DE2923884C2 - Regeleinrichtung zur Ankopplung an Heizelemente für Glaskeramik-Kochflächen - Google Patents

Regeleinrichtung zur Ankopplung an Heizelemente für Glaskeramik-Kochflächen

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DE2923884C2 DE2923884A DE2923884A DE2923884C2 DE 2923884 C2 DE2923884 C2 DE 2923884C2 DE 2923884 A DE2923884 A DE 2923884A DE 2923884 A DE2923884 A DE 2923884A DE 2923884 C2 DE2923884 C2 DE 2923884C2
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Description

a) Der Temperaturfühler (28) ist mit der Beheizung der Glaskeramik-Kochfläche (14) durch ein Wärmeübertragungselement (18) gekoppelt.
b) Das Wärmeübertragungselement (18) ragt mit seinem Innenabschnitt (20) von außen her in den äußeren Randbereich des Heizelementes (11) hinein.
c) Der Innenabschnitt (20) liegt zwischen den Heizwiderständen (13) und der Glaskeramik-Kochfläche (14),
d) überdeckt die äußeren, in dem Heizelement (11) angeordneten Heizwiderstände (13) auf einem Teil ihres Umfanges
e) und liegt flächig an der Unterseite der Glaskeramik-Kochfläche (14) an.
f) Der mit einem Außenabschnitt (24) des Wärmeübertragungselementes (18) in Wärmekontakt stehende Temperaturfühler (28) ist außerhalb des Heizelementes (11) angeordnet.
g) Ein den Innen- und den Außenabschnitt (20,24) verbindender Verbindungsabschnitt des Wärmeübertragungselementes (18) ist flach und ragt zwischen der Glaskeramikplatte (14) und dem dieser benachbarten Rudd (16) des Heizelementes (11) hindurch.
2. Heizelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Innenabschnitt (20) in Umfangsrichtung langgestreckt und vorzugsweise mit konvex gekrümmten Längsseiten geformt ist.
3. Heizelement nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Wärmeübertragungselement (18) in seinem außerhalb des Heizelementes liegenden Außenabschnitt (24) einen Abstand von der Kochfläche (14) hat.
4. Heizelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Wärmeübertragungselement (18) eine mit dem Rand (16) des Heizelementes (11) zusammenwirkende Aufsteckbefestigung (22,23) aufweist.
5. Heizelement nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufsteckbefestigung zwei in Umfangsabstand des Heizelementes (11) voneinander angeordnete, vorzugsweise federnde Befestigungslappen (22) aufweist, die von oben auf den Rand des Heizelementes aufsteckbar sind.
6. Heizelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß an der Unterseite des Außenabschnittes (24) eine Halterung (31) für die federnde Andrückung des Temperaturfühlers (28) vorgesehen ist.
7. Heizelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Wärmeübertragungselement (18) eine generell T-förmige Gestalt hat, dessen T-Balken z.T. den beheizten Innenabschnitt (20) bildet, mit einem anderen Teil zwischen dem Rand (16) des Heizelementes und der Kochfläche (14) einklemmbar ist und an dessen nach außen gerichtetem Rand (21) die Befestigungselemente (22, 23) vorgesehen sind, und dessen Mittelschenkel den Außenabschnitt (24) bildet.
Die Erfindung betrifft eine Regeleinrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Aus dem DE-GM 77 35 867 ist eine Regeleinrichtung
ίο bekanntgeworden, die in einem im Randbereich eines Heizelementes ausgesparten, also unbeheizten Abschnitt einen Temperaturfühler aufweist, der von unten an eine Glaskeramikplatte angedrückt wird. Es wird dort beschrieben, daE die Verlegung des Temperatur-
i* fühlers in den Randbereich der Beheizungseinheit gegenüber der Anordnung im Mittelbereich den Vorteil hat, daß auch bei der Verwendung von Töpfen mi; zurückspringendem Mittelbereich ein repräsentatives Ergebnis erfaßt werden kann. Der bekannte Vorschlag
hat allerdings den Nachteil, daß in dem Abschnitt, in dem der Fühler angeordnet ist, keine Beheizung erfolgt, so daß einerseits das Fühlerergebnis wegen der relativ schlechten Querleitung im Glaskeramikmaterial fast ausschließlich den Kochtopfboden abfühlt und damit keinen Wert dafür liefert, ob die Glaskeramikplatte eventuell erhitzt wird, und außerdem entsteht im Bereich der Behr-zungseinheit ein »Kalter Fleck«, der sich beispielsweise bei der Zubereitung eines Pfannkuchens in einer nicht ausreichenden Beheizung eines Abschnittes bemerkbar machen könnte. Außerdem ist, insbesondere bei der Verwendung von Rohrheizkörpern, die Führung dieser Heizkörper um den auszunehmenden Abschnitt erschwert.
Aus der DE-OS 27 47 652 ist es bekanntgeworden,
J5 unter einer Glaskeramikplatte einen in der Mitte eines Heizelementes angeordneten Temperaturfühler vorzusehen, der sich an der Glaskeramikplatte über ein Kontaktblech abstützt, das eine Wärmeleitbrücke bildet. Die innere Windung der Kontaktheizkörper des
■»ο Heizelementes liegt auf dem Außenumfang der Wärmeleitbrücke auf. Hierbei muß der Fühler in der Mitte der Glaskeramikplatte angeordnet sein, wo er thermisch sehr hoch beansprucht wird. Die meisten Kochgefäße haben in der Mitte entweder eine eingedrehte Ausnehmung oder sind zumindest bei einem konkav gewölbten Boden in diesem Bereich am weitesten von der Glaskeramikplatte entfernt, so daß die Rückkopplung zum Kochgefäß hier am schlechtesten ist, wenn der Fühler nicht am Kochtopfboden selbst anliegt.
Wärmeleitbrücken zwischen dem in seiner Temperatur abzufühlenden Gegenstand und dem aktiven Teil der Regeleinrichtung, also dem Temperaturfühler, sind vielfach bekanntgeworden: Aus der DE-AS 11 33 584 ist ein Temperaturregler bekanntgeworden, dessen als Bimetall ausgebildetem temperaturempfindlichen Organ die Wärme über einen Kontaktbolzen zugeführt wird. In ähnlicher Weise sorgt bei der US-PS 21 48 407 ein nach unten ragender Mittelbolzen einer Kochplatte dafür, daß Wärme einem wendelartig um eine Einstellwelle gewickelten Bimetall eines Temperaturreglers zugeführt wird.
Aus der AT-PS 1 89 267 ist ein Temperaturschutz für elektrische Maschinen bekanntgeworden, bei dem ein Wärmekopplungsblech in die Wicklungen eines Elektromotors eingeschoben wird, während der zugehörige Bimetallschalter außerhalb der Wicklung angeordnet ist.
Schließlich ist aus -l:r US-PS 23 21815 eine sog. Heißanzeige für einen Herd bekanntgeworden, bei der mit Ausdehnungsflüssigkeit gefüllte Temperaturfühler außerhalb der Kochplatten so angeordnet sind, di"3 je^icder Kochplatten und andere beheizte Teile {Barkofen etc.) ein Ansprechen eines zentralen Temperaturschalters bewirken, um damit zu signalisieren, daß am Herd <rifi Verbraucher eingeschaltet oder noch nicht ganz abgekühlt ist. Diese Vorschläge führen jedoch nicht zu einer Lösung der im folgenden angegebenen Aufgabenstellung.
Aufgabe dir Erfindung ist es, eine Regeleinrichtung zu schaffen, bei der der Temperaturfühler ohne wesentliche Beeinträchtigung der gleichmäßigen Beheizung einer Glaskeramikplaue sowohl an diese Beheizung als auch an die Glaskeramikplaue selbst thermisch gekoppelt ist, wobei eine problemlose und flexible Anbringung des Temperaturfühlers auch an solchen Heizelementen möglich ist, die nicht für eine Temperaturregelung besonders gestaltet sind.
Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung durch das Kennzeichen des Anspruchs 1 gelöst.
Durch die Erfindung ist es also möglich, den Temperaturfühler außerhalb des vorzugsweise kreisrunden Beheizungsbereiches des Heizelementes anzuordnen und trotzdem die Temperatur im Randbereich des Heizelementes selbst, d. h. auch in dem vom Kochgefäß eingenommenen Bereich, abzufühlen. Da das Wärmeübertragungselement an der Unterseite der Glaskeramikplatte mit Wärmekontakt anliegt, wird es sowohl von oben, als auch von unten von Wärme beaufschlagt Durch Wahl seiner Form, die vorzugsweise in Umfangsrichtung langgestreckt ist, und seiner Dicke kann der Betrag der Wärmeleitung zum außen angeordneten Fühler bestimmt werden. Trotz der Abfühlung im Umfangsbereich wird an dieser Stelle nur eine relativ geringe Wärmemenge nach außen zum Fühler abgeführt, während der Hauptteil nach oben durch die Glaskeramikplatte hindurch in das Kochgefäß geleitet wird. Es entsteht also weder im Umgangs- noch im Mittelbereich ein »kalter Fleck«, so daß die eingangs beschriebenen Nachteile nicht auftreten.
Das Wärmeübertragungselement kann vorzugsweise eine mit dem Rand des Heizelementes zusammenwirkende Aufsteckbefestigung aufweisen, so daß es an einem beliebigen Heizelement und vor allem auch an beliebiger Stelle seines Umfanges angebracht werden kann. Dadurch wird eine besonders gute Anpassung an wechselnde Gegebenheiten beim Einbau ermöglicht,
Ein wesentlicher Vorteil der Erfindung ist es, daß der Temperaturfühler gänzlich außerhalb des beheizten Bereiches und sogar außerhalb des gesamten Heizelementes angeordnet werden kann, so daß er die durch die Gestaltung des Wärmeübertragungselementes genau definierte Temperaturbeaufschlagung erhält und selbst keinen erhöhten Temperaturbelastungen durch Umgebungseinflüsse ausgesetzt ist. Es ist daher insbesondere auch möglich, mit Ausdehnungsflüssigkeit gefüllte hydraulische Fühlersysteme zu verwenden, die im Mittelbereich des Heizelementes bei den relativ hohen Temperaturen, die eine Beheizung für eine Glaskeramikplatte erreichen muß. thermisch zu hoch belastet sind. Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß Heizelemente verschiedenster Typen, d. h. mit unterschiedlichen Leistungen, Spannungen, Durchmessern und Formen, in einfacher Weise mit der Regeleinrichtung versehen werden körnen, und zwar durch einfaches Aufstecken während der Montage des Heizelementes am Herd. Dadurch, daß die Anbringung an einer beliebigen Stelle des Umfang."· geschehen kann, sind keine Beschränkung! bezüglich der .·* mrdnung des Heizelementes im Herd zu beachten.
Πη Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher <;; 'äütert. Es zeigt
F i g. 1 einen Längsschnitt durch ein unterhalb einer als Glaskeramikplatte ausgebildeten Glaskeramik
ίο Kochfläche angeordnetes Heizelement mit angebrachtem Temperaturfühler,
Fig.2 eine Draufsicht auf das Heizelement (ohne Glaskeramikplatte) und
Fig.3 ein vergrößertes Detail, nach der Linie III-III in F i g. 2 geschnitten.
F i g. 1 zeigt ein Heizelement 11, das aus einer flachen, oben offenen Blechschale besteht, in der eine ebenfalls schalenförmige Isolierung 12 angeordnet ist, in der in spiralförmigen Nuten elektrische Heizwiderstände 13 in Form von Wendeln mit flach-ovaler Grundform liegen. Die Heizelemente werden in nicht dargestellter Weise von unten her federnd an eine GlasViramikplatte 14 angedrückt und bilden so die Bthe'zung einer Kocheinheit. Jedes Heizelement beheizt eine Kochstel-Ie, und zwar aufgrund des Abstandes zwischen den Heizwiderständen 13 und der Glaskeramikplatte (Raum 15 in de Ausnehmung der Isolierung) überwiegend durch Strahlung.
Die Isolierung 12 besitzt einen hochstehenden Rand 16, dessen Oberseite etwas über die obere Kante der sie aufnehmenden Blechschale 17 übersteht and der somit zur Anlage an der Unterseite der Glaskeramikplatte 14 bestimmt ist. Zwischen den Rand 16 und die Glaskeramikplatte 14 ist ein Wärmeübertragungselement 18 eingelegt, das aus einer im wesentlichen flachen Platte aus einem gut wärmeleitenden Blech, beispielsweise Messing- oder Kupferblech, hergestellt ist. Seine Form ist aus F i g. 2 zu erkennen. In der Draufsicht ist die Grundform im wesentlichen T-förmig. Der T-Balken bildet einen in Umfangsrichtung des im wesentlichen kreisförmigen Heizelementes an dessen Rand liegenden langgestreckten Bereich 19, der konvex gekrümmte Längsseiten an seinem Innenabschnitt 20 aufweist, der vom Rand 16 aus nach innen in den beheizten Raum 15 hineinragt und dabei im Randbereich einige Heizwiderstände 13 teilweise überdeckt. Der übrige Teil des Bereiches 19 liegt zwischen dem Rand 16 und der Glaskeramikplatte 14.
An dem vom Heizelement 11 nach außen weisenden Rand 21 des Bereiches 19 sind federnde Befestigungslappen 22 vorgesehen, die eine Festklemmung des Wärmeübertragungselementes 18 auf dem Rand der Blechschale 17 ermöglichen. An zwei relativ weit voneinander entfernten Umfangsabschnitten des Randes 21 .".irid dazu jeweils zwei nach unten gerichtete Abwinklungen 23 vorgesehen, die in den Spalt zwischen dem Rand 16 und der Blechschale 17 eingesteckt werden können. Ebenfalls aus dem Blechmaterial des Wärmeübertragungselementes abgebogen ist der federnde Befestigungslappen 22. der zwischen den beiden Abwinklungen 23 liegt und von außen auf die Blechschale 17 drückt. Durch diese Aufsteckbefestigung und die Festlegung zwischen dem Rand If der Isolierung 12 und der Glaskeramikplatte 14 ist das
fr"> Wärmeübertragungselement somit in engem Kontakt zur Glasker.-miikplatte festgelegt.
Von dein Bereich 19oes Warmeübcrtiagungselemcntes 18 ragt ein Außcnabschnitt 24 nach außen über den
Rand des Heizelementes hinaus. Er ist einstückig mit dem Bereich 19 ausgebildet, /.u diesem im wesentlichen parallel, jedoch durch eine Abbiegung 25 etwas nach unten versetzt, so daß der Außenabschnitt 24 nicht an der Unterseite der Glaskeramikplatte anliegt. Er ist beim vorliegenden Beispiel ausgeprägt, um eine nach unten weisende kreisringförmige Wärmeübertragung* fläche 27 zu bilden, an die eine Fühlerdose 28 eines Temperaturreglers von unten her angedrückt ist
Die Fühlerdose 28 ist mit einer Ausdehnungsflüssigkeit gefüllt, die über ein Kapillarrohr 29 mit einem nicht dargestellten Temperaturregler verbunden ist, der die Beheizung des Heizelementes regelt.
Die Fühlerdose 28 wird durch eine Druckfeder 30 an die Wärmeübertragungsfläche 27 angedrückt, die sich an einer die Fühlerdose führenden, an dem Außenabschnitt des Wärmeübertragungselementes angebrachten Halterung 31 abstützt. Bei der Anordnung von Fühlerdose und Halterung kann es sich um Anordnungen nach den deutschen Patenten i 5 65 5 ί 2 oder 24 22 687 handeln. Es sind jedoch auch andere Fühlerarten und -anbringungen möglich. So kann beispielsweise auch ein elektrischer NTC- oder PTC-Fühler verwendet werden, der federnd angedrückt wird oder fest an dem Außenabschnitt 24 angebracht ist. Die Gestaltung des Außenabschnittes ist völlig frei gestellt. Dadurch kann auch die Fühleranordnung beliebig gewählt werden. Es ist beispielsweise auch möglich, den Außenabschnitt um 90° gegenüber dem beheizten Abschnitt 19 abzuwinkein und den Fühler von der Seite her anzusetzen. Dadurch könnte u. U. die Baugröße geringer gehalten werden.
Die Temperaturfühleinrichtung 32, die aus dem Wärmeübertragungselement 18 und der Fühlerdose 28 gebildet wird, ist leicht an dem Heizelement 11 anzubringen. Im vorliegenden Fall wird es durch die beiden relativ weit auseinanderliegenden Aufsteckbefestigungen 22, 23 befestigt und schließlich durch Einklemmen zwischen dem Rand und der Glaskeramikplatte festgehalten. Die Aufsteckung kann an einer beliebigen Stelle des Umfangs erfolgen, so daß die Lage den Einbaubedürfnissen angepaßt werden kann. Die Anbringung ist weder auf eine bestimmte Art noch Größe von Heizelementen beschränkt. Die gleiche Temperaturfühleinrichtung kann an Heizelementen unterschiedlichen Durchmessers angebracht werden. Die Heizwiderstände können in einfacher Weise angeordnet werden und brauchen nicht mehr um den Fühlerbereich herum abgelenkt zu werden.
Die Größe und die form des beheizten Innenabschnitts 20 hängt von verschiedenen Faktoren ab. Dies sind einerseits der Abstand der Hei/widerstände von der Glaskeramikplatte, deren Leistung, der erwünschte Zugriff des lcmperaturreglers. die Dicke des Wärmeübertragungselementes und Größe und Intensität des Kontaktes zwischen Wärmeübertragungselemcnt und Glaskeramikplatte. Ein guter Kontakt ist hier vorteühaft, jedoch nicht über die ganze Fläche erforderlich. Bei einem üblichen Strahlungs-Heizelement könnte beispielsweise das Wärmeübertragungsclcmcnt 18 aus einem Messingblech von 0,5 mm Dicke bestehen, das in Umfangsrichtug des Heizelementes Abmessungen von 80 bis 90 mm hat und dessen maximale Eindringtiefe T (siehe F i g. 2) in dem beheizten Bereich 20 bis 25 mm beträgt.
Obwohl die beschriebene Hinrichtung bei .Strahlungsheizelementen mit offenliegenden Heizwiderständen besonders vurieiiiiaii ist, weil d;'s Wäi ineüutri hagung.·)-element 18 gewünschtenlalls geerdet werden kann und damit auch ein Berührungsschutz vorliegt, ist die Einrichtung jedoch auch bei anderen Heizelementen, auch bei Kontaktheizelementen, vorteilhaft. Es bleibt in jedem Falle der Vorteil erhalten, daß die dem Temperaturfühler zugeführte Wärme ohne die Notwendigkeit, den Temperaturfühler selbst im beheizten Bereich anzuordnen, nach außen geleitet wird, wo der Temperaturfühler an sich in einer kälteren Umgebung liegt und nur ganz definert die Wärme erhält. Durch Ändern der Kontaktierung (bzw. Zwischenlegung von Isolationen) zur Glaskeramikpiatte kann entweder nur die reine Heizungswärme oder eine Mischung aus dieser und einem starken, von der Glaskeramikplatte stammenden Anteil abgefühlt werden. Der Temperaturfühler kann auch im Zusammenhang mit einem üblichen, beispielsweise aus einem stabförmigen, quer über die Heizfläche angeordneten Temperaturfühler bestehenden Schutzglied gegen Überhitzung der Glaskeramikplatte benutzt werden. Wenn auch eine Berücksichtigung der Temperatur der Glaskeramikplatte oder einer anderen anstelle derer verwendeten beheizten Platte gewünscht ist, kann das Wärmeübertragungselement auch mit seinem Außenabschnitt 24 an dieser Platte anliegen. Die Art der Befestigung des Wärmeübertragungselementes an dem Heizelement richtet sich nach dessen Ausbildung, sollte aber vorteilhaft aus einer Aufsteckbefestigung bestehen.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

Patentansprüche:
1. Regeleinrichtung zur Ankopplung an Heizelements für Glaskeramik-Kochflächen, die einen im Randbereich des insbesondere mit Strahlungs-Heizwiderständen versehenen Heizelementes angeordneten Temperaturfühler aufweist, gekennzeichnet durch folgende Merkmale:
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