-
Diese
Erfindung betrifft elektrische Strahlungsheizkörper, insbesondere zur Verwendung
in Kochgeräten,
beispielsweise Glaskeramikkochgeräten. Die Erfindung befasst
sich insbesondere mit solchen Heizkörpern, die ein oder mehrere
Heizelemente in Lampenform zusammen mit einem oder mehreren Heizelementen
in Form eines Bands integrieren.
-
Von
elektrischen Strahlungsheizkörpern
ist bekannt, dass sie eine Basisschicht aus Isoliermaterial mit
einem oder mehreren Heizelementen in Lampenform, die angrenzend
an diese gestützt
sind, umfasst. Das oder jedes Heizelement in Lampenform umfasst
im Allgemeinen einen Heizdraht, beispielsweise aus Wolfram, in einer
länglichen
Ummantelung, beispielsweise aus Quarzglas, wobei die längliche
Ummantelung entweder gerade oder im Wesentlichen kreisförmig ist.
Solche elektrischen Strahlungsheizkörper sind beispielsweise aus
EP-A-0 176 027 bekannt, in der ein Heizelement in Form einer Heizwendel
in Bezug auf die Basis im Bereich des Heizelements in Lampenform
zusätzlich
gestützt wird.
-
Es
ist bekannt, beispielsweise aus US-A-4 161 648, ein oder mehrere
Heizelemente in Form eines gewellten Bands bereitzustellen, die
hochkant auf der Basisschicht gestützt sind. Ein solches oder solche
mehreren Heizelemente in Form eines Bands können zur elektrischen Schaltung
in Reihe mit dem einen oder den mehreren Heizelementen in Lampenform
eingerichtet werden und können
dazu dienen, den Einschaltstromstoß durch das letztere bzw. die letzteren
bei der Einschaltung des Stroms abzuschwächen, wobei ein solcher Einschaltstromstoß aus dem
großen
positiven Temperaturkoeffizienten des Widerstands des Heizdrahtmaterials,
beispielsweise Wolfram, resultiert.
-
Bei
Heizkörpern
dieser Konstruktion besteht das Erfordernis, einen oder mehrere
Abschnitte des einen oder der mehreren Heizelemente in Form eines Bands
mit dem einen oder den mehreren Heizelementen in Lampenform zu kreuzen,
insbesondere um eine elektrische Verbindung mit Anschlussmitteln am
Rand des Heizkörpers
zu ermöglichen.
Dies ist bisher gelöst
worden, indem ein Draht oder ein flacher Metallstreifen an das Heizelement
in Form eines Bands geschweißt
und der Draht oder flache Metallstreifen unter der Lampenummantelung
durchgeführt wurde.
Dies ist nachteilig, da es einen zusätzlichen Verfahrensschritt
erfordert und Unzuverlässigkeit
in der Schweißstelle
zwischen dem Band und dem Draht oder flachen Streifen auftreten
kann.
-
Es
ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, dieses Problem zu bewältigen oder
zu mindern.
-
Die
vorliegende Erfindung stellt einen elektrischen Strahlungsheizkörper bereit,
der eine Basis aus Isoliermaterial; mindestens ein Heizelement in Lampenform,
das angrenzend an eine Oberfläche der
Basis gestützt
ist, wobei das mindestens eine Heizelement in Lampenform einen Heizdraht
in einer länglichen
Ummantelung umfasst, wobei die Oberfläche der Basis unter der Ummantelung
lokal einwärts gekrümmt oder
gewölbt
ist; und mindestens ein Heizelement, das in Bezug auf die Basis
im Bereich des mindestens einen Heizelements in Lampenform gestützt ist,
umfasst, wobei das mindestens eine Heizelement mindestens ein Heizelement
in Form eines gewellten Bands umfasst, das hochkant in Bezug auf die
Oberfläche
der Basis gestützt
ist und mindestens einen Abschnitt aufweist, der das mindestens
eine Heizelement in Lampenform unter der Ummantelung kreuzt und
im Wesentlichen mit der Kontur der lokal einwärts gekrümmten oder gewölbten Oberfläche übereinstimmt
und nicht mit der Ummantelung in Kontakt steht, wobei der mindestens
eine Abschnitt des mindestens einen Heizelements in Form eines gewellten
Bands im Wesentlichen mit der Kontur der lokal einwärts gekrümmten oder
gewölbten
Oberfläche
der Basis mittels einer Wellensteigung an einem oder mehreren Bereichen
des mindestens einen Abschnitts des mindestens einen Elements übereinstimmt,
die an einer Stelle in der Nähe
der Oberfläche der
Basis einen Wert aufweist, die sich von dem an einer entsprechenden,
von der Oberfläche
der Basis entfernten Stelle unterscheidet.
-
Die
lokal einwärts
gekrümmte
oder gewölbte Oberfläche der
Basis kann im Wesentlichen eine Kanalform aufweisen, beispielsweise
einschließlich
geneigter Eintritts- und Austrittssektionen, die bogenförmig oder
stufig sein können.
-
Der
mindestens eine Abschnitt des mindestens einen Heizelements in Form
eines gewellten Bands kann so eingerichtet sein, dass er das mindestens
eine Heizelement in Lampenform unter der Ummantelung davon an einem
oder mehreren Bereichen der Ummantelung, an denen der Heizdraht
darin im Wesentlichen inaktiv ist, kreuzt.
-
Die
Basis kann mikroporöses
Material zur Wärme-
und elektrischen Isolierung umfassen, das in einer schalenartigen
Halterung, beispielsweise aus Metall, bereitgestellt sein kann.
-
Das
mindestens eine Heizelement in Lampenform kann einen Wolframheizdraht
in einer Quarzglasummantelung umfassen, die versiegelt sein und
eine halogenhaltige Atmosphäre
enthalten kann.
-
Die
längliche
Ummantelung des mindestens einen Heizelements in Lampenform kann
im Wesentlichen gerade sein oder eine nicht gerade Gestalt aufweisen,
einschließlich
einer im Wesentlichen kreisförmigen
Gestalt.
-
Das
mindestens eine Heizelement in Form eines gewellten Bands kann mit
Fußabschnitten
versehen sein, die sich hochkant davon erstrecken und zumindest
zum Teil in der Oberfläche
der Basis eingebettet sind.
-
Das
mindestens eine Heizelement in Form eines gewellten Bands kann zur
elektrischen Schaltung in Reihe mit dem mindestens einen Heizelement in
Lampenform eingerichtet sein.
-
Mit
Hilfe der Erfindung kann das mindestens eine, hochkant gestützte Heizelement
in Form eines Bands sich in seine Wellen biegen, um hinauf auf die lokal
einwärts
gekrümmte
oder gewölbte
Oberfläche der
Basis zu führen,
unter der Ummantelung des mindestens einen Heizelements in Lampenform
hindurch zu führen
und hinunter auf die einwärts
gekrümmte
oder gewölbte
Oberfläche
an der anderen Seite des Heizelements in Lampenform ohne Kontakt mit
der Ummantelung zu führen.
Das Erfordernis eines separaten Bindeglieds aus Draht oder flachem Band,
das an das Heizelement in Form eines Bands geschweißt ist und
unter der Ummantelung des Heizelements in Lampenform verläuft, wird
vermieden.
-
Die
Erfindung wird nun beispielhaft mit Bezugnahme auf die begleitenden
Zeichnungen beschrieben, in denen:
-
1 eine
Draufsicht eines erfindungsgemäßen elektrischen
Strahlungsheizkörpers
ist und
-
2A und 2B Schnittzeichnungen
des Heizkörpers
von 1 sind.
-
Mit
Bezugnahme auf die Zeichnungen umfasst ein elektrischer Strahlungsheizkörper 1 eine metallschalenartige
Halterung 1, die eine Basis 2 aus Isoliermaterial,
das in geeigneter Weise wohl bekanntes verdichtetes mikroporöses Material
zur Wärme-
und elektrischen Isolierung umfasst, beinhaltet. Ein Heizelement
in Lampenform 3 wird angrenzend an eine Oberfläche der
Basis 2 gestützt.
Das Heizelement in Lampenform 3 umfasst in geeigneter Weise einen
Wolfrahmheizdraht 4 in einer im Wesentlichen kreisförmigen länglichen
Ummantelung 5, in geeigneter Weise aus Quarzglas. Die Ummantelung
ist versiegelt und enthält
eine halogenhaltige Atmosphäre.
Eine Kerbe 6 ist gegebenenfalls unter der Lampenummantelung
vorgesehen.
-
Ein
Heizelement in Form eines gewellten Bands 7 ist auf dem
Rand gestützt
und zum Teil in der Oberfläche
der Basis 2 eingebettet. Das Heizelement in Form eines
Bands 7 ist von bekannter Form und beinhaltet Fußabschnitte 7A,
die damit integral sind und sich hochkant davon erstrecken und die
mindestens zum Teil in der Oberfläche der Basis 2 eingebettet
sind, um das Heizelement in Form eines Bands daran zu befestigen.
-
Mehr
als ein Heizelement in Lampenform 3 und mehr als ein Heizelement
in Form eines gewellten Bands 7 können bei Bedarf in dem Heizkörper vorgesehen
werden. Andere Gestalten für
das Heizelement in Lampenform 3 als kreisförmig können ebenfalls
in Erwägung
gezogen werden. Zum Beispiel kann eine im Wesentlichen gerade Gestalt
oder eine beliebige andere erforderliche Gestalt für die Ummantelung 5 in
Erwägung
gezogen werden.
-
Das
Heizelement in Form eines gewellten Bands 7 kann als ein
Lastwiderstandselement dienen, um den Einschaltstromstoß durch
den Heizdraht des Heizelements in Lampenform abzuschwächen, wenn
das letztere zum Betrieb unter Strom gesetzt wird. Zu einem solchen
Zweck wird das Heizelement in Form eines Bands 7 derart
eingerichtet, dass es mit dem Heizelement in Lampenform 3 elektrisch
in Reihe geschaltet ist.
-
Die
Heizelemente 3 und 7 können allerdings zum unabhängigen Betrieb
in dem Heizkörper
eingerichtet werden.
-
Von
dem Heizelement in Form eines gewellten Bands 7 ist erforderlich,
dass es das Heizelement in Lampenform 3 unter der Ummantelung 5 dieses kreuzt.
Eine solche Kreuzung ist am Bereich 8 erforderlich, um
zu ermöglichen,
dass ein Ende 9 des Heizelements in Form eines Bands mit
einem Anschlussblock 10 am Rand des Heizkörpers verbunden
werden kann. Die Kreuzung des Heizelements in Lampenform 3 ist
zudem am Bereich 11 erforderlich, um eine Richtungsumkehr
in der Musteranordnung des Heizelements in Form eines gewellten
Bands 7 unterzubringen.
-
Die
Regionen 8 und 11 sind vorteilhafte Kreuzungspunkte,
da dort der Heizdraht 4 im Wesentlichen inaktiv, mit den
Abschlüssen 4A verbunden
ist. Dies minimiert eine unerwünschte
Erhitzung des darunter liegenden Heizelements in Form eines Bands
durch das Heizelement in Lampenform 3.
-
2A zeigt,
wie die Kreuzung unter der Lampenummantelung 5 am Bereich 8 erzielt
wird, wobei die Kreuzung unter der Lampenummantelung 5 am
Bereich 11 im Wesentlichen identisch ist und nicht separat
detailliert beschrieben werden wird, obwohl sie in 2B dargestellt
ist.
-
Die
Oberfläche
der Basis 2 ist unter der Ummantelung 5 lokal
einwärts
gekrümmt
oder gewölbt 12.
Eine solche lokal einwärts
gekrümmte
oder gewölbte
Oberfläche weist
in geeigneter Weise im Wesentlichen eine Kanalform auf und beinhaltet
geneigte Eintritts- und Austrittssektionen, die eine bogenförmige oder
stufige Form haben können.
Ein Abschnitt des Heizelements in Form eines gewellten Bands 7 ist
mittels seiner Fußabschnitte 7A zum
Teil hochkant in der einwärts
gekrümmten
oder gewölbten
Oberfläche 12 eingebettet,
wobei er mit den Konturen der Oberfläche übereinstimmt und unter der
Ummantelung 5 verläuft,
ohne mit dieser in Kontakt zu stehen. Das Heizelement in Form eines
gewellten Bands 7 ist nachgiebig und stimmt mittels angebrachter
Anpassung durch die Wellen des Elements mit den Konturen der lokal
einwärts
gekrümmten
oder gewölbten Oberfläche der
Basis überein.
Am Bereich 13 des Heizelements in Form eines Bands ist
das Element auf einer im Wesentlichen ebenen Hauptoberfläche der
Basis 2 gestützt
und die Wellen im Element weisen eine Wellensteigung auf, die an
der an die Oberfläche
der Basis 2 angrenzenden Stelle 14 davon und an
der von der Oberfläche
der Basis entfernten Stelle 15 davon die gleiche ist.
-
Am
Bereich 16 ist das Heizelement in Form eines Bands gebogen,
um von der ebenen Hauptoberfläche
der Basis zu wechseln und hinunter auf den geneigten Abschnitt 17 der
lokal einwärts
gekrümmten
oder gewölbten
Oberfläche
der Basis zu führen. Um
die Biegung unterzubringen, ändern
die Wellen sich, so dass die Wellensteigung an einer an die Oberfläche der
Basis 2 angrenzenden Stelle 18 geringer ist als
die Wellensteigung an einer entsprechenden, von der Oberfläche der
Basis 2 entfernten Stelle 19.
-
Am
Bereich 20 des Heizelements in Form eines Bands findet
eine Biegung des Elements in der entgegengesetzten Richtung statt.
Hier ist die Wellensteigung an einer an die Oberfläche der
Basis 2 angrenzenden Stelle 21 größer als
die an einer entsprechenden, von der Oberfläche der Basis 2 entfernten
Stelle 22.
-
Nach
dem Durchführen
unter der Ummantelung 5 des Heizelements in Lampenform
am Bereich 20 hindurch führt das Heizelement in Form
eines Bands auf die geneigte Sektion 23 der lokal einwärts gekrümmten oder
gewölbten
Oberfläche
der Basis hinauf und wird am Bereich 24 auf eine Weise,
die zu der zuvor mit Bezugnahme auf Bereich 16 beschriebenen
Weise ähnlich
ist, gebogen. Nach einem weiteren Biegen wird das Ende 9 des
Elements in Form eines Bands dann mit dem Anschlussblock 10 verbunden.
-
Beim
Herstellen des Heizkörpers
wird das Heizelement in Form eines Bands 7 an der Basis 2 befestigt,
bevor das Heizelement in Lampenform 3 in Position gebracht
wird. Die Basis 2 wird mit dem erforderlichen lokal einwärts gekrümmten oder
gewölbten
Bereich bzw. den erforderlichen lokal einwärts gekrümmten oder gewölbten Bereichen
vorgeformt und das Heizelement in Form eines Bands 7 wird
in einem einzigen Arbeitsgang unter Verwendung eines passend geformten
Presswerkzeugs, in dem das Element 7 vorübergehend
gestützt
wird, zum Teil in der Oberfläche
der Basis, einschließlich
des einen oder der mehreren einwärts
gekrümmten
oder gewölbten
Oberflächenbereiche,
eingebettet.
-
Alternativ
kann die Basis 2 ohne die erforderlichen lokal einwärts gekrümmten oder
gewölbten Bereiche
vorgeformt werden, die dann während
der anschließenden
Einbettung des Heizelements in Form eines Bands 7 unter
Verwendung des Presswerkzeugs geformt werden.
-
Das
Heizelement in Lampenform 3 wird dann in den Heizkörper eingebaut.
-
Eine
Umfangswand 25 aus Isoliermaterial wird auf dem Heizkörper vorgesehen
und wird so eingerichtet, dass sie die Unterseite einer Glaskeramikkochplatte
(nicht gezeigt) eines Kochgeräts
mit glatter Oberfläche
berührt.
-
Eine
wohl bekannte Form einer Temperaturbegrenzungseinrichtung 26 wird
ebenfalls auf dem Heizkörper
vorgesehen.