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Technisches Gebiet
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Die
vorliegende Erfindung betrifft einen Heizstrahler, der an ein Kochfeld,
im Wesentlichen aus Glaskeramik, angepasst ist.
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Stand der Technik
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Es
sind Heizstrahler bekannt, die an Kochfelder, vorzugsweise aus Glaskeramik,
angepasst sind, die mindestens zwei verschiedene Heizzonen enthalten,
eine Hauptzone und mindestens eine weitere Hilfszone, die zum Gebrauch
mit verschiedenen Größen und geometrischen Formen
von Kochgefäßen geeignet sind, wobei jede Heizzone
einem Heizelement zugeordnet ist und unabhängig mit Energie
versorgt wird.
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Allgemein
sind die Heizzonen untereinander durch eine isolierende Trennwand
getrennt angeordnet. Andererseits können die Heizzonen
konzentrisch zueinander angeordnet sein, wodurch ein im Wesentlichen
kreisförmiger Heizstrahler gebildet wird, der an kreisförmige
Kochgefäße verschiedener Größe
angepasst ist, oder sie können hingegen aneinandergesetzt
angeordnet sein, wodurch ein im Wesentlichen ovaler Heizstrahler
gebildet wird, der hauptsächlich an ovale Kochgefäße
angepasst ist.
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In
den Dokumenten
US
2001/0025845 A1 ,
US
4,327,280 und
ES
1054233 U umfasst der offenbarte Heizstrahler eine Temperaturbegrenzungseinrichtung
oder einen Thermostaten, der einen bekannten Sensor mit Ausdehnungsstab
enthält, der sich in der Haupt-Heizzone befindet und sich
diametral über das entsprechende Heizelement erstreckt,
sodass die Energiezufuhr zu beiden Heizelementen unterbrochen wird,
wenn der Sensor mit Ausdehnungsstab eine Schwellwerttemperatur erkennt.
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Bei
diesem Typ von Heizstrahlern kann sich der Fall ergeben, dass, wenn
auf die an die Haupt-Heizzone angesetzte Hilfs-Heizzone ein Kochgefäß gestellt
wird, die Hilfs-Heizzone und folglich die Glaskeramikplatte übermäßig
erwärmt wird, ohne dass dies der in der Hauptzone befindliche Thermostat
erkennt und die Energiezufuhr zu beiden Heizelementen unterbricht,
obwohl in einer der Heizzonen die Schwellwerttemperatur zum Abschalten des
Thermostaten überschritten wurde.
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Eine
der Lösungen für dieses Problem ist es, den Sensor
mit Ausdehnungsstab des Thermostaten alle Heizzonen durchqueren
zu lassen, damit er die jeweiligen Temperaturen jeder Heizzone erfasst; wenn
somit in einer beliebigen der Heizzonen eine vorgegebene Schwellwerttemperatur überschritten wird,
erfasst sie der Sensor mit Ausdehnungsstab und unterbricht die Energiezufuhr
zu allen Heizelementen. In der Praxis ist die Temperatur, bei welcher der
Thermostat die Energiezufuhr unterbricht, niedriger als die Schwellwerttemperatur,
da, wenn ein größerer Teil des Sensors mit Ausdehnungsstab
den Heizelementen ausgesetzt ist, die Länge des Sensors
mit Ausdehnungsstab größer ist und daher die Abschalttemperatur
niedriger ist.
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Eine
weitere der Lösungen für das Problem ist es, eine
Hilfs-Temperaturbegrenzungseinrichtung einzubeziehen, die einen
Sensor mit Ausdehnungsstab enthält, wobei sich der Sensor
mit Ausdehnungsstab diametral über das der Hilfszone entsprechende
Heizelement erstreckt. Die der Haupt-Heizzone zugeordnete Temperaturbegrenzungseinrichtung
und die der Hilfs-Heizzone zugeordnete Temperaturbegrenzungseinrichtung
arbeiten unabhängig, sodass, wenn in einer beliebigen der
Heizzonen die Abschalttemperatur der dieser Heizzone zugeordneten
Temperaturbegrenzungseinrichtung erreicht wird, die Energiezufuhr
zu dem dieser Heizzone zugeordneten Heizelement unterbrochen wird.
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Offenbarung der Erfindung
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Es
ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, gemäß den
Ansprüchen einen Heizstrahler zu schaffen, der an ein Kochfeld,
hauptsächlich aus Glaskeramik, angepasst ist.
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Der
Heizstrahler gemäß der Erfindung umfasst eine
isolierende Grundplatte, mindestens ein Haupt-Heizelement und ein
Hilfs-Heizelement, die beide auf der isolierenden Grundplatte angeordnet sind
und eine Haupt-Heizzone bzw. eine Hilfs-Heizzone definieren, sowie
eine Haupt-Temperaturbegrenzungseinrichtung, die ein Sensorelement
enthält, das auf dem Haupt-Heizelement angeordnet ist, wobei
die Haupt-Temperaturbegrenzungseinrichtung mit dem Haupt-Heizelement
und mit dem Hilfs-Heizelement verbunden ist.
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Andererseits
umfasst der Heizstrahler eine Hilfs-Temperaturbegrenzungseinrichtung,
die dem Hilfs-Heizelement zugeordnet und in Reihe mit der Haupt-Temperaturbegrenzungseinrichtung
geschaltet ist, wobei die Abschalttemperatur der Hilfs-Temperaturbegrenzungseinrichtung
beträchtlich höher ist als die Abschalttemperatur
der Haupt-Temperaturbegrenzungseinrichtung, die auf dem Haupt-Heizelement
angeordnet ist.
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Auf
diese Weise wird, falls in der Hilfs-Heizzone eine zu hohe Überhitzung
auftritt, die nicht durch die dem Haupt-Heizelement zugeordnete Haupt-Temperaturbegrenzungseinrichtung
erfasst wurde, diese Überhitzung durch die Hilfs-Temperaturbegrenzungseinrichtung
erfasst, die das Hilfs- Heizelement auf sichere Weise abschaltet.
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Da
andererseits die Hilfs-Temperaturbegrenzungseinrichtung in Reihe
mit der Haupt-Temperaturbegrenzungseinrichtung geschaltet ist, werden, wenn
die Haupt-Temperaturbegrenzungseinrichtung abschaltet, sowohl das
Haupt-Heizelement als auch das Hilfs-Heizelement gleichzeitig nicht
mehr versorgt, ohne dass Verzögerungen zwischen dem Abschalten
der beiden Heizelemente auftreten.
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Diese
und andere Eigenschaften und Vorteile der Erfindung werden beim
Anschauen der Figuren und der detaillierten Beschreibung der Erfindung
ersichtlich.
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Beschreibung der Zeichnungen
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1 ist
eine perspektivische Ansicht einer ersten Ausführungsform
des Heizstrahlers gemäß der Erfindung.
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2 ist
eine Schnittansicht des Heizstrahlers der 1.
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3 ist
eine perspektivische Ansicht einer zweiten Ausführungsform
des Heizstrahlers gemäß der Erfindung.
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Genaue Beschreibung der Erfindung
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In 1 wird
eine erste Ausführungsform eines Heizstrahlers 1 gemäß der
Erfindung gezeigt, der für ein in 2 gezeigtes
Glaskeramik-Kochfeld 15 angepasst ist und umfasst: eine
metallene Abdeckung 2 mit der Form eines Behälters
mit einer vertikalen Wand 2b einer vorgegebenen Höhe,
eine aus einem thermisch und elektrisch isolierenden Material hergestellte
isolierende Grundplatte 3, die in den Boden der Abdeckung 2 eingepasst
ist, ein Haupt-Heizelement 4a und ein Hilfs-Heizelement 5a,
die beide auf der isolierenden Grundplatte 3 befestigt
angeordnet sind, sowie eine mit dem Haupt-Heizelement 4a und
dem Hilfs-Heizelement 5a verbundene Temperaturbegrenzungseinrichtung 9.
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Sowohl
das Haupt-Heizelement 4a als auch das Hilfs-Heizelement 5a umfassen
Widerstände eines beliebigen bekannten Typs, wie etwa Draht
in Form einer Wendel, Band oder längliche Metallstreifen
usw.
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Die
isolierende Grundplatte 3 weist einen ersten Teil 3a auf,
der im Wesentlichen kreisförmig ist und auf dem das Haupt-Heizelement 4a befestigt
ist, das eine Haupt-Heizzone 4 definiert, sowie einen zweiten
Teil 3b, der im Wesentlichen halboval ist und auf dem das
Hilfs-Heizelement 5a befestigt ist, das eine Hilfs-Heizzone 5 definiert.
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Andererseits
umfasst der Heizstrahler 1 eine isolierende Umfangswand 7,
die auf der isolierenden Grundplatte 3 ruht und sich am
Umfang der Grundplatte 3 erstreckt, sowie eine isolierende
Trennwand 8, welche die Haupt-Heizzone 4 von der
Hilfs-Heizzone 5 abtrennt. Die isolierende Wand 7 weist
eine größere Höhe auf als die vertikale
Wand 2b der metallenen Abdeckung 2 und berührt
die Innenfläche des Kochfelds 15, während
die Höhe der Trennwand 8 geringer ist als die
Höhe der isolierenden Wand 7. Die Umfangswand 7 und
die Trennwand 8 können aus einem einzigen Teil
bestehen. Bei anderen, nicht dargestellten Ausführungsbeispielen
können die isolierende Wand 7, die Trennwand 8 und
die isolierende Grundplatte 3 aus einem einzigen Teil bestehen.
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Andererseits
umfasst die aus dem Stand der Technik bekannte Temperaturbegrenzungseinrichtung 9 ein
Sensorelement 9b des Typs Pt-Drahtrohrsonde oder Ausdehnungsstab
oder -rohr, das die isolierende Wand 7 durchdringt und
sich diametral über die erste Kochzone 4 oberhalb
des Haupt-Heizelements 4a erstreckt.
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Die
Temperaturbegrenzungseinrichtung 9 umfasst außerdem
eine isolierende Halterung 9a, die außen an der
vertikalen Wand 2b der Abdeckung 2 mit bekannten
Befestigungsmitteln befestigt ist, sowie einen nicht dargestellten
Sicherheitsschalter, der im Inneren der Halterung 9a untergebracht
und mit dem Sensorelement 9b verbunden ist. Das Sensorelement 9b befindet
sich im Wesentlichen zwischen dem Haupt-Heizelement 4a und
dem Kochfeld 15 und kann mit dem Glaskeramik-Kochfeld 15 in
Kontakt sein. Die Temperaturbegrenzungseinrichtung 9 hat
die Aufgabe, die durch den Heizstrahler 1 erreichte Temperatur
einzuschränken, um Schäden am Kochfeld 15 zu
vermeiden und außerdem die Lebensdauer des Heizstrahlers 1 zu
verlängern, indem er während seines Betriebs eine
zuvor festgelegte Schwellwerttemperatur nicht überschreitet.
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Außerdem
umfasst der Heizstrahler 1 eine Hilfs-Temperaturbegrenzungseinrichtung 10,
die dem Hilfs-Heizelement 5a zugeordnet ist. Die Hilfs-Temperaturbegrenzungseinrichtung 10 umfasst einen
Bimetall-Schalter 10b, der die isolierende Wand 7 durchdringt
und sich teilweise über die Hilfs-Kochzone 5 oberhalb
des Hilfs-Heizelements 5a erstreckt. Die Hilfs-Temperaturbegrenzungseinrichtung 10 umfasst
außerdem eine isolierende Halterung 10a, die mit
bekannten Befestigungsmitteln außen an der vertikalen Wand 2b der
Abdeckung 2 befestigt ist.
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Die
Hilfs-Temperaturbegrenzungseinrichtung 10 hat die Aufgabe,
das Abschalten des Haupt-Heizelements 4a und des Hilfs-Heizelements 5a in
dem Falle sicherzustellen, dass eine beträchtlich höhere
Temperatur im Heizstrahler 1 erreicht wird, die nicht durch
die Temperaturbegrenzungseinrichtung 9 erkannt wurde, um
Schäden am Kochfeld 15 zu vermeiden.
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Andererseits
umfasst der Heizstrahler 1 Ein-/Ausschaltmittel 12, 13,
die das Haupt-Heizelement 4a und das Hilfs-Heizelement 5a unabhängig ein-/ausschalten.
Die Ein-/Ausschaltmittel 12, 13 umfassen einen
Hauptanschluss 12 und einen sekundären Anschluss 13,
wobei das Haupt-Heizelement 4a und die Temperaturbegrenzungseinrichtung 9 mit dem
Hauptanschluss 12 sowie das sekundäre Heizelement 5a und
die Temperaturbegrenzungseinrichtung 10 mit dem sekundären
Anschluss 13 verbunden sind. Außerdem ist die
Hilfs-Temperaturbegrenzungseinrichtung 10 in Reihe mit
der Haupt-Temperaturbegrenzungseinrichtung 9 geschaltet,
wobei die Temperatur, bei der die Hilfs-Temperaturbegrenzungseinrichtung 10 schaltet,
beträchtlich höher ist als die Abschalttemperatur
der Haupt-Temperaturbegrenzungseinrichtung 9, d. h. ungefähr
5% bis ungefähr 10% höher als die Abschalttemperatur
der Haupt-Temperaturbegrenzungseinrichtung 9.
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In
einer in 3 gezeigten zweiten Ausführungsform
umfasst der Heizstrahler 1 ein zweites Hilfs-Heizelement 6a,
das auf der isolierenden Grundplatte 3 im Wesentlichen
konzentrisch zum Haupt-Heizelement 4a angeordnet ist und
eine zweite Hilfs-Heizzone 6 definiert. Die Haupt-Heizzone 4 und
die zweite Hilfs-Heizzone 6 sind durch eine konzentrische
Ringwand 14 getrennt und isoliert, und die Haupt-Temperaturbegrenzungseinrichtung 9 überquert
teilweise das zweite Hilfs-Heizelement 6a.
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In
dieser zweiten Ausführungsform umfasst der Hauptanschluss 12 einen
Ausgang für jedes Ende des Haupt-Heizelements 4a und
des zweiten Hilfs-Heizelements 6a, wobei die Haupt-Temperaturbegrenzungseinrichtung 9 an
dem Ausgang angeschlossen ist, der zu einem der beiden Enden des Haupt-Heizelements 4a und
des zweiten Hilfs-Heizelements 6a gehört.
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Allgemein
gesagt, wenn das Haupt-Heizelement 4a, das Hilfs-Heizelement 5a und/oder
das zweite Hilfs-Heizelement 6a mit Strom versorgt werden,
um ein Kochgefäß mit im Wesentlichen ovaler Form
zu erwärmen, und die Haupt-Temperaturbegrenzungseinrichtung 9 eine
Temperatur erkennt, die gleich oder höher als ihre Abschalt-Schwellwerttemperatur
ist, unterbricht sie die Energieversorgung sowohl zum Haupt-Heizelement 4a als
auch zum Hilfs-Heizelement 5a und/oder zum zweiten Hilfs-Heizelement 6a.
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Im
Falle, dass ein Kochgefäß zum Beispiel nur auf
der Hilfs-Heizzone 5 steht und in der Hilfs-Heizzone 5 eine
zu hohe Erwärmung auftritt, sodass die Abschalttemperatur
der Hilfs-Heizeinrichtung 10 erreicht wird, während
diese Temperaturerhöhung durch die Haupt-Temperaturbegrenzungseinrichtung 9 nicht
erkannt wird, unterbricht die Hilfseinrichtung 10 die Energieversorgung
zum Hilfs-Heizelement 5a.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - US 2001/0025845
A1 [0004]
- - US 4327280 [0004]
- - ES 1054233 U [0004]