DE19829807A1 - Kochplatte mit elastischer Deckplatte - Google Patents

Abstract

Bekannt ist eine Kochplatte mit einer elastisch verformbaren Deckplatte, auf der ein Topf zum Beheizen abstellbar ist, mit einer die Deckplatte tragenden Bodenplatte, und mit einem die Kochplatte beheizenden Heizelement. Um eine robuste Kochplatte mit einer guten Wärmeleitung von dem Heizelement zu dem Topf bereitzustellen, ist das Heizelement an der Bodenplatte gehaltert, und bildet die Deckplatte zusammen mit der Bodenplatte der Kochplatte einen Aufnahmeraum, der mit einem wärmeleitenden Füllmaterial gefüllt ist.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Kochplatte mit einer elastisch verformbaren Deck­ platte, auf der ein Topf zum Beheizen abstellbar ist, mit einer die Deckplatte tragenden Bodenplatte, und mit einem die Kochplatte beheizenden Heizelement.

Eine derartige Kochplatte ist bekannt aus der Druckschrift DE 27 51 991 C2, wobei bei einer Kocheinheit die Kochfläche von abgeflachten Rohrheizkörpern gebildet ist, auf der Kochgefäße stehen können. Die Rohrheizkörper ruhen auf einer Abstützung und sind oberhalb einer geschlossenen Fläche und in Rinnen der als im wesentlichen ebenen Platte ausgebildeten Fläche angeordnet. Dabei sind die Rohrheizkörper von in den Rin­ nen der dünnwandigen Platte bzw. der Deckplatte, ausgebildeten, in Abstand voneinan­ der liegenden, am Grund der Rinnen ausgeprägten Abstützungsvorsprüngen getragen. Die vorzugsweise aus rostfreiem Stahl hergestellte, ebene, dünnwandige Platte kann den erheblichen thermischen und mechanischen Beanspruchungen durch Wärmedehnungen besonders gut widerstehen, weil die Rinnen, die entsprechend den in ihnen aufgenom­ menen Rohrheizkörpern spiralförmig angeordnet sein können, der Platte eine radiale Elastizität zur Aufnahme der Wärmespannungen geben. Die Platte wirkt dabei wie eine Membran mit einer Wellprofilierung.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine robuste Kochplatte mit einer guten Wär­ meleitung von dem Heizelement zu dem Topfboden bereitzustellen.

Erfindungsgemäß ist dies bei einer Kochplatte nach dem Oberbegriff des Patentanspru­ ches 1 dadurch erreicht, daß das Heizelement an der Bodenplatte gehaltert ist, und daß die Deckplatte zusammen mit der Bodenplatte der Kochplatte einen Aufnahmeraum bil­ det, der mit einem wärmeleitenden Füllmaterial gefüllt ist. Das Heizelement ist infolge der Halterung an der Bodenplatte im Unterschied zur Halterung an der elastischen Deckplatte vor großen Dehnungen im Betrieb der Heizplatte besser geschützt. Zugleich erfolgt über das Füllmaterial eine schnelle und gleichmäßige Wärmeleitung von der Bodenplatte zur Deckplatte und eine Vergleichmäßigung der Temperatur in der Deckplatte selbst.

Im Kaltzustand steht der Topf mit seinem üblicherweise nicht völlig ebenen, sondern hohlen Topfboden auf der Deckplatte und bildet zwischen sich und der Deckplatte ein Luftpolster von typisch 0,5 bis 1 mm Stärke. Dabei liegt die Deckplatte auf dem Füllma­ terial auf und kann deshalb durch den aufgesetzten Topf nicht verformt werden. Vor­ teilhafterweise ist es auch möglich, daß das Füllmaterial infolge seiner Volumen­ vergrößerung bei der Beheizung der Kochplatte die elastische Deckplatte gegen den hohlen Topfboden drückt. Beim Erwärmen der Kochplatte dehnt sich das Füllmaterial aus und drückt die membranähnliche Deckplatte von unten in den Topfboden hinein. Dabei wird der nachteilige Luftspalt zwischen Topfboden und Deckplatte verringert bzw. vermieden. Weil der Zwischenraum zwischen Bodenplatte und Deckplatte im erwärmten Zustand mit dem Füllmaterial vollständig ausgefüllt ist und dieses großflächig an der Bo­ denplatte bzw. einem auf dieser aufgebrachten Heizelement und an der Deckplatte anliegt, kommt es zu einer gleichmäßigen Temperaturverteilung in der Kochplatte und insbesondere in der Deckplatte. Dadurch sind die Temperaturunterschiede in der Deck­ platte gering, wodurch ein nachteiliges ungleichmäßiges Ausdehnungsverhalten der Deckplatte verringert ist.

Um den Effekt der Volumenausdehnung überwiegend für die Deckplatte zu nutzen, ist die Bodenplatte wesentlich steifer als die Deckplatte ausgebildet. Dies ist weiterhin deshalb vorteilhaft, weil bei thermisch verursachten Verformungen der Bodenplatte daran gehal­ terte Komponenten, wie insbesondere das Heizelement, mechanisch stark beansprucht würden bzw. gegebenenfalls sogar brechen oder abplatzen könnten.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform weist die Bodenplatte Dehnabschnitt auf, die eine weitere Vergrößerung des Volumens des Aufnahmeraums erlauben, wenn die Deckplatte am Topfboden anliegt. Bei gering bombierten Töpfen liegt die ballig ausge­ wölbte Deckplatte erfindungsgemäß bereits bei niedrigeren Temperaturen an der Unter­ seite des hohlen Topfbodens an. Um zu vermeiden, daß bei einer weiteren Temperatur­ erhöhung und damit verbunden einer weiteren Volumenvergrößerung des Füllmaterials die Deckplatte über die Kontur des Topfbodens hinaus weiter verformt wird, sind die Dehnabschnitte derart dimensioniert, daß eine Vergrößerung des Aufnahmeraums im Be­ reich der Dehnabschnitt stets dann erfolgt, wenn die Gewichtskraft des Topfes großflä­ chig auf die Deckplatte wirkt. Dadurch ist sicher ausgeschlossen, daß die Deckplatte die hohle Kontur des Topfbodens überkompensiert und dadurch den Topf abhebt bzw. zum kippeln bringt. Alternativ können die Dehnabschnitte auch im Randbereich der Deckplatte vorgesehen sein.

Um eine gute Temperaturankopplung des Heizelementes an die Kochplatte zu erreichen und ein schnelles Heizsystem zu realisieren, ist das Heizelement als flächiges Element auf eine Isolationsschicht der Bodenplatte, beispielsweise als Dickschichtheizung, aufge­ bracht.

Vorteilhafterweise beträgt die Stärke der Deckplatte etwa 0,2 mm. Dies ist zum einen ausreichend, um auch im Warmzustand der Kochplatte ein Reißen der Deckplatte zu verhindern, wenn beispielsweise ein Topf auf sie fällt. Zum anderen ist die Stärke der Deckplatte aufgrund der erforderlichen Membraneigenschaften der Deckplatte nach oben begrenzt
Um die Membraneigenschaften der Deckplatte zu verbessern, ist die Deckplatte kreis­ förmig gestaltet und weist zumindest eine konzentrisch angeordnete ringförmige Mem­ branrille auf. Bevorzugterweise ist die Tiefe der Rille größer als die Stärke der Deck­ platte.

Bezüglich der Kosten ist es günstig, wenn das Füllmaterial durch eine niedrig schmel­ zende Legierung gebildet ist. Dabei kann beispielsweise Zinn oder ein niedrig schmelzen­ des Lot, beispielsweise mit Bleigehalt, verwendet werden. Bei derartigen Loten können Schmelztemperaturen von 50°C realisiert werden, wodurch eine besonders schnelle ak­ tive Anpassung der Form der Deckplatte an die Topfbodenkontur stattfinden kann.

Nachfolgend sind anhand schematischer Darstellungen zwei Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen Kochplatte beschrieben:
Es zeigen:

Fig. 1 in einer Schnittdarstellung die Kochplatte gemäß dem ersten Ausfüh­ rungsbeispiel,

Fig. 2 in stark vergrößertem Maßstab ausschnittsweise die Kochplatte gemäß Fig. 1,

Fig. 3 in einer Schnittdarstellung gemäß Fig. 1 vereinfacht die Kochplatte gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel und

Fig. 4 stark vereinfacht, die erfindungsgemäße Kochplatte mit aufgesetzten Topf.

In einen Ausschnitt einer Kochfeldplatte 1, beispielsweise aus Glaskeramik oder Edel­ stahl, eines nicht näher dargestellten Kochfeldes ist eine flache, kreisflächenförmige Kochplatte 3 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel von unten eingesetzt und an der Kochfeldplatte 1 gehaltert (Fig. 1). Gegebenenfalls können in der Kochfeldplatte 1 weitere Kochplatten 3 vorgesehen sein. Die Kochplatte 3 besteht aus einer runden, wannenförmig ausgebildeten Deckplatte 5 und einer damit umfangsseitig dicht verschweißten Bodenplatte 7. Das Material der Deckplatte 5 ist Edelstahl und die Deckplatte 5 ist etwa 0,2 mm stark. Die Stärke der Bodenplatte 7 ist wesentlich größer. Zwischen der Deckplatte 5 und der Bodenplatte 7 ist ein abgedichteter Aufnahmeraum 9 gebildet, der mit Zinn 11 gefüllt ist. In die Deckplatte 5 sind konzentrisch und gleichmäßig beabstandet kreisförmige Rinnen 13 geprägt, die die Membraneigenschaft der Deckplatte 5 verbessern. Dabei beträgt die Tiefe der Rinnen 13 etwa 1 bis 2 mm (Fig. 1, 2). An der Unterseite ist die Bodenplatte 7 mit einer dünnen Isolatorschicht 17 bedeckt. Auf diese ist ein Dickschichtheizleiter 19 zur Beheizung der Kochplatte 1 aufgedruckt.

Beim Betrieb der Kochplatte 3 wird der Heizleiter 19 mit elektrischer Spannung ver­ sorgt. Durch die dünne Isolatorschicht 17 wird zunächst die Bodenplatte 7 und dann das Zinn 11 und schließlich die Deckplatte 5 gleichmäßig und schnell erwärmt. Mit zu­ nehmender Temperatur dehnt sich das zunächst feste Zinn gleichmäßig aus. Dadurch wölbt sich die Kochplatte 3 geringfügig ballig nach oben, während bei der Bodenplatte 7 keine Auswölbung erfolgt. Bei einer Temperatur von etwa 230°C schmilzt das Zinn schließlich, wodurch in sehr kurzer Zeit eine größere Volumenausdehnung verursacht ist. Die Kochplatte 3 wölbt sich nun noch stärker nach oben, während die wesentlich steifere Deckplatte 5 im wesentlichen weiterhin unverformt bleibt. Dadurch ist der Dick­ schichtheizleiter 19 vor dem Abplatzen von der Bodenplatte 7 geschützt. Wichtig beim balligem Auswölben der Kochplatte 3 ist, daß beim Erreichen eines großflächigen An­ liegens der Kochplatte 3 an einen Topfboden der Ausdehnungsvorgang gestoppt wird. Ansonsten wird die Anpassung der Konturen des Topfbodens und der Deckplatte 5 wieder verschlechtert und das stabile Stehen des Topfes auf der Deckplatte ver­ schlechtert.

Deshalb sind beim zweiten Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 3 besondere elastische Dehnabschnitte 21 an der Bodenplatte 7 und/oder insbesondere an einem Ausgleichs­ behälter 22 der Bodenplatte 7 vorgesehen. Diese Dehnabschnitte 21 sind derart aus­ gelegt, daß sie ab einem gewissen Druckanstieg im Aufnahmeraum 9 wirksam wer­ den. Der Druckanstieg kommt dann zustande, wenn die Deckplatte 5 großflächig am Topfboden 25 anliegt. Ein weiteres Auswölben der Deckplatte 5 unterbleibt aufgrund der Gewichtskraft des Topfes. Die Volumenausdehnung im Zinn 11 wird durch die ela­ stischen Dehnabschnitte 21 und insbesondere den Ausgleichsbehälter 22 auf­ gefangen.

Gemäß Fig. 4 ist ein auf der Kochplatte 3 abgestellter Topf 23 mit unebenem, hohlem Topfboden 25 gezeigt. Das Zinn 11 ist bereits soweit aufgeheizt, daß die ballig ausge­ wölbte Kochplatte 3 großflächig an dem hohlen Topfboden 25 anliegt. Die Wärmelei­ tung von dem Heizelement 19 zu dem Topfboden 25 ist ausgezeichnet.

Claims (10)

1. Kochplatte mit einer elastisch verformbaren Deckplatte, auf der ein Topf zum Beheizen abstellbar ist, mit einer die Deckplatte tragenden Bodenplatte, und mit einem die Kochplatte beheizenden Heizelement, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das Heizelement (19) an der Bodenplatte (7) ge­ haltert ist, und daß die Deckplatte (5) zusammen mit der Bodenplatte (7) ei­ nen Aufnahmeraum (9) bildet, der mit einem wärmeleitenden Füllmaterial (11) gefüllt ist.

2. Kochplatte nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Füllmaterial (11) infolge seiner Volumenvergrößerung bei der Beheizung der Kochplatte (3) die elastische Deckplatte (5) gegen den Topfboden (25) drückt.

3. Kochplatte nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Bo­ denplatte (7) wesentlich steifer als die Deckplatte (5) ausgebildet ist.

4. Kochplatte nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Bodenplatte (7) Dehnabschnitte (21) aufweist, die eine weitere Vergrößerung des Volumens des Aufnahmeraums (9) erlauben, wenn die Deckplatte (5) am Topfboden (25) anliegt.

5. Kochplatte nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Heizelement (19) als flächiges Element auf eine Isolations­ schicht (17) der Bodenplatte (7), beispielsweise als Dickschichtheizung, auf­ gebracht ist.

6. Kochplatte nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Stärke der Deckplatte (5) etwa 0,2 bis 0,3 mm beträgt.

7. Kochplatte nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn­ zeichnet, daß Deckplatte (5) kreisförmig ist und zumindest eine konzentrisch angeordnete ringförmige Membranrille (13) aufweist.

8. Kochplatte nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Füllmaterial (11) eine niedrig schmelzende Legierung ist.

9. Kochplatte nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Schmelz­ temperatur der Legierung im Bereich von etwa 50°C bis 250°C, insbesondere unterhalb 100°C liegt.

10. Kochfeld mit mindestens einer Kochplatte nach einem der vorhergehenden Ansprüche.