DE3914990A1 - Strahlungsheizeinrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Strahlungsheizeinrichtung mit einem Isolierträger unterhalb einer Kochplatte, insbesondere Glaskeramikplatte, wobei zwischen dem Isolierträger und der Platte wenigstens eine Heizwendel aus elektrischem Widerstandsdraht angeordnet ist.

Eine derartige Strahlungsheizeinrichtung ist beispielsweise in der DE-OS 36 40 999 beschrieben. Dort sind in den Isolierträger Halteelemente eingesetzt, welche die spiralförmig verlegte Heizwendel an dem Isolierträger fixieren.

Eine Strahlungsheizeinrichtung der eingangs genannten Art ist auch in der DE-OS 28 09 131 beschrieben. Die Heizwendel ist bereichsweise auf einem Stab oder in einem Rohr angeordnet. Sie weist einen freien Abstand zum Trägerkörper auf.

In der DE-OS 35 41 839 ist eine Strahlungsheizeinrichtung gezeigt, die mit drei einzeln oder gemeinsam schaltbaren Heizwendeln arbeitet, welche sternartig auf dem Isolierträger verlegt sind.

Bei derartigen Strahlungsheizeinrichtungen ist die Verlegung der Heizwendel bzw. der Heizwendeln in Spiralform, Sternform oder in parallelen Abschnitten in der Fertigung aufwendig. Bei der einen bekannten Gestaltung sind am Isolierträger Nuten vorgeformt, die der Heizwendelführung entsprechend verlaufen. Am Grund der Nuten muß die Heizwendel entweder mittels bekannter Klammern oder mittels Kitt befestigt werden. Bei der anderen Ausführung sind zusätzliche Stützkörper für die Heizwendel nötig, die für sich am Isolierträger gehalten werden müssen.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Strahlungsheizeinrichtung der eingangs genannten Art vorzuschlagen, bei der das Verlegen der Heizwendel an dem Isolierträger vereinfacht ist und gleichzeitig ein weiter Gestaltungsbereich der Anordnung der Heizwendel hinsichtlich des Glühbildes und der Heizleistungsverteilung gegeben ist.

Erfindungsgemäß ist obige Aufgabe bei einer Strahlungsheizeinrichtung der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß die Heizwendel aus mehreren einzelnen Heizwendelteilen besteht, die jeweils einen gewendelten Abschnitt und zwei Endstücke aufweisen, daß jeweils beide Endstücke der Heizwendelteile durch den Isolierträger hindurchgesteckt sind und daß die Endstücke auf der den gewendelten Abschnitten gegenüberliegenden Seite des Isolierträgers elektrisch miteinander verbunden sind.

Die einzelnen, vorgefertigten, im Vergleich zu einer üblichen Heizwendel kurzen Heizwendelteile werden mit ihren Endstücken durch den Isolierträger gesteckt. Sie sind damit in ihrer vorgesehenen Lage fixiert. Nuten am Isolierträger zur Aufnahme der Heizwendel sind nicht unbedingt notwendig. Nuten können je nach Dimensionierung der Heizwendel oder der Glühbildgestaltung entfallen. Auch Klammern oder Kitt zur Festlegung der Heizwendel können entfallen. Die Bestückung des Isolierträgers mit den Heizwendelteilen kann mit einem vergleichsweise einfachen, frei programmierbaren Bestückungsautomaten erfolgen. Es muß für die maschinelle Bestückung keine Maschine vorgesehen sein, die mit einem Einlegekopf die übliche Spiralform der Heizwendelverlegung abfährt. Die Heizwendelteile gemeinsam können damit maschinell auf einfache Weise in den verschiedensten Formen, wie Spiralformen, Sternformen oder Zickzackformen auf dem Isolierträger angeordnet werden.

Die Endstücke der Heizwendelteile werden nach ihrem Durchstecken durch den Isolierträger in einem weiteren Arbeitsschritt auf der den gewendelten Abschnitten abgewandten Seite des Isolierträgers elektrisch miteinander verbunden. Dieses Verbinden kann so erfolgen, daß die Heizwendelteile einer üblichen Heizwendel entsprechen. Die elektrische Verbindung der Heizwendelteile kann auch so vorgenommen werden, daß die Heizwendelteile mehreren, beispielsweise drei üblichen Heizwendeln entsprechen. Damit ist eine mehrstufige Beheizung (7-Taktbeheizung) des betreffenden Kochfeldes der Kochplatte möglich, wobei in allen Heizstufen das Kochfeld möglichst gleichmäßig bestrahlt wird. Die elektrische Verbindung kann auch so gewählt werden, daß innere Heizwendelteile in einer ersten Schaltstufe eingeschaltet werden und äußere Heizwendelteile in einer zusätzlichen Heizstufe zugeschaltet werden.

Die Heizwendelteile erlauben auch verschiedene Gestaltungen des Glühbildes, d. h. der Erscheinungsform der eingeschalteten Heizwendelteile durch die Kochplatte hindurch. Das Glühbild läßt sich nicht nur durch die Anordnung der Heizwendelteile am Isolierträger gestalten. Es kann auch dadurch beeinflußt werden, daß Heizwendelteile unterschiedlicher Heizdrahtdurchmesser elektrisch parallel oder elektrisch in Reihe geschaltet werden.

Die Heizwendelteile lassen sich einfach und in Serie wirtschaftlich vorfertigen. Für die verschiedensten Strahlungsheizeinrichtungen können jeweils gleiche Heizwendelteile verwendet werden.

In Ausgestaltung der Erfindung schließen die beiden Endstücke etwa rechtwinklig zur Längsachse des gewendelten Abschnitts etwa parallel zueinander an diesen an und überragen diesen. Die so geformten Heizwendelteile lassen sich besonders einfach am Isolierträger positionieren, in dem sie mit ihren Endstücken voraus durch den Isolierträger gesteckt werden.

In Ausgestaltung der Erfindung verläuft die Längsachse des gewendelten Abschnitts geradlinig. Die Längsachse könnte jedoch auch in einem Bogen verlaufen.

Vorzugsweise ist der gewendelte Abschnitt selbsttragend. Die Endstücke können dann so in den Isolierträger gesteckt sein, daß der gewendelte Abschnitt in einem Abstand zum Isolierträger steht, ohne daß er auf den Isolierträger durchhängt. Es ist jedoch auch möglich, nicht selbsttragende Wendelabschnitte aus vergleichsweise dünnerem Draht zu verwenden. Diese lassen sich in Nuten oder Nutteilen halten.

In Ausgestaltung der Erfindung sind die Endstücke in dem Isolierträger reibschlüssig gehalten. Sie können jedoch auch Ausbiegungen aufweisen, die auf dem Isolierträger aufstehen.

In einer weiteren Fortbildung der Erfindung liegt der gewendelte Abschnitt in einem Rohrstück, insbesondere Quarzrohrstück. Dadurch ist die elektrische Isolation der Heizwendelteile gegeneinander verbessert.

Zur elektrischen Verbindung der betreffenden Endstücke bestehen verschiedene Möglichkeiten. Auf der den gewendelten Abschnitten abgewandten Seite des Isolierträgers können die betreffenden Endstücke durch angeschweißte elektrische Leiterteile, wie Drähte oder Bügel, verbunden sein. Es ist auch möglich, die Endstücke selbst entsprechend umzubiegen und die Umbiegungen miteinander zu verschweißen. Die Endstücke können auch in einem Metallbad miteinander verbunden werden. Es entstehen dann zwischen den Endstücken erstarrte Metallbahnen.

Die elektrischen Verbindungen werden nach unten vorzugsweise durch eine Bodenplatte aus elektrisch isolierenden Material abgedeckt.

Ausführungsbeispiele der Erfindung ergeben sich auch aus der folgenden Beschreibung. In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 einen Schnitt einer Strahlungsheizeinrichtung schematisch,

Fig. 2 eine Aufsicht des Isolierträgers nach Fig. 1,

Fig. 3 eine Seitenansicht längs der Linie III-III nach Fig. 2,

Fig. 4 eine Ansicht des Isolierträgers nach Fig. 2 von unten,

Fig. 5, 7, 9, 11 verschiedene Ausführungen elektrischer Verbindungen und

Fig. 6, 8, 10, 12 deren Unteransichten.

Eine Strahlungsheizeinrichtung (1) ist unter einer Glaskeramikplatte (2) angeordnet. Die Strahlungsheizeinrichtung (1) weist einen metallischen Topf (3) auf, in den eine Bodenplatte (4) aus elektrisch isolierendem Material eingesetzt ist. Auf der Bodenplatte (4) ist ein plattenförmiger Isolierträger (5) angeordnet. Dieser besteht aus einem hochwärmebeständigen keramischen Material. Der Isolierträger (5) ist mittels einer Stufung (6) eines in den Topf (3) eingesetzten Ringrandteiles (7) im Topf (3) gehalten. Dieses besteht aus dem gleichen oder einem ähnlichen Material wie die Bodenplatte (4) oder der Isolierträger (5).

Der Isolierträger (5) ist mit mehreren, im Beispielsfalle zwölf (Fig. 2), Heizwendelteilen (8) aus elektrischem Heizdraht bestückt. Jedes Heizwendelteil (8) besteht aus einem gewendelten Abschnitt (9) und zwei Endstücken (10, 11). Bei dem Ausführungsbeispiel sind die zwölf Heizwendelteile (8) sternförmig an dem Isolierträger (5) angeordnet. Die gewendelten Abschnitte (9) liegen auf der ebenen, rillenfreien Oberfläche des Isolierträgers (5) auf.

Die Längsachse (L) jedes gewendelten Abschnitts (9) verläuft geradlinig. Die Endstücke (10, 11) gehen rechtwinklig zur Längsachse (L) aus dem gewendelten Abschnitt (9) hervor und verlaufen parallel zueinander. Die Endstücke (10, 11) überragen den gewendelten Abschnitt (9) und erstrecken sich durch den Isolierträger (5) hindurch. Die gewendelten Abschnitte (9) sind kürzer als der halbe Durchmesser des Isolierträgers (5) (vgl. Fig. 2). Die Endstücke (10) der Heizwendelteile (8) liegen auf einem inneren Kreis. Die anderen Endstücke (11) liegen auf einem äußeren Kreis (vgl. Fig. 4).

Die Endstücke (10) bzw. die Endstücke (11) sind entsprechend einer vorgesehen Schaltung elektrisch miteinander verbunden. Dabei sind die elektrischen Verbindungen (12) auf der den gewendelten Abschnitten (9) abgewandten Seite des Isolierträgers (5) vorgesehen. Beim Ausführungsbeispiel sind die Endstücke (10, 11) der Heizwendelteile (8) wechselweise miteinander verbunden, so daß die Heizwendelteile (8) zwischen elektrischen Anschlüssen (13, 14) elektrisch in Reihe geschaltet sind. Die zwölf Heizwendelteile (8) entsprechen also einer Heizwendel.

Bei den Ausführungsbeispielen nach den Fig. 5 und 6 sind die elektrischen Verbindungen (12) dadurch geschaffen, daß die Endstücke (10 bzw. 11) an der Unterseite des Isolierträgers (5) Umbiegungen (15) aufweisen. Zwei benachbarte Umbiegungen (15) sind aneinandergeführt und miteinander verschweißt.

Beim Ausführungsbeispiel nach den Fig. 7 und 8 sind an der Unterseite des Isolierträgers (5) zwischen den zu verbindenden Endstücken (10, 11) Vertiefungen (16) vorgesehen. Diese werden nach dem Durchstecken der Endstücke (10 bzw. 11) mit einem flüssigen Metall gefüllt, das erstarrt eine die Endstücke (10 bzw. 11) verbindende Metallbahn (17) bildet.

Beim Ausführungsbeispiel nach den Fig. 9 und 10 sind auf die über den Isolierträger (5) hinausstehenden Enden der Endstücke (10 bzw. 11) Bügelblech (18) aufgesetzt und mit den Endstücken (10 bzw. 11) verschweißt.

Beim Ausführungsbeispiel nach den Fig. 11 und 12 ist um die jeweils zu verbindenden Endstücke (10 bzw. 11) ein Drahtteil (19) gelegt, das mit den Endstücken (10 bzw. 11) verschweißt ist.

Die elektrischen Verbindungen (12) der Ausführungsbeispiele der Fig. 5 bis 12 liegen an der Unterseite des Isolierträgers (5). Steht der gewendelte Abschnitt (9) auf dem Isolierträger (5) auf, dann sind die Heizwendelteile (8) durch die elektrischen Verbindungen (12) gleichzeitig an dem Isolierträger (5) gehalten.

Wenn die gewendelten Abschnitte (9) nicht auf dem Isolierträger (5) aufstehen, sondern von diesem einen Abstand haben, dann sind die Heizwendelteile (8) dadurch gehalten, daß die elektrischen Verbindungen (12) zwischen der Unterseite des Isolierträgers (5) und die Bodenplatte (4) eingespannt sind.

Die Herstellung der beschriebenen Strahlungsheizeinrichtung ist einfach. Zunächst werden die vorgefertigten Heizwendelteile (8) an den Isolierträger (5) gesteckt. Dieser kann zum Durchstecken der Endstücke (10 bzw. 11) vorgebohrt sein. Es ist jedoch auch möglich, die Endstücke (10, 11) direkt durch den Isolierträger (5) zu stecken, da dieser aus brüchigem Material besteht.

Nach der Bestückung des Isolierträgers (5) werden die elektrischen Verbindungen (12) geschaffen. Danach wird der Isolierträger (5) auf die Bodenplatte (4) aufgesetzt.

Im Rahmen der Erfindung liegen zahlreiche weitere Ausgestaltungen hinsichtlich der räumlichen Anordnung der Heizwendelteile (8) auf dem Isolierträger (5) und der Anordnung der elektrischen Verbindungen (12). Durch die elektrischen Verbindungen (12) können die Heizwendelteile (8) zwei oder mehreren Heizwendeln entsprechend geschaltet sein. Es ist auch möglich, einzelne Heizwendelteile (9) elektrisch parallel zueinander zu schalten.

Claims (13)

1. Strahlungsheizeinrichtung mit einem Isolierträger unterhalb einer Kochplatte, insbesondere einer Glaskeramikplatte, wobei zwischen dem Isolierträger und der Platte wenigstens eine Heizwendel aus elektrischem Widerstandsdraht angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Heizwendel aus mehreren einzelnen Heizwendelteilen (8) besteht, die jeweils einen gewendelten Abschnitt (9) und zwei Endstücke (10, 11) aufweisen, daß jeweils beide Endstücke (10, 11) der Heizwendelteile (8) durch den Isolierträger (5) hindurchgesteckt sind und daß die Endstücke (10, 11) auf der den gewendelten Abschnitten (9) gegenüberliegenden Seite des Isolierträgers (5) elektrisch miteinander verbunden sind.

2. Strahlungsheizeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Endstücke (10, 11) etwa rechtwinklig zur Längsachse (L) des gewendelten Abschnitts (9) etwa parallel zueinander an diesen anschließen und diesen überragen.

3. Strahlungsheizeinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Längsachse (L) des gewendelten Abschnitts (9) geradlinig verläuft.

4. Strahlungsheizeinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der gewendelte Abschnitt (9) selbsttragend ist.

5. Strahlungsheizeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der gewendelte Abschnitt (9) nicht selbsttragend ist und in einer Nut oder einem Nutteil des Isolierträgers (5) gehalten ist.

6. Strahlungsheizeinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der gewendelte Abschnitt (9) in einem Rohrstück, insbesondere Quarzrohrstück, liegt.

7. Strahlungsheizeinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die am Isolierträger (5) fixierten beiden Endstücke (10, 11) den zwischen ihnen liegenden gewendelten Abschnitt (9) tragen und von dem Isolierträger (5) beabstandet halten.

8. Strahlungsheizeinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Endstücke (10, 11) in dem Isolierträger (5) reibschlüssig gehalten sind.

9. Strahlungsheizeinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Endstücke (10, 11) durch elektrische Leiterteile, wie Drähte (19) oder Bügel (18), elektrisch miteinander verbunden sind.

10. Strahlungsheizeinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Endstücke (10, 11) auf der den gewendelten Abschnitten (9) abgewandten Seite des Isolierträgers (5) Umbiegungen (15) aufweisen und die Umbiegungen benachbarter Heizwendelteile miteinander verschweißt sind.

11. Strahlungsheizeinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Endstücke (10, 11) durch erstarrte Metallbahnen (17) miteinander elektrisch verbunden sind.

12. Strahlungsheizeinrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Metallbahnen (17) in Vertiefungen (16) des Isolierträgers (5) erstarrt sind.

13. Strahlungsheizeinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrischen Verbindungen (12) der Endstücke (10, 11) einerseits an dem Isolierträger (5) und andererseits an einer Bodenplatte (4) aus elektrisch isolierendem Material anliegen.