DE3739943C2 - Kocheinheit zum Einbau in die Öffnung einer Glas- oder Keramikplatte - Google Patents
Kocheinheit zum Einbau in die Öffnung einer Glas- oder KeramikplatteInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine Kocheinheit zum Einbau in die Öffnung einer
Glas- oder Keramikplatte.
Kochmulden und Herde mit Kocheinheiten bzw. Ober
flächeneinheiten aus Gußmetallmaterial, die in einer Halterungs
fläche aus Metallblech angebracht sind, waren für viele Jahre
insbesondere in Kanada und Europa populär. In den vergangenen
Jahren wurden Kochmulden mit eine massive Scheibe aufweisenden
Kocheinheiten, die in einer Halterungsfläche aus getemper
tem Glas angebracht sind, in den USA auf den Markt gebracht.
Eine Anordnung zum Anbringen üblicher Kocheinheiten in
einer Glas- oder
Keramikplatte ist in der US-PS 4 491 722 beschrieben.
Wie in der US-PS 4 122 330 beschrieben ist, können übliche Einhei
ten mit einer massiven Scheibe mit Schaltvorrichtungen versehen
sein, die direkt auf die Temperatur der Gußeisen-Heizfläche der Koch
einheit ansprechen und die Speisung von einem oder
mehreren Heizelementen in der Einheit unterbrechen, um zu ver
hindern, daß die Einheit so heiß wird, daß sich die Einheit oder
auf der Einheit stehende Pfannen und Töpfe werfen bzw. wölben.
Eingestellte Temperaturen für derartige Schalter liegen typisch
in dem Bereich von 480°C. Da eine gefüllte Pfanne oder
ein Topf auf einer derartigen Koch- bzw. Oberflächeneinheit als eine Wärme
senke an den Berührungspunkten wirkt, treten Temperaturen, die
hoch genug sind, um die Gußmetall-Oberflächeneinheiten zu beschä
digen, wahrscheinlich nur auf, wenn die Einheit bei ihrer maxima
len Leistung arbeitet und keine Pfanne (Topf) oder eine leere Pfanne
auf der Einheit steht. Die Verwendung von thermischen Begrenzungs
schaltern, die auf die Temperatur der Heizoberfläche in der be
schriebenen Weise ansprechen, arbeiten unter derartigen Extrem
bedingungen zufriedenstellend, um eine Beschädigung der Scheibe
selbst zu verhindern. In Geräten, in denen die Einheiten von
einer Metallblech-Halterungsfläche gehaltert werden, ist der
Schutz gegen solche extremen Betriebsbedingungen ausreichend.
Weiterhin ist mit guten Pfannen (Töpfe), d. h. Pfannen, die für einen gu
ten gleichförmigen Oberflächenkontakt über die gesamte Heizfläche
der Massivscheiben-Oberflächeneinheit sorgen, eine derartige An
ordnung angemessen selbst bei einer Halterungsfläche aus Glas.
Jedoch neigen Pfannen (Töpfe), insbesondere relativ billige Pfannen, da
zu, sich bei längerem Gebrauch zu werfen bzw. zu wölben, und die
gewölbten Pfannen gestatten, daß Luftspalte zwischen der Pfanne
und der Gußeisen-Heizoberfläche bestehen. Wenn solche Spalte be
stehen, wird die Wärme nicht von den freiliegenden Abschnitten
der Oberflächeneinheit abgeführt und es können lokalisierte
Hitzeflecken entstehen. Die Temperatur der gläsernen Kochfeld
fläche in der Nähe eines derartigen Hitzefleckens kann auf eine
Temperatur nahe der Vergütungstemperatur für das Glas ansteigen
oder diese sogar überschreiten. Wenn derartige Bedingungen auftreten,
werden in dem Glas in der Nähe des Hitzefleckens inter
ne Beanspruchungen bzw. Spannungen hervorgerufen. Wiederholte
Zyklen derartiger Zustände bewirken möglicherweise eine Ermüdung
des Glases, wodurch eine Rißbildung in dem Glas hervorgerufen
wird. Aufgrund der lokalisierten Natur dieser Hitzepunkte kann
die Temperatur in denjenigen Bereichen der Oberflächeneinheit,
die mit der Pfanne in gutem Kontakt stehen, gut innerhalb zuläs
siger Temperaturgrenzen bleiben. Somit können Hitzefleckenzustän
de, die für eine Beschädigung ausreichend sind, von der oben be
schriebenen Schutzanordnung unerfaßt bleiben, wenn der Hitze
fleck nicht in der unmittelbaren Nähe des internen Schalter
sensors auftritt.
DE 29 23 884 A1 beschreibt einen Temperaturfühler, der über
ein wärmeleitendes Ansatzstück mit einer zu überwachenden
Fläche verbunden ist.
Weiterhin ist es aus US 45 54 438 bekannt, zum Schutz einer
Trägerplatte aus Glaskeramik separate Temperatur
begrenzungsschalter den Kochstellen zuzuordnen, welche die
Temperatur der Trägerplatte direkt abfühlen.
Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Kocheinheit derart
auszugestalten, daß sie auf das Auftreten von Hitzeflecken irgendwo
um den Umfang der Platte herum anspricht und die Versorgung der
Oberflächeneinheit unterbricht, bevor die Temperatur des Glas- oder
Keramikmaterials in der Nähe der Platte auf eine ausreichende Höhe ansteigt, um
das Material zu beschädigen, ohne daß der normale Betrieb der Ober
flächeneinheit gestört wird.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des
Patentanspruches 1 gelöst.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den
Unteransprüchen angegeben.
Die mit der Erfindung erzielbaren Vorteile bestehen insbe
sondere darin, daß die erfindungsgemäße Kocheinheit auf
das Auftreten von abnorm hohen Temperaturzu
ständen irgendwo auf dem Umfang der Platte anspricht, indem die
Energiezufuhr zu dem Element verkleinert wird, um zu verhindern,
daß die Temperatur an dem Umfang der Platte auf einen Wert an
steigt, bei dem eine Beschädigung der Halterungsfläche aus Glas
oder Keramik auftreten könnte.
Weiterhin ist vorteilhaft, daß die Kocheinheit gemäß der Erfindung
mit nur geringfügigen
Abänderungen in der Befestigungsanordnung und der Schaltungsan
ordnung für eine übliche Koch- oder Oberflächeneinheit implementiert werden
kann, indem der Begrenzungsschalter an dem Haltebügel angebracht
wird, der die Oberflächeneinheit in der Halterungsfläche in ihrer
Lage hält, wobei ein Ansatzstück von dem Begrenzungsschalter zu
einem geeigneten Kontaktpunkt auf dem Deckteil der Oberflächen
einheit verläuft. Die Kontaktstücke des Begrenzungsschalters
sind einfach mit der Netzleitung in Reihe geschaltet.
Die Erfindung wird nun anhand
der Beschreibung und Zeichnung von Ausführungsbeispielen näher
erläutert.
Fig. 1 ist eine perspektivische Vorderansicht von einem
Teil einer Kochmulde mit Kocheinheiten gemäß der Erfindung.
Fig. 2 ist ein Seitenschnitt von einem Teil der Kochmulde
gemäß Fig. 1 und zeigt eine der Koch- oder Oberflächeneinhei
ten.
Fig. 3A und 3B sind Drauf- bzw. Seitenansichten des thermi
schen Ansatzstückes der Oberflächeneinheit gemäß
Fig. 2 losgelöst von der Oberflächeneinheit, um
Einzelheiten besser darstellen zu können.
Fig. 4 ist ein vereinfachtes Schaltbild der Leistungssteue
rung für die Kochmulde gemäß Fig. 1.
Fig. 1 zeigt eine elektrische Kochmulde 10 mit
vier elektrischen Koch- oder Oberflächeneinheiten
12, 14, 16 und 18, die von einer Glas- oder Keramikplatte 20 aus getemper
tem Glas oder Keramik getragen sind. Jede dieser Oberflächeneinheiten 12-18
kann Kochgeräte tragen, wie beispielsweise Bratpfannen, Soßen
pfannen, Teakettles usw., die zum Wärmen auf einer Heizplatte
angeordnet sind. Manuell bedienbare Drehknöpfe 22, 24, 26 und 28
sind an der Platte 20 angebracht, damit der Benutzer die
gewünschte Betriebseinstellung für die Oberflächeneinheiten 12,
14, 16 bzw. 18 wählen kann. Die gesamte Halterungsstruktur für die
Kochmulde ist in der US-PS 4 608 962 beschrieben.
Die Koch- oder Oberflächeneinheiten 12 und 16 sind 20 cm, 2000 Watt-Einhei
ten, und die Oberflächeneinheiten 14 und 18 sind 15 cm, 1500
Watt-Einheiten. Die Leistungszufuhr zu den Einheiten 14 und 16 wird
durch stufenlose Temperaturschalter gesteuert, die auf die ge
wünschte Leistung eingestellt werden, indem der Benutzer die
Steuerknöpfe 24 bzw. 26 einstellt. Die Einheiten 12 und 18 sind
Automatik-Oberflächeneinheiten. Die Leistungszufuhr zu diesen
Einheiten wird geregelt gemäß der Kochgeräte-Temperatur, die
durch Sensoren 13 und 19 für die Einheiten 12 bzw. 18 abgetastet
wird, und gemäß der Temperatur, die durch den Benutzer durch
Einstellen der Steuerknöpfe 22 bzw. 28 gewählt ist.
Die Struktur der Oberflächeneinheiten und die Befestigungsanord
nung wird im folgenden nur in Verbindung mit der Oberflächenein
heit 14 beschrieben, da sie bezüglich aller wesentlichen Aspekte
für alle vier Einheiten gleich ist. Fig. 2 zeigt eine Quer
schnittsansicht der Oberflächeneinheit 14 gemäß Fig. 1, wobei
die Oberflächeneinheit 14 ein Gußeisen-Plattenteil 30 mit einer
ebenen oberen Heizfläche 32 und einer relativ vertieften unge
heizten Mittelzone 34 aufweist, deren Unterseite einen sich nach
unten erstreckenden Schraubsockel 36 aufweist. Die Heizfläche
wird durch spiralförmige Widerstands-Heizelemente 38 erwärmt, die
in einem Einbettungsmaterial 40 in spiralförmigen Nuten 42 auf
der Unterseite des Plattenteils 30 aufgenommen sind. Die Unter
seite der Platte 30 ist durch eine thermisch leitfähige Abdeckung
44 abgedeckt, das aus einem gepreßten Metallblech gefertigt
ist, das an seinem Umfang in einen engen thermischen Kontakt mit
der Unterseite des Plattenteils 30 nahe seines Umfangs gedrückt
ist. Die Abdeckung (nachfolgend Abdeckteil genannt) 44 wird in ihrer Lage durch eine Mutter 47
gehalten, die auf einem mittleren Gewindezapfen 46 angebracht
ist, der in dem Gewindesockel 36 aufgenommen ist und durch eine
zentrale Öffnung in dem Abdeckteil 44 hindurchragt. Der Bereich,
der zwischen dem Abdeckteil 44 und der Platte 30 eingeschlossen
ist, bildet einen toten Luftraum 49.
Das Plattenteil 30 wird von der Glas- oder Keramikplatte 20
durch eine Befestigungsanordnung gehaltert,
die einen Halterungsring 48 aus Metallblech, einen Zwischenring
50, ein Dichtungsteil 52 und einen Einsatzring 54 aufweist.
Der Halterungsring 48 ruht auf seinem äußeren Rand auf dem Zwi
schenring 50. Der äußere Rand des Zwischenrings 50 ruht auf der
Platte 20. Das Dichtteil 52 ist aus einem wärmebe
ständigen Kunststoff hergestellt, der die in der Platte
20 gebildete Öffnung umgibt, und wird von dieser gehaltert, um
die Oberflächeneinheit aufzunehmen. Der Einsatzring 54 hat eine
im wesentlichen L-förmige Konfiguration mit einem zylindrischen
Abschirmungsabschnitt 56 und einem äußeren Flansch 58, der
leicht schräg nach unten verläuft in Übereinstimmung mit dem
oberen Rand der Dichtung 52, auf der er ruht. Der Ring 54 schirmt
die Dichtung 52 ab gegen eine direkte thermische Strahlung und
auch gegenüber der heißen Platte und auch von dem inneren Bereich
des Halterungsrings 48.
Eine plattenähnliche Unterstruktur 60 verläuft unterhalb der
Platte 20 für eine strukturelle Halterung. Ein Bügelteil 62
ist an der Platte 30 durch einen Gewindezapfen 46 befestigt, so
daß das Anziehen der Mutter 64 das Bügelteil 62 gegen die innere
Fläche der Unterstruktur 60 drückt, wodurch die Oberflächenein
heit in ihrer Lage festgeklemmt wird.
Während eines normalen Betriebs mit guten ebenen Pfannen (Töpfen), d. h.
Pfannen, die einen guten durchgehenden Kontakt über dem gesamten
ebenen Abschnitt der Oberflächeneinheit herstellen, dienen die
Pfanne und ihr Inhalt als eine Wärmesenke, um Wärme auf effektive
Weise von der Oberflächeneinheit abzuführen und zu verhindern,
daß eine Oberflächeneinheit normale Betriebstemperaturgrenzen
überschreitet. Wenn jedoch eine Einheit auf volle Leistung ge
stellt wird und unbedeckt bleibt oder ein leeres Kochgerät darauf
abgestellt wird, wie es beispielsweise passieren könnte, wenn
der Inhalt siedet und überkocht, könnte die Temperatur der Plat
te 30 genügend ansteigen, damit sich die Oberflächeneinheit
selbst wirft wie auch das Kochgerät, das auf der Platte steht.
Um eine derartige Beschädigung zu vermeiden, sind die Oberflächen
einheiten 14 und 16 mit einem internen Begrenzungsschalter (nicht
gezeigt) versehen, der in dem toten Luftraum 49 zwischen dem Ab
deckteil 44 und der Unterseite der Platte 30 angebracht ist. Wie
im folgenden in Verbindung mit der Versorgungsschaltung beschrie
ben wird, arbeitet dieser Begrenzungsschalter in der Weise, daß
zwei der drei Widerstandselemente abgeschaltet werden, um dadurch
die maximale Temperatur, die die Oberflächeneinheit erreichen
kann, auf einen sicheren Wert zu begrenzen. Der Begrenzungsschal
ter spricht direkt auf die Temperatur der Unterseite der Platte
30 an. Typisch ist dieser Begrenzungsschalter auf eine
Temperatur von etwa 480°C eingestellt.
Wie eingangs bereits kurz ausgeführt wurde, kann, wenn die Ober
flächeneinheit ohne ein Kochgerät oder mit einem guten, ebenen
Kochgerät, das leer ist, betrieben wird, eine unerwünscht hohe
Temperatur erreicht werden, aber diese Temperatur ist im wesent
lichen gleichförmig über die gesamte Heizfläche der Oberflächen
einheit verteilt. Dann wird der interne Begrenzungsschalter der
artige Bedingungen abtasten und darauf ansprechen. Bei ungleich
mäßigen oder gewölbten Pfannen jedoch, die einen guten Kontakt
über einem wesentlichen Teil des Elementes bilden, aber einen
toten Luftraum zwischen dem Kochgerät und dem Element über einem
relativ kleinen Abschnitt der Oberflächeneinheit haben, wird die
Temperatur der Einheit in der Nähe des Luftspaltes die Temperatur
der Abschnitte des Elementes, die in einem guten Kontakt mit dem
Kochgerät sind, weit überschreiten. Wenn der resultierende Hitze
fleck nicht in der Nähe des Begrenzungsschalters auftritt, was
ein rein zufälliges Ereignis sein würde, würde der interne
Begrenzungsschalter auf diesen Zustand nicht ansprechen, mit dem
Ergebnis, daß das Glas- oder Keramikmaterial in unmittelbarer Nähe des Hitzepunktes
über seine Vergütungstemperatur hinaus erwärmt werden kann, wo
durch das Material überbeansprucht wird und ein Bruch der Halterungs
fläche auftritt.
Die Oberflächeneinheiten 12 und 18 sind Automatik-Einheiten, die
mit Temperaturfühlern zum Abtasten der Temperatur der erwärmten
Kochgeräte ausgerüstet sind, und die Versorgung dieser Einheiten
wird als eine Funktion der abgetasteten Kochgeräte-Temperatur
geregelt, um die Temperatur nahe der Temperatur zu halten, die
durch den Benutzer durch Einstellen der Steuerknöpfe 22 bzw. 28
gewählt ist. Derartige Einheiten sind nicht mit einem internen
Begrenzungsschalter versehen, da man sich hier auf den Temperatur
fühler des Kochgerätes verläßt, eine Überhitzung zu verhindern.
Die lokale Natur der Hitzeflecken, die aus der Verwendung
von gewölbten Pfannen resultiert, verhindert jedoch auch, daß
der Temperaturfühler für einen angemessenen Schutz des Glas- oder Keramik
materials sorgt.
Ein Schutz für beide Arten von Einheiten gegen eine derartige Be
schädigung wird durch Verwendung einer
Einrichtung erhalten, die auf die Oberflächentemperatur der außenseitigen
Oberfläche des unteren Deckteils 44 anspricht und die Funktion
hat, die Energiezufuhr zur Oberflächeneinheit abzuschalten, wenn
die Temperatur des Deckteils eine vorgegebene Tempe
ratur überschreitet.
Es sei daran erinnert, daß das Abdeckteil 44 ein guter thermi
scher Leiter ist, der in einem guten thermischen Kontakt mit im
wesentlichen dem gesamten Umfang des Plattenteils 30 angebracht
ist. Es wurde empirisch ermittelt, daß eine ausreichende Korre
lation zwischen der Temperatur der äußeren Oberfläche des Deck
teils und der Temperatur um den Umfang der Scheibe besteht, um
die Temperatur an einem Berührungspunkt auf der Außenfläche des
Deckteils zu einem zuverlässigen Indikator für einen Hitzefleck
zu machen, der irgendwo um den Umfang der Platte herum auftritt,
vorausgesetzt daß der Berührungspunkt genügend weit radial innen
von dem Umfang angeordnet ist, um eine übermäßige Vorspannung
durch die Temperatur am Rand der Platte nahe dem Berührungspunkt
zu verhindern. Es wurde gefunden, daß der Bereich der Deckfläche
im wesentlichen zwischen der Mitte und dem Umfang ausreichend
entfernt vom Umfang ist, um diese Forderung zu erfüllen.
Gemäß Fig. 2 wird die auf die Temperatur ansprechende Einrich
tung durch einen üblichen Begrenzungsschalter 66 in Verbindung
mit einem Ansatzstück 68 ausgebildet. Wie aus den Fig. 3A und
3B zu ersehen ist, ist das Ansatzstück 68 einfach ein Streifen
aus Aluminiumblech mit einer Öffnung 69, die zur Befestigung an
dem einen Ende ausgebildet ist, und mit einem ebenen Kontaktab
schnitt 74, der an dem anderen Ende ausgebildet ist für einen
thermischen Kontakt mit dem Abdeckteil 44. Der Begrenzungsschal
ter 66 weist einen mit einem Gewinde versehenen Befestigungs
zapfen 70 auf, der durch ein Loch in dem Bügel 62 nahe dessen
einem Ende und durch eine Öffnung 69 des Ansatzstückes 68 einge
setzt ist. Im montierten Zustand ist das Ansatzstück 68 in einem
guten thermischen Kontakt mit dem Befestigungszapfen 70 des Be
grenzungsschalters 66 durch die Mutter 72 auf dem Gewindezapfen
70 befestigt. Der Zapfen 70 dient dazu, Wärme auf den eine Bi
metallscheibe aufweisenden Thermostat (nicht gezeigt) zu über
tragen, der sich in dem Begrenzungsschalter 66 befindet. Die
Längen- und Winkelkonfiguration des Ansatzstückes 68 ist so ge
wählt, daß die ebene Oberfläche 74 des Ansatzstückes 68 in einem
innigen Kontakt mit der Bodenfläche des Abdeckteils 44 an einem
Punkt gehalten ist, der radial relativ entfernt von dem Umfang
des Abdeckteils angeordnet ist.
Somit wird deutlich, daß die Breiten- und Dickenabmessungen für
das Ansatzstück 68 empirisch gewonnen wurden, um die erforder
liche Wärmeübertragung zu erhalten für die gewünschte Relation
zwischen dem Auslösepunkt des Begrenzungsschalters 66 und der
Temperatur des Glas- oder Keramikmaterials am Umfang der Oberflächeneinheit. Die ab
solute maximale Glastemperatur, die in einem Beispiel von dem Hersteller (Schott-
Glas) festgelegt ist, betrug 280°C. Dies legt die theo
retische Obergrenze für das Glas fest. Um jedoch für einen ange
messenen Sicherheitsraum zu sorgen, wurde die nominale maximale
Glastemperatur für das hier dargestellte Ausführungsbeispiel
etwas zufällig mit 250°C festgelegt. Somit wurde als
eine Obergrenze das Ansatzstück so ausgelegt, daß der Begren
zungsschalter 66 auslöst, bevor die Temperatur des Glases am Um
fang 250°C überschreitet. Für empirische Versuche, um die ent
sprechenden Parameter für das Ansatzstück 68 festzulegen, wurde
eine gewölbte Testpfanne verwendet, die einen Hitzeflecken am
Umfang der Oberflächeneinheit direkt gegenüber dem Kontaktpunkt
des Ansatzstückes auf dem Abdeckteil 44 hervorrufen würde. Es
wurde eine Konfiguration des Ansatzstückes gewählt, die dazu
führte, daß der Begrenzungsschalter auslöst, wenn die Temperatur
in der Nähe des so erzeugten Hitzefleckens etwa 280°C erreicht.
Diese Ergebnisse wurden mit einem Ansatzstück aus einem Aluminium
streifen erhalten, der 1,5 mm dick, 10 mm
breit und 45 mm lang war. Der Begrenzungsschalter 66
ist ein üblicher, im Handel erhältlicher Begrenzungsschalter.
Der Schalter in dem beschriebenen Ausführungsbeispiel hat eine
Nennspannung von 250 Volt und einen Nennstrom von 10 Ampere bei
einer nominalen Auslösetemperatur von 210°C ±10°C.
Zwar wird die obere Grenze zur Festlegung des Auslösepunktes
durch die Glaseigenschaften festgelegt, aber es ist auch wün
schenswert, den normalen Betrieb der Oberflächeneinheit nicht
nachteilig zu beeinflussen. Um dafür zu sorgen, daß diese Anord
nung normale Arbeitsgänge nicht nachteilig beeinflussen würde,
wurde eine volle Belastung für die Kochmulde simuliert, indem
eine Gußeisenplatte, die eine Bratpfanne simuliert, auf dem rech
ten vorderen Brenner, der auf eine Temperatur von 245°C
eingestellt war, angeordnet wurde und eine unbedeckte, einen
ebenen Boden aufweisende Metallpfanne mit einer Tiefe von wenig
stens 10 cm und einem ausreichenden Bodendurchmesser,
um die Oberflächeneinheit vollständig zu überdecken, und gefüllt
mit wenigstens 2 Liter Wasser auf jeder der drei anderen Einhei
ten angeordnet wurde. Für diese drei Oberflächeneinheiten wurde
die Leistung so eingestellt, daß ein brodelndes Sieden beibehal
ten wurde. Empirische Versuche zeigten, daß der thermische
Schutz einen Betrieb
dieses simulierten Vollastzustandes für eine unbegrenzte Zeit
periode ohne Betätigung des Begrenzungsschalters gestatten würde.
Es sei darauf hingewiesen, daß die speziellen Parameter für den
Begrenzungsschalter und das Ansatzstück des beschriebenen Aus
führungsbeispiels empirisch gewonnen wurden, um zufriedenstellen
de Ergebnisse mit der bestimmten Oberflächeneinheit und der Glasplatte
dieses Ausführungsbeispiels zu erhalten. Eine
Anpassung dieser Parameter kann erforderlich sein, um
unterschiedliche Kochmulden anwenden zu können.
Die Versorgungsschaltung für die Oberflächeneinheiten 12-18 wird
nun in Verbindung mit Fig. 4 beschrieben. Die Oberflächenein
heiten 12-18 sind parallel zu Netzleitungen L1 und L2 geschaltet,
die für eine Verbindung mit einer Wechselspannungsversorgung von
240 Volt und Netzfrequenz (50 oder 60 Hz) geeignet sind. Die Oberflächeneinheit 14
enthält drei parallele Widerstandselemente 82, 84 und 86. Die Ele
mente 82, 84 und 86 haben Nennleistungen von 625 Watt, 250 Watt
bzw. 625 Watt. Der interne Begrenzungsschalter 88 ist zwischen
Elemente 82 und 84 geschaltet. Der Begrenzungsschalter 88 ist
zwischen der Platte 30 und dem Abdeckteil 44 enthalten und spricht
direkt auf die Temperatur der Metallplatte 30 an. Der Schalter
88 trennt die Elemente 84 und 86 von der Versorgungsschaltung,
wenn die Temperatur der Metallplatte 30 480°C über
schreitet, wie es vorstehend bereits beschrieben wurde.
Die Leistungszufuhr zum Element 14 wird selektiv gesteuert durch
von der Bedienungsperson einstellbare Temperaturschalter 90.
Der Schalter 90 ist in üblicher Weise mit einem Steuerknopf 24
mechanisch verbunden (nicht gezeigt). Das Kontaktstück 92 wird
immer dann in seine Schließstellung bewegt, wenn der Steuerknopf
24 von seiner AUS-Stellung in eine andere Stel
lung gedreht wird, und er wird in seine Öffnungsstellung bewegt,
wenn der Steuerknopf 24 in seiner AUS-Stellung ist. Ein Bimetall
element, das schematisch bei 94 dargestellt ist, öffnet und
schließt das Kontaktstück 96 in einer Folge, die durch die Posi
tionierung des Steuerknopfes 24 in üblicher Weise festgelegt ist.
Eine Diode 98 begrenzt den Strom durch das Element 94 für Lei
stungsstufen 5 und darüber. Ein Shunt-Schalter 100 bleibt
in einer Schließstellung, in der die Diode 98 kurzgeschlossen
ist, wenn der Steuerknopf auf eine Leistungseinstellung kleiner
als 5 einschließlich AUS eingestellt ist. Diese Dioden- und
Shunt-Schalteranordnung gestattet eine größere Auflösung für die
Leistungspegelselektion bei den kleineren Leistungseinstellungen.
Schaltkontaktstücke 104 des Begrenzungsschalters 66 sind zwischen
die Netzleitung L1 und die Widerstandselemente 82, 84 und 86
geschaltet. Der Schalter 66 öffnet die Kontaktstücke 104, wenn
seine Auslösetemperatur von 210°C ±10°C überschritten wird,
wodurch die Leistungszufuhr zu den Widerstandselementen der
Oberflächeneinheit unterbrochen wird.
Die Schaltungsanordnung für die Oberflächeneinheit 16 ist im
wesentlichen gleich mit derjenigen der Oberflächeneinheit 14,
außer daß die Elemente 106, 108 und 110 Nennleistungen von 850
Watt, 300 Watt bzw. 850 Watt haben, und der Bimetallschalter des
Temperaturschalters 90 in diesem Abschnitt der Schaltungsanord
nung durch den Benutzer mittels des Steuerknopfes 26 eingestellt
wird.
Die Leistungsschaltungen für die Automatik-Oberflächeneinheiten
12 und 18 sind ebenfalls ähnlich; diese Einheiten enthalten je
doch keinen internen Begrenzungsschalter, der auf die Temperatur
der Oberflächeneinheit anspricht, da die Leistungszufuhr durch
Temperaturfühler gesteuert wird, die auf die Temperatur der zu
erwärmenden Kochgeräte ansprechen. Bei der Schaltungsanordnung
für die Oberflächeneinheit 18 sind die Widerstandselemente 114
und 116, die jeweils eine Nennleistung von 750 Watt haben, den
Netzleitungen L1 und L2 über einen Steuerschalter 118 und Be
grenzungsschalter 66 parallel geschaltet. Der Steuerschalter 118
enthält ein EIN/AUS-Schaltkontaktstück 120 und Thermostat-ge
steuerte Kontaktstücke 122 und 124, deren Einstellpunkte durch
den Benutzer mittels des Steuerknopfes 28 eingestellt werden.
Die Kontaktstücke 120 sind immer dann geschlossen, wenn der
Knopf 28 aus seiner AUS-Stellung herausgedreht wird. Das Kontakt
stück 122, das mit dem Element 116 in Reihe geschaltet ist,
öffnet, wenn die eingestellte Temperatur erreicht ist. Das Kon
taktstück 124, das mit dem Element 114 in Reihe geschaltet ist,
öffnet und schließt, um die eingestellte Temperatur zu halten.
Die Oberflächeneinheit 12 wird durch Elemente 126, 128 und 130
erwärmt. Die Elemente 126 und 128 haben zusammen eine Nennlei
stung von 1000 Watt, und das Element 130 hat eine Nennleistung
von 1000 Watt. Das Kontaktstück 122 öffnet beim Erreichen der
eingestellten Temperatur; das Kontaktstück 124 öffnet und
schließt, um diese Temperatur zu halten. Die Stellpunkte für
die Kontaktstücke 122 und 124 in diesem Zweig der Schaltungsan
ordnung werden durch den Benutzer mittels des Steuerknopfes 22
eingestellt.
Diese Steuer- bzw. Regelschaltung ist üblich, abgesehen von einem
Begrenzungsschalter 66 für jede Oberflächeneinheit. Somit wird
deutlich, daß andere Leistungssteueranordnungen in ähnlicher
Weise verwendet werden könnten.
Aus der vorstehenden Beschreibung wird deutlich, daß
eine verbesserte, billige, einfach zu implementierende
thermische Kocheinheit für eine massive Platte aufweisende
Oberflächeneinheiten geschaffen wird, die in aus Glas oder Keramik be
stehenden Platten angebracht sind, die das Glas bzw.
die Keramik vor Beschädigungen schützt, die aus Hitzeflecken
um den Umfang der Oberflächeneinheit herum resultieren, während
gleichzeitig der normale Betrieb der Einheit nicht gestört wird.
Es sind jedoch noch weitere Ausführungsbeispiele möglich. Bei
spielsweise ist in der Schaltungsanordnung des beschriebenen
Ausführungsbeispiels der Begrenzungsschalter so in dem Stromzweig
angeordnet, daß er die gesamte Oberflächeneinheit total abschal
tet. Es sind jedoch andere Konfigurationen von viele Elemente
aufweisenden Oberflächeneinheiten möglich, bei denen jedes
Widerstandselement seinen eigenen Satz externer Anschlüsse für
eine Verbindung mit den Netzleitungen haben kann, und in diesem
Fall könnte der Begrenzungsschalter so verbunden sein, daß er
ein oder mehrere Widerstandselemente abschaltet, aber nicht not
wendigerweise alle Widerstandselemente, um so die Leistungszu
fuhr zu der Einheit auf einen Wert zu begrenzen, der keine Be
schädigung bewirken würde. Dann würde die Einheit nicht total
abgeschaltet, so daß eine fortgesetzte Erwärmung der Einheit auf
einem verminderten Wert gestattet sein würde.
Claims (6)
1. Kocheinheit zum Einbau in die Öffnung einer Glas-
oder Keramikplatte (20)
mit einem Plattenteil (30), dessen Oberfläche die Heizfläche bildet,
mit einem oder mehreren Widerstands-Heizelementen (38) an der Unterseite des Plattenteils (30),
mit einer thermisch leitfähigen Abdeckung (44), die sich über die Unterseite des Plattenteils (30) erstreckt und dazwischen das mindestens eine Heizelement (38) einschließt, wobei die Umfangsränder der Abdeckung (44) in thermischem Kontakt mit der Unterseite des Plattenteils (30) nahe dessen Umfangsrandes stehen,
mit einem Begrenzungsschalter (66), der mit der Außenseite der Abdeckung (44) zwischen deren Mitte und deren Umfang in thermischem Kontakt steht und bei Überschreiten einer vorgegebenen Temperatur, die kleiner als die Vergütungstemperatur des Glas- oder Keramikmaterials ist, die Spannungsversorgung mindestens eines Heizelementes (38) unterbricht.
mit einem Plattenteil (30), dessen Oberfläche die Heizfläche bildet,
mit einem oder mehreren Widerstands-Heizelementen (38) an der Unterseite des Plattenteils (30),
mit einer thermisch leitfähigen Abdeckung (44), die sich über die Unterseite des Plattenteils (30) erstreckt und dazwischen das mindestens eine Heizelement (38) einschließt, wobei die Umfangsränder der Abdeckung (44) in thermischem Kontakt mit der Unterseite des Plattenteils (30) nahe dessen Umfangsrandes stehen,
mit einem Begrenzungsschalter (66), der mit der Außenseite der Abdeckung (44) zwischen deren Mitte und deren Umfang in thermischem Kontakt steht und bei Überschreiten einer vorgegebenen Temperatur, die kleiner als die Vergütungstemperatur des Glas- oder Keramikmaterials ist, die Spannungsversorgung mindestens eines Heizelementes (38) unterbricht.
2. Kocheinheit nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß ein wärmeleitendes Ansatzstück (68) an
seinem einen Ende mit der Abdeckung (44) und an seinem
anderen Ende mit dem Begrenzungsschalter (66) verbunden
ist, der auf die Temperatur des anderen Endes des
Ansatzstückes (68) anspricht und das Heizelement (38) von
der Spannungsversorgung trennt, wenn die Temperatur des
einen Endes des Ansatzstückes (68) die vorgegebene
Temperatur überschreitet.
3. Kocheinheit nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn
zeichnet, daß die vorgegebene Temperatur so gewählt ist,
daß sie größer als die maximale Temperatur ist, die bei den
normalen Betriebsbedingungen der Kocheinheit auftritt.
4. Kocheinheit nach Anspruch 2, dadurch gekenn
zeichnet, daß das Ansatzstück (68) ein Aluminiumstreifen
mit einer Dicke von etwa 1,5 mm und einer Breite von etwa
10 mm ist.
5. Kocheinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet, daß der Begrenzungsschalter (66)
einen Einstellpunkt in dem Bereich von 190 bis 220°C hat.
6. Kocheinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet, daß ein Bügelteil (62) zur Halterung
der Kocheinheit in der Plattenöffnung in Form
eines umgekehrten U-förmigen Kanalstückes sich unterhalb
des Plattenteils (30) über die Öffnung in der Glas- oder
Keramikplatte (20) erstreckt und an dem Plattenteil (30)
befestigt ist, wobei der Begrenzungsschalter (66) an dem
Bügelteil (62) nahe dessen einem Ende angebracht ist und
sich das Ansatzstück (68) von dem Schalter (66) zu dem
Abdeckteil (44) erstreckt.
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8128 | New person/name/address of the agent |
Representative=s name: VOIGT, R., DIPL.-ING., PAT.-ANW., 6232 BAD SODEN |
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