invention is intended to provide a thermally, mechanically, and fabrication-production-wise particularly advantageous form of such a plate-shaped electrical heater, in particular a hotplate with a glass-like material, for example High silica glass, existing rigid heating plate can be created.

Es ist bereits bekannt, derartige plattenförmige elektrische Heizgeräte mit einer aus glasartigem Material, beispielsweise Hochsilikaglas bestehenden starren Heizplatte in der Weise aufzubauen, daß unterhalb der Glas-Heizplatte parallel zu ihr eine Schicht aus einem thermisch und elektrisch isolierenden hitzebeständigen Material sowie zwischen dieser Schicht und der Heizplatte ein metallisches Heizelement angeordnet ist, wobei diese drei Bestandteile als Einzelteile ausgebildet sind und mittels Klemmung zusammengehalten werden.It is already known such plate-shaped electrical heaters with a rigid made of vitreous material, for example high silica glass Build the heating plate in such a way that below the glass heating plate parallel to her a layer of a thermally and electrically insulating heat-resistant Material as well as a metallic heating element between this layer and the heating plate is arranged, these three components are designed as individual parts and be held together by means of clamping.

Derartige aus glasartigem Material bestehende Heizplatten haben den Vorteil, daß das metallische Heizelement unmittelbar ohne Zwischenlagerung eines elektrischen Isolators in Berührung mit der Unterseite der Heizplatte gebracht werden kann, wodurch sich anfänglich ein guter thermischer Wirkungsgrad der Wärmeübertragung vom Heizelement auf die Platte ergibt.Such heating plates made of vitreous material have the Advantage that the metallic heating element directly without intermediate storage of a electrical insulator are brought into contact with the underside of the heating plate can, which initially results in a good thermal efficiency of heat transfer from the heating element to the plate.

Bei den bekannten Ausführungen derartiger Kochplatten mit Hochsilikaglas-Heizplatte wurde jedoch beobachtet, daß der anfänglich gute thermische Wirkungsgrad im Verlaufe der Benutzung zurückging; dies war hauptsächlich darauf zurückzuführen, daß die Berührung zwischen dem Heizelement und der Heizplatte infolge der bei der Benutzung auftretenden Ausdehnungs- und Kontraktionszyklen und der darauf beruhenden Sekundärerscheinungen beeinträchtigt wurde, derart etwa, daß das Heizelement nur noch an wenigen Stellen direkt mit der Heizplatte in Berührung stand. Neben der genannten Verminderung des thermischen Wirkungsgrades kann dies auch zu einer Verkürzung der Lebensdauer führen, da bestimmte Teile des Heizelementes überhitzt werden, was zu vorzeitigem Ausbrennen des Heizdrahtes bzw. zum Springen des Glases der Heizplatte infolge örtlicher Überhitzung führen könnte.In the known designs of such hot plates with a high-silica glass heating plate however, it was observed that the initially good thermal efficiency in the course usage decreased; this was mainly due to the fact that the Contact between the heating element and the heating plate as a result of the use occurring expansion and contraction cycles and the secondary phenomena based on them was affected, such as that the heating element only in a few places was in direct contact with the heating plate. In addition to the aforementioned reduction in the thermal efficiency, this can also lead to a shortening of the service life, as certain parts of the heating element become overheated, leading to premature burnout of the heating wire or for cracking the glass of the heating plate as a result of local overheating could lead.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, derartige Heizgeräte mit einer aus Hochsilikaglas bestehenden Heizplatte so auszubilden, daß die innige Berührung zwischen Heizplatte und Heizelement entlang der gesamten Länge des Heizelementes während der gesamten Lebensdauer des Heizgerätes gewährleistet ist, wodurch die erwähnten Nachteile der bekannten Anordnungen dieser Art vermieden werden.The invention is based on the object of having such heaters to train a hot plate made of high-silica glass so that the intimate contact between the heating plate and the heating element along the entire length of the heating element is guaranteed during the entire service life of the heater, whereby the mentioned disadvantages of the known arrangements of this type can be avoided.

Zu diesem Zweck ist bei einem derartigen elektrischen Heizgerät gemäß der Erfindung vorgesehen, daß das in an sich bekannter Weise ebenflächig ausgebildete metallische Heizelement entlang seiner gesamten Länge von unten her durch die in bekannter Weise in einer starren, schalenförmig ausgebildeten Bodenplatte angeordnete elastische Isolierschicht gegen die Unterseite der planen Heizplatte gepreßt und in direkter breitflächiger Berührung mit dieser dadurch gehalten wird, daß die Isolierschicht in Form einer elastischen Matte aus einem thermisch und elektrisch isolierenden Material ausgebildet ist, welche auf das darüberliegende Heizelement einen über dessen Gesamtlänge gleichmäßig verteilten Druck zur Anpressung gegen die Heizplatte ausübt.For this purpose, according to such an electrical heater the invention provided that the planar formed in a known manner metallic heating element along its entire length from below through the in known way arranged in a rigid, shell-shaped base plate elastic insulating layer pressed against the underside of the flat heating plate and is held in direct wide-area contact with this in that the insulating layer in the form of an elastic mat made of a thermally and electrically insulating Material is formed, which on the overlying heating element one over its total length evenly distributed pressure for pressing against the heating plate exercises.

Die ebenflächige Ausbildung des Heizelementes kann dabei in verschiedener Weise erfolgen: bei einer Ausführungsform beispielsweise in der Art, daß das metallische Heizelement aus einem Material mit flachem, bandförmigem Querschnitt hergestellt ist. Nach einer anderen Ausführungsform kann das Heizelement als eine ebenflächige, beispielsweise mäander-bzw. zickzacVörniige Wicklung aus dünnem Draht hergestellt sein, wobei die Wicklungsebene parallel zu den Sch,#Ohtebenen des Aufbaues des elektrischen Heizge,Iges liegt.The planar design of the heating element can be in different Way: in one embodiment, for example, in the manner that the metallic Heating element made of a material with flat, ribbon-shaped cross-section is made. In another embodiment, the heating element can be used as a flat, for example meandering or. zickzacVarious winding made of thin wire be made with the winding plane parallel to the Sch, # Ohtebenen of the structure of the electric Heizge, Iges is located.

Di reh diese Maßnahme nach der Erfindung, wonach das Heizelement entlang seiner gesamten Länge ibreitflächiger Berührung mit der Heizplatte gehal Beeten wird und diese Berührung für die gesamte Lebensdauer des Heizgerätes gewährleistet ist, wird eine wesentliche Verbesserung des thermischen Wirkungsgrades für den Wärmeübergang und eine erhebliche Verlängerung der Lebensdauer gegenüber den bekannten Anordnungen erzielt, bei denen jeweils nur ein Teil jeder Windung des Heizelementes mit der Glasplatte in Berührung steht.Di reh this measure according to the invention, after which the heating element along its entire length in broad contact with the heating plate and this contact is guaranteed for the entire service life of the heater is a significant improvement in thermal efficiency for heat transfer and a significant increase in the service life compared to the known arrangements achieved, in which only a part of each turn of the heating element with the Glass plate is in contact.

Dabei kann nach einer weiteren Ausführungsform der Erfindung vorgesehen sein, daß die Heizplatte und die Bodenplatte Flanschränder und Befestigungsvorrichtungen zu ihrer Verbindung aufweisen, mittels welcher die Platten unter Anpressung der Schichtungsbestandteile gegeneinander festgeklemmt werden können.It can be provided according to a further embodiment of the invention be that the heating plate and the bottom plate flange edges and fastening devices have to their connection, by means of which the plates under pressure of the Layering components can be clamped against each other.

Eine besonders vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung besteht darin, daß die Heizplatte an ihrer mit dem Heizelement in Berührung stehenden Unterseite mit einem wärmeleitenden, elektrisch isolierenden Überzug versehen ist, in den das Heizelement teilweise eingebettet ist.There is a particularly advantageous embodiment of the invention in that the heating plate on its underside in contact with the heating element is provided with a thermally conductive, electrically insulating coating in which the Heating element is partially embedded.

Vorzugsweise enthält das Heizelement Aluminium; in diesem Fall kann der Überzug im wesentlichen aus Aluminiumoxyd bestehen. Besonders vorteilhaft ist die Ausbildung des Überzugs in Form eines Films aus einer Aluminiumverbindung.Preferably the heating element contains aluminum; in this case can the coating consists essentially of aluminum oxide. Is particularly advantageous the formation of the coating in the form of a film of an aluminum compound.

Schließlich kann gemäß einer Ausführungsform der Erfindung vorgesehen sein, daß die Matte eine Faserstruktur aufweist, wobei die Länge der einzelnen Fasern größer als die Breite des gegen die Unterseite der Heizplatte gepreßten Heizelementes ist. Die Matte kann dabei im wesentlichen aus keramischen Fasern, beispielsweise Aluminiumsilikatfasern, bestehen und mehrere Schichten aus dem gleichen Material aufweisen.Finally, it can be provided according to one embodiment of the invention be that the mat has a fiber structure, the length of the individual fibers greater than the width of the heating element pressed against the underside of the heating plate is. The mat can essentially consist of ceramic fibers, for example Aluminum silicate fibers are made up of several layers of the same material exhibit.

Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen an Hand der Zeichnung; in dieser zeigt Fig. 1 ein gemäß der Erfindung ausgebildetes Heizgerät in Schnittdarstellung, Fig. 2 und 3 dieses Heizgerät in teilweiser Draufsicht und Untersicht, Fig. 4 dieses Heizgerät teilweise in Draufsicht, wobei Teile weggebrochen sind, Fig. 5 einen Schnitt gemäß der Linie 5-5 in Fig. 4 in vergrößerter Darstellung mit Einzelheiten des Heizgerätes nach Fig. 1, Fig. 6 eine der Fig. 5 entsprechende Schnittdarstellung einer zweiten Ausführungsform der Erfindung, Fig. 7 eine weitere der Fig. 5 entsprechende Schnittdarstellung, in der schematisch die Wirkungsweise der Vorrichtung dargestellt wird, Fig. 8 ein stark vergrößertes Detail aus Fig. 7.Further advantages and details of the invention emerge from the following description of exemplary embodiments with reference to the drawing; in this Fig. 1 shows a heater designed according to the invention in a sectional view, FIGS. 2 and 3 of this heater in partial top and bottom views, FIG. 4 this Heater partially in plan view, with parts broken away, Fig. 5 is a section according to the line 5-5 in Fig. 4 in an enlarged view with details of the heater According to FIG. 1, FIG. 6, a sectional view corresponding to FIG. 5 of a second Embodiment of the invention, FIG. 7 shows a further sectional view corresponding to FIG. 5, in which the mode of operation of the device is shown schematically, FIG greatly enlarged detail from FIG. 7.

In den Fig. 1 bis 3 ist die erwähnte elastische Matte 10, die vorzugsweise aus einer porösen Masse aus keramischen Fasern gebildet wird, zwischen einer starren, glasartigen Platte 11 und einem Metallblech 12 eingepreßt. Dieses Blech ist am Rand 13 nach oben gezogen und umgebördelt, so daß das elastische Material darin gehalten und die Platte 11 an einem entsprechenden Rand 14 mit Hilfe von Befestigungsmitteln 15 befestigt werden kann. Auf diese Weise wird ein elektrisch leitendes Heizelement, beispielsweise ein Heizdraht oder -band 16, zwischen der Matte 10 und der Platte 11 durch die Matte 10 elastisch entlang der gesamten Länge des Drahtes oder Bandes gegen die Unterseite der Platte 11 gedrückt; der Draht oder das Band sind dabei flexibel und derart verlaufend angeordnet, daß eine vollständige, breitflächige Berührung mit der Unterseite der Platte zustande kommt.In Figs. 1 to 3, the aforementioned elastic mat 10, which is preferably is formed from a porous mass of ceramic fibers, between a rigid, glass-like plate 11 and a metal sheet 12 pressed. This sheet is on the edge 13 pulled up and beaded so that the elastic material is held therein and the plate 11 on a corresponding edge 14 by means of fastening means 15 can be attached. In this way an electrically conductive heating element, for example a heating wire or tape 16, between the mat 10 and the plate 11 through the mat 10 resiliently along the entire length of the wire or tape pressed against the underside of the plate 11; the wire or tape is included flexible and arranged to run in such a way that a complete, wide-area Comes into contact with the underside of the plate.

Die keramische Fasermatte 10 kann vorzugsweise als Hauptbestandteil Fasern aus Aluminiumsilikat aufweisen, Die Glasplatte 11, die Metallpfanne 12, 13 und der Rand 14 dienen auch dazu, das elastische Faserkissen 1.0 zu umschließen und so die Matte und den Heizdraht 16 gegen Feuchtigkeit zu schützen.The ceramic fiber mat 10 can preferably be used as the main component Have fibers made of aluminum silicate, the glass plate 11, the metal pan 12, 13 and the edge 14 also serve to enclose the elastic fiber cushion 1.0 and so to protect the mat and the heating wire 16 against moisture.

Das Metallblech 12 mit dem Rand 13 ist vorzugsweise mit radialen Kehlungen 17 versehen und bildet so eine starre Pfanne 12, 13, wodurch Unregelmäßigkeiten des mechanischen Drucks und der thermischen Kopplung an verschiedenen Stellen das Drahtes 16 vermieden werden. Vorzugsweise wird das Blech 12 schüsselförmig mit der konvexen Seite gegen die Platte 11 ausgebildet und gegen Biegung in umgekehrter Richtung dadurch noch besonders gesichert, daß wenigstens eine der in radialer Richtung verlaufenden Kehlungen 18 über die Länge eines Durchmessers und somit über die gesamte Breite des Bleches geführt ist.The metal sheet 12 with the edge 13 is preferably with radial fillets 17 provided and thus forms a rigid pan 12, 13, creating irregularities mechanical pressure and thermal coupling in different places that Wire 16 can be avoided. Preferably, the sheet 12 is bowl-shaped with the convex side formed against the plate 11 and against bending in reverse Direction still particularly secured that at least one of the radial direction extending fillets 18 over the length of a diameter and thus over the entire Width of the sheet is guided.

Wie in Fig. 4 dargestellt, kann der Draht 16 mehrere große Windungen 19 aufweisen, die beispielsweise in Form einer flachen Spirale koaxial mit dem Heizgerät angeordnet sind. Jede der großen Windungen hat vorzugsweise mehrere kleinere Windungen 20, die beispielsweise mäander- oder zickzackförmig entlang und in der Ebene der flachen Spirale geführt sind. Eine derartige Ausbildung ist erforderlich, um im wesentlichen die gesamte Länge eines sehr langen Drahtes 16 in direkter, inniger und bleibender Berührung mit der Unterseite der Platte 11 zu halten und so ungleichmäßige Erhitzung und die damit zusammenhängenden Probleme zu vermeiden.As shown in FIG. 4, the wire 16 can have several large turns 19 have, for example in the form of a flat spiral coaxial with the heater are arranged. Each of the large turns preferably has several smaller turns 20, which, for example, meander or zigzag along and in the plane of the flat spiral. Such training is required to im essentially the entire length of a very long wire 16 in more direct, intimate and permanent contact with the underside of the plate 11 to keep and so uneven Avoid heating and its related problems.

In Fig. 5 bezeichnet 16 einen Draht mit abgefachtem Querschnitt, so daß er unten und oben große Berührungsflächen 21, 22 aufweist. Die gesamte obere Fläche 21 steht mit der Unterseite eines Aluminium oxydfilms 23 auf der Unterseite der Glasplatte in breitflächiger Berührung, während die untere Fläche 22 des Drahtes dem von den Fasern 24 der elastischen Isolationsmatte 10 ausgeübten, nach aufwärts gerichteten Druck eine große Angriffsfläche darbietet.In Fig. 5, 16 denotes a wire with a flattened cross-section, see above that it has large contact surfaces 21, 22 below and above. The entire top Surface 21 is with the underside of an aluminum oxide film 23 on the underside the glass plate in wide-area contact, while the lower surface 22 of the wire that exerted by the fibers 24 of the elastic insulation mat 10, upwards directed pressure presents a large target.

Diese Matte kann, wie bereits erwähnt, aus Materialien aus Aluminiumsilikat od. ä. bestehen und insbesondere aus einer ziemlich lockeren und leichten Form dieser Materialien, die keine Zusammenballungen od. ä aufweist und bei der die durchschnittliche Länge der Fasern 24 größer ist als die Breite der Drahtoberfläche 22. Das gegebenenfalls zum Zusammenhalt der Fasern vorgesehene plastische Bindemittel soll vorzugsweise wärmebeständig sein und geringes Volumen haben, damit die Fasern auch in der Nähe des heißen Drahtes möglichst wenig zusammenkleben. Wie in Fig. 6 dargestellt, kann man unter Fortlassung des Films 23 die Oberseite 21 des Drahtes direkt mit der Unterseite der Glasplatte in Berührung bringen, wobei auf eine breite, nach unten gerichtete Drahtoberfläche 22 durch Teile oder Teilchen 24, beispielsweise Fasern der elastischen Matte 10, ein Anpreßdruck ausgeübt wird. Bei dieser wie bei den anderen Ausführungsformen der Erfindung kann die Matte aus einer Mehrzahl von Schichten 25, 26, 27 bestehen. Diese Schichten müssen, wie erwähnt, elastisch sein. Im tatsächlichen Betrieb werden sie nach unten zunehmende Elastizität aufweisen, da auf Grund der Wirkungsweise des Heizelementes und des Isolators naturgemäß in den oberen Teilen der isolierenden Matte höhere Temperaturen und entsprechend verhältnismäßig niedrigere Temperaturen in den unteren Teilen herrschen werden, so daß in den oberen Schichten der Matte eine größere Neigung zum Schmelzen des Bindemittels und infolgedessen zum Zusammenkleben der Fasern besteht. Die erwünschte Temperaturerniedrigung in den unteren Teilen der Matte kann zusätzlich zu der grundsätzlichen Isolierwirkung der Matte in einem gewissen Umfang dadurch gefördert werden, daß Wärmestrahlung an den Oberflächen der Schichten 25, 26, 27 usw. nach oben reflektiert wird.As already mentioned, this mat can consist of materials made of aluminum silicate od. Ä. Consist and in particular of a fairly loose and light form of this Materials that have no clumps or the like and where the average The length of the fibers 24 is greater than the width of the wire surface 22. That optionally Plastic binders provided to hold the fibers together should preferably Be heat-resistant and have a small volume so that the fibers are also close by of the hot wire stick together as little as possible. As in Fig. 6 shown, one can omit the film 23, the top 21 of the wire bring it directly into contact with the underside of the glass plate, placing it on a wide, downwardly directed wire surface 22 by parts or particles 24, for example Fibers of the elastic mat 10, a contact pressure is applied. With this as with According to the other embodiments of the invention, the mat can be selected from a plurality of Layers 25, 26, 27 are made. As mentioned, these layers must be elastic. In actual operation, they will show increasing elasticity downwards, because due to the mode of operation of the heating element and the insulator, naturally in the upper parts of the insulating mat higher temperatures and correspondingly proportionate lower temperatures will prevail in the lower parts, so that in the upper Layers of the mat have a greater tendency to melt the binder and, as a result to stick the fibers together. The desired temperature decrease in the lower parts of the mat can in addition to the basic insulating effect the mat to a certain extent be promoted by the fact that thermal radiation is reflected upwards on the surfaces of the layers 25, 26, 27, etc.

Die Wirkungsweise einer Anordnung gemäß Fig. 5 im Betriebszustand ist in Fig. 7 schematisch dargestellt. Das Heizelement 16 kann rotglühend sein und in vielen Fällen eine Temperatur von etwa 980° C haben. Bei einer derartigen Temperatur ergab sich ein Wärmedurchgang durch die Platte 11 von etwa 150 kg - cal pro Stunde und Quadratzentimeter.The mode of operation of an arrangement according to FIG. 5 in the operating state is shown schematically in FIG. The heating element 16 can be red-hot and in many cases have a temperature of around 980 ° C. At such a temperature resulted in a heat transfer through the plate 11 of about 150 kg - cal per hour and square centimeters.

Die elastische und teilweise zusammengepreßte Faserstruktur der Matte 10 zwischen der starren Bodenplatte 12 einerseits und der starren Deckplatte 11 andererseits übt einen über die ausgedehnte Unterseite 22 des Heizelementes 16 verteilten mechanischen Druck M auf diese Unterseite aus. Die dem Heizelement 16 benachbarten Fasern 24 können sich zusammenballen, die entfernteren Fasern bleiben jedoch nach abwärts zunehmend elastisch, so daß die Matte 10 während einer langen und praktisch unbegrenzten Gebrauchsdauer zur gleichmäßigen Verteilung der Kraft M dienen kann. Diese gleichmäßige Verteilung bleibt selbst dann erhalten, wenn die Oberflächen des biegsamen Drahtes 16 oder der Platte 11 oder auch beide sich nennenswert werfen oder deformieren, was als Folge unvermeidbarer Zwischenfälle bei der Massenfabrikation sowie auch infolge thermischer Effekte im Gebrauch vorkommen kann. Durch die Anordnung der oben beschriebenen isolierenden Grenzfläche 10, 22 zwischen der Matte und dem Heizdraht läßt sich daher in besonders wirksamer Weise die erstrebte innige, gleichmäßige und dauerhafte thermische Verbindung an der leitenden Grenzflächen 21, 23,11 von Draht, Film und Glas erzielen und aufrechterhalten. Diese Grenzfläche 21, 23, 11 ist in Fig. 8 stark vergrößert dargestellt, wobei zu bemerken ist, daß diese Darstellung nur mutmaßlichen und stark schematischen Charakter hat und daß die Erfindung durch keine besondere auf dieser Darstellung oder darin enthaltenen Einzelheiten beruhende Theorie beschränkt werden soll. Wie hier und in Fig. 7 gezeigt, wird die Wärmeenergie E von dem glühenden Draht 16 schnell auf den dünnen Film 23 übertragen, da bei Berührung eines heißen metallischen Körpers und insbesondere eines heißen Aluminiumlegierungsdrahtes durch einen Körper aus Aluminiumoxyd ein guter Wärmeübergang stattfindet. In gleicher Weise ergab sich auch eine sehr gute Wärmeübertragung in die Glasplatte 11 und durch sie hindurch. Wie in Fig.7 gezeigt, erfolgt diese Wärmeübertragung hauptsächlich durch einen Wärmeleitungsstrom C durch die Grenzfläche 21, 23 zusätzlich zu der gleichfalls stattfindenden Strahlungsübertragung R der Wärme durch die genannte Grenzfläche, den Film 23 und die Glasplatte 11.The elastic and partially compressed fiber structure of the mat 10 between the rigid base plate 12 on the one hand and the rigid cover plate 11 on the other hand it exerts a spread over the extended underside 22 of the heating element 16 mechanical pressure M on this underside. Those adjacent to the heating element 16 Fibers 24 can agglomerate, but the more distant fibers remain downward increasingly elastic, so that the mat 10 during a long and practical unlimited service life for the even distribution of the force M can serve. This even distribution is retained even when the surfaces of the flexible wire 16 or the plate 11 or both throw themselves appreciably or deform, which is a consequence of unavoidable incidents in mass production as well as due to thermal effects in use. By the arrangement the above-described insulating interface 10, 22 between the mat and the Heating wire can therefore be used in a particularly effective way to achieve the desired intimate, uniform and permanent thermal connection at the conductive interfaces 21, 23, 11 of Achieve and maintain wire, film and glass. This interface 21, 23, 11 is shown greatly enlarged in FIG. 8, it being noted that this illustration only presumptive and highly schematic character and that the invention by no particular information based on this representation or the details contained therein Theory should be limited. As shown here and in FIG. 7, the heat energy becomes E quickly transferred from the glowing wire 16 to the thin film 23, since when touched a hot metallic body and in particular a hot aluminum alloy wire Good heat transfer takes place through a body made of aluminum oxide. In the same In this way, there was also very good heat transfer into and through the glass plate 11 them through. As shown in Figure 7, this heat transfer occurs primarily by a heat conduction flow C through the interface 21, 23 in addition to the also taking place radiation transfer R of the heat through the said Interface, the film 23 and the glass plate 11.

Zur Verbesserung des Heizwirkungsgrades und der Wirtschaftlichkeit erwies es sich als besonders wünschenswert, das Heizelement 16 aus einer Metallmischung bzw. -legierung herzustellen, die neben dem Hauptbestandteil Eisen Zusätze anderer Metalle einschließlich Aluminiums enthält. Die Verwendung derartiger Drähte stieß früher auf Schwierigkeiten; unter der Einwirkung hoher Temperaturen brach der Draht nach bestimmten, allzu kurzen Betriebsdauern. Es hat den Anschein, daß Aluminium oder Aluminiumoxyd, das im Heizdrahtkörper oder an seinen Oberflächenteilen in der Mischung bzw. Legierung enthalten ist oder sich darin bildet, in die Oberflächenschichten an der Unterseite der Glasplatte 11 gelangt, so daß dort eine Art absorbierende Silikafritte F gebildet wird, wie in Fig. 8 angedeutet. Es gibt Anhaltspunkte dafür, daß Aluminium tatsächlich die Neigung hat, aus Zwischenräumen 1 (Fig. 8) zwischen Körnern anderer Metalle herauszuschmelzen, zu verdampfen und vom Draht wegzuwandern. An verhältnismäßig kühlen Stellen auf der Unterseite einer ursprünglich nicht überzogenen Glasplatte bildeten sich anscheinend durch Kondensation des Metalldampfes Ansammlungen von Aluminium.To improve the heating efficiency and economy It was found to be particularly desirable for the heating element 16 to be made of a metal mixture or -alloy, which in addition to the main component iron, additions of others Contains metals including aluminum. The use of such wires poked earlier on difficulties; when exposed to high temperatures, the wire broke after certain, all too short operating times. It appears that aluminum or aluminum oxide, which is in the heating wire body or on its surface parts in the Mixture or alloy is contained or is formed therein in the surface layers reaches the underside of the glass plate 11, so that there is a kind of absorbent Silica frit F is formed as indicated in FIG. There is evidence that aluminum actually has a tendency to come from gaps 1 (Fig. 8) between Melt out grains of other metals, evaporate them and migrate away from the wire. In relatively cool places on the underside of an originally uncoated one The glass plate appeared to have accumulated due to condensation of the metal vapor of aluminum.

Durch Verwendung der Aluminiumoxydschicht 23 konnte das auf diese Erscheinung zurückzuführende vorzeitige Brechen des Drahtes vollständig vermieden werden. Es ergibt sich; daß schon durch eine sehr dünne Schicht dieses Materials, welche den Wärmeübergang praktisch nicht beeinträchtigt, die Silikafritte F gesättigt gehalten wird, so daß kein Aluminium aus dem Heizdraht in diese gelangt. Die besten Ergebnisse wurden mit einer Dicke des Films 23 im Bereich von 7,6 - 10-3 bis 2,0 - 10-2 cm, vorzugsweise mit einer Dicke von etwa 1,3 1.0-2 cm erzielt.By using the aluminum oxide layer 23 this could be done on this The phenomenon of premature wire breakage is completely avoided will. It turns out; that even through a very thin layer of this material, which practically does not impair the heat transfer, the silica frit F is saturated is held so that no aluminum from the heating wire gets into it. The best Results have been obtained with a thickness of the film 23 in the range of 7.6-10-3 to 2.0 - 10-2 cm, preferably with a thickness of about 1.3 1.0-2 cm.

Wie oben angedeutet, kann die besondere Ausführung des Films 23 nach den Fig. 5, 7 und 8 geändert und andere Stoffe zu seiner Herstellung verwendet werden, wenn andere Heizdrahttypen angewandt werden. Der Film 23 kann schließlich wie in Fig. 6 ganz weggelassen werden, wenn ein Heizelement 21 verwendet wird, das auch nach längerem Erhitzen des Aluminiums oder ähnlicher Bestandteile nicht zum Brechen neigt. In diesem Fall ist es besonders wünschenswert, daß beispielsweise durch Abflachung des Drahtes für eine breite Oberflächenberührung zwischen dem Draht und der Glasplatte gesorgt wird.As indicated above, the particular design of the film 23 of Figures 5, 7 and 8 can be modified and other materials used in its manufacture when other types of heating wire are used. Finally, as in FIG. 6, the film 23 can be completely omitted if a heating element 21 is used which does not tend to break even after prolonged heating of the aluminum or similar components. In this case it is particularly desirable that a wide surface contact between the wire and the glass plate is provided by, for example, flattening the wire.

Ein besonderer Vorteil des Erfindungsgegenstandes besteht auch noch darin, daß die elastische Matte besonders widerstandsfähig gegen mechanischen Stoß ist, was etwa bei Haushaltheizgeräten wichtig ist, wo das Heizgerät große Belastungen über lange Zeitdauern möglichst ohne Reparatur oder Auswechslung von Teilen aushalten soll. Ein weiterer Vorteil der gezeichneten Ausführungsform liegt darin, daß hier sehr einfache Befestigungsmittel 15 und Randteile 13, 14 mit gutem Erfolg verwendet werden können. Ferner ist bei der Erfindung durch den elastischen Druck der Matte die Aufrechterhaltung der richtigen Lage des Heizelementes in der Heizplatte gewährleistet, so daß ein Verrutschen des Heizelementes z. B. infolge Verwerfungen der Heizplatte nicht möglich ist. Bei den beschriebenen Ausführungsformen ist auch ein thermisches Schwingen, welches auftritt, wenn ober- und unterhalb des Heizelementes sich eine große thermische Masse befindet, weitgehend vermieden. Außerdem zeichnen sich die neuen Heizplatten durch einen günstigen thermischen Wirkungsgrad (geringe Wärmeverluste, rasche Anheizmöglichkeit) sowie durch eine lange Betriebsdauer aus.There is also a particular advantage of the subject matter of the invention in that the elastic mat is particularly resistant to mechanical shock is what is important, for example, with household heaters, where the heater is subject to high loads Withstand over long periods of time without repairing or replacing parts if possible target. Another advantage of the embodiment shown is that here very simple fastening means 15 and edge parts 13, 14 used with good success can be. Furthermore, in the invention by the elastic Pressure on the mat maintaining the correct position of the heating element in the Guaranteed heating plate, so that slipping of the heating element z. B. as a result Warping of the heating plate is not possible. In the described embodiments is also a thermal oscillation that occurs when above and below the Heating element there is a large thermal mass, largely avoided. aside from that the new heating plates are characterized by a favorable thermal efficiency (low heat loss, quick heating possibility) as well as a long operating time the end.

Claims

PATENT CLAIMS: 1. Plate-shaped electric heater, in particular Cooking plate, with one made of vitreous material, for example high silica glass rigid heating plate, one below this layer arranged parallel to it made of thermally and electrically insulating heat-resistant material and with a metallic heating element arranged between this layer and the heating plate, these three components are designed as individual parts and by means of clamping are held together, characterized in that in a known manner flat metallic heating element (16) along its entire length from below through the in a known manner in a rigid, shell-shaped Base plate (12) arranged elastic insulating layer (10) against the underside the flat heating plate (1.1) pressed and in direct wide-area contact with this is held in that the insulating layer is in the form of an elastic mat (10) is formed from a thermally and electrically insulating material, which one evenly distributed over the entire length of the heating element above it Exerts pressure to press against the heating plate (11).

2. Device according to claim 1, characterized in that the metallic heating element (16) is planar in this way is designed that it is made of material with a flat or ribbon-shaped cross section is.

3. Apparatus according to claim 1, characterized in that the metallic heating element (16) is designed flat in such a way that it, as a flat, preferably meander or zigzag winding is made of thin wire, the Winding plane is parallel to the layers of the device.

4. Device after a of the preceding claims, characterized in that the heating plate (11) and the base plate (12, 13) flange edges and fastening devices (14; 15) to have their connection, by means of which the plates under pressure of the layering components can be clamped against each other.

5. Device according to one of the preceding Claims, characterized in that the base plate (12) consists of metal and is stiffened against bending.

6. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the heating plate (11) is connected to the heating element (16) in contact with the underside with a thermally conductive, electrically insulating Cover (23) is provided, in which the heating element is partially embedded.

7th Apparatus according to Claim 6, characterized in that the heating element contains aluminum and the coating consists essentially of aluminum oxide. B.

Device according to claim 6 or 7, characterized in that the coating in the form of a film of a Aluminum connection is formed.

9. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the mat has a fiber structure, the length of the individual fibers larger than the width of the against the underside of the heating plate pressed heating element is.

10. Apparatus according to claim 9, characterized in that that the mat consists essentially of ceramic fibers, for example aluminum silicate fibers, consists.

11. Device according to one of the preceding claims 4 to 10, characterized in that that the mat (10) has several layers (24, 25, 26 "27; Fig. 6) made of the same material having.

12. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the planar heating element (16) is arranged in the said plane in several large, for example spiral turns (19). Considered publications: German Patent Specifications Nos. 644 691, 874 622; French Patent Specification No. 1,145,445. Swiss patents No. 52 848, 246 443.