Diese
Erfindung betrifft eine Temperatursensoranordnung zur Verwendung
mit einer elektrischen Heizanordnung in einem Kochgerät, in dem
eine Kochplatte, beispielsweise aus glaskeramischem Material, eine Oberseite
aufweist zur Aufnahme eines Kochgeschirrs und eine Unterseite, an
der in Kontakt damit ein elektrischer Heizer angebracht ist, der
wenigstens ein elektrisches Heizelement umfasst.These
The invention relates to a temperature sensor arrangement for use
with an electric heating arrangement in a cooking appliance, in which
a hotplate, for example made of glass-ceramic material, an upper side
has for receiving a cookware and a bottom, on
which is mounted in contact with an electric heater, the
comprises at least one electric heating element.
Es
wurde vorgeschlagen, eine Temperatursensoranordnung vorzusehen,
die ein folienförmiges
temperaturempfindliches elektrisches Widerstandselement umfasst,
das auf der Oberseite eines geeigneten Substrats aufgetragen, beispielsweise
einer ebenen Keramik, und innerhalb des elektrischen Heizers unterhalb der
Kochplatte angeordnet ist. Es ist insbesondere erforderlich, dass
eine solche Temperatursensoranordnung verwendet werden kann, um
die Temperatur eines Kochgeschirrs auf der Oberseite der Kochplatte
zu überwachen.
Dort ist es erforderlich, dass man kleine Temperaturänderungen
der Kochplatte direkt oberhalb der Temperatursensoranordnung messen
kann und eine gute thermische Kopplung ist erforderlich zwischen
dem temperaturempfindlichen elektrischen Widerstandselement und
der Kochplatte. Idealerweise wäre
es überlegenswert,
das temperaturempfindliche elektrische Widerstandselement in im
Wesentlichen direkten Kontakt mit der Unterseite der Kochplatte
anzuordnen. Dies kann jedoch zu Problemen hinsichtlich der elektrischen
Sicherheit führen.It
it has been proposed to provide a temperature sensor arrangement,
the one foil-shaped
temperature sensitive electrical resistance element comprises,
applied on top of a suitable substrate, for example
a flat ceramic, and within the electric heater below the
Hotplate is arranged. It is especially necessary that
Such a temperature sensor arrangement can be used to
the temperature of a cookware on the top of the cooking plate
to monitor.
There it is necessary to have small temperature changes
measure the hotplate directly above the temperature sensor assembly
can and good thermal coupling is required between
the temperature-sensitive electrical resistance element and
the hotplate. Ideally would be
it worth considering
the temperature sensitive electrical resistance element in the
Essentially direct contact with the underside of the cooking plate
to arrange. However, this can cause problems in terms of electrical
Lead security.
Das
folienförmige
temperaturempfindliche elektrische Widerstandselement umfasst ein
elektrisch leitfähiges
Material, wie Platin, und muss zum Betrieb mit einem konstanten
elektrischen Strom in der Größenordnung
von einigen mA versorgt werden aus einer Spannung, die von der Sekundärwicklung
eines Leistungstransformators bereitgestellt wird, dessen Primärwicklung
mit dem Stromnetz verbunden ist. Um eine Übereinstimmung mit internationalen
elektrischen Sicherheitsstandards sicherzustellen, wäre es im
Allgemeinen notwendig, bei einer solchen Anordnung eines temperaturempfindlichen elektrischen
Widerstandselements die Primär-
und Sekundärwicklungen
des Transformators physisch zu trennen, da anderenfalls bei einem
außergewöhnlichen
Versagen der elektrischen Isolierung der Drähte der Wicklungen die Spannung
auf der Primärwicklung
(normalerweise 230 V Wechselspannung) unmittelbar auf die Sekundärwicklung
gelangen kann. Dies kann dazu führen,
dass das temperaturempfindliche elektrische Widerstandselement der
Temperatursensoranordnung mit der vollen Netzspannung beaufschlagt
wird. Befindet sich das folienförmige
temperaturempfindliche elektrische Widerstandselement im Wesentlichen
in Kontakt mit der Unterseite der Kochplatte kann es passieren,
dass ein Teil des Netzstroms in die Kochplatte gelangen kann und
auch in ein metallisches Kochgefäß auf der
Oberseite der Kochplatte. Dies stellt selbst bei einem glaskeramischen
Kochfeld ein Risiko dar, da üblicherweise
hierfür
verwendete glaskeramische Materialien typischerweise bei 600°C einen spezifischen Durchgangswiderstand
von etwa 10 k·Ωcm haben.The
foil-shaped
temperature-sensitive electrical resistance element comprises a
electrically conductive
Material, such as platinum, and needs to operate at a constant
Electricity of the order of magnitude
powered by some mA from a voltage coming from the secondary winding
a power transformer is provided, the primary winding
connected to the mains. To be in accordance with international
To ensure electrical safety standards, it would be in the
Generally necessary in such an arrangement of a temperature-sensitive electrical
Resistance elements the primary
and secondary windings
physically separate from the transformer, otherwise at a
extraordinary
Failure of the electrical insulation of the wires of the windings the voltage
on the primary winding
(normally 230 V AC) directly to the secondary winding
can get. This can cause
that the temperature-sensitive electrical resistance element of the
Temperature sensor assembly supplied with the full mains voltage
becomes. Is the foil-shaped
temperature-sensitive electrical resistance element substantially
in contact with the underside of the cooking plate it can happen
that part of the mains current can get into the cooking plate and
also in a metallic cooking vessel on the
Top of the cooking plate. This is even with a glass-ceramic
Hob is a risk, as usual
therefor
Glass-ceramic materials typically used at 600 ° C a volume resistivity
of about 10 k · Ωcm.
Dass
in einem solchen Fall auftretende Risiko kann beseitigt werden durch
Verwendung eines Isoliertransformators, auch bekannt als Schutzkleinspannungstransformator,
in Verbindung mit weiteren Isoliermaßnahmen. Ein solcher Trenntransformator
ist als wesentlich anzusehen, wenn das temperaturempfindliche elektrische
Widerstandselement in Kontakt mit der Kochplatte anzuordnen ist
oder mit einer dünnen
Abdeckschicht einer Passivierung oder einem dielektrischen Material
versehen ist oder selbst wenn es von der Kochplatte durch einen
Luftspalt von mehreren Millimetern getrennt ist.That
in such a case occurring risk can be eliminated by
Use of an isolation transformer, also known as a safety extra-low voltage transformer,
in conjunction with other insulation measures. Such an isolation transformer
is considered essential if the temperature-sensitive electrical
Resistive element is to be arranged in contact with the cooking plate
or with a thin one
Cover layer of a passivation or a dielectric material
is provided or even if it is from the cooking plate by a
Air gap of several millimeters is separated.
Die
Verwendung eines solchen Trenntransformators ist nicht immer zielführend, da
seine Anordnung auf Leiterplatten von Regeleinrichtungen für eine Kocheinrichtung
Veränderungen
an bestehenden elektrischen und mechanischen Komponenten erforderlich
machen kann, und dadurch die Konstruktion der Einrichtung insgesamt
tangiert. Dies ist teuer und unzweckmäßig, insbesondere da die meisten
Kocheinrichtungen so konstruiert sind, dass sie benutzerbediente
elektronische Steuereinrichtungen aufweisen, die über einen konventionellen Transformator
mit einfacher Isolierung, der kein Trenntransformator ist, betrieben
werden.The
Use of such an isolation transformer is not always expedient because
its arrangement on printed circuit boards of control devices for a cooking device
changes
required on existing electrical and mechanical components
can make, and thereby the construction of the device as a whole
affected. This is expensive and inappropriate, especially since most
Cooking appliances are designed to be user-friendly
have electronic control devices, via a conventional transformer
operated with simple insulation, which is not an isolation transformer
become.
Es
ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, dieses Problem zu überwinden
oder zu minimieren durch Bereitstellung einer Temperatursensoranordnung,
die in der Lage ist, zufriedenstellend die Temperatur eines darüber liegenden
Bereiches einer Kochplatte zu überwachen
und damit eines Kochgeschirrs, das sich auf der Oberseite der Platte
befindet, ohne die Verwendung eines speziellen Trenntransformators
zu erfordern.It
It is an object of the present invention to overcome this problem
or to minimize by providing a temperature sensor arrangement,
which is capable of satisfactorily the temperature of an overlying one
Area of a cooking plate to monitor
and a cookware that sits on top of the plate
is located without the use of a special isolation transformer
to require.
Gemäß der vorliegenden
Erfindung wird eine Temperatursensoranordnung für eine elektrische Heizanordnung
bereitgestellt, wobei die elektrische Heizanordnung umfasst: eine
Kochplatte mit einer Oberseite zur Aufnahme eines Kochgeschirrs
und einer Unterseite, einen elektrischen Heizer enthaltend wenigstens
ein elektrisches Heizelement, wobei der Heizer in Kontakt mit der
Unterseite der Kochplatte angebracht ist, wobei die Temperatursensoranordnung
angepasst ist, um in der elektrischen Heizanordnung mit Abstand
oberhalb des wenigstens einen elektrischen Heizelementes in Kontakt
mit der Unterseite der Kochplatte angeordnet zu werden, wobei die
Temperatursensoranordnung wenigstens ein temperaturempfindliches
elektrisches Widerstandselement in Folienform und ein elektrisch
isolierendes Element umfasst, das das wenigstens eine temperaturempfindliche
elektrische Widerstandselement überdeckt,
wobei das elektrisch isolierende Element selbsttragend ausgebildet
ist und eine Oberseite aufweist, die angepasst ist zum Kontakt mit
der Unterseite der Kochplatte, und eine Unterseite, die das wenigstens
eine temperaturempfindliche elektrische Widerstandselement berührt, wobei
die Temperatursensoranordnung angepasst und aufgebaut ist, so dass
ein Abstandswert von wenigstens 3,5 mm zwischen dem wenigstens einen
temperaturempfindlichen elektrischen Widerstandselement und der
Oberseite des elektrisch isolierenden Elements bereitgestellt wird,
wobei der Abstandswert definiert ist als die Summe der Dicke des
elektrisch isolierenden Elements und dem schmalsten lateralen Abstand
zwischen einer Seitenkante des elektrisch isolierenden Elements
und dem wenigstens einen temperaturempfindlichen elektrischen Widerstandselement.According to the present invention, there is provided a temperature sensor assembly for an electrical heater assembly, the electrical heater assembly comprising: a cooking plate having a top for accommodating a cookware and a bottom, an electric heater including at least one electrical heating element, the heater in contact with the bottom of the Hot plate is mounted, wherein the temperature sensor arrangement is adapted to be in the electric heating arrangement at a distance above the at least one electric heating element to be arranged in contact with the underside of the cooking plate, wherein the temperature sensor arrangement comprises at least one temperature-sensitive electrical resistance element in foil form and an electrically insulating element which covers the at least one temperature-sensitive electrical resistance element, wherein the electrically insulating element is formed self-supporting and an upper surface adapted to contact the underside of the cooking plate, and a lower surface contacting the at least one temperature-sensitive electrical resistance element, the temperature sensor assembly being adapted and constructed such that a distance of at least 3.5 mm between the at least a temperature-sensitive electrical resistance element and the top of the electrically insulating element is provided, wherein the distance value is defined as the sum of the thickness of the electrically i soling element and the narrowest lateral distance between a side edge of the electrically insulating element and the at least one temperature-sensitive electrical resistance element.
Das
elektrisch isolierende Element kann ein Trägersubstrat für das wenigstens
eine temperaturempfindliche elektrische Widerstandselement in Folienform
umfassen, wobei das wenigstens eine temperaturempfindliche elektrische
Widerstandselement an der Unterseite des Trägersubstrats angebracht ist,
und wobei eine Oberseite des Trägersubstrats
angepasst ist, um in Kontakt mit der Unterseite der Kochplatte zu
stehen.The
electrically insulating element may be a carrier substrate for the at least
a temperature-sensitive electrical resistance element in foil form
comprising at least one temperature-sensitive electrical
Resistive element is attached to the underside of the carrier substrate,
and wherein an upper side of the carrier substrate
is adapted to be in contact with the underside of the cooking plate too
stand.
Alternativ
kann das elektrisch isolierende Element wenigstens einen Teil eines
elektrisch isolierenden Trägersubstrats,
beispielsweise aus Keramikmaterial, für das wenigstens eine temperaturempfindliche
elektrische Widerstandselement in Folienform überdecken und berühren, wobei
das wenigstens eine temperaturempfindliche elektrische Widerstandselement
an der Oberseite des Trägersubstrats
angebracht ist.alternative
the electrically insulating element may be at least part of a
electrically insulating carrier substrate,
for example, ceramic material, for the at least one temperature-sensitive
Cover and touch electrical resistance element in foil form, wherein
the at least one temperature-sensitive electrical resistance element
at the top of the carrier substrate
is appropriate.
Das
elektrisch isolierende Element kann lose in der Temperatursensoranordnung
angeordnet oder durch Klebeeinrichtungen oder mechanische Befestigungseinrichtungen,
wie beispielsweise Klammern, befestigt sein.The
electrically insulating element may be loose in the temperature sensor arrangement
arranged or by adhesive devices or mechanical fasteners,
such as brackets, be attached.
Das
elektrisch isolierende Element kann in Form einer Platte oder eines
dünnen
Stabes ausgebildet sein und von im Wesentlichen ebener Gestaltung
sein.The
electrically insulating element can be in the form of a plate or a
thin
Bar be formed and of substantially planar design
be.
Das
elektrisch isolierende Element kann einen spezifischen Durchgangswiderstand
von wenigstens 105 Ω·cm bei einer Temperatur von
etwa 600°C
aufweisen.The electrically insulating element may have a volume resistivity of at least 10 5 Ω · cm at a temperature of about 600 ° C.
Das
elektrisch isolierende Element kann eine Durchschlagsfestigkeit
bezogen auf seine Dicke von wenigstens 3 kV/mm bei einer Temperatur
von 600°C
aufweisen.The
electrically insulating element can be a dielectric strength
based on its thickness of at least 3 kV / mm at a temperature
of 600 ° C
exhibit.
Das
elektrisch isolierende Element kann eine thermische Leitfähigkeit
von wenigstens 1 W/m·K
aufweisen.The
electrically insulating element can have a thermal conductivity
of at least 1 W / m · K
exhibit.
Das
elektrisch isolierende Element kann eine Dicke von etwa 0,1 mm bis
etwa 3 mm aufweisen, wobei der kleinste laterale Abstand zwischen
der Seitenkante des elektrisch isolierenden Elements und dem wenigstens
einen temperaturempfindlichen elektrischen Widerstandselement von
etwa 3,4 mm bis etwa 0,5 mm beträgt.The
electrically insulating element can have a thickness of about 0.1 mm
about 3 mm, with the smallest lateral distance between
the side edge of the electrically insulating element and the at least
a temperature-sensitive electrical resistance element of
about 3.4 mm to about 0.5 mm.
Elektrische
Verbindungsleitungen in Folienform können für das wenigstens eine temperaturempfindliche
elektrische Widerstandselement vorgesehen werden, wobei das elektrisch
isolierende Element angepasst und angeordnet ist, um mit seiner
Unterseite berührend
die elektrischen Anschlussleitungen wenigstens in einem Bereich
der elektrischen Heizanordnung, der hohen Temperaturen ausgesetzt
ist, zu überdecken,
wobei ein Abstandswert von wenigstens 3,5 mm zwischen den elektrischen
Anschlussleitungen und der Oberseite des elektrisch isolierenden
Elements vorgesehen ist wenigstens in dem Bereich der elektrischen
Heizanordnung, der hohen Temperaturen ausgesetzt ist, wobei der
Abstandswert definiert ist als die Summe der Dicken des elektrisch
isolierenden Elements und dem kleinsten Abstand zwischen einer Seitenkante
des elektrisch isolierenden Elements und den elektrischen Anschlussleitungen.electrical
Foils in foil form can be used for the at least one temperature-sensitive
electrical resistance element are provided, wherein the electric
insulating element is adapted and arranged to comply with his
Touching bottom
the electrical connection lines at least in one area
the electric heating system exposed to high temperatures
is to cover,
wherein a distance value of at least 3.5 mm between the electrical
Connecting cables and the top of the electrically insulating
Elements is provided at least in the field of electrical
Heating arrangement, which is exposed to high temperatures, wherein the
Distance value is defined as the sum of the thicknesses of the electric
insulating element and the smallest distance between a side edge
of the electrically insulating element and the electrical connection lines.
Die
elektrischen Anschlussleitungen in Folienform können angepasst und angeordnet
sein zur elektrischen Verbindung mit externen Schaltungen, die eine
Spannungstransformatoreinrichtung umfassen können, wie einen Transformator
mit einfacher Isolation. Die externe Schaltung kann eine mikroprozessorgestützte Regelanordnung
umfassen.The
electrical connecting cables in foil form can be adapted and arranged
be for electrical connection with external circuits, the one
Voltage transformer device may include, such as a transformer
with simple isolation. The external circuit may be a microprocessor-based control arrangement
include.
Das
elektrisch isolierende Element kann ein keramisches oder glaskeramisches
Material umfassen.The
electrically insulating element may be a ceramic or glass ceramic
Include material.
Das
elektrisch isolierende Element kann ausgewählt sein aus Quarzglas, synthetischem
Quarzgut, Magnesiumsilikat (beispielsweise Steatit), Erdalkali-Aluminiumsilikat
(beispielsweise Celsian), dichtem Magnesiumoxid, Zirconoxid, Siliciumnitrit,
Aluminiumnitrit, Aluminiumtitanat, Aluminiumoxid (Tonerde), zirconverstärktem Aluminiumoxid
und glaskeramischen Materialien.The
electrically insulating element may be selected from quartz glass, synthetic
Fused silica, magnesium silicate (eg steatite), alkaline earth aluminum silicate
(e.g., Celsian), dense magnesia, zirconia, silicon nitrite,
Aluminum nitrite, aluminum titanate, alumina, zirconium-reinforced alumina
and glass-ceramic materials.
Eine
langgestreckte Halterung kann für
die Temperatursensoranordnung vorgesehen werden. Solch eine Halterung
kann ein keramisches Material wie Steatit, Cordierit oder Aluminiumoxid
umfassen.A
elongated bracket can for
the temperature sensor arrangement can be provided. Such a holder
may be a ceramic material such as steatite, cordierite or alumina
include.
Die
langgestreckte Halterung kann als Stab angeordnet sein und angepasst
sein, um sich wenigstens teilweise über den Heizer von einem Randbereich
des Heizers aus zu erstrecken. Die langgestreckte Halterung kann
ein erstes Ende aufweisen, das am Randbereich des Heizers befestigt
ist, und ein zweites Ende innerhalb des Heizers.The
elongated bracket can be arranged as a rod and adapted
be at least partially over the heater from a peripheral area
of the heater to extend. The elongated bracket can
have a first end attached to the edge region of the heater
is, and a second end inside the heater.
Die
langgestreckte Halterung kann eine Unterseite aufweisen, die mit
einer Schicht eines thermische Strahlung reflektierenden Materials
versehen ist.The
elongated bracket may have a bottom that with
a layer of thermal radiation reflective material
is provided.
Ein
metallischer Stützwinkel
kann vorgesehen werden, beispielsweise aus rostfreiem Stahl, wobei
ein erster Abschnitt davon außerhalb
des Heizers mit dem ersten Ende der langgestreckten Halterung verbunden ist
und ein zweiter Abschnitt davon zur Befestigung in einem äußeren Bereich
des Heizers dient, wie der Außenseite
einer Umfangswand des Heizers. Der erste Abschnitt des Stützwinkels
kann mit Clipseinrichtungen versehen sein, die mit Abschnitten des
ersten Endes der langgestreckten Halterung zusammenwirken.One
metallic support bracket
can be provided, for example made of stainless steel, wherein
a first section of it outside
the heater is connected to the first end of the elongated holder
and a second portion thereof for attachment in an outer area
the heater serves as the outside
a peripheral wall of the heater. The first section of the support bracket
may be provided with clip means associated with sections of the
cooperate first end of the elongated holder.
Der
Stützwinkel
kann angepasst und angeordnet sein, um die langgestreckte Halterung
und dadurch die Oberseite des thermisch leitenden elektrisch isolierenden
Elements gegen die Unterseite der Kochplatte vorzuspannen.Of the
support bracket
Can be adjusted and arranged to the elongated bracket
and thereby the top of the thermally conductive electrically insulating
To bias the element against the underside of the cooking plate.
Eine
thermische Isoliereinrichtung kann vorgesehen werden, die zwischen
wenigstens einem Teil der langgestreckten Halterung und dem Trägersubstrat
für das
wenigstens eine temperaturempfindliche elektrische Widerstandselement
angeordnet ist, wenigstens in einem Bereich oder Bereichen, in denen
das temperaturempfindliche elektrische Widerstandselement oder -elemente
vorgesehen ist oder sind. Die langgestreckte Halterung kann eine
Aussparung in seiner Oberseite aufweisen, die angepasst und angeordnet
ist, um das Trägersubstrat
für das
wenigstens eine temperaturempfindliche elektrische Widerstandselement
und die thermische Isoliereinrichtung aufzunehmen.A
Thermal insulation device can be provided between the
at least a portion of the elongate support and the support substrate
for the
at least one temperature-sensitive electrical resistance element
is arranged, at least in one area or areas in which
the temperature-sensitive electrical resistance element or elements
is or are provided. The elongated bracket can be a
Have recess in its top, adapted and arranged
is to the carrier substrate
for the
at least one temperature-sensitive electrical resistance element
and to receive the thermal insulation device.
Die
thermische Isoliereinrichtung kann eine dünne Lage eines mikroporösen thermisch
isolierenden Materials und/oder eines granularen thermisch isolierenden
Materials umfassen. Solch ein granulares thermisch isolierendes
Material kann Vermikulit oder Calciumsilikat umfassen.The
Thermal insulation device can be a thin layer of a microporous thermal
insulating material and / or a granular thermal insulating
Materials include. Such a granular thermally insulating
Material may include vermiculite or calcium silicate.
Das
wenigstens eine temperaturempfindliche elektrische Widerstandselement
kann Platin umfassen.The
at least one temperature-sensitive electrical resistance element
may include platinum.
Eine
elektrisch isolierende oder passivierende Lage kann vorgesehen sein,
die das wenigstens eine temperaturempfindliche elektrische Widerstandselement überdeckt.A
electrically insulating or passivating layer can be provided
which covers at least one temperature-sensitive electrical resistance element.
Eine
temperaturempfindliche Einrichtung kann zusätzlich vorgesehen sein mit
einem stab- oder stiftförmigen
Abschnitt, der angepasst ist, um sich wenigstens teilweise über den
Heizer von einem Randbereich des Heizers aus zu erstrecken, und
angepasst ist, um die Temperatur in einem Hohlraum zu überwachen,
der gebildet ist zwischen dem wenigstens einen elektrischen Heizelement
und der Unterseite der Kochplatte. Solche temperaturempfindlichen
Einrichtungen können
so angeordnet sein, dass sich deren stab- oder stiftförmiger Abschnitt
wenigstens teilweise über
den Heizer an einer Stelle erstreckt, die im Wesentlichen unterhalb
der langgestreckten Halterung der Temperatursensoranordnung angeordnet
ist. Die temperaturempfindliche Einrichtung kann sich ebenfalls
des Stützwinkels
bedienen, der für
die langgestreckte Halterung der Temperatursensoranordnung vorgesehen
ist.A
Temperature-sensitive device may additionally be provided with
a rod-shaped or pin-shaped
Section that is adapted to reflect at least partially over the
Extend heater from an edge region of the heater, and
adapted to monitor the temperature in a cavity,
formed between the at least one electric heating element
and the underside of the hotplate. Such temperature sensitive
Facilities can
be arranged so that their rod or pin-shaped section
at least partially over
extends the heater at a location that is substantially below
arranged the elongated holder of the temperature sensor assembly
is. The temperature sensitive device may also be
of the support bracket
operate for
provided the elongated holder of the temperature sensor arrangement
is.
Das
wenigstens eine elektrische Heizelement kann ein elektrisches Widerstandsstrahlungsheizelement
umfassen oder ein elektrisches Induktionsheizelement.The
at least one electrical heating element may be an electrical resistance radiation heating element
comprise or an electric induction heating element.
Für ein besseres
Verständnis
der vorliegenden Erfindung und um deutlicher zu zeigen, wie sie
angewendet werden kann, wird nachfolgend beispielsweise unter Bezug
auf die Zeichnungen die Erfindung näher beschrieben. Es zeigen:For a better one
understanding
of the present invention and to show more clearly how they
can be applied, for example, below reference
on the drawings the invention described in more detail. Show it:
1 eine
Draufsicht auf eine elektrische Heizanordnung, die mit einer Temperatursensoranordnung gemäß der vorliegenden
Erfindung versehen ist; 1 a plan view of an electric heating arrangement, which is provided with a temperature sensor arrangement according to the present invention;
2 eine
Schnittansicht der Anordnung aus 1; 2 a sectional view of the arrangement 1 ;
3A eine
perspektivische Ansicht einer Ausführungsform einer Temperatursensoranordnung
gemäß der vorliegenden
Erfindung zur Verwendung in einer Anordnung gemäß den 1 und 2; 3A a perspective view of an embodiment of a temperature sensor assembly according to the present invention for use in an arrangement according to the 1 and 2 ;
3B eine
Explosionsdarstellung der Temperatursensoranordnung aus 3A; 3B an exploded view of the temperature sensor arrangement 3A ;
3C eine
Schnittansicht der Temperatursensoranordnung aus 3A; 3C a sectional view of the temperature sensor arrangement 3A ;
3D eine
schematische Querschnittsansicht eines Teils der Temperatursensoranordnung
aus 3A, zusammengebaut mit einer Kochplatte, zur Verdeutlichung
eines Abstandswertes zwischen der Kochplatte und einem temperaturempfindlichen
elektrischen Widerstandselement und Anschlussleitungen; 3D a schematic cross-sectional view of a portion of the temperature sensor arrangement 3A assembled with a hot plate to illustrate a distance between the hotplate and a temperature-sensitive electrical resistance element and leads;
4A eine
perspektivische Ansicht einer weiteren Ausführungsform einer Temperatursensoranordnung
gemäß der vorliegenden
Erfindung zur Verwendung in einer Anordnung gemäß den 1 und 2; 4A a perspective view of another embodiment of a temperature sensor arrangement according to the present invention for use in an arrangement according to the 1 and 2 ;
4B eine
Explosionsdarstellung der Temperatursensoranordnung aus 4A; 4B an exploded view of the temperature sensor arrangement 4A ;
4C eine
Querschnittsansicht der Temperatursensoranordnung aus 4A;
und 4C a cross-sectional view of the temperature sensor arrangement 4A ; and
4D eine
schematische Querschnittsansicht eines Teils der Temperatursensoranordnung
aus 4A, zusammengebaut mit einer Kochplatte, zur Verdeutlichung
eines Abstandswertes zwischen der Kochplatte und einem temperaturempfindlichen
elektrischen Widerstandselement und Anschlussleitungen. 4D a schematic cross-sectional view of a portion of the temperature sensor arrangement 4A , assembled with a cooking plate, to illustrate a distance between the hotplate and a temperature-sensitive electrical resistance element and connecting leads.
Eine
in 1 und 2 gezeigte elektrische Heizanordnung 2 umfasst
eine glaskeramische Kochplatte oder Kochfeld 4 bekannter
Art mit einer Oberseite 6 zur Aufnahme eines Kochgeschirrs 8,
beispielsweise einer Pfanne. An der Unterseite 10 der Kochplatte 4 befindet
sich ein elektrischer Heizer 12, der in Kontakt mit der
Kochplatte 4 gehaltert ist. Der elektrische Heizer 12 umfasst
eine schalenförmige
Halterung 14, beispielsweise aus Metall, in der eine Unterlage 16 eines
thermisch und elektrisch isolierenden Materials vorgesehen ist,
beispielsweise ein mikroporöses
thermisch und elektrisch isolierendes Material. Eine Umfangswandung 18 aus
einem thermisch isolierenden Material ist so angeordnet, dass sie
die Unterseite 10 in der Kochplatte 4 berührt.An in 1 and 2 shown electric heating arrangement 2 includes a ceramic hob or hob 4 known type with a top 6 for holding a cookware 8th For example, a pan. On the bottom 10 the hotplate 4 there is an electric heater 12 in contact with the cooking plate 4 is held. The electric heater 12 includes a cup-shaped holder 14 , For example, of metal, in a pad 16 a thermally and electrically insulating material is provided, for example, a microporous thermally and electrically insulating material. A peripheral wall 18 made of a thermally insulating material is arranged so that it is the bottom 10 in the cooking plate 4 touched.
Wenigstens
ein elektrisches Widerstandsstrahlungsheizelement 20 ist
an der Unterlage 16 befestigt. Das Heizelement oder die
Heizelemente 20 können
jede bekannte Art eines Heizelements umfassen, beispielsweise draht-,
band-, folien- oder
lampenförmig,
oder Kombinationen daraus. Insbesondere kann das Heizelement oder
die Heizelemente 20 in Form eines gewellten Bandes ausgebildet
sein, das hochkant auf der Unterlage 16 aus dem Isoliermaterial
angeordnet ist.At least one electrical resistance radiation heating element 20 is on the pad 16 attached. The heating element or heating elements 20 may comprise any known type of heating element, for example wire, tape, foil or lamp-shaped, or combinations thereof. In particular, the heating element or the heating elements 20 be formed in the form of a corrugated tape, the edgewise on the pad 16 is arranged from the insulating material.
Es
sollte jedoch klar sein, dass die vorliegende Erfindung nicht auf
einen Heizer beschränkt
ist, der wenigstens ein elektrisches Widerstandsstrahlungsheizelement 10 umfasst.
Anstelle dessen oder zusätzlich zu
einem oder mehreren elektrischen Widerstandsstrahlungsheizelementen
kann wenigstens ein elektrisches Induktionsheizelement vorgesehen
sein.It should be understood, however, that the present invention is not limited to a heater including at least one electrical resistance radiant heater 10 includes. Instead of or in addition to one or more electrical resistance radiation heating elements, at least one electrical induction heating element can be provided.
Ein
Anschlussblock 22 ist in einem Randbereich des Heizers 12 vorgesehen
zur Verbindung des oder der Heizelemente 20 mit einer Stromversorgung 24 über Leitungen 26 und über Steuereinrichtungen 28,
die in Form einer mikroprozessorgestützten Regelungseinrichtung
vorgesehen sein kann.A connection block 22 is in an edge area of the heater 12 intended for connection of the heating element or elements 20 with a power supply 24 via lines 26 and about control devices 28 , which may be provided in the form of a microprocessor-based control device.
Das
Kochgeschirr 8 wird durch das oder die Heizelemente 20 beheizt
und seine Temperatur wird durch eine Temperatursensoranordnung 30 überwacht,
die nachfolgend näher
beschrieben wird und die in Kontakt mit der Unterseite 10 der
Kochplatte 4 angeordnet ist. Insbesondere ist die Temperatursensoranordnung 30 angepasst,
um kleine Erhöhungen
der Temperatur des Kochgeschirrs 8 durch die Kochplatte 4 zu
erfassen, die beispielsweise durch ein in dem Kochgeschirr 8 auftretendes
Trockenkochen entstehen kann, oder während eines geregelten Automatikkochbetriebes
der Heizanordnung in Verbindung mit der Regeleinrichtung 28.The cookware 8th is caused by the heating element (s) 20 heated and its temperature is controlled by a temperature sensor 30 monitored, which is described in more detail below and in contact with the bottom 10 the hotplate 4 is arranged. In particular, the temperature sensor arrangement 30 adapted to small increases in the temperature of the cookware 8th through the cooking plate 4 to capture, for example, by a in the cookware 8th occurring dry cooking may occur, or during a controlled automatic cooking operation of the heating assembly in conjunction with the control device 28 ,
Die
in den 3A, 3B und 3C dargestellte
Temperatursensoranordnung 30 umfasst ein im Wesentlichen
ebenes dünnes
langgestrecktes Substrat 32, beispielsweise aus Keramik
oder einem anderen elektrisch isolierenden Material, mit einer Oberseite 34,
die an einem ersten Endabschnitt 36 auf der Oberseite 34 ein
temperaturempfindliches elektrisches Widerstandselement 38 in
Folienform und geeigneter Weise umfassend Platin, aufweist. Das
Widerstandselement 38 kann auf die Oberfläche 34 des
Substrats 32 durch Dickschichtdrucktechniken aufgebracht
sein, es können
jedoch auch andere Abscheidungstechniken angewendet werden. Das
Keramiksubstrat 32 hat geeigneter Weise eine Dicke von
etwa 0,5 mm bis etwa 1 mm und umfasst geeigneter Weise Aluminiumoxid.
Ein geeigneter elektrischer Widerstandswert für das temperaturempfindliche
elektrische Widerstandselement 38 beträgt von etwa 50 bis etwa 1000
Ohm bei 0°C,
vorzugsweise von etwa 100 bis etwa 500 Ohm.The in the 3A . 3B and 3C illustrated temperature sensor arrangement 30 includes a substantially planar thin elongate substrate 32 For example, ceramic or other electrically insulating material, with a top 34 at a first end section 36 on the top 34 a temperature-sensitive electrical resistance element 38 in film form and suitably comprising platinum. The resistance element 38 can on the surface 34 of the substrate 32 be applied by thick-film printing techniques, but other deposition techniques can be applied. The ceramic substrate 32 suitably has a thickness of about 0.5 mm to about 1 mm and suitably comprises alumina. A suitable electrical resistance for the temperature sensitive electrical resistance element 38 is from about 50 to about 1000 ohms at 0 ° C, preferably from about 100 to about 500 ohms.
Elektrische
Anschlussleitungen 40, 42 sind auf der Oberseite 34 des
Substrats 32 ebenfalls in Folienform vorgesehen und elektrisch
mit dem temperaturempfindlichen elektrischen Widerstandselement 38 verbunden.
Die elektrischen Anschlussleitungen 40, 42 umfassen
geeigneter Weise dasselbe oder ein ähnliches Material wie das elektrische
Widerstandselement 38 und erstrecken sich zu Anschlussflächen 44, 46,
die in einem zweiten Endabschnitt 48 des Substrats 32 vorgesehen
sind. Die Anschlussflächen 44, 46 können im Wesentlichen
das gleiche oder ähnliches
Material wie die elektrischen Anschlussleitungen 40, 42 umfassen oder
ein anderes Material, wie beispielsweise Gold. Löcher 50, 52 sind
durch die Anschlussflächen 44, 46 und durch
das Substrat 32 vorgesehen.Electrical connection cables 40 . 42 are on the top 34 of the substrate 32 also provided in sheet form and electrically connected to the temperature-sensitive electrical resistance element 38 connected. The electrical connection cables 40 . 42 suitably comprise the same or a similar material as the electrical resistance element 38 and extend to pads 44 . 46 that in a second end section 48 of the substrate 32 are provided. The connection surfaces 44 . 46 can be essentially the same or similar material as the electrical leads 40 . 42 include or another material, such as gold. holes 50 . 52 are through the connection surfaces 44 . 46 and through the substrate 32 intended.
Eine
langgestreckte Halterung 54, die als Stab ausgebildet ist,
ist angepasst, um sich wenigstens teilweise über den Heizer 12 von
einem Randbereich des Heizers aus über eine Öffnung oder einen Ausschnitt in
der Umfangswandung 18 und einem Rand der schüsselförmigen Halterung 14 zu
erstrecken, wobei ein erstes Ende 56 der Halterung 54 außerhalb
des Heizers an dem Randbereich des Heizers befestigt ist und ein zweites
Ende 58 aufweist, das sich innerhalb des Heizers befindet.
Die Halterung 54 kann geeigneter Weise ein keramisches
Material umfassen, wie Steatit, Kordiarit oder Aluminiumoxid, und
ist mit einem langgestreckten Ausschnitt oder Aussparung 60 versehen,
in dem das Substrat 32 aufgenommen werden kann. Das temperaturempfindliche
elektrische Widerstandselement 38 ist an oder nahe dem
zweiten Ende 58 der Halterung 54 innerhalb des
Heizers 12 angeordnet und die Anschlussflächen 44, 46 sind
außerhalb
des Heizers an dem ersten Ende 56 der Halterung 54 angeordnet,
wo sie nur relativ geringen Temperaturen ausgesetzt sind.An elongated holder 54 , which is formed as a rod, is adapted to at least partially over the heater 12 from an edge region of the heater via an opening or cutout in the peripheral wall 18 and an edge of the dish-shaped holder 14 to extend, with a first end 56 the holder 54 outside the heater is attached to the edge region of the heater and a second end 58 which is located inside the heater. The holder 54 may suitably comprise a ceramic material, such as steatite, kordiarite or alumina, and is provided with an elongate cut-out or recess 60 provided in which the substrate 32 can be included. The temperature-sensitive electrical resistance element 38 is at or near the second end 58 the holder 54 inside the heater 12 arranged and the connection surfaces 44 . 46 are outside the heater at the first end 56 the holder 54 arranged where they are exposed to relatively low temperatures.
Die
Halterung 54 ist so geformt, dass sie taillenförmige Abschnitte 61 aufweist,
an denen die Halterung 54 durch die Öffnung oder den Ausschnitt
in der Umfangswandung 18 des Heizers 12 tritt.The holder 54 is shaped to have waist-shaped sections 61 has, where the holder 54 through the opening or cutout in the peripheral wall 18 the heater 12 occurs.
Eine
thermische Isoliereinrichtung 62 ist in dem Ausschnitt 60 der
Halterung 54 zwischen der Halterung 54 und der
Unterseite 64 sowie Seitenkanten 66 und 68 des
Substrats 32 vorgesehen. Die thermische Isolation 62 umfasst
vorzugsweise eine dünne
Lage eines mikroporösen
thermisch isolierenden Materials, geeigneter Weise in einer Dicke
von 1 bis 4 mm und vorzugsweise von 2 bis 3 mm. Alternativ oder
zusätzlich kann
die thermische Isolierung 62 ein granulares thermisch isolierendes
Material umfassen, wie Vermiculit oder Calciumsilikat.A thermal insulation device 62 is in the clipping 60 the holder 54 between the bracket 54 and the bottom 64 as well as side edges 66 and 68 of the substrate 32 intended. The thermal insulation 62 preferably comprises a thin layer of a microporous thermally insulating material, suitably in a thickness of 1 to 4 mm and preferably of 2 to 3 mm. Alternatively or additionally, the thermal insulation 62 a granular thermal insulating material such as vermiculite or calcium silicate.
Das
Substrat 32 und die thermische Isolierung 62 können in
den Ausschnitt 60 in der Halterung 54 formgepresst
werden, so dass die Oberseite 34 des Substrats 32 sich
in einem vorbestimmten Abstand unterhalb derjenigen der Halterung
befindet.The substrate 32 and the thermal insulation 62 can in the cutout 60 in the holder 54 be pressed, so that the top 34 of the substrate 32 is located at a predetermined distance below that of the holder.
Eine
elektrisch isolierende oder passivierende Schicht 70 kann
optional auf der Oberseite 34 des Keramiksubstrats 32 vorgesehen
sein, die wenigstens das temperaturempfindliche elektrische Widerstandselement 38 überdeckt.An electrically insulating or passivating layer 70 can be optional on the top 34 of the ceramic substrate 32 be provided, which is at least the temperature-sensitive electrical resistance element 38 covered.
Löcher 72 und 74 sind
durch die Halterung 54 an deren erstem Ende 56 vorgesehen.
Die Löcher 72 und 74 fluchten
mit den Löchern 50 und 52 in
dem keramischen Substrat 32 und sind angeordnet, um elektrisch
verbindende Elemente 76 und 78 aufzunehmen, vorzugsweise
umfassend Schrauben, Stifte oder Nieten, zur elektrischen Verbindung
der Anschlussflächen 44 und 46 mit
Anschlussfahnen oder Stiften 80, 82 und zur mechanischen
Befestigung des Keramiksubstrats 32 an der Halterung 54.
Die Anschlussfahnen oder Stifte 80, 82 sind angepasst
zur elektrischen Verbindung des temperaturempfindlichen elektrischen
Widerstandselements 38 mit der Regeleinrichtung 28 durch
Leitungen 84, 86. Falls die elektrisch verbindenden
Elemente 76, 78 Schrauben umfassen, umfassen diese
geeigneter Weise Messing, das mit Silber oder Nickel beschichtet
ist. Falls die elektrischen Verbindungselemente 76, 78 Nieten
umfassen, umfassen solche Nieten geeigneter Weise vergoldetes Kupfer.holes 72 and 74 are through the bracket 54 at the first end 56 intended. The holes 72 and 74 aligned with the holes 50 and 52 in the ceramic substrate 32 and are arranged to electrically connecting elements 76 and 78 preferably comprising screws, pins or rivets, for electrical connection of the pads 44 and 46 with connecting lugs or pins 80 . 82 and for mechanical attachment of the ceramic substrate 32 on the bracket 54 , The connection flags or pens 80 . 82 are adapted for the electrical connection of the temperature-sensitive electrical resistance element 38 with the control device 28 through lines 84 . 86 , If the electrically connecting elements 76 . 78 Screws include these suitably brass coated with silver or nickel. If the electrical connection elements 76 . 78 Rivets include, such rivets suitably gold plated copper.
Die
Anschlussfahnen oder -stifte 80, 82 sind angepasst,
um sich über
eine Unterseite 88 der Halterung 54 so zu erstrecken,
dass ausreichend Platz zwischen den Anschlussfahnen oder -stiften 80, 82 und
der Unterseite der Kochplatte 4 bereitgestellt wird.The terminal flags or pins 80 . 82 are adapted to have a base 88 the holder 54 To extend so that there is enough space between the lugs or pins 80 . 82 and the Un terseite of the cooking plate 4 provided.
Das
temperaturempfindliche elektrische Widerstandselement 38 wird
mit Strom niedriger Spannung über
einen Transformator 90 versorgt, der eine Primärwicklung
aufweist, die mit der Netzversorgung 24 verbunden ist,
und eine Sekundärwicklung,
die mit dem temperaturempfindlichen elektrischen Widerstandselement 38 verbunden
ist. Der Transformator 90 umfasst geeigneter Weise einen
konventionellen Transformator mit einfacher Isolierung, wie er zur
Verwendung in Steueranordnungen für elektrische Kocheinrichtungen
bekannt ist. Solch ein Transformator 90 ist nicht von der
Art, bei der die Primärwicklung
physisch getrennt oder isoliert ist von der Sekundärwicklung.
Dies steht im Gegensatz zu einer speziellen unpraktischen und teureren Bauart
eines Isoliertransformators, wie sie als Sicherheits-Kleinspannungstransformator
(SELV) bekannt sind, bei denen die Primär- und Sekundärwicklungen
voneinander getrennt sind. Daher können bei einem Versagen der
elektrischen Isolierung der Drähte,
die die Primär-
und Sekundärwicklungen
des Transformators 90 bilden, das temperaturempfindliche
elektrische Widerstandselement 38 und seine elektrischen
Anschlussleitungen 40 und 42 mit Netzspannung
beaufschlagt werden. Da die Temperatursensoranordnung 30 angepasst
ist, um mit ihrer Oberseite in Berührung mit der Unterseite 10 der Kochplatte 4 angebracht
zu werden, besteht ein Risiko, dass Netzspannung an die Kochplatte 4 bei
einem solchen Ausfall gelangen kann. Wenn das glaskeramische Material
der Kochplatte 4 durch den Heizer 12 auf seine
normale Betriebstemperatur aufgeheizt ist, wird das Material elektrisch
leitend (mit einem spezifischen elektrischen Durchgangswiderstand
von etwa 10 kΩ·cm bei 600°C) und daher
kann gefährlich
hohe Spannung an das Kochgefäß 8 auf
der Oberseite der Kochplatte 4 gelangen. Solche eine Gefahr
wäre eindeutig
unakzeptabel.The temperature-sensitive electrical resistance element 38 is powered by low voltage through a transformer 90 supplied, which has a primary winding connected to the mains supply 24 is connected, and a secondary winding, with the temperature-sensitive electrical resistance element 38 connected is. The transformer 90 suitably comprises a conventional transformer with simple insulation, as known for use in control systems for electric cooking appliances. Such a transformer 90 is not of the type in which the primary winding is physically isolated or isolated from the secondary winding. This is in contrast to a particular impractical and expensive type of isolation transformer, known as a safety extra-low voltage (SELV) transformer, in which the primary and secondary windings are separated. Therefore, in the event of a failure of the electrical insulation of the wires connecting the primary and secondary windings of the transformer 90 form, the temperature-sensitive electrical resistance element 38 and its electrical connection lines 40 and 42 be charged with mains voltage. As the temperature sensor arrangement 30 is adapted to with its top in contact with the bottom 10 the hotplate 4 To be attached, there is a risk that mains voltage to the hotplate 4 can get in such a failure. If the glass-ceramic material of the hotplate 4 through the heater 12 heated to its normal operating temperature, the material becomes electrically conductive (with a specific electrical resistance of about 10 kΩ · cm at 600 ° C) and therefore dangerous high voltage to the cooking vessel 8th on the top of the cooking plate 4 reach. Such a danger would clearly be unacceptable.
Bei
der vorliegenden Erfindung wird das Risiko eines solchen gefährlichen
Zustandes vermieden oder minimiert durch eine elektrische Isolierung 92 aus
einem geeigneten keramischen oder glaskeramischen Material, die
in Form einer im Wesentlichen ebenen Platte oder einem dünnen Balken
vorgesehen ist. Diese Isolierung 92 ist angepasst, um das
temperaturempfindliche elektrische Widerstandselement 38 und
seine elektrischen Anschlussleitungen 40, 42 zu überdecken
und in Berührung
mit diesen zu stehen. Eine Oberseite 94 und Isolierung 92 ist
angepasst, um im Wesentlichen planar mit derjenigen der Halterung 54 zu
sein und ist ebenfalls angepasst zur Berührung der Unterseite 10 der
Kochplatte 4. Es ist lediglich erforderlich, dass die Isolierung 92 das
Element 38 und die Anschlussleitungen 40, 42 innerhalb
des Heizers 12 überdecken,
das ist dort, wo die darüber
liegende Kochplatte 40 hohe Temperaturen annimmt und eine
elektrische Leitfähigkeit aufweist.
Die Bereiche der Anschlussleitungen 40, 42, die
sich außerhalb
des Heizers und unter einem kühleren
und im Wesentlichen elektrisch isolierenden Bereich in der Kochplatte 4 befinden,
brauchen nicht durch die Isolierung 92 abgedeckt zu werden.
Die Isolierung 92 kann lose in der Temperatursensoranordnung 30 vorgesehen
sein oder an seinem Platz durch Verwendung eines hochtemperaturfesten
Klebers, wie auf Silikat basierendem Kleber oder einem Siliconkleber,
befestigt sein. Alternativ können
mechanische Befestigungseinrichtungen, wie eine Klammereinrichtung
oder eine oder mehrere Unterschnitte in der langgestreckten Halterung 54 für die Isolierung 92 vorgesehen
sein.In the present invention, the risk of such a dangerous condition is avoided or minimized by electrical insulation 92 of a suitable ceramic or glass-ceramic material, which is provided in the form of a substantially flat plate or a thin beam. This insulation 92 is adapted to the temperature-sensitive electrical resistance element 38 and its electrical connection lines 40 . 42 to cover and to be in contact with them. A top 94 and insulation 92 is adapted to be substantially planar with that of the holder 54 and is also adapted to the touch of the underside 10 the hotplate 4 , It is only necessary that the insulation 92 the element 38 and the connecting cables 40 . 42 inside the heater 12 cover, that's where the overlying hotplate 40 assumes high temperatures and has an electrical conductivity. The areas of the connecting cables 40 . 42 extending outside the heater and under a cooler and substantially electrically insulating area in the cooking plate 4 do not need to go through the insulation 92 to be covered. The insulation 92 may be loose in the temperature sensor arrangement 30 be provided or secured in place by use of a high temperature adhesive, such as silicate-based adhesive or a silicone adhesive. Alternatively, mechanical fasteners, such as a stapler or one or more undercuts in the elongate holder 54 for the insulation 92 be provided.
Wie
nachfolgend beschrieben wird, ist die elektrische Isoliereinrichtung 92 aus
einem Material ausgewählt,
das die notwendigen elektrischen und thermischen Eigenschaften aufweist.
Insbesondere muss die Isolierung 92 aus einem Material
mit ausreichend hohem elektrischen Widerstand und Durchschlagsfestigkeit
bestehen, um eine elektrische Leitung hierdurch zu der Kochplatte 4 unter
fehlerhaften Bedingungen zu vermeiden. Eine ausreichende thermische
Leitfähigkeit
ist ebenfalls erforderlich, um eine schnelle Anpassung des temperaturempfindlichen
elektrischen Widerstandselements 38 auf Temperaturänderungen
der darüber
liegenden Kochplatte 4 zu gewährleisten. Beispiele geeigneter
Materialien für
das Isolierelement 92 sind Kieselglas (Quarzglas), synthetisches
Quarzgut, Magnesiumsilikat (beispielsweise Steatit, insbesondere
verlustarmer Typ C221), Erdalkali-Aluminiumsilikat (beispielsweise
Celsian Typ C420), dichtes Magnesiumoxid, Zirconoxid, Siliciumnitrit,
Aluminiumnitrit, Aluminiumtitanat, Aluminiumoxid (Tonerde), zirconverstärktes Aluminiumoxid
und glaskeramische Hochtemperaturmaterialien (beispielsweise Macor®.As will be described below, the electrical isolation device 92 selected from a material having the necessary electrical and thermal properties. In particular, the insulation needs 92 made of a material having a sufficiently high electrical resistance and dielectric strength to thereby conduct electrical conduction to the cooking plate 4 to avoid under faulty conditions. Sufficient thermal conductivity is also required to rapidly adapt the temperature-sensitive electrical resistance element 38 on temperature changes of the overlying hotplate 4 to ensure. Examples of suitable materials for the insulating element 92 are fused silica (fused silica), synthetic fused silica, magnesium silicate (eg steatite, particularly low loss C221 type), alkaline earth aluminosilicate (eg Celsian type C420), dense magnesia, zirconia, silicon nitrite, aluminum nitrite, aluminum titanate, alumina, zirconium reinforced alumina and glass ceramic high-temperature materials (for example Macor ®.
Beispielsweise
wurden elektrische Leckströme
durch einen 1 mm dicken Abschnitt bestimmt für eine Reihe von Materialien
bei einer angelegten Spannung von 1000 V Gleichspannung mit folgenden
Ergebnissen:For example
were electrical leakage currents
through a 1 mm thick section intended for a range of materials
at an applied voltage of 1000 V DC with the following
results:
Tabelle
1 Table 1
Aus
der Tabelle 1 wird deutlich, dass viele Materialien gute elektrische
Eigenschaften bei Raumtemperatur zeigen, jedoch der elektrische
Leckstrom mit zunehmender Temperatur ansteigt. Es wurde weiterhin festgestellt,
dass der elektrische Leckstrom mit abnehmender Dicke zunimmt und
mit ansteigender Spannung. Dennoch ist aus Tabelle 1 klar, dass
Quarz und Steatit besonders geeignet sind bei höheren Temperaturen.Out
Table 1 shows that many materials have good electrical properties
Properties at room temperature show, however, the electrical
Leakage increases with increasing temperature. It was further stated
that the electrical leakage increases with decreasing thickness and
with increasing voltage. Nevertheless, it is clear from Table 1 that
Quartz and steatite are particularly suitable at higher temperatures.
Die
elektrische Isolierung 92 sollte in Bezug auf ihre Dicke
und in Bezug auf das darunter liegende Widerstandselement 38 und
seine Anschlussleitungen 40, 42 so dimensioniert
werden, dass unter elektrischen Ausfallbedingungen ein Leck- oder Kriechstrom
hoher Spannung von dem Widerstandselement 38 und seinen Anschlussleitungen 40, 42 lateral
zu der Seitenkante der Isolierung 92 und aufwärts zu der
Kochplatte 4 nicht auftreten kann.The electrical insulation 92 should be in terms of their thickness and with respect to the underlying resistive element 38 and its connecting cables 40 . 42 be dimensioned so that under electrical failure conditions leakage or leakage current of high voltage from the resistor element 38 and its connection lines 40 . 42 lateral to the side edge of the insulation 92 and up to the cooking plate 4 can not occur.
Wie
in 3D gezeigt, kann dieses Problem vermieden oder
minimiert werden gemäss
der vorliegenden Erfindung dadurch, dass ein Abstandswert von wenigstens
3,5 mm vorgesehen wird zwischen der Oberseite 94 der elektrischen
Isoliereinrichtung 92 und dem temperaturempfindlichen elektrischen
Widerstandselement 38 und seinen Anschlussleitungen 40, 42.
Solch ein Abstandswert ist definiert als die Summe der Dicke t der
Isolierung 92 und dem geringsten lateralen Abstand d zwischen
einer Seitenkante der Isolierung 92 und dem temperaturempfindlichen
elektrischen Widerstandselement 38 und seinen Anschlussleitungen 40, 42. Dementsprechend
muss die Summe der Dicke t und des Abstandes d wenigstens 3,5 mm
betragen.As in 3D According to the present invention, this problem can be avoided or minimized by providing a distance of at least 3.5 mm between the top 94 the electrical insulation device 92 and the temperature-sensitive electrical resistance element 38 and its connection lines 40 . 42 , Such a distance value is defined as the sum of the thickness t of the insulation 92 and the smallest lateral distance d between a side edge of the insulation 92 and the temperature-sensitive electrical resistance element 38 and its connection lines 40 . 42 , Accordingly, the sum of the thickness t and the distance d must be at least 3.5 mm.
Beispielsweise
kann die Dicke t der Isolierung 92 von etwa 0,1 bis etwa
3 mm betragen und der Abstand d kann von 0,5 mm bis etwa 3,4 mm
betragen. In einem bestimmten Beispiel kann die Dicke t etwa 0,75 mm
betragen und der Abstand d kann etwa 2,75 mm betragen.For example, the thickness t of the insulation 92 from about 0.1 to about 3 mm, and the distance d may be from 0.5 mm to about 3.4 mm. In a particular example, the thickness t may be about 0.75 mm and the distance d may be about 2.75 mm.
Durch
Bereitstellung des Abstandswertes von wenigstens 3,5 mm ist sichergestellt,
dass dadurch den vorgeschriebenen Sicherheitsbestimmungen für die elektrische
Heizanordnung 2 entsprochen ist.Providing the distance value of at least 3.5 mm ensures that thereby the prescribed safety regulations for the electric heating arrangement 2 is met.
Ein
hoher elektrischer Widerstand für
die Isolation 92 kann erreicht werden durch die Verwendung
eines Materials mit einem hohen spezifischen Durchgangswiderstand.
Viele keramische Materialien besitzen einen hohen spezifischen Durchgangswiderstand
bei Raumtemperatur, der Wert fällt
jedoch gemeinhin mit ansteigender Temperatur in erster Linie in
Folge der erhöhten
Ionenmobilität
in dem Material. Der spezifische Widerstand des Materials des Isolators 92 muss
auf einem so hohen Niveau wie möglich
gehalten werden bei Temperaturen bis zu 600°C, der die Temperatursensoranordnung 30 ausgesetzt
sein kann, und sollte vorzugsweise größer als 105 Ω·cm unter
diesen Bedingungen sein. Ein verringerter spezifischer Widerstand
kann in gewissem Maße
kompensiert werden durch Einsatz dickerer Abschnitte eines Materials
für den
Isolator 92. Obwohl dies grundsätzlich ein brauchbarer Weg
für Verbesserungen
ist, begrenzen in der Praxis andere Rahmenbedingungen, wie die Effizienz
des Wärmedurchgangs
und Platzbeschränkungen,
die Möglichkeiten,
was in der Praxis eingesetzt werden kann.A high electrical resistance for insulation 92 can be achieved by using a material with a high volume resistivity. Many ceramic materials have a high volume resistivity at room temperature, but the value generally falls with increasing temperature primarily due to increased ion mobility in the material. The specific resistance of the material of the insulator 92 must be kept as high as possible at temperatures up to 600 ° C, the temperature sensor arrangement 30 may be exposed, and should preferably be greater than 10 5 Ω · cm under these conditions. A reduced resistivity can be compensated to some extent by using thicker sections of material for the insulator 92 , Although this is basically a viable route for improvement, in practice other constraints, such as the efficiency of heat transfer and space constraints, limit the possibilities of what can be used in practice.
Der
Widerstand gegen elektrischen Durchbruch bei hohen Spannungen ist
wichtig für
den Isolator 92. Dies hängt
zusammen mit der Durchschlagsfestigkeit (ausgedrückt in kV/mm Dicke des Isolators 92)
und ist wichtig, um die elektrische Sicherheit sicherzustellen bei
Auftreten hoher Spannungen (Spannungsspitzen), denen das temperaturempfindliche
elektrische Widerstandselement 38 bei Betriebsstörungen ausgesetzt
sein kann. Die Durchschlagsfestigkeit neigt zu einer Abnahme bei
erhöhten
Temperaturen, so dass es wichtig ist, ein Material für den Isolator 92 auszuwählen, der
einen Wert für
die Durchschlagsfestigkeit bei Raumtemperatur aufweist, der so hoch
wie möglich
liegt und vorzugsweise mehr als 3 kV/mm bei 600°C beträgt. Die zuvor beschriebenen
Materialien scheinen unter diesem Gesichtspunkt zufriedenstellend.The resistance to electrical breakdown at high voltages is important to the insulator 92 , This is related to the breakdown strength (expressed in kV / mm thickness of the insulator 92 ) and is important to ensure electrical safety when high voltages (voltage spikes) occur to which the temperature-sensitive electrical resistance element 38 may be exposed to malfunctions. The dielectric strength tends to decrease at elevated temperatures, so it is important to have a material for the insulator 92 having a value for the dielectric strength at room temperature which is as high as possible and is preferably more than 3 kV / mm at 600 ° C. The materials described above seem satisfactory from this point of view.
Ein
metallischer Stützwinkel 96 ist
als Montagehalterung für
die Temperatursensoranordnung 30 vorgesehen. Der Stützwinkel 96 umfasst
geeigneter Weise rostfreien Stahl und hat einen ersten Abschnitt 98 mit Schnappeinrichtungen 100,
die zuverlässig
in Abschnitte 102 des ersten Endes 56 der Halterung 54 eingreifen. Die
Eingreifabschnitte 102 sind geeigneter Weise als Ausschnitte
oder Hohlkehlen in der Halterung 54 vorgesehen. Der Haltewinkel 96 hat
einen zweiten Abschnitt 104, der angepasst ist, um an dem
Rand der schalenförmigen
Halterung 14 des Heizers 12 durch Gewindebefestigung 106 befestigt
zu sein, die durch ein Loch 108 in dem zweiten Abschnitt 104 des
Befestigungswinkels 96 sich erstreckt. Der Befestigungswinkel 96 ist
geeigneter Weise freitragend aus einem einzigen gebogenen Blech
oder Streifen aus Metall vorgesehen und so geformt, dass das zweite
Ende 58 der Halterung 54 elastisch gegen die Unterseite 10 der
Kochplatte angedrückt ist.
Auf diese Art und Weise wird die Oberseite 94 der elektrischen
Isolierung 92 im Wesentlichen in Kontakt und gut thermisch
leitend mit der Unterseite 10 der Kochplatte 4 gehalten,
während
das temperaturempfindliche elektrische Widerstandselement 38 elektrisch
gut von der Kochplatte 4 isoliert ist.A metallic support bracket 96 is as a mounting bracket for the temperature sensor assembly 30 intended. The support angle 96 suitably comprises stainless steel and has a first section 98 with snap devices 100 reliable in sections 102 the first end 56 the holder 54 intervention. The intervention sections 102 are more suitable as cutouts or fillets in the holder 54 intended. The bracket 96 has a second section 104 which is adapted to be at the edge of the cup-shaped holder 14 the heater 12 by thread fastening 106 to be fixed by a hole 108 in the second section 104 of the mounting bracket 96 extends. The mounting bracket 96 is suitably cantilevered from a single bent sheet or strips of metal and shaped so that the second end 58 the holder 54 elastic against the underside 10 the hotplate is pressed. In this way, the top becomes 94 the electrical insulation 92 essentially in contact and good thermally conductive with the underside 10 the hotplate 4 held while the temperature-sensitive electrical resistance element 38 electrically good from the hotplate 4 is isolated.
Der
Haltewinkel 96 kann ausgebildet sein, um alternative Federvorspannungseinrichtungen
zu umfassen.The bracket 96 may be configured to include alternative spring biasing means.
Die äußere Unterseite 88 der
Halterung 54 kann mit einer Lage 110 eines thermische
Strahlung reflektierenden Materials versehen sein, um einfallende
thermische Strahlung von dem oder den Heizelementen 20 zu
reflektieren.The outer bottom 88 the holder 54 can with a location 110 a thermal radiation-reflecting material may be provided to detect incidental thermal radiation from the heating element (s) 20 to reflect.
Während des
Betriebs der elektrischen Heizeinrichtung 2 ist das temperaturempfindliche
elektrische Widerstandselement 38 von direkter thermischer
Bestrahlung von dem Heizelement oder den Heizelementen 20 in
dem Heizer 12 durch die thermisch isolierende Einrichtung 62 abgeschirmt.
Ein Bereich 112 der Kochplatte 4, der unmittelbar
die Temperatursensoranordnung 30 überdeckt, ist ebenfalls von
der direkten thermischen Strahlung von dem Heizelement oder den
Heizelementen 20 abgeschirmt. Die Temperatursensoranordnung 30 ist
daher in der Lage, die Temperatur des Kochgeschirrs 8 auf
der Oberseite 6 der Kochplatte 4 zu überwachen, über die
Wärme von
dem Kochgerät 8 in
dem Bereich 112 der Kochplatte 4 geleitet wird.
Veränderungen
der Temperatur des Kochgeschirrs 8 können daher durch die Temperatursensoranordnung
erfasst und in Verbindung mit der Regeleinrichtung 28 benutzt
werden, um einen geregelten automatischen Kochbetrieb der Heizanordnung
zu ermöglichen
und/oder zu erkennen, falls ein wichtiges Ereignis eintritt, wie
ein Trockenkochen in dem Kochgeschirr 8, bei dem eine geringe Änderung
der Temperatur eintritt.During operation of the electric heater 2 is the temperature-sensitive electrical resistance element 38 direct thermal radiation from the heating element or elements 20 in the heater 12 through the thermally insulating device 62 shielded. An area 112 the hotplate 4 , the immediate the temperature sensor arrangement 30 is also covered by the direct thermal radiation from the heating element or elements 20 shielded. The temperature sensor arrangement 30 is therefore able to change the temperature of the cookware 8th on the top 6 the hotplate 4 to monitor the heat from the cooking appliance 8th in that area 112 the hotplate 4 is directed. Changes in the temperature of the cookware 8th Therefore, they can be detected by the temperature sensor arrangement and in connection with the control device 28 can be used to enable and / or detect a controlled automatic cooking operation of the heating arrangement if an important event occurs, such as dry cooking in the cookware 8th in which a small change in temperature occurs.
Eine
andere Ausführungsform
der Temperatursensoranordnung gemäß der vorliegenden Erfindung
ist in den 4A–4D dargestellt.
In den 4A–4D sind
in solchen Teilen, die dieselben oder ähnliche Funktionen wie diejenigen
in den 3A–3D erfüllen, mit
denselben Bezugszeichen versehen wie in den 3A–3D.Another embodiment of the temperature sensor arrangement according to the present invention is shown in FIGS 4A - 4D shown. In the 4A - 4D are in such parts that have the same or similar functions as those in the 3A - 3D meet, provided with the same reference numerals as in the 3A - 3D ,
Die
in den 4A–4D dargestellte
Temperatursensoranordnung 30 umfasst ein im Wesentlichen ebenes
dünnes
langgestrecktes elektrisch isolierendes Substrat 32 mit
einer Unterseite 34, die in einem ersten Endabschnitt 36 mit
einem temperaturempfindlichen elektrischen Widerstandselement 38 in
Folienform versehen ist, das geeigneter Weise Platin umfasst. Das
Widerstandselement 38 ist geeigneter Weise auf dem Substrat 32 durch
Dickschichtdrucktechnik aufgetragen, wobei auch andere Abscheidungstechniken
angewandt werden können.
Ein geeigneter elektrischer Widerstandswert für das temperaturempfindliche
elektrische Widerstandselement 38 beträgt von etwa 50 bis etwa 1000
Ohm bei 0°C,
vorzugsweise von etwa 100 bis etwa 500 Ohm.The in the 4A - 4D illustrated temperature sensor arrangement 30 includes a substantially planar thin elongated electrically insulating substrate 32 with a bottom 34 that in a first end section 36 with a temperature-sensitive electrical resistance element 38 in film form, suitably comprising platinum. The resistance element 38 is suitably on the substrate 32 applied by thick-film printing technique, although other deposition techniques can be applied. A suitable electrical resistance for the temperature sensitive electrical resistance element 38 is from about 50 to about 1000 ohms at 0 ° C, preferably from about 100 to about 500 ohms.
Elektrische
Anschlussleitungen 40, 42, die ebenfalls in Folienform
ausgebildet sind, sind auf der Unterseite 34 des Substrats 32 vorgesehen
und elektrisch mit dem temperaturempfindlichen elektrischen Widerstandselement 38 verbunden.
Die elektrischen Anschlussleitungen 40, 42 umfassen
geeigneter Weise dasselbe oder ein ähnliches Material wie das elektrische
Widerstandselement 38 und erstrecken sich bis zu Anschlussflecken 44, 46,
die in einem zweiten Endabschnitt 48 des Substrats 32 vorgesehen
sind. Die Anschlussflecken 44, 46 können im
Wesentlichen dasselbe oder ein ähnliches
Material wie die elektrischen Anschlussleitungen 40, 42 umfassen
oder ein anderes Material, wie beispielsweise Gold. Löcher 50, 52 sind
durch die Anschlussflecken 44, 46 und durch das
Substrat 32 vorgesehen.Electrical connection cables 40 . 42 , which are also formed in foil form, are on the bottom 34 of the substrate 32 provided and electrically connected to the temperature-sensitive electrical resistance element 38 connected. The electrical connection cables 40 . 42 suitably comprise the same or a similar material as the electrical resistance element 38 and extend to connection pads 44 . 46 that in a second end section 48 of the substrate 32 are provided. The connection pads 44 . 46 can be essentially the same or a similar material as the electrical connector cables 40 . 42 include or another material, such as gold. holes 50 . 52 are through the connection pads 44 . 46 and through the substrate 32 intended.
Eine
langgestreckte Halterung 54 in Form eines Stabes ist angepasst,
um sich wenigstens teilweise über
den Heizer 12 von einem Randbereich des Heizers durch eine Öffnung oder
einen Ausschnitt in der Umfangswandung 18 und einem Rand
einer schalenförmigen
Halterung 14 zu erstrecken, wobei ein erstes Ende 56 der
Halterung 54 außerhalb
des Heizers in dem Randbereich des Heizers befestigt ist und ein
zweites Ende 58 innerhalb des Heizers angeordnet ist. Die
Halterung 54 kann geeignetere Weise ein keramisches Material umfassen,
wie Steatit, Cordierit oder Aluminiumoxid, und ist mit einem langgestreckten
Ausschnitt 60 versehen, in den das Substrat 32 aufgenommen
wird. Das temperaturempfindliche elektrische Widerstandselement 38 ist
an oder nahe dem zweiten Ende 58 der Halterung 54 innerhalb
des Heizers 12 angeordnet und die Anschlussflecken 44, 46 sind
außerhalb
des Heizers an dem ersten Ende 56 der Halterung 54 angeordnet,
wo sie einer relativ geringen Temperatur ausgesetzt sind.An elongated holder 54 in the form of a rod is adapted to at least partially over the heater 12 from an edge region of the heater through an opening or cutout in the peripheral wall 18 and an edge of a cup-shaped holder 14 to extend, with a first end 56 the holder 54 is mounted outside the heater in the edge region of the heater and a second end 58 is arranged inside the heater. The holder 54 More suitably, it may comprise a ceramic material, such as steatite, cordierite or alumina, and has an elongate cutout 60 provided in which the substrate 32 is recorded. The temperature-sensitive electrical resistance element 38 is at or near the second end 58 the holder 54 inside the heater 12 arranged and the connection pads 44 . 46 are outside the heater at the first end 56 the holder 54 arranged where they are exposed to a relatively low temperature.
Die
Halterung 54 ist so geformt, dass sie taillenförmige Abschnitt 61 bildet
an den Stellen, an denen die Halterung 54 die Öffnung oder
den Ausschnitt in der Umfangswandung 18 des Heizers 12 durchtritt.The holder 54 is shaped to give you waisted section 61 forms in the places where the bracket 54 the opening or cutout in the peripheral wall 18 the heater 12 passes.
Eine
thermische Isoliereinrichtung 62 ist in dem Ausschnitt 60 der
Halterung 54 vorgesehen und zwischen der Halterung 54 und
der Unterseite 34 und Seitenkanten 66, 68 des
Substrats 32 vorgesehen. Die thermische Isoliereinrichtung 62 umfasst
vorzugsweise eine dünne
Lage eines mikroporösen
thermisch isolierenden Materials, geeigneter Weise mit einer Dicke
von 1 bis 4 mm und vorzugsweise von 2 bis 3 mm. Alternativ oder
zusätzlich
kann die thermische Isoliereinrichtung 62 ein granulares
thermisch isolierendes Material umfassen, wie Vermiculit oder Calciumsilikat.A thermal insulation device 62 is in the clipping 60 the holder 54 provided and between the bracket 54 and the bottom 34 and side edges 66 . 68 of the substrate 32 intended. The thermal insulation device 62 preferably comprises a thin layer of a microporous thermally insulating material, suitably having a thickness of 1 to 4 mm and preferably of 2 to 3 mm. Alternatively or additionally, the thermal insulation device 62 a granular thermal insulating material such as vermiculite or calcium silicate.
Das
Substrat 32 und die thermische Isoliereinrichtung 62 können in
den Ausschnitt 60 in der Halterung 54 formgepresst
sein, so dass eine Oberseite 64 des Substrats 32 sich
im Wesentlichen auf gleicher Ebene befindet wie diejenige der Halterung 54.The substrate 32 and the thermal insulation device 62 can in the cutout 60 in the holder 54 be pressed, leaving a top 64 of the substrate 32 is substantially at the same level as that of the holder 54 ,
Eine
elektrisch isolierende oder passivierende Lage 70 kann
optional auf der Unterseite 34 des Substrats 32 vorgesehen
sein und wenigstens das temperaturempfindliche elektrische Widerstandselement 38 überdecken.An electrically insulating or passivating layer 70 can be optional on the bottom 34 of the substrate 32 be provided and at least the temperature-sensitive electrical resistance element 38 cover.
Durch
die Halterung 54 sind an dessen erstem Ende 56 Löcher 72 und 74 vorgesehen.
Die Löcher 72 und 74 fluchten
mit den Löchern 50 und 52 in
dem Substrat 32 und sind angeordnet, um elektrisch verbindende Elemente 76 und 78 aufzunehmen,
die geeigneter Weise Schrauben, Stifte oder Nieten umfassen und
zur elektrischen Verbindung der Anschlussflecken 44, 46 mit
Anschlussfahnen oder Stiften 80 und 82 dienen
sowie das Substrat 32 an der Halterung 54 mechanisch
zu befestigen. Die Anschlussfahnen oder Stifte 80 und 82 sind
angepasst, um das temperaturempfindliche elektrische Widerstandselement 38 mit
der Regeleinrichtung 28 durch Leitungen 84, 86 (1)
zu verbinden. Falls die elektrisch verbindenden Elemente 76, 78 Schrauben
umfassen, enthalten diese geeigneter Weise Messing, das mit Silber
oder Nickel beschichtet ist. Falls die elektrischen Verbindungselemente 76, 78 Nieten
umfassen, umfassen solche Nieten geeigneter Weise goldbeschichtetes
Kupfer.Through the bracket 54 are at the first end 56 holes 72 and 74 intended. The holes 72 and 74 aligned with the holes 50 and 52 in the substrate 32 and are arranged to electrically connecting elements 76 and 78 suitably include screws, pins or rivets and for electrically connecting the pads 44 . 46 with connecting lugs or pins 80 and 82 serve as well as the substrate 32 on the bracket 54 mechanically fasten. The connection flags or pens 80 and 82 are adapted to the temperature-sensitive electrical resistance element 38 with the control device 28 through lines 84 . 86 ( 1 ) connect to. If the electrically connecting elements 76 . 78 These screws suitably include brass plated with silver or nickel. If the electrical connection elements 76 . 78 Rivets include, such rivets suitably include gold-plated copper.
Die
Anschlussfahnen oder Stifte 80, 82 sind angepasst,
um sich durch eine Unterseite 88 der Halterung 54 so
zu erstrecken, dass ausreichender Abstand zwischen den Anschlussfahnen
oder Stiften 80 und 82 und der Unterseite der
Kochplatte 4 gegeben ist.The connection flags or pens 80 . 82 are adapted to move through a bottom 88 the holder 54 so as to extend that sufficient distance between the lugs or pins 80 and 82 and the underside of the hotplate 4 given is.
Ein
metallischer Befestigungswinkel 96 ist für die Temperatursensoranordnung 30 vorgesehen.
Der Befestigungswinkel 96 umfasst geeigneter Weise rostfreien
Stahl und hat einen ersten Abschnitt 98, der mit Schnappeinrichtungen 100 versehen
ist, die in Halteabschnitte 102 des ersten Endes 56 der
Halterung 54 eingreifen. Diese Halteabschnitte 102 sind
geeigneter Weise als Ausschnitte oder Hohlkehlen in der Halterung 54 ausgebildet.
Der Haltewinkel 96 hat einen zweiten Abschnitt 104,
der angepasst ist, um an dem Rand der schalenförmigen Halterung 14 des
Heizers 12 durch ein Gewindebefestigungselement 106 befestigt
zu werden, das sich durch ein Loch 108 im zweiten Abschnitt 104 des
Haltewinkels 96 erstreckt. Der Haltewinkel 96 ist
geeigneter Weise freitragend aus einem einzigen gebogenen Blech
oder Metallstreifen gebildet, so dass das zweite Ende 58 der
Halterung 54 elastisch gegen die Unterseite 10 der
Kochplatte 4 gedrückt
wird. Auf diese Art und Weise wird die Oberseite 64 des
Substrats 32 im Wesentlichen in Kontakt und gut thermisch
leitend mit der Unterseite 10 der Kochplatte 4 gehalten.A metallic mounting bracket 96 is for the temperature sensor arrangement 30 intended. The mounting bracket 96 suitably comprises stainless steel and has a first section 98 that with snap devices 100 is provided in holding sections 102 the first end 56 the holder 54 intervention. These holding sections 102 are more suitable as cutouts or fillets in the holder 54 educated. The bracket 96 has a second section 104 which is adapted to be at the edge of the cup-shaped holder 14 the heater 12 by a threaded fastener 106 to be fastened, extending through a hole 108 in the second section 104 of the bracket 96 extends. The bracket 96 is suitably cantilevered from a single curved sheet metal or metal strip formed so that the second end 58 the holder 54 elastic against the underside 10 the hotplate 4 is pressed. In this way, the top becomes 64 of the substrate 32 essentially in contact and good thermally conductive with the underside 10 the hotplate 4 held.
Der
Haltewinkel 96 kann ausgebildet sein, um alternative federelastische
Einrichtungen zu umfassen.The bracket 96 may be configured to include alternative resilient means.
Das
Substrat 32 ist passend angeordnet, um als elektrisch isolierendes
Element zu dienen und die gleiche Funktion wie das elektrische Isolierelement 92 aus
den 3A–3D wie
dort beschrieben zu erfüllen.
Das Substrat 32 dient daher zur Bereitstellung einer elektrischen
Isolierung zwischen der Kochplatte 4 und dem temperaturempfindlichen
elektrischen Widerstandselement 38 und seinen Anschlussleitungen 40 und 42, wobei
zugleich ein geeigneter Wärmedurchgang
durch dieses von der Kochplatte 4 zu dem temperaturempfindlichen
elektrischen Widerstandselement 38 bereitgestellt wird.
Gleiche Materialien und Überlegungen
sind auf das Substrat 32 in den 4A bis 4D anwendbar,
wie sie für
den Isolator 92 in den 3A–3D beschrieben
sind. Da jedoch das temperaturempfindliche elektrische Widerstandselement 38 und
seine Anschlussleitungen 40 und 42 in Folienform
auf dem Substrat 32 in den 4A–4D aufgebracht
sind, muss das Substratmaterial natürlich angeordnet sein, um mit
diesen Folienmaterialien kompatibel zu sein. Aluminiumoxid (Tonerde)
ist eine vorteilhafte Wahl für
das Substrat 32, da es mit den meisten Dickschichtmesselementmaterialien
kompatibel ist. Quarz und Steatit sind ebenfalls besonders geeignete
Materialien für
das Substrat 32. Wie für
den Isolator 92 in den 3A–3D muss
das Substrat 32 der 4A–4D ebenfalls dimensioniert
werden in Bezug auf seine Dicke und bezogen auf das Messelement 38 und
seine Anschlussleitungen 40 und 42, so dass unter
elektrischen Fehlerbedingungen ein elektrischer Leckstrom oder Kriechstrom
zwischen dem Messelement 38 und seinen Anschlussleitungen 40 und 42 lateral
zu einer Seitenkante des Substrats 32 und aufwärts zu der
Kochplatte 4 nicht auftreten kann. Wie in 4D gezeigt,
kann dieses Problem vermieden oder minimiert werden gemäss der vorliegenden
Erfindung durch Anordnung eines Abstandswerts von wenigstens 3,5
mm zwischen der Oberseite 64 des Substrats 32 und
dem temperaturempfindlichen elektrischen Widerstandselement 38 und
seinen Anschlussleitungen 40 und 42. Solch ein
Abstandswert ist definiert als die Summe der Dicke t des Substrats 32 und
dem geringsten lateralen Abstand d zwischen einer Seitenkante des
Substrats 32 und dem temperaturempfindlichen elektrischen
Widerstandselement 38 und seinen Anschlussleitungen 40 und 42.
Demgemäss
muss die Summe der Dicke t und des Abstandes d wenigstens 3,5 mm
betragen. Um die Notwendigkeit eines äußerst dicken Substrats 32 zu
vermeiden, sollte der Abstand d vorteilhafterweise erhöht werden
durch Bereitstellung eines Substrats von ausreichender Breite, so
dass ein adäquat
breiter Rand des Substratmaterials um das Messelement 38 und
seine Anschlussleitungen 40 und 42 vorgesehen
ist. Beispielsweise kann bei einem Substrat mit einer Dicke t von
0,75 mm der Abstand d, der durch den Rand an Substratmaterial gebildet
wird, der das Messelement 38 und seine Anschlussleitungen 40 und 42 umgibt,
ausgebildet werden, um 2,75 mm zu betragen.The substrate 32 is suitably arranged to serve as an electrically insulating member and the same function as the electrical insulating member 92 from the 3A - 3D as described there. The substrate 32 therefore serves to provide electrical insulation between the cooking plate 4 and the temperature-sensitive electrical resistance element 38 and its connection lines 40 and 42 , wherein at the same time a suitable heat transfer through this of the cooking plate 4 to the temperature-sensitive electrical resistance element 38 provided. Same materials and considerations are on the substrate 32 in the 4A to 4D applicable, as for the insulator 92 in the 3A - 3D are described. However, since the temperature-sensitive electrical resistance element 38 and its connecting cables 40 and 42 in foil form on the substrate 32 in the 4A - 4D Of course, the substrate material must be naturally arranged to be compatible with these film materials. Alumina is an advantageous choice for the substrate 32 because it is compatible with most thick film sensing element materials. Quartz and steatite are also particularly suitable materials for the substrate 32 , As for the insulator 92 in the 3A - 3D must be the substrate 32 of the 4A - 4D also be dimensioned in terms of its thickness and relative to the measuring element 38 and its connecting cables 40 and 42 , so that under electrical fault conditions an electrical leakage current or leakage current between the measuring element 38 and its connection lines 40 and 42 lateral to a side edge of the substrate 32 and up to the cooking plate 4 can not occur. As in 4D This problem can be avoided or minimized according to the present invention by providing a clearance value of at least 3.5 mm between the top 64 of the substrate 32 and the temperature-sensitive electrical resistance element 38 and its connection lines 40 and 42 , Such a distance value is defined as the sum of the thickness t of the substrate 32 and the smallest lateral distance d between a side edge of the substrate 32 and the temperature-sensitive electrical resistance element 38 and its connection lines 40 and 42 , Accordingly, the sum of the thickness t and the distance d must be at least 3.5 mm. To the need for an extremely thick substrate 32 to avoid, the distance d should be advantageously increased by providing a substrate of sufficient width, so that an adequately wide edge of the substrate material around the measuring element 38 and its connecting cables 40 and 42 is provided. For example, for a substrate having a thickness t of 0.75 mm, the distance d formed by the edge of substrate material may be the sensing element 38 and its connecting cables 40 and 42 surrounds, formed to be 2.75 mm.
Die äußere Unterseite 88 der
Halterung 54 kann mit einer Lage 110 eines thermische
Strahlung reflektierenden Materials versehen sein, um einfallende
thermische Strahlung von dem oder den Heizelementen 20 zu
reflektieren.The outer bottom 88 the holder 54 can with a location 110 a thermal radiation-reflecting material may be provided to detect incidental thermal radiation from the heating element (s) 20 to reflect.
Die
Temperatursensoranordnung 39 aus den 4A–4D funktioniert
im Wesentlichen in der gleichen Weise wie diejenige aus den 3A–3D und
wie unter Bezug auf diese Figuren beschrieben.The temperature sensor arrangement 39 from the 4A - 4D works essentially the same way as the one from the 3A - 3D and as described with reference to these figures.
Wie
in den Zeichnungen dargestellt, kann der Stützwinkel 96 der Temperatursensoranordnung 39 angepasst
werden, um eine zusätzliche
temperaturempfindliche Einrichtung 114 aufzunehmen, die
einen stab- oder balkenförmigen
Fühlerabschnitt 116 aufweist,
der angepasst ist, um an dem Befestigungswinkel 96 durch Clipseinrichtungen 118 befestigt
zu werden, die auf dem Befestigungswinkel angeordnet und angepasst
sind, um sich zwischen die Halterung 54 und wenigstens
teilweise über
den Heizer 12 von einem Randbereich des Heizers aus zu
erstrecken. Die zusätzliche
temperaturempfindliche Einrichtung 114 ist geeigneter Weise
angepasst, um die Temperatur in einem Hohlraum 120 des
Heizers zu überwachen,
der gebildet ist zwischen dem oder den Heizelementen 20 und
der Unterseite 10 der Kochplatte 4. In der Ausführungsform
gemäß den 3A–3D ist
eine solche zusätzliche
temperaturempfindliche Einrichtung 114 angeordnet, um elektrisch mit
einer Steuereinrichtung 28 über Anschlussleitungen 122, 124,
Anschlussfahnen oder Stifte 126 und 128 und weitere
Zuleitungen 130 und 132 (1) angeschlossen
zu sein und mit dieser zusammenzuwirken, um das oder die Heizelemente 20 bei
einer vorbestimmten (variablen) Temperatur abzuschalten und/oder
zur Regelung der Temperatur in dem Hohlraum 120 auf einen
gewählten
Betriebspunkt innerhalb vorbestimmter Grenzen.As shown in the drawings, the support angle 96 the temperature sensor arrangement 39 be adapted to an additional temperature-sensitive device 114 take a rod or bar-shaped sensor section 116 which is adapted to at the mounting bracket 96 by clip means 118 to be fixed, which are arranged on the mounting bracket and adapted to fit between the bracket 54 and at least partially over the heater 12 extending from an edge region of the heater. The additional temperature sensitive device 114 is suitably adapted to the temperature in a cavity 120 of the heater formed between the heater (s) 20 and the bottom 10 the hotplate 4 , In the embodiment according to the 3A - 3D is such an additional temperature sensitive device 114 arranged to be electrically connected to a control device 28 via connecting cables 122 . 124 , Connecting lugs or pins 126 and 128 and further supply lines 130 and 132 ( 1 ) and to interact with this to the heating element (s) 20 to shut off at a predetermined (variable) temperature and / or to control the temperature in the cavity 120 to a selected operating point within predetermined limits.
In
der Ausführungsform
gemäß den 4A–4D ist
eine gemeinsame Anschlussfahne oder Stift 82 vorgesehen
für das
temperaturempfindliche elektrische Widerstandselement 38 und
die zusätzliche
temperaturempfindliche Einrichtung 114. Die zusätzliche
temperaturempfindliche Einrichtung 114 ist angepasst, um elektrisch
mit der Regeleinrichtung 28 über Anschlussleitungen 122, 124,
Anschlussfahnen oder Stifte 82 und 128 und weitere
Zuleitungen 130 und 132 (1) angeschlossen
zu sein. In diesem Fall jedoch kann durch die Verwendung einer gemeinsamen
Anschlussfahne oder Stift 82 in die weitere Verbindungsleitung 132 entfallen
und die Verbindungsleitung 86 als gemeinsame Verbindungsleitung
für das
temperaturempfindliche elektrische Widerstandselement 38 und
die zusätzliche
temperaturempfindliche Einrichtung 114 verwendet werden.In the embodiment according to the 4A - 4D is a common connection flag or pin 82 provided for the temperature-sensitive electrical resistance element 38 and the additional temperature sensitive device 114 , The additional temperature sensitive device 114 is adapted to be electrically connected to the control device 28 via connecting cables 122 . 124 , Connecting lugs or pins 82 and 128 and further supply lines 130 and 132 ( 1 ) to be connected. In this case, however, can by using a common terminal lug or pin 82 in the further connection line 132 omitted and the connecting line 86 as a common connecting line for the temperature-sensitive electrical resistance element 38 and the additional temperature sensitive device 114 used who the.
Die
Anschlussfahnen oder Stifte 126, 128 können ähnlich den
Anschlussfahnen oder Stiften 80 oder 82 ausgebildet
und an der Halterung 54 durch Schrauben, Stifte oder Nieten 134, 136 ähnlich den
Schrauben, Stiften oder Nieten 76 und 78, befestigt
sein und sich durch die Löcher 138 und 140 in
der Halterung 54 erstrecken.The connection flags or pens 126 . 128 can be similar to the terminal lugs or pins 80 or 82 trained and attached to the bracket 54 by screws, pins or rivets 134 . 136 similar to the screws, pins or rivets 76 and 78 , be attached and through the holes 138 and 140 in the holder 54 extend.
Die
temperaturempfindliche Einrichtung 114 kann eine elektromechanische
Einrichtung bekannter Art sein oder ein elektronischer Fühler, der
ein temperaturempfindliches elektrisches Widerstandselement umfasst.The temperature-sensitive device 114 may be an electromechanical device of known type or an electronic probe comprising a temperature-sensitive electrical resistance element.
Wie
in 4C gezeigt, können
Federkontakte 142 zur Sicherstellung einer guten elektrischen
Verbindung zwischen Anschlussflecken 44 der Anschlussleitungen 40 und 42 für das temperaturempfindliche
elektrische Widerstandselement 38 und den elektrischen
Anschlusselementen 76, 78 und den Anschlussfahnen oder
Stiften 80, 82 vorgesehen sein.As in 4C shown, can spring contacts 142 to ensure a good electrical connection between pads 44 the connecting cables 40 and 42 for the temperature-sensitive electrical resistance element 38 and the electrical connection elements 76 . 78 and the terminal lugs or pins 80 . 82 be provided.
