DE19604436A1 - Muldenplatteninduktor - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Induktor zum Einbau unter eine Muldenplatte mit einer Induktorspule, die auf ei­ nem Trägerteil sitzt, mit einer die Induktorspule abdecken­ den thermisch und/oder elektrischen Isolation unter einem von der Muldenplatte elektrisch isolierten Temperaturfühler zum Messen einer Muldenplatten-Temperatur.

Ein derartiger Induktor ist bekannt aus der EP 0 561 208 A2, wobei der Induktor bzw. dessen thermische Isolation großflä­ chig direkt an der Unterseite der Muldenplatte anliegt. Eine Kühlung des Induktors und diverser Zusatzelemente ist ledig­ lich in dem Raum unterhalb eines großflächigen Kühlkörpers realisiert.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, die Kühlung des Induktors nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 zu ver­ bessern.

Erfindungsgemäß ist dies dadurch erreicht, daß zwischen dem Induktor und der Muldenplatte ein Luftspalt gebildet ist. Dieser vorzugsweise um etwa 2 mm hohe Luftspalt ermöglicht durch leicht Luftbewegungen unterhalb der Muldenplatte, bei­ spielsweise erzeugt durch ein eingebautes Lüftergebläse, ei­ ne sehr gute thermische Isolation zum Induktor hin. Das ge­ bildete Luftpolster bietet selbst bei nur geringen Luftbewe­ gungen eine für viele Zwecke ausreichende thermische Isola­ tion.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform weist das Trägerteil einen durch eine Öffnung der Isolation ragenden Muldenanla­ geansatz auf, in dem der Temperaturfühler gehaltert ist. Da­ durch ist der Temperaturfühler zum einen durch das Träger­ teilmaterial elektrisch von der Muldenplatte isoliert, zum anderen weist die die Induktorspule abdeckende thermische Isolation ein Fenster auf, um den Temperaturfühler thermisch besser an die Muldenplatte ankoppeln zu können. Weiterhin ist der Temperaturfühler unterhalb des Trägerteils auf sta­ bile Weise gehaltert. Vorteilhafterweise ragt der Muldenan­ lageansatz des Trägerteils geringfügig über die Oberfläche der Isolation. Dies gewährleistet eine verbesserte thermi­ sche Ankopplung des Temperaturfühlers an die Muldenplatte, bei gleichzeitiger Vorgabe eines Luftspaltes zwischen der Oberfläche der Isolation des Induktors und der Unterseite der Muldenplatte.

Um eine nahezu hermetisch geschlossene, robuste Baueinheit für den Transport und die Handhabung bei der Montage bilden zu können, ist die Isolation als stabile Platte ausgebildet, die an dem Trägerteil eine kompakte Baueinheit bildend befe­ stigt ist. Die so eingefaßte Induktorspule kann zudem ohne Klebung hergestellt werden, der Induktor weist an seiner Oberseite keine Öffnungen aufs durch die Verschmutzung oder ähnliches in den Induktor eindringen und dessen Funktionsfä­ higkeit gefährden kann. Die Einhaltung eines definierten, großflächigen Luftspaltes zwischen Muldenplatte und Induktor kann verbessert werden, wenn das Trägerteil oder die Isola­ tionsplatte an der der Muldenplatte zugewandten Seite zu­ sätzlich Abstandshalter aufweist. Um nicht unnötig viel Wär­ me über die Abstandshalter von der Muldenplatte auf den In­ duktor zu leiten, sind diese bevorzugt außerhalb der Grund­ fläche eines auf der Platte abgestellten Topfes bzw. Topfbo­ dens angeordnet. Da der Induktor üblicherweise von unten an die Unterseite der Muldenplatte gedrückt wird, ist es vor­ teilhaft, wenn der Muldenanlageansatz des Trägerteils ge­ ringfügig weiter über die Oberfläche der Platte hervorragt als die Abstandshalter. So ist sowohl ein ausreichender Luftspalt über die gesamte Induktoroberfläche gewährleistet als auch ein guter thermischer Kontakt des Temperaturfühlers zur Muldenplatte.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist der Muldenanla­ geansatz im wesentlichen hohl, wobei der Temperaturfühler in dem gebildeten Hohlraum gehaltert ist. Dies ermöglicht eine kompakte Bauweise und eine geschützte Unterbringung des Tem­ peraturfühlers. Zur sicheren und recycelfreundlichen sowie bei Erschütterungen günstigen Halterung ist der Temperatur­ fühler mit einer elastischen Vergußmasse in dem Hohlraum be­ festigt. Bevorzugterweise liegt der Muldenanlageansatz stirnseitig an der Unterseite der Muldenplatte mit einer ebenen Wärmeleitplatte an, an deren Unterseite wiederum der Temperaturfühler wärmetechnisch angekoppelt ist. Dadurch ist ein guter Wärmeübergang von der Muldenplatte zum Temperatur­ fühler sichergestellt. Weiterhin ist es fertigungstechnisch einfach möglich, über alle Induktoren eines Fertigungsloses die Stärke der Wärmeleitplatte und damit das thermische Übertragungsverhalten der Wärmeleitstrecke von der Mulden­ platte zum Fühler mit vernachlässigbaren Toleranzen einzu­ stellen. Besonders günstig bzw. schnell kann der Temperatur­ fühler entsprechend den Temperaturen der Muldenplatte rea­ gieren, wenn die Wärmeleitplatte zumindest zum Teil durch ein Formteil mit ausreichender elektrischer Isolationsfähig­ keit und einer im Vergleich zum Trägerteil-Material höheren thermischen Leitfähigkeit gebildet ist. Dies ist insbesonde­ re bei der Verwendung von Siliciumnitrid als Formteilmateri­ al gewährleistet.

Nachfolgend ist anhand schematischer Darstellungen ein Aus­ führungsbeispiel des erfindungsgemäßen Induktors beschrie­ ben. Es zeigt:

Fig. 1 in einer perspektivischen Ansicht von oben den Induktor mit einer teilweise aufgeschnittenen Isolationsplatte,

Fig. 2 in einer perspektivischen Ansicht von unten der Induktor gemäß Fig. 1 und

Fig. 3 in einer Querschnittdarstellung in vergrößertem Maßstab den unter einer Muldenplatte angeordneten Induktor.

Die Fig. 1 bis 3 zeigen einen Induktor 1, der als Unter­ teil ein speichenradförmiges Trägerteil 3 aus PPS-Kunststoff und als Abdeckung eine Isolationsplatte 5 aus Mikanit auf­ weist. Die Isolationsplatte 5 besteht aus mehreren Isolati­ onslagen und ist etwa 1 mm stark. Sie dient zusätzlich zur thermischen auch zur elektrischen Isolation sowie aufgrund der gegebenen mechanischen Festigkeit als Trägerelement für eine nachfolgend beschriebene Induktorspule 13. Das Träger­ teil besitzt einen nabenähnlichen Zentralbereich 7 mit sechs speicherförmig darum angeordneten stabförmigen Aufnahmebe­ reichen 9. In der Unterseite des Aufnahmebereichs ist je­ weils ein plattenförmiger Ferritstab 11 als Magnet-Rück­ schlußmittel befestigt. Umfangsseitig ist das Trägerteil 3 durch einen radähnlichen Trägerteilring 12 begrenzt. In dem zwischen dem Zentralbereich 7 und dem Trägerteilring 12 ge­ bildeten kreisringförmigen Bereich ist die selbsttragende Induktorspule 13 aus feindrahtiger Litze als Spirale im we­ sentlichen auf die durch die Oberseite der Aufnahmebereiche 9 gebildete Auflagefläche gewickelt. Für die Anschlußpunkte der Spule im Bereich des Zentralbereiches 7 und des Träger­ teilrings 12 sind zwischen zwei Aufnahmebereichen 9 entspre­ chende Zuleitungskanäle 14 vorgesehen. Zur Vereinfachung der Montage ist die Spule 13 mittels einer Klebeschicht aus tem­ peraturbeständigem, doppelseitigem Klebeband 15 auf das Trä­ gerteil 3 aufgeklebt.

Das Trägerteil 3 weist in seinem Zentrum und am Umfang ring­ förmige Auflageflächen 16 für die Isolationsplatte 5 auf. Die Isolationsplatte 5 ist mit dem Trägerteil 3 an mehreren um den Umfang verteilten Vernietungsstellen 17 durch Warm­ vernieten ohne zusätzliche Befestigungselemente oder Kleb­ stoffe betriebsgemäß fest miteinander verbunden. Von der Oberseite des Trägerteilrings 12 erstrecken sich drei gleichmäßig um den Umfang des Trägerteils 3 verteilt ange­ ordnete Abstandshalter 19. Die die Abstandshalter 19 bilden­ den Stege sind jeweils ca. 1,5 = hoch und damit geringfügig niedriger als der Muldenanlageansatz 23. Im Zentrum der Iso­ lationsplatte 5 weist diese eine kreisförmige Öffnung 21 auf, durch die ein ebenfalls kreisförmiger Muldenanlagean­ satz 23 des Trägerteils 3 ragt. Dieser ist im wesentlichen hohl und weist stirnseitig eine ebene Wärmeleitplatte auf. Diese ist im wesentlichen durch ein in eine kreisförmige An­ satzöffnung eingesetztes Formteil 25 aus Siliziumnitrid ge­ bildet. In einem Hohlraum 27 des Trägerteils 3 bzw. des Mul­ denanlageansatzes 23 unterhalb des Formteils 25 ist ein NCT- Temperaturfühler 29 untergebracht. Der Temperaturfühler 29 dient zur Erfassung der Temperatur an einer Muldenplatte 41 (Fig. 3) bzw. der Induktor-Temperatur und zur Steuerung der Abschaltung der Induktorleistung vor einer Überhitzung des Induktors 1 bzw. eines über dem Induktor abgestellten Top­ fes. Die elektrischen Anschlußleitungen 31 des Fühlers 29 sind aus dem Hohlraum 27 zum Rand des Induktors 1 geführt. Das Formteil 25 weist umfangsseitig einen Absatz auf, mit dem es in der Ansatzöffnung von unten anliegend eingesetzt ist. An der Unterseite des plattenförmigen Formteils 25 sind an diesem zwei beabstandete Halterungswulste 33 angeformt. Dazwischen ist der stabförmige Temperaturfühler 29 einge­ steckt. Zur Fixierung des Formteils 25 und des Temperatur­ fühlers 29 im Muldenanlageansatz 23 des Trägerteils 3 sind diese mit einer Silikonvergußmasse 35 vergossen (in Fig. 2 aus Gründen der Übersichtlichkeit weggelassen).

Der Induktor ist üblicherweise durch nicht dargestellte Fe­ derelemente von unten an die Muldenplatte 41 angedrückt, wo­ durch der Induktor 1 über den Muldenanlageansatz 23 und die Abstandshalter 19 an der Muldenplatte 41 anliegt und zwi­ schen dem Induktor 1 bzw. der Oberseite Isolationsplatte 5 und der Unterseite der Muldenplatte ein Luftspalt 43 gebil­ det ist (Fig. 3). Die Lage und Größe des Muldenanlageansat­ zes 23 in der Mitte und der Abstandshalter 19 außerhalb der Grundfläche eines auf der Kochstelle abgestellten Topfes bzw. Topfbodens ist so gewählt, daß nicht unnötig viel Wärme von der Muldenplatte 41 zum Induktor 1 geleitet wird.

Claims (11)

1. Induktor zum Einbau unter eine Muldenplatte mit einer Induktorspule, die auf einem Trägerteil sitzt, mit einer die Induktorspule abdeckenden thermischen und/oder elek­ trischen Isolation und einem von der Muldenplatte elek­ trisch isolierten Temperaturfühler zum Messen einer Mul­ denplatten-Temperatur, dadurch gekenn­ zeichnet, daß zwischen dem Induktor (1) und der Muldenplatte (41) ein Luftspalt (43) gebildet ist.

2. Induktor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Trägerteil (3) einen durch eine Öffnung (21) der Isolation (5) ragenden Muldenanlageansatz (23) aufweist, in dem der Temperaturfühler (29) gehaltert ist.

3. Induktor nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Muldenanlageansatz (23) des Trägerteils (3) gering­ fügig über die Oberfläche der Isolation (5) ragt.

4. Induktor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß die Isolation (5) als stabile Platte ausgebildet ist, die an dem Trägerteil (3) eine kompakte Baueinheit bildend befestigt ist.

5. Induktor nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Träterteil (3) an seiner der Muldenplatte (41) zuge­ wandten Seite Abstandshalter (19) aufweist.

6. Induktor nach Anspruch 2 in Verbindung mit Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Muldenanlagean­ satz (23) des Trägerteils geringfügig weiter über die Oberfläche der Platte (5) hervorspringt als die Ab­ standshalter (19).

7. Induktor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß der Muldenanlageansatz (23) im wesentlichen hohl ist und daß der Temperaturfühler (29) in dem gebildeten Hohlraum (27) gehaltert ist.

8. Induktor nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Temperaturfühler (29) mit einer elastischen Verguß­ masse (35) in dem Hohlraum (27) gehaltert ist.

9. Induktor nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Muldenanlageansatz (23) stirnseitig an der Un­ terseite der Muldenplatte (41) mit einer ebenen Wärme­ leitplatte anliegt, an deren Unterseite der Temperatur­ fühler (29) wärmetechnisch angekoppelt ist.

10. Induktor nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Wärmeleitplatte zumindest zum Teil durch ein Form­ teil (25) mit einer ausreichenden elektrischen Isolati­ onsfähigkeit und einer im Vergleich zum Trägerteil Mate­ rial höheren thermischen Leitfähigkeit gebildet ist.

11. Induktor nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Material des Formteils (25) Siliziumnitrid ist.