DE4332884A1

DE4332884A1 - Strahlungsheizkörper für Glaskeramikkochflächen

Info

Publication number: DE4332884A1
Application number: DE19934332884
Authority: DE
Inventors: Bernd Haseloff
Original assignee: BELZIG ELEKTROWAERME GmbH
Current assignee: BELZIG ELEKTROWAERME GmbH
Priority date: 1993-09-21
Filing date: 1993-09-21
Publication date: 1995-03-23
Also published as: DE4410210A1

Description

Die Erfindung betrifft einen Strahlungsheizkörper nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.

In der DE-OS 21 65 569 sind zur Aufnahme von mäander- bzw. wendelförmig gewickelten Heizwiderständen relativ breite leistenförmige Tragkörper mit Ausnehmungen zur Aufnahme und Halterung der Heizwiderstände beschrieben. Teile des Tragkörpers überdecken dabei teilweise die Heizwiderstände, so daß eine Behinderung der Wärmeabstrahlung in Richtung Glaskeramikkochfläche und somit ein ungünstiges Verhältnis von abstrahlender Drahtoberfläche zur Fläche der Wärmeisolation auftritt. Dieser Strahlungsheizkörper weist eine geringe Anzahl von spiralförmigen Umläufen pro Mäander auf. Insgesamt ist eine inhomogene Strahlungsintensität zu verzeichnen, wenn die Heizwiderstände einzeln bzw. in Gruppen geschaltet werden. Ein mäanderförmig verlegtes, hochkant stehendes Heizleiterband in Form eines rechtwinklig gebrochenen Mäanders mit Befestigungslaschen zur Halterung des Bandes in einer Isolierscheibe wird in der DE-OS 25 51 137 beschrieben. Die Montage des Heizleiterbandes erfordert zusätzliche Arbeitsschritte, gestaltet sich wegen der Bruchgefahr der Isolierscheibe kompliziert und benötigt eine relativ lange Zeit bis zur Erreichung eines hohen Wirkungsgrades in der Wärmeabstrahlung in Richtung Glaskeramikkochfläche.

Die in der DE 39 35 031 vorgestellte Lösung der Montage der Heizwiderstände auf Heizelementträgern weist ein ungünstiges Verhältnis von beanspruchter Fläche durch die Heizelementträger gegenüber der zur Verfügung stehenden Fläche der Wärmeisolation auf. Die relativ kompakt ausgebildeten Heizelementträger bewirken durch die bedingt hohe Eigenwärmekapazität derselben nachteilige Auswirkungen auf die Glühzeit, besonders in der Einschaltphase.

Bei anderen bekannten Lösungen, wie beispielsweise dem Einkleben der Heizwiderstände (DE 32 19 392) in Ausformungen des Isolierkörpers, wird, bedingt durch das Verkleben des Heizwiderstandes mit dem Isolierkörper, der Wirkungsgrad der Wärmeabstrahlung in Richtung Glaskeramikkochfläche durch die Wärmeabgabe in den Isolierkörper reduziert.

Bekannte Lösungen sehen die Verlegung von Heizwiderständen in Rinnen oder Vertiefungen auf dem Isolierkörper und eine Befestigung der Heizwiderstände mittels einer Anzahl hakenförmiger Halteelemente (DE 36 40 999) oder ohne Rinnen die Befestigung der Heizwiderstände mit einer Vielzahl U-förmiger Klammern (DE 23 39 768) vor. Derartige Verlege- und Befestigungsverfahren sind äußerst montageaufwendig.

Die Verlegung und Befestigung der Heizwiderstände zwischen noppenartigen Erhebungen (DE 35 39 881) behindert in starkem Maße die Wärmeabstrahlung in Richtung Glaskeramikkochfläche und leitet uneffektiv Wärme in den Isolierkörper.

Inhomogene Strahlungsintensität und größere sogenannte Kaltstellen weisen eine Anzahl bekannter Anordnungen der Heizwiderstände auf, weil diese verfahrens- und herstellungsbedingt nicht an das Optimum der Belegung des Isolierkörpers mit Heizwiderständen heranreichen.

Auch die ohne Einkleben und ohne zusätzliche Halteklammern zur Befestigung der Heizwiderstände in der Patentanmeldung P 43 04 539.1 beschriebene Lösung, bei der mittels sehr schmaler leistenförmiger Halteelemente, in denen im Abstand der zu verlegenden Heizwendeln L-förmige Aufnahmeschlitze vorgesehen sind, die Heizwendeln arretiert sind, weisen einen Nachteil auf. Werden die leistenförmigen Halteelemente mit der Absicht, die Abstrahlungsfläche der Heizleiter möglichst wenig zu beeinträchtigen, aus dünnem, wärmebeständigem Material, beispielsweise Glimmer, gefertigt, so bewirkt trotz Anfasung der L-förmigen Schlitze im oberen Bereich der geringe Auszug der Heizwendeln beim Einlegen in die L-förmigen Schlitze eine relativ starke mechanische Belastung der Haltestege.

Aufgabe der Erfindung ist es, bei einem Strahlungsheizkörper eine homogene Strahlungsintensität zu erreichen und bei Beibehaltung oder Verringerung der geringen Einbautiefe die pro Flächeneinheit erzielbare Heizwirkung zu erhöhen, weniger Halteelemente mit geringer Berührungsoberfläche für die Heizwiderstände einzusetzen, die Montage des Strahlungsheizelementes zu erleichtern und den Montageaufwand zu verringern sowie eine sehr gleichmäßige, nahezu vollsymmetrische Anordnung der Heizwiderstände zu erzielen, die das schnelle Erreichen des Glühzustandes und ein gleichmäßiges Glühbild ergibt.

Diese Aufgabenstellung wird erfindungsgemäß gelöst durch die Verwendung von ein oder mehreren Heizwiderständen aus Draht, die als Heizmäander ausgebildet, vorzugsweise in engem Abstand spiralförmig in Aufnahmenuten eines Isolierkörpers, aus bekanntem Material und nach bekannten Verfahren hergestellt, angeordnet sind; die Aufnahmenuten eine Wandungshöhe bzw. eine Höhe der Stege aufweisen, die vorzugsweise größer als die halbe Höhe der Heizmäander ist und durch definiertes Aufspreizen der Mäander eine, einem Böschungswinkel der Aufnahmenuten entsprechend nach außen gerichtete Schräglage erzwungen und somit eine in das Zentrum des Strahlungsheizkörpers gerichtete Wärmeabstrahlung erzielt wird.

Erfindungsgemäß müssen die Mäander, bedingt durch die steilen Innenflanken der Aufnahmenuten und die schrägen, zum Zentrum des Strahlungsheizkörpers gerichteten Schlitze der Halteelemente beim Einlegen, um die im Bereich der Halteelemente abgeflachten Stege in die schrägen Schlitze der Halteelemente gezwungen werden. Nach Erreichen des Schlitzendes und damit auch des Nutgrundes entspannen sich die Mäander in den Aufnahmenuten und sind damit unverlierbar im Isolierkörper fixiert.

Die Einbringung der Halteelemente in den Isolierkörper erfolgt so, daß sich die Mitten der schrägen Schlitze der Halteelemente und die Mitten vom Nutgrund der Aufnahmenuten auf dem Nutgrund kreuzen.

Die flache Bauweise der Heizmäander in Verbindung mit der erfindungsgemäß aufgezwungenen Schräglage im durch die Stege besonders profilierten Isolierkörper erlaubt eine hohe Zahl von vorzugsweise spiralförmigen Umläufen, erfordert weniger Halteelemente und gewährleistet somit eine homogene Wärmeabstrahlung des Heizmäanders in Richtung Glaskeramikkochfläche.

Die erfindungsgemäß profilierten Stege sorgen für eine zusätzliche Verbesserung der Wärmedämmung in zur Glaskeramikkochfläche entgegengesetzter Richtung. Der in bekannter Weise hergestellte Isolierkörper mit vorzugsweise bei dessen Herstellung eingebetteten Halteelementen wird durch das Einlegen von Heizmäandern komplettiert. Zwecks Absicherung reproduzierbarer Montagebedingungen werden die Mäander, vorzugsweise im Rahmen der Vorfertigung mit definierten Aufspreizungen, jeweils zwischen zwei benachbarten Bögen bzw. Wellen, versehen, deren Abstände identisch mit den im Bogen verlaufenden Abständen zwischen den Halteelementen sind. Zusätzliche Aufspreizungen, die nicht der Halterung, sondern nur der Erzeugung der definierten Schräglage des Heizmäanders im Isolierkörper dienen, sind denkbar.

Die Merkmale der Erfindung gehen außer aus den Ansprüchen auch aus der Beschreibung und den Zeichnungen hervor, wobei die einzelnen Merkmale jeweils für sich allein oder zu mehreren in Form von Unterkombinationen der Elemente vorteilhafte, schutzfähige Ausführungen darstellen, für die mit dieser Schrift Schutz beantragt wird.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden im folgenden näher erläutert.

In den Zeichnungen zeigen:

Fig. 1 Draufsicht eines Strahlungsheizkörpers

Fig. 2 Schnitt A-A eines Strahlungsheizkörpers nach Fig. 1

Fig. 3 Teilstück des Schnittes B-B nach Fig. 1

Fig. 4 Teilschnitt mit eingelegtem Mäander im Halteelement.

Der Strahlungsheizkörper nach dem Oberbegriff des Anspruches 1 besteht, wie in Fig. 1 dargestellt aus einem Isolierkörper 1 aus mikroporösem Dämmstoff, mit dessen Einbringung in die Herstellungsform auch Halteelemente 3 über einen formgebenden Stempel in den Isolierkörper 1 eingebracht werden. Der formgebende Stempel prägt in den Isolierkörper 1 die spiralförmig verlaufenden Aufnahmenuten 6. Die Aufnahmenuten 6 werden begrenzt von Stegen 5, deren zum Rand des Strahlungsheizkörpers weisenden Innenflanken 8, bezogen auf die Darstellung in Fig. 4, im spitzen, fast rechtem Winkel und deren Außenflanken 9 im stumpfen Winkel zwischen 100° und 160°, vorzugsweise von etwa 120° ausgebildet sind.

Die von den Innenflanken 8 und Außenflanken 9 gebildeten Stege 5 sind in den Bereichen, in denen quer zur Verlegerichtung der Heizwiderstände Halteelemente 3 während der Herstellungs- bzw. Formgebungsphase in den Isolierkörper 1 eingebracht werden, derart abgeflacht, daß ihre Abflachungen bis auf das Niveau des Nutgrundes 7 der Aufnahmenuten 6 führen.

Zwischen zwei gegenüberliegenden derartigen Abflachungen der Stege 5 verläuft eine etwa ebene Fläche beidseitig der Halteelemente 3. Die erwähnten Abflachungen der Stege 5 und die etwa eben beidseitig der Halteelemente 3 verlaufenden Flächen bilden beidseitig der Halteelemente 3 einen freien Raum, um ein einfaches und nicht die Halteelemente 3 belastendes Einlegen der Mäander 2 in die Schlitze 4 der Halteelemente 3 zu ermöglichen. Die Abflachungen und deren Abstände zueinander und somit der entstehende freie Raum neben den Halteelementen 3 werden je nach vorgesehenen Heizwiderständen und deren erforderlichen Montagespiels gewählt.

Die Höhe der die Aufnahmenuten 6 begrenzenden Stege 5 ist zweckmäßigerweise so bemessen, daß sie vorzugsweise größer als die halbe Höhe des Heizwiderstandes ist.

Nicht in den Figuren dargestellte Anordnungen der Stege 5, etwa geradlinig parallel zueinander verlaufende Stege 5, oder sternförmige oder strahlenförmige Anordnungen mit den entsprechenden Abflachungen im Bereich der Halteelemente 3 liegen im Bereich der Erfindung. Die während der Herstellung des Isolierkörpers 1 in diesen eingelassenen Halteelemente 3 sind in ihrer Materialstärke relativ dünn gewählt, behindern demzufolge die Wärmeabstrahlung in Richtung Glaskeramikkochfläche nicht und werden vorzugsweise aus Glimmer hergestellt.

Die Halteelemente 3 haben, wie aus der Fig. 2 und in vergrößerter Darstellung aus der Fig. 4 ersichtlich, schräge Schlitze 4, deren obere Ränder zweckmäßigerweise angefast sind. Die Schlitze 4 verlaufen schräg, mit ihrer Öffnung zum Zentrum des Strahlungsheizkörpers weisend. Die Einbringung der Halteelemente 3 in den Isolierkörper 1 erfolgt so, daß sich die Mitten der schrägen Schlitze 4 der Halteelemente 3 und die Mitten vom Nutgrund 7 der Aufnahmenuten 6 auf dem Nutgrund 7 kreuzen.

Als Heizwiderstände finden Heizmäander 2 Verwendung, die vor ihrer Montage in definierten Abständen, die dem jeweiligen Abstand zwischen zwei Halteelementen 3 der in Bögen verlegten Heizmäander 2 entsprechen, gespreizt werden (Fig. 3). Die Aufspreizung 10 zweier nebeneinander liegender Bögen bzw. Wellen der Mäander 2 bewirkt in Verbindung mit den Außenflanken 9 deren Schräglage und bietet so auch die Gewähr für einen berührungsarmen Sitz in den Schlitzen 4 der Halteelemente 3.

Eine manuell vorgenommene Aufspreizung 10 der Mäander 2 an den Positionen der Halteelemente 3 während des Einlegevorganges liegt im erfindungsgemäßen Bereich.

Bedingt durch die steilen Innenflanken 8 der Aufnahmenuten 6 und die schrägen, nach innen gerichteten Schlitze 4 der Halteelemente 3 müssen die Heizmäander 2 beim Einlegen um die im Bereich der Halteelemente 3 abgeflachten Stege 5 in die schrägen Schlitze 4 der Halteelemente 3 gezwungen werden. Nach Erreichen des Schlitzendes und damit auch des Nutgrundes 7 entspannen sich die Mäander 2 in den Aufnahmenuten 6 und sind damit unverlierbar auf dem Isolierkörper 1 fixiert.

Die flache Bauweise der Heizmäander 2 in Verbindung mit der aufgezwungenen Schräglage im profilierten Isolierkörper 1 erlauben eine hohe Zahl von vorzugsweise spiralförmigen Umläufen und gewährleisten damit eine homogene Wärmeabstrahlung der Heizmäander 2 in Richtung Glaskeramikkochfläche. Die die Heizmäander 2 stützenden Stege 5 sorgen für eine zusätzliche Verbesserung der Wärmedämmung in zur Glaskeramikkochfläche entgegengesetzter Richtung. Zusätzliche Aufspreizungen, die nicht der Halterung, sondern nur der Erzeugung einer definierten Schräglage der Heizmäander 2 im Isolierkörper 1 dienen, sind denkbar und liegen im Bereich der Erfindung.

Bezugszeichenliste

1 Isolierkörper
2 Heizmäander
3 Halteelement
4 Schlitz
5 Steg
6 Aufnahmenut
7 Nutgrund
8 Innenflanke
9 Außenflanke
10 Aufspreizung

Claims

1. Strahlungsheizkörper für einen Kochherd mit Kochmulden, insbesondere mit Glaskeramikkochfläche, mit wenigstens einem in Windungen auf einem Isolierträger in Vertiefungen liegenden Heizwiderstand, insbesondere Heizmäander, der in Halteelementen liegt, dadurch gekennzeichnet, daß der Isolierkörper (1) mit Stegen (5) versehen ist, deren Innenflanken (8) und Außenflanken (9) mit einem unterschiedlichen Winkelgradmaß vom Nutgrund (7) verlaufen, die Halteelemente (3) mit schrägen Schlitzen (4) versehen sind und das Winkelgradmaß der bis auf den Nutgrund (7) reichenden Schlitze (4) in einem solchen Verhältnis zum Winkelgradmaß der Außenflanken (9) steht, daß mit definiertem Aufspreizen eines oder mehrerer Heizmäander (2) deren Schräglage erzwungen wird.

2. Strahlungsheizkörper nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Isolierkörper (1) mit Aufnahmenuten (6) versehen ist, deren begrenzende Innenflanken (8) und Außenflanken (9) größer/gleich als die halbe Höhe der Heizmäander (2) sind.

3. Strahlungsheizkörper nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenflanken (8) der Aufnahmenuten (6) im spitzen, fast rechtem Winkel und die Außenflanken (9) in einem stumpfen Winkel angeordnet sind (Fig. 4).

4. Strahlungsheizkörper nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der von den Innenflanken (8) und den Außenflanken (9) eingeschlossene Nutgrund (7) nur geringfügig breiter als die Materialdicke der Heizmäander (2) ausgebildet ist.

5. Strahlungsheizkörper nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Stege (5) in definierten Abständen Abflachungen aufweisen und im Bereich von ein oder mehreren dieser Abflachungen Halteelemente (3) auf dem Isolierkörper (1) angeordnet sind.

6. Strahlungsheizkörper nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Abflachungen der Stege (5) bis auf das Niveau des Nutgrundes (7) schräg auslaufen.

7. Strahlungsheizkörper nach den Ansprüchen 5 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen zwei gegenüberliegenden Abflachungen quer zur Verlegerichtung der Heizmäander (2) Halteelemente (3) angeordnet und die Winkel der Abflachungen sowie die Abstände der oberen Anfänge der gegenüberliegenden Abflachungen so bemessen sind, daß beidseitig von den Halteelementen (3) mindestens jeweils ein oberer Bogen der Mäander (2) in der Einschubrichtung in die Schlitze (4) nicht von Stegen (5) begrenzt werden.

8. Strahlungsheizkörper nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Mitten der schrägen Schlitze (4) der Halteelemente (3) und die Mitten vom Nutgrund (7) der Aufnahmenuten (6) auf dem Nutgrund (7) kreuzen.

9. Strahlungsheizkörper nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnungen der Schlitze (4) der Halteelemente (3) zum Zentrum des Strahlungsheizkörpers gerichtet sind.

10. Strahlungsheizkörper nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das lichte Maß der schrägen Schlitze (4) der Halteelemente (3) nur geringfügig größer ist als die Materialdicke des Heizwiderstandes.

11. Strahlungsheizkörper nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Halteelemente (3) weniger als 5% der Fläche des Isolierkörpers (1) beanspruchen.

12. Strahlungsheizkörper nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die montierten Heizmäander (2) jeweils im Bereich der Halteelemente (3) Aufspreizungen (10) zwischen zwei benachbarten oberen Bögen aufweisen.

13. Strahlungsheizkörper nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß nur die entsprechenden unteren Bögen der Aufspreizungen (10) der Heizmäander (2) in die schrägen Schlitze (4) der Halteelemente (3) eingeführt werden.

14. Strahlungsheizkörper nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die eingelegten Heizmäander (2) durch den Nutgrund (7) und die Außenflanken (9) gestützt werden.

15. Strahlungsheizkörper nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Heizmäander (2) Aufspreizungen außerhalb des Bereiches der Halteelemente (3) aufweisen.