DE69829067T2

DE69829067T2 - Tischplatte mit induktions-heizelementen

Info

Publication number: DE69829067T2
Application number: DE69829067T
Authority: DE
Inventors: Christian Eskildsen
Original assignee: Electrolux AB
Current assignee: Electrolux AB
Priority date: 1997-03-13
Filing date: 1998-03-13
Publication date: 2005-10-06
Anticipated expiration: 2018-03-14
Also published as: AU746176B2; JP2001514792A; EP1029426A2; AU6611098A; WO1998041064A2; DE69829067D1; KR20000076142A; EP1029426B1; WO1998041064A3; NZ337934A; US6369370B1; CA2283113A1; ATE289474T1

Description

Die Erfindung betrifft eine Tischplatte mit integrierten Induktions-Heizelementen, welche in die Unterseite der Tischplatte eingesetzt sind, wobei die genannten Induktions-Heizelemente einen Kern und Windungen umfassen.
Es sind mehrere Typen von Tischplatten mit Induktions-Heizung bekannt wie z. B. Tischplatten aus Glaskeramik, unter denen eine Anzahl von Induktions-Heizelementen angeordnet ist, welche mit ELF-Energie gespeist werden. Diese enthalten herkömmlicherweise eine flache Spule ("Scheibenspule") parallel zur Oberfläche der Tischplatte und eine Anzahl von radial angeordneten Ferritstäben, unter welchen die Strahlung der ELF-Induktion abgeschirmt wird, damit diese nicht nach unten gelangt, sondern in Richtung auf das Eisen enthaltende Kochgerät oberhalb der Spule gerichtet wird. Derartige auf Induktionsheizung beruhende Spulenelemente können auch in einer topfförmigen Vertiefung in einer sehr starken Tischplatte angeordnet werden, so dass der Abstand zwischen der Spule und dem Kochgerät nicht zu groß ausfällt. Eine weitere Lösung wird in WO 94/05137 beschrieben, bei welcher die Spule in einem Kern angeordnet ist, welcher aus einer Art magnetisch leitfähigen- Densit-Betons hergestellt ist und die gesamte Anordnung in ein nichtmagnetisches Densit-Material eingegossen ist, damit eine stabile Einheit gebildet wird.
Erst kürzlich wurde als attraktiv erkannt, ein auf Induktionsheizung beruhendes Spulenelement in Verbindung mit einem natürlichen Material wie beispielsweise Marmor oder Holz anzuordnen. Jedoch ist insbesondere Marmor sehr spröde, und das Anlegen einer topfförmigen Vertiefung, wobei weniger als 5 mm an Materialstärke unmittelbar über der Spule übrig bleiben, ist ein sehr kompliziertes Unterfangen, welches zum Bruch auf Grund von unsichtbaren Rissen in dem natürlichen Material führt. Darüber hinaus kann die Erhitzung der Oberseite infolge der Wärmeübertragung vom Kochgerät zurück in die Fläche zu ernsthaften Wärmespannungen führen, insbesondere dann, wenn eine Bratpfanne als Kochgerät verwendet wird.
Im Dokument US 3928744 A1 wird eine Tischplatte mit integrierten Induktions-Heizelementen offenbart. Diese Tischplatte weist eine kastenförmige Gestalt mit einer oberseitigen und einer unterseitigen Wandung auf. Das Induktions-Heizelement umfasst einen Kern und Windungen, wobei sich der Kern zwischen der unterseitigen und der oberseitigen Wandung erstreckt.
Die obigen Nachteile werden in einer erfindungsgemäßen Ausführung vermieden, welche die im Anspruch 1 angeführten kennzeichnenden Merkmale aufweist.
In der Praxis bedeutet dies, dass die Polstücke eine doppelte Funktion erfüllen, indem sie die Tischplatte, beispielsweise eine Marmortafel, verstärken und den erforderlichen Abstand zwischen dem Induktions-Heizelement und dem Kochgerät herstellen.
In einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung treten die Polstücke durch die Oberfläche hindurch, so dass sie mit der Tischplatte bündig abschließen. Dies bedeutet, dass das Eingießen der Polstücke an Ort und Stelle tatsächlich diejenigen Teile der Tischplatte umfasst, welche sich innerhalb des Umfangs der Polstücke befinden. Dies hat den zusätzlichen Vorteil, dass die Abgrenzung des aktiven Bereiches oberhalb des Induktions-Heizelementes klar erfolgt und zudem durch ein steinähnliches Material wie Marmor, d. h. Densit-Material.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ragen die Polstücke geringfügig über die Oberfläche hinaus. Dies hat den Vorteil, dass ein sehr enger Kontakt zwischen dem Kochgefäß und dem Magnetbereich erzielt wird, ohne dass irgend eine Gefahr für ein Zerkratzen der Oberfläche der Herdplatte besteht. Weiterhin erzeugt die dünne Luftschicht unter dem Kochgefäß eine wärmeisolierende Schicht, welche die Erwärmung der Herdplatte durch Wärmeleitung vom Kochgefäß her verhindert.
Die Erfindung ist nicht auf die Verwendung beispielsweise des magnetischen Densit-Materials beschränkt; tatsächlich kann es bei weniger harten natürlichen Materialien wünschenswert sein, ein Gießmaterial von der Art eines Kunstharzes zu verwenden, welches mit ferromagnetischen Partikeln versetzt ist.
In der Praxis wird die Herstellung einer Marmortischplatte mit einem Induktions-Heizelement mit unsichtbaren Markierungen mittels der folgenden Arbeitsschritte erfolgen: Schneiden einer kreisrunden topfförmigen Vertiefung in die Rückseite der fest aufliegenden Marmortafel, Schneiden einer weiteren mittigen Einsenkung und eines kreisförmigen Ringes, so dass nur eine dünne Trennwand zwischen den Unterseiten dieser weiteren Einsenkung und dem Ring einerseits und der Vorderseite der Marmortafel andererseits bleibt, Gießen eines mit ferromagnetischen Teilchen versetzten Materials in die Einsenkung und den Ring, Einbringen eines Induktions-Heizelementes in die topfförmige Vertiefung und deren dortige Befestigung.
In dem Fall, wo sichtbare Markierungen gewünscht sind (und ein näher am Kochgerät befindlicher magnetischer Aufbau), kann auf das Ausschneiden einer topfförmigen Vertiefung verzichtet werden; statt dessen wird eine Kreissäge verwendet, um eine zylindrische Platte herauszuschneiden, welche auf die erforderliche Stärke abgestochen wird. Derjenige Teil dieser zylindrischen Platte, welcher den Teil der Oberfläche der Marmortafel bildete, weist eine in ihr ausgeformte mittige Einsenkung auf und wird in dem durch das Aussägen erhaltenen Loch mittig angeordnet, und es wird magnetisches Densit-Material darum herum gegossen. Die mittige Einsenkung wird in ähnlicher weise mit magnetischem Densit-Material ausgefüllt. Ein Induktions-Heizelement wird anschließend im Kontakt mit dem magnetischen Densit-Material befestigt. Die feste Auflage der Marmortafel für das Bohren und Sägen kann mittels einer Wärme abgebenden Wachssubstanz erreicht werden, welche fest an der Oberseite der Herdplatte anhaftet.
Die Erfindung funktioniert bestens mit einem Induktions- Heizelement der Art, welche einen aus magnetischem Densit-Material gefertigten Kern umfasst, jedoch sind die Vorteile der Erfindung ebenso gut mit herkömmlichen Induktions-Heizelementen erreichbar, welche lediglich eine Reihe von radial angeordneten Ferritstäben unterhalb der Spule aufweisen.
Die Erfindung wird nun ausführlicher unter Bezug auf den Zeichnungssatz beschrieben. Darin bedeuten:
1 zeigt eine erfindungsgemäße Tischplatte mit unsichtbaren Induktions-Heizmitteln, und
2 zeigt eine erfindungsgemäße Tischplatte, bei welcher der Ring aus magnetischem Material sichtbar ist.
1 zeigt eine Herdplatte oder Küchenarbeitsplatte 1 mit einer in deren Unterseite angelegten Höhlung oder topfförmigen Vertiefung 2 zwecks Aufnahme eines auf der Grundlage der Induktion wirkenden Kern-Spule Systems 3, wobei die Windungen der Spule als eine Anzahl von Kreisen dargestellt sind. In der Bodenfläche 4 der topfförmigen Vertiefung sind eine weitere Höhlung, Einsenkung oder topfförmige Vertiefung 6 sowie ein kreisförmiger Kanal 5 ähnlich einem „Graben" ausgebildet. Die Bodenflächen 7 der weiteren Aussparungen liegen ziemlich nahe an der Oberseite 8 der Küchenarbeitsplatte 1, welche dadurch dünner wird. Um die gesamte Anordnung zu verstärken, wird ein ferromagnetisches Material in Pastenform in genau die gleichen weiteren Aussparungen gegossen und aushärten lassen, so dass zwischen den mittigen Teilen des natürlichen Materials und der umgebenden Küchenarbeitsplatte 1 eine Brücke gebildet wird. Gleichzeitig werden Polstücke 7 gebildet, welche den durch den Kern-Spule-Aufbau 3 erzeugten magnetischen Fluss näher zur Fläche 8 der Küchenarbeitsplatte bringen, auf welche die Töpfe gestellt werden.
In 2 ist ein Aufbau dargestellt, bei welchem die gleichen Bestandteile wie in 1 verwendet werden, jedoch anders und mit einer abweichenden technischen und visuellen Wirkung angeordnet sind. Bei diesem Aufbau wird ein zylindrischer Körper aus der Küchenarbeitsplatte 1 ausgeschnitten, was ein zylindrisches Loch 2 hinterlässt. Der zylindrische Körper, welcher einen geringeren Durchmesser aufweist, wird so abgestochen, dass man eine Scheibe mit der gewünschten Stärke erhält, und wird ferner durchbohrt, um ein mittiges Loch zu erhalten. Der zylindrische Körper wird so orientiert, dass die Musterung seiner Oberfläche genau zur umgebenden Oberfläche 8 der Küchenarbeitsplatte 1 passt, und er wird in einer solchen Tiefe befestigt, dass die gesamte Oberfläche eben ist. Dies kann mittels einer ablösbaren Wachssubstanz erfolgen, welche den zylindrischen Körper an einer Zwischenplatte hält, die ihrerseits ablösbar an der Oberseite 8 der Küchenarbeitsplatte anhaftet. Das durch diese Befestigung des zylindrischen Körpers geschaffene mittige Loch und der ringförmige Kanal werden mit einer abbindenden Substanz ausgefüllt, welche ferromagnetische Teilchen enthält. Dadurch werden ein ferromagnetischer Ring und ein mittiger ferromagnetischer Körper erhalten, welche als Polstücke 7 wirken und gleichzeitig den zylindrischen Einsatz in dem natürlichen Material der Küchenarbeitsplatte 1 fest halten.
Das Erscheinungsbild der fertigen Küchenarbeitsplatte wird ein Ring und ein Mittelteil aus einem Material sein, welches sich von der gesamten Küchenarbeitsplatte unterscheidet, jedoch mit der Oberfläche 8 bündig ist, wodurch gewährleistet wird, dass die Säuberung der Küchenarbeitsplatte nicht beeinträchtigt wird. Der Übergang von der ursprünglichen Küchenarbeitsplatte 1 zu einer Küchenarbeitsplatte mit einer Kochzone wird damit abgeschlossen, dass der Aufbau der Kern-Spule-Induktionseinheit 3 in die Öffnung 2 eingesetzt wird, so dass sich die Polstücke 7 im engen Kontakt mit den Kernteilen der Induktionseinheit befinden.
Die obige Beschreibung ist im Wesentlichen auf die Umwandlung einer Küchenarbeitsplatte aus einem spröden Material in eine Küchenarbeitsplatte mit einer Induktions- Kochzone ausgerichtet worden, jedoch wird der gleiche Aufbau ebenfalls von Nutzen sein bei Holz oder einem gegossenen Kunststoffmaterial, wobei die Umwandlung erst in einem späten Fertigungsschritt vollzogen wird. Ein wesentliches Merkmal liegt offensichtlich in der Verwendung einer abbindenden Verbindung, welche ferromagnetische Teilchen enthält und als eine Polstück-Struktur wirkt, wenn sie ausgehärtet ist.
Es wird offensichtlich, dass jegliches Verfahren zum Entfernen von Material aus der ursprünglichen Küchenarbeitsplatte Anwendung finden kann, so dass das Verfahren nicht auf eine Kreissäge beschränkt ist, weil Fräsen gleichfalls dazu geeignet sein kann.

Claims

Tischplatte (1) mit integrierten Induktions-Heizelementen, welche in die Unterseite der Tischplatte eingesetzt sind, wobei die genannten Induktions-Heizelemente einen Kern (3) und Windungen umfassen, dadurch gekennzeichnet, dass für jedes der genannten Heizelemente die Tischplatte (1) eine Vertiefung (4) oder dergleichen aufweist, in welche das Induktions-Heizelement eingesetzt ist, wobei die genannte Vertiefung (4) einen an die Oberseite der Tischplatte angrenzenden Bodenteil aufweist und der Kern (3) mit ersten Polstücken ausgestattet ist, welche in Richtung zur genannten oberen Fläche der Tischplatte gerichtet sind, wobei in der genannten Tischplatte (1) zweite Polstücke (7) durch Eingießen eines ferromagnetische Teilchen enthaltenden Materials ausgebildet werden und die genannten zweiten Polstücke (7) dergestalt angeordnet sind, dass sie eine Verlängerung der ersten Polstücke in Richtung zur genannten oberen Fläche der Tischplatte darstellen.
Tischplatte gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die zweiten Polstücke (7) durch die Fläche hindurch führen, so dass sie mit der verbleibenden Oberfläche der Tischplatte bündig abschließen.
Tischplatte gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die zweiten Polstücke (7) leicht über die Oberfläche der Tischplatte hinausragen.
Verfahren zur Herstellung einer im Anspruch 1 festgelegten Tischplatte (1), bei welchem die Tischplatte eine obere Fläche und eine untere Fläche aufweist und aus einem harten steinähnlichen Material wie beispielsweise Marmor besteht, Verfahren, welches gekennzeichnet ist durch die Arbeitsschritte Ausschneiden einer kreisrunden Vertiefung in der unteren Fläche, Ausschneiden einer weiteren mittigen Einsenkung und eines weiteren kreisförmigen Ringes in der genannten unteren Fläche, wobei lediglich eine dünne Trennwand zwischen der Unterseite der Einsenkung bzw. des Ringes und der oberen Fläche verbleibt, Gießen eines mit ferromagnetischen Teilchen versetzten Materials in die mittige Einsenkung bzw. den Ring, um zweite Polstücke auszubilden und das Induktionselement, welches einen Kern mit ersten Polstücken und Windungen umfasst, in der Vertiefung an einer Stelle zu befestigen, wo sich die ersten und zweiten Polstücke in Kontakt miteinander ausgerichtet befinden.
Verfahren zur Herstellung einer im Anspruch 1 festgelegten Tischplatte (1), bei welchem die Tischplatte eine obere Fläche und eine untere Fläche aufweist und aus einem harten steinähnlichen Material wie beispielsweise Marmor besteht, Verfahren, welches gekennzeichnet ist durch die Arbeitsschritte Ausschneiden einer zylindrischen Platte aus der Tischplatte, was in der genannten Platte ein zylindrisches Loch hinterlässt, Abstechen der genannten Platte auf die erforderliche Stärke, Bohren eines mittigen Lochs in die geschaffene Scheibe, Zentrieren dieser Scheibe im zylindrischen Loch, Eingießen einer ferromagnetische Teilchen enthaltenden Verbindung in den Raum zwischen der Scheibe und der umgebenden Tischplatte und in das mittige Loch der Scheibe, und anschließendes Befestigen eines Induktions-Heizelementes, welches einen Kern und erste Polstücke umfasst, im Kontakt mit der ausgehärteten Masse dergestalt, dass sich die ersten und die zweiten Polstücke zueinander ausgerichtet befinden.