EP0015490B1 - Elektroheizelement - Google Patents

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EP0015490B1
EP0015490B1 EP80100960A EP80100960A EP0015490B1 EP 0015490 B1 EP0015490 B1 EP 0015490B1 EP 80100960 A EP80100960 A EP 80100960A EP 80100960 A EP80100960 A EP 80100960A EP 0015490 B1 EP0015490 B1 EP 0015490B1
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EP
European Patent Office
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heating element
heating
element according
preceeding
space
Prior art date
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Expired
Application number
EP80100960A
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English (en)
French (fr)
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EP0015490A1 (de
Inventor
Karl Fischer
Gerhard Gössler
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Individual
Original Assignee
Individual
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Publication date
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Priority to AT80100960T priority Critical patent/ATE3489T1/de
Publication of EP0015490A1 publication Critical patent/EP0015490A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP0015490B1 publication Critical patent/EP0015490B1/de
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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
    • H05B3/688—Fabrication of the plates
    • 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
    • H05B3/72—Plates of sheet metal
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T29/00—Metal working
    • Y10T29/53—Means to assemble or disassemble
    • Y10T29/5313—Means to assemble electrical device
    • Y10T29/53191—Means to apply vacuum directly to position or hold work part

Definitions

  • the invention relates to an electric heating element for heating food or the like. with an upper part made of metal, the upper side of which forms a cooking surface, a metallic lower part covering the underside of the heating element, a space formed between the upper part and the lower part, and at least one tubular heating element with a metallic jacket arranged in the space, which has a flattened large contact surface has to the underside of the upper part and is applied to the underside of the upper part in a thermally conductive connection.
  • the usual hot plates with a cast body with heating coils inserted in grooves on the underside in investment material have a good efficiency in the stationary state and many advantages in use.
  • the aim here is to further improve them while maintaining their advantages in the direction of a lower heat capacity and lower weight or less material consumption.
  • the vacuum is used to place the tubular heater on the underside of the upper part, which is without grooves and essentially smooth.
  • the invention provides an electric heating element that enables good heat transfer from the tubular heater to the food. Due to the relatively low mass of the upper and lower part, which can consist of sheet metal, for example stainless steel sheet, the heat capacity is very low, so that the efficiency is good both in stationary and in intermittent operation.
  • the heating element according to the invention can also be designed such that the upper part directly forms a container wall, for example that of an electric kettle.
  • the air pressure which acts on the evacuated space in conjunction with a resilient design of the upper and / or lower part, ensures that the tubular heater is thermally conductive to the underside of the upper part Contact is created. It is also possible to insert insulation between the tubular heater and the lower part. It is also advantageous to have the tubular heating element supported on an internal support plate if the upper part is flexible. Despite a very flexible and adaptable upper part, this ensures that the tubular heating element spiral provided in most cases remains flat and level.
  • the electric heating element 11 shown in Fig. 1 is made of stainless steel sheet (0.3 to 0.6 mm thick) and has an upper part 12, which has a flat, annular heating surface 13, a circumferential laterally shaped flange 14, a downwardly directed annular edge 15 and an inner, also annular rim 16 contains.
  • a cylindrical sleeve 20 is inserted, which has an upper and lower flange and can accommodate a temperature sensor socket, for example the movable sensor socket 40 of an automatic temperature controller 41.
  • a sheet metal ring 21 is supported against the flange 14 and forms an overhang edge 21 which is supported on a hotplate or hob 44.
  • tubular heating elements 23 are arranged in a spiral.
  • the tubular heaters have a metallic jacket and heating resistors lying in an embedding.
  • the jacket is deformed in a triangular shape, so that the tubular heating elements 23 lie with their upper, essentially flat triangular side against the heating surface 12 from the inside, while they only have a linear contact on the lower part in the area of the triangular corner.
  • the tubular heating elements 43 are sealed through a downwardly directed grommet 42 of the lower part.
  • the upper and lower parts are connected by soldering on the vacuum.
  • soldering on the vacuum.
  • a solder foil is placed between the sheet metal parts or a solder powder is sprinkled, and after the space 22 has been evacuated, the soldering is carried out by heating the unit.
  • the heating can also take place inductively. This creates a very stable hotplate that does not tend to warp.
  • FIG. 2 shows an embodiment in which a wart-shaped, upwardly directed formation 24 is provided in the lower part 17 ', which ensures a spacing between the upper and lower parts during soldering.
  • the support elements 24 can also be provided in the upper part or in the upper and lower part.
  • the outer flange 14 had a lower, essentially flat surface and an adjoining bevel which leads to the cooking surface 13.
  • the flange is formed as a bend in the sheet of the heating surface by 180 °. This flange can rest on the surface of the cooktop either directly or with an overflow edge.
  • inwardly directed embossments 26 are provided both in the upper and lower part, each lying between the tubular heating elements and therefore normally forming a spiral pattern on the upper and lower sides. These impressions stiffen the surfaces on the one hand, but allow expansion in the radial direction.
  • the embodiment according to FIG. 4 also has impressions 26, but only in the area of the upper part.
  • the flange 14 ' is directed outwards and obliquely downwards and consists of the soldered or welded edges of the upper and lower part 12 ", 17". As a result, it forms the rim itself.
  • FIG. 5 shows a heating element 11b which corresponds in its basic structure to that according to FIG. 1.
  • both the upper part 12b and the lower part 17b are spherically curved, so that the cooking surface 13b has a concave shape.
  • a cooking vessel 36 with a curved bottom for example a Chinese wok, can be guided in this.
  • the curved design creates additional stiffening.
  • a medium sensor socket is used, with the medium sensor opening ensuring additional cohesion between the upper and lower part.
  • a kettle 31 which has a vessel 32 with a lid and spout and a bottom 33 which is formed by the upper part 12a of the heating element, which is received in a housing 34 in the form of an upwardly open bowl, the stands on feet.
  • the upper part 12a forms the vessel wall or the vessel bottom, while the lower part 17a is soldered to it.
  • the cover and the heating surface face upwards.
  • the tubular heating elements 23 are soldered in under vacuum.
  • the unit comprising the vessel and the heating element is fastened to the housing 34 by a screw bolt 35.
  • FIG. 7 shows a particularly preferred embodiment of an electric heating element in which the upper part 12c consists of a very thin sheet of stainless steel in the order of magnitude of 0.2 to 0.3 mm thickness.
  • This sheet has flat areas which form the actual cooking surface 13c and are in flat contact from below with the spirally arranged tubular heaters 23 with a triangular cross section. Depressions 26c are embossed between the heating surface areas 13c, which increase the flexibility and flexibility of the thin upper part.
  • the upper part is directed obliquely downwards in a bowl-like manner and is provided with a flange 50 around the outer edge 51 of the lower part 17c, which is also directed downward. In this area the two parts are tightly soldered or welded together.
  • the lower part 17c consists of much thicker sheet metal material and forms a stable carrier shell. It engages with the edge 14c over an upward edge of the hotplate 44c and is fastened to the hotplate 44c by a bracket 52 and a central bolt 53 welded into the lower part 17c.
  • an insulation layer 54 is arranged, which can consist of any heat-resistant, solid, fibrous or granulated insulation material, which is preferably deformed into the shape of a disk.
  • An inorganic fiber material known under the trademark “Fiberfrax” is preferred.
  • a supporting plate 55 made of metal or a rigid insulating material lies on the insulating material 54. Support on the flat support plate 55 the lower apex of the triangular tubular heater 23.
  • a tubular suction nozzle 56 is inserted in the edge area, which protrudes into the space 22c formed around the radiators.
  • the space 22c between the upper and lower part is evacuated via the suction connection 56.
  • the suction nozzle is then squeezed off at its lower end 57 and soldered or welded tightly so that the vacuum is maintained.
  • the relatively thin, membrane-like upper part 12c is pressed down by the atmospheric pressure and presses itself onto the tubular heating elements 23, which in turn are pressed onto the plate 55, which is supported on the lower part 17c via the insulating layer 54.
  • a very soft insulating layer for example consisting of granules, it would also be possible to connect the support plate 55 to the lower part 17c by means of supports, but as little thermal bridges as possible to the lower part should be created.
  • the lower part 17c ensures a sufficient load-bearing effect, the insulation towards the underside is excellent, and the contact of the tubular heating elements with the membrane-like upper part is always maintained by the effect of the air pressure.
  • the support plate ensures a flat surface, although the upper part itself is flexible.
  • the vacuum contributes to the good insulation to the bottom.
  • the mass to be heated when heating is very low. It consists practically only of the tubular radiators and the very thin upper part. A very low-capacity hotplate with the best insulation downwards is thus created, which delivers good efficiencies in both stationary and intermittent operation.
  • the cooking surface is closed, easy to clean and the food cannot pass through.
  • Fig. 8 shows an embodiment in which the heating element is the same as in Fig. 7 except for the edge design. It is arranged in a hob which consists of a hob 44d and a bowl-shaped depression 58 formed therein, in which the heating element is arranged. Because of the diagonally widening walls of the trough 58, the edge 14d of the heating element is also conically widening, in contrast to FIG. 7, with the same connection between the upper part and the lower part, so that the heating element fits into the trough 58 .
  • FIG. 9 shows an embodiment which has an upper part 12e consisting of somewhat thicker sheet metal of 1 to 2.5 mm thickness, the upper side of which forms a flat cooking surface 13e.
  • edges 50e are tapered downwards and surround an upward edge of a hotplate 44e.
  • the edge 50e is tightly connected to a lower part 17e, which is made in the form of a thin corrugated and resilient metal membrane made of very thin-walled sheet metal (0.2 to 0.3 mm).
  • an insulating layer 54e lies in this bowl-shaped metal bellows.
  • the insulating layer consists of an insulating material that is stable in shape, and therefore the lower side of the tubular heating element spiral 23 lies directly on the insulating layer 54e.
  • the space 22e between the upper and lower part is evacuated, so that the resilient lower part 17e presses the insulating layer 54e against the tubular heating element under the outside air pressure and presses it flat against the underside of the upper part 12e.
  • vacuum does not have to be very high because the forces generated are usually sufficient even with a low vacuum. Due to the size of the vacuum, a certain deflection of the plate 12e towards the inside can also be determined in FIG. 9. Since normally heated cooking surfaces tend to bulge upwards, the air pressure in this case acts in the opposite direction and, with the correct dimensioning of the top part and vacuum, ensures that the evenness is maintained.
  • the heating element according to the invention can be produced easily and with a low heat capacity.
  • the heat transfer to the cooking surface is particularly good, since the radiators lie over a large area or are even soldered. In contrast, the heat losses are reduced downwards.
  • the overall construction is very rigid. The vacuum between the upper and lower part also ensures that there is no corrosion or oxidation in the interior and reduces convective heat loss.

Landscapes

  • Cookers (AREA)
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Description

  • Die Erfindung betrifft ein Elektroheizelement zum Erhitzen von Speisen od.dgl. mit einem aus Metall bestehenden Oberteil, dessen Oberseite eine Kochfläche bildet, einem die Unterseite des Heizelementes abdeckenden, metallischen Unterteil, einem zwischen dem Oberteil und dem Unterteil gebildeten Raum, und wenigstens einem in dem Raum angeordneten Rohrheizkörper mit metallischem Mantel, der eine abgeflachte grosse Kontaktfläche zur Unterseite des Oberteils hat und an die Unterseite des Oberteils in wärmeleitender Verbindung angelegt ist.
  • Die üblichen Kochplatten mit einem Gusskörper mit in Nuten an der Unterseite in Einbettmasse eingelegten Heizwendeln haben einen guten Wirkungsgrad im stationären Zustand und viele Gebrauchsvorteile. Es wird hier angestrebt, sie bei Beibehaltung ihrer Vorteile in Richtung auf eine geringere Wärmekapazität und geringeres Gewicht bzw. geringeren Materialverbrauch weiter zu verbessern.
  • Aus der US-A-3 826 898 sind Elektrokochplatten der eingangs genannten Art bekannt geworden, die ein Oberteil in Form einer zusammengesetzten Metallplatte besitzen, die von der Unterseite her durch lose angelegte Rohrheizkörper beheizt werden. Die Metallplatte sorgt zwar für eine gute Wärmeverteilung, ist jedoch nicht sehr wärmekapazitätsarm. Der Wärmekontakt zwischen Rohrheizkörper und Metallplatte ist schlecht und ändert sich im Laufe des Betriebes durch Verschiebungen und Verformungen während der Erwärmung und Abkühlung.
  • Einen besseren Wärmekontakt ergibt eine Verlötung zwischen dem Oberteil und dem Rohrheizkörper, wie sie bei der FR-A-815 241 vorgenommen ist. Dort ist allerdings durch Ausbuchtungen des Oberteils der Wärmekontakt zwischen Oberteil und Kochtopf behindert. Die Verlötung bietet wegen der Notwendigkeit einer genauen Anpressung und des notwendigen Oxidationsschutzes bei der erforderlichen hohen Löttemperatur grosse Schwierigkeiten, insbesondere in der Grossserienfertigung.
  • Unter Berücksichtigung dieses Standes der Technik ist es Aufgabe der Erfindung, ein Elektroheizelement zu schaffen, das leicht herstellbar ist und auch nach langer Benutzungsdauer noch einen guten Wärmedurchgang vom Heizelement zur beheizten Speise beibehält.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass der Raum unter Vakuum steht und dass das Ober- und/oder Unterteil derart nachgiebig ausgebildet sind, dass sie unter der Wirkung des auf den evakuierten Raum wirkenden Atmosphärendruckes die Rohrheizkörper an die Unterseite des Oberteils anpressen.
  • Das Vakuum wird dazu benutzt, den Rohrheizkörper an die Unterseite des Oberteils, die ohne Nuten und im wesentlichen glatt ist, anzulegen.
  • Durch die Erfindung wird ein Elektroheizelement geschaffen, das einen guten Wärmeübergang vom Rohrheizkörper auf das Kochgut ermöglicht. Durch die relativ geringe Masse von Ober- und Unterteil, die aus Blech, beispielsweise rostfreiem Stahlblech bestehen können, ist die Wärmekapazität sehr gering, so dass der Wirkungsgrad sowohl im stationären als auch im intermittierenden Betrieb gut ist. Ausser der bevorzugten Verwendung als Kochplatte kann das Heizelement nach der Erfindung auch so ausgebildet sein, dass das Oberteil unmittelbar eine Behälterwand, beispielsweise die eines Elektrowasserkochers, bildet.
  • Bei einer bevorzugten Ausführungsform, bei der das Vakuum im Betrieb aufrechterhalten wird, sorgt der Luftdruck, der auf den evakuierten Raum einwirkt, in Verbindung mit einer nachgiebigen Ausbildung von Ober- und/oder Unterteil dafür, dass der Rohrheizkörper an die Unterseite des Oberteils in wärmeleitendem Kontakt angelegt ist. Es ist dabei auch möglich, eine Isolation zwischen Rohrheizkörper und Unterteil einzulegen. Ferner ist es vorteilhaft, sich den Rohrheizkörper auf einer internen Abstützplatte abstützen zu lassen, wenn das Oberteil nachgiebig ausgebildet ist. Dadurch wird trotz eines sehr nachgiebigen und anpassungsfähigen Oberteils dafür gesorgt, dass die in den meisten Fällen vorgesehene Rohrheizkörper-Spirale flach und eben bleibt.
  • Bei einer anderen Ausführung besteht eine bei dem erfindungsgemässen Elektroheizelement unter dem Vakuum vorgenommene Lötverbindung zwischen dem Rohrheizkörper und dem Oberteil, wobei das Vakuum einerseits die gute Anlage sicherstellt und anderseits durch Verhindern jeder störenden Oxidation für eine einwandfreie Verlötung sorgt. Das Vakuum kann dann in dem Raum aufrechterhalten werden.
  • Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden im folgenden näher erläutert. Es zeigen:
    • Fig. 1 einen schematischen Querschnitt durch ein als Kochplatte gebildetes Heizelement,
    • Fig. 2 bis 4 Details von Ausführungsformen,
    • Fig. 5 ein Heizelement für ein Kochgefäss mit einem gewölbten Boden,
    • Fig. 6 einen Querschnitt durch einen Wasserkocher mit einem Heizelement,
    • Fig. 7 einen Schnitt durch eine weitere bevorzugte Ausführungsform,
    • Fig. 8 ein Detail einer Variante von Fig. 7 und
    • Fig. 9 eine weitere Ausführungsform im Querschnitt.
  • Das in Fig. 1 dargestellte Elektroheizelement 11 besteht aus rostfreiem Stahlblech (0,3 bis 0,6 mm dick) und besitzt ein Oberteil 12, das eine ebene, ringförmige Heizfläche 13, einen umlaufenden seitlich ausgeformten Flansch 14, einen nach unten gerichteten ringförmigen Rand 15 und einen inneren, ebenfalls ringförmigen Rand 16 enthält.
  • Die Unterseite des ringförmigen Heizbereiches wird von einem ebenfalls aus geprägtem Blech bestehenden Unterteil 17 abgedeckt, das ebenfalls einen äusseren und inneren, nach unten gerichteten Rand 18, 19 aufweist. In die unbeheizte Mittelzone ist eine zylindrische Hülse 20 eingesetzt, die einen oberen und unteren Flansch hat und eine Temperaturfühlerdose, beispielsweise die bewegliche Fühlerdose 40 eines automatischen Temperaturreglers 41, aufnehmen kann.
  • Gegen den Flansch 14 stützt sich ein Blechring 21 ab, der einen sich auf einer Herdplatte oder Kochmulde 44 abstützenden Überfallrand 21 bildet.
  • Zwischen Oberteil 12 und Unterteil 17 entsteht ein Raum 22, in dem spiralförmig angeordnete Rohrheizkörper 23 liegen. Die Rohrheizkörper haben einen metallischen Mantel und in einer Einbettung liegende Heizwiderstände. Der Mantel ist dreieckförmig verformt, so dass die Rohrheizkörper 23 mit ihrer oberen, im wesentlichen ebenen Dreieckseite an der Heizfläche 12 von innen anliegen, während sie am Unterteil im Bereich der Dreiecksecke nur eine linienförmige Berührung haben.
  • Die Rohrheizkörper 43 sind durch eine nach unten gerichtete Tülle 42 des Unterteils abgedichtet hindurchgeführt.
  • Die Verbindung von Ober- und Unterteil erfolgt durch eine Lötung am Vakuum. Dazu wird zwischen die Blechteile eine Lötfolie gelegt oder ein Lötpulver gestreut, und nach Evakuierung des Raumes 22 wird die Lötung durch Erhitzen der Einheit durchgeführt. Die Erhitzung kann auch induktiv erfolgen. Es bildet sich dadurch eine sehr stabile und nicht zur Verwerfung neigende Kochplatte.
  • In Fig. 2 ist eine Ausführungsform dargestellt, bei der in dem Unterteil 17' eine warzenförmige, nach oben gerichtete Ausformung 24 vorgesehen ist, die bei der Lötung eine Distanzhaltung zwischen Ober- und Unterteil gewährleistet.
  • Die Abstützelemente 24 können auch im Oberteil bzw. im Ober- und Unterteil vorgesehen sein.
  • Bei der Ausführungsform nach Fig. 1 hatte der äussere Flansch 14 eine untere im wesentlichen ebene Fläche und eine daran anschliessende Abschrägung, die zur Kochfläche 13 überleitet. In Fig. 3 ist dagegen der Flansch als eine Umbiegung des Bleches der Heizfläche um 180° gebildet. Dieser Flansch kann entweder unmittelbar oder unter Zwischenschaltung eines Überfallrandes auf der Oberfläche der Kochmulde aufliegen.
  • Bei der Ausführungsform nach Fig. sind sowohl im Ober- und Unterteil nach innen gerichtete Einprägungen 26 vorgesehen, die jeweils zwischen den Rohrheizkörpern liegen und daher normalerweise ein spiralförmiges Muster auf der Ober- und Unterseite bilden. Diese Einprägungen sorgen einerseits für eine Versteifung der Flächen, ermöglichen jedoch Dehnungen in radialer Richtung.
  • Die Ausführungsform nach Fig. 4 besitzt ebenfalls Einprägungen 26, jedoch nur im Bereich des Oberteils. Der Flansch 14' ist nach aussen und schräg abwärts gerichtet und besteht aus den zusammengelöteten oder -geschweissten Rändern von Ober- und Unterteil 12", 17". Er bildet dadurch selbst den Überfallrand.
  • Fig. 5 stellt ein Heizelement 11b dar, das in seinem Grundaufbau dem nach Fig. 1 entspricht. Jedoch sind sowohl das Oberteil 12b als auch das Unterteil 17b kugelig gewölbt, so dass die Kochfläche 13b eine konkave Gestalt hat. In dieser kann ein Kochgefäss 36 mit gewölbtem Boden, beispielsweise ein chinesischer Wok, geführt sein. Die gewölbte Ausführung schafft eine zusätzliche Versteifung. Auch hier ist eine mittlere Fühlerdose eingesetzt, wobei der mittlere Fühlerdurchbruch für einen zusätzlichen Zusammenhalt zwischen Ober- und Unterteil sorgt.
  • In Fig. 6 ist ein Wasserkocher 31 dargestellt, der ein Gefäss 32 mit Deckel und Tülle und einen Boden 33 besitzt, der durch das Oberteil 12a des Heizelementes gebildet ist, das in einem Gehäuse 34 in Form einer nach oben offenen Schüssel aufgenommen ist, die auf Standfüssen steht.
  • Das Oberteil 12a bildet die Gefässwandung bzw. den Gefässboden, während das Unterteil 17a mit dieser verlötet ist. In dem Verbindungsbereich sind die Abdeckung und die Heizfläche nach oben gerichtet. Die Rohrheizkörper 23 sind unter Vakuum eingelötet. Die Einheit aus Gefäss und Heizelement wird durch einen Schraubbolzen 35 an dem Gehäuse 34 befestigt.
  • In Fig. 7 ist eine besonders bevorzugte Ausführungsform eines Elektroheizelementes dargestellt, bei dem das Oberteil 12c aus einem sehr dünnen Blech aus rostfreiem Stahl in der Grössenordnung von 0,2 bis 0,3 mm Dicke besteht. Dieses Blech hat ebene Bereiche, die die eigentliche Kochfläche 13c bilden und von unten in flächigem Kontakt mit den spiralförmig angeordneten Rohrheizkörpern 23 mit dreieckigem Querschnitt sind. Zwischen den Heizflächenbereichen 13c sind Einsenkungen 26c eingeprägt, die die Nachgiebigkeit und Flexibilität des dünnen Oberteils vergrössern.
  • Im Randbereich ist das Oberteil schüsselförmig schräg abwärts gerichtet und mit einer Bördelung 50 um den ebenfalls abwärtsgerichteten äusseren Rand 51 des Unterteils 17c versehen. In diesem Bereich sind die beiden Teile miteinander dicht verlötet oder verschweisst.
  • Das Unterteil 17c besteht aus wesentlich dikkerem Blechmaterial und bildet eine stabile Tragschale. Sie greift mit dem Rand 14c über einen aufwärtsgerichteten Rand der Herdplatte 44c und wird durch einen Bügel 52 und einen in das Unterteil 17c eingeschweissten Mittelbolzen 53 an der Herdplatte 44c befestigt.
  • In dem flach schüsselförmigen Unterteil 17c ist eine Isolationsschicht 54 angeordnet, die aus beliebigem wärmebeständigem, festem, fasrigem oder granuliertem Isoliermaterial bestehen kann, das vorzugsweise in die Form einer Scheibe verformt ist. Bevorzugt ist ein unter dem Warenzeichen «Fiberfrax» bekanntes anorganisches Fasermaterial.
  • Auf dem Isoliermaterial 54 liegt eine Abstützplatte 55 aus Metall oder einem starren Isoliermaterial. An der ebenen Abstützplatte 55 stützen sich die unteren Scheitel der dreiecksförmigen Rohrheizkörper 23 ab.
  • In das Unterteil 17c ist im Randbereich ein rohrförmiger Absaugstutzen 56 dicht eingesetzt, der in den um die Heizkörper herum gebildeten Raum 22c hineinragt. Über den Absaugstutzen 56 wird der Raum 22c zwischen Ober- und Unterteil evakuiert. Der Absaugstutzen wird dann an seinem unteren Ende 57 abgequetscht und dicht verlötet oder verschweisst, so dass das Vakuum aufrechterhalten bleibt. Dadurch wird das relativ dünne, membranartige Oberteil 12c durch den Atmosphärendruck nach unten gedrückt und presstsich auf die Rohrheizkörper 23, die ihrerseits auf die Platte 55 gedrückt werden, die sich über die Isolierschicht 54 an dem Unterteil 17c abstützt. Wenn eine sehr weiche, beispielsweise aus Granulat bestehende Isolierschicht verwendet wird, wäre es auch möglich, die Abstützplatte 55 über Stützen mit dem Unterteil 17c zu verbinden, wobei jedoch möglichst wenig Wärmebrücken zum Unterteil geschaffen werden sollten.
  • Bei diesem Heizelement sorgt das Unterteil 17c für eine ausreichende Tragwirkung, die Isolation zur Unterseite hin ist ausgezeichnet, und der Kontakt der Rohrheizkörper zum membranartigen Oberteil wird durch die Wirkung des Luftdruckes stets aufrechterhalten. Dabei sorgt die Abstützplatte für eine ebene Fläche, obwohl das Oberteil selbst flexibel ist. Das Vakuum trägt zur guten Isolation zur Unterseite bei. Vor allem ist die beim Anheizen zu erwärmende Masse sehr gering. Sie besteht praktisch nur aus den Rohrheizkörpern und dem sehr dünnen Oberteil. Es wird also eine sehr wärmekapazitätsarme Kochplatte mit bester Isolation nach unten geschaffen, die sowohl im stationären wie im intermittierenden Betrieb gute Wirkungsgrade liefert. Die Kochfläche ist jedoch geschlossen, leicht zu reinigen, und Kochgut kann nicht durchlaufen.
  • Fig. 8 zeigt eine Ausführung, bei der das Heizelement bis auf die Randgestaltung dem nach Fig. 7 gleicht. Es ist in einer Herdmulde angeordnet, die aus einer Herdplatte 44d und einer darin ausgeformten schüsselförmigen Mulde 58 besteht, in der das Heizelement angeordnet ist. Wegen der sich schräg nach oben erweiternden Wände der Mulde 58 ist auch der Rand 14d des Heizelementes bei im übrigen gleicher Verbindung von Oberteil und Unterteil im Gegensatz zu Fig. 7 nach oben erweiternd konisch ausgebildet, so dass das Heizelement sich passend in die Mulde 58 einfügt.
  • Fig. 9 zeigt eine Ausführung, die ein aus etwas dickerem Blech von 1 bis 2,5 mm Dicke bestehendes Oberteil 12e hat, dessen Oberseite eine ebene Kochfläche 13e bildet.
  • Die Ränder 50e sind konisch nach unten abgeschrägt und umgeben einen aufwärtsgerichteten Rand einer Herdplatte 44e. Der Rand 50e ist dicht mit einem Unterteil 17e verbunden, das in Form einer dünnen gewellten und nachgiebigen Metallmembran aus sehr dünnwandigem Blech (0,2 bis 0,3 mm) hergestellt ist.
  • Eine Isolierschicht 54e liegt in diesem schüsselförmigen Metallbalg. In diesem Fall besteht die Isolierschicht aus einem gestaltfesten Isoliermaterial, und daher liegt die Rohrheizkörperspirale 23 mit ihrer Unterseite direkt auf der Isolierschicht 54e. Der Raum 22e zwischen Ober- und Unterteil ist evakuiert, so dass das nachgiebige Unterteil 17e unter dem Aussenluftdruck die Isolierschicht 54e gegen die Rohrheizkörper und diese zur flächigen Anlage an die Unterseite des Oberteils 12e drückt. Wenn von Vakuum gesprochen wird, so ist hier ein gewisser verringerter Luftdruck gemeint. Das Vakuum muss nicht sehr hoch sein, weil die entstehenden Kräfte meist schon bei geringem Vakuum ausreichen. Durch die Grösse des Vakuums kann bei Fig. 9 auch eine gewisse Durchbiegung der Platte 12e nach innen mitbestimmt werden. Da normalerweise beheizte Kochflächen dazu neigen, sich nach oben auszuwölben, wirkt der Luftdruck in diesem Falle in die umgekehrte Richtung und sorgt bei richtiger Bemessung von Oberteil und Vakuum dafür, dass die Ebenheit beibehalten wird.
  • Es ist zu erkennen, dass das erfindungsgemässe Heizelement leicht und mit geringer Wärmekapazität herstellbar ist. Dabei ist die Wärmeübertragung zur Kochfläche besonders gut, da die Heizkörper grossflächig anliegen oder sogar verlötet sind. Dagegen sind die Wärmeverluste nach unten verringert. Die Steifigkeit der Gesamtkonstruktion ist gross. Das Vakuum zwischen Ober-und Unterteil sorgt auch dafür, dass keine Korrosion oder Oxydation im Innenbereich auftritt, und vermindert konvektive Wärmeverluste.

Claims (14)

1. Elektroheizelement zum Erhitzen von Speisen od. dgl. mit einem aus Metall bestehenden Oberteil (12), dessen Oberseite eine Kochfläche (13) bildet, einem die Unterseite des Heizelementes abdeckenden, metallischen Unterteil (17), einem zwischen dem Oberteil (12) und dem Unterteil (17) gebildeten Raum (22) und wenigstens einem in dem Raum (22) angeordneten Rohrheizkörper (23) mit metallischem Mantel, der eine abgeflachte grosse Kontaktfläche zur Unterseite des Oberteils (12) hat und an die Unterseite des Oberteils (12) in wärmeleitender Verbindung angelegt ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Raum (22) unter Vakuum steht und dass das Ober- und/oder Unterteil (12, 17) derart nachgiebig ausgebildet sind, dass sie unter der Wirkung des auf den evakuierten Raum (22) wirkenden Atmosphärendrukkes die Rohrheizkörper (23) an die Unterseite des Oberteils (12) anpressen.
2. Heizelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der die Rohrheizkörper (23) enthaltende Raum (22) zwischen Oberteil (12) und Unterteil (17) dauerhaft dicht abgeschlossen und evakuiert ist.
3. Heizelement nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Heizkörper (23) einen dreieckförmigen Querschnitt haben, mit einer Dreiecksseite an der Unterseite des Oberteils (12) und mit einer Dreiecksecke an dem Unterteil (17) anliegen.
4. Heizelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es in Form einer Kochplatte mit einer Kochfläche (13) ausgebildet ist, auf die Kochgefässe (36) unmittelbar aufsetzbar sind.
5. Heizelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Oberteil (12) eine Behälterwand, beispielsweise eines Wasserkochers od.dgl., bildet.
6. Heizelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es einen äusseren Flansch (14) aufweist, der mit einem Herdplattenausschnitt zusammenwirkt bzw. einen den Herdmuldenausschnitt übergreifenden Überfallrand (21) bildet.
7. Heizelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Oberteil (12) und das Unterteil (17) am Umfang sowie gegebenenfalls im Bereich eines mittleren Durchbruches jeweils nach unten gerichtete und miteinander verlötete oder verschweisste Ränder besitzen.
8. Heizelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass durch den die Rohrheizkörper enthaltenden Raum (22) vorzugsweise napfartige Abstützelemente (24) hindurchragen.
9. Heizelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im Oberteil (12) und/oder im Unterteil (17) in den zwischen den Heizkörpern (23) liegenden Bereichen vorzugsweise spiralförmige oder umlaufende Einprägungen (26) vorgenommen sind.
10. Heizelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Herausführung der Heizkörper (23) aus dem Raum (22) an tüllenartigen Durchführungen (42) des Unterteils (17) erfolgt und die Heizkörper (23) mit den Rändern der Tüllen dicht verlötet oder verschweisst sind.
11. Heizelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Ober- und/oder Unterteil (12, 17) aus dünnem Blech bestehen.
12. Heizelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die dichte Verbindung im Bereich des äusseren Flansches (14c, 14d) erfolgt und das Ober- und Unterteil (12, 17) dort miteinander verbördelt sind.
13. Heizelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Ober- oder Unterteil (12c, 17e) dünnwandig nach Art einer Membran mit Dehnungsbereichen ausgebildet sind und das andere Teil (17c, 12e) dickwandiger mit einer zum Tragen des Heizelementes ausreichenden Steifigkeit ausgebildet ist.
14. Heizelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in den Raum (22) eine vorzugsweise von einer Abstützplatte (55) überdeckte lsolationsschicht (54) eingelegt ist.
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