DE3602541A1 - Heizwendeltraeger, damit versehene kochplatte und verfahren zu seiner herstellung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Heizwendelträger mit einer aus Keramikfaser-Werkstoff bestehenden, an einer Seite mit einer Nut versehenen Trägerplatte und einer in die Nut eingelegten und darin fixierten Heizspirale.

Heizwendelträger, deren Trägerplatte aus vakuumgeformter Keramikfaser bestehen, sind als strahlende Heizkörper für Keramik-Kochfelder bekannt. Da bei Keramik-Kochfeldern die mit der Heizspirale versehene Seite der Trägerplatte durch eine nichtleitende Keramikplatte abgedeckt ist, ist die Fixierung der Heizspirale in der Nut der Trägerplatte nicht kritisch. Bei den bekannten Keramikfaser-Platten ist der Nutquerschnitt ausreichend groß, daß die Heizspirale mit geringem Spiel in die Nut hineinpaßt, und es ist die Nut in Abständen mit leichten Verengungen versehen, durch welche die Heizspirale klemmend gehalten wird.

Heizwendelträger, deren Trägerplatten aus Keramikfaser-Werk­ stoff bestehen, wären an sich auch sehr gut für Kochplatten geeignet, die im Unterschied zu Keramik-Kochfeldern durch eine Stahlplatte abgedeckt sind. Für eine solche Verwendung muß jedoch die Heizwendel in der Nut der Trägerplatte so sicher befestigt sein, daß sie auch bei erheblichen mechani­ schen Beanspruchungen, wie sie durch Druck, Erschütterung oder Sturz verursacht werden, einwandfrei in der Keramikfa­ ser-Platte fixiert ist und keine Gefahr besteht, daß sie durch Verformungen mit der elektrisch leitenden Abdeckplatte in Berührung kommt.

Demgemäß liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen Heizwendelträger der eingangs genannten Art so auszubilden, daß die Heizspirale in der Nut der Trägerplatte sicher gehalten ist, ohne daß die Fixierung der Heizspirale die Herstellungskosten eines solchen Heizwendelträgers nennens­ wert erhöht und ohne daß die vorteilhaften Eigenschaften des elastischen Keramikfaser-Werkstoffes nennenswert beeinträch­ tigt werden.

Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, daß die Heizspirale mit der Trägerplatte durch einen Kieselsol­ Überzug verbunden ist.

Kieselsol ist eine wäßrige, kolloidale Lösung von Silicium­ dioxyd, die unter anderem auch als Bindemittel zur Verfesti­ gung von keramischen Fasern verwendet wird. Allerdings führt die Verwendung von Kieselsol auch zu einer Versprödung des Keramikfaser-Werkstoffes, die unerwünscht ist. Es besteht dann die Gefahr, daß sich aus dem versprödeten Körper Teil­ chen lösen, die bei Kochplatten in den in der Nähe des Faserkörpers angeordneten Thermostat gelangen und dadurch die Funktion der Platte stören. Bei Anwendung einer dünnen Oberflächenschicht zur Fixierung der Heizspirale werden jedoch die elastischen Eigenschaften der Keramikfaser-Platte nicht nennenswert beeinträchtigt, so daß diese Gefahr gering ist. Der besondere Vorteil der Fixierung der Heizspirale mit einem solchen Kieselsol-Überzug besteht darin, daß eine solcher Überzug leicht aufbringbar ist und eine sichere Fixierung der Heizspirale auf ihrer ganzen Länge bewirkt.

Die Gefahr, daß die aus Keramikfaser-Werkstoff bestehende Trägerplatte durch das Eindringen des zur Fixierung der Heizspirale verwendeten Kieselsols beeinträchtigt werden, läßt sich in weiterer Ausgestaltung der Erfindung dadurch vermindern, daß der Kieselsol-Überzug in feiner Verteilung eine ionisch neutrale, mineralische Substanz enthält. Durch den Zusatz einer solchen Substanz, insbesonde von Talkum, vorzugsweise in einer Menge von etwa 30%, bildet der Überzug eine harte bis zähe Kruste, die staubfrei ist und im Bereich der Außenwandung auftretenden Drücken ohne weiteres stand­ hält. Der Zusatz von Talkum oder dergleichen verhindert ein tieferes Eindringen des Kieselsols in den filzartigen Ke­ ramikfaser-Werkstoff, so daß ohne Anwendung komplizierter zusätzlicher Maßnahmen der Kern der Platte elastisch bleibt. Durch den elastisch gebliebenen Kern der Keramikfaser-Platte ist gewährleistet, daß selbst dann keine abgesprungenen Splitter oder Teilchen entstehen, wenn die von dem Überzug gebildete Kruste durch eine punktförmige Belastung auf­ brechen sollte.

Der Wärmeübergang von der Heizwendel auf die metallische Abdeckplatte von Kochplatten erfolgt im wesentlichen durch Wärmestrahlung. Es ist daher anzustreben, daß die Heizspira­ le von der sie tragenden Platte möglichst wenig abgeschirmt wird. Daher sieht eine bevorzugte Ausführungsform der Erfin­ dung vor, daß die Tiefe der Nut nur etwas größer ist als der halbe und die Breite der Nut etwas kleiner ist als der ganze Durchmesser der Windungen der undeformierten Heizspirale.

Bei dieser Ausführungsform der Erfindung steht also die Heizspirale annähernd mit dem halben Umfang ihrer Windungen über die Oberfläche der Trägerplatte vor, so daß die der Oberfläche der Abdeckplatte gegenüberliegende, Wärmestrah­ lung emittierende Oberfläche der Heizwendel bedeutend ver­ größert ist. Die sichere Fixierung der Heizspirale durch den Kieselsol-Überzug gestattet eine solche vorstehende Anord­ nung der Heizspirale. Dabei unterstützt die gegenüber dem Windungsdurchmesser der Heizspirale leicht verengte Nut die Fixierung der Heizspirale.

Neben dem Heizwendelträger selbst ist Gegenstand der Erfin­ dung auch eine Kochplatte, die mit einem solchen Heizwen­ delträger ausgestattet ist.

Ein besonderer Vorteil der erfindungsgemäßen Ausbildung des Heizwendelträgers liegt auch darin, daß er nach einem beson­ ders einfachen Verfahren herstellbar ist. Dieses Verfahren besteht darin, daß die Trägerplatte mit einer Nut herge­ stellt wird, deren Tiefe etwas größer als der halbe und deren Breite etwas kleiner ist als der ganze Durchmesser der Windungen der Heizspirale, daß dann die Heizspirale unter leichter Deformation ihrer Windungen in die Nut eingelegt wird, so daß sie unter Spannung darin gehalten ist, und daß dann die Trägerplatte mit der Spiralenseite nach unten in wäßriges Kieselsol eingetaucht und danach getrocknet wird.

Es ist ohne weiteres ersichtlich, daß dieses Herstellungs­ verfahren sich auf wenige, einfache Schritte beschränkt, nämlich das Einlegen der Heizspirale in die Nut, deren Abmessungen ein kraftschlüssiges Halten der Heizspirale gewährleistet, und dann ein einfaches Eintauchen, um den Kieselsol-Überzug zu erzeugen, durch den die Heizspirale auf ihrer ganzen Länge mit der Keramikfaser-Platte verbunden wird. Die Verfahrensschritte machen auch deutlich, daß die mit "etwas größer" bzw. "etwas kleiner" auf den halben bzw. ganzen Durchmesser der Windungen der nicht deformierten Heizspirale bezogenen Angaben über die Dimensionen der Nut besagen, daß die Nut ausreichend tief und ausreichend eng sein muß, um gerade noch ein kraftschlüssiges Festhalten der Heizspirale zu gewährleisten, ohne daß die Heizspirale unnötig weit von der Nut aufgenommen wird oder unnötig stark deformiert werden muß. Die hierfür benötigten, optimalen Abmessungen lassen sich leicht in Abhängigkeit von den Dimensionen und elastischen Eigenschaften der Heizspirale ermitteln.

Wie bereits erwähnt ist es vorteilhaft, wenn dem bei dem erfindungsgemäßen Verfahren verwendeten Kieselsol etwa 30 Gewichtsprozent einer staubfreien, ionisch neutralen, mineralischen Substanz, insbesondere Talkum, beigemischt sind. Die Beimischung von Talkum oder dergleichen verhindert ein übermäßiges Eindringen des Bindemittels in die Keramifa­ ser-Platte und verleiht dem Überzug besonders günstige Eigenschaften bezüglich Härte und Staubfreiheit.

Die Erfindung wird im folgenden anhand des in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles näher beschrieben und erläutert. Die der Zeichnung und der Beschreibung zu entneh­ menden Merkmale können bei anderen Ausführungsformen der Erfindung einzeln für sich oder zu mehreren in beliebiger Kombination Anwendung finden. Es zeigt:

Fig. 1 einen Querschnitt durch eine Kochplatte nach der Erfindung,

Fig. 2 eine Draufsicht auf den nach der Erfindung ausge­ bildeten Heizwendelträger der Kochplatte nach Fig. 1 und

Fig. 3 einen Teilschnitt durch den Heizwendelträger nach Fig. 2 in vergrößertem Maßstab.

Die in der Zeichnung schematisch dargestellte Kochplatte weist einen Heizwendelträger auf, der aus einer Trägerplatte 1 und einer in einer Nut 10 der Trägerplatte befestigten Heizspirale 9 besteht. Der Heizwendelträger ist in ein unteres Gehäuseteil 2 eingesetzt, das längs seines Umfanges eine Schulter 3 aufweist, auf der die Trägerplatte 1 auf­ liegt. An seiner Oberseite ist der Heizwendelträger von einer Stahlblechplatte 4 abgedeckt, die längs ihres Umfanges auf einem nach oben vorstehenden Rand 5 der Trägerplatte 1 aufliegt und mit einem nach unten abgebogenen Randabschnitt 6 einen außerhalb der Schulter 3 nach oben ragenden Rand­ abschnitt 7 des unteren Gehäuseteiles 2 übergreift. Die Abdeckplatte 4 und das Gehäuseteil 2 sind durch eine Spann­ schraube 8 miteinander verbunden, und dadurch von beiden Seiten gegen die Trägerplatte 1 verspannt.

Die Trägerplatte 1 besteht aus einem Keramikfaser-Werkstoff und ist an ihrer der Abdeckplatte 4 zugewandten Seite mit der Heizspirale 9 versehen, die in Fig. 2 durch eine strichpunktierte Linie schematisch angedeutet ist. Wie aus Fig. 3 näher ersichtlich, hat die Nut 10 der Trägerplatte 1, in die die Heizspirale 9 eingelegt ist, eine Tiefe, die etwas größer ist als der halbe Durchmesser der Windungen der Heizwendel 9, wogegen ihre Breite etwas kleiner ist als der ganze Durchmesser, so daß die Heizwendel im Bereich ihres zur Plattenoberfläche parallelen Durchmessers zwischen den Wandungen der Nut klemmend, also kraftschlüssig gehalten ist. Die Trägerplatte 1 ist an der der Deckplatte 4 zuge­ wandten Seite zusammen mit der Heizspirale 9 mit einem in der Zeichnung nicht erkennbaren Kieselsol-Überzug versehen, der die Windungen der Heizspirale insbesondere dort benetzt, wo sie an der Keramikfaser-Trägerplatte anliegen. Auf diese Weise wird eine sichere Verbindung zwischen allen Windungen der Heizspirale 9 und der Trägerplatte 1 hergestellt. Durch einen Zusatz von Talkum in dem Kieselsol-Überzug ist gewähr­ leistet, daß das Kieselsol nicht tief in den Keramikfaser- Werkstoff der Trägerplatte eindringt, so daß deren Elasti­ zität erhalten bleibt. Außerdem erhält der Überzug dadurch eine hohe Festigkeit und wird staubfrei, so daß auch bei Beanspruchung der Kochplatte durch Druck und Stoß kein Abrieb und insbesondere auch keine abgesprungenen oder abgesplitterten Teilchen entstehen können, welche die Funk­ tion der Kochplatte beeinträchtigen könnten. Auch werden dadurch Beschädigungen des Heizwendelträgers in solchen Fällen vermieden, in denen Heizwendelträger als solche an Hersteller von Kochplatten und dergleichen versandt werden müssen.

Die Herstellung eines solchen Heizwendelträgers ist beson­ ders einfach. Die Keramikfaser-Trägerplatte 1 kann in übli­ cher Weise durch Vakuumformung als Formkörper mit der ge­ wünschten Gestalt und insbesondere mit einer die vorgegebe­ nen Abmessungen aufweisenden Nut hergestellt werden. Die Heizspirale 9 läßt sich auf einfache Weise unter leichter Verformung, gegebenenfalls mittels eines entsprechend ausge­ bildeten Werkzeuges, in die Nut einlegen. Da die Heizspirale in der Nut auf ihrer ganzen Länge kraftschlüssig gehalten ist, kann die Trägerplatte mit der Heizspirale ohne weiteres umgedreht werden, so daß ihre mit der Heizspirale versehene Seite nach unten weist, ohne daß die Gefahr besteht, daß sich die Heizspirale von der Trägerplatte löst. Die mit der Spiralenseite nach unten weisende Trägerplatte wird dann in eine Aufschlämmung eingetaucht, die aus einem Gemisch von wäßrigem Kieselsol und feingemahlenem, handelsüblichem Talkum besteht, in der der Anteil von Talkum etwa 30 Ge­ wichtsprozent beträgt. Auf diese Weise entsteht ein Überzug, der nach dem Trocknen eine harte und staubfreie Kruste bildet, die im Bereich der Außenwandung des Heizwendelträ­ gers den dort auftretenden Drücken ohne weiteres standhält und im Bereich der Heizspirale deren Windungen dort benetzt, wo sie im Kontakt mit dem Keramikfaserkörper stehen. Der Kern des Heizwendelträgers bleibt dabei elastisch, so daß im Gebrauch keine abgesprungenen Splitter oder dergleichen entstehen, selbst wenn die Kruste durch eine punktförmige Belastung aufbrechen sollte.

Es versteht sich, daß die Erfindung nicht auf das darge­ stellte Ausführungsbeispiel beschränkt ist, sondern Abwei­ chungen davon möglich sind, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen. Dies gilt insbesondere für den Aufbau der Koch­ platte, für den alle einschlägigen Konstruktionen möglich sind. Dementsprechend kann dann auch der Heizwendelträger jede Gestalt haben, die für die Anwendung in einer bestimm­ ten Kochplatte erforderlich ist. So wäre es insbesondere auch denkbar, daß die in der Trägerplatte befestigte Heiz­ spirale mehrere separat schaltbare Abschnitte in beliebi­ ger, räumlicher Anordnung hat.

Claims (6)

1. Heizwendelträger mit einer aus Keramikfaser-Werkstoff bestehenden, an einer Seite mit einer Nut versehenen Trägerplatte und einer in die Nut eingelegten und darin fixierten Heizspirale, dadurch gekennzeichnet, daß die Heizspirale (9) mit der Trägerplatte (1) durch einen Kieselsol-Überzug verbunden ist.

2. Heizwendelträger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß der Kieselsol-Überzug in feiner Verteilung eine ionisch neutrale, mineralische Substanz enthält.

3. Heizwendelträger nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Tiefe der Nut (10) etwas größer ist als der halbe und die Breite der Nut (10) etwas kleiner ist als der ganze Durchmesser der Wind­ ungen der undeformierten Heizspirale (9).

4. Kochplatte mit einem Heizwendelträger nach einem der Ansprüche 1 bis 3.

5. Verfahren zur Herstellung eines Heizwendelträgers nach Anspruch 3 mit einer aus Keramikfaser-Werkstoff beste­ henden, an einer Seite mit einer Nut versehenen Trä­ gerplatte und einer in die Nut eingelegten und darin fixierten Heizspirale, dadurch gekennzeichnet, daß die Trägerplatte (1) mit einer Nut (10) hergestellt wird, deren Tiefe etwas größer ist als der halbe und deren Breite etwas kleiner ist als der ganze Durchmesser der Windungen der Heizspirale (9), daß dann die Heiz­ spirale (9) unter leichter Deformation ihrer Windungen in die Nut (10) eingelegt wird, so daß sie unter Spannung darin gehalten ist, und daß dann die Träger­ platte (1) mit der Spiralenseite nach unten in wäßri­ ges Kieselsol eingetaucht und danach getrocknet wird.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß dem Kieselsol etwa 30 Gewichtsprozent einer staub­ freien, ionisch neutralen, mineralischen Substanz, insbesondere Talkum, beigemischt ist.