DE3800676A1

DE3800676A1 - HEATING DEVICE, ESPECIALLY AS A HOTPLATE

Info

Publication number: DE3800676A1
Application number: DE19883800676
Authority: DE
Inventors: Klaus Meywald; Helmut Ohnmacht; Jens Dr Bauchert
Original assignee: Fritz Eichenauer GmbH and Co KG
Current assignee: Eichenauer Heizelemente GmbH and Co KG
Priority date: 1988-01-13
Filing date: 1988-01-13
Publication date: 1989-07-27
Also published as: EP0324086A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Heizvorrichtung, insbesondere als Kochplatte, mit einer Trägerplatte, wie aus Aluminium-Silikat oder dergleichen, im wesentlichen auf dieser aufliegenden Heiz leitern und einer Abdeckung, wie aus Glaskeramik.The invention relates to a heating device, in particular as Hotplate, with a support plate, such as aluminum silicate or the like, essentially on this overlying heater conductors and a cover, such as glass ceramic.

In der DE-OS 23 39 768 ist eine gattungsgemäße Vorrichtung beschrieben, bei der eine Glaskeramikplatte oberhalb und mit Abstand zum elektrischen Heizelement angeordnet ist und das elektrische Heizelement auf einer Grundschicht aus elektrisch und thermisch isolierendem Werkstoff aufgelegt ist, wobei die Grundschicht eine ebene Oberseite hat und das Heizelement aus einem schraublinienförmig gewendelten unbedeckten Heizleiter besteht, der wiederum auf der Grundschicht nur durch Metall klammern befestigt ist. Die europäische Patentanmeldung 8 21 05 607.4 zeigt Vorrichtungen, bei denen auf der Unterseite einer abdeckenden Glaskeramikplatte Schichten aus Widerstands material aufgedruckt oder aufgedampft sind. Kochplatten wurden weiterhin früher mit flachgepreßten Rohrheizkörpern mit Metall mänteln versehen.DE-OS 23 39 768 is a generic device described in which a glass ceramic plate above and with Distance to the electrical heating element is arranged and that electrical heating element on a base layer of electrical and thermally insulating material is applied, the Base layer has a flat top and the heating element a helical, uncovered heating conductor consists of metal on the base layer brackets is attached. The European patent application 8 21 05 607.4 shows devices in which on the underside a covering glass ceramic plate layers of resistance material is printed or evaporated. Hot plates were still used to be with flat-pressed tubular radiators with metal provide coats.

Beim Gegenstand der DE-OS 23 39 768 strahlt die Heizspirale frei ab, so daß die Energie ohne größere Verluste als Strahlungs wärme zum zu erwärmenden Gegenstand abgegeben wird. Es besteht jedoch die Gefahr, daß bei üblicherweise erreichbaren Tem peraturen des Heizleiters in der Größenordnung von 950°C die Stabilität der Schraubwendel sich mindert und eine gegenseitige Berührung benachbarter Heizleiterabschnitte nicht ausgeschlossen ist. Insbesondere steigt die Größe der Wahrscheinlichkeit eines Kurzschlusses mit Erhöhung der Leistungskonzentration an der Abdeckplatte, so daß bei Auslegung in Spiralenform nur eine geringe Leistung installiert werden kann. Ein weiterer Nachteil ergibt sich dadurch, daß bei der spiralenförmigen Auslegung des insich schraublinienförmig geformten Heizleiters beim Betrieb der Kochplatte im Zentrum eine unerwünschte flächenspezifische Leistungserhöhung stattfindet. Da im Zentrum nur geringe Wärme verluste stattfinden, diese aber am Rande gegeben sind, sollte im Zentrum keine flächenspezifisch höhere Leistung abgegeben werden als am Rande; es ist vielmehr wünschenswert, daß zur Abdeckung im Randbereich entstehender Verluste dort die spezi fische Leistungsabgabe höher ist als im Zentrum einer entsprechen den Heizvorrichtung. Die Leistung nach der Vorrichtung der europäischen Patentanmeldung 8 21 05 607.4 ist sehr begrenzt, da die im Aufdampfungs- bzw. Druckverfahren aufgebrachte Schicht für den Heizleiter nicht beliebig groß gewählt werden kann. Ein weiterer Nachteil besteht darin, daß im Falle einer Heizwider standsunterbrechung an einer von mehreren an einer Glaskeramik platte vorgesehenen Kochflächen die gesamte Glaskeramikplatte ausgetauscht werden muß.In the subject of DE-OS 23 39 768, the heating coil radiates freely, so that the energy without greater losses than radiation heat is given off to the object to be heated. It exists however, there is a risk that at temperatures that are usually temperatures of the heating conductor in the order of 950 ° C Stability of the helix decreases and mutual Touching adjacent heating conductor sections is not excluded is. In particular, the likelihood of one increases Short circuit with increasing the power concentration at the Cover plate, so that when designed in spiral form only one low power can be installed. Another disadvantage results from the fact that in the spiral design of the a helically shaped heating conductor during operation the hotplate in the center an undesirable area-specific Performance increase takes place. Because there is little heat in the center losses should occur, but these are marginal, should no higher area-specific output in the center be considered on the edge; it is rather desirable that the Coverage of losses occurring in the peripheral area there the speci fish output is higher than in the center of a match the heater. Performance according to the device of European patent application 8 21 05 607.4 is very limited because the layer applied by vapor deposition or printing can not be chosen arbitrarily large for the heating conductor. A Another disadvantage is that in the case of a heating resistor Interruption of standing on one of several on a glass ceramic plate provided cooking surfaces the entire glass ceramic plate needs to be replaced.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine gattungs gemäße Heizvorrichtung zu schaffen, bei der unter Vermeidung der genannten Nachteile nicht nur eine höhere Heizleistung erreichbar ist, sondern insbesondere eine gewünschte flächen spezifische Leistungsbelegung, wobei diese im Außenbereich zumindestens gleich wie weiter innen, vorzugsweise aber an der Peripherie größer sein soll.The invention is therefore based on the object, a genus to create appropriate heating device while avoiding of the disadvantages mentioned not only a higher heating output is achievable, but in particular a desired area specific power allocation, this being outdoors at least the same as further inside, but preferably on the periphery should be larger.

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird erfindungs gemäß bei einer gattungsgemäßen Vorrichtung dadurch gelöst, daß der Heizleiter mäanderförmig geführt ist, daß Schenkel der Mäanderwindungen im wesentlichen auf ein gemeinsames Zen trum gerichtet sind, daß Teilgruppen der Mäanderwindungen unter schiedlich nahe zum Zentrum geführt sind; und daß innere Um lenkbereiche der Mäanderwindungen in verschiedenen achssenk rechten Ebenen liegen.The object underlying the invention is fiction solved in accordance with a generic device, that the heating conductor is meandering, that leg the meandering turns essentially on a common zen are directed that subgroups of the meandering turns under are differently close to the center; and that inner order steering areas of the meandering turns in different axis countersinks right levels.

Eine Trägerplatte besteht gegebenenfalls aus verpreßtem und eventuell mit zusätzlichem Bindemittel versehenem Aluminium- Silikat. Sie kann in bevorzugter Weise in einer an ihrer Außen kontur angepaßten Schale aus Metall, vorzugsweise Stahl, ein liegen. Die Außenkontur des Heizleiters ist vorzugsweise in allen Fassungen üblicher Kochtöpfe kreis- oder ringförmig, kann aber auch andere Konturen aufweisen, wie beispielsweise oval, quadratisch oder rechteckig.A carrier plate may consist of pressed and aluminum, possibly provided with an additional binder Silicate. You can preferably in one on its outside contour-matched shell made of metal, preferably steel lie. The outer contour of the heating conductor is preferably in all versions of conventional pots in a circular or ring shape, but can also have other contours, such as oval, square or rectangular.

In weiterer bevorzugter Ausgestaltung kann vorgesehen sein, daß Umlenkbereiche der Mäanderwindungen festgelegt sind, beispiels weise durch Krampen oder Klebverbindungen. Hierbei werden vor zugsweise innenliegende Umlenkpunkte festgelegt, während die äußeren Umlenkpunkte nicht festgelegt werden, sondern sich bei Längendehnung aufgrund der Erhitzung frei weiter nach außen ausdehnen können, so daß hier in der Trägerplatte auch ein gewisser Ausdehnbereich für die außenliegenden Umlenkbereiche vorgesehen sein sollte.In a further preferred embodiment it can be provided that Deflection areas of the meandering turns are defined, for example wise by cramps or adhesive connections. Here, before preferably set internal deflection points, while the outer deflection points are not fixed, but themselves in the case of elongation due to heating, freely further outwards can expand, so that here also in the carrier plate certain expansion area for the outer deflection areas should be provided.

Eine Weiterbildung sieht vor, daß die Trägerplatte in einem Ringbereich sich im wesentlichen zum Zentrum hin erstreckende Höcker zwischen Schenkeln von Windungen aufweist. Hierdurch ergibt sich ein Schutz benachbarter Schenkel einer Mäander windung gegen Berühren. In weiterer Ausbildung kann vorgesehen sein, daß die Trägerplatte zum Zentrum hin keilförmige, sich vertiefende Ausnehmungen aufweist, in denen Mäanderwindungen einliegen, so daß die Schenkel von Mäanderwindungen, vorzugs weise von kurzen Mäanderwindungen in diesen Vertiefungen ein liegen können. Weiterhin kann, insbesondere im Bereich der äußeren Umlenkpunkte vorgesehen sein, daß vorhandene, auf der Trägerplatte aufliegende Abdeckplatten aus Isoliermaterial, auf denen dann gegebenenfalls eine Glaskeramikplatte aufliegt, die Wendelspitzen übergreifen und damit eine Sicherung gegen ein Anheben von Wendelspitzen gegen die gegebenenfalls auf liegende Glaskeramikplatte verhindern.A further development provides that the carrier plate in one Ring area extending essentially towards the center Has bumps between legs of turns. Hereby protection of adjacent legs of a meander results against contact. In further training can be provided be that the carrier plate is wedge-shaped towards the center, itself has deepening recesses in which meandering turns inlay so that the legs of meandering turns, preferred indicate short meandering turns in these depressions can lie. Furthermore, especially in the area of outer deflection points are provided that existing, on the Carrier plate cover plates made of insulating material, on which a glass ceramic plate may then lie, overlap the spiral tips and thus secure against a lifting of spiral tips against the if necessary Prevent lying glass ceramic plate.

Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung wird erreicht, daß eine sehr hohe elektrische Leistung installiert werden kann, ohne daß die Gefahr einer gegenseitigen Berührung von einzelnen Heizleiterabschnitten besteht. Durch die erfindungsgemäße Aus gestaltung ergibt sich nicht nur eine relativ hohe elektrische Leistungsdichte, sondern insbesondere ist die Einstellung einer gewünschten nach außen hin zunehmenden Leistungsdichte möglich. Die dem Heizleiter zugeführte Energie kann unmittelbar als Strahlungswärme benutzt werden.The configuration according to the invention ensures that very high electrical power can be installed without the risk of mutual contact between individuals There are heating conductor sections. From the invention design results not only in a relatively high electrical Power density but in particular is hiring one desired outward increasing power density possible. The energy supplied to the heating conductor can be used immediately as Radiant heat can be used.

Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen und aus der nachfolgenden Beschreibung, in der Ausführungsbeispiele der Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert sind. Dabei zeigt:Further advantages and features of the invention result from the claims and from the following description in which Embodiments of the invention with reference to the Drawing are explained in more detail. It shows:

Fig. 1 Eine Draufsicht auf Heizleiter und Trägerplatte einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungs gemäßen Heizvorrichtung; Fig. 1 is a plan view of the heating conductor and carrier plate of a preferred embodiment of the heating device according to the Invention;

Fig. 2 einen Schnitt entlang II-II der Fig. 1; Fig. 2 is a section along II-II of Fig. 1;

Fig. 3 einen Schnitt entsprechend Fig. 2 durch eine Ausführungsform, bei der die freien Wendelspitzen mittels Klammern an der Trägerplatte befestigt sind; und3 shows a section corresponding to Figure 2 through an embodiment, in which the free coil tips are fixed by means of brackets to the support plate..; and

Fig. 4 einen Schnitt entsprechend Fig. 2 einer Ausge staltung, bei der die Wendelspitzen mittels Kleb stoff an der Trägerplatte festgelegt sind. Fig. 4 shows a section corresponding to FIG. 2 of a design, in which the spiral tips are fixed to the carrier plate by means of adhesive.

Die Kochplatte der Fig. 1 weist eine Trägerplatte 2 aus ge preßtem, gegebenenfalls durch einen geeigneten Binder zusätzlich gebundenem Aluminium-Silikat auf. Die Heizvorrichtung 1 weist eine kreisförmige Außenkontur auf. Ein auf die Trägerplatte 2 aufgelegtes Heizleiterband ist derart wendelförmig geführt, daß die Schenkel der Wendel radial zum Zentrum der Trägerplatte 2 hin weisen. Die Umlenkstellen der einzelnen Wendel 4, 5 des Heizleiterbandes 3 liegen auf einem gemeinsamen Kreisumfang. Das Heizleiterband 3 weist aber lange und kurze Mäanderwindungen 5, 4 auf, die abwechselnd aufeinander folgen. Die langen Mäander windungen ragen radial weiter nach innen als die kurzen. Zwischen zwei Schenkeln einer weit nach innen ragenden langen Mäander windung 5 weist die Trägerplatte 2 längliche, radial gerich tete Höcker auf, durch die die Schenkel 6, 7 der langen Mäander windungen 4 zueinander auf Abstand gehalten werden.The hot plate of Fig. 1 comprises a carrier plate 2 of ge-pressed, in addition optionally bound by a suitable binder aluminum silicate. The heating device 1 has a circular outer contour. A heating conductor strip placed on the carrier plate 2 is guided in a helical manner in such a way that the legs of the coil point radially towards the center of the carrier plate 2 . The deflection points of the individual filaments 4 , 5 of the heating conductor strip 3 lie on a common circumference. The heating conductor tape 3 , however, has long and short meandering turns 5 , 4 , which alternately follow one another. The long meandering turns protrude radially inwards than the short ones. Between two legs of a long inward protruding long meandering turn 5 , the carrier plate 2 has elongated, radially directed humps through which the legs 6 , 7 of the long meandering turns 4 are kept at a distance from one another.

Wie den Fig. 2ff zu entnehmen ist, ist die Trägerplatte 2 nicht vollständig eben ausgebildet, sondern weist in radialer Richtung im senkrechten Schnitt Profilierungen auf. So weist die Trägerplatte im dargestellten Schnitt vom Außenumfang nach innen hin zunächst eine im wesentlichen ebene Oberfläche 21 auf, an der über eine Schulter 22 eine von außen keilförmig schräg nach unten führende Ausnehmung 9 anschließt. Dieser folgt wieder über eine Schulter 23 eine horizontale parallel zur Oberfläche 21, aber nach unten versetzt zu dieser liegende Ebene 24, der wiederum über eine Schulter 26 eine innere Oberfläche 27 folgt, die ebenfalls horizontal und in der Ebene der Oberfläche 21 liegt. Die Oberfläche 27 ist die zentrale Kreisfläche im Zentral bereich des Tragkörpers 2. Die Flächen 24, 26 sind diese um gebenden Ringflächen. Ebenfalls ist die Fläche 21 eine Ring fläche, während die Ausnehmungen 9 nicht ringförmig geschlossen sind, sondern sich zwischen diesen insbesondere die die Schenkel 6, 7 der langen Windungen 4 auf Abstand haltenden länglichen, im wesentlichen radial ausgerichteten Höcker 8 angeordnet sind. Wie aus der Fig. 2 ersichtlich ist, liegt der innere Umlenk bereich der langen Mäanderwindung 4 auf der Ebene 24 auf und die Mäanderwindung 4 damit im wesentlichen horizontal und er streckt sich parallel zu den Ebenen der Flächen 21, 27. Demge genüber sind die kurzen Windungen 5, die nicht soweit radial nach innen reichen wie die Windungen 4, gegenüber der vorstehend definierten Ebene nach unten abgeknickt und liegen in der von außen keilförmig schräg nach unten führenden Ausnehmung 9. Hierdurch wird verhindert, daß die (inneren) Umlenkbereiche der kurzen Windungen 5 die benachbarten Schenkel 6, 7 weiter nach innen reichende Windungen 4 berühren.As can be seen from FIGS. 2ff, the carrier plate 2 is not completely flat, but instead has profiles in the radial direction in the vertical section. Thus, the carrier plate shown in the section from the outer periphery toward the inside first a substantially flat surface 21, via a shoulder 22, a wedge-shaped adjoins the externally leading obliquely downward recess. 9 This is followed again by a shoulder 23, a horizontal plane parallel to the surface 21 , but offset downwards to this lying plane 24 , which in turn is followed by an inner surface 27 via a shoulder 26 , which is also horizontal and in the plane of the surface 21 . The surface 27 is the central circular area in the central area of the support body 2 . The surfaces 24 , 26 are these to give ring surfaces. Also, the surface 21 is a ring surface, while the recesses 9 are not closed in a ring, but between them in particular the legs 6 , 7 of the long windings 4 are arranged at a distance from elongated, substantially radially oriented bumps 8 . As can be seen from FIG. 2, the inner deflection area of the long meandering turn 4 lies on the level 24 and the meandering turn 4 is therefore essentially horizontal and extends parallel to the planes of the surfaces 21 , 27 . In contrast, the short windings 5 , which do not extend as far radially inward as the windings 4 , are bent downwards relative to the plane defined above and lie in the recess 9, which leads obliquely downwards from the outside. This prevents the (inner) deflection regions of the short windings 5 from touching the adjacent legs 6 , 7 further windings 4 reaching inwards.

Auf der inneren Oberfläche 24 ist eine Isolierscheibe aus ge eignetem Material, beispielsweise ebenfalls Aluminium-Silikat oder aber Klimmer oder dergleichen aufgelegt, die die Ober fläche 27 radial um ein kurzes Stück überragt und oberhalb des inneren Umlenkbereichs der Windung 4 endet. In gleicher Weise ist auf der äußeren Ringfläche 21 ein Isolierring 15 aufgelegt, der die Fläche 21 radial nach innen überragt und die äußeren Umlenkpunkte des Heizleiters 3 überdeckt. Hierdurch ist eine zusätzliche Sicherheit dagegen gegeben, daß der Heiz leiter sich nach oben bewegt, beispielsweise aufgrund innerer Spannungen nach oben krümmt und die auf den Isolierteilen 14, 15 aufliegende Abdeckung, wie eine Glaskeramikplatte 16, lokal berührt. Der Abstand 17 zwischen der Ebene des Heizleiters 3, 4 und der Glaskeramikplatte 16 kann durch die Dicke der Isolier scheiben 14, 15 eingestellt werden.On the inner surface 24 , an insulating washer made of a suitable material, for example aluminum silicate or Klimmer or the like, is placed over the upper surface 27 radially by a short distance and ends above the inner deflection region of the winding 4 . Similarly, an insulating ring 15 is placed on the outer annular surface 21 which projects radially beyond the surface 21 to the inside and covers the outer reversing points of the heating conductor. 3 This provides additional security against the fact that the heating conductor moves upwards, for example due to internal stresses upwards and the cover resting on the insulating parts 14 , 15 , such as a glass ceramic plate 16 , touches locally. The distance 17 between the level of the heating conductor 3 , 4 and the glass ceramic plate 16 can be adjusted by the thickness of the insulating washers 14 , 15 .

Die ganze bisher beschriebene Anordnung sitzt in einer Wanne 18, vorzugsweise aus Stahl, deren Kontur der Außen- bzw. unteren Kontur der Tragplatte 2 angebracht ist.The entire arrangement described so far sits in a trough 18 , preferably made of steel, the contour of which is attached to the outer or lower contour of the support plate 2 .

Bei den Ausgestaltungen der Fig. 3 und 4 sind die inneren Umlenkpunkte 12, 12 a der Mäanderwindungen 4 bzw. 5 festgelegt und zwar bei der Ausgestaltung der Fig. 3 mittels in die Grund platte 2 eingeschossener Krampen 19 und bei der Ausgestaltung der 4 mittels Klebpunkten 20. Es müssen nicht die Umlenkbe reiche 12, 12 a beider Schenkel derart befestigt sein; eine solche Befestigung ist aber insbesondere für die kurzen Schenkel 5 ratsam, um zuverlässig auszuschließen, daß die inneren Um lenkpunkte 12 a sich nach oben in den Bereich der Mäanderwin dungen 4 bewegen und diese berühren können.In the embodiments of Figs. 3 and 4, the internal bending points 12, 12 a of the meander 4 fixed or 5, taken in the design of FIG. 3 by means in the base plate 2 is lanky staples 19 and in the configuration of the 4 by means Klebpunkten 20th It does not have to be the Umlenkbe rich 12 , 12 a of both legs attached; Such attachment is particularly advisable for the short legs 5 , in order to reliably rule out that the inner order points 12 a move upward in the area of the Mäanderwin applications 4 and can touch them.

Claims

1. Heating device, in particular as a hotplate, with a carrier plate, such as aluminum silicate or the like, essentially lying on this heating conductors and a cover, such as glass ceramic, characterized in that the heating conductor ( 3 ) is meandering that leg the meandering windings ( 4 , 5 ) are directed essentially towards a common center, that subgroups of the meandering windings ( 3 , 4 ) are guided differently close to the center; and that inner deflection areas ( 12 , 12 a ) of the meandering turns ( 4 , 5 ) lie in different planes perpendicular to the axis.

2. Apparatus according to claim 1, characterized in that the carrier plate ( 2 ) in a ring region in wesent union to the center extending bumps between legs ( 6 , 7 ) of turns ( 4 ).

3. Apparatus according to claim 1 or 2, characterized in that the carrier plate ( 2 ) towards the center wedge-shaped, deepening recesses ( 9 ) in which meandering turns ( 5 ) lie.

4. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the longest meandering turns ( 4 , 6 , 7 ) are substantially parallel to the cover plate ( 16 ).

5. Devices according to one of the preceding claims, characterized in that turning points of the meandering turns ( 4 , 5 ) are attached.

6. The device according to claim 5, characterized in that the turning points are fixed with cramps ( 19 ) on the carrier plate ( 2 ).

7. The device according to claim 5 or 6, characterized in that turning points ( 12 , 12 a ) by means of adhesive points ( 20 ) on the carrier plate ( 2 ) are fixed.

8. Device according to one of claims 6 to 7, characterized in that towards the center directed below a plane of other turns ( 4 ) lying turning points ( 12 a ) are fixed.

9. Device according to one of claims 6 to 8, characterized in that all turning points directed towards the center ( 12 , 12 a ) of the heating conductor ( 2 ) are fixed.

10. Device according to one of the preceding claims, characterized in that ben on the support plate ( 2 ) Isolierschei.

11. The device according to claim 10, characterized in that the insulating washers ( 14 , 15 ) overlap the adjacent turning points ( 12 ) of the meandering turns ( 4 ).