DE8427940U1 - Strahlheizkörper für Küchengeräte - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Strahl heizkörper für Küchengeräte, insbesondere für Geräte mit einer vorzugsweise aus Glaskeramik bestehenden Platte, mit wenigstens einem elektrischen HeI1 strahler-Heize!ement, mit einer Arbeits-Temperatur oberhalb 1500 K (ca. 1200⁰C) und einem Abstrah-1ungsspektrum, das erheblich in den sichtbaren Bereich reicht, und einem gleichzeitig und/oder im Wechsel mit dem HeI1 strahler einschaltbaren Dunkel strahler-Heizeiement mit einer Arbeitstemperatur unter 1500 K (ca. 1200⁰C).

Ein derartiger Strahl heizkörper ist aus dem DE-GM 1 «07 bekannt geworden. Bei ihm sind vor einem Reflektor zu beiden Seiten eines HeI1 strahlers je ein Dunkel strahl er angeordnet, und -zwar parallel zu dem HeI1 strahl er. HeIl- und Dunkel strahl er können entweder zusammen oder für sich allein eingeschaltet werden.

Nur mit HeI1 strahlern arbeitende Strahl heizkörper sind beispielsweise aus der GB-PS 1 273 023 bekannt geworden. Sie haben als HeI1 strahler-Heizeiemente Halogenlampen, die ihre Energie im sichtbaren und Infrarotbereich abstrahlen und damit eine Glaskeramikplatte durchstrahlen. Infolge der geringen thermischen Masse sind die Aufheizzeiten recht

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kurz, und außerdem hat die Bedienungsperson infolge der Lichtausstrahlung auch eine gute Kontrolle über die Funktion. Schwierig ist jedoch die Regelbarkeit im unteren Leistungsbereich, die teilweise die Einschaltung von Leistungs-Dioden erfordert. Ferner sind häufig die Einschal tströme sehr hoch, weil die Widerstandsmaterialien der Hellstrahler einen relativ hohen positiven Temperaturkoeffizienten haben. Die Regelbarkeit setzt eine größere Anzahl von HeI1 strahlern voraus, die die Kosten für einen Strahl heizkörper mitbestimmen. Ferner sind Hellstrahler für höhere Leistungen sehr teuer.

Es ist Aufgabe der Erfindung, einen Strahl heizkörper der eingangs erwähnten Art bezüglich seiner Anordnung, insbesondere zur Anpassung an Glaskeramik-Elektrokoch- und bratgeräte, zu verbessern.

Erfindungsgemäß nimmt dazu wenigstens ein Dunkelstrah1 er eine flächige Heizzone ein, die von wenigstens einem langgestreckten Hellstrahler auf wenigstens zwei Seiten begrenzt ist.

Die flächige Dunkel strahler-Heizzone mit darauf verteilt angeordneten Heizleitern ermöglicht es, trotz der wesentlich niedrigeren Temperatur der Heizleiter und der damit in der vierten Potenz der Temperatur abnehmenden Strahlungsintensität eine große Leistung bereitzustellen. Damit wird auch die anderenfalls störende zu große Helligkeit der Hellstrahler auf ein angenehmes Maß reduziert, und es braucht nicht die volle installierte Leistung durch teure Hellstrahler aufgebracht zu werden.

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Während es sich bei den HeI1 strahlern vorzugsweise um Halogenglühstrahler handeln kann, die als langgestrecktes oder gebogenes Rohr ausgebildet sind, kann auch ein Widerstandsmaterial auf der Basis von Molybdän-Disilicit (MoSi₂ ) verwendet werden, das ohne die Quarzglaskapselung der Halogenlampe Glühtemperaturen im hell sicht baren Bereich erreichen kann. Insbesondere das zuletzt genannte Widerstandsmaterial, das unter der Bezeichnung Kanthal-Super im Handel ist und eine glasartige Struktur besitzt, hat einen sehr hohen Einschaltstrom, weil sein Widerstand bei niedrigen Temperaturen sehr gering ist. Dabei ist es vorteilhaft, daß während des insbesondere nur im oberen Ankoch- und Brat-Leistungsbereich vorgesehenen Betriebes des Hellstrahlers diesem wenigstens ein Dunkel strahl er in Reihe vorgeschaltet ist, während

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vorzugsweise im unteren Fortkoch-Leistungsbereich nur Dunkelstrahler, ggf. durch ein taktendes Leistungssteuergerät impulsweise beheizt, eingeschaltet sind.Solainge der Widerstand des Hell Strahlers noch gering j ist,wirkt der Dunkelstrahler als ein Vorwiderstand,

[ dessen Anteil am Gesamtwidarstand aber bei ansteigen-

[ dem Widerstand des HeI1 Strahlers bei dessen Erhitzung

I immer geringer wird. Es erfolgt dadurch eine automatische

Ρ Leistungsverschiebung vom Dunkel strahler auf den HeIl-

) strahler bei gleichzeitiger Senkung des Einschalt-

I Stromes auf einen vertretbaren Wert. Es können vorzugs-

[ weise zwei Dunkel strahler vorgesehen sein, die dem HeIl-

strahler in Parallelschaltung vorgeschaltet werden,, die aber im Fortkoch-Leistungsbereich, wo sie allein für die Beheizung sorgen, in Reihe geschaltet- sind.

Bei dem Dunkel strahler handelt es sich vorzugsweise um , übliche Heizdrähte, die meist in Wendelform angeordnet

[ sind und aus einem Eisen- Chrom- Aluminiummaterial be-

! stehen. Es kann ein Material verwendet werden, das unter

dem Namen Kanthal-A im Handel ist. Seine Glühtempera- \ türen sollten vorzugsweise unter 1500 K (ca. 1200 Grad

\ Celsius) gehalten werden und liegen normalerweise bei

\ einem Maximalwert von 1350 K (ca. 1100 Grad Celsius).

I Sie glühen dabei auch schon relativ hell, aber ihre

! Leistungsabgabe erfolgt doch im recht langwelligen Bereich, während die hier als Hellstrahler bezeichneten Heizelemente meist zulässige Maximaltemperaturen erreichen können, die weit oberhalb der vorstehend genann-I ten Temperaturgrenzen liegen und teilweise 2000 K (ca.

ί 1700 Grad Celsius) erreichen oder überschreiten. Es

■ kann aber durchaus sein, daß im heruntergeregelten Zu-

s stand die angegebenen Temperaturgrenzen auch teilweise

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Besonders bevorzugt ist eine Anordnung, bei der die Dunkerstrahler im Mittelbereich des Strahlheizkörpers angeordnet sind, der von einem die Hellstrahler aufnehmenden Ringbereich umgeben ist. Dadurch wird auf der Glaskeramikplatte sichtbar die Kochzone abgegrenzt. Ideal wäre ein ringförmiger Hellstrahler, der die Dunkel strahler-Heizzone ringförmig umgibt. Dies ist mit den Molybdän-Disi1icit-Heizelementen möglich, die beispielsweise in Mäanderform in einem solchen Ringbereich angeordnet werden können, aber es ist fertigungstechnisch schwierig, Halogenstrahler in dieser Form mit ausreichender Lebensdauer herzustellen. Deshalb können gerade Hellstrahler in Mehreckform, beispielsweise in Dreieck- oder Vierecksform um den Dunkelstrahler-Bereich herum angeordnet sein.

Wenn hingegen eine gleichmäßige Verteilung der Hellstrahler über die gesamte Kochfläche erwünscht ist, können vorzugsweise zwischen den geradlinig durch den etwa kreisförmigen beheizten Bereich des Strahlheizkörpers ragenden Hellstrahlern mit Dunkelstrahlern versehene Bereiche angeordnet sein, wobei vorteilhaft die Hellstrahler im Bereich von Lücken oder Vertiefungen in einer die Dunkel strahl er tragenden Ebene angeordnet sind. Es ist dadurch möglich, die Bauhöhe des Strahlheizkörpers gering zu halten, weil Halogen-Hel1 strahler üblicherweise einen größeren Durchmesser haben als die konventionellen Heizwendeln der Dunkelstrahler, so daß man sie durch die Lücken-Anordnung besser auch in einer Ebene halten kann.

Die Dunkel strahl er können dabei auf streifen- oder plattenförmigen Isolierträgern durch teilweises Einbetten festgelegt sein, wobei die Isolierträger zwischen den Hellstrahlern parallel zu diesen angebracht sind. Die Ein-

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bettung kann auf Übliche Weise erfolgen, Vorzugsweise jedoch wie in der DE-PS 27 29 929 beschrieben, wobei die Heizwendeln nur Über einen Teil ihrer Lange und/oder ihres Umfanges durch Eindrücken in das Isoliermaterial vor dessen endgültiger Aushärtung festgelegt werden.

Obwohl gekapselte Hellstrahler, beispielsweise Halogen-Strahler,meist eine eigene Reflexionsschicht auf ihrem Quarzglasmantel besitzen, bringt es eine merkliche Wirkungsgradverbesserung, wenn der Isolierkörper an seiner Oberfläche mit einer reflektierenden Beschichtung, vorzugsweise einer Schicht aus Titan-Dioxid versehen ist.

Obwohl bei der Verwendung von Hellstrahlern die Glaskeramikplatte nicht mehr so stark aufgeheizt wird, insbesondere wenn sie aus einem für den speziellen Strahlungsbereich gut durchlässigen Material besteht, sollte aber wegen der thermischen Schädigungsgefahr für die Glaskeramik eine Temperaturbegrenzung vorgesehen sein. Dazu kann ein stabförmiger Temperaturfühler verwendet werden. Er kann überwiegend im Dunkelstrahler-Bereich angeordnet sein, weil in diesem die größte Einbauhöhe zur Verfugung steht. Wenn er vorzugsweise parallel zu einem Hellstrahler neben diesem angeordnet ist, so erfasst er einerseits die Temperatur des Dunkelstrahlers direkt, wird jedoch auch seitlich von dem Hellstrahler beeinflußt und erhöht die Bauhöhe nicht wesentlich. Der Temperaturbegrenzer kann ' so geschaltet sein, daß er die Dunkelstrahler abschaltet und die Hellstrahler als Restleistung verbleiben. So ist dafür gesorgt, daß die Gefahr einer überhitzung der Glaskeramikplatte gering ist und die Schaltkontakte des

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Temperaturbegrenzer brauchen nicht den Hellstrahler mit seinem relativ höhen Eihschältstrom zu schalten. Es ist auch möglich, die Hellstrahler in einer speziellen Ankochschaltung einzusetzen, wie sie für andere Kochplatten aus der DE-OS 31 44 631 bekannt ist, auf die hier Bezug genommen wird. Dort ist der Temperaturschalter mit entsprechend einer Ankochtemperatur eingestellten Temperatur und einer so großen Schaltverzögerung versehen, daß er nach einmaligem Ausschalten während des Betriebes des Strahlheizkörpers normalerweise nicht wieder einschaltet. Er schaltet den Hellstrahler nach einer gewissen Ankochphase aus, so daß sich eine automatische Ankochschaltung ergibt.

Durch die Kombination zwischen Hell- und Dunkelstrahlem wird die Regel- und Steuermöglichkeit des Strahlheizkörpers wesentlich verbessert. Bei Verwendung eines taktenden Leistungssteuergerätes, das dem Strahlheizkörper Energie in einzelnen Leistungsimpulsen unterschiedlicher relativer Einschaltdauer zuführt, kann das Leistungssteuergerät mit einem manuell über eine Einstellwelle des Leistungssteuergerätes schaltbaren Zusatzschalter versehen sein, der vorzugsweise in einem Vorsatzschalter enthalten ist und den wenigstens einen Hellstrahler in einem oberen Leistungsbereich einschaltet, insbesondere bei einer Leistungseinstellung des Leistungssteuergerätes von hundert Prozent relativer Einschaltdauer. Hier ist der Hellstrahler also nur im oberen Leistungsbereich eingeschaltet und wird daher zum schnellen Anheizen eingesetzt, wozu er besonders gut geeignet ist. Seine Gesamteinschaltdauer bleibt gering, so daß dieses relativ teure Bauelement mit begrenzter Lebensdauer geschont wird. Außerdem entfällt das An- und Ausschalten des Hellstrahlers, was wegen des erhöhten

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Einschaltstromes, der Lebensdauerverminderung bei häufigem Ein- und Ausschalten und wegen der so nicht auftretenden Verunsicherung der Bedienungsperson durch das abwechselnde Aufleuchten und Verdunkeln der Heizzone sowie der verringerten Netzbelastung und Funkstörung vorteilhaft ist. Die meisten dieser Vorteile können auch erreicht werden, wenn im mittleren und unteren Leistungsbereich eine Reihenschaltung von HeIl- und Dunkelstrahlern von einem Leistungssteuergerät getaktet mit Spannung versorgt wird.

Es ist aber auch vorteilhaft möglich, die Leistung des Strahlheizkörpers mit mehreren HeI1 Strahlern und wenigstens einem Dunkelstrahler über eine Mehrtaktschaltung, vorzugsweise eine Siebentaktschaltung, in Parallel-, Einzel- und Reihenschaltung der Strahler zu steuern. Hier sind in den meisten Zwischenstufen auch noch HeIlstrahler eingeschaltet, so daß für den Benutzer immer noch eine Sichtkontrolle vorhanden ist, es ist jedoch mit einer geringeren Zahl von Hellstrahlern eine bessere Leistungsabstufung insbesondere im unteren Leistungsbereich Möglich. Diese und weitere Merkmale von bevorzugten Weiterbildungen der Erfindung gehen auch aus der Beschreibung und Zeichnung hervor, wobei die einzelnen Merkmale jeweils für sich allein oder zu mehreren in Form von Unterkombinationen bei einer Ausführungsform der Erfindung verwirklicht sein können. Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden fm folgenden näher erläutert. In der Zeichnung zeigen.:

Fig. 1 einen vertikalen Teilschnitt durch eine

Glaskeramikplatte mit darunter angeordnetem Strahlheizkörper,

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Fig. 2 eine schematische Draufsicht auf einen Strahl hei zkörper,

Fig. 3 eine schematische Draufsicht auf eine Variante,

Fig. 4

bis 8 weitere Varianten, wobei jeweils mit den

Index a ein vertikaler Schnitt durch den Strahl heizkörper und mit dem Index b eine Draufsicht bezeichnet ist,

Fig. 9 einen Schnitt durch ein Detail einer Variante,

Fig. 10 eine teilweise im Schaltbild dargestellte schematische Draufsicht auf einen Strahl- ί heizkörper,

Fig. 11 das zugehörige Schaltbild mit einem taktenden Leistungssteuergerät,

Fig. 12

bis 15 elektrische Schaltbilder von Strahlheizkörpern mit zugehörigen Leistungssteuergeräten,

Fig. 16

und 17 die Schaltung von jeweils vier in einem

Strahlheizkörper vorgesehenen Heizelementen mittels eines üblichen, nicht dargestellten Siebentaktschalters in den sechs verschiedenen Leistungsst'jfen (a bis f) .

Bei allen dargestellten Ausführungsformen, so auch bei der im folgenden beschriebenen Figur 1, sind folgende Elemente vorhanden: In einer flachen Blechschale 12 ist eine Isolation 13 angeordnet, auf die im Randbereich ein Ring aus etwas festerem Isoliermaterial als dem der Schicht aufgesetzt ist, der an der Unterseite der Glaskeramikplatte

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anliegt. Der Strahl heizkörper 11 beheizt durch die Glaskeramikplatte 15 hindurch ein daraufstehendes Kochgefäß 16. Ein Temperaturbegrenzer 17 mit einem stabförmigen Temperaturfühler 18 ragt über den beheizten Bereich des Strahl heizkörpers hinweg und enthält in seinem außerhalb des Bereiches der Schale 12 angeordneten Schalterkopf 19 Schalter, die die Stromversorgung des Strahlheizkörpers beeinflußen und eventuell Teil-Heizelemente abschalten.

Diese Elemente werden bei den übrigen Ausführungsformen mit den gleichen Bezugszeichen versehen und nicht nochmals beschrieben.

Bei der Ausführung nach Figur 1 und 2 sind drei HeIlstrahler 20 vorhanden, die als gerade Halogenglühlampen ausgebildet sind, die beispielsweise einen Wolfram-Glühfaden enthalten, der in einem Quarzglasrohr in einer Halogen-Atmosphäre enthalten und von Zwischenstegen abgestützt ist. Derartige Stahler sind in der GB-PS 173 023 beschrieben,auf die Bezug genommen wird. Ihr Glühfaden arbeitet bei Temperaturen in der Größenordnung von 2400 K (2700 Grad Celsius) und erzeugt neben einem Infrarotanteil auch einen hohen Anteil an sichtbarem Licht im weißen Bereich. Die Glaskeramikplatte 15 ist zum zumindest teilweisen Durchlassen dieses Spektralbereiches eingerichtet, während ein Teil der Wärme in der Glaskeramikpl atte umgesetzt und von dort durch Kontakt etc. an das Kochgefäß 16 abgegeben wird. Die Hellstrahler 20 haben an ihren beiden Seiten Anschlüsse 21, die über den Rand 22 der Blechschale 12 hinaus ragen und dort mit entsprechenden Anschlußleitungen verbunden sind. Die drei Hellstrahler 20 ragen mit ihren Enden durch den Rand 14 hindurch und befinden sich mit ihrem strahlenden

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Bereich innerhalb der kreisförmigen beheizten Fläche 23 des Strahlheizkörpers, die im schalenförmigen inneren des Strahlheizkörpers ausgebildet ist.

Die drei Hellstrahler ragen parallel und in gleichem Abstand zueinander über den beheizten Bereich. Zwischen sie sind aus Isoliermaterial bestehende streifenförmige Isolierträger 24 eingelegt, auf deren Oberseite konventionelle Dunkelstrahler-Heizelemente 25 befestigt sind. Die Dunkelstrahler 25 bestehen aus Heizwendeln aus Widerstandsdraht,beispielsweise einer Eisen- Chrom-Aluminiumlegierung, die bis zu Temperaturen von ca. 1500 K (1200 Grad Celsius) eingesetzt wird. Sie sind in die Oberfläche der Isolierträger 24 teilweise eingebettet, indem der untere Teil ihrer Windungen in Abständen zueinander oder auch über die gesamte Länge in den Isolierträger vor dessen Aushärtung eingedrückt ist. Es sind aber auch andere Anbringungsmöglichkeiten, beispielsweise durch Metal 1 nadel η, Kitt oder dgl. denkbar.

Die streifenförmigen Isolierträger 24 lassen zwischen sich Lücken 26, in denen die Hellstrahler angeordnet sind, so daß die gesamte Heizung etwa eine Ebene bildet, obwohl die Hellstrahler einen größeren Außendurchmesser haben als die Heizwendeln. Die in den Zeichnungen durch strichpunktierte Linien angedeuteten Dunkelstrahler 25 bilden zwei Dunkelstrahlerheizzonen 27 zwischen den drei Hellstrahlern 20 und können auch zusätzlich noch je eine Dunkelstrahler-Heizzone 27 zu beiden Seiten der äußeren Hellstrahler bilden, obwohl dies nicht immer notwendig ist. Die Heizwendeln sind auf den Isolierträgern in Zickzackform Verlegt und ihre Anschlußenden in üblicher, nicht dargestellter Weise durch Isolierdurchführungen aus dem Strahlheizkörper herausgeleitet.

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In Figur 3 ist ein Strahl heizkörper 11 dargestellt, bei dem die Dunkelstrahlerheizzone 27, die auch in mehrere einzeln schaltbare Heizwiderstände unterteilt sein kann, einen kreisförmigen, relativ großen Mittel bereich einnimmt, der von einer Hell strahler-Heizzone 28 in Form eines Kreisringes umgeben ist. Darin sind zwei Hellstrahler 20 in Form von Halogenglühlampen angeordnet, deren Strahlungsbereich etwa halbkreisförmig verläuft, während die Anschlußenden einander gegenüberliegend und miteinander fluchtend ausgebildet sind und durch den Rand 14 nach außen ragen. Der Temperaturfühler 18 verläuft diametral und im wesentlichen parallel zu dan Anschlußenden, so daß er die Temperatur der Dunkel strahler-Heizzone 27 bestens erfaßt und von der den Hellstrahlern weniger beeinflußt ist.

Die Ausführu.tgsformen nach den Figuren 4 bis 8 enthalten jeweils auf einem Isolierträger 24 die bereits beschriebenen Dunkel strahl er 25. Bei Figur 4 sind zwei Hell strahler 20 zu beiden Seiten einer mittleren, rechteckigen Dunkelstrahlerheizzone 27 angeordnet, so daß sich ein rechteckiges Heizfeld ergibt, das sich in einem Strahlheizkörper mit einem auf zwei Seiten etwas abgeflachten, im übrigen jedoch kreisförmig begrenzten Rand befindet. Die von Heizkörpern freien kreisabschnittsförmigen Bereiche 29 werden jedoch von der Strahlung der Hellstrahler 20 beeinflußt ,bevor der Rand 14 diese abschirmt. Der stabförmige Temperaturfühler 18 des Temperaturbegrenzers 17 verläuft einseitig zur Heizzone 27 parallel zu einem der Hellstrahler 20 über den beheizten Bereich 23 hinweg und bekommt von unten her die Strahlung der Dunkelstrahler 25 und von der Seite her die Strahlung des Hellstrahlers 20.

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ί Figur 5 zeigt eine Ausführung, bei der vier Hellstrahler

jl 20 in Form von geraden Stäben parallel zueinander ange-

f ordnet sind. Zwischen ihnen sind, jeweils auf streifen-

förmigen Isolierträgern 24,Dunkelstrahler 25 angeordnet,

die jeweils durch eine Verbindung, die unter dem HeIlstrahler 20 hindurch läuft, miteinander in Reihe geschaltet sind. Jeder Isolierträger 24 trägt zwei parallel zueinander verlaufende, geradlinig angeordnete Heizwendeln·

^f Die HeI1 strahl er sind in den Lücken 26 zwischen den Iso

lierträgern 24 angeordnet und der Temperaturfühler 18 des Temperaturbegrenzers 17 verläuft schräg diagonal über die Hellstrahler und die Dunkel Strahlerbereiche.

Figur 6 zeigt eine Ausführung, bei der vier gerade, stab

il förmige Hellstrahler 20 in Form eines Quadrates so ange-

\ ordnet sind, daß ihre strahlenden Bereiche innerhalb des

\ beheizten Bereiches 23 des kreisförmigen Strahl heizkörpers

\ liegen. Benachbarte Hellstrahler sind in der Höhe so gegen

einander versetzt, daß sie sich im Bereich der Anschlußenden überkreuzen und so leicht anschließbar sind. Der rechteckige, vorzugsweise quadratische eingeschlossene Mittelbereich ist als Dunkelstrahlerzone 27 ausgebildet und mit üblichen Heizwiderstandswendeln im Zickzack belegt. Die Hellstrahler bilden demnach eine die Dunkelstrahler-Heizzone 27 umgebende Hellstrahler-Heizzone 28.

In Figur 7 ist eine vergleichbare Anordnung dargestellt, bei der drei gerade stabförmige Hellstrahler 20 in Form eines gleichseitigen Dreiecks in ähnlicher Weise angeordnet sind wie bei Figur 6. Die von ihnen eingeschlossene dreiecksförmige Mittelzone ist die Dunkelstrahler-Heizzone 27, in der ein Dunkelstrahler-Heizwendel 25 in Form einer Spirale angeordnet ist. Unter den Hell Strahlern 20

■ ist auf der Isolierschicht 13 eine Beschichtung 60 aus

Titan-Dioxid aufgebracht, die eine gufce

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Reflexion der Strahlung der Hellstrahler ergibt.

Figur 8 zeigt eine Ausfuhrung, bei dem die Hell- Und Dunkel strahl er angeordnet sind wie in Figur 4. Es ist jedoch in der Mitte der Dunkel strahler-Heizzone 27 ein Temperaturfühler 30 in Form einer kreisrunden flachen Fühlerdose angeordnet, die in einer mittleren, durch den Strahlheizkörper von unten her hindurchragenden Hülse 31 angeordnet und federnd nach oben an die Glaskeramikplatte angedrückt ist. Die Fühlerdose 30 ist mit einer Ausdehnungsflüssigkeit gefüllt und über ein Kapillarrohr 32 mit einer Ausdehnungsdose in einem nicht dargestellten Temperaturfühler verbunden. Sie fühlt die Temperatur der Unterseite der Glaskeramikplatte ab und bekommt von daher auch eine Rückkopplung vom Kochgefäß. Sie dient zur Temperaturregelung in Abhängigkeit von der Temperatur und einem am Temperaturregler eingestellten Wert, während der ebenfalls vorhandene Temperaturbegrenzer 17 fest eingestellt ist und nur bei der Gefahr einer überhitzung abschaltet. Sein Temperaturfühler 18 läuft diagonal, jedoch wegen des Temperaturfühlers 30 etwas außermittig über die beheizte Zone Der Fühler 30 könnte auch in dem Randbereich 29 angebracht werden, weil dort eine noch bessere Ankopplung an den Boden des Kochgefäßes 16 möglich ist.

Fig'jr 9 zeigt eine Anordnung der Dunkelstrahler 25 auf einem Isolierträger 24, der an den Stellen, an denen der Hellstrahler 20 und der Temperaturfühler 18 des Temperaturbegrenzers angeordnet sind, Vertiefungen hat, die ebenfalls Dunkel strahler enthalten, so daß diese unter den Hellstrahlern und dem Temperaturfühler hindurchlaufen, jedoch die Bauhöhe dadurch verringern.

Fig.10 und 11 zeigt eine Anordnung, bei der eine Dunkel strahl er-Heizzone 27 von einer Hellstrahier-Heizzone 28 ringförmig umgeben ist. Bei dieser Ausführung ist der Hellstrahler 20a

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als ein mäanderfb'rmig gelegter Streifen oder Draht aus einem Widerständsmaterial auf Molybdä'n-Disil icit-Basis ausgebildet, das in die Grundform einer strichliert angedeuteten ringförmigen Hellstrahler-Heizzone 28 angeordnet ist.

Das die Dunkelstrahler-Heizzone 27 belegende Dunkelstrahler-Heizelement 25 ist durch eine Mittelanzapfung 33 in zwei Heizwiderstände 34,35 aufgeteilt. Der Mittelanzapfung ist der Hellstrahler 20a vorgeschaltet, der mit seinem anderen Pol an einem Anschluß 36 eines Vorsatzschalters 37 liegt, während der Heizwiderstand 35 an einem anderen Pol 38 des Vorsatzschalters liegt und der Heizwiderstand 34 über den Temperaturbegrenzer 17 an den Ausgangspol 39 eines Leistungssteuergerätes 40 angeschlossen ist. Das Leistungssteuergerät 40 ist als taktendes, thermisch betätigtes Leistungssteuergerät mit einem Einstellknopf 41 und einer Einstellwelle 42 dargestellt und enthält einen Schalter 43, vorzugsweise einen Schnappschalter, der von einem Bimetall 44 betätigt wird, das von einer Steuerbeheizung 45 beheizt wird. Die Steuerbeheizung liegt parallel zu den Heizwiderständen des Strahl heizkörpers 11 und wird zusammen mit diesen ein- und ausgeschaltet. Die freigegebene Leistung, d.h. der Betrag der relativen Einschaltdauer des Schalters 43 wird über den Einstellknopf 41 und die Einstellwelle 42 bestimmt, die beispielsweise durch Verstellung der Lage des Bimetalls gegenüber dem Schalter Zeitpunkt und Dauer der Einschaltung" stufenlos bestimmt. Auf der Bedienungsseite ist auf das Leistungssteuergerät 40 der Vorsatzschalter 37 aufgesattelt, der zwei von der Einstellwelle 42 des Energiereglers betätigbare Schaltkontakte 46,47 enthält, die den einen Pol 48 des Haushaltsstromnetzes zwischen der dargestellten Stellung, in dem der Anschluß 38 kontaktiert ist, auf eine Stellung

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umschalten können, in der der Anschluß 36 an den Pol 4S gelegt ist. In dieser Stellung verbindet der Kontakt 46 einen Leitungszweig 49 der von dem LeitUngszweig 50 abzweigt und zwischen dem Heizwiderstand 34 und dem Temperaturbegrenzer 17 verläuft mit dem Kontakt 38.

Damit ist folgende Arbeitsweise möglich: Beim Einschalten des Leistungssteuergerätes auf volle Leistung (100Jj* ED (relative Einschaltdauer) wird durch entsprechende Einstellung über die Einstellwelle 42 der Takt-Schalter 43 des Leistungssteuergerätes geschlossen und auch bei Aufheizung des Bimetalls 44 durch die Steuerbeheizung 45 nicüit geöffnet. Der Kontakt 47 des Vorsatzschalters 37 legt den Hellstrahler 20a an den Pol 48 des Haushaltsnetzes, während der andere Pol 51 des Haushaltsnetzes über den geschlossenen Schalter 43 und den dann geschlossenen Schalter des Temperaturbegrenzers 17 sowie den überbrückungskontakt 46, die Leitung 49 und den Anschluß 38 an beide Dunkelstrahler-Heizwiderstände 34,35 gelegt ist, die andererseits über die Mittel anzapfung 33 an den Hellstrahler 22a angeschlossen sind. In dieser Stellung sind also die beiden konventionellen Heizwiderstände 34,35 parallel zueinander, jedoch gemeinsam in Reihe mit dem Hellstrahler 20a geschaltet. Der Hellstrahler hat im kalten Zustand einen sehr geringen Widerstand, so daß die Heizwiderstände 34,35 als Vorwiderstände dienen und den Einschaltstrom gering halten. Mit zunehmender Temperatur des HeI1 strahlers 20a steigt sein Widerstand an und der Widerstandsanteil der konventionellen Heizwiderstände 34,35 wird geringer. Es erfolgt also eine Beheizung beider Heizzonen 27,28, jedoch mit Obergewicht auf der Hellstrahler-Zone 28,die dem Benutzer anzeigt, daß in dem eingeschlossenem Kreisbereich eine schnelle Anheizung erfolgt.

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Wird diese Einschaltung beibehalten, so kann» bevor eine überhitzung der Glaskeramikplatte eintritt, die Gesamtleistung durch den Temperaturbegrenzer 17 abgeschaltet werden.

Wird auf eine niedrigere Heizstufe zurückgeschaltet, die wahlweise schon bei 100£ oder z.B. erst bei 70-?

ED anfangen kann, dann wird automatisch im Vorsatzschalter 37 der Kontakt vom Anschluß 36 auf 38 Umgelegt und der Kontakt 46 öffnet sich. Dadurch wird der HeIlstrahier 20 ausgeschaltet und die beiden Heizwiderstände 34,35 werden in Reihe gelegt. In dieser niedrigeren Leistungseinstellung werden sie getaktet und mit Leistung versorgt, wobei jedoch schon die 100-Prozent-Leistungseinstellung nur 70| der Gesamtleistung frei gibt, weil sie in Reihe liegen. Dadurch ist es möglich, besonders geringe Leistungswerte bis in die Größenordnung von 42. ED reproduzierbar einzustellen.

Figur 12 zeigt eine Schaltung, bei der der Strahlheizkörper 11 einen Hellstrahler 20 und einen Dunkel strahler 25 aufweist. Beide sind einseitig über den Temperaturbegrenzer 17 und dem Schalter des Leistungssteuergerätes 40, das dem nach Figur 11 gleicht, an den Netzpol 51 gelegt. Der andere Anschluß des Hellstrahlers 20 ist an einen Kontakt 36a eines Vorsatzschalters 37a gelegt, der in Anordnung und Betätigung dem Vorsatzschalter 37 nach Figur 11 gleicht, der jedoch nur einen Schaltkontakt 47a benötigt, der an den Netzpol 48 und die andere Seite des Dunkelstrahlers 25 gelegt ist. Bei dieser Ausführungsform wird in der Ankochstufe, d.h. bei auf Dauerbetrieb geschaltetem Leistungsregler 40 der Hellstrahler 20 parallel zum konventionellen Heizwiderstand 25 eingeschaltet und beide sind gemeinsam vom Temperaturbegrenzer 17 überwacht.

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Bei einer Leistungseinstellung unterhalb der Höchstleistungseinstellung öffnet sich der Kontakt 47a und der Dunkelstrahler 25 wird allein vom Leistungssteuergerät getaktet. Bei der Ausführungsform nach Figur 15 ist bei gleicher Ausbildung des Strahlheizkörpers mit den Widerständen 20,25 die Schaltung im Vorsatzschalter 37a so vorgenommen, daß der Netzpol 48 von dem Kontakt 36a zu einem Kontakt 38a umschaltet und dadurch entweder nur den Hellstrahler 20 oder den Dunkel strahler 25 an das Netz legt, wobei auch dort die Taktung, d.h. die Teilleistung nur vom Dunkel strahler 25 erbracht werden. Bei den Ausflihrungsformen nach den Figuren 11, 12 und 15 ist also der Hellstrahler nur im Vo'leistungs- bzw. Ankoch/ßrat -Betrieb eingeschaltet und die Teilleistung wird von Dunkelstrahlern erbracht. Dadurch braucht der Hellstrahler mit seinem hohen Einschaltstrom nicht getaktet zu werden, was anderenfalls die Bedienungsperson verwirren könnte.

Die Ausführungsform nach Figur 13 hat das gleiche Leistungssteuergerät 40 mit Vorsatzschalter 37a wie Figur 12 und ist mit einer Ausnahme auch gleich geschaltet. Der Dunkel strahler 25 ist im Strahl heizkörper in zwei Teilwiderstände 34,35 unterteilt, von denen einer zwischen den Netzpol 48 und den vom Netzpol 51 über den Leistungstakt-Schalter 43 und Temperaturbegrenzer 17 kommenden Zweig 50 geschaltet ist, während der andere zwischen dem Netzpol 48 und dem Hellstrahler 20 eingeschaltet ist, zwischen denen jedoch eine Veroindungsleitung zum Kontakt 36a führt. Hier wird in der vollen Leistungsstellung (Kontakt 47a geschlossen) der Heizstrahler 20 und der Heizwiderstandstei'l 34 parallel betrieben, während in der Teilleistungsstellung (Kontakt 47a offen) dem Hellstrahler der Teilwiderstand 35 vorgeschaltet ist, so daß der Hell-

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strahier in seiner Leistung und im Lichteffekt gedämpft mitgetaktet wird. Dadurch wird einerseits der Hellstrahler geschont und durch das Takten weniger belastet und andererseits der verwirrende Lichteffekt gedämpft.

Auch Figur 14 hat das gleiche Leistungssteuergerät 40 mit Vorsatzschalter 37a und der Strahlheizkörper 11 hat nur einen Hellstrahler 20 (bzw. mehrere parallel oder in Reihe geschaltete Hellstrahler, die jedoch zusammen geschaltet werden) und einen Dunkel strahl er 25, für den das gleiche gilt. Sie sind so geschaltet, daß sie bei geöffnetem Kontakt 47a und geschlossenem Taktschalter 43 und Temperaturbegrenzer 17 in Reihe liegen, so da3 der Dunkelstrahler 25 als Vorwiderstand für den Hellstrahler 20 dient. Dies ist die Teilleistungsstufe, in der, wie bei Figur 13,der Hellstrahler in Leistung und Lichteffekt gedämpft ist, während bei geschlossenem Kontakt 47a, d.h. zum Ankochen in der VoIleistungsstufe,der Hellstrahler allein mit voller Leistung betrieben wird.

Es ist zu erkennen, daß insbesondere in den Figuren 12 bis 15 jeweils das gleiche aus Leistungssteuergerät 40 und Vorsatzschalter 37a bestehende Steuerelement für die unterschiedlichsten Schaltungen verwendet werden kann, so daß mit dem gleichen Steuergerät nicht nur verschiedene Hell-, Dunkel Strahlerkombinationen, sondern auch andere Kochgeräte, beispielsweise Gusskochplatten oder konventionelle Strahl heizkörper mit Ankochstufe betrieben werden können. Wegen der Kompatibilität unterschiedlicher Kochgerätevarianten und der Möglichkeit eines Baukastensystems zwischen Steuergeräten und Kochplatten ist dies bedeutsam. Bei den meisten Varianten sind nur drei Anschlüsse zwischen dem Steuergerät Und der Kochplatte 11 nötig und es wird ein Strahlheizkörper verwendet, der nur einen Teil der Leistung als Hellstrahler aufbringen muß,

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ohne auf den Hellstrahler-Effekt der Lichterscheinung und der schnellen Aufheizzeit sowie den geringeren Energienachschub bei Abschaltung verzichten zu müssen. Die meisten Geräte (insbesondere Figur 12 und 13) ermöglichen eine vereinfachte 380-Volt-Ausführung und sind mit. geringer Bauhöha auszuführen.

Figur 16 und 17 zeigen zwei Reihen einer Strahlheizkörper-Ausführung, die jeweils vier Heizwiderstände hat und von einem ansich bekannten, nicht dargestellten Siebentaktschalter geschaltet wird, der über vier Anschlußleitungen mit dem Strahl heizkörper verbunden ist. Die Buchstaben £ bis f für die einzelnen Teilfiguren bezeichnen die Schaltstufen von der Volleistung (a) Lis zur kleinsten Teilleistung (f). Die Auslegungsleistung jedes Heizwiderstandes in Watt ist jeweils bei der Teilfig-r a angegeben und die aus der Schaltung resultierende Gesamtleistung neben der Figur. Hierauf wird ausdrücklich Bezug genommen. Die jeweils in Betrieb befindlichen Heizwiderstände sind durch Schraffur gekennzeichnet, wobei durch die Schraffurweite angedeutet ist, wenn sie durch Reihenschaltung mit geringerer Leistung betrieben sind.

In Figur 16 ist nur ein Dunkel strahler 25 und drei Hellstrahler 20 vorgesehen. Bei Volleistung (_a) sind alle in Parallelschaltung in Betrieb, während in den Stufen b^c und d, nur jeweils drei, zwei bzw. ein Hellstrahler mit seiner Auslegungsleistung in Betrieb ist. Bei der Stufe e ist zwei parallel geschalteten Hellstrahlern ein Hellstrahler in Reihe vorgeschaltet, während in der niedrigsten Stellung 1 dieser Schaltung e noch der Dunkelstrahler 25 in Reihe vorgeschaltet

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ist. Man hat hier den Vorteil, daß in allen Stellungen mindestens ein Hellstrahler in Betrieb ist und die Bedienungsperson aus der Konfiguration und Lichtintensität die Leistungsstufe ablesen kann. Außerdem kann ein üblicher Siebentaktschalter verwendet werden, wie er auch für andere Kochplatten im Handel ist.

Figur 17 benutzt den gleichen Siebentaktschalter in den gleichen Schaltstufen, die auch aus den jeweils gefüllt gezeichneten Anschlußenden zu erkennen sind. Unterschiedlich ist, daß nur zwei Hellstrahler 20 und zwei Teilwiderstände 34,35 für den Dunkel strahler 25 verwendet werden. Zusätzlich ist eine Diode 55 vorgesehen, die von einem Schalter 56 in den Stellungen ^ bis_e_ überbrückt ist. Diese Schaltung arbeitet entsprechend Figur 16 mit dem Unterschied, daß in der Leistungsstufe d^ keiner der Hellstrahler, sondern nur der konventionelle Heizwiderstand 34 eingeschaltet ist. Gegenüber Figur 16 ist lediglich der eine der Hellstrahler 20 durch den Widerstand 34 zu ersetzen. In der niedrigsten Stellung _f wird der Schalter 56 geöffnet und die Diode 55 halbiert nochmals die Leistung, so daß die geringste Stufe mit 93 Watt nur ca. 5 Prozent der gesamten installierten Leistung beträgt und damit eine Warmhaltestufe möglich ist.

Wenn es nicht darum geht, einen handelsüblichen Siebentaktschalter zu verwenden, so kann auch bei der Konfiguration nach Figur 17 mit fünf unabhängig zu schaltenden Anschlüssen eine Ausführung geschaffen werden, bei der die Diode überflüssig wird, weil dann durch Hintereinanderschaltung aller vier Strahler eine sehr geringe Leistung erzeugt werden kann. Dort würde auch die

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"dunkle" Stellung id entfallen* Die Tatsache* daß zusätzlich zu Hellstrahlern auch Dunkelstrahler verwendet werden,bringt nicht nur eine Einsparung an teuren Hellstrahlern und eine verbesserte Regelmöglichkeit mit sich, sondern sorgt auch dafür, daß die Lichterscheinung durch die Hellstrahler nicht zu grell wird und daß, insbesondere bei getakteten Leistungen, die Leistungsstöße in ihrer Einwirkung auf das Kochgut etwas gedämpft Werden, was wegen des geringen Wärmenachschubes bei fiellstrahler anderenfalls störend wäre.

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Claims (1)

1. Ansprüche

   Strahl he '. zkörper für Küchengeräte, insbesondere für
   Geräte mit einer vorzugsweise aus Glaskeramik bestehenden Platte (15), mit wenigstens einem elektrischen Hellstrahler-Heizelement (20, 20a), mit einer Arbeits-Temperatur
   oberhalb 1500 K (ca. 1200⁰C) und einem Abstrahlungsspektrum, das erheblich in den sichtbaren Bereich reicht, und einem gleichzeitig und/oder im Wechsel mit dem Hellstrahler (20, 20a) einschaltbaren Dunkel strahler-Heizelement
   mit einer Arbeitstemperatur unter 1500 K (ca. 1200⁰C),
   dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens ein Dunkel strahl er eine flächige Heizzone (27) einnimmt, die von wenigstens
   einem langgestreckten Hellstrahler (20, 20a) auf wenigstens zwei Seiten begrenzt ist.

   Strahl heizkörper nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Hellstrahler (20) als ein vorzugsweise langgestrecktes gerades Rohr ausgebildeter Halogen-Glühstrahler ist.

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   3. Strahlheizkörper nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Hellstrahler (20a) aus einem Widerstandsmaterial auf der Basis von Molybdän-Di si 1ieid (MoSi-) besteht.

   4. Strahl heizkörper nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zwei mit gesonderten Anschlüssen versehene Dunkelstrah1 er (34, 35) vorgesehen sind.

   5. Strahl heizkörper nach einem der vorhergehenden Ansprüche,

   μ dadurch gekennzeichnet, daß Dunkel strahl er (25) allein im

   f Mittelbereich des Strahl heizkörpers (11) angeordnet sind,

   der von einem HeI1 strahl er (20, 20a) aufnehmenden Ringbereich (28) umgeben ist.

   6. Strahl heizkörper nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß gerade Hellstrahler (20) in Mehreckform um Dunkel strahl er-Heizzonen (27) herum angeordnet sind.

   7. Strahl heizkörper nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den geradlinig durch den vorzugsweise etwa kreisförmigen beheizten Bereich (23) des Strahl heizkörpers (11) ragenden HeI1 strahlern (20) mit Dunkel strahlern (25) versehene Heizzonen (27) angeordnet sind.

   8. Strahl heizkörper nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß Hellstrahler (20) im Bereich von Lücken (26) oder Vertiefungen zwischen die Dunkelstrahler (25) tragenden Isolierträgern (24) angeordnet sind.

   9. Strah1 heizkörper nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß Dunkel strahler (25) auf streifen- oder plattenförmigen Tsο 1ierträgern (24), die

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   zwischen den Heilstrahierri (20) parallel zu diesen angebracht sind, durch teilweises Einbetten festgelegt sind.

   10. Strahlheizkörper nach einem der vorhergehenden Ansprüche^ dadurch gekennzeichnet, daß die Dunkel strahl er (25) in vorzugsweise mäander- oder spiralförmiger Anordnung im wesentlichen über die Fläche der Heizzone (27) gleichmäßig auf Isolierträgern (24) verteilte

   Heizwiderstands-Wendeln sind.

   11. Strahlheizkörper nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein stabförmiger Temperaturfühler (18) eines Temperaturbegrenzers (17) vorzugsweise parallel zu einem Hellstrahler (KO) neben diesem über einer Dunkel strahler-Heizzone (27) angeordnet ist.

   12. Strahl heizkörper nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Dunkel strahl er (25) mit einem Temperaturbegrenzer (17) versehen sind.

   13. Strahlheizkörper nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein Temperaturschalter mit entsprechend einer Ankochtemperatur eingestellter Temperatur und großer Schaltverzögerung am Strahl heizkörper (11) angeordnet i st.

   14. Strahlheizkörper nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein stabförmiger Temperaturfühler (18) eines Temperaturbegrenzers (17) im wesentlichen diametral über eine Dunkelstrahler-Heizzone (27) ragt, die von zwei Hellstrahlern (20) so begrenzt ist, daß die HeI1 strahler-Anschlüsse (21) etwa parallel zum Temperaturfühler (18) verlaufen.

   15. Strahlheizkörper nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein stabförmiger Temperatur-

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   fUhier (17) eines Temperaturschalters (19) zwischen wenigstens einem Hellstrahler (20, 20a) Und der Platte (15) verläuft.

   16. Strahlheizkörper nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein Leistungssteuergerät (40) einen manuell über eine Einstei1wel1e (42) des Leistungssteuergerätes schaltbarem Zusatzschalter (37, 37a) aufweist, der vorzugsweise in einem Vorsatzschalter enthalten ist.

   17. Strahl heizkörper nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Strahl heizkörper (11) einen Mehrtaktschalter, vorzugsweise einen Siebentaktschalter, aufweist.

   18. Strahlheizkörper nach einem der vorhergehenden Ansprüche* dadurch gekennzeichnet, daß zwei gerade Hellstrahler (20) parallel zueinander über die im wesentlichen kreisförmige Heizfläche (23) des Strahlheizkörpers (11) ragen und einen Abstand voneinander haben, der vorzugsweise größer ist als der Radius des Heizbereiches.

   19. Strahl heizkörper nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Hellstrahler (20) eine zumindest zweiseitig im wesentlichen geradlinig begrenzte, ggf. mit zwei abgerundeten Seiten versehene, rechteckige Dunkelstrahler-Heizzone (27) zwischen sich einschließen.

   20. Strahl heizkörper nach einem der vorhergehenden Ansprüche, • dadurch gekennzeichnet, daß zusätzliche Dunkelstrahler-Heizzonen (27) im Randbereich (29) zwischen Helistrahlern und dem Außenrand der Heizfläche (23) angeordnet sind, die vorzugsweise kreisabschnittsförmig ausgebildet sind.

   21. Strahlheizkörper nach einem der vorhergehenden Ansprüche,

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   dadurch gekennzeichnet* daß der Strahl heizkörper (11) eine flache Trägerschale (12) aus Blech aufweist, in der wenigstens eine Isolierschicht (13) angeordnet ist und daß die Dunkel- und Hellstrahler (25; 20, 20a) enthaltende Heizfläche (23) von einem vorzugsweise ringförmigen Rand aus insbesondere festerem Isoliermaterial umgeben ist, in dessen Bereich die Enden der Hellstrahler aus der Heizfläche (23) heraus nach außen ragen.

   22. Strahl heizkörper nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß innerhalb der Heizfläche (23) eine einen art die Platte (15) andrückbaren Temperaturfühler (30) aufnehmende Hülse (31) angeordnet ist.