DE19638640C2 - Strahlungsheizkörper mit einem Metallfolien-Heizleiter - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Strahlungsheizkörper für ein Kochfeld, insbesondere Glaskeramikkochfeld, nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

Ein Strahlungsheizkörper der gattungsgemäßen Art ist in der DT 27 20 394 A1 offenbart. Bei diesem bekannten Strahlungsheizkörper für einen Elektroherd be­ steht der Heizleiter aus mehreren in Serie geschalteten Streckmetallstreifen, die flach auf dem Isolierboden liegend verteilt sind. Die Heizleiter liegen mit äußeren Strombrücken frei in Ausnehmungen der Wandung, um so ein Bewegungsspiel der Heizleiter aufnehmen zu können.

Die DE 92 14 270 U1 offenbart einen elektrischen Strahlungsheizeinsatz für ein Glaskeramik-Kochfeld, bei dem der Heizwiderstand mäanderförmig ausgebildet ist. Dabei sind einzelne und im Abstand zueinander angeordnete Mäanderbögen als Stützfüße des Heizwiderstandes auf dem Isolierboden aufstehend befestigt. Die übrigen Mäanderbögen verlaufen dadurch im Abstand frei über dem Isolierboden. Diese Ausbildung und Befestigung des Heizleiters ist aufwendig und technisch nur unzureichend beherrschbar.

Weitere Strahlungsheizkörper sind in der DE 42 29 375 A1 und der EP 0 585 831 A2 beschrieben. Der Heizleiter besteht aus einem flexiblen Flachband, das spiral­ förmig so auf dem Isolierboden verlegt ist, daß seine große Oberfläche senkrecht zum Isolierboden und zum Kochfeld stehen. Nur seine schmale Oberkante ist dem Kochfeld zugewandt. Durch diese Anordnung bestrahlen sich die großen Oberflä­ chen gegenseitig.

Zur Festlegung des Heizleiterbandes weist dieses an seiner Unterkante Haltela­ schen auf, die in den Isolierboden selbst eingesteckt sind. Die Montage des Heizlei­ ters ist aufwendig, da das Flachband in spiralförmigen Windungen verlegt werden muß und die Haltelaschen in den Isolierboden eingedrückt werden müssen.

Bei den hohen Temperaturen, größer 600°C, des Strahlungsbetriebs treten am Heizleiter entsprechende Dehnungen auf, die nicht dazu führen dürfen, daß sich der Heizleiter vom Isolierboden löst.

In der EP 0 175 662 B1 ist ein Heizleiter beschrieben, dessen ebenes geometrisches Muster durch Stanzen aus einem eine Metallfolie einschließenden Folienlaminat herausgetrennt ist. Dieser Heizkörper eignet sich nur für Temperaturen unter 200°C, max. 400°C, und ist somit als Strahlungsheizkörper nicht verwendbar.

Nach der EP 0 175 662 B1 werden aus dem Folienlaminat zwei ineinandergeschachtelte metallförmige Heizkörper aufgestanzt, was den Stanzabfall verringert.

Aus der EP 0 229 928 A2 ist ein Heizelement für Kochstellen bekannt, das eine Heizleiterbahn in Flachleitertechnik, vorzugsweise Dickschichtpasten- Technik, aufweist, die auf ein formstabiles Tragelement aufgebracht ist. Ein Strahlungsheizkörper, bei dem es auf das Aufglühen der Heizleiterbahn ankommt, ist dort nicht beschrieben.

Die US-PS 3 567 906 beschreibt einen sinusförmig gewundenen Flachheizdraht, der in parallelen Streifen unter der Kochstelle verlegt ist. Der Flachheizdraht soll durch die Kochstelle hindurch nicht sichtbar sein. Es handelt sich also nicht um einen Strahlungsheizkörper, bei dem es darauf ankommt, daß der Heizleiter für den Benutzer sichtbar aufglüht.

In der DE 41 22 106 A1 ist ein Strahlungsheizkörper beschrieben, dessen Heizwendel mittels eines Formteils auf dem Isolierboden niedergehalten sind.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen Strahlungsheizkörper der eingangs genannten Art vorzuschlagen, dessen Heizleiter einfach über dem Isolierboden montierbar ist, wobei die Temperaturdehnungen des Heizleiters sicher aufgefangen und günstige Abstrahlungseigenschaften, vor allem hinsichtlich des schnell sichtbaren Aufglühens und des Wirkungsgrades, erreicht werden sollen.

Erfindungsgemäß ist obige Aufgabe bei einem Strahlungsheizkörper der eingangs genannten Art durch die Merkmale des kennzeichnenden Teils des Anspruchs 1 gelöst.

Da der Heizleiter aus einer Metallfolie ausgetrennt, beispielsweise ausgestanzt, ausgeschnitten oder ausgeätzt ist, ist er in der Ebene seines flächigen geometrischen Musters ziemlich stabil, wobei diese Ebene parallel zwischen der Ebene des Kochfelds und der Ebene des Isolierbodens liegt. Das geometrische Muster ist beispielsweise sternförmig, mäanderförmig oder spiralförmig. Es kann auch die Gestalt eines Firmenlogos, beispielsweise eines Zeichens, einer charakteristischen Buchstabenfolge, oder von Buchstaben und/oder Ziffern einnehmen.

Der Heizleiter läßt sich einstückig aus einer Metallfolie austrennen, wenn eine Metallfolie zur Verfügung steht, die eine dem Durchmesser des Heizleiters entsprechende Breite hat. Er läßt sich jedoch auch aus mehreren Stücken zusammensetzen, die jeweils einen Teil des geometrischen Musters bilden. Die Heizleiterstücke werden dabei vorzugsweise in solchen verbreiterten Zonen miteinander verbunden, die im Betrieb im Vergleich zu den Heizstegen kalt bleiben.

Der so vorgefertigte Heizleiter läßt sich einfach über den Isolierboden setzen, wobei Verlegevorgänge, wie beispielsweise ein spiralförmiges Winden, entfallen.

Die Heizstege des Heizleiters wenden ihre große Oberfläche dem Kochfeld zu. Es ist damit erreicht, daß der Heizleiter einen großen Teil der Fläche des Kochfeldes einnimmt, wodurch günstige Abstrahlungseigenschaften erreicht sind. Die Abstände zwischen den schmalen Kanten des Heizleiters müssen nur so groß sein, daß die notwendige elektrische Isolation zwischen den Heizstegen gewährleistet ist. Die zur Verfügung stehende Fläche des Kochfeldes läßt sich dabei weitgehend mit Heizleitern abdecken.

Vergleichsversuche haben gezeigt, daß sich eine Aufglühzeit ergibt, die wesentlich kürzer ist, als bei bekannten Strahlungsheizkörpern. Da die abstrahlende Oberfläche im Verhältnis zum Querschnitt groß ist, ist eine gute Wärmeableitung gegeben, die es erlaubt, die Heizstege mit einer vergleichsweise großen Stromdichte zu belasten. Es wird auch eine kurze Ankochzeit mit hohem Wirkungsgrad erreicht.

Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß sich die Bauhöhe des Strahlungsheizkörpers klein gestalten läßt, oder sich bei gleicher Bauhöhe die Dicke des Isolierbodens und damit dessen thermische Isolierwirkung erhöhen läßt.

Dabei schweben die eigentlichen Heizstege, speziell im kalten und bevorzugt auch im heißen Zustand, frei über dem Isolierboden. Sie können bei den infolge der hohen Strahlungstemperaturen, die über 600°C liegen und bis 1200°C reichen können, zwangsläufig auftretenden Temperaturdehnungen in Richtung des Isolierbodens durchhängen, ohne daß es dabei zu einem Lösen des Heizleiters kommt. Der Luftraum zwischen den Heizstegen und dem Isolierboden wirkt wärmeisolierend. Um das Durchhängen zu verringern, kann die Steifigkeit der an sich flexiblen Heizstege dadurch erhöht werden, daß sie in ihrem Querschnitt U- oder V-förmig profiliert sind. Die Profilierung kann sich über die gesamte Länge oder einen Teil der Länge erstrecken.

Fixiert ist der Heizleiter mittels an seinem geometrischen Muster gestalteten Haltelaschen, die beispielsweise an einem Ringrand des Isolierbodens sitzen. Dieser Ringrand kann als separates Teil auf den Isolierboden aufgesetzt oder einstückig an diesem gestaltet sein.

Vorzugsweise ist der äußere Ringrand von einer ringförmigen, den Isolierboden überragenden Außenzone des Isolierbodens und einem auf diese aufgesetzten Ringteil aus thermisch und elektrisch isolierendem Material gebildet, wobei die Haltelaschen zwischen die Außenzone und das Ringteil greifen. Dadurch läßt sich der Heizleiter bei der Montage einfach auf die ringförmige Außenzone aufsetzen, wobei er den gewünschten Abstand von dem Isolierboden einnimmt. Durch Aufsetzen des Ringteils wird der Heizleiter fixiert.

Die reibschlüssige und/oder formschlüssige Fixierung läßt sich mittels Durchzügen oder Krallen an den Haltelaschen verbessern, wobei die Durchzüge oder Krallen durch Aufdrücken des Ringteils nach oben in das Ringteil und/oder nach unten in die ringförmige Außenzone des Isolierbodens eindringen.

In ähnlicher Weise kann der Heizleiter auch an einer zentralen innenliegenden Stelle des Heizstegs fixiert sein.

In bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung sind die Haltelaschen derart breiter als die Heizstege, daß ihre Temperatur im Betrieb unter der Glühtemperatur bleibt. Es ist damit vermieden, daß die im Ringrand sitzenden Haltelaschen auf eine das Isoliermaterial unnötig aufheizende Temperatur kommen. Außerdem können in solchen verbreiterten, insbesondere vergleichsweise kühlen Zonen auch ggf. erforderliche elektrische Verbindungen vorgesehen sein, so daß diese die Lebensdauer des Heizleisters nicht beeinträchtigen.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und der folgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen. In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 bis 5 Aufsichten eines Heizleiters mit verschieden geometrischen Mustern und Haltelaschen im noch nicht in den Strahlungsheizkörper eingebauten Zustand,

Fig. 6, 7, 8, 10 einen Strahlungsheizkörper schematisch im Querschnitt mit eingesetztem Heizleiter,

Fig. 9 einen Querschnitt benachbarter profilierter Heizstege längs der Linie IX-IX nach Fig. 7, 8 vergrößert,

Fig. 11 eine Detailansicht zu Fig. 6, 7, 8, 10 einer Befestigungsmöglichkeit des Heizleiters

Fig. 12 bis 14 eine Detailansicht weiterer Befestigungsmöglichkeiten,

Fig. 15 eine Alternative zu den Fig. 6, 7, 8, 10,

Fig. 16 einen Heizleiter mit Wellung in Längsrichtung,

Fig. 17 eine zweite Gestaltung der Wellung,

Fig. 18 eine dritte Gestaltung der Wellung,

Fig. 20 eine Aufsicht eines mäanderförmigen Folienteils, aus dem der Heizleiter zu biegen ist,

Fig. 21 einen in sein geometrisches Muster aus dem Folienteil nach Fig. 11 gebogenen Heizleiter,

Fig. 24 bis 30 Detailansichten weiterer Befestigungsmöglichkeiten der Haltelaschen.

Ein Heizleiter ist in einem gewünschten geometrischen Muster (vgl. Fig. 1 bis 5) aus einer dünnen, gleich dicken Metallfolie mit einem für einen Heizleiter geeigneten spezifischen elektrischen Widerstand, beispielsweise durch einen Schneidvorgang, Stanzvorgang oder Ätzvorgang ausgetrennt. Die Dicke der Metallfolie beträgt beispielsweise etwa 0,03 bis 0,1 mm. Vorzugsweise ist der Heizleiter einstückig, wobei sein unterhalb eines kreisförmigen Kochfeldes einer Glaskeramikplatte liegendes gesamtes flächiges geometrische Muster aus einer entsprechend breiten Metallfolie herausgetrennt ist. Wenn jedoch nur eine weniger breite Metallfolie zur Verfügung steht oder bearbeitet werden kann, ist es auch möglich, den Heizleiter aus zwei oder mehreren Stücken zusammenzusetzen, wobei jedes Stück einen Teil des geometrischen Musters bildet.

Am Heizleiter sind mehrere Heizstege (1), äußere Haltelaschen (2) und zwei Stromanschlüsse (3) ausgeformt. Die Heizstege (1) sind so breit, daß sie im Betrieb sichtbar aufglühen. Die Haltelaschen (2) und die Stromanschlüsse (3) sind breiter als die Heizstege (1) gestaltet, damit sie im Betrieb möglichst nicht auf Glühtemperatur kommen.

Bei einem Heizleiter nach Fig. 1 verlaufen die Heizstege (1) in einem rechten und linken Halbkreis jeweils parallel. Die äußeren Haltelaschen (2) liegen auf dem Kreisumfang, wobei jeweils zwei benachbarte Heizstege außen durch eine äußere Haltelasche verbunden sind.

Jeweils zwei benachbarte Heizstege (1) sind innen mit einer inneren Haltelasche (8) verbunden, wobei die Heizstege (1) zwischen den Stromanschlüssen (3) elektrisch in Reihe liegen. Es kann jedoch auch eine Reihen-/­ Parallelschaltung gestaltet sein.

Die inneren Haltelaschen (8) liegen in zwei Reihen auf einer diagonalen Zone der Kreisform (vgl. Fig. 1). An den äußeren bzw. inneren Haltelaschen (2, 8) läßt sich der Heizleiter in der unten näher beschriebenen Weise fixieren.

Bei der Ausführung nach Fig. 1 ist eine weitgehende Belegung der kreisförmigen Heizfläche mit Heizleitern erreicht. Es ergibt sich dabei eine Wärmeabstrahlung mit hohem Wirkungsgrad und ein gleichmäßiges Glühbild.

Das Heizleitermuster nach Fig. 1 eignet sich auch zur Herstellung aus zwei symmetrischen Einzelstücken. Diese lassen sich an einer Verbindungsstelle (X) elektrisch miteinander, beispielsweise durch Verschweißen, verbinden.

Bei dem Heizleiterzuschnitt nach Fig. 1 bestehen bei den äußeren Haltelaschen (2) und den inneren Haltelaschen (8) sowie zwischen den Stromanschlüssen (3) Stabilisierungsstege (5). Diese dienen der Versteifung des biegsamen Heizleiters beim Transport und bei der Montage. Der Querschnitt jedes Stabilisierungssteges (5) ist wesentlich kleiner als der eines Heizsteges (1). Nach der Montage des Heizleiters im Strahlungsheizkörper werden die Stabilisierungsstege (5) entfernt, da sie elektrische Kurzschlüsse darstellen. Dies kann durch Anlegen einer elektrischen Spannung, beispielsweise an die Stromanschlüsse (3) erfolgen. Die Stabilisierungsstege (5) brennen dann durch.

Beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 ist der Heizleiter aus sechs gleichen Segmenten zusammengesetzt, die an den Verbindungsstellen (X) miteinander verbunden sind. In jedem Segment verlaufen die Heizstege (1) parallel zueinander. Auch hier bestehen bei den äußeren Haltelaschen (2) Stabilisierungsstege (5). Die inneren Haltelaschen (8) sind nur schematisch angedeutet. Dieses Halbleitermuster bringt eine gute Ausnutzung der Heizfläche und liefert ein sternähnliches Glühbild.

In Fig. 3 ist ein sternförmiges Heizleitermuster gezeigt. Jeweils ein Paar paralleler Heizstege (1) bilden einen Strahl des sternförmigen Musters. Alle äußeren Haltelaschen (2), die jeweils ein Heizstegpaar verbinden, liegen auf dem Kreisumfang. Die Strahlen sind radial abwechselnd unterschiedlich lang, wobei die inneren Haltelaschen (8), die jeweils ein Heizstegpaar verbinden, liegen auf Kreisen unterschiedlicher Durchmesser. Im Betrieb ergibt sich ein sternförmiges Glühbild, wobei im Außenbereich eine gegenüber der Ausführung nach Fig. 4 höhere Leistungsdichte erreicht ist.

Bei der Ausführung nach Fig. 4 bildet jeweils ein parallel verlaufendes Paar von Heizstegen (1) einen Strahl des sternförmigen Musters. An den Heizstegen (1) sind seitliche Haltelaschen (4) vorgesehen, die senkrecht zur Ebene des Musters nach unten abgebogen werden können und zur Führung in Ausnehmungen bzw. Nuten des unten näher beschriebenen Isolierbodens dienen. Diese seitlichen Haltelaschen (4) können jedoch auch entfallen.

Nach Fig. 4 besteht am Heizleiter als Stabilisierungssteg (5) ein Innenring. Dieser dient lediglich der Erhöhung der Stabilität des Heizstegs beim Transport und bei der Montage. Der Innenring (5) wird, weil er einen elektrischen Kurzschluß bildet, vor der Montage, beispielsweise über Sollbruchstellen, herausgebrannt. Im Betrieb liegen die Heizstege (1) zwischen den Stromanschlüssen (3) elektrisch in Reihe, wobei sie über die Haltelaschen (2), die an Außenstellen des geometrischen Musters vorgesehen sind, und die äußere Verbindungsstege (6) bilden und über innere Verbindungsstege (7), die zugleich innere Haltelaschen (8) bilden, elektrisch miteinander verbunden sind.

In Fig. 5 sind verschiedene Verläufe der Heizstege (1) zur Verdeutlichung der Möglichkeiten gezeigt. Ein Teil der Heizstege (1) verläuft paarweise parallel zueinander. Andere Heizstege (1') verlaufen etwa radial zum Mittelpunkt (M). Aus Symmetriegründen können in der Praxis der eine oder andere Verlauf für alle Heizstege (1, 1') gewählt werden.

Nach Fig. 5 stehen die äußeren Haltelaschen (2) gegenüber den äußeren Verbindungsstegen (6) nach außen über. Die inneren Haltelaschen (8) stehen gegenüber den inneren Verbindungsstegen (7) nach innen über. Die Breiten der inneren Verbindungsstege (7) und/oder der äußeren Verbindungsstege (6) können je nach Anforderung so gestaltet sein, daß sie im Betrieb wie die Heizstege (1, 1') aufglühen oder nicht aufglühen.

In den Fig. 6, 7, 8, 10, 15 und 24 bis 30 ist ein unter einer durchscheinenden Glaskeramikplatte (9) montierter Strahlungsheizkörper (10) schematisch gezeigt. In einem Topf (11) aus Blech des Strahlungsheizkörpers (10) ist ein Isolierboden (12) aus einem bei Strahlungsheizkörpern bekannten, thermisch und elektrisch isolierenden Material angeordnet. Am Isolierboden (12) besteht ein äußerer Ringrand (13) zur Lagerung der äußeren Haltelaschen (2). Bei den Ausführungen nach den Fig. 6, 7, 8, 10 und 24, 27 ist der Ringrand (13) von einer den Isolierboden (12) in Richtung der Glaskeramikplatte (9) überragenden, ringförmigen Außenzone (14) und einem auf diese aufsetzbaren Ringteil (15) gebildet. Zwischen der ringförmigen Außenzone (14) und dem Ringteil (15) sind die äußeren Haltelaschen (2) reibschlüssig oder formschlüssig gehalten. Zur Verbesserung des festen Sitzes können an den Haltelaschen (2) die unten näher beschriebenen Durchbrüche (21) oder Krallen vorgesehen sein, die nach unten in die Außenzone (14) oder nach oben in das Ringteil (15) eingedrückt sind.

Bei der Ausführung nach Fig. 6 ist zur Lagerung der inneren Haltelaschen (8) am Isolierboden (12) ein Sockel (17) ausgebildet. Dieser erstreckt sich für einen Heizleiter nach Fig. 1 in der diagonalen Zone, auf der auch die inneren Haltelaschen (8) liegen. Die beiden parallelen Reihen der inneren Haltelaschen (8) (vgl. Fig. 1) sind mittels eines inneren Halteteils (19), das von einer geraden Halteleiste gebildet ist, an dem Sockel (17) fixiert. Die Halteleiste besteht aus einem keramischen Material, das formstabiler ist als das Material des Isolierbodens (12). Die Halteleiste ist an dem Sockel (17) beispielsweise durch Kleben oder Klammern befestigt oder mittels des Ringteils (15) gehalten. Über der Halteleiste (19) erstreckt sich parallel der bei Strahlungsheizkörpern an sich bekannte stabförmige Ausdehnungs-Temperaturfühler.

Im Betrieb treten bei den üblichen Temperaturen über 600°C erhebliche Wärmedehnungen der Heizstege (1) in Längsrichtung auf, was besonders bei nichtprofilierten Heizstegen (1) zu einem erheblichen Durchhang führt. Fig. 6 zeigt den Durchhang (23) der Heizstege (1) im heißen Zustand. Die Anordnung ist vorzugsweise so gewählt, daß auch im heißen Zustand die Heizstege (1) den Isolierboden (12) nicht berühren. Im kalten Zustand besteht ein entsprechend größerer Abstand zwischen der großen unteren Oberfläche der Heizstege (1) und dem Isolierboden (12).

Fig. 7 zeigt eine Alternative zu Fig. 6. Die Heizstege sind hier profiliert, wie dies anhand von Fig. 9 dargestellt ist, um die Stabilität der Heizstege zu erhöhen und damit den Durchhang zu verringern.

Bei Fig. 7 sind die inneren Haltelaschen (8) derart nach unten umgebogen, daß sie die Heizstege (1) vom Isolierboden (12) beabstandet halten. Sie sind in ein an dem Isolierboden (12) befestigtes Halteteil (19) aus elektrisch isolierendem Material, beispielsweise Keramik oder Mikanit (kunstharzgebundener Glimmer), eingesteckt. Am Halteteil (19) können entsprechende Einstecköffnungen ausgestaltet sein. Die an den Heizstegen (1) auftretende Wärmedehnung wird durch Biegbarkeit der inneren Haltelaschen (8) aufgefangen. Zur Aufnahme der Wärmedehnung kann auch vorgesehen sein, daß die inneren und/oder äußeren Haltelaschen an ihren Halteteilen in begrenztem Maße verschieblich sind.

Bei der Ausführung nach Fig. 8 sind die Heizstege (1) nur über einen Teil ihrer Länge profiliert und in einem Längenbereich (L) nichtprofiliert. Dieser Längenbereich (L) verläuft leicht abgewinkelt und nimmt die Wärmedehnung der Heizstege auf. Die profilierten Längenbereiche können auf dem Isolierboden (12) ganz oder fast aufliegen.

Fig. 9 zeigt einen Querschnitt zweier benachbarter profilierter Heizstege (1). Dieses Profil ist durch Eindrücken der Heizstege (1) vor der Montage im Strahlungsheizkörper V- oder U-förmig gestaltet. Diese Gestaltung hat den Vorteil, daß die Heizstege dadurch in Längsrichtung stabiler werden und daß benachbarte, parallel verlaufende Heizstege (1) beim Austrennen des Heizleiters aus der Metallfolie mit einem einzigen Schnitt ohne Materialverlust voneinander getrennt werden können und der notwendige elektrische Isolationsabstand (c) dann durch das Eindrücken des V-förmigen Profils entsteht. Außerdem hat diese Gestalt den Vorteil, daß die Abstrahlungseigenschaften jedes Haltesteges (1) gezielt beeinflußt werden, indem entweder die konkave Oberfläche oder die konvexe Oberfläche der Glaskeramikplatte (9) zugewandt ist.

Bei der Ausführung nach Fig. 10 besteht zwischen der Außenzone (14) und dem Ringteil (15) eine Stufe (16), um den Heizleiter ohne Berührung mit dem Topf (11) einsetzen zu können. Der Heizleiter greift mit seinen äußeren Haltelaschen (2) zwischen die Außenzone (14) und das Ringteil (15), wobei die äußeren Haltelaschen (2) nicht aus der Ebene des geometrischen Musters umgebogen sind.

In der Mitte des Isolierbodens (12) ist ein wie die Außenzone (14) in Richtung der Glaskeramikplatte (9) vorstehender Sockel (17) ausgebildet, der ebenso wie die Außenzone (14) eine Stufe (18) aufweist. Auf den Sockel (17) ist als inneres Halteteil eine Kappe (19) aufsetzbar, die wie das Ringteil (15) aus einem elektrisch und thermisch isolierenden Material besteht.

An den äußeren Haltelaschen (2) und/oder den inneren Haltelaschen (8) können Durchzüge (21) gestaltet sein (vgl. Fig. 11). Diese Durchzüge (21) lassen sich an der Metallfolie im Bereich der Haltelaschen (2, 8) einfach durch Einschlagen eines spitzen Werkzeugs herstellen, wobei Metallfolienspitzen entstehen. Diese greifen beim Aufdrücken des Ringteils (15) (vgl. Fig. 11) und/oder des inneren Halteteils (19) je nach Ausrichtung in das Ringteil (15) bzw. das Halteteil (19) oder in die Außenzone (14) bzw. den Sockel (17). Es kann auch eine Kombination von Laschen und/oder Krallen und/oder Durchzügen vorgesehen sein. Anstelle der Durchzüge (21) könnten auch an den Enden der Haltelaschen (2, 8) abgebogene Krallen vorgesehen werden. Die Durchzüge oder Krallen dienen der radialen Sicherung des Heizleiters im Strahlungsheizkörper. Anstelle der Durchzüge oder Krallen kann auch eine reibschlüssige Klemmung der Haltelaschen (2, 8) durch das Ringteil (15) und/oder das Halteteil (19) vorgesehen sein.

Fig. 12 zeigt eine weitere Alternative für die Festlegung der inneren Haltelaschen (8). An dem Isolierboden (12) ist als Sockel (17) ein keramisches Sockelteil befestigt, das im Falle des Heizleiters nach Fig. 1 über die diagonale Zone langgestreckt ist, im Falle des Heizleiters nach Fig. 2 entsprechend der Segmentaufteilung sternartig ist und im Falle des Heizleiters nach den Fig. 3 und 4 kreisförmig ist. Über die oberen Ränder (17', 17") des Sockelteils sind die Haltelaschen (8) in einem Umschlagwinkel gebogen und mittels U-förmiger, leistenartiger Halteteile (19', 19") festgeklemmt. Dadurch ist ein fester Klemmsitz erreicht, der verhindert, daß sich die Haltelaschen (8) bei der temperaturbedingten Dehnung oder Schrumpfung lösen. Dies ist dadurch unterstützt, daß die Heizstege beim Schrumpfen auf die Halteteile (19', 19") ein Kippmoment ausüben, das den Klemmeffekt vergrößert.

Die Fig. 13 und 14 zeigen weitere Alternativen für die Befestigung der Haltelaschen. An den inneren und/oder äußeren Haltelaschen (8, 2) sind Einbuchtungen (8') ausgebildet (vgl. Fig. 13), denen eine Verzahnung (17''') eines keramischen, an dem Isolierboden (12) befestigten Sockelteils (17) zugeordnet ist. Durch Einlegen der Einbuchtungen (8') zwischen die Verzahnungen (17''') ist ein formschlüssiger Sitz der Haltelaschen erreicht. Eine ähnliche formschlüssige Verbindung ließe sich auch durch eine Bohrung-Stiftpaarung schaffen.

Die Montage geschieht im wesentlichen folgendermaßen: Auf die Außenzone (14) und den Sockel (17) wird der vorgefertigte Heizleiter aufgesetzt. Die äußeren Haltelaschen (2) und die inneren Haltelaschen (8) liegen dann auf, wobei sich die zwischen ihnen verlaufenden Heizstege (1) vorzugsweise in einem Abstand (a) von dem Isolierboden (12) erstrecken. Die unteren großen Oberflächen der Heizstege (1) sind dem Isolierboden (12) zugewandt. Die oberen großen Oberflächen der Heizstege (1) sind der Ebene der Glaskeramikplatte (9) zugewandt. Nur die schmalen Kanten benachbarter Heizstege stehen einander gegenüber. Anschließend werden zur Fixierung der äußeren Haltelaschen (2) und der inneren Haltelaschen (8) das Ringteil (15) und das innere Halteteil (19) aufgesetzt. Die Haltelaschen (2, 8) können sich damit nur beschränkt oder nicht mehr bewegen, wobei eine gewisse Beweglichkeit in radialer Richtung an der Außenzone (14) und/oder am Sockel (17) zugelassen sein kann. Jedenfalls lösen sich die Haltelaschen (2, 8) bei den betriebsbedingten Dehnungen und Schrumpfungen nicht von ihren Befestigungsstellen. Die obere große Oberfläche der Heizstege (1) befindet sich damit in einem Abstand (b) von der Glaskeramikplatte (9). Danach werden dann ggf. die Stabilisierungsstege (5) durchgetrennt. Im Betrieb, wenn die Heizstege (1) bei Temperaturen über 600°C sichtbar strahlen, tritt an ihnen eine beträchtliche Temperaturdehnung auf, so daß sie in den vom Abstand (a) gebildeten Freiraum (22) durchhängen. Dieser Durchhang ist in den Fig. 6 und 10 mit 23 bezeichnet. Der Abstand (a) ist so gestaltet, daß die Heizstege (1) beim Durchhängen den Isolierboden (12) vorzugsweise nicht berühren.

Auf dem Isolierboden (12), unterhalb eines oder mehrerer der Heizstege (1), kann ein weiters Metallfolienteil (20) als Temperatursensor angeordnet sein (vgl. Fig. 10). Dieses weist einen temperaturabhängigen elektrischen Widerstand auf, der ein Maß für die Temperatur der ihn bestrahlenden Heizstege (1) ist. Der Temperatursensor (20) kann mit einem bei Strahlungsheizkörpern üblichen Temperaturregler verbunden werden.

Fig. 15 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel. Dort weist der Isolierboden (12) keine zur Glaskeramikplatte (9) hochgeführte Außenzone (14) auf. An seinem äußeren Ringrand (13) sind Vertiefungen (24) vorgesehen, in die die bei dieser Ausführung nach unten abgewinkelten Haltelaschen (2, 8) eingreifen. Eine entsprechende Gestaltung mit Vertiefungen (25) ist bei den inneren Haltelaschen (8) vorgesehen. Zur weiteren Stabilisierung greifen umgebogene seitliche Haltelaschen (4) in den Isolierboden (12). Wärmedehnungen werden hier vom Spiel der Haltelaschen in den Vertiefungen aufgefangen.

Bei der Ausführung nach Fig. 16 sind die äußeren Haltelaschen (2) nach unten abgebogen und greifen mit Spiel in eine Vertiefung (24) der Außenzone (14). Ähnlich greifen die nach unten abgebogenen inneren Haltelaschen (8) in eine Vertiefung (25) des Sockels (17). Der Heizleiter ist dadurch radial gesichert und seine Wärmedehnungen werden aufgefangen.

Beim Ausführungsbeispiel nach den Fig. 16, 17 und 18 sind die Heizstege (1) in Längsrichtung, senkrecht zum Isolierboden (12) gewellt. Zwischen den Wellentälern besteht der Abstand (a) zum Isolierboden (12). Zwischen den Wellenbergen besteht der Abstand (b) zur Glaskeramikplatte (9). Nach Fig. 16 sind die Wellen gleichförmig. Nach Fig. 17 sind die Wellenberge bzw. Wellentäler unterschiedlich hoch bzw. tief. Dadurch wird in der Zone (A) mit den höheren Wellen eine größere Strahlungsdichte erreicht als in der Zone (B) mit den flacheren Wellen. Nach Fig. 18 sind die Wellenlängen unterschiedlich. Dadurch wird in der Zone (A) mit den kürzeren Wellenlängen eine größere Strahlungsdichte erreicht als in der Zone (B) mit den längeren Wellenlängen. Es ist dadurch eine gezielte Beeinflussung der Strahlungsdichte in inneren und äußeren Bereichen des Strahlungsheizkörpers möglich.

Eine weitere Ausführung ist in den Fig. 20 und 21 dargestellt. Ein gerades mäanderförmiges Muster (vgl. Fig. 20) wird aus einem Metallfolienband ausgetrennt, das die Breite (C) hat. Die Trennschnitte, an denen sich die benachbarten gleichen Muster anschließen, liegen bei den Stromanschlüssen (3).

Dieses Muster wird in die in Fig. 21 dargestellte Heizleiterform gebogen. Hierfür müssen die inneren Verbindungsstege (7) verkürzt werden. Dies geschieht dadurch, daß die Verbindungsstege (7) gewellt werden (vgl. Fig. 21). In dieser Form wird der Heizleiter auf den Isolierboden (12) aufgesetzt und an diesem fixiert. Diese Ausführung hat den Vorteil, daß beim Austrennen weniger Metallfolien-Abfall entsteht, als dann, wenn das Metallfolienband die Breite (D) (vgl. Fig. 21) hätte.

Die Fig. 24 bis 27 zeigen verschiedene weitere Möglichkeiten zur Festlegung der äußeren Haltelaschen (2) zwischen der Außenzone (14) und dem Ringteil (15). Durch diese Gestaltungen ist erreicht, daß sich die Haltelaschen (2) durch Formschluß und gegebenenfalls unterstützt durch Reibschluß nicht unter dem Ringteil (15) herausziehen.

Bei der Ausführung nach Fig. 24 weist die Außenzone (14) eine nach außen, zum Topf (11) hin abfallende Schräge (34) auf. Eine entsprechende Schräge (35) ist an dem Ringteil (15) ausgebildet. Die Haltelaschen (2) greifen mit einer Umbiegung (36) zwischen die Schrägen (34, 35). Dabei können die Umbiegungen (36) an den Haltelaschen (2) vorgefertigt sein. Sie können jedoch auch dadurch entstehen, daß das Halteteil (15), montiert unter der Glaskeramikplatte (9), auf die Haltelaschen (2) drückt. Durch den vom Ringteil (15) auf die Umbiegungen (36) ausgeübter Druck entsteht an den Umbiegungen (36) eine Kraftkomponente, die diese nach außen zu ziehen versucht, so daß die Heizstege (1) radial gespannt werden.

Bei der Ausführung nach Fig. 25 ist an den Haltelaschen (2) eine nach oben gerichtete Umbiegung (37) vorgesehen, die in eine Aussparung (38) des Ringteils (15) greift. Bei der Ausführung nach Fig. 25 ist die Umbiegung (37) um weniger als 90° gegenüber der Ebene des geometrischen Musters des Heizleiters umgebogen. Bei der Ausführung nach Fig. 26 ist die Umbiegung (39) der Haltelasche (2) um mehr als 90° gegenüber der genannten Ebene nach oben umgebogen, so daß ein ziemlich formstabiler Haken entsteht. Diesem ist ein vom Ringteil (15) gebildeter Anschlag (40) zugeordnet, der die Umbiegung (39) und damit die Haltelasche (2) nicht zwischen der Außenzone (14) und dem Ringteil (15) herausrutschen läßt.

Bei der Ausführung nach Fig. 27 ist an der äußeren Haltelasche (2) eine nach unten gerichtete Umbiegung (41) vorgesehen. Diese ist ähnlich, wie oben für den Heizsteg (1) beschrieben, in ihrem Querschnitt U- oder V-förmig profiliert. Sie ist dadurch so steif, daß sie sich direkt in das Material des Isolierbodens (12) einpressen läßt. Dieses Material ist gewöhnlich weicher als das Material, aus dem das Ringteil (15) besteht. In den Fig. 24 und 25 sind auch die oben beschriebenen Durchzüge (21) gezeigt, die in die Außenzone (14) des Isolierbodens (12) eingedrückt sind. Diese Durchzüge (21) können auch bei den Ausführungsbeispielen nach den Fig. 26 und 27 vorgesehen sein.

Die Fig. 28, 29 und 30 zeigen Alternativen für die Befestigung der inneren Haltelaschen (8). Nach den Fig. 28 und 29 ist als inneres Halteteil eine Halteleiste (19) vorgesehen. Diese weist für die inneren Haltelaschen (8) des Heizleiters (vgl. Fig. 1) zwei Reihen von Schlitzen (42) auf, wobei für jede Haltelasche (8) ein eigener Schlitz vorgesehen ist. Die Halteleiste (19) besteht beispielsweise aus kunstharzgebundenen Glimmerblättchen (Mikanit). Durch die Schlitze (42) sind die Enden der Haltelaschen (8) gesteckt und oben und unten an der Halteleiste (19) etwa um 90° umgebogen, so daß sie in den Schlitzen (42) formschlüssig festsitzen (vgl. Fig. 28). Es ist damit eine Fixierung der Haltelaschen (8) in Längsrichtung (R) der Heizstege (1) und Querrichtung (Q) erreicht. Durch die Fixierung in Längsrichtung (R) ist gewährleistet, daß die Heizstege (1) innerhalb des Ringteils (15) die notwendige Spannung haben. Durch die Fixierung in Querrichtung (Q) ist gewährleistet, daß die Haltelaschen (8) nicht so verrutschen können, daß sich benachbarte Heizstege (1) berühren.

Die Halteleiste (19) nach den Fig. 28 und 29 kann auf einem oben beschriebenen Sockel (17) des Isolierbodens (12) aufsitzen und/oder an diesem befestigt sein. Die Halteleiste (19) kann jedoch auch über dem Isolierboden (12) frei schweben. Die Haltelaschen (8) werden an der Halteleiste (19) befestigt, bevor der Heizleiter in den Topf (11) eingesetzt wird.

Fig. 30 zeigt eine den Fig. 10 und 12 ähnliche Gestaltung des inneren Halteteils (19). Hier greifen in einen Sockel (17), der am Isolierboden (12) festgelegt ist, Umbiegungen (44) der Haltelaschen (8). Durch ein in den Sockel (17) eingedrücktes Halteteil (19) aus keramischem Material sind die Umbiegungen (44) in dem Sockel (17) festgeklemmt. Für den Heizleiter nach Fig. 1 sind der Sockel (17) und das Halteteil (19) leistenförmig. Für Heizleiter, bei denen die inneren Haltelaschen (8) auf einem Kreis liegen, sind der Sockel (17) und das Halteteil (19) entsprechend kreisförmig.

Anstelle der anhand der Fig. 28 und 29 beschriebenen Befestigung der Haltelaschen (8) an der Halteleiste (19) durch Umbiegen, ist es auch möglich, die Haltelaschen (8) an der Halteleiste (19) anzunähen. Hierfür wird ein handelsüblicher hitzebeständiger Faden oder Zwirn, insbesondere aus keramischem Fasermaterial, verwendet. Beim Annähen werden die Haltelaschen (8) und die Halteleiste (19) durchstochen. Im Endergebnis ist auch durch das Annähen eine Fixierung der Haltelaschen (8) an der Halteleiste (19) in Längsrichtung (R) und in Querrichtung (Q) erreicht, im Bedarfsfalle können die Haltelaschen (8) auch mit zwei aufeinanderliegenden Halteleisten (19) vernäht werden, wobei die Haltelaschen (8) dann zwischen den beiden Halteleisten (19) liegen. Das Vernähen mit einem ringförmigen Träger kann auch bei den äußeren Haltelaschen (2) erfolgen. Dieser ringförmige Träger und die Halteleiste (19) können dabei ein einstückiges Formteil bilden. Das Vernähen erfolgt vor dem Einsetzen des Heizleiters in den Topf (11) bzw. auf den Isolierboden (12). Der auf das Formteil aufgenähte Heizleiter wird dann als vorgefertigte Baugruppe in den Topf (11) bzw. auf den Isolierboden (12) aufgelegt, wobei alle Haltelaschen in ihrer gewünschten Lage fixiert sind. Danach kann dann das Ringteil (15) aufgesetzt werden.

Im Rahmen der Erfindung liegen zahlreiche weitere Ausführungsbeispiele. So ist es beispielsweise möglich, Teilmerkmale der Ausführungen miteinander zu kombinieren.

Claims (22)

1. Strahlungsheizkörper für ein Kochfeld, insbesondere Glaskeramikkochfeld, mit einem Heizleiter und mit einem Isolierboden unter dem Heizleiter, wobei der Heizleiter in einem geometrischen Muster aus einer Metallfolie ausgetrennt ist und zwischen dem Kochfeld und dem Isolierboden verläuft und Heizstege (1) bildet, deren Dicke wesentlich kleiner als ihre Breite ist und deren große Oberfläche nach oben gewandt ist, und wobei die Heizstege (1) mindestens an einem äußeren Ringrand (13) des Isolierbodens (12) gehalten sind, dadurch gekennzeichnet, daß die dem Isolierboden (12) zugewandte Unterseite der Heizstege (1) we­ nigstens teilweise im Abstand frei über dem Isolierboden (12) verläuft, daß an der Metallfolie in der Ebene des geometrischen Musters Haltelaschen (2, 4, 8) ausgeformt sind, daß die an außen liegenden Stellen des geometrischen Musters ausgebildeten Haltelaschen (2) an dem äußeren Ringrand (13) des Isolierbodens (12) mittels eines Halteteils (15) am Isolierboden (12) gehalten sind, daß die inneren Haltelaschen (8) an innen liegenden Stellen des geometrischen Musters des Heizleiters ausgebildet sind und an einem Sockel der Steg (17) des Isolierbodens (12) mittels eines Halteteils (19) fixiert sind, das am Sockel oder Steg (17) gehalten ist, und daß die inneren und/oder äußeren Haltelaschen (2, 8) reibschlüssig und/oder formschlüssig an den Halteteilen (15, 19) gehalten sind.

2. Strahlungsheizkörper nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die inneren Haltelaschen (8) durch Schlitze (42) des Halteteils (19) gesteckt und zu dessen breiten Seiten umgebogen sind.

3. Strahlungsheizkörper nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an den Haltelaschen (2, 4, 8) Durchzüge (21) und/oder Krallen ausgeformt sind, die in das Material des Isolierbodens (12) und/oder des Ringteils (15) und/oder des Halteteils (19) eingreifen.

4. Strahlungsheizkörper nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Haltelaschen (2, 4, 8) gegenüber der Ebene des geometrischen Musters umgebogen sind und zur Aufnahme der Wärmedehnungen der Heizstege (1) in Vertiefungen (24, 25) des Isolierbodens (12) mit Spiel oder biegbar eingreifen.

5. Strahlungsheizkörper nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Haltelaschen (2, 4, 8) derart breiter sind als die Heizstege (1), daß ihre Temperatur im Betrieb unter Glühtemperatur bleibt.

6. Strahlungsheizkörper nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der äußere Ringrand (13) von einer ringförmigen, erhöhten Außenzone (14) des Isolierbodens (12) und einem auf diese aufgesetzten Ringteil (15) aus thermisch und elektrisch isolierendem Material gebildet ist, wobei die äußeren Haltelaschen (2) zwischen die Außenzone (14) und das Ringteil (15) greifen.

7. Strahlungsheizkörper nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Sockel (17) von einem an dem Isolierboden (12) befestigten Sockelteil gebildet ist, um wenigstens dessen einen Rand (17', 17") die inneren Halte­ laschen (8) gebogen und mittels wenigstens eines Halteteils (19, 19', 19") ge­ klemmt sind.

8. Strahlungsheizkörper nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die äußeren Haltelaschen (2) auf einem Umfangskreis des Heizleiters und die inneren Haltelaschen (8) auf einer diagonalen Zone des Heizleiters liegen und die Heizstege (1) parallel zueinander verlaufen.

9. Strahlungsheizkörper nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die äußeren Haltelaschen (2) auf einem Umfangskreis des Heizleiters und die inneren Haltelaschen (8) auf wenigstens einem konzentrischen Kreis liegen, wobei die Heizstege (1) paarweise parallel verlaufen.

10. Strahlungsheizkörper nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils eine äußere Haltelasche (2) und eine innere Haltelasche (8) paar­ weise parallel zueinander verlaufende Heizstege (1) miteinander verbindet.

11. Strahlungsheizkörper nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß Umbiegungen (41) der Haltelaschen (2, 8) im Querschnitt profiliert und in das Material des Isolierbodens (12) eingedrückt sind.

12. Strahlungsheizkörper nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß Umbiegungen (36) der äußeren Haltelaschen (2) zwischen eine nach au­ ßen abfallende Schräge (34) des Isolierbodens (12) und eine entsprechende Schräge (35) des Ringteils (15) geklemmt sind.

13. Strahlungsheizkörper nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß Umbiegungen (37) der äußeren Haltelaschen (2) in eine Aussparung (38) des Ringteils (15) greifen.

14. Strahlungsheizkörper nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß hakenartige Umbiegungen (39) der äußeren Haltelaschen (2) ein Anschlag (40) des Ringteils (15) zugeordnet ist.

15. Strahlungsheizkörper nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Halteteil (19) auf einem Sockel (17) des Isolierbodens (12) aufliegt oder über dem Isolierboden (12) frei schwebt.

16. Strahlungsheizkörper nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Haltelaschen (2, 8) an ein Halteteil angenäht sind.

17. Strahlungsheizkörper nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in die Heizstege (1) ein in deren Querschnitt V- oder U-förmiges Profil geprägt ist.

18. Strahlungsheizkörper nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Heizstege (1) in Längsrichtung, senkrecht zum Isolierboden (12) we­ nigstens teilweise gewellt sind.

19. Strahlungsheizkörper nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Höhen der Wellenberge und/oder Wellentäler und/oder Wellenlängen derart unterschiedlich gestaltet sind, daß sich eine unterschiedliche Strah­ lungsdichte ergibt.

20. Strahlungsheizkörper nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß an dem geometrischen Muster des Heizleiters Stromanschlüsse (3) aus­ gebildet sind, die derart breiter sind als die Heizstege (1), daß ihre Temperatur im Betrieb unter der Glühtemperatur bleibt.

21. Strahlungsheizkörper nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das geometrische Muster des Heizleiters aus mehreren Stücken zusammengesetzt ist, die aus einer ebenen Metallfolie ausgetrennt sind.

22. Strahlungsheizkörper nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das geometrische Muster des Heizleiters aus einer geraden Mäanderform gebogen ist, die aus einer ebenen Metallfolie ausgetrennt ist.