EP0114307B1 - Temperaturregeleinrichtung für ein Wärmegerät - Google Patents

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EP0114307B1
EP0114307B1 EP83112652A EP83112652A EP0114307B1 EP 0114307 B1 EP0114307 B1 EP 0114307B1 EP 83112652 A EP83112652 A EP 83112652A EP 83112652 A EP83112652 A EP 83112652A EP 0114307 B1 EP0114307 B1 EP 0114307B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
heat transfer
temperature
tube
transfer member
switch
Prior art date
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Expired
Application number
EP83112652A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP0114307A1 (de
Inventor
Gerhard Gössler
Hans Mohr
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
EGO Elektro Geratebau GmbH
Original Assignee
EGO Elektro Gerate Blanc und Fischer GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by EGO Elektro Gerate Blanc und Fischer GmbH filed Critical EGO Elektro Gerate Blanc und Fischer GmbH
Priority to AT83112652T priority Critical patent/ATE29820T1/de
Publication of EP0114307A1 publication Critical patent/EP0114307A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP0114307B1 publication Critical patent/EP0114307B1/de
Expired legal-status Critical Current

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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
    • H05B1/00—Details of electric heating devices
    • H05B1/02—Automatic switching arrangements specially adapted to apparatus ; Control of heating devices
    • H05B1/0202—Switches
    • H05B1/0213—Switches using bimetallic elements
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24C—DOMESTIC STOVES OR RANGES ; DETAILS OF DOMESTIC STOVES OR RANGES, OF GENERAL APPLICATION
    • F24C15/00—Details
    • F24C15/10—Tops, e.g. hot plates; Rings
    • F24C15/102—Tops, e.g. hot plates; Rings electrically heated
    • F24C15/105—Constructive details concerning the regulation of the temperature
    • 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
    • H05B3/74—Non-metallic plates, e.g. vitroceramic, ceramic or glassceramic hobs, also including power or control circuits
    • H05B3/746—Protection, e.g. overheat cutoff, hot plate indicator
    • 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
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    • H05B3/74—Non-metallic plates, e.g. vitroceramic, ceramic or glassceramic hobs, also including power or control circuits
    • H05B3/748—Resistive heating elements, i.e. heating elements exposed to the air, e.g. coil wire heater
    • 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
    • H05B2213/00—Aspects relating both to resistive heating and to induction heating, covered by H05B3/00 and H05B6/00
    • H05B2213/04—Heating plates with overheat protection means
    • 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
    • H05B2213/00—Aspects relating both to resistive heating and to induction heating, covered by H05B3/00 and H05B6/00
    • H05B2213/07—Heating plates with temperature control means

Definitions

  • the invention relates to a temperature regulating or control device for a heating device with an elongated, in particular rod-shaped or tubular, temperature sensor exposed to heat with a control device arranged at its end for reducing the heat output of the heating device, in particular with a between a radiant heater and a glass ceramic.
  • a control device arranged at its end for reducing the heat output of the heating device, in particular with a between a radiant heater and a glass ceramic.
  • a temperature sensor for a temperature limiting device which consists of a sleeve made of quartz glass and a metallic rod of greater thermal expansion arranged inside the sleeve.
  • One end of this rod acts on a snap switch, so that the snap switch is actuated when a certain temperature is reached.
  • the snap switch or another switch sits e.g. in an insulated housing made of steatite, in which the power transmission elements are accommodated between the metal rod and the adjustable snap switch with its electrical leads.
  • a temperature control device of the type mentioned at the beginning (US-A 3710076), in which a temperature-sensitive element, preferably with a temperature-variable electrical resistance, rests on the underside of a glass ceramic cooking surface.
  • the invention has for its object to provide a temperature control or control device of the type mentioned, which is easy and inexpensive to manufacture and yet has an accurate temperature behavior, with commercially available bimetal switches can be used.
  • the temperature sensor is designed as a heat transfer element, which is formed by a tube made of scale-free material, in particular stainless steel, with an inner rod arranged therein, preferably made of copper, and is thermally coupled to at least one temperature switch which is outside the heated area.
  • the heat sensor acts on a switch due to different expansion or different electrical resistance
  • the heat sensor is used to conduct the heat to the switch, this switch then being a commercially available bimetal switch can.
  • the scale-free stainless steel is able to withstand the high temperatures even under continuous use, while the material arranged inside is used due to its good thermal conductivity.
  • the temperature sensor which in particular can also be rod-shaped, can be guided over the radiant heater, for example, along a diameter, it is of course also possible to use it in curved shapes.
  • the temperature switch is located outside the heated area, in particular in the area of one end of the heat transfer element.
  • the temperature switch is a commercially available switch, in particular with a bimetal spring washer. This bime
  • the invention proposes in a further development that the tube is closely connected to the inner rod by pressing, in particular in the form of a prism. This has the advantage that there is a tight connection between the inside of the tube and the inner rod, so that not only is there a good heat transfer, but above all there is even heat transfer at all points of the temperature sensor.
  • the tube and / or the copper wire is pressed with a cable lug to which the temperature switch is attached, in particular screwed on.
  • the crimping with the cable lug can be carried out simultaneously with the crimping of the tube and inner rod, so that only a single operation is required.
  • the cable lug is preferably also made of copper, preferably with a temperature-resistant surface, which can in particular be a nickel plating.
  • the tube has an at least one-sided flattened, in particular triangular cross-section, which may arise when pressing with the inner rod.
  • This design makes it possible to allow the tube to rest directly on the underside of a glass ceramic cooktop, advantageously with the flattened side. This in turn leads to good heat transfer from the surface whose heat is to be monitored to the rod.
  • a semicircular cross section can also be used.
  • the invention further proposes that the dimensions and / or the shape and / or the thermal conductivity of the tube and / or the inner rod are selected such that the permissible permanent temperature of the temperature switch is not exceeded.
  • the wall thickness of the tube must be selected so that there is good transmission to the inner rod.
  • the temperature sensor can also be guided in an arch form over the area to be monitored.
  • FIG. 1 shows a cross section through a glass ceramic cooktop 11 and a radiant heater arranged below it.
  • the radiant heater contains a radiant heater 12.
  • the radiant heater 12 is arranged within a molded body 13, which represents a boundary to the outside and to the bottom.
  • An insulating layer 14 is attached below the molded body 13, the entire radiant heater being surrounded by a sheet metal plate 15.
  • a heat transfer element 16 in the form of a straight tube 17 runs transversely to the heating, see also FIG. 2.
  • the heat transfer element 16 is bent down slightly on the right-hand side in FIG. 1, so that its right end 18 passes through an opening in the sheet metal rim 19 can be put through.
  • the heat transfer element 16 is thermally connected to a bimetal temperature controller 21 via a type of cable lug 20.
  • FIG. 2 shows the position of the tube 17 of the heat transfer element and the bimetal temperature controller 21 in detail. It can be seen that the right end extends through the sheet metal rim 19, while the entire tube 17 of the heat transfer element 16 along a diameter over the Radiant heater 12 runs.
  • the bimetallic temperature controller 21 which can contain a bimetallic spring washer, not shown, is provided with two connecting lines 22, 23, one of which leads to a plug pin 24 of a connecting piece 25, while the other is connected to one end of the radiant heater 12. Since the tube 17 of the heat transfer element 16 is exposed to the heat of the glass ceramic cooktop 11 over practically its entire length, it takes on its temperature and dissipates it to both sides, the heat dissipated to the left being directly via the cable lug 20 is transmitted to the bimetal controller 21. Therefore, the temperature that the bimetal controller assumes is a measure of the temperature of the glass ceramic cooking surface 11, even if its temperature is significantly lower.
  • the arrangement of the bimetal controller 21 is shown in detail in FIG. 3.
  • the bimetal controller 21 has a housing in which a bimetal spring washer is arranged in a heat-conducting manner.
  • the housing 26 of the bimetal controller 21 has a screw 27 on its right side, onto which the lower leg 28 of the cable lug 20, which is provided with a hole, is attached and screwed tight with the aid of a nut 29. This creates a thermally good connection between the cable lug and the housing 26 of the temperature controller 21.
  • the upper leg 30 of the cable lug 20 is pressed tightly with the inner rod 31, so that a good heat-conducting connection is also established here.
  • FIG. 4 shows the cross section of an embodiment of a heat transfer element 16. It can be seen that it consists of an outer tube 17 with a triangular cross section, in the interior of which a good heat-conducting material is introduced, for example a copper rod 31.
  • the heat transfer element 16 becomes attached such that its upper flat side comes to rest directly on the underside of the glass ceramic cooking surface 11. Due to the relatively low height of the tube 17, the device also requires little space.
  • the wall thickness of the tube 17 can be, for example, about 0.3 mm.
  • the outer tube 17 and the copper rod 31 are brought into good heat-conducting connection by reducing, but preferably by prism-like pressing. During the pressing process, the cable lug 20 is pressed with the copper wire 31 at one end.
  • the cable lug 20, which like the copper rod 31 can consist of electrolytically pure copper, expediently has a temperature-resistant surface, for example a nickel plating.
  • the heat transfer element 16 is attached on the right-hand side by inserting it into the opening 18, while on the left-hand side a holding hammer 32, for example welded to the tube 17, is simply inserted over the edge 19 of the plate plate 15.
  • the heat transfer element 16 Because of the material used for the heat transfer element 16, it can even be bent slightly, so that other shapes could also be used.
  • the low cross-section of the tube 17, see FIG. 4, enables a very flat construction of the radiant heater, due to which one can either achieve lower plate temperatures at a given height or the overall height of the radiator can be made lower at previous plate temperatures.
  • the heat transfer element 16 is completely insensitive to shock and impact, so that it poses no problems in this respect during installation.
  • the arrangement of the heat transfer element directly on the underside of the glass ceramic surface has the advantage that the sensor senses influences, such as an offset pot, pot quality, idling, quantity, etc., and can react accordingly.
  • the control behavior is improved on this point.
  • the thermal design of the sensor is adjusted to the switching temperature standardized by the bimetal manufacturer by dimensioning the masses and surfaces of the outer jacket (preferably poor heat conductor) and the inner rod (preferably very good heat conductor).
  • the respective sensor rod can be matched to the heating in terms of its thermal data.
  • a stainless steel tube with the dimensions 0 2x0.16 mm is used as the outer jacket for the hotplate heating with a nominal diameter of 145 mm and a copper conductor 0 1.6 mm as the inner rod (hob 180 mm: 0 1.3 mm).
  • the increase in the mass of the outer jacket increases the dead time (transient response and control amplitude).
  • a change in the copper mass influences the switching temperature measured on the glass ceramic surface due to the change in the amount of heat that can be transported.
  • a further adjustment can be achieved via the position of the sensor and its shape (heat exposure). For example, the pot sensitivity when using a triangular cross section with a narrow side facing the plate is not as pronounced as with a wider side. An angle of 110 ° between the other sides is preferred.

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Description

  • Die Erfindung betrifft eine Temperaturregel- bzw. Steuereinrichtung für ein Wärmegerät mit einem langgestreckten, insbesondere stab- oder rohrförmigen, der Wärme ausgesetzten Temperaturfühler mit einer an seinem Ende angeordneten Steuereinrichtung zur Verringerung der Wärmeabgabe des Wärmegeräts, insbesondere mit einem zwischen einem Strahlheizkörper und einer Glaskeramik-Kochfläche angeordneten stabförmigen Temperaturfühler und einem von diesem betätigbaren Schalter.
  • Es ist bereits bekannt (DE-OS 3097037), für eine Temperaturbegrenzungseinrichtung einen Temperaturfühler zu verwenden, der aus einer Hülse aus Quarzgutglas und einem innerhalb der Hülse angeordneten metallischen Stab grösserer thermischer Ausdehnung besteht. Dieser Stab beaufschlagt mit seinem einen Ende einen Schnappschalter, so dass bei Erreichen einer bestimmten Temperatur der Schnappschalter betätigt wird. Der Schnappschalter oder ein sonstiger Schalter sitzt z.B. in einem lsoliergehäuse aus Steatit, in dem die Kraftübertragungselemente zwischen dem Metallstab und dem justierbaren Schnappschalter mit seinen elektrischen Zuleitungen untergebracht sind.
  • Derartige Reglerkonstruktionen sind verhältnismässig teuer, aufgrund des Quarzgutrohres und dessen mechanischer Lagerung, aber auch wegen der Geienkekonstruktion zwischen dem Fühlerstab und dem Reglerkopf.
  • Ebenfalls bekannt ist es (DE-OS 3108025), einen stabförmigen Temperaturfühler etwa diagonal über die Heizeinheit einer Glaskeramik-Kochfläche zu führen. Dieser stabförmige Temperaturfühler besteht aus einer Ausdehnungshülse aus Metall und einem darin angeordneten Stab aus keramischem Material, der eine geringere thermische Dehnung hat. Auch dieser Temperaturfühler wirkt auf einen ausserhalb des Heizbereiches angeordneten Reglerkopf ein.
  • Der Grund dafür, dass man derartige Ausdehnungsfühler verwendet, die auf ausserhalb des Heizbereiches liegende Schalter einwirken, liegt darin, dass an der Unterseite der Glaskeramik Temperaturen im Grössenordnungsbereich von etwa 700°C herrschen, und dass bekannte Bimetallschalter diese Temperaturen nicht aushalten können.
  • Es ist ebenfalls schon versucht worden (DE-GM 8109131), einen Temperaturfühler ausserhalb des beheizten Bereiches mit Hilfe eines Koppelbleches an eine aus Glaskeramik bestehende Kochplatte wärmemässig anzukoppeln. Dabei handelt es sich jedoch um eine mit Ausdehnungsflüssigkeit gefüllte Fühlerdose, bei der die bei Bimetall-Schaltern vorhandenen Beschränkungen bezüglich der Temperatur nicht auftreten. Darüber hinaus ist in diesem Fall eine Ankopplung nur an den Rand der Kochplatte möglich.
  • Es ist ebenfalls schon vorgeschlagen worden (DE-OS 2 943 922), einen in einem Gehäuse untergebrachten Bimetall-Schalter am Rand einer die Glaskeramikbeheizung aufnehmenden Tragschale anzuordnen. Hierbei ist jedoch eine Hilfsbeheizung für den Bimetallschalter erforderlich, damit dieser die richtige Temperatur beim Einschalten der Heizung erhält.
  • Weiterhin bekannt ist eine Temperatursteuereinrichtung der eingangs genannten Art (US-A 3710076), bei der ein temperaturempfindliches Element, vorzugsweise mit einem temperaturver- änderbaren elektrischen Widerstand, an der Unterseite einer Glaskeramik-Kochfläche anliegt.
  • Weiterhin ist es bekannt (DE-A 2045001), bei einer Masse-Kochplatte einen Kupferstift von der Unterseite der Kochplatte her durch den Kochplattenkörper bis etwa zu deren Oberseite einzusetzen. Unterhalb der Kochplatte ist im beheizten Bereich ein Bimetall-Schalter angeordnet. Diese Anordnung ist für höhere Temperaturen nicht geeignet.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Temperaturregel- bzw. Steuereinrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, die sich leicht und billig herstellen lässt und dennoch ein genaues Temperaturverhalten aufweist, wobei handelsübliche Bimetall-Schalter verwendet werden können.
  • Zur Lösung dieser Aufgabe ist erfindungsgemäss vorgesehen, dass der Temperaturfühler als Wärmeübertragungselement ausgebildet ist, das von einem Rohr aus zunderfreiem Material, insbesondere Edelstahl, mit einem darin angeordneten, vorzugsweise aus Kupfer, bestehenden Innenstab gebildet ist und mit mindestens einem Temperaturschalter wärmemässig gekoppelt ist, der ausserhalb des beheizten Bereiches liegt.
  • Während also im Stand der Technik der Wärmefühler aufgrund unterschiedlicher Ausdehnung oder unterschiedlichen elektrischen Widerstandes auf einen Schalter einwirkt, wird nach den Massnahmen der Erfindung der Wärmefühler dazu verwendet, die Wärme zu dem Schalter-zu leiten, wobei dieser Schalter dann ein handelsüblicher Bimetall-Schalter sein kann. Der zunderfreie Edelstahl ist in der Lage, auch in Dauerbeanspruchung die hohen Temperaturen auszuhalten, während das im Inneren angeordnete Material aufgrund seiner guten Wärmeleiteigenschaften verwendet wird.
  • Der Temperaturfühler, der insbesondere auch stabförmig ausgebildet sein kann, kann beispielsweise längs eines Durchmessers über den Strahlheizkörper geführt werden, es ist selbstverständlich auch möglich, ihn in gekrümmten Formen zu verwenden. Der Temperaturschalter sitzt dabei ausserhalb des beheizten Bereiches, insbesondere im Bereiche eines Endes des Wärmeübertragungselementes. Selbstverständlich ist es möglich, an beiden Enden des Wärmeübertragungselementes einen Schalter anzubringen, wenn beispielsweise unterschiedliche Temperaturen abgefühlt werden sollen. Beispielsweise kann vorgesehen sein, dass der Temperaturschalter ein handelsüblicher Schalter, insbesondere mit einer Bimetall-Sprungscheibe, ist. Diese Bime-
  • tall-Schalter stehen zu sehr niedrigen Preisen zur Verfügung, so dass die gesamte Regeleinrichtung sich billig herstellen lässt.
  • Die Erfindung schlägt in Weiterbildung vor, dass das Rohr mit dem Innenstab durch Verpressen, insbesondere in Prismaform, eng verbunden ist. Dies hat den Vorteil, dass es zu einer dichten Verbindung zwischen der Innenseite des Rohres und dem Innenstab kommt, so dass nicht nur ein guter Wärmeübergang, sondern vor allen Dingen auch ein gleichmässiger Wärmeübergang an allen Stellen des Temperaturfühlers gegeben ist.
  • Besonders günstig ist es, wenn das Rohr und/ oder der Kupferdraht mit einem Kabelschuh verpresst ist, an dem der Temperaturschalter befestigt, insbesondere angeschraubt ist. Das Verpressen mit dem Kabelschuh kann gleichzeitig mit dem Verpressen von Rohr und Innenstab durchgeführt werden, so dass nur ein einziger Arbeitsgang erforderlich ist. Der Kabelschuh besteht dabei vorzugsweise ebenfalls aus Kupfer mit vorzugsweise einer temperaturbeständigen Oberfläche, die insbesondere eine Vernickelung sein kann.
  • In Weiterbildung ist vorgesehen, dass das Rohr einen mindestens einseitig abgeflachten, insbesondere dreieckigen Querschnitt aufweist, der ggf. beim Verpressen mit dem Innenstab entsteht. Diese Ausbildung macht es möglich, das Rohr bei einer Glaskeramik-Kochfläche unmittelbar an deren Unterseite anliegen zu lassen, und zwar mit Vorteil mit der abgeflachten Seite. Dies führt wiederum zu einer guten Wärmübertragung von der Fläche, deren Wärme überwacht werden soll, auf den Stab. Statt des dreieckigen Querschnitts kann beispielsweise auch ein halbrunder Querschnitt verwendet werden.
  • Die Erfindung schlägt weiterhin vor, dass die Abmessungen und/oder die Form und/oder die Wärmeleitfähigkeit des Rohres und/oder des Innenstabes derart ausgewählt sind, dass die zulässige Dauertemperatur des Temperaturschalters nicht überschritten wird. So kann z.B. die Wandstärke des Rohres so ausgewählt werden, dass eine gute Übertragung auf den Innenstab erfolgt. Wenn es erforderlich ist, kann der Temperaturfühler auch in_Bogenform über die zu überwachende Fläche geführt werden.
  • Es hat sich herausgestellt, dass durch die Massnahmen nach der Erfindung überraschenderweise ausserordentlich günstige Ergebnisse erzielt wurden. Trotz der grossen Differenz zwischen der zu regelnden Temperatur und der Ansprechtemperatur des Bimetall-Temperaturreglers ergeben sich in der Praxis überraschend gute Koch- und Bratergebnisse. Zwar ergibt die natürliche Totzeit des Systems eine recht grosse Amplitude, die jedoch im praktischen Gebrauch nicht stört. Es ergibt sich eine sehr geringe Schalthäufigkeit des Temperaturreglers und beim erstmaligen Aufheizen ein gewisses Überschwingen, was zu einer durchaus erwünschten Verkürzung der Ankochzeiten führt.
  • Weitere Merkmale, Einzelheiten und Vorzüge der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform sowie anhand der Zeichnung. Hierbei zeigen:
    • Fig. 1 einen Querschnitt durch einen Strahlheizkörper mit einer Glaskeramik-Kochfläche;
    • Fig. 2 eine Aufsicht auf den Strahlheizkörper;
    • Fig. 3 eine vergrösserte Seitenansicht der Anordnung des Bimetall-Schalters;
    • Fig. 4 einen Querschnitt längs Linie IV-IV in Fig.1.
  • In Fig. 1 ist ein Querschnitt durch eine Glaskeramik-Kochfläche 11 und eine darunter angeordnete Strahlheizung dargestellt. Die Strahlheizung enthält einen Strahlheizkörper 12. Der Strahlheizkörper 12 ist innerhalb eines Formkörpers 13 angeordnet, der eine Begrenzung nach aussen und nach unten darstellt. Unterhalb des Formkörpers 13 ist eine Isolierschicht 14 angebracht, wobei die gesamte Strahlheizung von einem Blechteller 15 umgeben ist. Quer zur Beheizung verläuft ein Wärmeübertragungselement 16 in Form eines geradlinigen Rohres 17, siehe auch Fig. 2. Das Wärmeübertragungselement 16 ist auf der in Fig. 1 rechten Seite leicht nach unten abgeknickt, so dass sein rechtes Ende 18 durch eine Öffnung in dem Blechtellerrand 19 hindurchgesteckt werden kann.
  • Auf seiner in Fig. 1 linken Seite ist das Wärmeübertragungselement 16 über eine Art Kabelschuh 20 mit einem Bimetall-Temperaturregler 21 wärmemässig verbunden.
  • Aus Fig. 2 ergibt sich im einzelnen die Lage des Rohres 17 des Wärmeübertragungselementes und des Bimetall-Temperaturreglers 21. Es ist zu sehen, dass das rechte Ende durch den Blechtellerrand 19 hindurchgreift, während das gesamte Rohr 17 des Wärmeübertragungselementes 16 längs eines Durchmessers über den Strahlheizkörper 12 verläuft.
  • Der Bimetall-Temperaturregler 21, der eine nicht dargestellte Bimetall-Sprungscheibe enthalten kann, ist mit zwei Anschlussleitungen 22, 23 versehen, von denen die eine zu einem Steckerstift 24 eines Anschlussstückes 25 führt, während die andere mit einem Ende des Strahlheizkörpers 12 verbunden ist. Da das Rohr 17 des Wärmeübertragungselementes 16 über praktisch seine gesamte Länge von der Wärme der Glaskeramik-Kochfläche 11 beaufschlagt wird, nimmt es deren Temperatur an und leitet sie nach beiden Seiten ab, wobei die nach der linken Seite hin abgeleitete Wärme direkt über den Kabelschuh 20 auf dem Bimetall-Regler 21 übertragen wird. Daher ist die Temperatur, die der Bimetall-Regler annimmt, ein Mass für die Temperatur der Glaskeramik-Kochfläche 11, auch wenn seine Temperatur wesentlich niedriger ist.
  • Aus Fig. 3 geht die Anordnung des Bimetall-Reglers 21 im einzelnen hervor. Der Bimetall-Regler 21 besitzt ein Gehäuse, in dem wärmeleitend eine Bimetall-Sprungscheibe angeordnet ist. Das Gehäuse 26 des Bimetall-Reglers 21 besitzt an seiner rechten Seite eine Schraube 27, auf die der mit einem Loch versehene untere Schenkel 28 des Kabelschuhs 20 aufgesteckt und mit Hilfe einer Mutter 29 festgeschraubt ist. Dadurch entsteht eine wärmemässig gute Verbindung zwischen dem Kabelschuh und dem Gehäuse 26 des Temperaturreglers 21.
  • Der obere Schenkel 30 des Kabelschuhs 20 ist mit dem Innenstab 31 eng verpresst, so dass auch hier eine gute wärmeleitende Verbindung hergestellt ist.
  • Aus Fig. 4 ergibt sich der Querschnitt einer Ausführungsform eines Wärmeübertragungselementes 16. Es ist zu sehen, dass es aus einem äusseren Rohr 17 mit dreieckigem Querschnitt besteht, in dessen Innerem ein gut wärmeleitendes Material eingebracht ist, beispielsweise ein Kupferstab 31. Das Wärmeübertragungselement 16 wird derart befestigt, dass seine obere flache Seite direkt an der Unterseite der Glaskeramik-Kochfläche 11 zur Anlage kommt. Aufgrund der relativ niedrigen Höhe des Rohres 17 benötigt die Einrichtung auch wenig Platz. Die Wandstärke des Rohres 17 kann beispielsweise etwa 0,3 mm sein. Das Aussenrohr 17 und der Kupferstab 31 werden durch Reduzieren, vorzugsweise aber durch prismenartiges Verpressen in gute wärmeleitende Verbindung gebracht. Mit dem Pressvorgang wird gleichzeitig an einem Ende der Kabelschuh 20 mit dem Kupferdraht 31 verpresst. Der Kabelschuh 20, der wie der Kupferstab 31 aus elektrolytisch reinem Kupfer bestehen kann, besitzt zweckmässig eine temperaturbeständige Oberfläche, beispielsweise eine Vernickelung.
  • Die Befestigung des Wärmeübertragungselementes 16 geschieht auf der rechten Seite durch Einstecken in die Öffnung 18, während auf der linken Seite eine beispielsweise am Rohr 17 festgeschweisste Halteldammer 32 einfach über den Rand 19 des Blechtellers 15 gesteckt wird.
  • Aufgrund des verwendeten Materiales für das Wärmeübertragungselement 16 lässt sich dieses sogar leicht biegen, so dass auch andere Formen verwendet werden könnten. Der niedrige Querschnitt des Rohres 17, siehe Fig. 4, ermöglicht eine sehr flache Bauweise des Strahlheizkörpers, aufgrund dessen man entweder bei gegebener Höhe niedrigere Tellertemperaturen erreichen kann oder bei bisherigen Tellertemperaturen die Gesamthöhe des Heizkörpers niedriger ausführen kann. Das Wärmeübertragungselement 16 ist vollständig unempfindlich gegen Schlag und Stoss, so dass es beim Einbau auch in dieser Hinsicht keine Probleme aufwirft.
  • Die Anordnung des Wärmeübertragungselementes direkt an der Unterseite der Glaskeramikfläche hat den Vorteil, dass der Fühler Einflüsse, wie versetzt aufgestellter Topf, Topfgüte, Leerlauf, Menge usw. spürt, und entsprechend darauf reagieren kann. Das Regelverhalten wird in diesem Punkt verbessert.
  • Ein weiterer Vorteil ergibt sich innerhalb des Herstellungsprozesses. Eine mechanische Justierung der Temperaturschaltwerte ist nicht mehr erforderlich. Die Justierung ist durch den konstruktiven Fühleraufbau vorgegeben. Die wärmetechnische Auslegung des Fühlers wird mittels Dimensionierung der Massen und Oberflächen des Aussenmantels (bevorzugt schlechter Wärmeleiter) und des Innenstabes (bevorzugt sehr guter Wärmeleiter) an die vom Bimetall-Hersteller standardisierte Schalttemperatur angeglichen.
  • Bei der Verwendung einer Bimetallschalterausführung für alle Kochstellendurchmesser kann der jeweilige Fühlerstab in seinen wärmetechnischen Daten auf die Beheizung abgestimmt werden. Verwendet wird zum Beispiel bei der Kochstellenbeheizung mit Nenndurchmesser 145 mm als Aussenmantel ein Edelstahlrohr mit den Massen 0 2x0,16 mm und als Innenstab ein Kupferleiter 0 1,6 mm (KochstelIe 180 mm: 0 1,3 mm).
  • Die Vergrösserung der Masse des Aussenmantels bewirkt eine Vergrösserung der Totzeit (Einschwingverhalten und Regelamplitude). Eine Änderung der Kupfermasse beeinflusst durch die Änderung der transportierbaren Wärmemenge die Schalttemperatur gemessen an der Glaskeramikoberfläche. Eine weitere Anpassung kann über die Lage des Fühlers und dessen Form (Hitzebeaufschlagung) erzielt werden. So ist zum Beispiel die Topffühligkeit bei Verwendung eines dreieckförmigen Querschnittes mit schmaler auf die Platte gerichteter Seite nicht so ausgeprägt wie bei einer breiteren Seite. Bevorzugt wird ein Winkel von 110° zwischen den anderen Seiten.

Claims (10)

1. Temperaturregel- bzw. Steuereinrichtung für ein Wärmegerät mit einem Temperaturfühler, dessen Wärmeübertragungselement (16) sich zwischen einem Strahlheizkörper (12) und einer Glaskeramik-Kochfläche (11) über einen Teil des Strahlheizkörpers (12) erstreckt und der vom Strahlheizkörper erzeugten Wärme ausgesetzt ist, wobei an einem Ende des Wärmeübertragungselementes (16) dessen mit diesem wärmemässig gekoppelter Temperaturschalter (21) zur Verringerung der Wärmeabgabe des Wärmegerätes ausserhalb des beheizten Bereiches angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Wärmeübertragungselement (16) stabförmig ausgebildet ist, das aus einem Rohr (17) aus zunderfreiem Material, insbesondere Edelstahl, und einem darin angeordneten Innenstab (31) aus gut wärmeleitendem Material, vorzugsweise Kupfer, gebildet ist, dass der Temperaturschalter ein Bimetall-Schalter (21) ist und dass das stabförmige Wärmeübertragungselement (16) im wesentlichen diagonal über den Strahlheizkörper (12) geführt ist.
2. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Temperaturschalter (21) ein handelsüblicher Bimetall-Schalter, insbesondere mit einer Bimetall-Sprungscheibe, ist.
3. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Rohr (17) mit dem Innenstab (31) durch Verpressen, insbesondere in Prisma-Form, eng verbunden ist.
4. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Rohr (17) und/oder der Innenstab (31) mit einer Art Kabelschuh (20) verpresst ist, an dem der Temperaturschalter (21) befestigt, insbesondere angeschraubt ist.
5. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Kabelschuh (20) aus Kupfer mit vorzugsweise einer temperaturbeständigen Oberfläche besteht, insbesondere vernickelt ist.
6. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Wärmeübertragungselement (16) einen mindestens einseitig abgeflachten, insbesondere dreieckigen Querschnitt aufweist, der ggf. beim Verpressen des Rohres (17) mit dem Innenstab (31) entsteht.
7. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei einer Glaskeramik-Kochfläche das Wärmeübertragungselement (16) unmittelbar an deren Unterseite anliegt.
8. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Form und/oder die Abmessungen und/oder die Wärmeleitfähigkeit des Wärmeübertragungselementes (16), insbesondere des Rohres (17) und/oder des Innenstabes (31) derart ausgewählt sind, dass die zulässige Dauertemperatur des Temperaturschalters (21) nicht überschritten wird.
9. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Temperaturschalter (21) im Bereich eines für den Strahlheizkörper vorgesehenen Anschlussstückes (25) angeordnet ist.
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