DE3526783A1 - Strahlungs-heizeinheit - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Strahlungs-Heizeinheit zur Bildung eines Beheizungsfeldes im Bereich einer Platte, wie einer Glaskeramik-Kochplatte, mit einem Isolierträ­ ger, an dessen Oberseite mindestens zwei stabförmige biegesteife Hellstrahler-Heizelemente angeordnet sind, wobei das Beheizungsfeld um eine Mittelachse der Heiz­ einheit eine äußere ringförmige Feldzone und eine von dieser umgebene Mittelfeldzone bildet.

Bei einer bekannten Strahlungs-Heizeinheit (EP-A-0 117 346) sind zur Bildung eines kreisrunden Beheizungsfeldes vier parallel nebeneinanderliegende geradlinige Heizele­ mente in Form von Halogenlampen vorgesehen, die in einem Rand der Heizeinheit gehaltert sind. Es hat sich ge­ zeigt, daß bei einer solchen Anordnung in der Mittel­ feldzone wesentlich höhere Temperaturen als in der äuße­ ren Feldzone auftreten, was zu einer sehr ungleichmäßi­ gen Erwärmung des Beheizungsfeldes führt. Bei Verwendung der Heizeinheit für die Beheizung einer Kochplatte führt dies zumindest dazu, daß die Speisen im Zentrum des auf dem Kochfeld verwendeten Kochgeschirrs leicht anbrennen, wenn nicht sogar durch Wärmespannungen bleibende Verfor­ mungen des Kochgeschirres hervorgerufen werden.

Es ist auch eine Heizeinheit bekannt (GB-PS 12 73 023), welche ein nahezu kreisförmig um die Mittelachse des Be­ heizungsfeldes gekrümmtes Heizelement aufweist, das in einem Reflektor liegt. Um so kleinere Krümmungsradien ein solches Heizelement aufweist, je mehr ein solches Heizelement also von der geradlinigen Ausbildung ab­ weicht, um so störungsanfälliger ist es. Derartige Heiz­ elemente sind auch außerordentlich schwierig und groß­ technik kaum herstellbar. Zwar ist bei dieser Ausbildung der Reflektor in einer Mittelzone mantelförmig nach oben gezogen, jedoch ist dieser Teil des Reflektors nicht ge­ eignet, in dieser relativ kleinen Mittelzone eine even­ tuell sich ergebende höhere Erwärmung zu verhindern. Dies insbesondere auch deshalb, weil metallische Reflek­ toren unter den auftretenden Belastungen bereits nach kurzer Zeit blind werden, dadurch ihre reflektierenden Eigenschaften verlieren und dann selbst so stark aufge­ heizt werden, daß sie als Heizstrahler wirken. Bei der bekannten Ausbildung wird dadurch die Mittelzone von der Heizstrahlung ebenfalls voll erfaßt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Strah­ lungs-Heizeinheit der beschriebenen Art zu schaffen, welche es ermöglicht, Heizelemente zu verwenden, die nicht oder nur sehr wenig von der geraden Stabform ab­ weichen, wobei trotzdem eine Überhitzung der Mittelfeld­ zone auf einfache Weise vermieden sein soll.

Diese Aufgabe wird bei einer Strahlungs-Heizeinheit der eingangs beschriebenen Art erfindungsgemäß dadurch ge­ löst daß in der Mittelfeldzone eine im zugehörigen Strahlengang liegende Strahlungs-Abschirmung vorgesehen ist, die von gesonderten, im Bereich der äußeren Feldzo­ ne liegenden Heizelementen flankiert ist. Es können also beispielsweise zwei beiderseits außerhalb der Abschir­ mung angeordnete, wenigstens annähernd geradlinig stab­ förmige Heizelemente mit einer so hohen Leistungsabgabe verwendet werden, daß eine relativ starke Erwärmung der äußeren Feldzone gewährleistet ist und trotzdem wird eine zu hohe Wärmebeaufschlagung der Mittelfeldzone da­ durch verhindert, daß diese Mittelfeldzone durch eine geeignete Abschirmung geschützt ist. Die Mittelfeldzone kann dabei z. B. hauptsächlich durch Wärmefluß in der Kochplatte beheizt werden.

Die erfindungsgemäße Ausbildung eignet sich insbesondere für solche Heizeinheiten, die ausschließlich Hellstrah­ ler-Heizelemente, also nur solche Heizelemente aufwei­ sen, die Glühtemperaturen im hell sichtbaren Bereich er­ reichen, deren bestimmungsgemäße Arbeitstemperatur also oberhalb 1500°K (ca. 1200°C) liegt. Dadurch kann auf zusätzliche Dunkelstrahler-Heizelemente, deren Arbeits­ temperatur unter den genannten Werten liegt, vollständig verzichtet werden. Als Heizelemente eignen sich insbe­ sondere Halogen-Glühstrahler, die als langgestrecktes Rohr ausgebildet sind, bei welchen also der Widerstands­ draht gekapselt ist; es kann aber auch ein Widerstands­ material auf der Basis von Molybdän-Disilicit (MoSi₂) verwendet werden, das ohne die Quarzglaskapse­ lung der Halogenlampe Glühtemperaturen im hell sichtba­ ren Bereich erreichen kann.

Obwohl es denkbar ist, Heizelemente zu verwenden, die, insbesondere in Draufsicht auf die Heizeinheit, eine ge­ ringe Krümmung aufweisen oder Heizelemente in Draufsicht auf die Heizeinheit im Winkel zueinander, beispielsweise dreieckförmig zu gruppieren, ergibt sich eine äußerst einfache und übersichtliche Anordnung, wenn alle Heiz­ elemente im wesentlichen geradlinig stabförmig ausgebil­ det und vorzugsweise parallel zueinander und/oder in derselben Ebene angeordnet sind. Durch die erfindungsge­ mäße Ausbildung kann selbst bei einer solchen Anordnung in einem runden bzw. kreisrunden Beheizungsfeld nach Art achssymmetrischer Verhältnisse eine gleichmäßige Wärme­ verteilung erzielt werden.

Die Abschirmung wird zweckmäßig in Ansicht auf die Heiz­ einheit so groß gewählt, daß sie bis nahe an die beiden benachbarten Heizelemente reicht, daß also mindestens ein Heizelement etwa tangential zur Abschirmung, vor­ zugsweise mit geringer Berührungsfreiheit, angeordnet ist, wodurch sich eine sehr genaue Abgrenzung der durch Abschirmung geschützten Mittelfeldzone ergibt.

Zusätzlich hierzu oder statt dessen ist es aber auch in vorteilhafter Weise möglich, daß mindestens ein Heizele­ ment etwa radial zur Abschirmung angeordnet ist, wobei vorzugsweise zwei etwa fluchtende Heizelemente von der Abschirmung annähernd radial entgegengesetzt nach außen abstehen. Die äußere Feldzone ist also z. B. in streifen­ förmige, zueinander parallele Heizfelder unterteilt, die sich durch die Anordnung der Heizelemente ergeben und von denen das mittlere, durch das Zentrum des Behei­ zungsfeldes gehende Heizfeld in dieser Mitte dadurch un­ terbrochen ist, daß die Abschirmung vorgesehen ist und/oder daß in diesem Bereich das zugehörige Heizele­ ment geteilt ist.

Die Abschirmung kann in einfacher Weise unmittelbar auf dem Isolierträger, vorzugsweise mit einer ganzflächig anliegenden Basisfläche, angeordnet sein, so daß sich bei guter Abschirmwirkung eine verhältnismäßig einfache Herstellung ergibt. Die Abschirmung kann dabei auch ein­ teilig mit dem Isolierträger ausgebildet werden.

Zur weiteren Verbesserung der Abschirmwirkung reicht die Abschirmung bis nahe an die für die Anlage der Platte vorgesehene Anlageebene, wobei sie insbesondere mit einer zu dieser etwa parallelen Oberseite mit geringem Abstand unterhalb der Anlageebene liegt, so daß sie in montiertem Zustand die Kochplatte o. dgl., insbesondere bei großflächiger Oberseite, nicht berührt sowie gewähr­ leistet, daß ein Außenrand des Isolierträgers ungehin­ dert gleichmäßig gegen die Unterseite der Platte ange­ drückt werden kann. Die Oberseite der Abschirmung kann aber auch eine von der ebenen Ausbildung abweichende, beispielsweise zur Mittelachse konvex vorspringende oder konkav vertiefte Form aufweisen, derart, daß sie bei­ spielsweise von einem mittleren Bereich mit weicher Nei­ gung bis zum Umfang abfällt. Dadurch gelangt die Heiz­ strahlung nur gedrosselt in den Bereich der Mittelfeld­ zone bzw. kann dadurch die Wärmeverteilung weiter opti­ miert werden.

Eine besonders vorteilhafte Weiterbildung besteht darin, daß die Abschirmung an ihrer Oberseite eine Aufnahme für einen beispielsweise stabförmigen Temperaturfühler, vor­ zugsweise eine Aufnahmenut aufweist, die quer zur Längs­ richtung mindestens eines Heizelementes liegt, so daß also eine alle Heizelemente erfassende Anordnung des beispielsweise als Dehnstabfühler ausgebildeten Tempera­ turfühlers ohne Behinderung durch die Abschirmung ge­ währleistet ist. Durch die zur Anlageebene der Heizein­ heit offene Aufnahmenut wird der Temperaturfühler auch von der von der Heizeinheit zu beheizenden Platte, ins­ besondere in der Mittelfeldzone, beeinflußt.

In aller Regel ist es vorteilhaft, die Abschirmung in Ansicht auf die Heizeinheit an die Grundform des zu ver­ wendenden Kochgeschirrs, also an die Grundform des Be­ heizungsfeldes anzugleichen, derart, daß beispielsweise einem Beheizungsfeld für ein langgestrecktes Kochge­ schirr eine entsprechend langgestreckte bzw. ovale Ab­ schirmung zugeordnet ist und daß deren Außenbegrenzung über ihren Umfang etwa konstante Abstände von der Peri­ pherie des Beheizungsfeldes hat. Unabhängig hiervon ist es jedoch meist vorteilhaft, wenn die Abschirmung in An­ sicht auf die Heizeinheit rund, also z. B. bei einer rechteckigen bzw. quadratischen Abschirmung wenigstens an den Eckzonen abgerundet und im Falle eines kreisrun­ den Beheizungsfeldes ebenfalls kreisrund ist. Zur Erzie­ lung einer optmimalen Kochfeldbeheizung kann die Form der Abschirmung an die Form und Anordnung der Heizele­ mente angepaßt werden. Zweckmäßig ist die Abschirmung dabei in Ansicht auf die Heizeinheit langgestreckt, vor­ zugsweise etwa elliptisch, wobei dadurch, daß die län­ gere Erstreckung der Abschirmung etwa parallel zur Längsrichtung mindestens eines Heizelementes liegt, er­ reicht werden kann, daß die auf gegenseitigem Abstand liegende Anordnung der Heizelemente besonders gut durch die Abschirmung kompensiert wird. Zur weiteren Verbesse­ rung eines weichen thermischen Überganges zwischen der äußeren Feldzone und der Mittelfeldzone ist die Abschir­ mung nach oben, insbesondere über den gesamten Umfang, geringfügig verjüngt.

Die Wirkung der Abschirmung läßt sich bei gewichtsmäßig leichter Bauweise noch weiter dadurch verbessern, daß die Abschirmung aus Isolierwerkstoff, insbesondere einem Preßwerkstoff besteht. Insbesondere ein solcher Isolier­ werkstoff kann auf einfache Weise auch mit einer relativ hohen Remissionsfähigkeit ausgestattet sein, derart, daß die Flanken der Abschirmung als Reflektoren wirken, die einen Teil der Strahlung der Heizelemente auf die Peri­ pherie des Beheizungsfeldes richten, welche nicht unmit­ telbar von Heizelementen unterlegt ist. Eine besonders gute Wirkung der Abschirmung ist zu erzielen, wenn sie im wesentlichen Vollquerschnitte aufweist. Die Abschir­ mung ist also gleichzeitig als Reflektor und als Wärme­ isolator ausgebildet, so daß sie selbst in keinem Fall Heizstrahlung abgibt.

Es ist aber auch in vorteilhafter Weise möglich, daß die Abschirmung mindestens einen zur Unterseite der Heizein­ heit offenen Schacht begrenzt, vorzugsweise hülsenförmig hohl ausgebildet ist, wobei insbesondere radial innere Enden von Heizelementen in den Schacht ragen und dadurch für den elektrischen Anschluß sehr einfach zugänglich sind.

Die äußeren Enden der Heizelemente können dadurch leicht elektrisch angeschlossen werden, daß der Isolierträger am Außenumfang einen über seine Oberseite vorstehenden Topfrand aufweist, welchen die äußeren Enden aller Heiz­ elemente durchsetzen und der gleichzeitig zur Abstützung der Heizeinheit an der zu beheizenden Platte dient.

Eine gleichmäßige Bestrahlung desjenigen Bereiches des Beheizungsfeldes, welches von Direktbestrahlung nicht abgeschirmt ist, kann ferner dadurch verbessert werden, daß Heizelemente in Reflektorrinnen an der Oberseite des Isolierträgers im wesentlichen berührungsfrei eingreifen und daß die Reflektorrinnen ggf. gesondert von der Ab­ schirmung liegende Vertiefungen im Isolierträger sind. Die somit auch seitlich unmittelbar am jeweiligen Heiz­ element liegenden Flankenflächen des Isolierträgers kön­ nen statt dessen oder zusätzlich auch durch rippenartige Erhebungen gebildet sein, die über die Vorderseite des Isolierträgers vorstehen. Die durch den Isolierträger gebildete Wärmedämmschicht ist zweckmäßig mit einer gut remittierenden Oberfläche, z. B. aus Titandioxid verse­ hen. Durch das, beispielsweise schichtförmig angeordnete Reflektormaterial kann der Wirkungsgrad selbst dann merklich verbessert werden, wenn gekapselte Heizele­ mente, beispielsweise Halogen-Strahler, vorgesehen sind, die eine eigene Reflektionsschicht auf ihrem Quarzglas­ mantel haben.

Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe kann bei einer Heizeinheit mit mindestens einem Hellstrahler- Heizelement selbst unter Verzicht auf eine Abschirmung auch dadurch gelöst werden, daß mindestens ein die Mit­ telfeldzone traversierendes Heizelement im Bereich der Mittelfeldzone einen Zwischenabschnitt seines Heizwider­ standes aufweist, der je Längeneinheit wesentlich klei­ nere Leistungsabgabe als die außerhalb der Mittelfeld­ zone liegenden Abschnitte hat. Bei einem gekapselten Heizelement sind also innerhalb ein und derselben Kapse­ lung Zonen unterschiedlicher Strahlungs-Leistungsabgabe so vorgesehen, wie das für eine gleichmäßige Erwärmung des Beheizungsfeldes zweckmäßig ist. Insofern kann ein solches Heizelement in vielfältiger Weise auch für ande­ re Zwecke vorgesehen und beispielsweise in einer Lage angeordnet sein, in welcher es außerhalb der Mittelfeld­ zone liegt.

Die in Stablängsrichtung des Heizelementes hintereinan­ der liegenden Zonen unterschiedlicher Leistungsabgabe lassen sich auf äußerst einfache Weise dadurch errei­ chen, daß der Heizwiderstand durch eine Wendel gebildet ist, die im Bereich bzw. in den Bereichen kleinerer Lei­ stungsabgabe je Längeneinheit eine reduzierte Wider­ standsdraht-Länge hat, insbesondere eine wesentlich grö­ ßere Wendelsteigung aufweist bzw. wendelfrei, d. h. ge­ radlinig gestreckt ist. Insbesondere eine solche Anord­ nung eignet sich zum im wesentlichen stufenlos veränder­ baren Leistungsbetrieb der Heizeinheit z. B. dadurch, daß in der höchsten Leistungseinstellung alle Heizelemente parallelgeschaltet an Spannung gelegt sind, daß im Brat­ bereich durch einen Energieregler auf Serienschaltung umgeschaltet wird und daß schließlich im Fortkochbereich die Serienschaltung der Heizelemente taktend ein- und ausgeschaltet wird. Sind zwei in ihrer Längsrichtung beiderseits der Mittelfeldzone liegende, ggf. miteinan­ der fluchtende Heizelemente vorgesehen, so können diese in vorteilhafter Weise auch in Serie geschaltet sein.

Diese und weitere Merkmale von bevorzugten Weiterbildun­ gen der Erfindung gehen auch aus der Beschreibung und den Zeichnungen hervor, wobei die einzelnen Merkmale je­ weils für sich allein oder zu mehreren in Form von Un­ terkombinationen bei einer Ausführungsform der Erfindung und auf anderen Gebieten verwirklicht sein können. Aus­ führungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden im folgenden näher erläutert. In den Zeichnungen zeigen:

Fig. 1 eine erfindungsgemäße Strahlungs-Heizein­ heit im Axialschnitt,

Fig. 2 die Heizeinheit gemäß Fig. 1 in Ansicht auf die Vorderseite,

Fig. 3 und 4 eine weitere Ausführungsform in Darstellungen entsprechend den Fig. 1 und 2,

Fig. 5 ein Schnitt nach der Linie V-V in Fig. 4 in vergrößerter und um 90° verdrehter Darstel­ lung,

Fig. 6 ein weiterer Schnitt in einer Darstellung entsprechend Fig. 5, jedoch nach der Linie VI-VI in Fig. 4,

Fig. 7 und 8 eine weitere Ausführungsform in Darstellungen entsprechend den Fig. 1 und 2,

Fig. 9 eine weitere Ausführungsform in Ansicht ge­ mäß Fig. 2,

Fig. 10 ein Ausschnitt der Fig. 9 in vergrößerter und geschnittener Darstellung.

Die Strahlungs-Heizeinheit 1 gemäß den Fig. 1 und 2 ist zur Anordnung an der Unterseite einer Glaskeramik-Koch­ platte 2 bestimmt, die beispielsweise zwei oder mehr Heizeinheiten 1 und dadurch eine entsprechende Anzahl von Koch- bzw. Beheizungsfeldern aufweist.

Die Heizeinheit 1 weist einen kreisscheibenförmigen Iso­ lierträger 3 auf, der in einer aus Blech bestehenden Trägerschale 4 angeordnet ist, welche mit ihrem Umfangs­ rand über die ebene Ober- bzw. Vorderseite 5 des Iso­ lierträgers 3 vorsteht. Im Bereich des Außenumfanges ist an dieser Vorderseite 5 ein durch einen Ring gebildeter Topfrand 6 angeordnet, der ebenfalls aus Isolierwerk­ stoff besteht und ggf. auch einteilig mit dem Isolier­ träger 3 ausgebildet sein kann. Der Topfrand 6 steht über die offene Vorderseite der Trägerschale 4 vor und dient zur Anlage der Heizeinheit 1 an der zugehörigen Seite der Platte 2, wobei die zugehörige freie Stirnflä­ che 7 des Topfrandes 6 in der Anlageebene 8 liegt. Im wesentlichen symmetrisch zur Mittelachse 9 der Heizein­ heit 1 ist in deren Zentrum des weiteren eine blockför­ mige Abschirmung 10 angeordnet, die im Querschnitt tra­ pezförmig zur Anlageebene 8 verjüngt bzw. spitzwinklig kegelstumpfförmig ausgebildet und mit ihrer beispiels­ weise ebenen Basisfläche 11 ganzflächig an der Vorder­ seite 5 des Isolierträgers 3 angeordnet ist; die Ab­ schirmung 10, die ebenfalls aus beispielsweise gepreßtem Isolierwerkstoff besteht und innerhalb ihres Außenumfan­ ges Vollquerschnitte aufweist, kann auch einteilig mit dem Isolierträger 3 ausgebildet sein. In Ansicht auf die Vorderseite 5 ist die Weite der Abschirmung 10, also ihr Durchmesser, annähernd so groß wie die Hälfte der zuge­ hörigen Innenweite des Topfrandes 6, also dessen Innen­ durchmesser, wobei der Topfrand 6 mit seinem Innenumfang die Peripherie des Beheizungsfeldes begrenzt. In Ansicht auf die Vorderseite 5 begrenzt die Außenumfangsfläche 12 der Abschirmung 10 die Peripherie der Mittelfeldzone des Beheizungsfeldes, derart, daß zwischen dieser inneren Begrenzung und der Peripherie des Beheizungsfeldes eine die Mittelfeldzone umgebende äußere ringförmige Feldzone gebildet ist. Die im wesentlichen ebene, zur Vordersei­ te 5 des Isolierträgers 3 parallele Scheitelfläche 13 der Abschirmung 10 liegt parallel zur Anlageebene 8 und ist gegenüber dieser um einen Spaltabstand zurückver­ setzt, derart, daß die Abschirmung 10 die Platte 2 nicht berühren kann. Die Scheitelfläche könnte auch ballig ge­ rundet sein.

Unmittelbar benachbart zur Vorderseite 5 sind am Iso­ lierträger 3 zwei zueinander parallele, geradlinig stab­ förmige Heizelemente 14 in Form verkapselter Halogen­ strahler angeordnet, die parallel zur Vorderseite 5 bzw. zur Anlageebene 8 liegen und jeweils innerhalb der Ver­ kapselung einen Widerstandsdraht 16 aufweisen. Die bei­ den Heizelemente 14 liegen beiderseits der Abschirmung 10 und durchsetzen mit ihren für den elektrischen An­ schluß vorgesehenen Enden sowohl den Topfrand 6 als auch den Umfangsrand der Trägerschale 4. Zweckmäßig durchset­ zen die Enden 17 dabei den Topfrand 6 gemäß Fig. 2 im Bereich von in dessen Unterseite vorgesehenen, nicht nä­ her dargestellten Öffnungen, die mit dem Isolierträger 3 bohrungsartig über den Umfang geschlossene Öffnungen bilden. Die Enden 17 durchsetzen die Umfangswand der Trägerschale 4 im Bereich von nutartigen Schlitzen, wel­ che zum freien bzw. oberen Rand der Umfangswand offen sind. Die Länge des eigentlichen, gewendelten Heizab­ schnittes jedes Widerstandsdrahtes 16 ist so gewählt, daß die Enden dieses Heizabschnittes in Ansicht auf die Vorderseite gemäß Fig. 2 mit Abstand innerhalb der Peri­ pherie des Beheizungsfeldes, also mit Abstand innerhalb des Innenumfanges des Topfrandes 6 liegen. Die beiden Heizelemente 14 haben vom Außenumfang der Abschirmung 10 einen wesentlich kleineren kleinsten Abstand als ihr größter Abstand von der Peripherie des Beheizungsfeldes ist, derart, daß sie nahezu tangential an die Abschir­ mung 10 herangerückt sind. Dadurch ergibt sich vom Be­ reich des kleinsten Abstandes von der Abschirmung 10 in Längsrichtung des jeweiligen Heizelementes 14 nach bei­ den Seiten eine zunehmende Entfernung von der Abschir­ mung 10, derart, daß die äußere Feldzone auch im Bereich der zu den Heizelementen 14 parallelen Axialebene 18 der Heizeinheit 1 für die direkte Strahlung gut zugänglich ist.

Obwohl bei der Verwendung von Hellstrahlern die Platte 2 nicht so stark aufgeheizt wird, insbesondere wenn sie aus einem für den speziellen Strahlungsbereich gut durchlässigen Material besteht, ist es doch wegen der thermischen Schädigungsgefahr zweckmäßig, eine Tempera­ turbegrenzung vorzusehen. Hierzu ist ein stabförmiger Ausdehnungs-Temperaturfühler 19 an der Vorderseite 5 des Isolierträgers 3 bzw. mit geringem Spaltabstand sehr na­ he zur Anlageebene 8 und parallel zu dieser vorgesehen, der rechtwinklig zu den Heizelementen bzw. in einer zur Axialebene 18 rechtwinkligen Aixalebene liegt und den Topfrand 6 sowie die Umfangswand der Trägerschale 4 im Bereich zweier einander gegenüberliegender Zonen durch­ setzt. An einem Ende trägt der Temperaturfühler 19 einen Temperaturbegrenzer 20, der beispielsweise einen Schnappschalter aufweist, welcher von dem Temperaturfüh­ ler 19 betätigt wird. Der Temperaturbegrenzer 20 liegt unmittelbar benachbart zur Außenseite der Umfangswand der Trägerschale 4 und mit geringem Abstand unterhalb der Anlageebene 8. Für den Temperaturfühler 19 weist die Abschirmung 10 in ihrer Scheitelfläche 13 eine vertiefte Aufnahme 21 in Form einer gegenüber dem Durchmesser des Temperaturfühlers 19 geringfügig breiteren Nut auf, in welcher der Temperaturfühler 19 zweckmäßig im wesentli­ chen vollständig unterhalb der Scheitelfläche 13 liegt. Die durch die Außenumfangsfläche 12 der Abschirmung 10 gebildeten Flankenflächen 22 slnd in ihrer Form und in ihrem Winkel zweckmäßig so angeordnet, daß sie die von den Heizelementen 14 direkt auftreffende Strahlung vor­ nehmlich in diejenigen Bereiche des Beheizungsfeldes re­ flektieren, die von der direkten Strahlung der Heizele­ mente 14 am geringsten beaufschlagt werden. Insofern brauchen die Flankenflächen 22 keine achssymmetrischen Flächen zu sein, sondern sie können unter Berücksichti­ gung der genannten Reflektorwirkung abwechselnd unter­ schiedlichen Verlauf haben.

In den Fig. 3 bis 10 sind für einander entsprechende Teile die gleichen Bezugszeichen wie in den Fig. 1 und 2, jedoch in den Fig. 3 bis 6 mit dem Index "a", in den Fig. 7 und 8 mit dem Index "b" und in den Fig. 9 und 10 mit dem Index "c" verwendet.

Die Heizeinheit 1 a gemäß den Fig. 3 und 4 weist eine Ab­ schirmung 10 a auf, die parallel zur Längsrichtung der Heizelemente 14 a, 15 eine größere Erstreckung aufweist als rechtwinklig dazu. Die größere Erstreckung ist etwa 1½ Mal so groß wie die kleinere Erstreckung in An­ sicht auf die Vorderseite 5 a, so daß die nahezu tangen­ tial an die Längsseiten der Abschirmung 10 a herangerück­ ten Heizelemente 14 a einen verhältnismäßig geringen Ab­ stand voneinander haben können. An den voneinander abge­ kehrten Seiten dieser inneren Heizelemente 14 a sind zwei weitere, ebenfalls parallel zu den Heizelementen 14 a an­ geordnete Heizelemente 15 vorgesehen, so daß also bei Anordnung einer geraden Anzahl von Heizelementen eine verhältnismäßig hohe Heizleistung zu erzielen ist. Die beiderseits der schmaleren Seiten der Abschirmung 10 a im Bereich der Axialebene 18 a liegenden Bereiche der äuße­ ren Feldzone des Beheizungsfeldes werden dadurch eben­ falls verhältnismäßig stark aufgeheizt. Auch bei dieser Ausführung ist die Abschirmung 10 a symmetrisch zur Axialebene 18 a sowie zu der dazu rechtwinkligen Axial­ ebene der Heizeinheit sowie achssymmetrisch zu deren Mittelachse ausgebildet. Dies gilt auch für die Heizele­ mente.

In den Fig. 5 und 6 sind zwei Beispiele dafür darge­ stellt, wie durch Profilierung bzw. Formgebung der Vor­ derseite 5 a des Isolierträgers 3 a der Strahlengang der von den Heizelementen 14 a, 15 kommenden Strahlen so re­ flektiert werden kann, daß eine möglichst gleichmäßige Ausleuchtung der äußeren Feldzone des Beheizungsfeldes erreicht wird. Zu diesem Zweck ist für das jeweilige Heizelement, bzw. sind für alle Heizelemente in der Vor­ derseite 5 a des Isolierträgers 3 a Reflektorrinnen 23 vorgesehen, die im Querschnitt im wesentlich koaxial zum jeweils zugehörigen Heizelement liegen und in welche das jeweilige Heizelement mit geringem Spaltabstand berüh­ rungsfrei eingreift. An mindestens einer Seite kann jede Reflektorrinne 23 von einer über die Vorderseite 5 a des Isolierträgers 3 a vorstehenden, beispielsweise stegför­ migen Reflektorerhebung 24 bzw. 25 begrenzt sein. Wie die Fig. 5 und 6 zeigen, sind zwischen den beiden, je­ weils auf einer Seite der Abschirmung 10 a bzw. benach­ bart zu dieser liegenden Heizelementen 14 a, 15 jeweils hintereinander mehrere, insbesondere drei Reflektorerhe­ bungen 24, 25 vorgesehen. Diese Reflektorerhebungen 24, 25 können in Längsrichtung der Heizelemente 14 a, 15 un­ terschiedliche bzw. gleiche, aber spiegelbildlich ver­ kehrte, Profile aufweisen, nämlich beispielsweise im Be­ reich der Mitte der Länge der Heizelemente das gemäß Fig. 5 geschnittene Profil mit zur Abschirmung 10 a ab­ fallender Reflektorflanke und beiderseits näher zur Pe­ ripherie des Beheizungsfeldes das Profil gemäß Fig. 6, das jeweils eine, von der Abschirmung weggerichtet, ab­ fallende Reflektorflanke aufweist. In beiden Fällen schirmen die Reflektorerhebungen 24, 25 bei entsprechen­ der Höhe die relativ nahe benachbart zueinander liegen­ den Heizelemente 14 a, 15 so ab, daß die Strahlung in die gewünschten Feldbereiche gelenkt wird, wobei die Reflek­ torerhebung 24 gemäß Fig. 5 auf der von der geneigten Flanke abgekehrten Seite mit einer etwa vertikalen Flan­ ke im wesentlichen einen rechtwinklig zur Anlageebene 8 a gerichteten Strahlengang bewirkt, während die jeweilige Reflektorerhebung 25 gemäß Fig. 6 mit ihrer anderen, zur Anlageebene 8 a ebenfalls etwa rechtwinkligen, in die zu­ gehörige Vertiefung übergehenden Flanke im wesentlichen außerhalb der Enden der Abschirmung 10 a einen zur Mit­ telebene 18 a gerichteten Strahlengang des zugehörigen innersten Heizelementes 15 bewirkt, derart, daß auch die Zonen gut beheizt werden, in denen in Draufsicht nicht unmittelbar Heizelemente vorgesehen sind. Jede Erhebung und/oder Vertiefung reflektiert also in entgegengesetz­ ten Richtungen unter unterschiedlichen Winkeln zur Mit­ telebene 18 a.

Während bei den Ausführungsformen gemäß den Fig. 1 bis 6 die Heizelemente in einer geraden Anzahl von zur Axial­ ebene 18, 18 a parallelen Ebenen angeordnet sind, sind sie bei der Ausführungsform gemäß den Fig. 7 und 8 in einer ungeraden Anzahl von zur Axialebene 18 b parallelen Ebenen, nämlich in drei Ebenen vorgesehen, von denen eine mit der Axialebene 18 b zusammenfällt. Die Anzahl der vorgesehenen Heizelemente 14 b, 15 b ist jedoch gerad­ zahlig. Zwei, gegenüber den äußeren, von der Mittelachse 9 b weiter entfernt liegenden Heizelementen 15 b kürzere Heizelemente 14 b sind nämlich radial zur Mittelachse 9 b derart angeordnet, daß die einander zugekehrten Enden ihrer wirksamen Widerstandsdraht-Heizabschnitte in einem gegenüber der zugehörigen Weite der Abschirmung 10 b grö­ ßeren Abstand voneinander, also beiderseits außerhalb der Abschirmung 10 b liegen. Dadurch wird wie bei den an­ deren Ausführungsformen eine zur Axialebene 18 b sowie zu der dazu rechtwinkligen Axialebene symmetrische Anord­ nung der Heizelemente erzielt und trotz radial flankie­ render Heizelemente 14 b eine zu große Erwärmung der Mit­ telfeldzone vermieden. Die Abschirmung 10 b ist als ver­ hältnismäßig dünnwandige zylindrische Hülse ausgebildet, welche von den inneren Enden 17 b der Heizelemente 14 b im Bereich bohrungsartiger Durchbrüche durchsetzt wird und die bis an die Anlageebene 8 b reicht, derart, daß sie ebenso wie der Topfrand 6 b an der Platte 2 b anliegt. Die Abschirmung 10 b bildet dadurch im Zentrum der Heizein­ heit 1 b einen Hohlraum, der, wie auch möglich, an der Unterseite nicht durch die Trägerschale 4 b bzw. den Iso­ lierträger 3 b geschlossen, sondern als Schacht 26 ausge­ bildet ist, der von der Anlageebene 8 b bis zur Untersei­ te der Heizeinheit 1 b durchgehend offen ist. Die Träger­ schale 4 b ist im Zentrum zu einer gegen die Anlageebene 8 b gerichteten Schachthülse 27 geformt, die in die Ab­ schirmung 10 b eingreift und gegenüber der Anlageebene 8 b zurückversetzt ist. Diese Schachthülse 27 kann gemäß Fig. 7 gegenüber dem Innenumfang der Abschirmung 10 b be­ rührungsfrei sein oder gemäß Fig. 8 am Innenumfang der Abschirmung 10 b zentrierend anliegen. In den Schacht 26 ragen frei vorstehend die inneren Anschlußenden 17 b der Heizelemente 14 b, die so leicht zugänglich sind. Die Aufnahme 21 b für den Temperaturfühler 19 b ist sowohl in der der Anlageebene 8 b zugekehrten Stirnseite 13 b der Abschirmung 10 b als auch in der entsprechenden Stirnsei­ te der Schachthülse 27 vorgesehen. Für den Eingriff der Anschlußenden 17 b weist die Schachthülse 27 ebenfalls bis zu ihrer freien Stirnfläche reichende Schlitze auf.

In den Fig. 9 und 10 ist eine Anordnung dargestellt, bei welcher unter Verzicht auf eine Abschirmung für die Mit­ telfeldzone eine ungerade Anzahl von Heizelementen in einer entsprechend ungeraden Anzahl von zur Axialebene 18 c parallelen Ebenen angeordnet ist. Das in der Axial­ ebene 18 c liegende Heizelement 14 c weist einen Wider­ standsdraht 16 c auf, der derart mit in Längsrichtung des Heizelementes 14 c aneinanderschließenden Abschnitten 28, 29 unterschiedlicher Leistungsabgabe versehen ist, daß zwischen zwei Abschnitten 28 von hoher Leistungsabgabe ein Abschnitt 29 mit extrem niedriger Leistungsabgabe vorgesehen ist. Dieser Abschnitt 29 liegt im Bereich der Mittelfeldzone, also im wesentlichen symmetrisch zur Mittelachse der Heizeinheit bzw. zu der zur Axialebene 18 c rechtwinkligen Axialebene, so daß in diesem Bereich die Platte nicht zu stark erwärmt wird. Der Abschnitt 29 ist im dargestellten Ausführungsbeispiel einteilig mit den anschließenden Abschnitten 28 ausgebildet, nämlich durch einen linear gestreckten Teil des in den Abschnit­ ten 28 eng gewendelten Widerstandsdrahtes gebildet. Es ist aber auch denkbar, den Abschnitt 29 durch einen ge­ sonderten Teil mit geringem elektrischen Widerstand, al­ so beispielsweise entsprechend großem Querschnitt zu bilden und an diesem die Abschnitte 28 mit ihren zugehö­ rigen Enden zu befestigen. In Fig. 10 ist auch die röh­ renförmige Verkapselung 30 des jeweiligen Heizelementes erkennbar, in welcher der zugehörige Widerstandsdraht berührungsfrei liegt.

Claims (18)

1. Strahlungs-Heizeinheit zur Bildung eines Beheizungs­ feldes im Bereich einer Platte, wie einer Glaskera­ mik-Kochplatte, mit einem Isolierträger, an dessen Oberseite mindestens zwei stabförmige biegesteife Hellstrahler-Heizelemente angeordnet sind, wobei das Beheizungsfeld um eine Mittelachse der Heizeinheit eine äußere ringförmige Feldzone und eine von dieser umgebene Mittelfeldzone bildet, dadurch gekennzeich­ net, daß in der Mittelfeldzone eine im zugehörigen Strahlengang liegende Strahlungs-Abschirmung (10) vorgesehen ist, die von gesonderten, im Bereich der äußeren Feldzone liegenden Heizelementen (14) flan­ kiert ist.

2. Heizeinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ausschließlich Hellstrahler-Heizelemente (14), vorzugsweise mit einer bestimmungsgemäßen Arbeits­ temperatur von oberhalb 1500°K (ca. 1200°C) vorge­ sehen sind.

3. Heizeinheit nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß alle Heizelemente (14) im wesentlichen geradlinig stabförmig ausgebildet und vorzugsweise parallel zueinander und/oder in derselben Ebene an­ geordnet sind.

4. Heizeinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 3, da­ durch gekennzeichnet, daß mindestens ein Heizelement (14) etwa tangential zur Abschirmung (10), vorzugs­ weise mit geringer Berührungsfreiheit, angeordnet ist.

5. Heizeinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 4, da­ durch gekennzeichnet, daß mindestens ein Heizelement (14 b) etwa radial zur Abschirmung (10 b) angeordnet ist, wobei vorzugsweise zwei fluchtende Heizelemente (14 b) von der Abschirmung (10 b) etwa radial entge­ gengesetzt nach außen abstehen.

6. Heizeinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 5, da­ durch gekennzeichnet, daß die Abschirmung (10) un­ mittelbar auf dem Isolierträger (3), vorzugsweise mit einer ganzflächig anliegenden Basisfläche (11), angeordnet ist.

7. Heizeinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 6, da­ durch gekennzeichnet, daß die Abschirmung (10) bis nahe an die für die Anlage der Platte (2) vorgesehe­ ne Anlageebene (8) reicht, insbesondere mit einer zu dieser etwa parallelen Scheitelfläche (13) mit ge­ ringem Abstand darunter liegt.

8. Heizeinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 7, da­ durch gekennzeichnet, daß die Abschirmung (10) an ihrer Oberseite eine Aufnahme (21) für einen bei­ spielsweise stabförmigen Temperaturfühler (19), vor­ zugsweise eine Aufnahmenut aufweist, die quer zur Längsrichtung mindestens eines Heizelementes (14) liegt.

9. Heizeinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 8, da­ durch gekennzeichnet, daß die Abschirmung (10) in Draufsicht rund, insbesondere kreisrund, ist.

10. Heizeinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 9, da­ durch gekennzeichnet, daß die Abschirmung (10 a) in Draufsicht etwa parallel zu tangential flankierenden Heizelementen (14 a) langgestreckt, vorzugsweise etwa elliptisch ist.

11. Heizeinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 10, da­ durch gekennzeichnet, daß die Abschirmung (10) nach oben, insbesondere über den gesamten Umfang, gering­ fügig verjüngt ist.

12. Heizeinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 11, da­ durch gekennzeichnet, daß die Abschirmung (10) aus Isolierwerkstoff, insbesondere einem Preßwerkstoff, besteht und vorzugsweise als Reflektoren ausgebilde­ te Flanken (22) aufweist.

13. Heizeinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 12, da­ durch gekennzeichnet, daß die Abschirmung (10) im wesentlichen Vollquerschnitte aufweist.

14. Heizeinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 13, da­ durch gekennzeichnet, daß die Abschirmung (10 b) min­ destens einen zur Unterseite der Heizeinheit offenen Schacht (26) begrenzt, vorzugsweise hülsenförmig hohl ausgebildet ist, wobei insbesondere radial in­ nere Enden (17 b) von Heizelementen (14 b) in den Schacht (26) ragen.

15. Heizeinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 14, da­ durch gekennzeichnet, daß der Isolierträger (3) am Außenumfang einen über seine Oberseite vorstehenden Topfrand (6) aufweist, welchen äußere Enden (17) al­ ler Heizelemente (14) durchsetzen.

16. Heizeinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 15, da­ durch gekennzeichnet, daß Heizelemente (14 a, 15) in Reflektorrinnen (23) an der Vorderseite (5 a) des Isolierträgers (3 a) im wesentlichen berührungsfrei eingreifen und daß die Reflektorrinnen (23) ggf. ge­ sondert von der Abschirmung (10 a) liegende Vertie­ fungen im Isolierträger (3 a) sind und/oder durch rippenartige Erhebungen (24, 25) an der Vorderseite (5 a) des Isolierträgers (3 a) gebildet sind.

17. Heizeinheit, insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein die Mittelfeldzone traversierendes Heizelement (14 c) im Bereich der Mittelfeldzone einen Zwischen-Ab­ schnitt (29) seines Heizwiderstandes (16 c) aufweist, der je Längeneinheit wesentlich kleinere Leistungs­ abgabe als die außerhalb der Mittelfeldzone liegen­ den Abschnitte (28) hat.

18. Heizeinheit nach Anspruch 17, dadurch gekennzeich­ net, daß der Heizwiderstand (16 c) durch eine Wendel gebildet ist, die im Bereich der Mittelfeldzone je Längeneinheit eine reduzierte Widerstandsdraht-Länge hat, insbesondere wendelfrei gestreckt ist.