EP0098391B1 - Elektrokochplatte - Google Patents
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Classifications
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- H—ELECTRICITY
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- 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
- H05B3/70—Plates of cast metal
Definitions
- the invention relates to an electric hotplate with a Koch.platten redesign according to the preamble of independent claim 1 or 2, which has a substantially closed cooking surface, which is heated by at least one electric heater, the hotplate body consists of metallic sintered material.
- An electric hotplate according to the preamble of claims 1 and 2 is known from DE - A-1 765 260 and GB-A-2 077 560. While in GB-A-2 077 560 the heating resistor is formed from an uncoiled straight wire, in DE-A-1 765 260 the heating resistor consists of a serpentine ribbon or wire.
- the object of the invention is to produce a hotplate with a relatively low material thickness, which contributes to shortening the heating-up time and to a low energy consumption when it comes to short-term heating processes.
- a hotplate made of sintered material has advantages in production because the sintered material can be produced with the final surface and there is no need for machining.
- the sintered material can preferably have different material compositions in a horizontal layering. For reasons of strength and / or thermal reasons, a different material composition can be used at the top or bottom or outside or inside.
- the sintered material can be provided with other metal additives based on iron powder, so that the desired properties, for example corrosion resistance, can be achieved. It is also possible that, by the arrangement in different layers with low consumption of high quality alloy - constituents to obtain a surface protection.
- spiral grooves and ribs can be so narrow because of the precision of the sintering and the plate can be made so thin that its mass and heat capacity are considerably reduced. Inverted, only slightly wavy wires or tapes and strands are used as radiators, which can absorb slight differences in elongation.
- a particularly dense and mechanically strong sintered material is created when pressed under vacuum.
- FIG. 4 shows the section through an electric hotplate 11m, the hotplate body 12m of which is made of sintered material.
- the hotplate body 12m consists of sintered material, the material of which contains iron powder as a base and which can contain various powdery additives of different metals, such as copper, chromium, nickel, aluminum, manganese, etc.
- the upper flat cooking surface 13 is set back somewhat in the central zone 14a and ends on the outer circumference in an outwardly directed flange 36m, in the area of which there is a ring edge 19m which stands down and on the outer surface of which an installation ring (not shown) can be pressed tightly.
- the heating of the hotplate is in the form of heating resistors 17m accommodated in spirally arranged grooves 40.
- the grooves 40 are located on the underside of the hotplate body and are separated from one another by ribs 41 of the hotplate body 12m.
- the depth and width of the grooves is very small and is less than 5 mm, preferably 3.5 mm.
- the ribs can have a thickness of only 0.8 to 1 mm, so that a clear groove width of about 2.5 mm remains.
- the heating resistors 17m are inserted into these in the form of slightly corrugated solid wires, which are therefore not used in the usual spiral shape.
- the slight curl of the wires serves to allow the wire to adapt to any differences in elongation compared to the hotplate body. It is produced by first winding the wire in a spiral shape and then not completely pulling it straight again.
- the heating resistors from strands which consist, for example, of 3 to 5 individual wires, which are twisted or stranded with one another with a relatively small twist.
- the heating resistors 17m are embedded in the grooves in an investment compound 42, which consists of an electrically insulating powdery bulk material, which is compressed during manufacture by pressing. Due to the small width or division of the grooves, it is possible to lay the heating resistor (s) in a large number of spiral turns. If, for example, three electrically differently switchable heating resistors are used, such as are required for a 7-stroke switchable hotplate, these three heating resistors can be rotated a total of five times in parallel spirally guided grooves, resulting in a total of five leads ten parallel grooves in an arrangement corresponding to a three-start spiral.
- protective gas should preferably be used. It is advantageously possible to change the material composition in layers, for example in the area of the outer surfaces to use mechanically particularly dense and therefore less break-sensitive materials, so that a sandwich body is produced. It is also possible to use materials protected against corrosion after sintering on the outer sides, in particular the upper side.
- the hotplate has considerable advantages. They consist in an improvement in efficiency compared to conventional hotplates and in simple manufacture, largely without machining.
- the very narrow design of the grooves and ribs is possible due to the production in the sintering process.
- This method ensures that the grooves are free of any unwanted protrusions and that they have a precisely specified surface structure, so that the distance between the heating resistors and the walls of the grooves can also be exactly maintained.
- Sintering also has other advantages.
- the rib height can also be reduced to almost half, i.e. H. preferably 3.5 mm, and the plate thickness, i.e. the distance between the cooking surface 13 and the groove base can be reduced to approximately 2.5 mm. This also reduces the height of the ring rim 19m and thus the entire hotplate to less than 15 mm. In the end, a hotplate can be produced that has only half the mass of a conventional hotplate.
- the slight corrugation of the heating resistors makes it possible to insert a largely uncoiled wire into very narrow grooves in all types of hotplates of various materials and different manufacturing methods without the risk of them tearing or coming into contact with the hotplate body if there are differences in thermal expansion.
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Description
- Die Erfindung bezieht sich auf eine Elektrokochplatte mit einem Koch.plattenkörper gemäss Oberbegriff des unabhängigen Anspruchs 1 bzw. 2, der eine im wesentlichen geschlossene Kochfläche aufweist, die von wenigstens einem elektrischen Heizkörper beheizt ist, wobei der Kochplattenkörper aus metallischem Sintermaterial besteht.
- In den deutschen Patentanmeldungen DE-A1-30 33 828 und DE-A1-30 49 521 ist bereits vorgeschlagen worden, einen plattenförmigen Kochplattenkörper zu verwenden, der an der Unterseite statt der in Nuten-eingelegten Heizwendel angepresste Rohrheizkörper mit dreiecksförmigem Querschnitt hat. Hierbei ist der Kochplattenkörper sehr leicht herzustellen, es ist jedoch notwendig, die Rohrheizkörper nachträglich zu montieren und.mit einer Isolierung zu versehen, die sie an der Unterseite des Kochplattenkörpers anpresst.
- Eine Elektrokochplatte gemäss dem Oberbegriff von Anspruch 1 bzw. 2 ist aus DE-A-1 765 260 und GB-A-2 077 560 bekannt. Während bei der GB-A-2 077 560 der Heizwiderstand aus einem ungewendelten geraden Draht gebildet ist, besteht bei der DE-A-1 765 260 der Heizwiderstand aus einem serpentinförmigen Band oder Draht.
- Aufgabe der Erfindung ist es, eine die Kochplatte mit relativ geringer Materialstärke herzustellen, was zur Verkürzung der Anheizzeit und zu einem niedrigen Energieverbrauch beiträgt, wenn es sich um kurzfristige Aufheizvorgänge handelt.
- Diese Aufgabe wird gemäss der Erfindung durch die Kennzeichen der Ansprüche 1 und 2 gelöst.
- In der Herstellung hat eine aus Sintermaterial bestehende Kochplatte Vorteile, weil das Sintermaterial mit der endgültigen Oberfläche hergestelltwerden kann und eine spanabhebende Bearbeitung entfallen kann.
- Das Sintermaterial kann vorzugsweise in horizontaler Schichtung unterschiedliche Materialzusammensetzung haben. Hier kann aus Festigkeits- und/oder thermischen Gründen eine unterschiedliche Materialzusammensetzung oben oder unten bzw. aussen oder innen verwendet werden. Das Sintermaterial kann auf der Basis von Eisenpulver mit anderen Metallzusätzen versehen sein, so dass sich die gewünschten Eigenschaften, beispielsweise Korrosionsbeständigkeit, erreichten lassen. Es ist dadurch auch möglich, durch die Anordnung in unterschiedlichen Schichten mit geringem Verbrauch an hochwertigen Legierungs- bestandteilen einen Oberflächenschutz zu erhalten.
- Die spiraligen Nuten und Rippen können wegen der Präzision der Sinterung so schmal und die Platte so dünn ausgebildet sein, dass ihre Masse und Wärmekapazität erheblich verringert ist. Als Heizkörper werden umgewendelte, nur leicht wellenförmige Drähte oder Bänder sowie Litzen verwendet, die geringe Dehnungsunterschiede aufnehmen können.
- Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und der Beschreibung im Zusammenhang mit der Zeichnung. Ein ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher erläutert. Es zeigt im Querschnitt einen vertikalen Schnitt durch eine Elektrokochplatte.
- Ein besonders dichtes und mechanisch festes Sintermaterial entsteht bei einem Verpressen unter Vakuum.
- In der ist der Schnitt durch eine Elektrokochplatte 11m dargestellt, deren Kochplattenkörper 12m aus Sintermaterial hergestellt ist. Der Kochplattenkörper 12m besteht aus Sintermaterial, dessen Werkstoff als Basis Eisenpulver enthält und das verschiedene pulverförmige Zusätze unterschiedlicher Metalle, wie Kupfer, Chrom, Nickel, Aluminium, Mangan etc. enthalten kann. Die obere ebene Kochfläche 13 ist in der Mittelzone 14a etwas zurückversetzt und endet am Aussenumfang in einem nach aussen gerichteten Flansch 36m, in dessen Bereich sich ein nach unten stehender Ringrand 19m anschliesst, auf dessen Aussenfläche ein Einbauring (nicht dargestellt) dicht aufgepresst werden kann.
- Unter der ringförmigen, geschlossenen Kochfläche 13 liegt die Beheizung der Kochplatte in Form von in spiralig angeordneten Nuten 40 aufgenommenen Heizwiderständen 17m. Die Nuten 40 befinden sich an der Unterseite des Kochplattenkörpers und sind durch Rippen 41 des Kochplattenkörpers 12m voneinander getrennt. Im Unterschied zu üblichen Kochplatten ist die Tiefe und Breite der Nuten sehr gering und beträgt unter 5 mm, vorzugsweise 3,5 mm. Dabei können die Rippen eine Dicke von nur 0,8 bis 1 mm haben, so dass eine lichte Nutenweite von etwa 2,5 mm verbleibt. In diese sind die Heizwiderstände 17m in Form von leicht gewellten Massivdrähten eingelegt, die also nicht in der üblichen Wendelform verwendet werden. Die leichte Wellung der Drähte dient dazu, es dem Draht zu ermöglichen, sich bei eventuellen Dehnungsunterschieden gegenüber dem Kochplattenkörper anzupassen. Sie wird dadurch hergestellt, dass der Draht zuerst inWendelform gewickelt und dann nicht ganz vollständig wieder gerade gezogen wird.
- Es ist jedoch auch möglich, die Heizwiderstände aus Litzen herzustellen, die aus beispielsweise 3 bis 5 Einzeldrähten bestehen, die mit relativ geringem Drall miteinander verdrallt oder verseilt sind.
- Die Heizwiderstände 17m sind in den Nuten in einer Einbettmasse 42 eingebettet, die aus einem elektrisch isolierenden pulverförmigen Schüttgut besteht, das bei der Herstellung durch Pressen verdichtet wird. Durch die geringe Breite bzw. Teilung der Nuten ist es möglich, den bzw. die Heizwiderstände in sehr vielen Spiralwindungen herumzulegen. Wenn beispielsweise drei elektrisch unterschiedlich schaltbare Heizwiderstände verwendet werden, wie sie beispielsweise für eine im 7-Takt schaltbare Kochplatte benötigt werden, so können diese drei Heizwiderstände in parallel spiralig geführten Nuten insgesamt fünf mal herumgetegtwerden, was zu insgesamt fünfzehn parallelen Nuten in Anordnung entsprechend einer dreigängigen Spirale führt.
- Bei der Herstellung, die in üblicher Weise vorgenommen werden kann, d.h. in den Verfahrensstufen Verpressen und Sintern im Ofen bei Temperaturen deutlich unter der Schmelztemperatur (bei Eisen ca. 1100 bis 1200°C), sollte vorzugsweise mit Schutzgas gearbeitet werden. Es ist vorteilhaft möglich, die Materialzusammensetzung schichtenweise zu ändern, beispielsweise im Bereich der Aussenflächen mechanisch besonders dichte und dadurch wenig bruchempfindliche Materialien zu verwenden, so dass ein Sandwich-Körper entsteht. Auch die Verwendung von nach der Sinterung korrosionsgeschützten Materialien auf den Aussenseiten, insbesondere der Oberseite, ist möglich.
- Es ist zu erkennen, dass die Kochplatte erhebliche Vorteile hat. Sie bestehen in einer Wirkungsgradverbesserung gegenüber herkömmlichen Kochplatten und in einer einfachen Herstellbarkeit weitgehend ohne spanabhebende Bearbeitung.
- Die sehr schmale Ausbildung der Nuten und Rippen ist durch die Herstellung im Sinterverfahren möglich. Es ist vor allem bei diesem Verfahren sichergestellt, dass die Nuten frei von irgendwelchen ungewollten Vorsprüngen sind, und dass sie eine genau vorgegebene Oberflächenstruktur haben, so dass auch der Abstand der Heizwiderstände von den Wandungen der Nuten genau eingehalten werden kann. Die Sinterherstellung führt auch zu anderen Vorteilen. So kann die Rippenhöhe ebenfalls auf nahezu die Hälfte, d. h. vorzugsweise 3,5 mm, gesenkt werden, und die Plattenstärke, d.h. der Abstand zwischen der Kochfläche 13 und dem Nutgrund, kann auf ca. 2,5 mm verringert werden. Damit verringert sich auch die Höhe des Ringrandes 19m und somit der gesamten Kochplatte auf unter 15 mm. Im Endeffekt kann eine Kochplatte hergestellt werden, die etwa nur die halbe Masse einer herkömmlichen Kochplatte hat.
- Die leichte Wellung der Heizwiderstände ermöglicht es bei allen Arten von Kochplatten verschiedensten Materials und unterschiedlicher Herstellungsart, einen weitgehend ungewendelten Draht in sehr enge Nuten einzulegen, ohne dass die Gefahr besteht, dass sie reissen oder bei Wärmedehnungsunterschieden mit dem Kochplattenkörper in Berührung kommen.
Claims (5)
1. Elektrokochplatte (11m) mit einem Kochplattenkörper (12m), der eine im wesentlichen geschlossene Kochfläche (13) aufweist, die von wenigstens einem elektrischen Heizwiderstand (17m) beheizt ist, wobei der vorzugsweise aus metallischem Sintermaterial bestehende Kochplattenkörper (12m) an seiner Unterseite eine Vielzahl von im wesentlichen spiralig angeordneten Rippen (41) mit dazwischenliegender Nut (40) aufweist, in der wenigstens ein Heizwiderstand (17m) in Form eines vor dem Einlegen im wesentlichen gestreckten Drahtes in einer Einbettmasse (42) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens eine Heizwiderstand (17m) ein aus einem zuerst in Wendelform gewickelten und dann nicht ganz vollständig wieder gerade gezogenen Draht besteht, der dadurch eine leicht gewellte Form erhalten hat.
2. Elektrokochplatte mit einem Kochplattenkörper (12m), der eine im wesentlichen geschlossene Kochfläche (13) aufweist, die von wenigstens einem elektrischen Heizkörper (17m) beheizt ist, wobei der vorzugsweise aus metallischem Sintermaterial bestehende Kochplattenkörper (12m) an seiner Unterseite eine Vielzahl von im wesentlichen spiralig angeordneten Rippen (41) mit dazwischenliegender Nut (40) aufweist, in der wenigstens ein Heizkörper in Form eines vor dem Einlegen im wesentlichen gestreckten elektrischen Heizwiderstandes (17m) in einer Einbettmasse (42) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Heizwiderstand (17m) eine aus mehreren Drähten schwach gedrillte Litze ist.
3. Elektrokochplatte nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand zwischen den Nuten (40) bzw. Rippen (41) und die Tiefe der Nuten (40) bzw. Höhe der Rippen (41) kleiner als 5 mm, vorzugsweise ca. 3,5 mm ist.
4. Elektrokochplatte nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Dicke des Kochplattenkörpers (12m) zischen der Kochfläche (13) und dem Grund der Nuten (40) unter 3 mm beträgt.
5. Elektrokochplatte nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Litze zwei bis fünf Drähte enthält.
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