DE3703768C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Erfassen der Temperatur einer mittels Heizwicklungen oder Halogenlampen aufgeheizten Glaskeramikplatte mit einem Temperatursensor, der ein der Temperatur der Glaskeramikplatte entsprechendes Signal für eine Regelschaltung abgibt, bei der die Heizwicklungen oder die Halogenlampen im Innenraum eines topfartigen Isolierträgers angeordnet sind und die Glaskeramikplatte über direkte Strahlung aufwärmen, bei der der Rand des Isolierträgers an der Unterseite der Glaskeramikplatte unter Federspannung anliegt und der Temperatursensor außerhalb des Innenraumes des Isolierträgers angeordnet ist und mit der Unterseite der Glaskeramikplatte in wärmeleitender Verbindung steht, wobei der Temperatursensor in einer Aufnahme im Rand des Isolierträgers angeordnet ist.

Eine Vorrichtung dieser Art ist durch die US-PS 37 10 076 bekannt. Bei dieser bekannten Vorrichtung sitzt der Temperatursensor mittig in dem Rand des Isolierträgers, der dessen Innenraum in zwei Bereiche unterteilt. Dabei steht der Temperatursensor einmal mit der Unterseite der Glaskeramikplatte in wärmeleitender Verbindung und zum anderen in direkter wärmeleitender Verbindung mit beiden Bereichen des Innenraumes des Isolierträgers. Mit dieser Anordnung und Kopplung des Temperatursensors wird dieser durch die direkte Strahlung des Heizelementes aufgeheizt, so daß ein Überschwingen der Temperatur verhindert wird, wenn der Temperatursensor in einen elektrischen Stromkreis zur Regelung der Temperatur der Oberfläche der Glaskeramikplatte einbezogen ist. Durch die direkte Kopplung des Temperatursensors ergeben sich aber kurzzeitige Temperaturschwankungen am Temperatursensor, die während des Regelvorganges bei dem wiederholten Ein- und Ausschalten des Heizelementes auftreten und daher den Regelvorgang beeinflussen.

Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung der eingangs erwähnten Art zu schaffen, mit der sowohl die durch das Ein- und Ausschalten der Heizwicklungen oder der Halogenlampen hervorgerufenen kurzzeitigen Temperaturänderungen, als auch die durch die Wärmeleitfähigkeit der Glaskeramikplatte bedingten langzeitigen Temperaturänderungen am Temperatursensor eliminiert oder zumindest so abgeschwächt sind, daß ihre Einflüsse auf die Regelgenauigkeit für die Temperatur der Glaskeramikplatte vernachlässigbar sind, ohne daß die Glaskeramikplatte in dem vom Isolierträger umschlossenen Bereich eine störende, unbeheizte Fläche aufweist.

Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, daß die Aufnahme in einem Abstand zur Innenseite des Randes des Isolierträgers angeordnet ist, dessen minimaler Wert so gewählt ist, daß die beim Ein- und Ausschalten der Heizwicklungen oder der Halogenlampen entstehenden kurzzeitigen Temperaturänderungen nur einen vernachlässigbaren Einfluß auf den Temperatursensor haben, während der maximale Wert des Abstandes so gewählt ist, daß die durch die Wärmeleitfähigkeit der Glaskeramikplatte bedingte Verzögerung in der Regelcharakteristik eine kleine Hysterese ergibt.

Bei dieser Anordnung des Temperatursensors ist eine Beeinflussung durch die von den Heizwicklungen oder den Halogenlampen erzeugte Strahlung vermieden und der Temperatursensor wird nur noch über die Wärmeleitfähigkeit der Glaskeramikplatte aufgeheizt. Dabei bleibt der Temperatursensor noch in dem Bereich der Glaskeramikplatte, der ausreichend schnell den Temperaturänderungen der Glaskeramikplatte folgen kann. Langzeitige Temperaturänderungen am Temperatursensor, die durch die Verzögerung in der Glaskeramikplatte bedingt sind, lassen sich so auf ein vernachlässigbares Maß reduzieren. Die Strahlung der Heizwicklungen und/oder der Halogenlampen wirkt nicht mehr auf den Temperatursensor oder auf ein mit ihm in wärmeleitender Verbindung stehendes Teil ein. Der Temperatursensor erfaßt sehr genau die Temperatur der Glaskeramikplatte, die sich aufgrund der thermischen Kopplung mit dem Kochgefäß einstellt. Dies wirkt sich in einer sehr hohen Regelgenauigkeit aus, wobei eine Regelcharakteristik mit sehr kleiner Hysterese entsteht. Als Abstand haben sich Weiten von 3 mm bis 6 mm als vorteilhaft erwiesen.

Der Einfluß der Wärmeleitfähigkeit in der Glaskeramikplatte und der dadurch bedingten verzögerten Aufheizung des Temperatursensors auf das Regelverhalten können dadurch noch vermindert werden, daß die Aufnahme für den Temperatursensor in einem Ansatz des Randes des Isolierträgers angeordnet ist, der in den Innenraum des Isolierträgers ragt und an der Unterseite der Glaskeramikplatte anliegt. Dadurch wird der Temperatursensor mehr zur Mitte der Aufheizzone verlagert, so daß er schneller den Temperaturänderungen der Glaskeramikplatte folgen kann.

Eine gute wärmeleitende Verbindung zwischen dem Temperatursensor und der Glaskeramikplatte ergibt sich nach einer einfachen Ausgestaltung dadurch, daß der Isolierträger aus weichem, elastischem Material besteht und daß die Aufnahme durch den Temperatursensor selbst in die der Unterseite der Glaskeramikplatte zugekehrte Oberseite des Isolierträgers eingedrückt ist. Als Temperatursensor wird vorzugsweise ein temperaturabhängiger Widerstand verwendet, der auf einfache Weise in die Regelschaltung einbezogen werden kann. Dazu bedarf es nur einer zweiadrigen Verbindungsleitung zwischen dem Temperatursensor und der außerhalb des Isolierträgers angeordneten Regelschaltung.

Die Erfindung wird anhand von in den Zeichnungen schematisch dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 eine Teildraufsicht auf eine Vorrichtung mit Isolierträger und Heizwicklungen bei abgenommener Glaskeramikplatte,

Fig. 2 einen Teilschnitt entlang der Linie II-II der Fig. 1, jedoch mit aufgesetzter Glaskeramikplatte und

Fig. 3 eine Draufsicht auf eine Vorrichtung mit Isolierträger und Halogenlampen.

Bei dem Ausführungsbeispiel nach den Fig. 1 und 2 sind die Heizwicklungen 15 in dem Innenraum 14 des topfartigen Isolierträgers 11 angeordnet. Der Rand 12 des Isolierträgers 11 schließt den Innenraum 14 isoliert ab, da der Isolierträger 11 aus gut wärmeisolierendem Material besteht. Die Heizwicklungen 15 werden an den Anschlüssen 17 angeschlossen, die auf dem Anschlußblock 16 angeordnet sind. Die Speisung der Heizwicklungen 15 übernimmt die Regelschaltung, die über eine zweiadrige Verbindungsleitung mit den beiden Anschlüssen 19 des als temperaturabhängiger Widerstand ausgebildeten Temperatursensors 18 verbunden ist.

Der Rand 12 trägt im Anschlußbereich der Heizwicklungen 15 den Ansatz 13, der in den Innenraum 14 des Isolierträgers 11 ragt. Wie der Teilschnitt nach Fig. 2 zeigt, liegt die Glaskeramikplatte 10 auf dem Rand 12 und dem Ansatz 13 des Isolierträgers 11. Der Temperatursensor 18 ist in die eingebrachte oder eingedrückte Aufnahme 20 auf der Oberseite des Ansatzes 13 eingebracht und steht mit der Unterseite der Glaskeramikplatte 10 in wärmeleitender Verbindung. Dabei ist der Temperatursensor 18 mittelbar unter Federspannung an der Unterseite der Glaskeramikplatte 10 gehalten, um den Wärmeübergangswiderstand zwischen der Glaskeramikplatte 10 und dem Temperatursensor 18 klein zu halten. Dabei kann der Temperatursensor 18 auch selbst die Aufnahme 20 in den Ansatz 13 oder den Rand 12 des Isolierträgers 11 eindrücken, wenn dieser aus weichem, elastischem Material besteht oder eine entsprechende Auflage trägt.

Für die Dynamik im Regelverhalten ist der Abstand x des Temperatursensors 18 vom Innenraum 14 des Isolierträgers 11 entscheidend. Der Abstand x muß mindestens so groß sein, daß die von den Heizwicklungen 15 ausgehende Strahlung nicht direkt zum Temperatursensor 18 gelangt, so daß der Einfluß auf den Temperatursensor gegenüber der Aufheizung über die Wärmeleitfähigkeit der Glaskeramikplatte vernachlässigbar ist. Der Abstand x darf aber auch nicht zu groß sein, damit durch die Verzögerung in der Aufheizung des Temperatursensors über die Wärmeleitfähigkeit der Glaskeramikplatte 10 keine langzeitigen Temperaturänderungen am Temperatursensor 18 auftreten, die zu einer Regelcharakteristik mit großer Hysterese führen würden. Die Erwärmung der Glaskeramikplatte 10 bis zum Temperatursensor 18 darf nicht zu lange dauern, damit die Regelschaltung nicht nachhinkt, so daß bei zu später Abschaltung der Heizwicklungen 15 Überschwinger bei der Temperatur der Glaskeramikplatte 10 auftreten. Der Abstand x erlaubt es also in einfacher Weise, die Dynamik im Regelverhalten einzustellen und so zu optimieren, daß sowohl die durch das Ein- und Ausschalten der Heizwicklungen 15 bedingten Temperaturänderungen in den Heizwicklungen 15 oder den Halogenlampen 21, als auch durch die Wärmeleitfähigkeit der Glaskeramikplatte 10 bedingten Verzögerungen in der Aufheizung des Temperatursensors keinen störenden Einfluß mehr haben, so daß eine ausreichende Regelgenauigkeit erreicht werden kann.

Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 sind im Innenraum 14 des Isolierträgers 11 drei parallel zueinander angeordnete Halogenlampen 21 untergebracht. Der Stabprotektor 23 überdeckt die Halogenlampen 21 und steuert den Sicherheitsschalter 22 im Anschlußblock 16. Der Temperatursensor 18 ist in die Aufnahme 20 des Ansatzes 13 eingesetzt und für den Abstand x zum Innenraum 14 des Isolierträgers 11 gelten dieselben Auslegungen wie beim Ausführungsbeispiel nach den Fig. 1 und 2. Die Glaskeramikplatte deckt den Isolierträger 11 ab und stützt sich auf dem Rand 12 und dem Ansatz 13 ab, wobei die wärmeleitende Verbindung zwischen der Unterseite der Glaskeramikplatte und dem Temperatursensor 18 hergestellt ist. Dabei wird der Isolierträger 11 wieder unter Federspannung an der Glaskeramikplatte gehalten.

Claims (4)

1. Vorrichtung zum Erfassen der Temperatur einer mittels Heizwicklungen oder Halogenlampen aufgeheizten Glaskeramikplatte mit einem Temperatursensor, der ein der Temperatur der Glaskeramikplatte entsprechendes Signal für eine Regelschaltung abgibt, bei der die Heizwicklungen oder die Halogenlampen im Innenraum eines topfartigen Isolierträgers angeordnet sind und die Glaskeramikplatte über direkte Strahlung aufwärmen, bei der der Rand des Isolierträgers an der Unterseite der Blaskeramikplatte unter Federspannung anliegt und der Temperatursensor außerhalb des Innenraumes des Isolierträgers angeordnet ist und mit der Unterseite der Blaskeramikplatte in wärmeleitender Verbindung steht, wobei der Temperatursensor in einer Aufnahme im Rand des Isolierträgers angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufnahme (20) in einem Abstand (x) zur Innenseite des Randes (12) des Isolierträgers (11) angeordnet ist, dessen minimaler Wert so gewählt ist, daß die beim Ein- und Ausschalten der Heizwicklungen (15) oder der Halogenlampen (21) entstehenden kurzzeitigen Temperaturänderungen nur einen vernachlässigbaren Einfluß auf den Temperatursensor (18) haben, während der maximale Wert des Abstandes (x) so gewählt ist, daß die durch die Wärmeleitfähigkeit der Glaskeramikplatte (10) bedingte Verzögerung in der Regelcharakteristik eine kleine Hysterese ergibt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufnahme (20) für den Temperatursensor (18) in einem Ansatz (13) des Randes (12) des Isolierträgers (11) angeordnet ist, der in den Innenraum (14) des Isolierträgers (11) ragt und an der Unterseite der Glaskeramikplatte (10) anliegt.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Isolierträger (11) aus weichem, elastischem Material besteht und daß die Aufnahme (20) durch den Temperatursensor (18) selbst in die der Unterseite der Glaskeramikplatte (10) zugekehrte Oberseite des Isolierträgers (11) eingedrückt ist.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand (x) zwischen 3 mm und 6 mm gewählt ist.