DE2442717A1

DE2442717A1 - Elektrische heizplatte fuer elektroherde

Info

Publication number: DE2442717A1
Application number: DE2442717A
Authority: DE
Inventors: Karl Fischer
Original assignee: Individual
Current assignee: EGO Elektro Geratebau GmbH
Priority date: 1974-09-06
Filing date: 1974-09-06
Publication date: 1976-03-18
Also published as: DE2442717C2

Description

Elektrische Heizplatte für Elektroherde Die Erfindung betrifft eine elektrische Heizplatte für Elektroherde mit einem Überhitzungsschutz.
Elektrische Heizplatten werden in jüngerer Zeit für hohe Belastungen ausgelegt, zum Teil für mehr als 10 Watt pro Quadratzentimeter. Bei unsachgemäßem Gebrauch können daher die Leerlaufleistungen zu Temperaturen von mehr als 6000C führen. Auf der anderen Seite werden heute zunehmend mehr Einbauherde hergestellt, bei denen die einzelnen Kochplatten in eine auch andere Elemente enthaltende Kombination eingesetzt werden. Dabei steht oft nur ein sehr geringer Einbauraum zur Verfügung. Auch bestehen angrenzende Bauteile aus brennbaren Materialien, so z.B. Holz- oder Plastikmaterial. An und für sich werden für den Koch-und Bratvorgang bei einwandfreiem Geschirr keine hohen Temperaturen der Heizplatte benötigt. Da aber die normal verwendeten Töpfe und Bratpfannen in der Regel nicht ganz einwandfrei sind und nicht gleichmäßig auf der Heizplatte aufliegen, muß die Oberflächentemperatur der Heizplatte 0 bei der Arbeit 420 C erreichen können, damit der gewünschte Arbeitsvorgang auch tatsächlich durchgeführt werden kann.
Gleichzeitig sollten die Regler oder Steuerorgane der Heizplatte so eingerichtet sein, daß die Heizplatte unabhängig vom jeweiligen Temperaturniveau stets die volle Leistung abgeben kann. Deshalb ist ein Überhitzungsschutz durch Abregeln der Leistung im Bereich der oberen Arbeitstemperatur der Platte nicht die günstigste Lösung. Andererseits bringen die hohen Leerlaufleistungen, die je nach Art der Platte und je nach Art der Steuerung im Bereich von 600 bis 800 Watt liegen können, wie oben bereits erwähnt, erhebliche Gefahren für den Verbraucher und für die Einbauumgebung der Heizplatte, zumal die Leerlaufleistungen Dauerleistungen sein können, die zu hohen Temperaturen führen, weil die Abfuhr der erzeugten Wärme nicht in ausreichendem Maße stattfinden kann.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine elektrische Heizplatte zu schaffen, bei der im oberen Temperaturbereich noch mit voller Leistung gearbeitet werden kann, andererseits aber eine Schädigung in Folge einer Überhitzung durch längeren Leerlauf der Platte vermieden wird.
Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß ein in den elektrischen Stromkreis eingegliederter Kaltleiter, dessen Sprung temperatur erheblich unter der oberen Arbeitstemperatur der Heizplatte liegt, unterhalb der Platte an einer Stelle angeordnet ist, an der das Temperaturniveau beim Betrieb der Heizplatte wesentlich tiefer liegt als das der Platte, und Temperaturerhöhungen an dieser Stelle beim Betrieb der Heizplatte gegenüber Temperaturerhöhungen der Platte selbst zeitlich verzögert sind.
Durch die Temperaturniveau-Senkung und die Zeitverzögerung gegenüber Temperaturerhöhungen der Heizplatte lassen sich durch die Verwendung des Kaltleiters mit einer unter der Arbeitstemperatur der Heizplatte liegenden Sprungtemperatur erhebliche Vorteile erzielen. Arbeitet die Heizplatte bei einer unterhalb der oberen Arbeitstemperatur liegenden tatsächlichen Temperatur, dann bleibt auch die Temperatur, auf die sich der Kaltleiter während des Betriebs der Heizplatte erwärmt, stets unter der Sprungtemperatur. Wird beispielsweise ein Bratgeschirr verwendet, das nur an einzelnen Stellen an der Kochplatte aufliegt, dann erreicht die Temperatur der Platte in der Regel maximal eine-obere Arbeitstemperatur von ca. 4200C ohne wesentlich darüber anzusteigen, weil die Abstrahlung so stark ist, daß die von der Platte erzeugte Wärmeenergie ohne weitere Temperaturerhöhung abgestrahlt werden kann. Unterhalb der Heizplatte steigt die Temperatur zwar ebenfalls noch an, in Folge der Abstrahlung der erzeugten Wärme wird die Sprungtemperatur des Kaltleiters jedoch noch nicht überschritten. Befindet sich dagegen kein Kochgeschirr auf der Platte, dann reicht die Abstrahlung der Platte selbst nicht mehr aus, um die erzeugte Wärmemenge bei der oberen Arbeitstemperatur abzustrahlen. Die Folge davon ist ein weiterer Temperaturanstieg in der Platte und in deren Umgebung. Durch die zeitliche Verzögerung des Temperaturanstiegs im Bereich des Kaltleiters steigt die Temperatur des Kaltleiters noch nicht oder noch nicht wesentlich an. Dies hat zur Folge, daß die Heizplatte ohne weiteres für kurze Zeit eine überhöhte Temperatur zwischen ca.
450 und 550 0C annehmen kann, ohne daß der Kaltleiter seine Sprungtemperatur erreicht, z.B. dann, wenn ein Kochgeschirr für kurze Zeit abgenommen wird oder wenn eine Heizplatte angestellt wird, bevor ein Kochgeschirr auf die Platte aufgesetzt wird. Hält die übermäßige Temperatur in der Heizplatte jedoch für längere Zeit an, z.B.
dann, wenn vergessen wurde, die Heizplatte abzuschalten, dann staut sich auch die erzeugte Wärme unterhalb der Heizplatte an, da sie aus dem Raum unterhalb der Platte nicht im gewünschten Maße abgeführt werden kann. Dieser Wärmestau führt zu einem Temperaturanstieg des Kaltleiters über seine Sprungtemperatur hinaus, was zur Folge hat, daß sich sein Durchgangswiderstand plötzlich erheblich erhöht. Dabei kann die Sprungtemperatur des Kaltleiters je nach Einbau und Steuerungsart so gewählt werden, daß die Restleistung, die zur Heizplatte führt, die Umgebungstemperatur nicht mehr erhöht. Erst dann, wenn die Stromzufuhr zur Heizplatte abgeschaltet wird, sinkt die Temperatur in der Umgebung des Kaltleiters unter dessen Sprungtemperatur, so daß die Heizplatte bei Bedarf wieder mit voller Leistung betrieben werden kann.
Die Sprungtemperatur des Kaltleiters ist vorzugsweise so gewählt, daß sie innerhalb eines Bereichs liegt, in dem eine Gefährdung der an die Platte angrenzenden wärmeempfindlichen Teile noch nicht zu befürchten ist. Eine Sprungtempe-0 ratur zwischen ca. 150 und 200 C, vorzugsweise zwischen ca.
160 und 1800C, hat sich als vorteilhaft erwiesen. Im Einzelfall können die- Sprungtemperaturen auch etwa vorliegenden besonderen Umständen angepaßt werden, insbesondere auch unterhalb oder oberhalb des angegebenen Bereiches liegen.
Die Zeitverzögerung des Temperaturanstiegs des Kaltleiters wird durch eine räumlich getrennte Anordnung des Kaltleiters von der Heizplatte erreicht, bei der eine direkte Wärmeübertragung mittels guter Wärmeleiter vermieden ist bzw. eine untergeordnete Rolle spiel£. Dadurch wird auch gleichzeitig erreicht, daß sich der Heizleiter bei einem Betrieb der Heizplatte auf gleicher Temperaturhöhe oder bei einem Temperaturanstieg der Heizplatte stets auf einem niedrigeren Temperaturniveau befindet. Hierbei kann der Kaltleiter bei einer Ausführungsform der Erfindung so angeordnet sein, daß er in der Hauptsache von der Heizplatte erwärmt wird, so z.B. durch verzögerte Wärmeleitung oder durch Wärmestrahlung. Andererseits kann der Kaltleiter auch so angeordnet sein, daß er im wesentlichen die Temperatur seiner Umgebung annimmt, so z.B. durch Konvektion der ihn umgebenden Luft oder durch Rückstrahlung anderer Bauteile. Es sind auch fließende Übergänge zwischen diesen beiden Einbaumöglichkeiten ohne weiteres gegeben.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist der Kaltleiter im Anschlußstück der Heizplatte, insbesondere in einem Seitenanschlußstück der Heizplatte, angeordnet.
Hierbei sorgt der zweckmäßigerweise aus keramischem Isoliermaterial bestehende Körper des Anschlußstücks für einen gewissen Ausgleich von Temperaturschwankungen und trägt gleichzeitig zur Verzögerung des Temperaturanstieges bei. Vorteilhaft ist auch die Anordnung des Seitenanschlußstücks unter dem seitlichen Rand der Heizplatte. Einerseits liegt diese Stelle unmittelbar in der Nähe von gefährdeten Bauteilen.
Die nieder eingestellte Sprungtemperatur, d.h. die nieder eingestellte Sicherheitsgrenze, läßt damit hohe Leistungen beim sachgemäßen Gebrauch der Heizplatte zu, schützt aber in jedem Fall vor unsachgemäßem Verbrauch, der zu einer übermäßigen Erwärmung der gefährdeten Bauteile führen könnte. Auf der anderen Seite ist die Anordnung des Kaltleiters am Rand der Kochplatte auch deshalb von Vorteil, weil der Rand der Kochplatte bei einer länger andauernden Überhitzung der Kochplatte selbst eine sehr hohe Temperatur annimmt und somit einen direkten Zugriff auf den Kaltleiter bzw. auf das Seitenanschlußstück bringt.
Der Kaltleiter, der vorteilhafterweise in Form einer an sich bekannten Kaltleiterplatte vorliegt, kann Teil eines elektrischen Kontaktelementes, insbesondere eines Steckkontaktes, sein. So ist bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung der Kaltleiter an der zur Heizplatte führenden,Seite des Anschlußstücks vorgesehen und bildet dabei eine Kontaktfläche, gegen die ein federbelasteter Leiter gedrückt ist, der zur Heizspirale führt.
Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform in Verbindung mit den Ansprüchen und der Zeichnung.
In der Zeichnung ist ein Teilschnitt einer Ausführungsform der Erfindung dargestellt.
Die in der Zeichnung dargestellte Ausführungsform der Erfindung weist eine übliche elektrische Heizplatte 1 auf, bei der zum Anschluß der Heizspirale ein von der Spirale kommender Verbindungsdraht 2 durch eine Durchführungstülle 3 zur isolierten Durchführung des Verbindungsdrahts durch ein unteres Abdeckblech 4 geführt ist. Von der Durchführungstülle 3 verläuft ein am Abdeckblech 4 befestigtes Tragblech 5 radial nach außen und führt gleichzeitig etwas von der Platte weg. An dem Tragblech 5 ist ein Seitenanschlußstück 6 aus Steatit-Material befestigt. Das -Anschlußstück 6 enthält Kontaktelemente in Form einer Steckverbindung mit Klemmfedern 7 und 8 zum Einstecken und Festhalten der zu verbindenden Leitungen. Die Anordnung der Kontaktelemente ist in der Zeichnung schematisch dargestellt.
Im Innenraum des Anschlußstücks 6 ist eine keramische Kaltleiterplatte 9 angeordnet, die eine Sprungtemperatur von 0 ca. 170°C besitzt. Die Kaltleiterplatte wird vom Anpressdruck der Klemmfeder 8 der Steckverbindung gegen ein an der Innenwand des Anschlußstücks 6 liegendes elektrisch leitendes Verbindungsstück 12 gedrückt, dessen Kontaktfläche zum Kaltleiter 9 versilbert ist. Zwischen Kaltleiter 9 und Klemmfeder,8 ist ein Verbindungsstreifen 10 eingeschoben, dessen Ende ebenfalls versilbert ist, um einen guten Kontakt mit der Kaltleiterplatte 9 zu gewährleisten. Der Verbindungsstreifen 10 ist mit dem Verbindungsdraht 2 verschweißt.
Das Verbindungsstück 12 ist als Kulissenbügel ausgebildet und weist an seinem vom Kaltleiter 9 abweisenden Ende eine Öffnung zum Einstecken einer Aderendhülse 11 auf, die zwischen Feder 7 und oberen Teil des Verbindungsbügels 12 einschiebbar ist. Die beiderseitigen Klemmfedern 7 und 8 sind im Anschlußstück getrennt voneinander angeordnet, so daß die elektrische Verbindung von der Aderendhülse 11 über den Verbindungsbügel 12 zum Kaltleiter 9 und zum Verbindungsstreifen 10 verläuft. Die anderen Zuleitungen zur Heizspirale können herkömmlich angeschlossen sein. Es können, wenn erwünscht, aber auch dort Kaltleiter zwischengeschaltet sein.
Für den Einbau der Kaltleiterplatte in das Anschlußstück sind keine zusätzlichen Teile erforderlich. Auch liegen im Anschlußstück die Bedingungen vor, die für die gewünschte Funktion des Überhitzungsschutzes bevorzugt sind, nämlich tiefes Temperaturniveau im Verhältnis zur Plattentemperatur durch Anordnung unterhalb der Platte und Befestigung des Anschlußstücks an der Platte mit Hilfe von Bauteilen, bei denen eine schnelle und verlustarme Wärmeübertragung von der Platte zum Anschlußstück nicht möglich ist. Dadurch wird außerdem noch die Zeitverzögerung des Temperaturanstiegs erzielt.
Arbeitet die Heizplatte bei voller Belastung und befindet sich auf der Heizplatte ein dieser Wärme entziehender Verbraucher, dann steigt ihre Temperatur in der Regel nicht wesentlich über 4000C an, während die Temperatur des unter-0 halb der Platte befindlichen Raumes nicht über ca. 150 C ansteigt. Beim Leerlauf der Platte kann deren Temperatur 0 schnell bis auf ca. 600 C ansteigen, ohne daß sich die Temperatur in der Umgebung des Kaltleiters zunächst wesentlich erhöht. Ein kurzzeitiger starker Temperaturanstieg bei der Heizplatte führt also noch nicht zum Sprung des Kaltleiters. Erst eine längere Überhitzung der Platte führt durch einen Wärmestau unterhalb der Platte zu einer Temperaturerhöhung in der näheren Umgebung des Kaltleiters bis über die Sprungtemperatur, was dann eine starke Erhöhung des Durchgangswiderstandes des Kaltleiters zur Folge hat. Die Restleistung der Heizplatte wird dabei soweit gedrosselt, daß keine Gefahr mehr für wärmeempfindliche Teile in der Einbauumgebung der Heizplatte besteht.
Bei der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsform der Erfindung befindet sich das Anschlußstück und damit der Kaltleiter im wesentlichen direkt unter dem Außenrand 13 der Heizplatte 1. Bei einem Temperaturanstieg der Heizplatte auf unerwünscht hohe Temperaturen strahlt der Plattenrand 13 an seiner Unterseite in entsprechend erhöhtem Maße Wärme ab. Durch entsprechende Anordnung des Anschlußstücks unterhalb des Plattenrandes und dadurch, daß besondere Abschirmteile zwischen Anschlußstück und Plattenrand vorgesehen oder auch vermieden werden können, ist es möglich sowohl den Grad der Zeitverzögerung als auch den Temperaturniveauunterschied im Bereich der Sprungtemperatur auf die gewünschte Höhe einzustellen.
Die Erfindung soll nicht auf die hier beschriebene Ausführungsform beschränkt sein. Vielmehr sind Abweichungen hiervon möglich, ohne daß der Rahmen der Erfindung verlassen wird. So kann der Kaltleiter auch an einer anderen Stelle unterhalb der Heizplatte angeordnet sein. Auch ist es möglich, den Kaltleiter in anders ausgebildete Anschlußstücke einzubauen} so z.B. solche mit herkömmlichen Schraubverbindungen.

Claims

Ansprüche

Elektrische Heizplatte für Elektroherde mit einem Überhitzungsschutz, dadurch gekennzeichnet, daß ein in den elektrischen Stromkreis eingegliederter Kaltleiter (9), dessen Sprung temperatur erheblich unter der oberen Arbeitstemperatur der Heizplatte (1) liegt, unterhalb der Platte an einer Stelle angeordnet ist, an der das Temperaturniveau beim Betrieb"der Heizplatte wesentlich tiefer liegt als das der Platte, und Temperaturerhöhungen an dieser Stelle beim Betrieb der Heizplatte (1) gegenüber Temperaturerhöhungen der Platte selbst zeitlich verzögert sind.
2. Elektrische Heizplatte nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kaltleiter (9) auf eine Sprungtemperatur zwischen ca. 150 bis 2000C, vorzugsweise 160 bis 1800C eingestellt ist.
3. Elektrische Heizplatte nach Anspruch l oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Kaltleiter als Kaltleiterplatte (9) ausgebildet ist.
4. Elektrische Heizplatte nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Stelle, an der der Kaltleiter (9) angeordnet ist, so eingerichtet und/oder die Sprungtemperatur des Kaltleiters so eingestellt ist, daß das Temperaturniveau im Bereich des Kaltleiters bei einer oberen Arbeitstemperatur der Platte (1) von ca.4200C die Sprungtemperatur auch bei längerem Betrieb nicht erreicht.
5. Elektrische Heizplatte nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Kaltleiter (9) gegen die Heizplatte (l) durch ein zwischen Heizplatte (l, 13) und Kaltleiter (9) angeordnetes Teil (6) gegen direkte von der Platte ausgehende Wärmestrahlung abgeschirmt ist.
6. Elektrische Heizplatte nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Kaltleiter so weitgehend gegen von der Heizplatte ausgehende Wärmestrahlung und Konduktion isoliert ist, daß seine Temperatur im wesentlichen der Temperatur der Umgebungsluft entspricht.
7. Elektrische Heizplatte nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Kaltleiter (9) im Anschlußstück (6) der Heizplatte (1), insbesondere einem Seitenanschlußstück (6) der Heizplatte, angeordnet ist.
8. Elektrische Heizplatte nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Körper des Seitenanschlußstücks (6) in an sich bekannter Weise aus keramischem Material besteht und in einem Abstand von der Heizplatte (1) unter dieser angeordnet ist.
9. Elektrische Heizplatte nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Kaltleiter (9) unter dem Seitenrand (13) der Heizplatte (1) angeordnet ist.
10. Elektrische Heizplatte nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Kaltleiter (9) Teil eines elektrischen Kontaktelementes, insbesondere eines Steckkontaktes (7, 8, 9, 12) ist.
11. Elektrische Heizplatte nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Kaltleiter (9) von einer zur Erzeugung des gewünschten Kontaktdruckes einer Steckverbindung dienenden Andruckfeder (8) im Anschlunstück (6) gehalten und gegen einen Kontaktbügel (12) gedrückt wird.
12. Elektrische Heizplatte nach einem der Ansprüche 7 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Anschlußstück (6) Federsteckklemmen zum Einstecken der zu verbindenden Leitungen (10, 11) aufweist, und der Kaltleiter (9) innerhalb einer Federsteckklemme angeordnet ist und als Kontaktgegenfläche für eine von einer Klemmfeder (8) gehaltenen Leitung, insbesondere für einen von der Platte kommenden Verbindungsstreifen (10), dient.
13. Elektrische Heizplatte nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Kaltleiter (9) auf eine Sprungtemperatur eingestellt ist, die mindestens 1000C, vorzugsweise mindestens 200°C, unter der maximalen oberen Arbeitstemperatur der Heizplatte (1) liegt.
14. Elektrische Heizplatte nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Kaltleiter ca.
15 bis 30 mm unterhalb der Ebene angeordnet ist, in der die Heizspirale der Heizplatte liegt.