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Elektrische Kochplatte mit beheizter Plattenmitte Die Erfindung bezieht
sich auf eine elektrische Kochplatte mit beheizter Plattenmitte und bezweckt die
Verhütung,des Verwerfens der Platte beim .Erhitz@en und Abkühlen.
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Die Temperatur in elektrischen Kochplatten ist selten gleichmäßig
über die Platte vertenlt. Durch erhöhten Wärmeverlust am heruntergezogenen und unbeh:izten
Rand sowie durch .erhöhten Wärmeentzug in der Randzone der Platte bei aufgesetzten
und unebenen Kochgefäßen nimmt die Temperaturverteilung über die Kochplatte etwa
den in Fig. z durch die Kurve t wiedergegebenen Verlauf an. Die ,:r Temperatur verhältnisgleiche
Ausdehnung des Plattenwerkstoffes führt bei der vorliegenden ungleichmäßigen Temperaturverteilung
zu Zwangsspannungen. Während der Erwärmungs- und Kochperiode gerät bei einer Temperaturerhöhung
die Plattenmittelzone gegenüber dem Plattenrandgebiet unter eine Druckspannung g-aye,
die in radialer Richtung sich nach Fig. 2 von dem Wert Null am Rand stetig zum Höchstwert
a em@x aufbaut. Die dem inneren Kräftegleichgewicht entsprechende Umfangsspannurng
ate wechselt von der Zugspannung -I- ßte am Rand gegen die Plattenmiltte zu durch
Null über in die Druckspannung -at, Unter der Wirkung des Radial- und Umfangsdruckes
in der Plattenmitte wird der dortige Plattenwerkstoff in der Plattenebene über die
elastische Grenze beansprucht und plastisch .gestaucht, wobei diese plastische Verformung
durch die bei erhöhter Temperatur abgesunkene Fließgrenze begünstigt wird.
Bei
der :der Stromabschaltung folgenden Abkühlung und dem nun einsetzendem Temperaturausgleich
wird :die ursprünglich heißere Mittelzone der Platte in ihrer gegenüber der Außenzone
gesteigerten Schrumpfung behindert. Mit:derZwangsdehnung -der Plattenmitt° hat sich
dann nach Fig. 2 das Spannungsbild mit ßtu und ara umgedreht, was zu hohen Zugspannungen
in der Mittelzone mit .der Gefahr der Werkstofftrennung und Verwerfung der ebenen
Platte führen kann.
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Es sind Vorschläge bekannt, diese Zwangsspannungen dadurch zu vermeiden,
daß man die Platte in mehrere Teile, z. B. Ringe, aufteilt. Die Verwerfungsgefahr
wurde jedoch hierdurch nicht vollständig beseitigt.
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Die Erfindung bezieht sich somit auf eine Kochplatte mit beheizter
Plattenmitte und löst die Aufgabe der Vermeidung des Verwerfens der Platte beim
Erhitzen und Abkühlen dadurch, daß die einstöckig hergestellte Platte in mehrere
zusammenhängende, aber für sich dehnfähige Zonen aufgeteilt ist.
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Die Aufteilung erfolgt erfindungsgemäß durch Dehnfalten, die U-, V-
oder W-förmig sein können. Die Dehnfalten können strahlenförmig, kreisförmig oder
entsprechend dem spiraligen Verlauf der Heizwendeln spiralig verlaufen, wobei mehrere
kreis- oder spiralförmige Dehnfalten vorgesehen sein können. Bei gußeisernen Platten
können die Dehnfalten mitgegossen sein, sie können aber auch nachträglich durch
Hobeln, Drehen oder Fräsen erzeugt werden, Um das Verschmutzen der Dehnfalten zu
verhüten, können sie mit einem feuerfesten und nachgiebigen Stoff, z. B. einem Graphit-Asbest-Wasserglas-Gemisch,
ausgefüllt sein.
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Die Erfindung hat den Vorteil, daß eine große Sicherheit gegen das
Verwerfen der Platte erzielt wird ohne Verlust an wärmeübertragender Fläche, da
ja die Plattenmitte ebenso wie der übrige Teil der Platte mit elektrischen Heizkörpern
ausgerüstet und somit beheizt ist. Die eingegossenen oder eingeschnittenen Dehnfalten
gestatten den einzelnen Plattenzonen ein selbständiges Dehnen, ohne daß hierdurch
Spannungen in der gesamten Platte auftreten, die zu den unerwünschten Verwerfungen
der gesamten Plattenoberfläche führen. Die kleinen Dehnungsunterschiede zwischen
der Innen- und der Außenzone werden ohne großen Widerstand durch die ungefährliche
Biegeverformung der Dehnfalten ausgeglichen. Außerdem erfährt die Temperaturverteilung
t1 im Leerlauf, die infolge der erhöhten Wärmeabfuhr durch den in der Plattenmitte
angebrachten Stecker eine Einsattlung zwischen zwei Kuppen zeigt, einen vorteilhaften
Ausgleich t. dadurch, daß man die Dehnfalten in die Nähe der Temperaturkuppen legt
und die Randtemperatur in bekannter Weise durch verstärkte Heizleistung am Rand
anhebt (Fig. 3). Trotzdem auftretende Temperaturgefälle, etwa nach der Kurve t..,
beim Aufsetzen von Kochgefäßen, nach dem Abschalten usw., werden ohne Schaden ertragen,
da die Spannungsverteilung nach Fig. 4 mit ß r3 = 0 am Außenrand und an der Dehnfalte
gefährliche Zugspannungen nicht mehr entstehen läßt, wodurch die Spannungen a t3
auch in der Umfangsrichtung ausgeglichen werden und klein bleiben.
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Die Zeichnung zeigt in den Fig. 5 und 6 schematisch einige Ausführungsbeispiele
der Erfindung. Nach Fig. 5 a hat die Dehnfalte einen U-förmigen, nach Fig. 5 b einen
V-förmigen und nach Fig. 5 c einen W-förmigen Querschnitt.
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Fig. 6 a zeigt eine runde Platte mit drei radialen, strahlenförmig
von der Mitte ausgehenden Delinfaiten. Fig.6b zeigt eine rechteckige Platte mit
kreuzförmig angeordneten Dehnfalten, deren Schnittpunkt in der Plattenmitte sitzt.
Fig. 6 c zeigt eine kreisförmige Platte mit kreisförmigen Dehnfalten, Fig. 6 d desgleichen
mit zwei konzentrisch verlaufenden Dehnfalten, während Fig. 6 e eine kreisförmige
Platte mit einem spiraligen Verlauf der Dehnfalte zeigt, wobei der Verlauf der Falte
dem Verlauf der Heizwendel bzw. der Rille für die Heizwendel entsprechen kann. Auch
hier können statt einer Dehnfalte mehrere vorgesehen sein.
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Die Erfindung ist natürlich nicht auf kreisförmige Kochplatten beschränkt,
sondern kann ebensogut, wie Fig. 6 b zeigt, für rechteckige und beliebig anders
gestaltete Kochplatten benutzt werden.
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Wie Fig. 5 a zeigt, können die Dehnfalten mit einem feuerfesten und
nachgiebigen Stoff ausgefüllt sein, um vor einer Verschmutzung durch überlaufendes
Kochgut geschützt zu sein. Geeignet ist hierzu beispielsweise ein Graphit-Asbest-Wasserglas-Gemisch.
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Die Anzahl der Dehnfalten und ihre Anordnung richtet sich auch nach
der Größe und nach dem Wärmegefälle der Platte. Bei Platten mit starkem Wärmegefälle,
insbesondere bei großen Plattendurchmessern, werden zweckmäßig mehrere Dehnfalten
vorgesehen.