DE29511740U1 - Sensor arrangement for hotplate heating elements - Google Patents
Sensor arrangement for hotplate heating elementsInfo
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Classifications
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Description
Bosch-Siemens Hausgeräte GmbH 81669 München, 19.07.1995Bosch-Siemens Hausgeräte GmbH 81669 Munich, 19.07.1995
Hochstraße 17Hochstrasse 17
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Sensoranordnung für KochstellenheizelementeSensor arrangement for cooking zone heating elements
Die Erfindung bezieht sich auf eine Sensoranordnung für Kochstellenheizelemente, die entweder Strahlungsheizkörper oder Masseheizkörper sind und mit Kochfeldschichten in Verbindung stehen, die aus metallischen oder nichtmetallischen Materialien begrenzter Schichtdicke bestehen.The invention relates to a sensor arrangement for cooking surface heating elements, which are either radiant heaters or mass heaters and are connected to cooking surface layers consisting of metallic or non-metallic materials of limited layer thickness.
Kommen Glaskeramik-Kochflächen, Glaskochflächen oder Heizungen, die auf Siliziumbasis des Trägermaterials beruhen zu Bruch, so kann es zu Netzspannungsberührungen der aufgesetzten Metalltöpfe kommen, welche durch die eindringende Feuchtigkeit in die Bruchfläche bedingt ist. Da es bisher ausschließbar war, daß solche Brüche diesbezügliche Folgen haben, erfolgte bei Beschädigung der vorgenannten Platten zunächst keine zwangsläufige Netztrennung. Werden Spezialwärmeleitplatten auf Silizium-Nitrit- bzw. Silizium-Karbitbasis verwendet, und kommt es infolge hoher thermischer Belastung zu Rissen oder Brüchen, so stellt sich dieser Vorgang beson-If glass ceramic cooking surfaces, glass cooking surfaces or heaters based on silicon as the carrier material break, the metal pots placed on top may come into contact with the mains voltage, which is caused by moisture penetrating the fracture surface. Since it has been possible to rule out that such breaks have any consequences in this regard, there was initially no inevitable mains disconnection when the aforementioned plates were damaged. If special heat-conducting plates based on silicon nitrite or silicon carbide are used and cracks or breaks occur as a result of high thermal stress, this process is particularly problematic.
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ders kritisch dar, da der jeweilige Heizleiter bei dem vorgenannten Trägermaterial entweder direkt aufgedampft bzw. gespattert ist oder beispielsweise als Graphitfolie ebenso direkt anliegt. Durch die begrenzte Dicke der genannten Silizium-Nitrit- bzw. Silizium-Karbitträgerschichten ist bei Bruch derselben mit einer notwendigen Netztrennung zu begegnen, um lebensbedrohliche Situationen infolge Kontaktierung der Netzspannung über Kriechstrecken mit den Topfböden zu verhindern.This is particularly critical because the respective heating conductor is either directly vapor-deposited or spattered onto the aforementioned carrier material or is also directly attached as a graphite foil, for example. Due to the limited thickness of the silicon nitride or silicon carbide carrier layers mentioned, if they break, they must be separated from the mains in order to prevent life-threatening situations as a result of the mains voltage coming into contact with the pot bases via creepage paths.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine wirksame und kostengünstige Überwachungsmethode gegen Bruch von Strahlungsheizkörpern und Kochflächen der genannten Art zu erstellen.The object of the invention is therefore to create an effective and cost-effective monitoring method against breakage of radiant heaters and cooking surfaces of the type mentioned.
Die erfindungsgemäße Anordnung zur Lösung dieser Aufgabe ist dadurch gekennzeichnet, daß eine von mindestens einem Überwachungssensor gespeiste Sicherheitsschaltung Strahlungsheizquellen und/oder Wärmeleitheizquellen in Havariefällen abschaltet. Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß der Überwachungssensor aus einer Überwachungsleiterbahn gebildet ist, die die zu überwachende Heizquelle umschließt. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen enthalten. The arrangement according to the invention for solving this problem is characterized in that a safety circuit fed by at least one monitoring sensor switches off radiant heat sources and/or heat conduction heat sources in the event of an accident. An advantageous embodiment of the invention is characterized in that the monitoring sensor is formed from a monitoring conductor track that encloses the heat source to be monitored. Further advantageous embodiments of the invention are contained in the subclaims.
Ein Ausführungsbeispiel nach der Erfindung ist im folgenden anhand der Zeichnung näher beschrieben. Es zeigtAn embodiment according to the invention is described in more detail below with reference to the drawing. It shows
Fig.l einen Überwachungssensor auf einer Wärmeleitheizquelle, Fig.l a monitoring sensor on a heat conduction source ,
Fig.2 eine Kochfeldanordnung mit Überwachungssensoren.Fig.2 a hob arrangement with monitoring sensors.
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Gemäß Fig.l ist eine Wärmeleitplatte mit Überwachungssensor erkennbar, die im einzelnen aus einem wärmeleitenden Träger 1, einem Heizmedium 2, aus elektrischen Kontakten 3 für das Heizmedium 2, aus der Überwachungsleiterbahn 4, und den SpannungsZuführungskontakten 7 für die Überwachungsleiterbahn 4 besteht. Die zugehörige Fig.2 zeigt eine Kochfläche, beispielsweise Glaskeramik-Kochfläche oder Glasfläche, die mit vier einzeln überwachten Kochstellen gemäß Fig.l bestückt ist. Die Kochfläche 6 besitzt eine Überwachungsbahn 5, die alle Kochstellen umschließt und Brüche in Umgebung der Kochstelle bzw. in der Glaskeramik-Kochfläche signalisiert. Die bruchgefährdeten Heizquellen, beispielsweise Wärmeleitschichtheizquellen, sind durch das Aufbringen mindestens einer Überwachungsleiterbahn 4, 5 auf Spannungs-, Überhitzungs-, Ermüdungsbrüche hin überwacht. Dabei ist die Überwachungsbahn 4, 5 mit einer Sicherheitsschaltung verbunden, die die Strahlungsheizquellen und/oder Wärmeleitheizquellen in Havariefällen abschaltet. Dies geschieht in der Regel dadurch, daß die Überwachungsbahn 4, 5 mit dem Steuerkreis einer Relaisschaltung verbunden ist, welche in Reihe zu dem jeweiligen Heizkörper geschaltet ist und diese allpolig abschaltet, falls im Überwachungskreis eine Unterbrechung der Überwachungsbahn 4, 5 auftritt. Das Relais für die Steuerung der Sicherheitsschaltung kann dabei mit einer Sicherheitskleinspannung durch einen separat speisenden Transformator verbunden sein. Die Anforderungen an die Überwachungsbahn bestehen darin, daß sie sinnvoll schützend um die Heizquellen angeordnet ist, aus genügend dünnem Material besteht, beispielsweise Gold, Neusilber, Graphit, und durch Aufdampfen, Aufspattern bzw. Aufdrucken aufgebracht ist. Un-According to Fig. 1, a heat conducting plate with a monitoring sensor can be seen, which consists in detail of a heat-conducting carrier 1, a heating medium 2, electrical contacts 3 for the heating medium 2, the monitoring conductor track 4, and the voltage supply contacts 7 for the monitoring conductor track 4. The associated Fig. 2 shows a cooking surface, for example a glass ceramic cooking surface or glass surface, which is equipped with four individually monitored cooking zones according to Fig. 1. The cooking surface 6 has a monitoring track 5 that encloses all cooking zones and signals breaks in the vicinity of the cooking zone or in the glass ceramic cooking surface. The heat sources that are at risk of breaking, for example heat conducting layer heating sources, are monitored for stress, overheating and fatigue breaks by applying at least one monitoring conductor track 4, 5. The monitoring track 4, 5 is connected to a safety circuit that switches off the radiant heat sources and/or heat conduction heat sources in the event of an emergency. This is usually done by connecting the monitoring track 4, 5 to the control circuit of a relay circuit that is connected in series to the respective radiator and switches it off on all poles if there is an interruption in the monitoring track 4, 5 in the monitoring circuit. The relay for controlling the safety circuit can be connected to a safety extra-low voltage through a separately supplied transformer. The requirements for the monitoring track are that it is arranged in a sensible protective manner around the heat sources, is made of sufficiently thin material, for example gold, nickel silver, graphite, and is applied by vapor deposition, spattering or printing.
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ter diesen Umständen ist es beim Bruch der zu überwachenden Heizquelle als sicher anzunehmen, daß der Überwachungssensor 4, 5 ebenfalls unterbricht und somit die Sicherheitsschaltung auslöst. Sowohl der oder die Überwachungssensoren als auch die Heizquellenstruktur können verschiedenartig ausgeführt sein. Die zu überwachende Heizquelle kann ihrer Strukturform nach meänderartig, in Spiralkreisbahnen oder in konzentrischen Kreisbahnen aufgebracht sein. Es ist sinnvoll, den Überwachungssensor so auszuführen, daß er sich der jeweiligen Heizquellenstrukturform weitgehend annähert. Für spezielle Ausführungsformen der Heizquelle, beispielsweise für geometrisch größere Heizflächen mit entsprechend größerer Gesamtheizleistung, kann ein innerer und ein äußerer Überwachungssensor angeordnet sein, der unterschiedliche Heizkreise abschalten kann, falls sie zu Bruch kommen, wobei mindestens einer dieser mehreren Überwachungssensoren 4, 5 für Topferkennungszwecke zusätzlich nutzbar ist. Gemäß Fig.2 ist außerdem anordnungsmäßig vorgesehen, daß der Überwachungssensor jeder einzelnen Kochstelle einer Kochfläche zugeordnet ist und die Kochfläche selbst ebenso gegen Bruch zusätzlich schützt. Im Fall der Ausführung der Kochstelle als Wärmeleitplatte, deren massebestimmende elektrische nichtleitende Schicht einer Siliziumverbindung, beispielsweise Silizium-Nitrit oder Silizium-Karbit ist, muß der Überwachungssensor die mindestens eine geschlossene Heizfläche dicht umgeben.Under these circumstances, if the heat source to be monitored breaks, it can be assumed with certainty that the monitoring sensor 4, 5 will also interrupt and thus trigger the safety circuit. Both the monitoring sensor(s) and the heat source structure can be designed in different ways. The heat source to be monitored can be arranged in a meandering, spiral orbit or concentric orbit in terms of its structural shape. It is sensible to design the monitoring sensor in such a way that it closely approximates the respective heat source structural shape. For special embodiments of the heat source, for example for geometrically larger heating surfaces with a correspondingly larger total heating output, an inner and an outer monitoring sensor can be arranged, which can switch off different heating circuits if they break, whereby at least one of these multiple monitoring sensors 4, 5 can also be used for pan detection purposes. According to Fig. 2, the arrangement also provides that the monitoring sensor is assigned to each individual cooking zone of a cooking surface and also provides additional protection for the cooking surface itself against breakage. If the cooking zone is designed as a heat-conducting plate, the mass-determining electrically non-conductive layer of which is a silicon compound, for example silicon nitride or silicon carbide, the monitoring sensor must tightly surround at least one closed heating surface.
Die Vorteile, die mit Wärmeleitplatten der vorgenannten Art verbunden sind, bestehen insbesondere darin, daß die mit Trägermaterialien aus Silizium-Nitrit bzw. Silizium-Karbit ausgerüsteten Wärmeleitquellen gegenüber bisher bekannten Heizquellen eine sehr kurze Vergleichsankochzeit besitzen. Auch der Gesamtwirkungsgrad solcher spezieller Wärmeleit-The advantages associated with heat conducting plates of the aforementioned type are in particular that the heat conducting sources equipped with carrier materials made of silicon nitride or silicon carbide have a very short heating time compared to previously known heating sources. The overall efficiency of such special heat conducting
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platten liegt oberhalb von 80 % und damit deutlich über bisher
bekannten Heizquellenanordnungen. Um die möglicherweise bei höheren Energien auftretende Wahrscheinlichkeit eines
Erwärmungsbruches zu beherrschen, ist es notwendig, die mit der erfindungsgemäßen Anordnung gegebene Sicherheit mittels
Überwachungssensor vorzusehen.plates is above 80% and thus significantly higher than previously known heat source arrangements. In order to reduce the probability of a possible occurrence at higher energies of
In order to control the risk of thermal fracture, it is necessary to provide the safety provided by the arrangement according to the invention by means of a monitoring sensor.
Claims (11)
mit Kochfeldschichten in Verbindung stehen, die aus metallischen oder nichtmetallischen Materialien begrenzter Schichtdicke bestehen,1. Sensor arrangement for cooking area heating elements which are either radiant heaters or mass heaters and
are associated with hob layers consisting of metallic or non-metallic materials of limited layer thickness,
Strukturform nach meänderartig ist.3. Sensor arrangement according to claim 1, 2, characterized in that the heat source to be monitored has its
The structure is meandering.
größere Heizflächen ein innerer und ein äußerer Überwachungssensor angeordnet ist.5. Sensor arrangement according to claim 1, characterized in that for geometrically and thus more powerful
For larger heating surfaces, an internal and an external monitoring sensor is arranged.
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