DE9214270U1 - Electric radiant heating insert for glass ceramic cooktop - Google Patents
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Classifications
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- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
- H05B3/00—Ohmic-resistance heating
- H05B3/68—Heating arrangements specially adapted for cooking plates or analogous hot-plates
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- H05B3/748—Resistive heating elements, i.e. heating elements exposed to the air, e.g. coil wire heater
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Description
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GEBRAUCHSMUSTER -ANMELDUNGUTILITY MODEL REGISTRATION
Kennwort: Elektrischer Strahlungsheizeinsatz Keyword: Electric radiant heating insert
für Glaskeramik-Kochfeldfor glass ceramic hob
Die Erfindung betrifft einen elektrischen Strahlungsheizeinsatz für ein Glaskeramik-Kochfeld oder dergleichen mit einer Glaskeramikplatte, die mit freiem Abstand oberhalb mindestens eines elektrischen Heizelementes aus verformtem Widerstandsdraht angeordnet ist, welches wiederum in einem einschaligen faserfreien Isolierkörper aus elektrisch nicht leitendem, feuchtigkeitsabstoßendem und gut wärmedämmendem Isoliermaterial gelagert ist sowie ein Verfahren zur Herstellung des elektrischen Strahlungsheizeinsatzes.The invention relates to an electric radiant heating insert for a glass ceramic hob or the like with a glass ceramic plate which is arranged at a free distance above at least one electric heating element made of deformed resistance wire, which in turn is mounted in a single-shell fiber-free insulating body made of electrically non-conductive, moisture-repellent and good heat-insulating insulating material, as well as a method for producing the electric radiant heating insert.
Bei herkömmlichen elektrischen Strahlungsheizeinsätzen der obengenannten Gattung werden wendelförmig gewickelte Spiralen aus Heizwiderstandsdraht auf einen elektrisch isolierenden Tragkörper aus Keramikfaser aufgebracht. In der Regel werden dabei die elektrisch isolierendenIn conventional electrical radiant heating inserts of the above-mentioned type, spirals of heating resistance wire wound in a helical shape are applied to an electrically insulating support body made of ceramic fiber. As a rule, the electrically insulating
Tragkörper zwei- oder mehrschalig ausgeführt, wobei die obere Lage mit zusätzlichen Beimengungen aus aushärtbarem Material so präpariert wird, daß eine Befestigung der verformten Heizleiter möglich ist.The supporting body is constructed in two or more layers, whereby the upper layer is prepared with additional additives of hardenable material in such a way that the deformed heating conductors can be attached.
Aus der DE-OS 31 29 239 ist ein elektrisch offenspuliges Widerstandsflächenheizelement zur Beheizung einer Glaskeramikplatte bekannt, bei dem die Heizwendel stellenweise vorstehende Verformungen aufweisen, die in das Material des Isolierkörpers eingebettet sind und somit die Abschnitte zwischen den Verformungen im wesentlichen frei verlaufen.From DE-OS 31 29 239 an electrically open-coil resistance surface heating element for heating a glass ceramic plate is known, in which the heating coil has protruding deformations in places which are embedded in the material of the insulating body and thus the sections between the deformations run essentially freely.
Der Isolierkörper zur Aufnahme der Verformungen an dem Heizwendel besteht aus mehreren miteinander verpreßten Isolierschichten, wobei die, die heizwendeltragende Oberflächenschicht durch Tränkung und Aushärtung, vorzugsweise mit Kieselsol, fester und besser wärmeleitender ist als der übrige Isolierträger. Durch die Tränkung der Oberfläche im Bereich der Heizwendeleinbettung mit einem durch Wäme aushärtbarem Material wird erreicht, daß durch die etwas dichtere Oberflächenschicht die Wärme aus dem verformten eingebetteten Teil der Wendel besser abgeleitet wird als aus dem mechanisch weniger festen Material, welches aber aus diesem Grunde bessere Isoliereigenschaften im Hinblick auf die Wärmedämmung aufweist. Durch die Beifügung des unter Wärme aushärtbaren Materials kann das erste Probeaufheizen zum Aushärten der Oberfläche und zur Verfestigung der eingesteckten Heizwendel benutzt werden.The insulating body for absorbing the deformations on the heating coil consists of several insulating layers pressed together, whereby the surface layer supporting the heating coil is stronger and has better heat conduction than the rest of the insulating support due to impregnation and hardening, preferably with silica sol. By impregnating the surface in the area of the heating coil embedding with a heat-hardening material, the slightly denser surface layer ensures that the heat from the deformed embedded part of the coil is better dissipated than from the mechanically less solid material, which for this reason has better insulating properties in terms of thermal insulation. By adding the heat-hardening material, the first test heating can be used to harden the surface and to solidify the inserted heating coil.
Die Sicherheit und Konstanz bei der Tränkung der Oberfläche zur Befestigung der Heizleiterschlaufen, daß z.B. die vorgegebene Eindringtiefe nicht überschritten wird und die prozentuale spezifische Tränkung pro Volumeneinheit gewährleistet ist, ist bei diesem Verfahren nicht gegeben, so daß nicht nur die Qualität der Befestigung der Heizleiterschlaufen, son-The safety and consistency in the impregnation of the surface for fastening the heating conductor loops, e.g. that the specified penetration depth is not exceeded and the percentage specific impregnation per unit volume is guaranteed, is not given with this process, so that not only the quality of the fastening of the heating conductor loops, but also
dem auch die physikalischen Eigenschaften der Isolierkörper sehr unterschiedlich sind.the physical properties of the insulating bodies are also very different.
Um diesen Nachteil zu eliminieren, wird weiterhin eine bevorzugte Ausführung beschrieben, bei der zwei einzelne Isolierplatten, die obere aus hydrophilem Isoliermaterial und die darunterliegende aus hydrophobem Isoliermaterial, verwendet werden. Ein Grund dabei ist, daß die obere hydrophile Schicht durch die Tränkung gut wärmeleitend ist, während die Behandlung der darunterliegenden Schicht, beispielsweise durch Anlagerung von Silikongruppen, hydrophobe Eigenschaften hat, und dadurch die wünschenswerten größeren Wärmewiderstände aufweist.In order to eliminate this disadvantage, a preferred embodiment is further described in which two individual insulating plates are used, the upper one made of hydrophilic insulating material and the one below made of hydrophobic insulating material. One reason for this is that the upper hydrophilic layer is a good thermal conductor due to the impregnation, while the treatment of the layer below, for example by adding silicone groups, has hydrophobic properties and therefore has the desirable higher thermal resistance.
Das Basismaterial zur Herstellung des Isolierteiles ist pyrogene Kieselsäure, die mit Faserzusätzen, aus Glas- oder Keramikfaser, bewehrt werden muß, um die notwendige Festigkeit für eine Kochplatte zu garantieren. The base material for manufacturing the insulating part is pyrogenic silica, which must be reinforced with fiber additives made of glass or ceramic fiber to guarantee the necessary strength for a hotplate.
All diese notwendigen Maßnahmen sind sehr arbeitsaufwendig bei der Herstellung und haben beim Austausch eventueller defekter Kochplatten bzw. bei der Erneuerung den Nachteil, daß das IsoliermaterialAll of these necessary measures are very labor-intensive to manufacture and have the disadvantage that the insulating material
a) nicht recyclingfähig ist unda) is not recyclable and
b) durch die als Bewehrung verwendeten Fasern bei der
Entsorgung nicht unproblematisch ist.b) by the fibres used as reinforcement in the
Disposal is not without problems.
Aus der DE-OS 23 39 768 sind Befestigungen für elektrische offenspulige Widerstandsflächenheizelemente bekannt, bei denen die Heizwendel mit haarnadelförmig gebogenen Stiften, die in das Isoliermaterial hineinge-From DE-OS 23 39 768, fastenings for electrical open-coil resistance surface heating elements are known, in which the heating coil is fixed with hairpin-shaped bent pins that are inserted into the insulating material.
&Idigr;.&Idigr;.
steckt werden, auf dem Isolierträger befestigt sind. Für die Art der Befestigung und für die Ausbildung der Kochplatte sind ebenfalls zwei Schichten, eine dünne aus einem Keramikfaser-Gemisch hergestellte Oberschicht, die auf einer dickeren darunterlagernden Schicht aus einem mikroporösen Kieselsäure-Aerogel besteht, vorgesehen.are attached to the insulating support. The type of attachment and the design of the hotplate also require two layers: a thin top layer made from a ceramic fiber mixture, which is made from a thicker layer underneath made from a microporous silica aerogel.
Abgesehen davon, daß durch die im Gebrauch vorhandene permanente Aufheizung und Abkühlung des Heizleiters Kräfte im Heizleiter entstehen, welche die Reibungskräfte der Haarnadelstifte im Isolierteil überschreiten und auf Dauer die Befestigung nicht gewährleistet ist, ist damit eine zweischalige Isolierplatte beschrieben, welche die gleichen Nachteile wie die Isolierplatte aus der DE-OS 31 29 239 aufweist.Apart from the fact that the permanent heating and cooling of the heating conductor during use creates forces in the heating conductor that exceed the frictional forces of the hairpin pins in the insulating part and that the fastening is not guaranteed in the long term, this describes a double-shell insulating plate that has the same disadvantages as the insulating plate from DE-OS 31 29 239.
In der DE-OS 28 12 247 ist die Befestigung eines offenen Heizwendeis auf dem Kochplattenisolierkörper beschrieben, die ohne zusätzliche Hilfsmittel möglich ist. Der Erfindungsgedanke erschöpft sich hierbei, daß der Heizwiderstand zwischen Stiftreihen oder dergleichen, die aus dem Isolierkörper herausragen, verklemmt ist. Für eine wirkungsvolle Klemmung des Heizwiderstandes ist eine große Anzahl von Stiften notwendig, die wiederum eine bestimmte Festigkeit haben müssen, und dadurch viele Berührungspunkte darstellen, die die Wärme aus dem Heizwiderstand abfließen lassen. Durch den Flächenbedarf für die aus dem Isolierteil hervorstehenden Stiftreihen wird ein Großteil der Grundfläche aufgebraucht, so daß für Schaltungsvarianten und Leistungsstufen, durch das Auflegen von mehreren Heizwiderstandsabschnitten, keine Möglichkeiten vorhanden sind.DE-OS 28 12 247 describes the fastening of an open heating coil to the hotplate insulation body, which can be done without additional aids. The idea behind the invention is that the heating resistor is clamped between rows of pins or the like that protrude from the insulation body. A large number of pins are necessary for effective clamping of the heating resistor, which in turn must have a certain strength and thus represent many contact points that allow the heat to flow away from the heating resistor. The area required for the rows of pins that protrude from the insulation part uses up a large part of the base area, so that there are no options for circuit variants and power levels by placing several heating resistor sections on top.
Aus der OS 27 40 163 ist ein Heizelement mit offener Heizspirale bekannt, bei der ein mäanderförmig geformter Widerstandsdraht verwendet wird,From OS 27 40 163 a heating element with an open heating coil is known, in which a meander-shaped resistance wire is used,
bei dem die Schenkel an den Wendepunkten abgewinkelt werden und in ein Isolierstoffunterteil eingedrückt sind.in which the legs are bent at the turning points and pressed into an insulating material base.
Dabei werden die Schenkel an den Wendepunkten nach außen auseinanderlaufend geformt und federnd in einem weniger gespreizten Zustand gehalten und in das Unterteil so eingedrückt, daß danach ein erneutes Aufspreizen im Unterteil bewirkt wird. Diese Methode bewirkt eine größere Haftung des Heizleiters im Unterteil, hat aber dabei den Nachteil, daß ein relativ großer Flächen- bzw. Längenanteil des Heizleiters vom Unterteil umgeben ist und nicht frei abstrahlen kann, wodurch wiederum der Wirkungsgrad gesenkt wird. Es können weiterhin durch die geringere Wärmeabstrahlung des eingepreßten Heizleiters, Überhitzungen an diesen gefaßten Stellen auftreten, die zur Schwächung der Halterungen führen. Die Isolierstoffplatte, in die die Schenkel des Heizieiters eingedrückt sind, liegt auf einem mit "starr" bezeichneten Isolierstoff auf, der vorzugsweise aus Steinwolle hergestellt ist. Diese beiden Platten sind in einem Ring und einer Bodenscheibe aus Blech gefaßt, wobei zwischen Boden und aus der mit "starr" bezeichneten Isolierstoffplatte aus Steinwolle ein elastischer Isolierstoff aus Steinwollefilz dazwischengelegt ist. Insgesamt gesehen werden hier mehrere Isolierschichten zu einem sandwichartigen Paket verwendet, wobei jedes Stück aus einem Material besteht, welches ebenfalls nicht recyclingfähig ist und bei der Entsorgung große Schwierigkeiten bereitet.The legs are formed at the turning points so that they diverge outwards and are held in a less spread state by springs and pressed into the lower part in such a way that they then spread out again in the lower part. This method results in greater adhesion of the heating conductor in the lower part, but has the disadvantage that a relatively large area or length of the heating conductor is surrounded by the lower part and cannot radiate freely, which in turn reduces the efficiency. Furthermore, the lower heat radiation from the pressed-in heating conductor can lead to overheating at these enclosed points, which leads to the weakening of the brackets. The insulating plate into which the legs of the heating conductor are pressed rests on an insulating material described as "rigid", which is preferably made of rock wool. These two plates are set in a ring and a base plate made of sheet metal, with an elastic insulating material made of rock wool felt placed between the base and the insulating material plate made of rock wool, which is designated as "rigid". Overall, several insulating layers are used here to form a sandwich-like package, with each piece made of a material that is also not recyclable and causes great difficulties when it comes to disposal.
Ein weiteres Verfahren zur Befestigung von wendelförmig geformten offenen Heizleitern ist aus der EPA 0031 514 (Anmeldenummer 80 10 77 54.6) bekannt und besteht darin, daß die Heizwiderstände spiralenförmige Nuten eines Tragkörpers aus isolierendem keramischen oder fasrigem Material eingepreßt werden und durch die Eindringung des Heizleiters in dasAnother method for fastening spiral-shaped open heating conductors is known from EPA 0031 514 (application number 80 10 77 54.6) and consists in pressing the heating resistors into spiral-shaped grooves of a support body made of insulating ceramic or fibrous material and by penetrating the heating conductor into the
Isoliermaterial oder durch Pressung im Isoliermaterial selbst fixiert und befestigt werden. So ist einmal die Einpressung in einem ausgehärteten Zustand des Tragkörpers aus isolierendem keramischen oder fasrigem Material beschrieben, und zum anderen die Möglichkeit aufgezeigt, die Einpressung bzw. Verpressung der Heizwendel vor der Aushärtung des Tragkörpers, beispielsweise durch Brennen oder Trocknen, in diesen einzulegen. Bei diesem Vorgang wird beim Aushärtungs- bzw. Brennvorgang durch das Schwinden des Tragkörpermaterials eine Verringerung der Nutabmessung erwartet, wodurch die Windungen der offenen Heizspirale in die Wandungen eingepreßt werden sollen.Insulating material or by pressing into the insulating material itself. On the one hand, the pressing in of the carrier body made of insulating ceramic or fibrous material in a hardened state is described, and on the other hand, the possibility of pressing in or pressing the heating coil into the carrier body before it hardens, for example by firing or drying, is shown. In this process, a reduction in the groove dimensions is expected during the hardening or firing process due to the shrinkage of the carrier body material, whereby the turns of the open heating coil are to be pressed into the walls.
Ein Nachteil dieses Anmeldungsgegenstandes besteht darin, daß nur ein geringer Teil der Windungen der offenen Heizspirale in der Lage ist, seine Strahlung an die Unterseite der Glaskeramikplatte abzugeben. Der größere Teil wird durch gepreßtes und festes Anliegen in der Nut der Trägerplatte in diese eingeleitet bzw. ist nicht in der Lage, nach oben abzustrahlen. Weiterhin sind vorgefertigte Trägerplatten mit Nuten notwendig, die das Verlegungsbild der Heizspirale vorschreiben und die Anordnung von verschiedenen Leistungsgruppen nicht erlauben. Die Trägerplatte ist aus keramischer oder faserartiger Masse geformt und hat weiterhin den Nachteil, im Erneuerungsfalle nicht recyclingfähig zu sein und ebenso bei der Entsorgung Probleme zu schaffen.A disadvantage of this application is that only a small part of the windings of the open heating coil are able to emit their radiation to the underside of the glass ceramic plate. The larger part is introduced into the carrier plate by being pressed and firmly in the groove of the carrier plate or is not able to radiate upwards. Furthermore, prefabricated carrier plates with grooves are necessary, which dictate the laying pattern of the heating coil and do not allow the arrangement of different power groups. The carrier plate is made of ceramic or fibrous mass and has the further disadvantage of not being recyclable when it needs to be replaced and also causing problems when it is disposed of.
In etwa der gleiche Herstellungsvorgang zum Befestigen von Windungen an offenen Heizleiterdrähten ist in der DE-OS 27 29 929 beansprucht. Hier werden in angeformten, vom Zentrum sternförmig ausgehenden Erhebungen aus dem plattenförmigen Isolierträger die Heizwiderstände teilweise eingebettet bzw. eingedrückt und durch einen nachträglichen Trocken- oder Brennvorgang fixiert. Zwischen den Erhebungen sind dieApproximately the same manufacturing process for attaching windings to open heating conductor wires is claimed in DE-OS 27 29 929. Here, the heating resistors are partially embedded or pressed into molded-on elevations that extend from the center in a star shape from the plate-shaped insulating carrier and fixed by a subsequent drying or firing process. Between the elevations, the
Heizdrahtwendel weitgehend frei verlegt. In der Praxis zeigt sich jedoch, daß die freigespannten Heizleiterwendel sich durch die Ausdehnung beim Aufheizen strecken und auf den Boden der Trägerplatte aufliegen. Selbst dazwischenliegende kürzere Erhebungen, als Abstützungen zwischen den Feldern der Heizleiterwendel, können dies nicht verhindern. Die Umgreifung der Heizleiterdrahtwendel beim Eindrücken in die radial verlaufenden Erhebungen bedeutet auch hier ein Abfließen an Energie in die Trägerplatte und eine Überhitzung der abgedeckten Heizleiterdrahtwendelteile.Heating wire coil laid largely freely. In practice, however, it turns out that the freely stretched heating wire coil stretches due to expansion when heated up and rests on the base of the carrier plate. Even shorter elevations in between, as supports between the fields of the heating wire coil, cannot prevent this. The gripping of the heating wire coil when pressed into the radial elevations also means that energy flows into the carrier plate and the covered heating wire coil parts overheat.
Für den Isolierträger werden auch hier fasrige Materialien verwendet, die sich für die Trägerplatte und bei der Herstellung der unteren Platte für die Wärmeisolierung insofern unterscheiden, daß der Isolierträger aus einem mechanisch festeren Material besteht als die übrige Isolierplatte. Die Nachteile bei der Notwendigkeit der Erneuerung im Hinblick auf Wiederverwendung des Isoliermaterials und der Entsorgung sind die gleichen wie bei den vorgenannten Isolierträgermaterialien. Ein weiterer Nachteil der bekannten und beschriebenen fasrigen Materialien für diese Heizleiterträgerplatten, ist die für den vorgesehenen Verwendungszweck zu bemängelnde unangenehme Rauch- und Geruchsentwicklung. Diese Rauch- und Geruchsbelästigungen werden durch Beimengungen auf organischer Basis hervorgerufen.Here too, fibrous materials are used for the insulation carrier, which differ for the carrier plate and in the manufacture of the lower plate for the thermal insulation in that the insulation carrier is made of a mechanically stronger material than the rest of the insulation plate. The disadvantages of the need to renew the insulation material in terms of reuse and disposal are the same as for the insulation carrier materials mentioned above. Another disadvantage of the known and described fibrous materials for these heating conductor carrier plates is the unpleasant smoke and odor development, which is to be criticized for the intended purpose. This smoke and odor nuisance is caused by organic-based additives.
Aufgabe der Erfindung ist es, einen elektrischen Strahlungsheizeinsatz zur Verwendung in einem Elektroherd mit Glaskeramikplatte, bei dem die obengenannten Nachteile nicht vorhanden sind, zu schaffen,The object of the invention is to provide an electric radiant heating insert for use in an electric stove with a glass ceramic plate, in which the above-mentioned disadvantages are not present,
a) dessen Heizleistung kurzfristig zur Verfügung steht und in
verschiedenen Leistungsstufen betrieben werden kann,a) whose heating capacity is available at short notice and in
can be operated at different power levels,
b) bei dem der Heizleiter auf einen Tragkörper aufgebracht ist,
der einschalig ausgebildet ist und dessen Isoliermaterial
eine hohe Temperaturresistenz aufweist sowie recyclingfähig
für weitere Isoliermaterialien in der Elektro- und Wärmetechnik
ist,b) in which the heating conductor is attached to a support body,
which is single-shelled and whose insulating material
has a high temperature resistance and is recyclable
for other insulating materials in electrical and thermal engineering
is,
c) der bei einfacher und leichter Herstellbarkeit eine gute
Lagesicherung der Heizwiderstände in allen Betriebszuständen gewährleistet undc) which, with simple and easy manufacture, offers a good
Positional stability of the heating resistors is ensured in all operating conditions and
d) der billiger und leichter herstellbar ist.d) which is cheaper and easier to produce.
Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß der Isolierträger aus einem mit hoher Temperatur aufgeblähten glasartigen Gestein, vorzugsweise aus Rhyolit- oder Quarzporphyrgläser, als einschaliger Formkörper hergestellt ist, in welchem der mäanderförmig gebogene offene Heizwiderstandsdraht mit periodisch angeordneten Stützfüßen in die Platte so eingepreßt ist, daß ein Abstand zwischen dem Isolierträger und den freien Schenkeln des Heizdrahtwiderstandes vorhanden ist. Das glasartige Gestein aus Rhyolit- oder Quarzporphyrgläser, als Grundmaterial zur Herstellung des einschaligen Formkörpers, wird in zerkleinertem Zustand in einem Brennofenverfahren soweit erhitzt, daß das Gestein erweicht und es infolge Wasserverdampfung so expandiert, daß durch die Freisetzung der gebundenen Feuchtigkeit ein federleichtes bimsähnliches Granulat entsteht. Die mikrofeinen Zellen der einzelnen Körner sind zum Teil offenporig, wodurch eine innige Verzahnung bzw. hervorragende Haftung von eventuellen geringen Beimengungen, im Hinblick auf die Verfestigung der Isolierträgerplatte und der Verformbarkeit und Abriebbeständigkeit, gegeben ist. Das oben näher bezeichnete Isoliermaterial istThis object is achieved according to the invention in that the insulating support is made from a glassy rock expanded at high temperatures, preferably from rhyolite or quartz porphyry glass, as a single-shell molded body, in which the meandering, open heating resistance wire with periodically arranged support feet is pressed into the plate in such a way that there is a gap between the insulating support and the free legs of the heating wire resistance. The glassy rock made from rhyolite or quartz porphyry glass, as the base material for producing the single-shell molded body, is heated in a crushed state in a kiln process to such an extent that the rock softens and expands as a result of water evaporation that the release of the bound moisture creates a feather-light, pumice-like granulate. The microfine cells of the individual grains are partially open-pored, which provides an intimate interlocking and excellent adhesion of any small admixtures, with regard to the solidification of the insulating carrier plate and the deformability and abrasion resistance. The insulating material described above is
über den gesamten Temperaturbereich bis max. 100O0C beständig und hat dabei vorzügliche elektrische und wärmeisolierende Eigenschaften.It is resistant over the entire temperature range up to a maximum of 100 ° C and has excellent electrical and thermal insulating properties.
Die Stützfüße sind Schenkel, die im Verlauf der Heizwiderstandsdrahtwendel in der Folge von vorzugsweise 1 : 4 um etwa die doppelte Wendelhöhe hervortreten. Ein derartiger Heizleiterdrahtwendel ist in einfacher Weise maschinell herzustellen. Um einmal die Stützung in statischer Hinsicht zu verbessern und zum anderen die nachteiligen Glühzonen an den Wendepunkten bzw. an den in der Isolierplatte eingesteckten oder abgedeckten Widerstandsdrahtzonen zu verhindern, können die abstehenden Schenkel elektrisch "kurzgeschlossen" werden, indem sie in sich verdrillt sind. Durch diese Maßnahme ist die Abstützung der zwischen den Stützfüßen vorhandenen freien Heizleiterdrahtwendel derart gefestigt, daß ein Durchhängen und dadurch eine Berührung mit nachfolgender Wärmeabgabe an den Isolierträger auch bei wechselhaften und extremen Betriebsbedingungen vollkommen ausgeschlossen ist. Durch die Verdrillung und den Kurzschluß der Stützwendel ergibt sich ein weiterer Vorteil, indem selbst bei abgedeckter Stützung und vollkommenem Umschließen des in den Isolierträger eingesteckten Stützfußes keine Glühzonen entstehen können, und somit eine Drahtschwächung in statischer Hinsicht und die in solchen Fällen vorhandene Wärmeabfuhr vollkommen ausgeschlossen bleibt.The support feet are legs that protrude along the heating resistance wire coil in a ratio of preferably 1:4 by about twice the height of the coil. A heating conductor wire coil of this type can be easily manufactured by machine. In order to improve the support in static terms and to prevent the disadvantageous glow zones at the turning points or at the resistance wire zones inserted or covered in the insulation plate, the protruding legs can be electrically "short-circuited" by twisting them together. This measure ensures that the support of the free heating conductor wire coil between the support feet is so strong that sagging and thus contact with subsequent heat release to the insulation carrier is completely ruled out, even under changing and extreme operating conditions. The twisting and short-circuiting of the support coil results in a further advantage in that even when the support is covered and the support foot inserted into the insulating support is completely enclosed, no glow zones can arise, and thus a weakening of the wire in static terms and the heat dissipation that occurs in such cases is completely excluded.
Die einschalige Isolierträgerplatte aus dem aufgeblähten glasartigen Gestein ist aufgrund der wärmedämmenden und elektrisch isolierenden Eigenschaften zur Herstellung als Trägerplatte für elektrische Strahlungsheizeinsätze für Glaskeramik-Kochfelder hervorragend geeignet. Durch Zugabe geringer Anteile von anorganischen Bindemitteln werden ausreichende Festigkeiten erzielt, um solche Isolierplattenträger nachThe single-layer insulating support plate made of expanded glass-like rock is ideally suited to be used as a support plate for electrical radiant heating inserts for glass ceramic hobs due to its heat-insulating and electrically insulating properties. By adding small amounts of inorganic binders, sufficient strength is achieved to allow such insulating plate supports to be
den erforderlichen Formen herzustellen. Zusätzliche Beimengungen von Fasermaterialien als Bewehrung entfalten dabei vollkommen und sind für die Erhöhung der Festigkeit nicht mehr notwendig. Weiterhin ist die Zugabe von Trübungsmittel zur Absorption der Infrarotstrahlung, wie z.B. Titanoxid, Eisenoxid oder irgendein wärmebeständiges Pigment, nicht mehr erforderlich.the required shapes. Additional admixtures of fiber materials as reinforcement are fully effective and are no longer necessary to increase strength. Furthermore, the addition of opacifiers to absorb infrared radiation, such as titanium oxide, iron oxide or any heat-resistant pigment, is no longer necessary.
Da das aufgeblähte glasartige Gestein frei von sämtlichen Zusätzen, außer den geringen prozentualen Beimengungen von ohnehin als chemische Grundsubstanz (S1O2) schon vorhandenen Verbindungen, vorhanden ist, kann beim Austausch bzw. bei Wiederherstellung eines elektrischen Strahlungsheizeinsatzes das Isoliermaterial wiederverwendet werden. Es ist recycelbar und aufgrund der "Faserfreiheit" auch in gesundheitlicher Hinsicht bei der Verarbeitung unbedenklich. Durch diese positiven Eigenschaften entstehen auch keine Probleme bei einer eventuellen und letztendlichen Entsorgung dieses Materials.Since the expanded glassy rock is free of all additives, apart from the small percentage of compounds that are already present as the basic chemical substance (S1O2), the insulating material can be reused when replacing or restoring an electric radiant heating insert. It is recyclable and, because it is "fiber-free", also harmless to health when processed. These positive properties mean that no problems arise when this material is eventually disposed of.
Durch die Ausbildung der Stützfüße im Verlauf der Heizwiderstandsdrahtwendel, welche in die Isolierplatte eingesteckt werden, sind lediglich ca. 8 % der Heizwiderstandsdrahtoberfläche vom Isoliermaterial abgedeckt, so daß der größte Teil an Strahlungsenergie unmittelbar an die Unterseite der Glaskeramikplatte gelangt. Daraus resultiert, daß die Betriebstemperatur auf der Glaskeramikplatte kurzfristig vorhanden ist. Für den Benutzer dieser Glaskeramik-Kochfelder entsteht durch das schnelle Erscheinen des Glühbildes und der einhergehenden Erwärmung der Eindruck des sogenannten "Gaseffektes", d.h., daß durch eine offene Gasflamme die Energie kurzfristig bereitsteht. Weiterhin ist, bedingt durch die geringe Abdeckung der Heizwiderstandsdrahtoberfläche, eine trägheitslose Regelung der jeweils benötigten Leistung möglich.Due to the design of the support feet along the heating resistance wire coil, which are inserted into the insulation plate, only about 8% of the heating resistance wire surface is covered by the insulation material, so that the majority of the radiant energy reaches the underside of the glass ceramic plate. This means that the operating temperature is only present on the glass ceramic plate for a short time. For the user of these glass ceramic hobs, the rapid appearance of the glow pattern and the accompanying heating give the impression of the so-called "gas effect", i.e. that the energy is available for a short time through an open gas flame. Furthermore, due to the small coverage of the heating resistance wire surface, inertia-free regulation of the required power is possible.
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Weitere Vorteile und Merkmale sind in der nachfolgenden Beschreibung im Zusammenhang mit den Zeichnungen näher erläutert.Further advantages and features are explained in more detail in the following description in conjunction with the drawings.
Es zeigenShow it
Rg. 1 eine Draufsicht auf den StrahlungsheizRg. 1 a plan view of the radiant heating
einsatz für ein Glaskeramik-Kochfeld,insert for a glass ceramic hob,
Rg. 2 einen Schnitt längs der Linie I I/I I inRg. 2 a section along the line I I/I I in
Rg. 1,Rg. 1,
Rg. 3 ein vergrößertes Detail entsprechendRg. 3 an enlarged detail according to
dem strichpunktierten Kreis I in Rg. II,the dotted circle I in Rg. II,
Rg. 4 eine Variante zur Anordnung der HeizleiterRg. 4 a variant for the arrangement of the heating conductors
für eine Leistungsstufenschaltung undfor a power stage circuit and
Rg. 5 eine weitere Variante zur Anordnung derRg. 5 another variant for the arrangement of the
Heizleiter für eine Leistungsstufenschaltung.Heating conductor for a power stage circuit.
In Rg. 1 ist der elektrische Strahlungsheizeinsatz (2) mit dem spiralenförmig darauf angeordneten offenen Widerstandsheizdraht (3) in der Draufsicht dargestellt. Der elektrische Strahlungsheizeinsatz (2) aus aufgeblähtem glasartigen Gestein ist in bekannter Weise in eine topfartige Trägerschale (4) aus Blech eingebettet. Die beiden Drahtenden (5 und 6) dienen zum weiteren Anschluß an das Netz.In Fig. 1, the electric radiant heating insert (2) with the open resistance heating wire (3) arranged in a spiral on top is shown in a top view. The electric radiant heating insert (2) made of expanded glass-like rock is embedded in a known manner in a pot-like carrier shell (4) made of sheet metal. The two wire ends (5 and 6) are used for further connection to the network.
Die topfartige Trägerschale (4) hat auf der Innenseite die Eigenschaften eines Reflektors.The pot-shaped carrier shell (4) has the properties of a reflector on the inside.
Rg. 2 zeigt den Schnitt gemäß 11/11 in der Fig. 1. Die Heizeinheit (1) mit dem elektrischen Strahlungsheizeinsatz (2) hat seitlich angeordnete umlaufende Ränder, die an der Unterseite der Glaskeramikplatte (8) anliegen. Der elektrische Strahlungsheizeinsatz (2) wird vorzugsweise mittels nicht dargestellten Feder- oder ähnlichen Elementen an die Unterseite der Glaskeramikplatte (8) angedrückt. Durch die Randanformungen (7) ergibt sich der Abstand (9) als Zwischenraum zur Unterbringung der offenen mäanderförmig verformten Heizleiterdrahtwendel (3). Der elektrische Strahlungsheizeinsatz (2) aus aufgeblähtem glasartigen Gestein ist in der topfartig geformten Trägerschale (4) aus Blech gefaßt. Bei den infolge, etwa im Verhältnis von 1 : 4, im Verlauf der Heizleiterdrahtwendel (3) als Erhöhung angeordneten Stützfüße (11) sind die Schenkel (12 und 13) miteinander verdrillt und in die Oberfläche (14) der Isolierstoffträgerplatte (21) in einfacher Weise eingesteckt. Durch die Verdrillung (15) der beiden Schenkel (12 und 13) werden größere und horizontal zur Einsteckrichtung liegende Drahtoberflächen geschaffen, die ein Herausrutschen und Lösen aus der Oberfläche (14) der Isolierstoffträgerplatte (21) verhindern. Der Bereich "a" der miteinander verdrillten Schenkel (12 und 13) deckt sich mit der Länge der Verdrillung (15). In diesem Bereich "a" ist durch den Kurzschluß der Heizleiterwindung eine Glühzone ausgeschlossen. Die Schenkel (12 und 13) können auch in unverdrillter Form in die Oberfläche (14) der Isolierstoffträgerplatte (21) eingesteckt werden. Die damit zusammenhängende größere Festigkeit bei der Abstützung der zwischen den Stützfüßen (11) vorhandenen WindungenRg. 2 shows the section according to 11/11 in Fig. 1. The heating unit (1) with the electric radiant heating insert (2) has laterally arranged, all-round edges that rest against the underside of the glass ceramic plate (8). The electric radiant heating insert (2) is preferably pressed against the underside of the glass ceramic plate (8) using springs or similar elements (not shown). The edge formations (7) result in the distance (9) as a space for accommodating the open, meander-shaped heating conductor wire coil (3). The electric radiant heating insert (2) made of expanded glass-like rock is held in the pot-shaped carrier shell (4) made of sheet metal. In the support feet (11) arranged as an elevation in the course of the heating conductor wire coil (3) in a ratio of approximately 1:4, the legs (12 and 13) are twisted together and simply inserted into the surface (14) of the insulating material carrier plate (21). The twisting (15) of the two legs (12 and 13) creates larger wire surfaces that are horizontal to the insertion direction, which prevent slipping out and detaching from the surface (14) of the insulating material carrier plate (21). The area "a" of the twisted legs (12 and 13) corresponds to the length of the twist (15). In this area "a", a glow zone is excluded due to the short circuit of the heating conductor winding. The legs (12 and 13) can also be inserted in untwisted form into the surface (14) of the insulating material carrier plate (21). The associated greater strength in supporting the windings present between the support feet (11)
(16) ermöglicht den Einsatz von leistungsabhängigen Drahtdimensionen. Der Abstand "b" zur Oberfläche (14) der Isolierstoffträgerplatte (21) bleibt auch bei extremer Betriebsbelastung weitestgehend konstant, so daß die ganze Strahlungsenergie der Heizleiterdrahtwendelfelder (16) zwischen den Stützfüßen (11) an die Unterseite der Glaskeramikplatte (8) gelangt und keine große Energiemenge der Isolierstoffträgerplatte (21) zugeführt wird, und dadurch eine Aufheizung derselben nicht entstehen kann.(16) enables the use of power-dependent wire dimensions. The distance "b" to the surface (14) of the insulating material carrier plate (21) remains largely constant even under extreme operating loads, so that all of the radiant energy of the heating conductor wire spiral fields (16) between the support feet (11) reaches the underside of the glass ceramic plate (8) and no large amount of energy is supplied to the insulating material carrier plate (21), and therefore heating of the latter cannot occur.
Das in der Fig. 3 vergrößerte Detail entsprechend dem strichpunktierten Kreis I in Fig. 2 zeigt die Vorteile der Stützfußausbildung noch einmal näher dargestellt und in übersichtlicher Form. Insbesondere wird bei dieser Darstellung die vertikal zur Eindrückrichtung (17) und im Bereich "a" durch die Verdrillung (15) der beiden Schenkel (12 und 13) der offenen Heizleiterdrahtwendel (3) vorhandenen Oberflächenvergrößerung (18) veranschaulicht, durch die ein Herausrutschen des Stützfußes (11) verhindert wird. Die Verdrillung (15) der beiden Schenkel (12 und 13) bildet einen elektrischen Kurzschluß und eine Veränderung des Widerstandes im Bereich "a", so daß dadurch eine geringere Oberflächentemperatur als an den mit dem Abstand "b" von der Oberfläche (14) der Isolierstoffträgerplatte (21) vorhandenen Heizleiterdrahtwindungen (3) gegeben ist.The enlarged detail in Fig. 3 corresponding to the dot-dash circle I in Fig. 2 shows the advantages of the support foot design in more detail and in a clear form. In particular, this illustration shows the surface enlargement (18) that is vertical to the pressing direction (17) and in the area "a" due to the twisting (15) of the two legs (12 and 13) of the open heating conductor wire coil (3), which prevents the support foot (11) from slipping out. The twisting (15) of the two legs (12 and 13) forms an electrical short circuit and a change in the resistance in the area "a", so that a lower surface temperature is thereby achieved than at the heating conductor wire windings (3) that are at a distance "b" from the surface (14) of the insulating material carrier plate (21).
Durch die mit Stützfüßen (11) abgestützten und berührungslos vorhandenen offenen Heizleiterdrahtwendel (3) ist unmittelbar nach dem Einschalten die Strahlungsenergie an der Glaskeramikplatte vorhanden. Versuche mit der gemäß der vorbeschriebenen gefertigten Kochplatte haben ergeben, daß gegenüber den bekanntenDue to the contactless open heating conductor wire coil (3) supported by support feet (11), the radiant energy is present on the glass ceramic plate immediately after switching on. Tests with the cooking plate manufactured according to the above-described method have shown that, compared to the known
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und in der Beschreibung im oberen Teil näher ausgeführten Ausführungsformen wesentlich verkürztere Aufglühzeiten der Heizleiterwendel (3) gegeben sind. Die Aufglühzeiten waren dabei durchweg um mindestens den doppelten Betrag (2,12fach), in verschiedenen Fällen sogar um das 3,5fache, kürzer.and in the embodiments described in more detail in the description in the upper part, significantly shortened glow times for the heating conductor coil (3) are given. The glow times were consistently at least twice as short (2.12 times), and in some cases even 3.5 times shorter.
Die Darstellung in Rg. 4 verdeutlicht die Leistungsvariationsmöglichkeit, wie sie mit den vorgeschlagenen Verformungen des Widerstandsheizleiterdrahtes (3) auf der ebenen Oberfläche (14) der Isolierstoffträgerplatte (21) aus aufgeblähtem glasartigen Gestein möglich sind. Die Darstellung zeigt zwei voneinander unabhängige Widerstandsheizleiterlängen (19 und 20) in radialer Anordnung auf der Isolierstoffträgerplatte (21) in der Draufsicht.The illustration in Fig. 4 illustrates the power variation option, as is possible with the proposed deformations of the resistance heating conductor wire (3) on the flat surface (14) of the insulating material carrier plate (21) made of expanded glassy rock. The illustration shows two independent resistance heating conductor lengths (19 and 20) in a radial arrangement on the insulating material carrier plate (21) in a top view.
Eine weitere mögliche Widerstandsheizleiterdrahtanordnung ist in der Fig. 5 dargestellt, wobei für eine Isolierstoffträgerplattenhälfte (21) parallel zueinander folgend die Widerstandsheizleiterdrähte (3 und 3') angeordnet sind. Durch die Anordnung von zwei weiteren Leistungsabschnitten auf der zweiten Hälfte der Isolierstoffträgerplatte (21) aus aufgeblähtem glasartigen Gestein ist die in Fachkreisen bekannte 7-Taktschaltung für Leistungsstufen bei Elektrokochplatten möglich.Another possible resistance heating conductor wire arrangement is shown in Fig. 5, where the resistance heating conductor wires (3 and 3') are arranged parallel to one another for one insulating material carrier plate half (21). By arranging two further power sections on the second half of the insulating material carrier plate (21) made of expanded glass-like rock, the 7-step circuit for power levels in electric hotplates, which is known in specialist circles, is possible.
Dadurch, daß keine Halterungen für die Widerstandsheizleiterdrähte (3) in der bzw. an der Isolierstoffträgerplatte (21) notwendig sind, ergibt sich die freie Wahl der Anordnung von Widerstandsheizleiterdrähten (3) auf der ebenen Oberfläche (14) der Isolierstoffträgerplatte (21).Because no holders for the resistance heating wires (3) in or on the insulating material carrier plate (21) are necessary, there is a free choice of arrangement of resistance heating wires (3) on the flat surface (14) of the insulating material carrier plate (21).
Claims (7)
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| DE9214270U DE9214270U1 (en) | 1992-10-22 | 1992-10-22 | Electric radiant heating insert for glass ceramic cooktop |
Applications Claiming Priority (1)
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| DE9214270U DE9214270U1 (en) | 1992-10-22 | 1992-10-22 | Electric radiant heating insert for glass ceramic cooktop |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
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