DE2355345B2 - Heizvorrichtung, insbesondere Herdoder Wärmeplatte - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Heizvorrichtung, insbesondere Herd- oder Wärmeplatte, mit mindestens einer abgegrenzten erwärmbaren Zone, die von einer Abdeckplatte aus Blechmaterial umgeben ist.

Gegossene elektrische Herdplatten dieser Art (FR-PS 20 78 661) bestehen normalerweise aus Gußeisen. Dieses Material hat jedoch eine Reihe von Nachteilen. So rostet und korrodiert Gußeisen, hat es verglichen mit Stahl eine geringe Festigkeit; schließlich ist die elektrische Leitfähigkeit des Materials gering. Diese Eigenschaften führen zu einer ungleichmäßigen Belastung bei Überhitzung und zu einer geringen Lebensdauer der Heizelemente. Lokale Überhitzungen können auch zu einem Brechen oder zu einem Wellen der planen Platten führen. In einem gewissen Umfang lassen sich diese Nachteile beheben durch eine Ausnehmung in der Mitte der Heizplatte; auf diese Weise wird aber die Größe des Wärmekontaktbereiches reduziert. Diese bekannte gegossene elektrische Herdplatte ist von einer Metallplatte umgeben, welche verhindern soll, daß eine starke Erwärmung an den umgebenden Befestigungsrahmen übertragen wird. Zwischen Herdplatte und Metallplatte ist eine Abdichtung vorgesehen, die das Eindringen von Wasser verhindert.

Es ist auch bereits bekannt, eine elektrische Herdplatte aus einer speziellen Legierung aus rostfreiem Stahl herzustellen.

Es ist ferner auch schon bekannt, eine Herddeckplatte aus keramischem Glas zu bilden. Diese Konstruktionen unterliegen aber scharfen Beschränkungen. Das keramische Glas ist ein sprödes Material, welches plötzlich bricht, wenn es überladen wird, und zwar ohne irgendeine plastische Deformation. Auch die Oberflächentemperaturen der Heizzonen sind vergleichsweise eng begrenzt, ebenso die Festigkeit. Aus der US-PS 26 40 906 ist dazu eine elektrische Heizvorrichtung bekannt, die sandwichartig leitfähige und nichtleitfähige Schichten aufweist. Die Herddeckplatte ist dabei durchgehend von gleicher Dicke und der tragende Teil der Konstruktion ist Glas oder auch Metall. An der Unterseite der Deckplatte sind sandwichartig die nichtleitfähigen und leitfähigen Schichten angebracht. Ein Nachteil dieser Konstruktion ist, daß die Heizelemente nicht ausgewechselt werden können. Die leitfähigen und nichtleitfähigen Schichten sind durch den sandwichartigen Aufbau fest miteinander verbunden.

In der DE-PS 7 Il 883 ist eine elektrisch beheizbare Wärmeplatte beschrieben. Sie besteht aus einem oben offenen Gehäuse, das durch eine damit verbundene Platte zum Aufsetzen der warmzuhaltenden Speisen abgedeckt ist. An der Unterseite der Abdeckplatte ist ein Abstandshalteblech befestigt, das an seiner Unterseite die elektrische Heizplatte trägt. Die Warmhalteplatte ist vom Boden des Gehäuses bis in Höhe des Abstandshaltebleches, die elektrische Heizplatte einbettend, mit so viel schmelzbarer Wärmespeichermasse gefüllt, daß die Masse die Wärmeplatte in geschmolzenem Zustand ausfüllt. Dadurch, daß die Heizplatte im Abstand von der Abdeckplatte gehalten wird, wird eine zonenweise Erwärmung derselben vermieden. Es wird nur die Wärmespeichermasse erwärmt, von der die Wärme über die ganze Fläche der Abdeckplatte gleichmäßig übertragen wird. Das Problem des Verwerfens infolge unterschiedlicher örtlicher Erhitzung tritt bei dieser bekannten Wärmeplatte nicht auf.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Heizvorrichtung der eingangs genannten Art dahingehend zu verbessern, daß sie wasserdicht und leicht zu reinigen ist und ein ansprechendes Aussehen hat.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die mehrschichtige Platte sich durchgehend auch über die erwärmbare Zone erstreckt, zumindest die obere Schicht aus elastisch verformbarem Material von mäßiger Wärmeleitfähigkeit nach Art von Stahl besteht und die Platte an der Unterseile eine die crwürmbare Zone umgebende Ausnehmung der unteren Schicht(en) aufweist, die nur eine dünne Brücke der oberen Schicht beläßt, und daß das Heizelement in der erwärmbaren Zone unter der unteren Schicht angeordnet ist.

Nach einer besonderen Ausführungsform der Erfindung besteht die Platte aus zwei Schichten, nämlich einer relativ dünnen oberen Schicht aus rostfreiem Stahl und einer unteren dickeren Schicht aus Metall mit einer gegenüber Stahl größeren Wärmeleitfähigkeit nach Art von Kupfer oder Aluminium.

Gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfin-

dung besieht die Platte aus drei Schichten, nämlich aus zwei relativ dünnen Schichten aus rostfreiem Stahl, zwischen denen eine dickere Schicht aus Metall mit einer gegenüber Stahl größeren Wärmeleitfähigkeit nach Art von Kupfer oder Aluminium liegt.

Weitere vorteilhafte Ausbildungen sind in den übrigen Unteransprüchen gekennzeichnet. Aluminium hat einen Wärmeleitfähigkeitsfaktor von 190 kcal/m · h · "C und rostfreier Stahl von 15 kcal/m ■ h · ⁰C. Die Dicke der unterschiedlichen Schichten hängt ab von den benutzten Materialien. Wenn die Platte aus drei Schichten besteht und die Mittelschicht Aluminium ist, kann deren Dicke zwischen 0,5 und 10 mm liegnn. Die Oberflächenschichten können, wenn sie aus rostfreiem Stahl bestehen, eine Dicke von ungefähr 0,1 bis 2 mm aufweisen. Bei dem Metall-Sandwich der Deckplatte wird die untere Aluminium- oder Kupferschicht teilweise entfernt, und es bleibt nur die obere Deckschicht übrig.

Die erfindungsgemäße Heizvorrichtung ist wasserdicht, sauber und leicht zu reinigen, weil die obere Schicht ununterbrochen einstückig ist; sie kann aber auch in der Weise geformt sein, daß sich die Heizzonen in einer unterschiedlichen Ebene verglichen mit dem Rest der oberen Oberfläche befinden. An der Unterseite jedoch sind die erwärmbaren und kalten Zonen durch kreisförmige oder geradlinige Ausnehmungen getrennt. Die Ausnehmungen, die als Rinnen oder Graben anzusprechen sind, wirken für den Transport von Wärmeenergie wie eine Barriere. Die Ausnehmungen können eine Breite von 5 bis 100 mm haben, und zwai in Abhängigkeit von der Dicke der unterschiedlichen Schichten und der gewünschten Stabilität.

Der Wärmeverlust über die Brücke zwischen den kalten und heißen Zonen ist von geringem Ausmaß. Wenn die obere Schicht aus rostfreiem Stahl besteht, dann liegt die Dicke des Metalls über der Brücke etwa zwischen 0,2 und 0,5 mm.

Es hat sich nach einem Sstündigen Dauertest mit einer Brücke der Abmessungen 0,9 χ 80 mm gezeigt, daß sie auf der kalten Seite eine Temperatur von etwa 55" C und auf der heißen Seite von 200⁰C aufwies.

Der Wärmetransport durch das Metall ist unmittelbar proportional dem Durchmesser des Leiters; geht dieser von 0,9 mm auf 0,3 mm in der Dicke zurück, dann reduziert sich der Betrag der über die Brücke übertragenen Wärme um '/i gegen dem ursprünglichen.

Der Energieverlust kann nach folgender Formel berechnet werden:

Ii

/■■ I/

Eine Errechnung hat ergeben, daß bei einer Dicke des rostfreien Stahls von 0,9 mm und einer Brücke einer Abmessung von 80 χ 0,9 mm, sowie einer Differenztemperatiir von 150"C der Energieverlust bei 3,7 W liegt. Dies ist weniger als '/2% der Eingangsleistung.

Die beheizbaren Zonen sind mit einem elektrischen Heizelement oder einer anderen Wärmequelle verbunden.

Der Vorteil kann so zusammengefaßt werden: Die Vorrichtung ist wasserdicht, kann aus elastisch verformbarem Material, wie rostfreiem Stahl, hergestellt werden, womit die Heizvorrichtung korrosionsbeständig ist und einen dekorativen Effekt aufweist. Weiterhin besteht die Heizvorrichtung aus einem Stück und kann beispielsweise mit einer Spüle, einem Spülbrett, einem Arbeitstisch usw. kombiniert werden, wodurch sich Kosten einsparen lassen.

Weiterhin erlaubt die Heizvorrichtung eine bessere Formgestaltung eines Kochplatzes. Die heißen und kalte.i Zonen können leichter in Quadrate untergebracht werden, von denen einige beheizt und einige kalt sind. Die unterschiedlichen Zonen können eine unterschiedliche Oberflächenbehandlung, wie beispielsweise eine Plattierung mit Chrom, Chromsäurefärbcn, ein Emaillieren usw. erfahren, wodurch der rostfreie Stahl vor einem Verfärben durch Hitzeoxydation geschützt ist.

Der Vorteil, eine Mittelschicht aus einem Material guter Wärmeleitfähigkeit vorzusehen, besteht in der Wärmeverteilung. Die Wärme wird von den Heizelementen abgenommen. Eine Heizplatte dieser Konstruktion ist deshalb hinsichtlich ungleicher Belastung nicht kritisch. Es ist nicht notwendig, die Elemente zu schützen durch die Verwendung gleicher Durchmesser von Heizplatte und Topfen.

Die Erfindung ist nicht beschränkt auf die Verwendung für Herdplatten; sie läßt sich genauso einsetzen als Wärmeplatte, als Restauranttabletl mit beheizten Zonen, als elektrischer Ofen, als Fußwärmer u. dgl.

Die Erfindung wird anhand des in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispicles näher erläutert. Es zeigt

Fig. I einen Teil einer Herddeckplatte nach der Erfindung mit einer beheizten Zone,

F i g. 2 eine andere Ausbildung der Platte,

F i g. 3 eine weitere Ausgestaltungsform der Platte nach der Erfindung.

Eine in F i g. 1 dargestellte dreischichtige Herdplatte weist eine mittlere Schicht I aus Aluminium oder Kupfer und zwei äußere Schichten 2 und 3 aus rostfreiem Stahl oder einem ähnlichen Material auf. Von diesem Sandwich-Aufbau sind die zwei unteren Schichten 1 und 2 teilweise entfernt zur Ausbildung einer Ausnehmung 4. An dem Mittelbcreich 9 sind ein Heizelement 5 und ein Thermostat 6 vorgesehen. Eine Wärmestrahlung wird durch eine Isolation 7 und einen Wärmeschild 8 vermieden.

Die beheizte Zone 9 ist mit der unbeheiztcn kalten Zone 10 über eine Brücke i 1 verbunden. Ein Thermostat 12 am äußeren Rand der kalten Zone sorgl dafür, eine Überhitzung zu verhüten.

Bei der Ausführungsform nach F i g. 2. die eine zweischichtige Platte zeigt, besteht die Schicht 1 aus Aluminium oder Kupfer und die Schicht 3 aus rostfreiem Stahl oder einem in ähnlicher Weise biegsamen Material.

Die beheizbaren Zonen sollten von den kalten Zonen so abisoliert werden, daß eine Wärmeübertragung durch Strahlung vermieden wird.

Die Wärme wird bei einer dreischichtigen Platte durch die mittlere Schicht über die ganze Heizzone verteilt. Wenn ein Metall-Sandwich benutzt wird, halten sich die äußeren Schichten die Balance und zeigen eine gegeneinander wirkende bimetaüische Wirkung. Die bcheizbare Zone wird sich deshalb linear ausdehnen und eben bleiben. Die Längung wird aufgefangen von der Brücke, die wie ein Gelenk wirkt. Ohne diese Wirkung würde sich die ganze Herdplatte biegen. Die Vorrichtung arbeitet in der Weise, daß nur die Wärrnezoncn in bezug auf die Temperatur angehoben oder abgesenkt werden. Die Brücke zwischen den warmen und kalten Zonen ist vorzugsweise als eine geneigte Ebene ausgebildet.

Es ist wichtig, daß die Brücke aus elastisch verformbarem Material besteht und stark genug ist, um als Scharnier zu wirken.

Die Wärmemenge, welche über die Brücke übertritt und über die kalte Zone verteilt wird, wird durch die Luft abgeführt.

Falls es notwendig ist, können extra Ausnehmungen, wie beispielsweise ein Rahmen rund um den äußeren Rand der Platte vorgesehen werden.

Ebenso kann die Ausführung so gewählt wen die beheizbaren Zonen dreischichtig und der F zweischichtig ausgebildet sind mit Ausnahi Ausnehmungen, die nur eine Schicht aufwci; dieser Ausführungsform ist die Kühlwirkung kalten Zone besser.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Heizvorrichtung, insbesondere Herd- oder Wärmeplatte, mit mindestens einer abgegrenzten > erwärmbaren Zone, die von einer Abdeckplatte aus Blechmaterial umgeben ist, dadurch gekennzeichnet, daß die mehrschichtige Platte (1, 3, 9, 10, 2) sich durchgehend auch über die erwärmbare Zone (5) erstreckt, zumindest die obere Schicht (3) κι aus elastisch verformbarem Material von mäßiger Wärmeleitfähigkeit nach Art von Stahl besteht und die Platte an der Unterseite eine die erwärmbare Zone (5) umgebende Ausnehmung (4) der unteren Schicht(en) (1,2) aufweist, die nur eine dünne Brücke (U) der oberen Schicht beläßt, und daß das Heizelement (5) in der erwärmbaren Zone unter der unteren Schicht (1,2) angeordnet ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Platte aus zwei Schichten besteht, :u nämlich aus einer relativ dünnen oberen Schicht (3) aus rostfreiem Stahl und einer unteren dickeren Schicht (9) aus Metall mit einer gegenüber Stahl größeren Wärmeleitfähigkeit nach Art von Kupfer oder Aluminium. 2">

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Platte aus drei Schichten besteht, nämlich aus zwei relativ dünnen Schichten (2, 3) aus rostfreiem Stahl, zwischen denen eine dickere Schicht (1) aus Metall mit einer gegenüber Stahl m größeren Wärmeleitfähigkeit nach Art von Kupfer oder Aluminium liegt.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Dicke der Brücke (11) im Bereich der Ausnehmung (4) 0,1-2,0 mm π beträgt.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Wärmeleitfähigkeit der mäßig wärmeleitenden Schicht kleiner als 50 kcal/m χ h χ Grad Celsius ist. w

6. Vorrichtung nach'einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Brücke (11) im Bereich der Ausnehmung (4) von der erwärmbaren Zone abgeneigt ist.