DE3104265A1 - Electric cooker having a warning indication and an indication of residual heat in the cooking surfaces - Google Patents
Electric cooker having a warning indication and an indication of residual heat in the cooking surfacesInfo
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Abstract
Description
Gegenstand der Erfindung ist ein Elektroherd, der Einrich-The invention relates to an electric stove, the Einrich-
tungen aufweist, die den Benutzer warnen, wenn eine oder mehrere der Kochflächen eine Temperatur aufweist, die bei Berührung zu einer Gefährdung führt. Die konstruktive Ausbildung der Heizelemente ist insbesondere geeignet zur Verwendung in Herden mit ebenen Kochplatten, bei denen die Deckplatte aus Glaskeramikmaterial besteht.features that warn the user when one or more of the Cooking surfaces have a temperature which can be dangerous if touched. The structural design of the heating elements is particularly suitable for use in cookers with flat hotplates, where the cover plate is made of glass ceramic material consists.
Probleme ergeben sich bei Elektroherden, wenn die Oberflächentemperaturen von Kochflächen zu heiß sind, so daß sie bei Berührung zu Verbrennungen führen, ohne daß die erhöhte Temperatur sichtbar oder in irgendeiner Weise angezeigt wird0 Die meisten Herde haben ein Kontrolleuchtensystem, das anzeigt, ob eines der Heizelemente mit elektrischer Energie versorgt ist, aber eine solche Anzeige gibt keinen ausreichenden Hinweis auf eine gefährliche erhöhte Oberflächentemperatur, insbesondere im Falle von Herden mit ebene Kochflächen. Das Kontrollicht brennt ummittelbar nachdem der Schalter die Verbindung des Zelzelementes mit der Spannungsquelle hergestellt hat, obwohl es 15 bis 50 Sekunden dauert, bis die eigentliche Kochfläche eine gefährliche Temperatur, beispielsweise 50 bis 6000 erreicht hat. Ebenso erlischt das Kontrollicht, sobald der Strom abgeschaltet ist, obwohl die erwärmte Oberfläche noch einige Zeit heiß ist und je nach konstruktiver Ausbildung des Herdes und Betriebsdauer des Heizelementes etwa 20 bis 80 Minuten vergehen, bis die eigentliche Kochfläche soweit abgekühlt ist, daß eine Berührung ohne Gefährdung möglich ist.Problems arise with electric cookers when the surface temperatures cooking surfaces are too hot so that they can cause burns if touched, without the increased temperature being visible or indicated in any way0 Most stoves have an indicator light system that shows whether one of the heating elements is present is supplied with electrical energy, but such an indication is insufficient Indication of a dangerous increased surface temperature, especially in the case of of stoves with flat cooking surfaces. The control light is on immediately after the Switch has established the connection of the tent element with the voltage source, although it takes 15 to 50 seconds for the actual cooking surface to be a dangerous one Temperature, for example 50 to 6000 has reached. The control light also goes out, as soon as the power is switched off, although the heated surface still remains for some time is hot and depending on the design of the stove and the operating time of the heating element It takes about 20 to 80 minutes for the actual cooking surface to cool down is that contact is possible without danger.
Es wurden verschiedene Einrichtungen in handelsüblichen Herden vorgesehen, die eine hohe Temperatur an der eigentlichen Kochfläche anzeigen sollen.Various facilities were provided in commercial stoves, which a high temperature at the actual Show cooking surface should.
So wurde vorgeschlagen, einen elektronischen Zeitgeber in den Herd einzubauen, der eine Kontrollampe einschaltet, sobald die Heizelemente über den Schalter mit der Spannungsquelle versehen sind und die bei Abschalten der Stromzufuhr für eine bestimmte Zeit noch die Kontrollampe weiter brennen lassen. Diese Ausführung hat jedoch den Nachteil, daß sie das Vorliegen einer erhöhten Temperatur vortäuscht, wenn die Heizeinheit versehentlich nur kurz eingeschaltet wurde, ohne daß die Kochfläche überhaupt die gefährliche Temperatur erreicht hat. Dies führt dazu, daß der Benutzer die anschließend noch nachbrennende Kontrollampe ignoriert, weil er aus der Erfahrung weiß, daß die Kochfläche nicht mehr heiß ist, weil sie zuvor überhaupt nicht auf eine hohe Temperatur gelangte. Wenn jedoch die Kochfläche längere Zeit benutzt wurde, ist das verzögerte Abschalten der Kontrollampe berechtigt und erforderlich. Diese Unterschiede sind für den Benutzer jedoch nicht ohne weiteres erkennbar und führen zu Verwechslungen mit entsprechender Gefährdung des Benutzers.So it was proposed to put an electronic timer in the stove built in, which turns on a control lamp as soon as the heating elements are over the Switches are provided with the voltage source and when the power supply is switched off Leave the control lamp on for a certain time. This execution however, it has the disadvantage that it simulates the presence of an elevated temperature, if the heating unit was accidentally only switched on for a short time without opening the hob even reached the dangerous temperature. This leads to the user ignored the control lamp, which was still burning, because it was based on experience knows that the hob is no longer hot because it was not open at all before reached a high temperature. However, if the hob has been used for a long time, the delayed switching off of the control lamp is justified and necessary. These However, differences are not immediately recognizable and lead to the user confusion with a corresponding risk to the user.
Eine weitere Ausbildungsform derartiger Kontroll- und Warneinrichtungen simuliert Temperaturänderungen in der Kochflächenoberfläche und der Schalter eines Kontrollämpchens wird in Abhängigkeit von derartigen Temperaturänderungen betätigt. Derartige Einrichtungen sind jedoch teuer und aufwendig und haben meistens einen Raumbedarf, der innerhalb der Herdgehäuse nicht zur Verfügung steht.Another form of training for such control and warning devices simulates temperature changes in the hob surface and the switch of a Control lamp is operated depending on such temperature changes. However, such facilities are expensive and complex and usually have one Required space that is not available within the stove housing.
Eine dritte Art von Warneinrichtungen ist direkt von der Temperatur der Heizeinheiten abhängig, entweder von der Temperatur des eigentlichen Heizelementes oder von der des Trägers der Heizelemente. Diese konstruktive Ausführung bedingt eine langsame Ansprechzeit, denn zunachst muß die Heizeinheit als Ganzes eine bestimmte Temperatur erreicht haben, ehe der Temperaturfühler anspricht und die Kontrolllampe einschaltet. Deshalb wurden Hilfsheizungen vorgesehen, um die Ansprechzeit des Thermofühlers zu verringern, aber das führt zu einem komplizierten Aufbau und erschwert die Herstellung. Deshalb konnte sich dieses System in der Praxis nicht durchsetzen.A third type of warning device is temperature direct of the heating units, either on the Temperature of the actual Heating element or from that of the carrier of the heating elements. This constructive execution requires a slow response time, because the heating unit as a whole must first have reached a certain temperature before the temperature sensor responds and the control lamp comes on. Therefore auxiliary heaters were provided to the Reduce response time of the thermocouple, but that leads to a complicated one Structure and complicates production. This is why this system could not work in practice not enforce.
Schnelle Ansprechzeit läßt sich dadurch herstellen, daß der Thermofühler dem direkten Wärmestrom des eigentlichen Heizelementes ausgesetzt wird, aber das führt nicht zu der erwünschten Übereinstimmung des Schaltpunktes der Kontrolllampe mit der tatsächlichen Temperatur an der Oberfläche des eigentlichen Kochfeldes.A fast response time can be achieved by the fact that the thermocouple is exposed to the direct heat flow of the actual heating element, but that does not lead to the desired correspondence of the switching point of the control lamp with the actual temperature on the surface of the actual hob.
Von den zuvor beschriebenen Ausführungsformen spricht nur die dritte auf die Heizeinheit an, mit der sie direkt verbunden ist. Die anderen Ausführungsformen können mit mehreren Heizeinheiten zusammengeschaltet werden und ihre Größe und die erforderlichen Kosten begrenzen ihre Anzahl auf ein Kontrollelement pro Heizeinheit. Dadurch ist eine genaue Anzeige, welches spezielle Heizelement betrieben und welche entsprechende Oberfläche auf eine erhöhte Temperatur gelangt, nicht gewährleistet, Elektronische Zeitmeß- und Schalteinrichtungen sind jedoch nur geeignet, wenn die Umgebungstemperatur nicht über 70°C ansteigt und müssen deshalb an besonders geschützten kalten Stellen innerhalb des Herdes montiert werden. Dies erfordert besondere konstruktive Ausführungsformen mit erhöhtem Kostenaufwand.Only the third embodiment speaks of the previously described embodiments on the heating unit to which it is directly connected. The other embodiments can be interconnected with several heating units and their size and the required costs limit their number to one control element per heating unit. This gives an accurate indication of which particular heating element is operating and which corresponding surface reaches an elevated temperature is not guaranteed, Electronic timing and switching devices are only suitable if the The ambient temperature does not rise above 70 ° C and must therefore be placed in specially protected areas cold spots inside the cooker. This requires special constructive Embodiments with increased cost.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung war es, eine konstruktive Gestaltung einer Heizeinheit und ihre Anordnung innerhalb eines Elektroherdes zu schaffen, die einfach aufgebaut ist, sicher und zuverlässig, direkt abhängig von der Oberflächentemperatur des Kochfeldes arbeitet und das Überschreiten einer Temperaturgrenze im Bereich von 50 bis 60 0C über eine Kontroll- oder Warnlampe anzeigt. Die konstruktive Gestaltung soll ferner so sein, daß die Kontrollampe in der Abkühlphase erst erlischt, wenn die zuvor genannte Temperaturgrenze an der Kochfläche unterschritten ist. Die konstruktive Ausbildung soll nur einen geringen Raumbedarf haben, niedrige Kosten verursachen und leicht montierbar sein.The object of the present invention was to provide a structural design to create a heating unit and its arrangement within an electric range, which is simple, safe and reliable, directly dependent on the surface temperature the hob is working and a temperature limit is exceeded in the area from 50 to 60 0C via a control or warning lamp. The constructive design should also be such that the control lamp only goes out during the cooling phase if the above-mentioned temperature limit on the cooking surface has fallen below. The constructive one Training should only take up little space and generate low costs and be easy to assemble.
Diese Aufgabe wird gelöst durch einen Elektroherd mit einer oder mehreren Heizeinheiten, die auf der Unterseite der Deckplatte angeordnet sind. Das Kennzeichnende der konstruktiven Gestaltung besteht darin, daß die Heizeinheit (1) einen überstehenden Außenrand aufweist, der mit der Unterseite der Deckplatte (10) in Berührung steht und ein geschlossener Hohlraum(ll) zwischen dem Heizelement (6) und der Unterseite der Deckplatte (10) vorhanden ist und der Außenrand (8) oder die Trägerplatte (4) eine Öffnung (19, 20) aufweist und ein Temperaturfühler (16, 22) außerhalb des Hohlraumes (11), innerhalb der Öffnung (19, 20) oder in deren unmittelbarer Nähe so angeordnet ist, daß eine Erwärmung des Temperaturfühlers (16, 22) durch die bei Betrieb des Heizelementes (6) aus der Öffnung (19, 20) austretende heiße Luft erfolgt.This problem is solved by an electric stove with one or more Heating units that are arranged on the underside of the cover plate. The characteristic the structural design is that the heating unit (1) has a protruding Has outer edge which is in contact with the underside of the cover plate (10) and a closed cavity (ll) between the heating element (6) and the underside the cover plate (10) is present and the outer edge (8) or the carrier plate (4) has an opening (19, 20) and a temperature sensor (16, 22) outside the cavity (11), so arranged within the opening (19, 20) or in the immediate vicinity thereof is that a heating of the temperature sensor (16, 22) by the operation of the Heating element (6) emerging from the opening (19, 20) hot air takes place.
Der Temperaturfühler wirkt mit einem in einem Stromkreis angeordneten Schalter zusammen, so daß eine entsprechend dimensionierte Kontrollampe aufleuchtet bzw. erlischt.The temperature sensor works with one arranged in a circuit Switch together so that one accordingly dimensioned control lamp lights up or goes out.
Die konstruktive Gestaltung der Heizeinheit geht davon aus, daß zwischen dem Heizelement und der Unterseite der Deckplatte des Elektroherdes ein abgeschlossener Hohlraum oder Zwischenraum gebildet wird, in dem sich die eingeschlossene Luft bei Inbetriebnahme des Heizelementes schnell erwärmt und infolge der damit verbundenen Volumenausdehnung der Luft diese über eine vorgesehene Austrittsöffnung aus der Heizeinheit ausströmt. Diese Austrittsöffnung kann am seitlichen Rand der Heizeinheit oder am moden der Heizeinheit plaziert sein. Weist die Heizeinheit mehrere, unabhängig voneinader betreibbare einzelne Heizelemente auf, so ist es besonders vorteilhaft, wenn diese Heizelemente durch Trennstege voneinander getrennt sind und dadurch unterhalb der Deckplatte pro Heizeinheit mehrere geschlossene Hohlräume entstehen, die dann jeweils eine an passender Stelle angeordnete Austrittsöffnung aufweisen.The structural design of the heating unit assumes that between the heating element and the underside of the top plate of the electric range Cavity or space is formed in which the trapped air is at Commissioning the heating element quickly heated and as a result of the associated Volume expansion of the air this via a provided outlet opening from the Heating unit flows out. This outlet opening can be on the side edge of the heating unit or placed on the mode of the heating unit. Assigns the heating unit multiple, independently individually operable heating elements, it is particularly advantageous to when these heating elements are separated from one another by separators and thus underneath The cover plate creates several closed cavities per heating unit, which then each have an outlet opening arranged at a suitable point.
In dieser Austrittsöffnung, davor oder in unmittelbarer Nähe der Öffnung wird jeweils ein Temperaturfühler plaziert, der auf die ausströmende heiße Luft in der Aufheizphase anspricht. Die Anordnung und Ausbildung des Temperaturfühlers wird aber so gewählt, daß er in der Abkühlphase von der Restwärme der Heizeinheit noch so lange auf Ansprechtemperatur gehalten wird, bis die Oberfläche des Kochfeldes sich auf 50 bis 600C abgekühlt hat und erst dann di, Kontrollampe aufgrund eines Signals des Temperaturfühlers abgeschaltet wird. Die Größe der Austrittsöffnung, die Größe des Thermofühlers und seine Anordnung an dem Heizelement werden so aufeinander abgestimmt, daß die Ansprechzeit mit der Oberflächentemperatur des Kochfeldes in der gewünschten Beziehung steht und bei einer Oberflächentemperatur im Bereich von 50 bis 60°C die Kontroll- oder Warnlampe ein- bzw. ausgeschaltet wird. Der Temperaturfühler erwärmt sich durch die austretende heiße Luft sehr schnell, sobald das zugehörende Heizelement mit Strom versorgt wird und kühlt andererseits nach Unterbrechung der Stromzufuhr zum Heizelement entsprechend langsam ab, weil Strahlungswärme und Wärme durch Leitung von der Trägerplatte und der Außenwand des Heizers noch ausreichend lange Wärme auf den Temperaturfühler übertragen. Die Ansprechzeit kann 15 Sekunden oder weniger betragen tind stimmt damit im wesentlichen mit der Zeit überein, die erforderlich ist, um das Kochfeld eines Herdes mit ebener Kochfläche auf die Temperatur zu erwärmens oberhalb der eine Gefährdung des Benutzers bei Kontakt gegeben ist.In this outlet opening, in front of or in the immediate vicinity of the opening a temperature sensor is placed in each case, which points to the hot air flowing out responds in the heating-up phase. The arrangement and design of the temperature sensor but is chosen so that it is in the cooling phase of the residual heat of the heating unit is kept at the response temperature until the surface of the hob has cooled down to 50 to 600C and only then di, control lamp due to a Signal of the temperature sensor is switched off. The size of the outlet opening, the size of the thermocouple and its arrangement on the heating element are thus related to one another matched that the response time with the surface temperature of the hob is in the desired relationship and at a surface temperature in the range from 50 to 60 ° C the control or warning lamp is switched on or off will. The temperature sensor heats up very quickly due to the escaping hot air, as soon as the associated heating element is supplied with power and, on the other hand, cools after the power supply to the heating element has been interrupted accordingly slowly, because Radiant heat and heat by conduction from the support plate and the outer wall of the The heater can still transfer heat to the temperature sensor for a sufficiently long time. The response time can be 15 seconds or less and is essentially consistent with that Time that is required to work the hob on a cooker with a level cooking surface to heat up to the temperature above which a hazard to the user on contact given is.
Bevorzugte konstruktive Gestaltungen des Elektroherdes bzw. der Heizeinheiten ind in den Unteransprüchen beschrieben.Preferred structural designs of the electric cooker or the heating units ind described in the subclaims.
Die erfindungsgemäße knstruktive Ausbildung ist besonders geeignet fürStrhlunsheizer, die für Herde mit ebenen Kochflächen verwendet werden sollen, in denen die Deckplatte aus Glaskeramikmaterial besteht. Derartige Strahlungsheizer tragen das eigentliche Heizelement in der Regel auf einer Trägerplatte aus einem elektrisch und thermisch iaolierenden Material, die einen hochgezogenen Außenrtnd aufweist. Das ganze ist seitlich und unten umschlossen von einer Metallschale. Durch den hochgezogenen Außenrand ist es möglich, den Strahlungsheizer unterhalb der Glaskeramikplatte so anzubringen, daß der Außenrand in Kontakt mit der Abdeckplatte steht und zwischen der Unterseite der Deckplatte und der Oberfläche des eigentlichen Heizelementes auf der Trägerplatte (4) ein Zwischenraum vorhanden ist. Dieser abgeschlossene Hohlraum weist erfindungsgemäß nun eine Verbindung zur Umgebung der Heizeinheit unterhalb der Deckplatte auf. Diese Öffnung kann am Seitenrand vorhanden sein, aber auch durch die Boden- oder Trägerplatte führen.The structural design according to the invention is particularly suitable for radiant heaters that are to be used for stoves with flat cooking surfaces, in which the cover plate is made of glass ceramic material. Such radiant heaters usually carry the actual heating element on a carrier plate made of one electrically and thermally insulating material that has a raised outer edge having. The whole thing is enclosed on the sides and below by a metal shell. By the raised outer edge makes it possible to place the radiant heater underneath the glass ceramic plate to be attached so that the outer edge is in contact with the cover plate stands and between the underside of the cover plate and the surface of the actual There is a space between the heating element on the carrier plate (4). This completed According to the invention, the cavity now has a connection to the surroundings of the heating unit below the cover plate. This opening can be present on the side edge, however also run through the base or carrier plate.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform weist die Heizeinheit eine wärmeleitende Außenhülle in Form einer Metallschale auf, und der Thermofühler ist außerhalb der Heizeinheit über ein Winkelmetall in wärmeleitender Verbindung an der Metallschale vor der Austrittsöffnung befestigt. Als Temperaturfühler und Schalter für die Kontrollampe dient ein Bimetallschalter mit einer Bimetallscheibe, die vor der Austrittsöffnung am Boden oder an der Seite der Heizeinheit angeordnet ist. Die Austrittsöffnung hat in diesem Falle einen Durchmesser im Bereich von 4 - 10 mm und der temperaturempfindliche Schalter mit der Bimetallscheibe mit einem Durchmesser von 10 - 20 mm. Dieses Element wird im Abstand von 1 - 4 mm von der Metallschale angeordnet und über ein Winkelmetall an dieser befestigt. Durch diese Anordnung ist gewährleistet, daß die Ansprechzeit des Schalters mit der Oberflächentemperatur des eigentlichen Kochfeldes korreliert. Der Schalter liegt in einem Stromkreis mit einer Kontrollampe, die der entsprechenden Kochfläche zugeordnet ist.In a preferred embodiment, the heating unit has a thermally conductive one Outer shell in the form of a metal shell, and the thermal sensor is outside the Heating unit via an angle metal in a thermally conductive connection on the metal shell attached in front of the outlet opening. As a temperature sensor and switch for the control lamp a bimetal switch is used with a bimetal disc in front of the outlet opening is arranged on the bottom or on the side of the heating unit. The outlet opening in this case has a diameter in the range of 4 - 10 mm and the temperature sensitive Switch with a bimetal disc with a diameter of 10-20 mm. This element is arranged at a distance of 1 - 4 mm from the metal shell and over an angle metal attached to this. This arrangement ensures that the response time of the switch correlates with the surface temperature of the actual hob. The switch is in a circuit with an indicator lamp that corresponds to the corresponding one Cooking surface is assigned.
Besonders zweckmäßig ist es, wenn die Kontroll- oder w.'arnlampe unmittelbar neben dem Kochfeld unterhalb der Glaskeramikplatte angebracht ist und die Kontrolleuchte so stark gewählt wird, daß sie die Glaskeramikplatte durchstrahlt und die brennende Kontrollampe von außen direkt erkennbar ist. Grundsätzlich ist es aber auch möglich, die Kontrolleuchte an geeigneter anderer Stelle, beispielsweise an der Frontseite des Elektroherdes anzuordnen und eine Kennzeichnung vorzusehen, so daß der Benutzer erkennen kann, welche Kontrollampe mit welcher Kochfläche zusammenwirkt.It is particularly useful if the control or warning lamp is immediately next to the hob below the glass ceramic plate and the control lamp so is chosen strongly that it shines through the glass ceramic plate and the burning control lamp can be seen directly from the outside. Basically is but it is also possible to place the control light somewhere else, for example to be arranged on the front of the electric cooker and to provide a marking, so that the user can see which control lamp interacts with which cooking surface.
Bei einer anderen Ausführungsform wird als Temperaturfühler ein Thermoelement oder ein Widerstandsthermometer eingesetzt, das in analoger Weise wie der Bimetallschalter in odet in unmittelbarer Nähe der Austrittsöffnung an der Heizeinheit befestigt wird und in Verbindung mit einem entsprechenden ausgebildeten Schaltkreis mit einer Kontrolleuchte steht.In another embodiment, a thermocouple is used as the temperature sensor or a resistance thermometer is used, which works in an analogous manner to the bimetal switch in odet attached to the heating unit in the immediate vicinity of the outlet opening is and in connection with a corresponding trained circuit with a Indicator light is.
Ganz besonders geeignet sind als Temperaturfühler sogenannte Thermistoren. Das sind Elemente, die als Kaltleiter oder als Heißleiter ausgebildet sind und in entsprechende Stromkreise eingeschaltet werden können. Dabei hat es sich als besonders zweckmäßig erwiesen, das wärmeisolierende Material und die Außenhülle des Strahlungsheizers an der Durchführöffnung mit einer Aussparung zu versehen und einen Hohlraum zur Aufnahme des Thermistors auszubilden. Dieser Hohlraum soll sich seitlich neben der Durchtrittsöffnung erstrecken, so daß der darin angeordnete Thermistor keiner direkten Wärmestrahlung des eigentlichen Heizelementes ausgesetzt ist.So-called thermistors are particularly suitable as temperature sensors. These are elements that are designed as PTC thermistors or NTC thermistors and are in corresponding circuits can be switched on. It has proven to be special proven to be useful, the heat-insulating material and the outer shell of the radiant heater to be provided at the lead-through opening with a recess and a cavity for Form inclusion of the thermistor. This cavity should be next to the side Passage opening extend so that the thermistor arranged therein does not have any direct Is exposed to thermal radiation from the actual heating element.
Diese Aussparung wird zweckmäßigerweise mit einer Abdeckplatte versehen, die ihrerseits Durchführungen für die elektrischen Anschlüsse des Thermistors aufweist und in der außerdem eine Austrittsöffnung für die heiße Luft vorgesehen ist.This recess is expediently provided with a cover plate, which in turn has bushings for the electrical connections of the thermistor and in which an outlet opening for the hot air is also provided.
Diese Austrittsöffnung wird zweckmäßigerweise möglichst wcit entfernt von der Einmündung der Öffnung (20) in diesen Hohlraum plaziert, so daß der Thermistor von der durchströmenden heißen Luft gut umspült wird. Der besondere Vorteil der Verwendung eines Thermistors in Form eines Kaltleiters oder eines Heißleiters besteht darin, daß nur geringer Raumbedarf erforderlich ist und diese Elemente direkt in entsprechende Stromkreise für die Kontrolllampen eingefügt werden können. Außerdem handelt es sich dabei um handelsübliche Bauteile, die als Serienteile besonders preisgünstig zur Verfügung stehen, so daß die Kosten für die erfindungsgemäße Zusatzausrüstung eines Elektroherdes relativ niedrig sind, trotzdem aber eine sichere und zuverlässige Arbeitsweise gewährleistet ist.This outlet opening is expediently removed as far as possible from the confluence of the opening (20) placed in this cavity, so that the thermistor is thoroughly washed around by the hot air flowing through. The special advantage of the Use of a thermistor in the form of a PTC thermistor or an NTC thermistor in that only a small amount of space is required and these elements are directly in corresponding circuits for the control lamps can be inserted. aside from that These are commercially available components that are especially series-produced Are inexpensively available, so that the cost of the additional equipment according to the invention of an electric cooker are relatively low, but still safe and reliable Working method is guaranteed.
Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen konstruktiven Gestaltung besteht darin, daß der Raumbedarf so gering ist, daß ein Strahlungsheizer, der mehrere Heizelemente aufweist, auch mit mehreren Temperaturfühlern und entsprechenden Kontrolleuchten ausgestaltet werden kann.Another advantage of the structural design according to the invention is that the space required is so small that a radiant heater that several Has heating elements, also with several temperature sensors and corresponding control lights can be designed.
Dies wirkt sich besonders vorteilhaft aus, wenn es sich um Strahlungsheizer handelt, bei denen durch tTinzuschalten weiterer Heizelemente die Kochflächen vergrößert werden, beispielsweise eine runde oder viereckige Kochfläche durch Zusatzelemente vergrößert wird, oder eine runde Kochfläche durch seitlich angeordnete Heizelemente zu einer ovalen Kochfläche vergrößert wird.This is particularly beneficial when it comes to radiant heaters which increases the cooking surface by switching on additional heating elements be, for example, a round or square cooking surface with additional elements is enlarged, or a round cooking surface through laterally arranged heating elements is enlarged to an oval cooking surface.
Die Erfindung wird nun unter Bezugnahme auf die Abbildungen noch näher beschrieben.The invention will now be further elucidated with reference to the figures described.
Abbildung 1 zeigt eine Aufsicht auf einen Strahlungsheizer, der unterhalb der Deckplatte von Herden mit ebener Kochfläche angeordnet wird.Figure 1 shows a plan view of a radiant heater, below the top plate of cookers with a flat cooking surface.
Abbildung 2 zeigt den gleichen Strahlungsheizer im Querschnitt, wie er unterhalb der Deckplatte eines Herdes mit ebenen Kochflächen angeordnet ist.Figure 2 shows the same radiant heater in cross section as it is arranged below the cover plate of a stove with flat cooking surfaces.
Abbildung 3 zeigt im Querschnitt die Anordnung einer bevorzugten konstruktiven Ausbildung des Strahlungsheizers.Figure 3 shows in cross section the arrangement of a preferred constructive Training of the radiant heater.
Abbildungen 4 und 5 zeigen Schaltschemen der erfindungsgemäßen Warnlampen zur Anzeige erhöhter Temperatur der Kochfelder.Figures 4 and 5 show circuit diagrams of the warning lamps according to the invention to display the increased temperature of the cooktops.
Abbildung 6 zeigt die Abhängigkeit der Ansprechzeiten der Schutzeinrichtung von der konstruktiven Ausbildung des Strahlungsheizers, insbesondere von der Größe der Öffnung im Außenrand.Figure 6 shows the relationship between the response times of the protective device on the design of the radiant heater, in particular on the size the opening in the outer edge.
Der in den Abbildungen 1 und 2 wiedergegebene Strahlungsheizer (1) wird von einer Metallschale (2) umschlossen, innerhalb der eine Trägerplatte (4) aus elektrisch und thermisch isolierendem Material angeordnet ist zur Aufnahme des eigentlichen Heizelementes (6). Innerhalb der Metallschale (2) ist ein auf der Trägerplatte (4) aufliegender Außenrand (8) aus thermisch isolierendem Material vorhanden, der den seitlich hochgezogenen Rand der Metallschale (2) in geringem Maße überragt. Trägerplatte (4) und Außenrand (8) bestehen aus thermisch und elektrisch isolierendem Material, vorzugsweise aus einem mikroporösen Wärmeisoliermaterial aus fein verteiltem Siliciumdioxid. Ein solcher Werkstoff besteht vorzugsweise aus Kieselsäureaerogel, einem Trübungsmittel und gegebenenfalls Verstärkungsfasern aus Glas, Mineralwolle oder Aluminiumsilikat. Es können aber auch andere keramische Werkstoffe für die Trägerplatte (4) und den Außenrand (8) verwendet werden. Das eigentliche Heizelement (6) ist an der Oberfläche der Trägerplatte (4) innerhalb der vom Außenrand (8) umgebenen Fläche angeordnet. Dabei können die Heizelemente in der üblichen und bekannten Form ausgebildet und angeordnet sein, um eine möglichst gleichmäßige Wärmeentwicklung zu erreichen. In Abbildung 1 ist ein Heizelement (6) entsprechend abgebogen auf der Trägerplatte (4) angeordnet.The radiant heater shown in Figures 1 and 2 (1) is enclosed by a metal shell (2), inside which a carrier plate (4) made of electrically and thermally insulating material is arranged to accommodate the actual heating element (6). Inside the metal shell (2) there is a on the carrier plate (4) overlying outer edge (8) made of thermally insulating material available, the the laterally raised edge of the metal shell (2) protrudes slightly. Carrier plate (4) and outer edge (8) consist of thermally and electrically insulating Material, preferably made of a microporous heat insulating material made of finely divided silicon dioxide. Such a material preferably consists of silica airgel, an opacifier and optionally reinforcing fibers made of glass, mineral wool or aluminum silicate. But there can also be other ceramic materials for the carrier plate (4) and the Outer edge (8) can be used. The actual heating element (6) is on the surface the carrier plate (4) arranged within the area surrounded by the outer edge (8). The heating elements can be designed and in the usual and known form be arranged in order to achieve as uniform a heat development as possible. In Figure 1 shows a heating element (6) bent accordingly on the carrier plate (4) arranged.
Aus Abbildung 2 ist ersichtlich, wie der Strahlungsheizer (1) unterhalb der Abdeckplatte (10) eines Herdes angeordnet ist, wobei der Außenrand (8) in Kontakt mit der Abdeckplatte (10) steht, so daß zwischen dem eigentlichen Heizelement (6) und der Abdeckplatte (10) ein abgeschlossener Zwischenraum oder Hohlraum (11) entsteht.From Figure 2 it can be seen how the radiant heater (1) below the cover plate (10) of a cooker is arranged with the outer edge (8) in contact with the cover plate (10) so that between the actual heating element (6) and the cover plate (10) creates a closed space or cavity (11).
Die Abdeckplatte (10) bildet die ebene Kochfläche innerhalb der durch darunter angeordnete Strahlungsheizer (1) die eigentlichen Kochzonen oder Kochfelder entstehen. Die Abdeckplatte (10) besteht vorzugsweise aus Glaskeramik. Oberhalb des Heizelementes (6), aber innerhalb des Zwischenraumes (11) ist ein Überhitzungsschutzschalter (12), wie in Abbildung 1 angezeigt, der durch einen entsprechenden Durchbruch (13) im Außenrand nach außen geführt ist und dort in Kontakt mit einem mechanischen Schalter (14) steht, der im Falle von Überhitzung das Heizelement (6) von der Spannungsquelle trennt. Die Stromzuführung zum eigentlichen Heizelement (6) erfolgt über die blockmäßig in Abbildung 1 wiedergegebene Zuführstelle (7).The cover plate (10) forms the flat cooking surface within the through Radiant heaters (1) arranged underneath the actual cooking zones or hobs develop. The cover plate (10) is preferably made of glass ceramic. Above of the heating element (6), but within the space (11) is an overheating protection switch (12), as shown in Figure 1, which is indicated by a corresponding breakthrough (13) is led to the outside in the outer edge and there in contact with a mechanical switch (14), which in the case of Overheating of the heating element (6) the voltage source disconnects. The power supply to the actual heating element (6) takes place via the feed point (7) shown in blocks in Figure 1.
Derartig ausgebildete Strahlungsheizer sind bekannt und werden beispielsweise von der Firma Ceramaspeed Ltd. hergestellt.Radiant heaters designed in this way are known and are for example from the company Ceramaspeed Ltd. manufactured.
Die erfindungsgemäße konstruktive Weiterbildung der an sich bekannten Strahlungsheizer sieht eine Verbindungsöffnung (19) zwischen dem Innenraum (11) innerhalb des Strahlungsheizers und dem Raum in der Umgebung des Strahlungsheizers (1) unterhalb der Abdeckplatte 10 vor. In Abbildung 2 ist eine solche Öffnung (19) im Außenrand (8) des Strahlungsheizers gezeigt.The inventive structural development of the known per se Radiant heater sees a connection opening (19) between the interior (11) inside the radiant heater and the space around the radiant heater (1) below the cover plate 10. In Figure 2 such an opening (19) shown in the outer edge (8) of the radiant heater.
Diese Öffnung reicht bis durch den Seitenrand der Metallschale (2). Außerhalb des Strahlungsheizers (1) unmittelbar vor der Öffnung (19) ist ein auf Temperatur ansprechender Schalter (16) mittels eines Metallbügels (18) angebracht.This opening extends through the side edge of the metal shell (2). Outside the radiant heater (1) immediately in front of the opening (19) there is an on Temperature responsive switch (16) attached by means of a metal bracket (18).
Der Schalter (16) weist ein temperaturempfindliches Teil in Form einer Bimetallscheibe (17) auf, die die Öffnung (19) in der Seitenwand der Metallschale (2) und den Durchgang durch den Außenrand (8) abdeckt. Durch diesen Durchgang (19) kann erhitzte Luft aus dem Zwischenraum (10) an die Bimetallscheibe (17) des Schalters (16) gelangen. Der Schalter (16) ist mittels eines Winkelbleches (18) an der Metallschale (2) befestigt, so daß eine wärmeleitende Verbindung zu dieser Metallschale hergestellt ist. Das Winkelblech (18) ist so geformt und dimensioniert, daß die Bimetallscheibe (17) in einem Abstand von etwa 2 mm von der benachbarten äußeren Wand der Metallschale (2) angeordnet ist. Die Öffnung (19) bzw. der Durchbruch durch den Außenrand weist einen Durchmesser von etwa 7 mm auf, wobei die Dicke des Außenrandes (8) etwa 11 mm beträgt. Geeignete auf Temperatur ansprechende Schalter (16) sind handelsübliche Produkte und können beispielsweise von der Firma Therm-O-Disc, Inc., Mansfield, U.S.A. bezogen werden.The switch (16) has a temperature-sensitive part in the form of a Bimetal disc (17) that has the opening (19) in the side wall of the metal shell (2) and the passage through the outer edge (8). Through this passage (19) can heat air from the space (10) to the bimetal disc (17) of the switch (16) arrive. The switch (16) is attached to the metal shell by means of an angle plate (18) (2) attached so that a thermally conductive connection is made to this metal shell is. The angle plate (18) is shaped and dimensioned so that the bimetal disc (17) at a distance of about 2 mm from the adjacent outer wall of the metal shell (2) is arranged. The opening (19) or the breakthrough the outer edge has a diameter of about 7 mm, the thickness of the outer edge (8) is about 11 mm. Suitable temperature responsive switches (16) are commercial products and can, for example, from Therm-O-Disc, Inc., Mansfield, U.S.A.
Wenn der Strahlungsheizer (1) betrieben wird, indem dem Heizelement (6) elektrische Energie zugeführt wird, richtet sich die erzeugte Wärme in erster Linie auf die Abdeckplatte (10) und erwärmt diese, so daß ein auf dieser Fläche stehendes Kochgeschirr erwärmt wird0 Zur gleichen Zeit gelangt eine Teilmenge von Strahlungswärme auch durch die Öffnung (19) auf die Bimetallscheibe (17) des Schalters (16).When the radiant heater (1) is operated by the heating element (6) electrical energy is supplied, the generated heat is directed in the first place Line on the cover plate (10) and heat it, so that one on this surface standing cookware is heated 0 At the same time, a portion of Radiant heat also through the opening (19) onto the bimetal disc (17) of the switch (16).
Reine Strahlungswärme ist allein jedoch nicht ausreichend, um die Scheibe (17) ausreichend schnell zu erwärmen, um den Schalter (16) zu einem Zeitpunkt auszulösen, an dem die Deckplatte im Bereich des Strahlungsheizers eine Temperatur erreicht hat, die bei Berührung durch Herdbenutzer zu Verbrennungen führt. Erfindungsgemäß wird deshalb vorgeschlagen, die Größe des Durchbruches (19) und die Anordnung des Schalters (16) so zu wählen, daß die Luft, die im abgeschlossenen Raum (11) durch den Strahlungsheizer erwärmt wird, sich dadurch entsprechend ausdehnt, durch den Durchbruch (19) austritt und auf die Bimetallscheibe (17) als ein Strom heißen Gases einwirkt und den Schalter (16) auslöst, so daß ein mit diesem Schalter verbundenes Kontroll-oder Warnlicht oder ein äquivalentes Anzeigesystem betätigt wird und für den Benutzer erkennbar ist, daß die zugehörige Kochfläche heiß ist.However, pure radiant heat alone is not sufficient for the Heat disk (17) fast enough to turn the switch (16) at a time to trigger, on which the cover plate in the area of the radiant heater has a temperature which can cause burns if touched by the stove user. According to the invention it is therefore proposed that the size of the opening (19) and the arrangement of the Switch (16) to be selected so that the air in the closed space (11) through the radiant heater is heated, thereby expanding accordingly, through the Breakthrough (19) emerges and onto the bimetal disc (17) as a stream of hot gas acts and the switch (16) triggers, so that a connected to this switch Control or warning light or an equivalent display system is operated and for the user can see that the associated cooking surface is hot.
Während der Strahlungsheizer (1) betrieben wird, erwärmt sich die Metallschale (2), weil ein Teil der vom Heizelement (6) erzeugten Wärme durch das Isolationsmaterial (4, 8) nach außen gelangt. Wenn die Stromzufuhr zum Heizelement (6) unterbrochen wird und der Strahlungsheizer abkühlt, verringert sich die Temperatur der Metallschale (2) langsam und durch die wärmeleitende Verbindung zwischen der Schale (2) über die Halterung (18) zum Schalter (16) wird für eine Übergangszeit noch ausreichend Wärme durch Leitung bzw.While the radiant heater (1) is operating, the Metal shell (2), because part of the heat generated by the heating element (6) passes through the Insulation material (4, 8) reaches the outside. When the power supply to the heating element (6) is interrupted and the radiant heater cools down, the temperature will decrease the metal shell (2) slowly and through the thermally conductive connection between the Shell (2) over holder (18) to switch (16) is used for a transitional period still sufficient heat through conduction or
Strahlung auf die Bimetallscheibe (17) des Schalters (16) übertragen, so daß dieser noch im ausgelösten Zustand verbleibt und die angeschlossene Kontroll- oder Warnlampe weiterbrennt. Das System wird so aufeinander abgestimmt, daß der Schalter (16) mit einer solchen Verzëgerung die angeschlossene Kontrolleuchte erlöschen läßt, daß zu diesem Zeitpunkt die Kochfläche der Abdeckplatte (10) bereits eine ausreichend niedrige, doh. für Benutzer ungefährliche Temperatur erreicht hat.Transmit radiation to the bimetal disc (17) of the switch (16), so that it remains in the triggered state and the connected control or the warning lamp continues to burn. The system is coordinated so that the Switch (16) with such a delay the connected control lamp go out lets that at this time the cooking surface of the cover plate (10) already has one sufficiently low, doh. has reached a temperature that is not dangerous for the user.
Die Durchbruchsöffnung (19) im Außenrand (8) und der Metallschale (2) kann an beliebiger Stelle des Aueßnrandes angebracht werden, es ist jedoch bevorzugt, den Ort so zu wählen, daß keine räumliche Behinderung mit dem Stromanschluß (7) und dem mechanischen Schalter (14) außerhalb der Metallschale (2) auftritt. Es ist selbstverständlich auch möglich, die Öffnung nicht im Außenrand (8) vorzusehen, sondern eine entsprechende Öffnung bzw. einen Durchbruch durch die Trägerplatte (4) vorzusehen. Der Schalter (16) befindet sich dann nicht seitlich neben dem Strahlungsheizer (1), sondern unterhalb unterhalb des Strahlungsheizers. Diese andere räumliche Anordnung hat jedoch auf die Funktionsfähigkeit keine Auswirkung, denn es kommt darauf an, daß in der Aufheizphase die Bimetallscheibe (17) durch vorbeiströmende heiße Luft der Schalter (16) schnell genug betätigt wird und in der Abkühlphase durch Restwärmeleitung eine ausreichend verzögertes Abfallen des Schalters (16) erfolgt.The breakthrough opening (19) in the outer edge (8) and the metal shell (2) can be attached anywhere on the outer edge, but it is preferred to choose the location so that there is no spatial obstruction to the power connection (7) and the mechanical switch (14) occurs outside the metal shell (2). It is Of course, it is also possible not to provide the opening in the outer edge (8), but a corresponding opening or a breakthrough through the carrier plate (4) to be provided. The switch (16) is then not on the side next to the radiant heater (1), but below the radiant heater. This different spatial arrangement however, has to function no effect because of it depends on the fact that the bimetallic disk (17) by flowing past in the heating phase hot air the switch (16) is operated quickly enough and in the cooling phase due to residual heat conduction a sufficiently delayed dropping of the switch (16) he follows.
Je nach Dimensionierung des Strahlungsheizers wird die Größe des Durchbruches (19) und der Abstand der Bimetallscheibe (17) vom Rand der Öffnung (19) so gewählt, daß bei Temperaturen oberhalb 50 bis 60°C an der Oberfläche der Abdeckplatte (10) im Bereich der eigentlichen Kochfläche eine mit dem Schalter (16) in Verbindung stehende Warn-oder Kontrolleuchte brennt und damit anzeigt, daß das zugehörige Kochfeld eine Temperatur aufweist, die bei Berührung mit dem Kochfeld als gefährlich für den Herdbenutzer gilt.The size of the opening depends on the dimensions of the radiant heater (19) and the distance between the bimetallic disk (17) and the edge of the opening (19) are selected so that that at temperatures above 50 to 60 ° C on the surface of the cover plate (10) one in connection with the switch (16) in the area of the actual cooking surface The standing warning or control lamp is lit, indicating that the associated hob is at a temperature which is dangerous for when it comes into contact with the hob applies to the stove user.
In Abbildung 3 wird eine weitere Ausbildungsform der Erfindung gezeigt, bei der die Öffnung (20) in der Trägerplatte (4) angeordnet ist. Die Durchbruchsöffnung (20) in der Basisplatte (4), die beispielsweise einen Durchmesser von 5 mm haben kann, reicht durch die Trägerplatte (4), die bei diesem Beispiel 15 mm dick ist. An der Unterseite, die der Metallschale (2) zugewandt ist, ist der Duchmesser aufgeweitet, beispielsweise auf einen Hohlraum mit 12 mm Durchmesser und 6 mm Tiefe. Entsprechend vergrößert ist auch die Aussparung in der Metallschale 2. Auf diese Weise entsteht in der Trägerplatte (4) ein Hohlraum (21), der durch eine Abdeckplatte (23) verschlossen werden kann. Diese Abdeckplatte (23) weist eine Austrittsöffnung auf, die möglichst weit gegenüber der Öffnung (20) seitlich versetzt ist, beispielsweise am gegenüberliegenden Rand des Hohlraumes (21). Die Abdeckplatte besteht aus hochtemperaturbeständigem solierendem Material, beispielsweise aus Glimmer oder keramischen Werkstoffen. Die Öffnung (24) in der Abdeckplatte kann etwa den gleichen Durchmesser haben wie der Durchbruch (20) in der Trägerplatte (4), kann jedoch auch größer oder kleiner sein.In Figure 3, a further embodiment of the invention is shown, in which the opening (20) is arranged in the carrier plate (4). The breakthrough opening (20) in the base plate (4), which for example have a diameter of 5 mm can, extends through the carrier plate (4), which is 15 mm thick in this example. On the underside, which faces the metal shell (2), the diameter is widened, for example a cavity with a diameter of 12 mm and a depth of 6 mm. Corresponding The recess in the metal shell 2 is also enlarged in the carrier plate (4) a cavity (21) which is closed by a cover plate (23) can be. This cover plate (23) has an outlet opening which, if possible is laterally offset far from the opening (20), for example on the opposite one Edge of the cavity (21). The cover plate is made of high temperature resistant insulating material, for example made of mica or ceramic materials. the Opening (24) in the cover plate can have approximately the same diameter as the Opening (20) in the carrier plate (4), however, can also be larger or smaller.
Im Hohlraum (21) wird bei dieser Ausführungsform der Erfindung ein Thermofühler, beispielsweise ein Thermistor, angeordnet. Dabei handelt es sich um ein keramisches Material, dessen elektrischer Widerstand einen positiven (PTC) oder negativen (NTC) Temperaturkoeffizienten aufweist. Derartige Elemente sind im Handel erhältlich.In the cavity (21) is a in this embodiment of the invention Thermal sensor, such as a thermistor, arranged. It refers to a ceramic material whose electrical resistance is positive (PTC) or negative (NTC) temperature coefficient. Such elements are on the market available.
Derartige Thermistoren haben eine Grenztemperatur, oberhalb der sich die Eigenschaften des Materials ändern.Such thermistors have a limit temperature above which change the properties of the material.
Deshalb muß die Plazierung eines Thermistors (22) innerhalb des Hohlraumes (21) so erfolgen, daß die Elemente nicht überhitzt werden können0 In der Praxis hat sich gezeigt, daß die kritische Temperaturgrenze für derartige Elemente etwa bei 3000C liegt, so daß vermieden werden muß, daß der Thermistor (22) direkter Strahlungsenergie des Heizelementes (6) ausgesetzt ist. Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß der Thermistor (22) innerhalb des Hohlraumes (21) seitlich versetzt zur Öffnung (20) plaziert ist, und die Öffnung (24) in der Abdeckplatte (23) wiederum seitlich versetzt ist. Dadurch umströmt die aus dem abgeschlossenen Hohlraum (11) durch den Durchgang (20) in den Hohlraum (21) eintretende heiße Luft den Thermistor (22) und tritt durch die Öffnung (24) aus. Die erforderlichen elektrischen Zuleitungen zum 'lhermistor (22) führen durch die Abdeckplatte (23) und können direkt zum Stützen und Plazieren des Thermistors (22) dienen. Wenn der Strahlungsheizer (1) betrieben wird, wird die Luft im Zwischenraum (11) erwärmt und infolge der Wärmeausdehnung tritt ein Strom heißer Luft aus, der den Thermistor (22) sehr schnell erwärmt.Therefore, a thermistor (22) must be placed within the cavity (21) be done in such a way that the elements cannot be overheated0 In practice it has been shown that the critical temperature limit for such elements is about is at 3000C, so that it must be avoided that the thermistor (22) direct radiant energy of the heating element (6) is exposed. According to the invention, this is achieved by that the thermistor (22) within the cavity (21) laterally offset to the opening (20) is placed, and the opening (24) in the cover plate (23) again laterally is offset. As a result, the flows from the closed cavity (11) through the Passage (20) into the cavity (21) entering the thermistor (22) and hot air exits through the opening (24). The necessary electrical leads to the 'Thermistor (22) lead through the cover plate (23) and can direct serve to support and place the thermistor (22). When the radiant heater (1) is operated, the air in the space (11) is heated and due to the thermal expansion a stream of hot air emerges, which heats the thermistor (22) very quickly.
Wird als Thermistor (22) ein Element mit einem negativen Temperaturkoeffizienten verwendet, so erfolgt die elektrische Schaltung entsprechend Abbildung 4. Der Thermistor (22) wird in einen elektrischen Stromkreis in Serie zusammen mit einer Kontrolleuchte, die einen Faden mit einem entsprechenden elektrischen Widerstand aufweist, eingefügt und der Stromkreis an eine Spannungsquelle, beispielsweise 12 Volt Wechselstrom, angeschlossen. Der Widerstand des Thermistors (22) ist ausreichend hoch (beispielsweise 4700 Ohm), so daß der geringe Stromfluß bei kaltem Strahlungsheizer innerhalb des Stromkreises nicht ausreicht, um die Lampe (25) zum Aufleuchten zu bringen. Bei Inbetriebnahme des Strahlungsheizers erwärmt sich auch der Thermistor durch die austretende heiße Luft, so daß sich sein elektrischer Widerstand entsprechend reduziert und der Stromfluß im Stromkreis ansteigt. Mit steigender Temperatur erniedrigt sich der elektrische Widerstand des Thermistors (22) immer mehr, so daß die Lampe zunächst schwach brennt und mit steigender Temperatur immer heller aufleuchtet. Sobald der Strahlungsheizer eine stabile Temperatur erreicht hat, brennt die Lampe (25) dann mit konstanter Helligkei.t. Der elektrische Widerstand dieses Stromkreises wird so abgestimmt, daß die Kontrollleuchte (25) bei Erreichen einer Oberflächentemperatur von etwa 50 bis 600C an der Oberseite der Abdeckplatte (10) bereits sichtbar aufleuchtet und die Warnfunktion erfüllt.Used as a thermistor (22), an element with a negative temperature coefficient is used, the electrical circuit is carried out as shown in Figure 4. The thermistor (22) is in an electrical circuit in series together with an indicator light, which has a thread with a corresponding electrical resistance, inserted and the circuit to a voltage source, for example 12 volts alternating current, connected. The resistance of the thermistor (22) is sufficiently high (for example 4700 Ohm), so that the low current flow when the radiant heater is cold within the Circuit is not sufficient to bring the lamp (25) to light up. at Starting up the radiant heater also heats up the thermistor through the hot air escaping, so that its electrical resistance is reduced accordingly and the current flow in the circuit increases. With increasing temperature it decreases the electrical resistance of the thermistor (22) more and more, so that the lamp initially Burns weakly and lights up brighter as the temperature rises. Once the Radiant heater has reached a stable temperature, the lamp (25) then burns with constant brightness. The electrical resistance of this circuit will matched so that the control lamp (25) when a surface temperature is reached from about 50 to 600C on the top of the cover plate (10) already visibly lights up and fulfills the warning function.
Nach Abschalten des Heizelementes (6) reicht die vom Tsoliermaterial (4) ausgehende restliche Strahlungswärme aus, um die Abkühlung des Thermistors (22) so zu verzögern, daß der elektrische Widerstand des Thermistors erst dann einen solchen Wert erreicht hat, daß die Kontrollampe für das Auge eines Beobachters nicht mehr sichtbar brennt, wenn die Oberflächentemperatur de Abdeckplatte (10) im Bereich der Kochfläche einen Wert von etwa 50 bis 600C erreicht hat0 Eine solche Oberflächentemperatur stellt für den Benutzer keine Gefährdung mehr dar. Die Helligkeit der Kontroll- oder Sicherheitslampe ist ein Maß für die Oberflächentemperatur der Glaskeramikplatte im Bereich des jeweils zugeordneten Kochfeldes.After switching off the heating element (6), the insulation material is sufficient (4) outgoing residual radiant heat to cool down the thermistor (22) to delay so that the electrical resistance of the thermistor only then one has reached such a value that the control lamp cannot be seen by an observer Burns more visibly when the surface temperature of the cover plate (10) is in the area the cooking surface has reached a value of around 50 to 600C0 such a surface temperature no longer represents a hazard for the user. The brightness of the control or safety lamp is a measure of the surface temperature of the glass ceramic plate in the area of the associated hob.
Abbildung 5 zeigt eine andere Schaltung des Thermistors.Figure 5 shows another circuit of the thermistor.
Verwendet wird ein Thermistor mit einem positiven Temperaturkoeffizienten (PTC-Typ) in Parallelschaltung mit einer Gasentladungslampe, beispielsweise einer Leuchtstofflampe.A thermistor with a positive temperature coefficient is used (PTC type) in parallel with a gas discharge lamp, for example one Fluorescent lamp.
Diese Schaltungsweise ist insbesondere dann bevorzugt, wenn Strahlungsheizer mit mehreren Heizelementen verwendet werden und entsprechend mehrere Thermistoren (22) vorhanden sind. Bei Temperaturanstieg infolge Betrieb des Strahlungsheizers steigt der elektrische Widerstand des Thermistors (22) an, so daß sich der Spannungsabfall über die Leuchtstofflampe (26) erhöht und bei Erreichen einer Spannung von etwa 180 Volt die Lampe zündet und brennt.This switching method is particularly preferred when radiant heaters can be used with multiple heating elements and, accordingly, multiple thermistors (22) are present. If the temperature rises due to the operation of the radiant heater the electrical resistance of the thermistor (22) increases, so that the voltage drop increased via the fluorescent lamp (26) and when a voltage of about 180 volts the lamp ignites and burns.
In gleicher Weise fällt bei Abkühlung der elektrische Widerstand des Thermistors ab und bei entsprechend erniedrigtem Spannungsabfall an der Neonröhre erlischt diese, weil die Gasentladung nicht mehr aufrecht erhalten wird. Der im Stromkreis vorgesehene Schutzwiderstand (27) dient zur Sicherheit, um einen übermäßigen Stromfluß im Stromkreis zu vermeiden, wenn der Thermistor (22) kalt ist. Der elektrische Widerstand (26) hat einen solchen Wert daß der Stromfluß durch die Lampe, wenn diese brennt, begrenzt ist. Die in Abbildung 5 wiedergegebene Schaltung ist an eine Spannungsquelle von 220 Volt Wechselstrom angeschlossen, so daß übliche Leuchtstofflampen verwendet werden können.In the same way, the electrical resistance of the Thermistor from and with a correspondingly reduced voltage drop on the neon tube it goes out because the gas discharge is no longer maintained. The im Circuit provided protective resistor (27) is used for safety to avoid excessive Current flow in the circuit too avoid when the thermistor (22) is cold. The electrical resistance (26) has such a value that the current flow limited by the lamp when it is on. The one shown in Figure 5 Circuit is connected to a voltage source of 220 volts alternating current, so that conventional fluorescent lamps can be used.
Die Schutzwiderstände (27 und 28) müssen in der Größe so dimensioniert sein, daß sie, angepaßt an den jeweiligen elektrischen Widerstand des Thermistors, die zuvor angegebene Schutzfunktion, d.h. die Begrenzung des Stromflusses im Stromkreis, erfüllen.The protective resistors (27 and 28) must be dimensioned in this way that they, adapted to the respective electrical resistance of the thermistor, the previously specified protective function, i.e. the limitation of the current flow in the circuit, fulfill.
In Abbildung 3 ist ein Strahlungsheizer (1) mit einem Heizelement (6) wiedergegeben. Die erfindungsgemäße konstruktive Ausbildung mit einem zusätzlichen Thermofühler ist jedoch auch für Strahlungsheizer mit mehreren Heizelementen innerhalb des Heizers (1) geeignet. Derartige Strahlungsheizer sind beispielsweise in der deutschen Patentanmeldung P 30 04 187 beschrieben. Dabei handelt es sich um Strahlungsheizer, die innerhalb des Heizers mehrere unabhängig voneinander betreibbare Heizelemente aufweisen, die durch Kombination zu vergrößerten Kochflächen führen. Diese Vergrößerung kann dadurch erfolgen, daß ein kleineres kreisförmiges Heizelement von einem oder mehreren ringförmigen Zusatzelementen umgeben ist, oder seitlich neben einem kreisförmigen Heizelement ein oder zwei sichelförmige Heizelemente angeordnet sind, so daß eine ovale Kochfläche gebildet wird. Da die einzelnen Heizelemente innerhalb des Strahlungsheizers durch Trennstege voneinander getrennt sind, entstehcn jeweils mehrere abgeschlossene Zwischenräume zwischen dem Strahlungsheizer und der Glaskeramikabdeckplatte. Erfindungsgemäß weisen deshalb derartige Strahlungsheizer einen entsprechend angeordneten zusatzlichen Thermofühler für jedes einzelne Heizelement auf, so daß sichergestellt ist, daß bei Betrieb eines oder aller Heizelemente die entsprechend geschaltete Warnlampe die erhöhte Temperatur der Kochfläche anzeigt. Dabei wird vorzugsweise der Durchbruch für das zentrale Heizelement in die Tragerplatte (4) gelegt und der Durchbruch für die das zentrale Element umschließenden zusätzlichen Heizelemente in den umgebenden Außenrand (8). In diesem Falle weist der Außenrand (8) einen analogen Hohlraum (21) zur Aufnahme des Thermofühlers auf. Es ist aber auch möglich, am Außenrand einen Schalter mit Bimetallplatte vorzusehen und diesen entsprechend mit einem anderen Thermofühlersystem, beispielsweise Thermistoren, zu kombinieren. Aus schaltungstechnischen Gründen ist jedoch bei einem Strahlungsheizer mit mehreren Heizelementen die Kombination von mehreren Thermofühlern des gleichen Types bevorzugt, jedoch nicht zwingend erforderlich.In Figure 3 is a radiant heater (1) with a heating element (6) reproduced. The inventive constructive training with an additional However, thermal sensor is also available for radiant heaters with multiple heating elements inside of the heater (1). Such radiant heaters are for example in the German patent application P 30 04 187 described. These are radiant heaters, the several independently operable heating elements within the heater which, when combined, lead to enlarged cooking surfaces. This enlargement can be done by having a smaller circular heating element of one or several annular additional elements is surrounded, or laterally next to a circular one Heating element one or two crescent-shaped heating elements are arranged, so that one oval cooking surface is formed. Because the individual heating elements inside the radiant heater are separated from one another by dividers, a number of closed ones are created in each case Gaps between the radiant heater and the glass ceramic cover plate. According to the invention therefore have such Radiant heater one arranged accordingly additional thermocouple for each individual heating element, so that ensured is that when one or all of the heating elements are in operation, the corresponding switched Warning lamp indicates the increased temperature of the cooking surface. It is preferred the opening for the central heating element is placed in the support plate (4) and the Breakthrough for the additional heating elements surrounding the central element in the surrounding outer edge (8). In this case, the outer edge (8) has an analog one Cavity (21) to accommodate the thermal sensor. But it is also possible on the outer edge to provide a switch with a bimetallic plate and this accordingly with another Combine thermal sensor system, for example thermistors. From circuitry However, reasons are the combination in a radiant heater with several heating elements preferred by several thermal sensors of the same type, but not absolutely necessary.
Abbildung 6 zeigt die Abhängigkeit der Ansprechzeit eines temperaturansprechenden Schalters mit einer Bimetallscheibe in Abhängigkeit vom Durchmesser der Austrittsöffnung im warmeisolierenden Material und der Anordnung des Schalters.Figure 6 shows the dependence of the response time of a temperature-responsive Switch with a bimetal disc depending on the diameter of the outlet opening in the heat insulating material and the location of the switch.
Bei dem erfindungsgemäßen Strahlungsheizer reichte die Oberfläche der Abdeckplatte im Bereich des Kochfeldes nach 15 Sekunden eine Temperatur von 55°C. Das ist die Temperatur, bei der die Warnlampe ansprechen sollte, um eine Gefährdung der Herdbenutzer zu vermeiden. Mit A ist zum Vergleich die Ansprechzeit eines Schalters angegeben, wenn keine Durchbruchs öffnung zum Innenraum des Strahlungs heizers vorhanden ist und die Wärmeübertragung lediglich durch die Außenschale aus Metall auf den Schalter erfolgt.In the case of the radiant heater according to the invention, the surface was sufficient the cover plate in the area of the hob reaches a temperature of 15 seconds 55 ° C. This is the temperature at which the warning lamp should respond to avoid a hazard the stove user to avoid. For comparison, A is the response time of a switch indicated if there is no breakthrough opening to the interior of the radiant heater is and the heat transfer only through the outer shell made of metal to the Switch takes place.
Die Kurve b zeigt die Ansprechzeit des Schalters in Abhängigkeit vom Durchmesser der Öffnung, wenn die Öffnung durch ein Glimmerfenster verschlossen ist. Die Kurve c zeigt die Ansprechzeit bei offenem Durchgang und Anordnung des Schalters vor der Durchbruchsöffnung in geringem Abstand, so daß die austretende heiße Luft die Bimetallscheibe trifft und entsprechend erwärmt. Die Kurve d zeigt die Ansprechzeit, wenn die Austrittsöffnung durch die Bimetallscheibe des Schalters praktisch verschlossen ist.Curve b shows the response time of the switch as a function of Diameter of the opening when the opening is closed by a mica window is. Curve c shows the response time with an open passage and arrangement of the Switch in front of the breakthrough opening at a short distance, so that the exiting hot air hits the bimetal disc and is heated accordingly. The curve d shows the response time when the outlet opening through the bimetal disc of the switch is practically closed.
Aus den Diagrammen ergibt sich, daß für praktische Zwecke der Durchmesser der Durchtrittsöffnung nicht größer als 12 mm sein sollte. Wird der Schalter vor der Öffnung in geringem Abstand montiert, sind Öffnungsdurchmesser von 5 - 10 mm ausreichend, um sicherzustellen, daß der Schalter bei Erreichen einer Oberflächentemperatur von 55°C im Kochfeld anspricht und die angeschlossene Warnlampe aufleuchtet0 Wird der Schalter in sehr geringem Abstand von der Öffnung angeordnet, beispielsweise so, daß die Öffnung durch die Bimetallscheibe verschlossen ist, reichen entsprechend geringere Öffnungsdurchmesser aus um zur gewünschten schnellen Ansprechzeit, die im Bereich von 15 Sekunden liegen sollte, zu gelangen. Andererseits ist die Anordnung des Thermofühlers so zu wählen, daß in der Abkühlphase eine ausreichende, aber nicht zu lange Verzögerung eintritt und die Kontrolleuchte bei Unterschreiten einer Oberflächentemperatur von 55 0C erlischt.From the diagrams it can be seen that for practical purposes the diameter the passage opening should not be larger than 12 mm. Will the switch in front Mounted a short distance from the opening, the opening diameters are 5 - 10 mm sufficient to ensure that the switch is activated when a surface temperature is reached of 55 ° C in the hob and the connected warning lamp lights up the switch arranged at a very short distance from the opening, for example so that the opening is closed by the bimetallic disk, suffice accordingly smaller opening diameter in order to achieve the desired fast response time, the should be in the range of 15 seconds to arrive. On the other hand, the arrangement is of the thermocouple to be selected so that in the cooling phase a sufficient, but not too long delay occurs and the control lamp when the temperature falls below a surface of 55 0C goes out.
Analoge Diagramme lassen sich ebenso für die Verwendung mit Thermistoren erstellen, wie sie in Abbildung 6 beispielhaft für einen auf Temperatur ansprechenden Schalter mit einer Bimetallscheibe gezeigt sind. In einem solchen Falle geht die Größe des Thermistors und seine Anordnung bzw. die Größe des Hohlraumes mit in die Abhängigkeit ein.Analog diagrams can also be used for use with thermistors Create as shown in Figure 6 as an example of a temperature-sensitive Switches with a bimetal disc are shown. In such a Cases depends on the size of the thermistor and its arrangement or the size of the cavity with the dependency.
Entscheidend ist jedoch, daß die Durchbruchsöffnungen so dimensioniert sind, daß eine ausreichend schnelle Wärmeübertragung von der am Thermofühler vorbeiströmenden heißen Luft diesen zum Ansprechen bringt und in der Abkühlphase ausreichend Wärme aus der Umgebung übertragen wird, um den gewünschten Verzögerungseffekt zu erzielen.It is crucial, however, that the breakthrough openings are dimensioned in this way are that there is a sufficiently rapid heat transfer from the heat flowing past the thermocouple hot air makes it respond and sufficient heat in the cooling phase is transmitted from the environment in order to achieve the desired delay effect.
Die Öffnungen weisen einen Durchmesser zwischen 2 und 12 mm auf. Die Aussparung zur Aufnahme des Thermistors kann eine Tiefe von 10 bis 15 mm und einen Durchmesser von 15 bis 30 mm haben.The openings have a diameter between 2 and 12 mm. the Recess for receiving the thermistor can have a depth of 10 to 15 mm and one Have a diameter of 15 to 30 mm.
Bezugszeichenliste 1 Strahlungsheizer 2 Metallschale 4 Trägerplatte aus elektrisch und thermisch isolierendem Material 6 Heizelement 7 Stromanschluß des Heizelements 8 Außenrand 10 Deckplatte des Herdes, Glaskeramikplatte 11 Zwischenraum zwischen Heizelement und Abdeckplattc, abgeschlossener Raum 12 Überhitzungsschutzschalter 13 Durchführung des Überhitzungsschutzschalters durch den Außenrand 14 mechanischer Schalter 16 auf Temperatur ansprechender Schalter außerhalb des Strahlungsheizers, Temperaturfühler 17 Bimetallscheibe des Schalters 16 18 Metallhalterung, Winkelblech 19 Öffnung, Durchgang im Außenrand 20 Öffnung, Durchgang in der Trägerplatte 4 21 Hohlraum in der Trägerplatte 4 22 Thermistor, Thermofühler, Temperaturfühler 23 Abdeckplatte 24 Öffnung in der Abdeckplatte 23 25 Warnlampe, Kontrolleuchte, Fadenlampe 26 Leuchtstofflampe, Glimmlampe, Gasentladungsröhre 27, 28 SchutzwiderständeLIST OF REFERENCE NUMERALS 1 radiant heater 2 metal shell 4 carrier plate made of electrically and thermally insulating material 6 heating element 7 power connection of the heating element 8 outer edge 10 cover plate of the stove, glass ceramic plate 11 space between heating element and cover plate, closed space 12 overheating protection switch 13 Implementation of the overheating protection switch through the outer edge 14 mechanical Switch 16 temperature-responsive switch outside the radiant heater, Temperature sensor 17 Bimetal disc of switch 16 18 Metal bracket, angle plate 19 Opening, passage in the outer edge 20 Opening, passage in the carrier plate 4 21 Cavity in the carrier plate 4 22 Thermistor, thermal sensor, temperature sensor 23 Cover plate 24 Opening in the cover plate 23 25 Warning lamp, control lamp, thread lamp 26 fluorescent lamp, glow lamp, gas discharge tube 27, 28 protective resistors
Claims (15)
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Cited By (3)
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Legal Events
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