DE19527825A1 - Strahlungs-Kochstelleneinheit - Google Patents

Description

ANWENDUNGSGEBIET UND STAND DER TECHNIK

Die Erfindung betrifft eine Strahlungs-Kochstelleneinheit mit wenigstens einem elektrischen Heizelement, das auf einem Heizelementträger angeordnet ist und mit einem ringförmigen, dieses zumindest teilweise umgebenden Begrenzungsteil.

Übliche Kochmulden-Einheiten dies er Art bestehen aus einer Blechmulde, die an der Unterseite einer Glaskeramikplatte angeordnet wird oder diese selbst trägt. In ihr sind einzelne Strahlungskochstellen angeordnet, die selbst eine Blechträ­ gerschale aufweisen, in der auf Wärmedämm-Material die Heizelemente angebracht sind. Jeder einzelne Strahlheizkörper wird von an der Trägerschale angreifenden federnden Halte­ rungsteilen an die Unterseite der Glaskeramikplatte ange­ drückt (vgl. DE 27 60 339 C2 und DE 36 13 902 A1).

Es ist auch schon bekannt geworden, Strahlungsheizkörper zu schaffen, die innerhalb einer Kochstelle mehrere Heizzonen aufweisen, die wahlweise zu- oder abschaltbar sind, um die Form und Größe der Kochstelle zu verändern (vgl. DE 29 43 477 C2). Aus der DE 27 60 339 C2 ist ferner bekannt, auf der auf einem Tragteller liegenden Isolierung Ringe anzuordnen, die mehrere, mit Heizleitern versehene Heizfelder eines Mehrein­ heiten-Kochgerätes abgrenzen. Das bisherige Konzept ging bei solchen Kochmuldeneinheiten immer davon aus, daß die die Kochstellen bildenden Strahlheizkörper einzelne, für sich hergestellte und funktionierende Einheiten sind, die mit den ihnen zukommenden Anteil an Steuerungs-, Überwachungs- bzw. Regeleinheiten oder deren Fühlern und Anschlüssen versehen sind. Diese Einheiten wurden unabhängig voneinander her­ stellt, geprüft und gelagert. In einer zweiten Fertigungsstu­ fe wurden dann diese Einheiten in einer Blech-Mulde angeord­ net und schließlich mit den davon unabhängigen Steuerungs- Eingabe- bzw. Einstellgeräten sowie den zugehörigen Netzan­ schlüssen versehen. Dies galt und gilt im Zusammenhang mit dieser Beschreibung sowohl für unabhängige, in die Öffnung einer Arbeitsplatte eines Küchenmöbels einsetzbare Kochmul­ den, als auch für die Herdmulden eines besonderen Kochherdes oder einzeln aufstellbare Kochgeräte mit mehreren Kochstel­ len, die hier alle als Kochmulden-Einheiten bezeichnet werden.

AUFGABE UND LÖSUNG

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Strahlungs-Kochstellenein­ heit zu schaffen, die eine vereinfachte Fertigung und Montage ermöglicht, insbesondere die Einsparung von Bauteilen ermög­ licht.

Diese Aufgabe wird durch den Anspruch 1 sowie den unabhängi­ gen Verfahrensanspruch gelöst.

Wenn das Begrenzungsteil von einem Ring umspannt ist, kann dieser eine Induktionsspule für ein Topferkennungssystem bilden. Er ist aber auch dazu geeignet, eine äußere, das Begrenzungsteil zusammenhaltende Schelle zu bilden, die insbesondere dann, wenn das Begrenzungsteil aus mehreren Ringsektoren bzw. -abschnitten zusammengesetzt ist, zu einem Ring zusammenzufassen. Dabei kann in eine Ausnehmung des Begrenzungsteils ein äußerer, z. B. flanschartiger Vorsprung des Heizelementträgers formschlüssig eingeschlossen sein, so daß nach Anspannen des Ringes eine Kochstelleneinheit ent­ steht, die in sich geschlossen ist, ohne daß sie eine beson­ dere Trägerschale braucht.

Es ist auch möglich, ohne einen mehrteiligen Ring eine solche formschlüssige Festlegung dadurch zu erzeugen, daß die eingelegte Heizelementträger-Tablette nachträglich in ihrem Randbereich durch einen Stempel so verformt wird, daß sie in Vertiefungen auf der Innenseite des Begrenzungsteils ein­ dringt. Dabei kann das Begrenzungsteil faserfrei, beispiels­ weise aus Vermiculite bestehen und ggf. auch durch Luftkam­ mern oder mit noch besser wärmedämmenden Material gefüllten Kammern als "Sandwich-Konstruktion" ausgebildet sein. Der Ring, der mechanisch geschlossen, jedoch elektrisch offen sein kann, kann auch die mechanische Halterung für andere Bauteile, beispielsweise einen Temperaturbegrenzer, bilden, der mittels Schnappverbindungen daran festgelegt sein kann. Es ist auch möglich, dieses Element mit einer am Rand angrei­ fenden Klammer zu versehen, die das Begrenzungsteil und den Heizelementträger zusammenhält und ggf. ein Federelement bildet.

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 Unterkombinationen bei einer Ausfüh­ rungsform der Erfindung und auf anderen Gebieten verwirklicht sein und vorteilhafte sowie für sich schutzfähige Ausführun­ gen 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.

KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Einige Ausführungsbeispiele sind in der Zeichnung dargestellt und werden im folgenden näher erläutert. Es zeigen

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht einer Kochstel­ leneinheit (ohne Glaskeramikplatte)

Fig. 2 einen vertikalen Teilschnitt durch die Ein­ heit,

Fig. 3 eine perspektivische, teilgeschnittene Detail­ ansicht eines Teils der Mulde

Fig. 4 ein Detail der Befestigung eines Temperaturbe­ grenzers,

Fig. 5 eine schematische Draufsicht auf eine Kochmul­ deneinheit

Fig. 6 ein Detail der Befestigung einer Topf erken­ nungsspule im Schnitt

Fig. 7 die Ausführung nach Fig. 6 in Draufsicht,

Fig. 8 und 9 weitere Ausführungsformen der Befestigung einer Induktionsspule für die Topferkennung,

Fig. 10 ein Detail der Verlegung von Anschlußleitun­ gen,

Fig. 11 einen Teilschnitt mit einer zusammengesetzten Ausführung des Begrenzungsteils,

Fig. 12 ein Blockschaltbild eines Steuergerätes,

Fig. 13 eine perspektivische Ansicht einer Kochstel­ len-Einheit

Fig. 14 einen Teilschnitt durch Fig. 13

Fig. 15 bis 17 Varianten im Teilschnitt

AUFBAU DER KOCHMULDE

Fig. 1 und 2 zeigen eine Kochmuldeneinheit 11 mit vier Kochstellen 12, von denen drei Einzelkochstellen unterschied­ licher Größe mit jeweils nur einer Heizzone 13 sind, während die vierte zwei Heizzonen aufweist, von denen eine, die wie die der übrigen Kochstellen kreisrund ist, auch einzeln einschaltbar ist, während die daran anschließende Heizzone 13a zur Bildung einer langgestreckten Kochstelle, z. B. zur Beheizung eines ovalen Bräters, zuschaltbar ist.

Die Kochstellen 12 sind in einer Mulde 14 angeordnet, die einen Rand 15 mit einer horizontalen, umlaufenden Auflage­ schulter 16 zur Aufnahme einer Platte 17, vorzugsweise einer Glaskeramikplatte, aufweist. Ein hochstehender Außenrand 18 zentriert die Platte und umgibt den Außenrand. Die Kochmulde hat meist eine rechteckige Form mit einer entsprechenden Anordnung der Kochstellen im Viereck.

Die Mulde 14 besteht aus einer rechteckigen, relativ flachen Blechschale mit Seitenwänden 19 und einem Boden 20. Im Innenraum 21 sind die Kochstellen ohne eine eigene Blech- Trägerschale angeordnet. Sie sind aus einzelnen Wärmedämm- Bauteilen 22 aufgebaut, die einzeln und unmittelbar, jedoch in gegenseitigem Zusammenwirken, an der Mulde angebracht sind. Eines der Wärmedämm-Bauteile ist ein scheibenförmiger Heizelementträger, der in einer Vertiefung 26 der Blechmulde teilweise aufgenommen und zentriert ist. Zwischen der Ober­ fläche 24 des Heizelementträgers 23 und der Platte 17 besteht ein Abstand, der den Heizraum 27 der Heizzone 13 bildet.

Er wird umgeben von dem anderen Wärmedämm-Bauteil in Form eines Begrenzungsteils 28, das ringförmig ausgebildet ist. Es ist über eine winkelförmige, umlaufende Ausnehmung 80 an den Heizelementträger 23 an dessen Außenumfang angeschlossen und erstreckt sich bis zur Platte 17, wo es federnd anliegt. Diese Federung wird bei der Ausführung nach Fig. 2 durch federnde Abstandshalter 81 erzeugt, die als aus dem Material des Muldenbodens 20 herausgestanzte und hochgebogene Blech­ federteile ausgebildet sind. Sie drücken auf die Unterseite des als Ring mit L-förmigem Querschnitt ausgebildeten Begren­ zungsteils 28 und drücken dieses aufwärts gegen die Platte 17. Durch die Überlappung und Verzahnung mit dem Heizelement­ träger können sie sich gegenüber diesem vertikal bewegen, ohne eine Strahlungs- oder Konvektionslücke im Heizraum 27 zu schaffen.

Es sind ferner auf einer Seite des Begrenzungsringes 28 Seitenhalter 82 vorgesehen, die ebenfalls als aus dem Blech­ material des Muldenbodens L-förmig herausgebogene Blechlappen ausgebildet sein können. Sie greifen mit ihrem horizontalen Schenkel in Ausnehmungen 84 im Außenumfang 86 des ringförmi­ gen Begrenzungsteils 28 ein und legen es gegenüber seitlichen Bewegungen in Fig. 2 nach links und auch in Querrichtung dazu fest. Es können ein oder zwei dieser Seitenhalter relativ nahe beieinander vorgesehen sein. Ihm gegenüber liegt ein Seitenhalter 83, der als Z-förmiger Blechlappen ausgebil­ det ist. Sein oberer, im wesentlichen vertikaler Schenkel 85 liegt parallel zur Außenseite 86 des Begrenzungsteils. In ihm ist ein Loch 87 vorgesehen, das mit einem entsprechenden horizontalen Loch 29 im Begrenzungsteil fluchtet. Ein zusätz­ licher, ebenfalls als Blechlappen ausgebildeter Seitenhalter 89 liegt im gleichen Umfangsbereich wie der Seitenhalter 82 und stützt eine Außenfläche 30 des Heizelementträgers 23 und greift mit einer schräg nach innen vorgenommenen Abbiegung auch teilweise in eine schräge Eckausnehmung.

Zur Montage wird der Heizelementträger 23 in Fig. 2 von rechts her so schräg eingeführt, daß er mit seiner Außenflä­ che 30 am Seitenhalter 89 anliegt, und dann in die in Fig. 2 dargestellte Position absenkt, so daß er dann in der Ver­ tiefung 26 aufgenommen ist. Danach wird das ringförmige Begrenzungsteil 28 in gleicher Weise schräg eingeführt, so daß sein Seitenhalter 82 in die Ausnehmung 84 eingreift. Dieser ist groß genug ausgebildet, um das Eingreifen auch bei Schrägstellung zu gewährleisten. Danach wird auch das Begren­ zungsteil durch Abwärtskippen im Uhrzeigersinne in die dargestellte Position gebracht, wobei es den Heizelementträ­ gerteil weise umgibt. Danach wird ein stabförmiger Tempera­ turfühler 31 eines Temperaturbegrenzers 32 durch die mitein­ ander fluchtenden Löcher 87 und 29 gesteckt. Sie bilden somit einen Riegel 90, der das Begrenzungsteil und damit auch den Heizelementträger 23 und den Temperaturregler 32 selbst an der Mulde festlegt, jedoch die begrenzte vertikale Bewegbar­ keit des Begrenzungsteils sicherstellt. Dazu ist das Loch 29 in vertikaler Richtung entsprechend groß ausgebildet.

Durch diese Anordnung ist es dem Begrenzungsteil 28 jeder einzelnen Kochstelle möglich, sich individuell mit seiner oberen Fläche an die Unterseite der Platte 17 anzusägen und damit den Heizraum 27 thermisch und optisch genau zu begren­ zen.

Es wird damit eine Kochmuldeneinheit geschaffen, die mehrere gegeneinander durch Außenränder abgegrenzte und nach unten hin wärmegedämmte Kochstellen in einer gemeinsamen Mulde enthält, ohne daß jeder Heizkörper durch eine Blechträger­ schale nach außen hin abgeschlossen und von dieser zusammen­ gehalten ist. Die Festlegung erfolgt vielmehr am Muldenboden selbst, wobei außer der bevorzugten Festlegung durch auf den Muldenboden ausgestanzte Blechlappen auch andere Befesti­ gungsmöglichkeiten, wie Schrauben, in Löcher eingesteckte Stifte oder sonstige Verankerungen, möglich sind. Es ist auch möglich, den gesamten Muldenboden in einem bestimmten Raster mit Vertiefungen oder Löchern zu versehen, in die entspre­ chende Seitenhalter wahlweise eingesetzt werden können. In diesem Falle könnte mit einer Einheits-Mulde eine größere Typenvielfalt von unterschiedlich großen und verschieden angeordneten Kochstellen hergestellt werden.

Fig. 3 zeigt eine Ausführungsform, bei der die Seitenwände 19 der Mulde zweigeteilt sind. Sie bestehen aus einem aufwärts gerichteten Schenkel 91 und einem an den Außenrand 15 an­ schließenden abwärts gerichteten Schenkel 92, der parallel zum Schenkel 91 außerhalb dessen um die Mulde umläuft. Dieses aus dem Rand 15 und dem Schenkel 92 gebildete Randbauteil 93 ist aus einem Blechprofil hergestellt, das anschließend an den Außenrand 18 eine horizontale, außen etwas herunter­ gebogene Auflagekante 94 bildet, die auf einer Arbeitsplatte eines Küchenmöbels aufliegen kann, in dessen Öffnung die Kochmuldeneinheit 11 eingesetzt ist. Dieses Profil könnte auch als ein Stranggußprofil hergestellt sein.

Fig. 3 zeigt ferner, daß die beiden gegeneinander beweglichen Schenkel 91, 92 durch einen Federdraht 95 so miteinander verbunden sind, daß sie die Muldenhöhe zu verkleinern trach­ ten und dadurch den Kontaktdruck auf die Oberseite des Begrenzungsteils 28 ausüben. Dazu ist der Federdraht 95 in nach außen gerichtete, hakenförmige Haltelaschen eingelegt, die jeweils abwechselnd an den beiden Schenkeln 91, 92 so vorgesehen sind, daß der Draht sich beim Einlegen wellenför­ mig verbiegt und dadurch eine entsprechende Federkraft ausübt.

Bei dieser Ausführung können die Abstandshalter 81 so aus­ gebildet sein, daß sie sich weniger elastisch als plastisch verformen lassen. Es kann dann einmal durch eine generelle Ausrichtung bei der Montage jeweils der richtige Abstand hergestellt werden, während sich die dauernde Federung, die auch wegen einer gewissen Verformungstendenz in den Wärme­ dämm-Materialien notwendig ist, durch die Gesamtfederung zwischen der Platte und der Mulde aufrechterhalten wird.

Fig. 4 zeigt eine Befestigung des Temperaturbegrenzers 32 direkt am Muldenboden 20 mittels eines am Temperaturbegrenzer vorgesehenen, abgewinkelten Blech-Anschlußteils, das am Muldenboden z. B. durch Punktschweißung festgelegt werden kann.

Fig. 13 zeigt eine Kochstelle 12 mit einem Heizelementträger 23 und einem mehrteilig ausgebildeten Begrenzungsteil 28. Es ist insgesamt ringförmig, jedoch aus einzelnen Ringsegmenten 28a zusammengesetzt, die miteinander verzahnt sind. Am Außenumfang 86 läuft ein den Topferkennungssensor 44 bilden­ der, schellenförmiger Ring 97 um, der an einer Stelle offen ist und dort zwei nach außen gerichtete Abbiegungen 98 aufweist, deren Enden Flachsteckverbindungen 99 bilden. Der Ring wird mittels eines elektrisch isolierenden Verbindungs­ mittels, beispielsweise einer Keramikklammer oder einer Schraube 100, zusammengespannt und klammert somit die Koch­ stelleneinheit zusammen.

Auf die Flachsteckanschlüsse 99 werden entsprechende Flach­ stecker aufgesteckt, die den Sensor 44 mit der entsprechenden Steuereinheit für ein induktives Topferkennungssystem verbin­ den.

In dem Ring 97 können auch Öffnungen 58 vorgesehen sein, in die Schnapp- oder Steckverbinder 57 eingeführt werden, um den Temperaturbegrenzer 32 festzulegen (siehe auch Fig. 2).

Fig. 14 zeigt einen Teilquerschnitt durch die Ausführung nach Fig. 13. Man erkennt dort, daß die Ringsegmente 28a des Begrenzungsteils 28 im Querschnitt eine zum Inneren hin offene Ausnehmung 101 haben, in die eine entsprechende Ringvorsprung 102 am Außenumfang des Heizelementträgers 23 eingreift. Da die Ringsegmente 28 durch den Reifen bzw. die Schelle 97 zusammengehalten werden, wird also durch die Anbringung der Topferkennungsspule eine zusammenhängende Kochstelle geschaffen.

Fig. 15 zeigt eine Ausführung, bei der das ringförmige Begrenzungsteil 28 einteilig ausgebildet sein kann. Hier ist der Querschnitt des Begrenzungsteils 28 L-förmig, wobei der kurze Schenkel des L oben liegt und zum Inneren gerichtet ist, um über die Oberfläche 24 des Heizelementträgers 23 zu ragen und dieses nach oben hin zu sichern. Der Reifen 97 liegt auch hier, wie bei den anderen Ausführungen um den Außenumfang herum und reicht bis an die Oberkante des Begren­ zungsteils, d. h. bis an die Unterseite der Platte 17.

Fig. 16 zeigt eine Ausführung, ebenfalls mit einem Reifen 97, bei der das Begrenzungsteil 28 einteilig als Ring ausgebildet ist. Er hat im Querschnitt eine abgewandelte L-Form, wobei der nach innen ragende L-Schenkel unten liegt, so daß er eine einem mit einer umlaufenden Ausnehmung 102 versehene untere Außenkante des Kochstellenbauelementes bildet. Im Bereich dieser Ausnehmung 102 sind auch Sacklöcher 103 im Befesti­ gungsteil 28 eingebracht, die bei der Montage in entsprechen­ de Vorsprünge an der Mulde eingreifen können. Außerdem sind sie geeignet, um beim automatischen Einbringvorgang als Ausrichthilfen zu dienen.

Der Heizelementträger 23 ist der Innenform des Begrenzungs­ teils 28 angepaßt und hat dementsprechend einen oberen, am Umfang vorstehenden Flansch und ist unten mit etwas geringe­ rem Durchmesser ausgeführt. Im Bereich des äußeren Flansches 105 wird der Heizelementträger 23 an der Innenseite des Begrenzungsteils 28 dadurch befestigt, daß nach dem Einlegen an mehreren Stellen des Umfangs ein von oben niederdrückender Stempel Material des Heizelementträgers (28) in Ausformungen 106 auf der Innenseite des Begrenzungsteils 28 hineinver­ drängt. Dadurch ist der Heizelementträger 23 am Begrenz­ ungsteil 28 durch Verformung des Wärmedämmaterials form­ schlüssig verriegelt. Den Stempel bildet dabei Vertiefungen bzw. Einprägungen 107 an der Oberfläche 24. Diese Verformung geschieht vorzugsweise an mehreren Stellen des Umfanges, kann aber auch umlaufend vorgenommen werden. Es ergibt sich ein guter Halt beider Wärmedämm-Formteile aneinander aneinander, auch dadurch, daß das verformte Material an den Verformungs­ stellen etwas stärker verdichtet sein kann.

Die entstehende Verzahnung kann auch, allein oder zusätzlich, vertikal vorgenommen werden, statt, wie in Fig. 16 gezeigt, horizontal. Dabei könnten die Ausnehmungen hinterschnitten, d. h. sich erweiternd, ausgebildet sein. Je nach der Material­ beschaffenheit kann auch das Begrenzungsteil 28 verformt werden.

Durch die Ausführungen nach den Fig. 13 bis 16 wird eine Strahlheizungs-Kochsteile geschaffen, die ohne den üblichen Blechteller auskommt. Es ist außerdem möglich, aufgrund des Schutzes der am stärksten beanspruchten Partien auf Verstär­ kungsfasern zu verzichten, so daß der gesamte Strahlungsheiz­ körper faserfrei hergestellt werden kann. Der Rand kann, wie im folgenden noch erläutert wird, aus einem relativ gestalt­ festen Material bestehen, jedoch mit Luftkammern oder mit besser Wärmedämmenden Material als dem übrigen Material des Begrenzungsteils 28 gefüllte Kammern aufweisen. So wäre es beispielsweise auch möglich, die mit dem Material des Heiz­ elementträgers 23 gefüllte Ausformung 106 größer zu machen und über einen erheblichen Abschnitt der Höhe des vom Begren­ zungsteils 28 gebildeten Randes zu erstrecken, so daß eine Ausführung ähnlich Fig. 11 entsteht. Der die Topferkennungs­ spule bildende Ring oder Reifen 97 ist mechanisch geschlos­ sen, jedoch elektrisch "offen". Der Anschluß kann galvanisch, wie beschrieben oder auch über einen Lufttransformator oder anders gearteten Übertrager, beispielsweise mit Ferrit, geschehen

Fig. 17 zeigt eine Ausführung, bei der bei im übrigen ähnli­ cher Ausbildung wie in Fig. 15 die Außenfläche 86 des Begren­ zungsteils 28 so ausgebildet ist, daß darin einzelne Klammern 108 aufgenommen werden können, die am Begrenzungsteil 28 festgelegt und sich ein Stück über den Boden 109 vom Begren­ zungsteil 28 und Heizelementträger 23 erstrecken und sie somit zusammenhalten. Es kann daran ferner ein Federabschnitt 110 vorgesehen sein, der sich am Boden 20 der Mulde abstützt. Eine solche Ausführung ist insbesondere für die spätere Auswechslung einer Kochstelle im Reparaturfalle vorteilhaft. Die Klammer 108 hält sich mit einer Nase 111, die in eine Nut 112 am Außenumfang 86 des Begrenzungsteils 28 eingreift. Die Klammer kann aus federndem Blech hergestellt sein.

WÄRMEDÄMMUNG

Bei der Wahl des Wärmedämm-Materials und seiner Gestaltung müssen außer der Temperaturbeständigkeit und möglichst auch elektrischen Isolation hauptsächlich einander normalerweise ausschließende Eigenschaften beachtet werden, nämlich gute Wärmedämm-Eigenschaften und mechanische Festigkeit. Unter dieser Voraussetzung wird das Material der Wärmedämm-Bauteile 23 ausgewählt.

Für den Heizelementträger 23 ist ein pyrogenes Kieselsäure- Aerogel bevorzugt, das, mit entsprechenden Bindemitteln und Trübungsmitteln, beispielsweise aus Metalloxyden, vermischt, zu einem tablettenartigen Formkörper, d. h. einer mehr oder weniger dicken, der Form der Heizzone angepaßten Scheibe verpreßt wird. Zur Erhöhung der mechanischen Festigkeit können auch Verstärkungsmittel zugesetzt werden, wobei jedoch möglichst Fasern vermieden werden sollten.

In die obere, dem Heizraum 27 zugekehrte Fläche 24 werden elektrische Widerstandsheizelemente 25 eingebettet. Sie bestehen aus dünnen gewellten Bändern, die aufrechtstehend mit an ihrer Unterseite vorgesehenen, durch die Wellung spatenförmigen Füßen in das Wärmedämm-Material eingedrückt werden, nachdem die Tablette verpreßt ist. Diese Heizelemente haben aufgrund ihrer großen Oberfläche im Vergleich zur Heizelementmasse eine sehr kurze Aufglühzeit. Sie sind unter der Marke "HiLight" der Anmelderin bekannt. Wegen Einzel­ heiten ihrer Beschaffenheit, Herstellung und Funktion wird ausdrücklich auf die DE-42 29 373 und DE-42 29 375 Bezug genommen.

Der Heizelementträger 23 hat auf der im übrigen ebenen Oberfläche 24 in der Mitte einen aufwärts gerichteten Vor­ sprung 33, auf dem der Temperaturfühler 31 des Temperatur­ begrenzers 32 aufliegt. Dieser Fühler ragt je nach Größe der Heizzone bis zur Mitte oder auch etwas weiter darüber hinweg, so daß auch bei unterschiedlichen Heizzonen-Durchmessern eine einheitliche Temperaturfühlerlänge gewählt werden kann. Normalerweise ist es infolge der HiLight-Einpreßtechnik möglich, einen Heizelementträger mit ausreichender Wärmedämm- Qualität und mechanischer Festigkeit herzustellen, vor allem, wenn er eine größere Dicke haben kann. Ein besonderer Vorteil des integrierten Kochmuldenkonzeptes ist es, daß der Raum, der notwendig war, um die den Strahlheizkörper aufnehmende Trägerschale in der Mulde anzuordnen und nach oben anzupres­ sen, jetzt für die Wärmedämmung zur Verfügung steht, so daß bei gleicher Bauhöhe der Mulde die Wärmedämmung einige Millimeter dicker sein kann. Wenn jedoch besondere Erforder­ nisse, beispielsweise eine noch geringere Muldenbauhöhe oder dgl. es erfordern, kann auch unter dem Heizelementträger noch eine Wärmedämmschicht liegen, dann meist aus noch leichterem und daher besser wärmedämmenden Material gleichen Typs. Auch ein mehrschichtiger Aufbau der Heizelementträger-Tablette ist möglich.

Das Begrenzungsteil 28 besteht aus mechanisch festerem Material, das also sowohl gestaltfester als auch abriebfester ist. Derartige Materialien können beispielsweise aus Auf­ schlämmungen von keramischen Fasern geformte, filz- oder papierartige Wärmedämm-Materialien sein. Es wird jedoch angestrebt, Fasern bei Wärmedämm-Materialien generell zu vermeiden. Es wird daher bevorzugt ein sehr gestaltfestes Material, wie Vermiculite, bevorzugt, ein Blähglimmer, der bei recht guten mechanischen Eigenschaften ein guter elektri­ scher Isolator mit vertretbaren Wärmedämm- und Temperatur­ beständigkeits-Eigenschaften ist. Aus diesem Material ist das Begrenzungsteil 28 geformt, was vor allem mit großer Rand­ schärfe möglich ist, so daß es sich besonders für die genaue optische Begrenzung der Heizzone besonders gut eignet. Im Grunde hat das Material eine mechanische Konsistenz wie ein Kunststoff oder Integralschaum mit geschlossener Oberfläche.

An Stellen, an denen besonders hohe Temperaturbeständigkeit und/oder Wärmedämmung erforderlich ist, können in dem Begren­ zungsteil 28 Einsätze 34 vorgesehen sein. Fig. 11 zeigt einen Einsatz 34 an der dem Heizraum 27 zugewandten Seite des Begrenzungsteils. Er verhindert das Abwandern von Wärme zur Seite hin. Der Einsatz ist in Form eines umlaufenden Ringes in eine Nut 35 im Begrenzungsteil 28 eingeformt. Die oben und unten stehenbleibenden Flansche sind thermisch nicht so gefährdet, da sie einerseits an der Platte 17 und anderer­ seits am Heizelementträger 23 anliegen. Durch diese Einsätze aus einem gegenüber dem übrigen Wärmedämm-Bauteil unter­ schiedlichen Material wird eine Kompositbauweise geschaffen, die dem Bauteil die Charakteristik beider an sich miteinander unverträglichen Eigenschaften, mechanische Festigkeit / gute Wärmedämm-Eigenschaften, verleiht. Diese Kompositbauweise kann auch im übrigen angewendet werden, beispielsweise in den den später noch zu erläuternden Reglerteil umgebenden Posi­ tionen oder anderen, von oben oder der Außenseite her vorge­ sehenen Ausnehmungen des Begrenzungsteils.

STEUERUNG UND REGLUNG

Die in Fig. 1 dargestellte Anordnung der Kochstellen in einer gemeinsamen Mulde ermöglicht es, die Steuerungs-, Regel-, Überwachungs- und Anschluß-Elemente für alle Kochstellen zusammenzufassen, während sie bisher zumindest bezüglich der auf die Kochstellen selbst bezogenen Bauteile, beispielsweise der Temperaturbegrenzer und Anschlußleitungen, Heißmelder oder Topferkennungssysteme, jeder einzelnen Kochstelle zuge­ ordnet waren.

In Fig. 1 ist dargestellt, daß die Temperaturbegrenzer 32 in einem zentralen Bereich 36 zwischen den vier Kochstellen liegen. Es ist auch möglich, die vier Temperaturbegrenzer, ggf. mit Heißmeldekontakten zusammen, die vom gleichen Temperaturfühler beaufschlagt werden, in einem gemeinsamen Gehäuse 37 unterzubringen, von dem die Temperaturfühler sternförmig ausgehen. Von dort aus verlaufen auch die Koch­ plattenanschlüsse 38 direkt zu den Heizelementen. Von dem gemeinsamen Gehäuse aus verläuft ein in Fig. 1 und 4 ange­ deuteter Kabelbaum 39 zum Eingabe- bzw. Anzeigefeld 40, das in diesem Falle zur Oberseite und durch die Glaskeramikplatte hindurchreichende Einstellknöpfe 41 aufweist. Statt eines Kabelbaums aus Litzen oder Massivdrähten kann auch eine mehrbahnige Matrix aus Flachleitern verwendet werden. Anzeigelampen 42 für eine Heißanzeige sind in entsprechender Anordnung zu den Kochstellen an geeigneter Stelle vorgesehen. Temperatur- oder Leistungs-Steuer- bzw. Regelorgane, die von den Einstellknöpfen 41 beeinflußt werden, können im Bereich des Einstellfeldes 40 oder auch innerhalb des gemeinsamen Gehäuses 37 vorgesehen sein.

Die normalerweise als Heißanzeige bezeichnete Restwärmean­ zeige sorgt dafür, daß der Benutzer darauf aufmerksam gemacht wird, daß eine Kochstelle noch eine für die Berührung gefähr­ liche Temperatur haben könnte. Zu ihrer Betätigung ist normalerweise im Temperaturbegrenzer ein zweiter Kontakt vorgesehen, der vom Fühler des Temperaturbegrenzers betätigt wird und bei beispielsweise 70°C schaltet. Die Heißanzeige könnte aber auch mit anderen, beispielsweise elektrischen Widerstandsfühlern, arbeiten, insbesondere, wenn eine gemein­ same Steuerelektronik vorhanden ist. Den gleichen Zweck kann jedoch auch eine Steuerung erfüllen, die in Abhängigkeit von der Einschaltung der Kochstellen zeitabhängig arbeitet, indem mit entsprechenden Sicherheitsmargen die Heißanzeige an­ spricht, wenn der Heizkörper für eine gewisse Zeit einge­ schaltet ist. Sie läuft für die durchschnittliche Abkühlzeit bis unter eine gefährliche Temperatur nach dem Abschalten des Heizelementes nach und schaltet dann erst die Heißanzeige aus. Dabei kann beispielsweise vorgesehen sein, daß ein nur kurzzeitiges, z. B. versehentliches Einschalten, die Heißan­ zeige noch nicht wirksam werden läßt.

In Fig. 12 ist eine zentrale Regel- und Steuerschaltung im Blockschaltbild dargestellt. Das Steuergerät 43 ist für vier Kochstellen 12 vorgesehen, von denen zwei (links oben und rechts unten) jeweils ein Heizelement 25 haben, während die beiden anderen (links unten und rechts oben) jeweils zwei Heizelemente haben, z. B. für eine Kochstelle mit zwei Heiz­ zonen 13, 13a.

Das Steuergerät enthält auch eine Topferkennungs-Elektronik. Dazu befinden sich an den Kochstellen Induktionsspulen 44, und zwar jeweils eine je Heizelement, die mit dem Steuergerät verbunden sind. Diese Topferkennungssensoren sind mit einem Multiplexer 45 verbunden, der eine serielle Verarbeitung der Signale ermöglicht. Die somit in Folge ankommenden Signale werden in einem speziell angepaßten, integrierten Schaltkreis (ASIC) 46 verarbeitet, zum Teil unter Steuerung durch einen Microprozessor 47.

Über einen Treiber 48 werden die resultierenden Ausgangssig­ nale Leistungsschaltern 49 zugeführt, die als elektromechani­ sche Relais dargestellt sind, jedoch auch als elektronische Leistungsbauteile ausgebildet sein können. Im Ausführungsbei­ spiel nach Fig. 12 geschieht die Leistungssteuerung außerhalb des Steuergerätes 43 in Leistungssteuergeräten 50, die von den Einstellknöpfen 41 bedient werden und als einzelne oder in einem gemeinsamen Block 51 zusammengefaßt sein können. Diese auch als Energieregler bezeichneten Leistungssteuerge­ räte arbeiten meist mit impulsweiser Leistungsfreigabe und können elektrothermisch oder elektronisch arbeiten.

Es ist jedoch auch möglich, diese Leistungssteuerung mit in das Steuergerät 43 einzubeziehen und lediglich die Einstell­ organe herauszuziehen. Dabei könnte es sich um beliebige Eingabemittel handeln, beispielsweise um rotative Geber, wie Potentiometer, oder Tasteneingaben, bevorzugt Berührungs­ schalter, die ggf. auch durch die Glaskeramikplatte hindurch wirken. In einem solchen Falle könnte im Bereich des Ein­ stellfeldes 40 ein Tastenfeld angelegt sein, durch dessen Berührung der Benutzer die Wahl der einzelnen Kochstellen und ihre Einstellung bewirken kann.

Der Mikroprozessor steuert auch über eine entsprechende Ansteuerung 52 das Heißanzeigefeld 42 in Form von Leuchtdio­ den. Die Temperaturbegrenzer sind in diesem Falle schal­ tungsmäßig außerhalb des Steuergerätes 43 vorgesehen, können jedoch baulich auch mit ihm weitgehend vereinigt sein.

Das Steuergerät ist in dem zentralen Bereich 36 vorgesehen. Durch entsprechende Wärmedämmung ist es gegen Wärme von den Heizzonen her abgeschirmt. Wie Fig. 2 zeigt, kann es Wärme über den Boden 20 abgeben, ggf. auch nach oben über die Glaskeramikplatte, falls das von der Elektronik ertragene Temperaturniveau relativ hoch liegt. Weitere Maßnahmen können hier zur Kühlung beitragen, beispielsweise eine Unterbrechung des Bodens 20 um den zentralen Bereich 36 herum, beispiels­ weise durch die Schlitze 52 in Fig. 2, durch in diesem Bereich aufgesetzte Kühlkörper oder sogar durch aktive Kühlung mittels eines Peltierelementes.

Jedenfalls ermöglicht ein gemeinsames Steuergerät, auch technisch relativ aufwendige Funktionen, wie die Topferken­ nung, nutzbar zu machen, weil der Aufwand für mehrere Koch­ stellen kaum größer ist als für eine.

Die Auswertung der Signale der Topferkennungssensoren 44 kann nach dem Stand der Technik erfolgen, beispielsweise gemäß der DE-40 04 129, auf deren Inhalt hier ausdrücklich Bezug genommen wird.

Infolge der Umgebungsbedingungen, insbesondere der hohen und wechselnden Temperatur, ist jedoch die Anordnung der Topfer­ kennungssensoren, die ja als Induktionsspulen ausgebildet sind, besonders kritisch. In den Fig. 6 bis 9 sind ver­ schiedene Varianten gezeigt, die jeweils als einwindige Spulen ausgeführt sind. Fig. 6 und 7 zeigen eine Ausfüh­ rung, bei der das Begrenzungsteil 28 einen von seiner Ober­ seite ausgehenden, ringförmigen Schlitz 75 aufweist, in den eine einwindige Schleife als Topferkennungssensor 44 ein­ gelegt ist. Sie besteht aus metallischem Bandmaterial und ist, wie Fig. 7 zeigt, leicht gewellt, um sich in dem Schlitz selbst festzuhalten. Ihre Anschlüsse sind zum zentralen Bereich 36 hingeführt und dort mit möglichst geringer freier Leitungslänge an das Steuergerät 43 angeschlossen. Da es sehr wichtig ist, diese Anschlüsse so kurz wie möglich zu halten, könnten hier auch einzelne Topferkennungs-Bauteile nahe an den einzelnen Kochstellen in der Wärmedämmung angeordnet sein. Auf diese Weise ist es möglich, auch die relativ unscharfen und ggf. störungsbehafteten Signale einer ein­ windigen und in ihrem Anschlußbereich ggf. unabgeschirmten Induktionsspule mit hinreichender Genauigkeit auszuwerten.

Fig. 8 zeigt eine Ausführung, bei der die den Topferken­ nungssensor 44 bildende Induktionsspule in Form eines ein­ windigen Runddrahtes in das Material des Begrenzungsteils 28 nahe an der Heizzone 27, jedoch wärmemäßig abgeschirmt, eingebettet ist.

Fig. 9 zeigt eine Ausführung, bei der als Topferkennungssen­ sor 44, wie in den Fig. 6 und 7, ein aufrechtstehendes Band aus Flachmaterial verwendet wird, das, ähnlich wie die Heizleiter 25, in den Heizelementträger 23 durch Eindrücken über einen Teil seiner Höhe, eingebettet ist. Gegen eine zu starke Erwärmung kann beispielsweise eine reflektierende Beschichtung auf dem Band vorgesehen sein. Vorteilhaft für diese Topferkennungsspulen ist es, daß die jeweilige Koch­ stelle ohne einen umgebenden Blechrand ausgebildet ist, der eine unerwünschte Abschirmung bilden könnte.

Fig. 9 zeigt, daß eine als LED ausgebildete Anzeigelampe 42 für die Heißanzeige unmittelbar in eine Ausnehmung in eine Ausnehmung des Begrenzungsteils 28 eingesteckt werden kann und dann durch die Platte leuchtet.

ANSCHLÜSSE

Die beschriebene Anordnung ermöglicht es, auch die Anschluß­ verlegung besonders günstig zu gestalten. Zum einen kann durch die Zusammenlegung der verschiedensten Regelungs- und Steuerorgane auf einen großen Teil interner Verdrahtungen verzichtet werden und zum anderen kann die Verschaltung auch der einzelnen Kochstellen mit dem zentralen Steuergerät oder anderen Organen bereits bei der Herstellung der Kochstellen und damit auch gleichzeitig der Mulde erfolgen. Bei Zusammen­ fassung in einem Kabelbaum 39, bei dem die Kabel originär an einzelnen Schaltelementen, beispielsweise den Temperaturbe­ grenzern 32, vorgesehen sind, kann schließlich ein gemein­ samer Stecker (97 in Fig. 1) zum Anschluß an die Eingabe- bzw. Einstell-Geräte vorgesehen sein.

Vor allem ist aber die Verschaltung mittels eines Kabelbaums 39 oder einer Anschlußmatrix möglich, die mit genau vorgege­ benen Anschlußlängen und -positionen vorbereitet sein kann. So könnten beispielsweise Anschlüsse aus Massivdraht in entsprechenden Kanälen des Begrenzungsteils 28 geführt sein. Besonders bevorzugt ist eine elektrische Verschaltung beste­ hend aus Bändern oder Streifen 55, die in entsprechende Kanäle 56 im Begrenzungsteil 28 eingelegt werden. Die Kanäle können beispielsweise durch gegeneinander versetzte Formstem­ pel leicht auch innerhalb des Begrenzungsteils hergestellt werden. In sie werden die Flachleiter 55 eingelegt oder eingeschoben. Es ist aber auch möglich, sie durch entspre­ chende Ausnehmungen in der Trennebene zwischen Begrenzungs­ teil und Heizelementträger zu führen, wobei sie beim Zusam­ menfügen dieser Teile automatisch eingeschlossen werden.

Die Heizleiterbänder können beispielsweise aus nickelplat­ tiertem Stahlband bestehen, die ggf. durch Punktschweißung 57 miteinander verbunden werden. Sie können auch bereits als entsprechende Matrix durch Stanzen hergestellt werden. Die geringere elektrische Leitfähigkeit von Eisen kann durch entsprechende Dimensionierung ausgeglichen werden. In jedem Fall erhält man dadurch aber wärmebeständige und leicht verschweißbare Leiter.

Claims (17)

1. Strahlungs-Kochstelleneinheit mit wenigstens einem elektrischen Heizelement (25), das auf einem Heizele­ mentträger (23) angeordnet ist und mit einem ringförmi­ gen, dieses zumindest teilweise umgebenden Begrenzungs­ teil (28), dadurch gekennzeichnet, daß das Begrenzungs­ teil (28) von einem Ring (44) umspannt ist.

2. Einheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Begrenzungsteil (28) und der Ring (44) die äußere Begrenzung der Kochstelle (12) bilden.

3. Einheit nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Begrenzungsteil (28) aus mehreren Ringsektoren (28a) zusammengesetzt ist.

4. Einheit nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Begrenzungsteil (28) mit dem Heizelementträger (23) formschlüssig verbunden ist.

5. Einheit nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Begrenzungsteil (28) wenigstens eine Ausnehmung (101, 106) aufweist, in die ein Teil (102) des Heizelementträgers (23) eingreift und ggf. im Bereich einer in der Oberfläche des Heizelementträgers (23) vorgesehenen Verformung (107) liegt.

6. Einheit nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Ring (44) eine Induktionsspule für ein Topferkennungssystem ist.

7. Einheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß mehrere Einheiten (12) unterhalb einer Platte (17), insbesondere einer Glas­ keramikplatte, innerhalb einer aus Flachmaterial, wie Blech, bestehenden Mulde (14) einzeln und unmittelbar an der Mulde (14) angeordnet sind.

8. Einheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens ein Wärmedämmbauteil (22) jeder Kochstelle (12) Unmittelbar an zur Mulde (14) gehörenden Aufnahmemitteln (26, 82, 83) geführt ist.

9. Einheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sie zwei gesonderte Wärmedämmbau­ teile (23, 28) enthält, und zwar einen vorzugsweise tablettenartig aus gepreßtem, schüttfähigem Wärmedämm­ stoff, wie Kieselsäureaerogel, geformten Heizelementträ­ ger (23) und einen aus einem relativ gestaltfesten, vorzugsweise faserfreien Wärmedämmstoff, wie Vermicu­ lite, geformten, ringförmigen, die Heizzone umgebenden Begrenzungsteil.

10. Einheit nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß Abstands- und/oder Seitenhalter (81, 82, 83) bzw. ihre Befestigungsstellen am Boden (20) der Mulde (14), vorzugsweise als vor-ausgestanzte und ausbiegbare Blechausschnitte Vorgesehen sind und/oder am Muldenboden (20) in einem an unterschiedliche Größen und Anordnungen von Kochstellen (12) anpaßbaren Raster angeordnet sind.

11. Einheit nach einem der Vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Mulde (14) federnd in ihrem Abstand zur Platte (17) gelagert ist, vorzugsweise durch Federmittel (95), die zwischen der Mulde (14) und einem rahmenartigen Plattenträger (93) vorgesehen sind.

12. Einheit nach einem der Ansprüche 7 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß in einem zentralen Bereich (36) der Mulde (14) Elektronikbauteile (43), insbesondere für ein Topferkennungssystem, angeordnet sind und/oder der zentrale Bereich (36) wärmegedämmt und durch thermische Abkopplung und/oder passive oder aktive Kühlmittel gekühlt ist.

13. Einheit nach einem der Vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein Restwärmeanzeigesystem (42) zur Anzeige der Verbrennungsgefahr bei Berührung der Koch­ stelle (12) zeitgesteuert ohne Temperaturfühler ausge­ bildet ist und/oder als Vorverdrahtete Einheit mit Federsteckverbindungen angeschlossen ist.

14. Einheit nach einem der Vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß Wärmedämmbauteile (22) aus unter­ schiedlichen Wärmedämm-Materialien zusammengestellt sind, wobei vorzugsweise in einen relativ gestaltfesten Wärmedämmbauteil (28) Einsätze (34) aus besser wärmedäm­ menden Material vorgesehen sind, insbesondere im die Heizzone (13) umgebenden Bereich eines ringförmigen Begrenzungsteils (28).

15. Einheit nach einem der Vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß elektrische Anschlüsse der Kochstel­ le, die vorzugsweise von zugehörigen Temperaturbegren­ zern (32) ausgehen, an diesen vormontiert vorgesehen sind und bei der Montage zu einem ggf. mit einem gemein­ samen Mehrfachstecker (97) versehenen Kabelbaum (39) zusammengefaßt sind.

16. Einheit nach einem der Vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrischen Anschlüsse (38, 55) in die Wärmedämmbauteile (22) intregriert oder zwischen sie eingeschlossen, insbesondere in teilhinter­ schnittenen Kanälen (56) angeordnet sind.

17. Einheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrischen Anschlüsse als Flachleiter (55), vorzugsweise auf Eisenbasis, ausgebil­ det sind und ggf. als eine ausgestanzte Matrix ausgebil­ det sind.