DE4438648A1 - Strahlungsheizkörper - Google Patents
StrahlungsheizkörperInfo
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Description
Die Erfindung betrifft einen Strahlungsheizkörper für Herde,
worin Kochmulden oder andere Kochgelegenheiten mit einge
schlossen sind, mit einer ebenen, plattenförmigen Kochfläche,
z. B. einer Glaskeramikkochfläche. Der Strahlungsheizkörper
hat eine im Betrieb stets beheizte Basisheizzone und wenig
stens eine wahlweise zuschaltbare Zuschalt-Heizzone, die zur
Schaffung einer größeren Gesamtheizzone der Basisheizzone
formmäßig angepaßt ist. Derartige Strahlungsheizkörper wer
den allgemein als Zweikreisheizkörper bezeichnet. Die Heiz
zonen sind in einem Träger mit einer Isolation vorgesehen,
auf der Heizleiter angeordnet sind. Die Gesamtheizzone wird
von einem thermisch isolierenden Außenrand umgeben. Basis-
und Zuschaltheizzone haben bei ihrer Zusammenschaltung eine
größere Gesamtleistung als die Basisheizzone allein. Ein
Temperaturbegrenzer ragt mit einem im wesentlichen stabförmi
gen Fühler über wenigstens eine der Heizzonen hinüber.
Die DE 27 29 930 A beschreibt einen solchen Strahlungsheiz
körper, bei dem in einem größeren Isolierkörper mehrere Mul
den mit darin angeordneten Heizleitern vorgesehen sein
können. Sie sind also durch eine isolierende Zwischenwand
voneinander thermisch völlig abgegrenzt. Das gleiche be
schreibt die spätere, widerrufene DE 30 04 187 C.
Die EP 0 103 741 B beschreibt einen Strahlungsheizkörper mit
zwei konzentrisch zueinander vorgesehenen Heizzonen, von
denen die mittlere als Ankochzone vorgesehen ist. Sie wird
zum Ankochen allein eingeschaltet und hat dabei eine wesent
lich größere Leistung als der Heizkörper im Fortkochbetrieb,
wenn beide Zonen in Reihe hintereinander geschaltet sind.
Bei allen Zweikreisheizkörpern galt es bisher als unumgäng
lich, zwischen beiden Heizzonen eine isolierende, thermisch
möglichst dichte Zwischenwand vorzusehen, die dafür sorgt,
daß die Basisheizzone einen thermisch und optisch klar be
grenzten Außenrand hat.
Aufgabe der Erfindung ist es, einen Strahlungsheizkörper mit
verbesserter thermischer Gleichmäßigkeit der Heizzonen zu
schaffen.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß beide
flächenmäßig voneinander abgegrenzten Heizzonen einander
strahlungsmäßig übergreifend angeordnet sind.
Diese Abgrenzung beider Heizzonen voneinander kann z. B. durch
eine Rippe gebildet sein, deren Höhe maximal den halben Ab
stand zwischen Isolation und Kochfläche einnimmt. Sie könnte
aber auch durch eine mehr oder weniger breite Abgrenzungs
zone ohne besondere Erhöhung der Isolation gebildet sein.
Durch diese Maßnahme wird die meist innenliegende Basisheiz
zone in Richtung auf die Zuschaltheizzone nicht scharf abge
grenzt, sondern erhält einen relativ weichen thermischen
Übergang. Vor allem wird aber eine kalte Zone im Bereich des
bisher bis zur Glaskeramikplatte oder kurz davor reichenden
Steges vermieden.
Nachdem seit der Entwicklung der Zweikreisheizkörper die
klare Trennung durch eine isolierende Zwischenwand für unum
gänglich gehalten wurde, insbesondere im Hinblick auf den
Wirkungsgrad beim Betrieb der Basisheizzone allein, ist es
erstaunlich, daß diese Nachteile nicht eintreten und sich
sogar Vorteile ergeben.
Wenn die Basisheizzone allein betrieben wird und ein sehr
kleines Kochgefäß benutzt wird, dann ergeben sich zwar einige
Wirkungsgradeinbußen durch das Abstrahlen bzw. konvektive Ab
fließen in die Zuschaltheizzone. Eingehende Untersuchungen
haben jedoch gezeigt, daß diese Einbußen zu vernachlässigen
sind, wenn man die normale Kochpraxis betrachtet. Schon die
Einschaltzeiten der kleineren Basisheizzone allein sind im
Vergleich zu den Betriebszeiten der Gesamtheizzone sehr ge
ring. Wenn man dann noch berücksichtigt, in wie wenigen Fäl
len in der Praxis die Kochgefäße tatsächlich so klein sind,
daß sie den mitbeheizten Randbereich nicht nutzen können, so
ist die praktische Auswirkung der theoretischen Wirkungsgrad
verringerung zu vernachlässigen.
Dagegen wird durch die gleichmäßige Beheizung und die Vermei
dung kalter Stellen die Wärmeübertragung an das Kochgefäß
beim Betrieb der Gesamtheizzone verbessert. Die kalte Ring
zone bei früheren Zweikreis-Heizkörpern mit Zwischensteg läge
genau an der Stelle, an der die üblicherweise hohl gewölbten
Kochtopfböden den besten Wärmekontakt zur Kochplatte haben,
nämlich an ihrem Rand. Bei der Erfindung wird dagegen auch
dieser Bereich gleichmäßig beheizt, was die Wärmeübertragung
verbessert und sich auch auf die thermische Belastung des
Kochgeschirrs positiv auswirkt.
Auch durch die geringere Isolierkörpermasse und den Wärmeab
fluß im Bereich des Zwischenrandes werden ferner die Ankoch
werte (Wirkungsgrad) des gesamten Strahlungsheizkörpers ver
bessert. Dies liegt zum Teil daran, daß die Zwischenwandung
zwischen beiden Heizzonen aus einem mechanisch festeren Iso
liermaterial sein mußte, daß eine größere Masse und geringere
thermische Isoliereigenschaften hat als die im Bereich der
Heizleiter verwendete, nunmehr durchgehend ausgebildete Iso
lationsfläche. Die Gesamtheizzone kann also bei Zuschaltung
der Zuschaltheizzone durchgehend und im wesentlichen lücken
los beheizt sein.
Derartige Zweikreis-Strahlungsheizkörper werden in verschie
denen Flächenanordnungen ihrer Heizzonen hergestellt. Es gibt
solche, die z. B. eine kreisförmige Basisheizzone und einsei
tig oder beidseitig daran angesetzte Zuschaltheizzonen haben,
um eine langgestreckte Gesamtheizzone zu schaffen. Häufig
sind aber die beiden Heizzonen auch konzentrisch zueinander
angeordnet, wobei die Basisheizzone das Zentrum einnimmt.
Insbesondere im letzten Fall ragt ein stabförmiger Tempera
turfühler eines Temperaturbegrenzers zumindest auf einer Sei
te über beide Heizzonen hinweg. Da der Temperaturbegrenzer
dazu dient, die Glaskeramikplatte vor unzulässiger Überhit
zung zu schützen, muß dafür gesorgt werden, daß er dies so
wohl beim Betrieb der Basisheizzone allein als auch bei Be
trieb der Gesamtheizzone sicherstellt, ohne die Leistung
durch Abschaltung bei zu niedriger Temperatur zu beschränken.
Aus der EP 0 141 923 B2 ist bereits ein Temperaturbegrenzer
bekannt geworden, dessen Fühler so kompensiert ist, daß die
Basisheizzone allein die Fühlerwirkung bestimmt. Zu diesem
Zweck ist im Bereich der Zuschaltheizzone der Fühler bzgl.
der thermischen Dehnungsdifferenzen unwirksam gemacht, indem
für eine Ausdehnungshülse und den in ihr liegenden Stab Ma
terialien gleicher oder gering höherer Dehnungskoeffizienten
verwendet werden.
Bei der Anordnung strahlungsmäßig einander übergreifender
Heizzonen ist es vorteilhaft, wenn besondere Maßnahmen er
griffen werden, um diese Kompensation zu vervollständigen.
Durch den weichen Übergang der Basisheizzone in die Zuschalt
heizzone wird der Temperaturfühler nun über einen größeren
Abschnitt als den der reinen Basisheizzone beheizt und sorgt
damit für eine frühe Abschaltung. Dem kann durch Kompensa
tion, d. h. gegenseitige Aufeinander-Abstimmung der Dehnungs
materialien am Fühler oder durch Abschirmung oder zusätzliche
Beheizung des Fühlers entgegengewirkt werden. Der Schaltweg,
um den Kontakt des Temperaturbegrenzers zu öffnen, muß ja bei
beiden Betriebszuständen (Ein- und Zweikreis-Betrieb) als
konstant angesehen werden. Die beaufschlagten Streckenab
schnitte des Fühlers stehen aber nicht im Verhältnis zur je
weiligen Wärmebeaufschlagung. Um diese auszugleichen, wird
nun nicht nur auf Nullbetrag kompensiert, sondern mittels
eines Innenstabes mit gering höherer Ausdehnung leicht über
kompensiert. Hierbei sind die Massen von Mantelrohr und Innenstab
in Bezug auf den Ausdehnungsweg berücksichtigt. Diese
Überkompensation verursacht eine Abschaltverzögerung. Diese
ist durch den fließenden Strahlungsübergang auch bereits beim
Betrieb nur der Basisheizzone wirksam. In der Folge muß ge
genüber dem gleichen Einkreisheizkörper (ohne Zuschaltzone)
die Kaltjustierung tiefer gelegt werden (kleinerer Schaltweg
= frühere Abschaltung). Wird nun die Zusatzheizzone zuge
schaltet, ist auch der Beitrag der Abschaltverzögerung durch
die direkte Wärmebeaufschlagung erhöht und der Abschaltpunkt
wird auf das normale Niveau angehoben. Im Betrieb von Basis
heizone oder Basisheizzone plus Zusatzheizzone werden somit
nahezu gleiche Abschaltwerte erzielt. Eine weitere Maßnahme,
die dies ersetzen und/oder ergänzen kann, ist die Schaffung
einer nicht im gleichen Maße wie die übrige Fläche mit Heiz
leitern belegten Zone unter dem Temperaturfühler.
Besonders vorteilhaft ist eine Ausführung, bei der die Heiz
leiter dünne gewellte Bänder sind, die mit vorzugsweise der
Wellung angepaßten spatenförmigen Füßen in die Isolierung
eingebettet sind. Hierdurch ist es möglich, ohne besondere
Befestigungsmittel wie Klammern oder dgl. einen sehr schnell
aufglühenden Heizkörper unmittelbar in einer hochwirksamen
Isolierung zu befestigen, die beispielsweise aus verpreßtem
Kieselsäureärogel besteht, das pyrolytisch hergestellt sein
kann. Die durch die Erfindung bewirkten Vorteile wirken sich
bei derartigen hochwirksamen Isolierungen und schnell aufglü
henden Strahlungsheizkörpern besonders aus.
Diese und weitere Merkmale gehen außer aus den Ansprüchen
auch aus der Beschreibung und den Zeichnungen hervor, wobei
die einzelnen Merkmale jeweils für sich allein oder zu meh
reren in Form von Unterkombinationen bei einer Ausführungs
form der Erfindung und auf anderen Gebieten verwirklicht sein
und vorteilhafte sowie für sich schutzfähige Ausführungen
darstellen können, für die hier Schutz beansprucht wird.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen
dargestellt und werden im folgenden näher erläutert. In den
Zeichnungen zeigen
Fig. 1 eine schematische Draufsicht auf einen Strah
lungsheizkörper,
Fig. 2 einen diametralen Schnitt nach der Linie II in
Fig. 1,
Fig. 3 eine schematische Draufsicht auf einen weite
ren Strahlungsheizkörper und
Fig. 4 einen Schnitt nach der Linie IV in Fig. 3.
Fig. 1 und 2 zeigen einen elektrischen Strahlungsheizkörper
11, der unterhalb einer Glaskeramik-Kochfläche 16 angeordnet
und an diese mittels nicht dargestellter Federmittel von
unten her angedrückt ist. Er liegt an der Unterseite der
Kochfläche 16 mit einem aus Isoliermaterial bestehenden Rand
15 an.
Der Strahlungsheizkörper 11 enthält in einer flach schalen
förmigen Blechschale 12 eine Isolation 13, die sich aus einem
generell plattenförmigen Formkörper 14 und dem Rand 15 zusam
mensetzt.
Der Isolationsformkörper besteht aus einem hitzebeständigen,
thermisch hervorragend isolierenden verpreßten Schüttmaterial
aus pyrogener Kieselsäure. Auf einem etwas erhöhten Rand 17
liegt der Außenrand 15 der Isolierung 13 auf, der aus einem
Ring aus mechanisch festerem Isoliermaterial, beispielsweise
einer gepreßten Mineralfasermasse besteht. Die höhere Festig
keit ist notwendig, weil dieser Rand durch seine Anlage an
der Unterseite der Glaskeramikkochfläche 16 auch mechanisch
beansprucht wird. Die Innenfläche 50 des Randes 15 kann op
tisch dunkel sein, z. B. durch eine Beschichtung oder entspre
chende Behandlung. Diese könnte im Bereich nicht sichtbarer
Infrarotstrahlung reflektierend und nur im Wellenlängenbe
reich sichtbaren Lichts absorbierend sein und es als langwel
ligeres Infrarot wieder abstrahlen. Der Rand der Blechschale
12 reicht nicht bis an die Glaskeramikplatte 16 heran.
Der Formkörper 14 enthält zwei ebene, horizontale Flächenbe
reiche, die mit Heizleitern 18 versehen sind. Zwischen ihnen
ist eine Abgrenzung 19 in Form eines umlaufenden Vorsprunges
oder Steges vorgesehen, der ebenso hoch wie der Rand 17 des
Isolationsformkörpers 14 reicht, jedoch insgesamt über der
Oberfläche 20 des Isolierformkörpers bzw. der Beheizung im
beheizten Bereich nicht mehr als die Hälfte des gesamten Ab
standes zwischen dieser Oberfläche 20 und der Unterseite der
Glaskeramikplatte 16 nach oben ragt. Seine Höhe kann vorteil
haft zwischen einem Viertel und der Hälfte des genannten Ab
standes betragen.
Die Abgrenzung 19 grenzt, wie aus Fig. 1 zu sehen ist, eine
zentrale Basisheizzone 21 von einer diese ringförmig umgeben
den Zuschaltheizzone 22 ab. Beide sind durch einen nicht dar
gestellten, manuell zu betätigenden Schalter so zu schalten,
daß entweder nur die Basisheizzone oder die Basis- und Zu
schaltheizzone zusammen eingeschaltet sind. Dadurch werden
bei der dargestellten konzentrischen Anordnung beider Heiz
zonen 21, 22 Heizflächen unterschiedlichen Durchmessers ge
schaffen, die jedoch beide im wesentlichen die gleiche Lei
stungsdichte haben und dazu bestimmt sind, jeweils wie eine
unabhängige Heizzone betrieben und geregelt bzw. gesteuert zu
werden. Die Steuerung geschieht normalerweise über einen
taktenden Leistungsschalter, der entweder nur die Basisheiz
zone 21 oder die Gesamtheizzone 23 beschickt, die aus den
parallel geschalteten Heizleitern 18 beider Heizzonen gebil
det ist.
Die Heizleiter bestehen aus einem dünnen gewellten Band aus
Heizleitermaterial und sind freistrahlend, d. h. ohne irgend
eine Ummantlung oder Abschirmung gegen die Atmosphäre, auf
der Oberfläche 20 des Isolationsformkörpers 15 angeordnet.
Sie haben in Abständen voneinander nach unten gerichtete Vor
sprünge oder Füße, die in das Material des Formkörpers 15
eindringen. Diese Füße sind zumindest teilweise im Bereich
der Wellenkrümmung angeordnet und entsprechend der Wellung
gebogen, so daß sie eine gewölbte Spatenform haben, die trotz
der geringen Dicke und Steifigkeit des Heizleitermaterials in
die Oberfläche 20 eindringen und sich darin festlegen können.
Das Heizleiterband steht im übrigen senkrecht aus der Ober
fläche vor. Durch die relativ große Oberfläche und geringe
Masse des Heizleitermaterials zusammen mit den guten Abstrah
lungsbedingungen kann bei vorgegebener Oberflächentemperatur
die Aufglühzeit der Heizleiter sehr verkürzt werden und in
der Größenordnung von drei Sekunden liegen. Diese Heizleiter
anordnung ist im einzelnen in dem DE 93 13 218 U beschrieben,
auf das hier Bezug genommen wird und das durch Bezugnahme in
die Offenbarung der vorliegenden Anmeldung einbezogen wird.
Anschluß und Anordnung der Heizleiter 18 sind wie folgt: Die
Heizleiter der Zuschaltheizzone 22 verlaufen von einer An
schlußfahne 24 eines Anschlußsteins 25 bis zu einer Wende
stelle 26 an einer der Hauptachsen 27 des kreisförmigen Heiz
körpers, kehren dort um 180° um und verlaufen über einen hal
ben Kreisumfang zurück, bis sie an der anderen Seite dieser
Hauptachse wiederum eine Wendestelle erreichen. Nach fünf zu
einander parallelen Halbkreisbahnen überquert der Heizleiter
18 die Hauptachse, um auf der anderen Seite (in Fig. 1 unten)
ebenfalls fünf parallele Bahnen zu legen. Er ist dann mit
einem Kontakt 28 verbunden, der zum Schalterkopf 29 eines
Temperaturbegrenzers 30 gehört. Von dort verläuft der Heiz
leiter auf einer zu der Achse 27 parallelen Bahn 31 bis zur
innersten Heizleiterbahn 32, die einen Mittelvorsprung 33 des
Isolierformkörpers 14 umgibt. In der Basisheizzone 21 sind
die schleifenförmigen Windungen so gelegt, daß sie fast den
ganzen Umfang umfassen, bevor sie an Wendestellen 26 umkeh
ren. Dort lassen sie einen Bereich um die Achse 27 herum auf
einer Seite der Basisheizzone weitgehend frei von Heizlei
tern. In diesem Bereich verläuft jedoch die Heizleiterbahn 31
parallel zur Achse 27.
Die äußere, an die Abgrenzung 19 angrenzende Windung des
Heizleiters 18 läuft parallel zur Achse 27 und zur Heizlei
terbahn 31 über die Zuschaltheizzone 22 hinweg und von dort
parallel zum Außenrand 15 zu einer zweiten Kontaktfahne 34
des Anschlußsteins 25. Die Anschlüsse sind also im Bereich
des Außenrandes 15 bzw. des Formkörperrandes 17 vorgesehen
und die Heizleiter werden direkt zu ihnen geführt. Wenn es
nicht erwünscht ist, daß z. B. im Bereich der Heizleiterbahn
31 Wärme erzeugt wird, könnte die Heizleiterbahn dort aus
dickerem oder besser leitfähigem Material bestehen oder ohne
Wellung ausgebildet sein. Die Abgrenzungsrippe 19 hat im Be
reich der Achse 27 auf der dem Schalterkopf 29 zugekehrten
Seite eine Ausgangspforte 35, um die Heizleiter passieren zu
lassen.
Der Temperaturbegrenzer 30 hat einen stabförmigen Fühler 36,
der vom Schalterkopf längs der Achse 27 über die Zuschalt
heizzone und die Basisheizzone hinwegragt. Er endet im Be
reich der Abgrenzung 19, bevor er das zweite Mal die Zu
schaltheizzone überqueren würde. Im Bereich der Zuschaltheiz
zone 22 und im schalterkopfnahen Bereich der Basisheizzone 21
verläuft er zwischen den jeweiligen Wendestellen 26 in einem,
abgesehen von den parallelen Heizleiterbahnen 31, von Heiz
leitern freien Bereichen 37, 38.
Der Temperaturbegrenzer besteht aus einem metallischem Füh
lerrohr, z. B. aus rostfreien Stahl, das eine größere spezifi
sche Wärmedehnung hat als ein darinliegender Stab 39, z. B.
aus Keramik (Steatit) oder dgl. Die Dehnungsunterschiede
zwischen diesen Materialien führen zu einer Betätigung zweier
im Schalterkopf 29 untergebrachter Kontakte, von denen einer
der eigentliche Temperaturbegrenzerkontakt ist, der bei einer
Temperatur in der Größenordnung von 600° bis 700° Celsius an
der Unterseite der Glaskeramikkochfläche 16 die Beheizung
ausschaltet, um Schädigung der Glaskeramik zu vermeiden. Ein
weiterer Kontakt ist auf wesentlich geringere Temperaturen
(unter 100° Celsius) eingestellt, um über eine Signallampe
oder dgl. den Heißzustand der Kochplatte anzuzeigen.
Der Fühler liegt in Abstand von der Oberfläche 20 des Iso
lierformkörpers und den Heizleitern. Er liegt dabei auf dem
Mittelvorsprung 33 auf, und zwar vorzugsweise unter einer
gewissen Vorspannung, so daß er dadurch seine genaue Lage zur
Beheizung wie zur Glaskeramik fixiert ist und andererseits
auch der Mittelbereich des Isolierformkörpers durch ihn nie
dergehalten wird. Am Ende des Fühlers 16 befindet sich eine
Justierung durch eine Schraube oder einen festgepunkteten
Stift 40, der die Druckverbindung zwischen Dehnhülse und
Innenstab 39 herstellt.
Um sicherzustellen, daß die Glaskeramikplatte 16 bei allen
Betriebszuständen des Strahlungsheizkörpers in gleichem Maße
gegenüber Temperatur geschützt ist, andererseits aber auch
die maximal mögliche schädigungsfreie Temperatur erreicht
wird, die einen ausreichenden Energiedurchsatz durch die
Glaskeramikplatte sicherstellt, ist der Temperaturfühler so
kompensiert, daß er im wesentlichen im Bereich der Basisheiz
zone 21 temperatursensitiv ist. Zu diesem Zweck ist der Kera
mikstab 39, der als Vergleichsnormal gegenüber der sich aus
dehnenden Außenhülse 41 dient, auf den Bereich der Basisheiz
zone 21 beschränkt. Er endet an einer Stelle 42, die etwa
über der Abgrenzung 19, ggf. etwas zur Zuschaltheizzone hin
versetzt, liegt, um zu vermeiden, daß ein im Randbereich der
Basisheizzone durch Abstrahlung zur Seite etwas geringeres
Temperaturniveau eine Abschaltung bei Betrieb der Basisheiz
zone allein bei einer höheren Temperatur vornimmt, als beim
Betrieb beider Heizonen zusammen. An diesen Endpunkt 42 des
Keramikstabes 39 schließt sich ein Innenstab 43 an, der aus
einem Material besteht, das dem Hülsenmaterial im Bezug auf
die thermische Ausdehnung unter den gegebenen Umständen ent
spricht und vorzugsweise etwas höheres thermisches Dehnver
halten hat, beispielsweise ein Stab aus rostfreiem Stahl.
Dieser überträgt die durch die relative Dehnung entstehende
Bewegung auf die im Schalterkopf 29 liegenden Schalter.
Diese Kompensation kann also eine Gegen- oder Überkompensa
tion bewirken, indem der Stab 43 eine größere Ausdehnung be
wirkt, als der entsprechende Abschnitt der Hülse. Durch die
Tatsache, daß die Heizleiterbahn 31 im Bereich des Fühlers
auch über die Zuschaltheizzone hinweg verläuft, kann auch
erreicht werden, daß die Bedingungen für den Temperaturfühler
bei allein wie bei Zusammenschaltung ähnlich sind. Auch das
partielle Aussetzen der Beheizung der Zuschaltheizzone in dem
Bereich 38, den der Temperaturfühler überquert, kann dazu
beitragen. Ferner wäre es möglich, z. B. durch Durchbrüche im
Außenrohr 41 die Wirksamkeit des Gegenkompensations-Abschnit
tes 43 zu beschleunigen.
Aus Fig. 2 ist zu erkennen, daß der Isolierformkörper 14 an
seiner Unterseite Ausnehmungen hat, die den Vorsprüngen auf
der Gegenseite etwa entsprechen. Dadurch wird nicht nur bei
der Verpressung eine möglichst gleichförmige Dichte sicherge
stellt, sondern auch eine günstige Stapelmöglichkeit beim
Versand und Lagerung des vorgeformten Isolierkörpers 14 ge
schaffen.
Die Ausführung nach den Fig. 3 und 4 entspricht der vorher
beschriebenen in allen Einzelheiten mit dem einzigen Unter
schied, daß die Abgrenzung 19 nicht durch einen nach oben
gerichteten Vorsprung gebildet ist, sondern durch eine mehr
oder weniger breite, ebene unbeheizte Zone oder einen weit
gehend fließenden Übergang zwischen den beiden Heizzonen 21,
22, d. h. ggf. auch ohne unbeheizten Zwischenbereich. Die an
hand der Fig. 1 und 2 vorgenommene Beschreibung gilt im übri
gen auch für diese Ausführung.
Der Strahlungsheizkörper 11 arbeitet wie folgt:
Der Benutzer wählt die Heizkörpergröße, z. B. durch einen Einstellknopf, vor, und zwar entsprechend der Größe eines Kochgefäßes 44, das auf der Glaskeramikplatte 16 steht und stellt, ggf. durch das gleiche Einstellglied, die gewünschte Leistung (relative Einschaltdauer) an dem taktenden Lei stungssteuergerät ein.
Der Benutzer wählt die Heizkörpergröße, z. B. durch einen Einstellknopf, vor, und zwar entsprechend der Größe eines Kochgefäßes 44, das auf der Glaskeramikplatte 16 steht und stellt, ggf. durch das gleiche Einstellglied, die gewünschte Leistung (relative Einschaltdauer) an dem taktenden Lei stungssteuergerät ein.
Wie stets bei Kochvorgängen, sollte das Kochgefäß etwas grö
ßer sein als die eigentliche Heizzone. Dabei kommt der für
die Wärmeübertragung wichtigste Bereich 45 im Bereich des
Außenumfangs des Kochgefäßes meist ungefähr über der Abgren
zung 19 zu stehen. Wenn die mittlere Basisheizzone einge
schaltet ist, so glüht der Heizleiter 18 sehr schnell auf und
bestrahlt die Unterseite der Glaskeramikplatte und durch die
se hindurch das Kochgefäß 44. Obwohl die Glaskeramikplatte
eine gewisse Durchlässigkeit für die auftretende Strahlung
hat, wird jedoch ein Teil auch in der Glaskeramikplatte in
Wärme umgesetzt, die als Kontaktwärme in das Kochgefäß 44
eindringt. Es ist nun zu erkennen, daß bei den Ausführungen
nach den Fig. 1 bis 4 im Bereich der Abgrenzung 19 keine
kalte Zone an der Glaskeramikplatte 16 auftritt, die sonst
gerade in dem Bereich 45 läge, wo aufgrund der üblicherweise
negativ bombierten Form des Kochgefäßes die beste Wärmeüber
tragung zu erwarten wäre.
Infolge der optisch dunklen Innenfläche 50 des Randes 15 wird
vermieden, daß durch Reflexion am Rand ein leuchtender Ring
durch die Platte 16 schimmert und eine andere Heizflächen
begrenzung vorspiegelt.
Wird nun die Zuschaltheizzone 22 dazugeschaltet und ein ent
sprechend größeres Kochgefäß 44a (strichpunktiert angedeutet)
aufgesetzt, so wird die gesamte vom Außenrand 15 eingeschlos
sene Gesamtheizzone 23 lückenlos und ohne "kalte Stellen"
beheizt.
Beim Betrieb der Basisheizzone 21 allein wird der über dieser
Basisheizzone liegende Teil des Temperaturfühlers erhitzt. Im
Bereich des mit geringer relativer Wärmedehnung versehenen
Stabes 39 wirkt sich die größere Dehnung der Außenhülse 21
des Temperaturfühlers 36 in einem entsprechenden Dehnungsun
terschied aus, so daß bei der eingestellten Begrenzungstempe
ratur die Heizung abgeschaltet wird.
Bei zugeschalteter Zuschaltheizzone 22 ändert dies sich
nicht, weil der entsprechende, über diese hinwegragende Be
reich des Temperaturfühlers praktisch wirkungslos bleibt. In
folge des über dem mittleren Teil der Basisheizzone 21 kon
zentrierten temperaturempfindlichen Bereiches (Verschiebung
der Trennung 42 von der Abgrenzung 19 zur Mitte hin) wirkt
sich auch der weiche Übergang im Bereich der Abgrenzung hier
für nicht störend aus. Es könnte auch mit Vorteil ein kürze
rer Fühler verwendet werden, der auch mit seinem Ende bei der
Justierung 40 noch Abstand von der Abgrenzung 19 zur Mitte
des Strahlungsheizkörpers hin hätte. Auch eine Verlängerung
des normalerweise aus einem rostfreien Stahlstift bestehenden
Justierbolzens würde eine gleiche Kompensations-Wirkung haben
wie die Verschiebung der Trennfläche 42.
Ein Vorteil der Erfindung ist es, daß die Temperaturbegren
zung durch den weichen Übergang unempfindlicher gegenüber der
Leistungsverteilung Basis-/Zuschaltheizzone ist. Fühler für
die Topferkennung, d. h. eine vom Aufstellen eines Kochgefäßes
44 auf die Kochstelle abhängige Ein- und Ausschalteinrich
tung, könnten in der Abgrenzungszone auf Vorsprüngen angeord
net sein, ohne die thermisch ausgeglichene Gesamtheizfläche
zu unterbrechen.
Claims (16)
1. Strahlungsheizkörper für Herde mit einer ebenen, plat
tenförmigen Kochfläche, wie einer Glaskeramikkochfläche,
mit einer im Betrieb stets beheizten Basisheizzone (21)
und wenigstens einer wahlweise zuschaltbaren Zuschalt
heizzone (22) die zur Schaffung einer größeren Gesamt
heizzone (23) der Basisheizzone (21) formmäßig angepaßt
ist, wobei die Heizzonen (21, 22) in einem Träger mit
einer Isolation (13) vorgesehen sind, auf der Heizleiter
(18) angeordnet sind und die die Gesamtheizfläche (23)
in Form eines isolierenden Außenrandes (15) umgibt, und
wobei die Basis- und Zuschaltheizzonen (21, 22) bei
ihrer Zusammenschaltung eine größere Gesamtleistung
haben als die Basisheizzone (21) allein, sowie mit einem
Temperaturbegrenzer (30), dessen vorzugsweise stabförmi
ger Temperaturfühler (36) über wenigstens einen Teil der
Basisheizzone (21) hinüberragt, dadurch gekennzeichnet,
daß die flächenmäßig voneinander abgegrenzten Basis- und
Zuschaltheizzonen einander strahlungsmäßig übergreifend
angeordnet sind.
2. Strahlungsheizkörper nach Anspruch 1, dadurch gekenn
zeichnet, daß Basis- und Zusatzheizzone (21, 22) bei
ihrer Zusammenschaltung zueinander parallel geschaltet
sind.
3. Strahlungsheizkörper nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge
kennzeichnet, daß die Abgrenzung (19) beider Heizzonen
(21, 22) durch eine Rippe gebildet ist, deren Höhe maxi
mal den halben Abstand und vorzugsweise nicht weniger
als ein Viertel des Abstandes zwischen der Oberfläche
(20) der Isolation (13) und der Unterseite der Kochflä
che (16) einnimmt.
4. Strahlungsheizkörper nach einem der Ansprüche 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, daß die Abgrenzung (19) aus
einer nicht mit Heizleitern (18) belegten Abgrenzungs
zone der Isolationsoberfläche (20) besteht.
5. Strahlungsheizkörper nach einem der vorhergehenden An
sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Fühler (36) des
Temperaturbegrenzers (30) über beide Heizzonen (21, 22)
zumindest teilweise hinwegragt und im Bereich der Zu
schaltheizzone (22) durch Reduzierung, Ausschaltung oder
Umkehrung seiner Temperaturwirksamkeit kompensiert ist.
6. Strahlungsheizkörper nach Anspruch 5, dadurch gekenn
zeichnet, daß der Temperaturfühler aus einer sich ther
misch dehnenden metallischen Hülse (41) und wenigstens
einem innenliegenden Stab (39, 43) besteht, der im tem
peraturwirksamen Bereich (39) aus einem Material mit ge
ringer thermischer Dehnung, wie Keramik, und im kompen
sierten Bereich (43) aus einem Material mit ähnlicher,
vorzugsweise etwas höherer thermischer Dehnung wie das
Material der Hülse (41) besteht.
7. Strahlungsheizkörper nach Anspruch 6, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Hülse (41) Mittel zur Verbesserung
bzw. Beschleunigung einer Wärmeübertragung zum kompen
sierten Bereich aufweist, vorzugsweise Durchbrüche in
der Hülse (41).
8. Strahlungsheizkörper nach einem der vorhergehenden An
sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Heizleiter
beider Heizzonen (21, 22) Anschlüsse aufweisen, die vom
Außenrand (15) der in die Gesamtheizzone (23) hineinra
gen und dort direkt mit den Heizleitern (18) verbunden
sind.
9. Strahlungsheizkörper nach einem der vorhergehenden An
sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Zuschaltheiz
zone (22) die Basisheizzone (21) ringförmig umgibt.
10. Strahlungsheizkörper nach einem der vorhergehenden An
sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens ein
Heizleiter (18) der Basisheizzone (21) vom Außenrand
(15) über die Zuschaltheizzone (22) im wesentlichen
unter dem Fühler (36) des Temperaturbegrenzers (30)
verläuft.
11. Strahlungsheizkörper nach einem der vorhergehenden An
sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in der Basisheiz
zone (21) ein nicht oder schwächer beheizter Bereich
(37) ausgebildet ist, über den sich der Temperaturfühler
(36) des Temperaturbegrenzers (30) erstreckt, vorzugs
weise, indem Heizleiter (18) angrenzend an diesen Be
reich (37) 180°-Wendestellen (26) aufweisen.
12. Strahlungsheizkörper nach einem der vorhergehenden An
sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in der Zuschalt
heizzone (22) ein von den Heizleitern (18) der Zuschalt
heizzone (22) nicht oder schwächer beheizter Bereich
(38) ausgebildet ist, über den sich der Temperaturfühler
(36) des Temperaturbegrenzers (30) erstreckt, vorzugs
weise indem Heizleiter (18) angrenzend an diesen Berei
che (38) 180°-Umkehrstellen (26) aufweisen.
13. Strahlungsheizkörper nach einem der vorhergehenden An
sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Heizleiter (18)
dünne gewellte Bänder sind, die mit vorzugsweise der
Wellung angepaßten spatenförmigen Füßen in die Isolie
rung (13) eingebettet sind.
14. Strahlungsheizkörper nach einem der vorhergehenden An
sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Temperaturfüh
ler (36) diametral über den Strahlungsheizkörper (11)
ragt und vorzugsweise nach teilweiser Überquerung der
Basisheizzone (21) vor Überschreitung der Abgrenzung zur
zweiten Überquerung der Zuschaltheizzone (22) endet,
insbesondere kurz nach Überquerung eines aus der Isola
tion (13) vorstehenden Vorsprungs (33), auf dem der
Temperaturfühler (36) aufliegt.
15. Strahlungsheizkörper nach einem der vorhergehenden An
sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die strahlungsmäßi
ge Überlappung von Basis- und Zuschaltheizzone (21, 22)
gleichmäßig über die gesamte Abgrenzung zwischen den
Heizzonen erfolgt und/oder die Gesamtheizzone (23) frei
von strahlungsmäßig abgedeckten Bereichen ist.
16. Strahlungsheizkörper nach einem der vorhergehenden An
sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenfläche
(50) des Außenrandes (15) dunkel, vorzugsweise durch
eine sichtbares Licht absorbierende Beschichtung bzw.
Behandlung, ausgebildet ist.
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8130 | Withdrawal |