EP0230555B1 - Kochstellenheizelement - Google Patents

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EP0230555B1
EP0230555B1 EP19860116385 EP86116385A EP0230555B1 EP 0230555 B1 EP0230555 B1 EP 0230555B1 EP 19860116385 EP19860116385 EP 19860116385 EP 86116385 A EP86116385 A EP 86116385A EP 0230555 B1 EP0230555 B1 EP 0230555B1
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EP
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heating
heating element
zones
cooking position
element according
Prior art date
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EP19860116385
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EP0230555A3 (en
EP0230555A2 (de
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Julius Dipl.-Ing. Husslein
Günther Wittauer
Heinz Kotsch
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BSH Hausgeraete GmbH
Original Assignee
Bosch Siemens Hausgerate GmbH
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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
    • H05B3/72—Plates of sheet metal

Definitions

  • the invention relates to a hotplate heating element according to the preamble of claim 1.
  • a known electrical heating device in a known electrical heating device according to US-A-1 636 029, cell-like cavities, delimited by ribs, are provided on the underside of a metallic hotplate body, in which heating elements are arranged.
  • the ribs delimit concentric cavities to accommodate heating elements of different heating capacities.
  • a resistance layer is applied to the underside of a carrier plate, which is repeatedly interrupted by radial and concentric incisions to form, for example, meandering heating conductors, such that the areas of the resistance layer take the form of Have circular or circular ring sectors. It is provided here that annular or circular areas of different electrical surface loads arise.
  • a thin-walled metal body has radial stiffening ribs.
  • a heating foil is applied, which can be designed so that the edge zone performance is preferred.
  • a plate-shaped floor heating element for electrical heating devices is known, which is divided by core-shaped, radial slots into sector-like areas which are connected at the plate edge. These sectors, which are individually resilient to a certain extent, are intended to improve contact with an uneven, heated floor.
  • the invention has for its object to design a hotplate heating element according to the preamble of claim 1 so that the special features of the flat conductor technology are advantageously used for heating hotplates in a structurally and technically simple manner. This object is achieved by the features listed in the characterizing part of claim 1. Advantageous developments of the invention result from the following patent claims.
  • the solution according to the invention results in a hotplate heating element which can be designed in a particularly flat design and which opens up the possibility of obtaining different, selectable heating surface loads on the entire, for example circular heating surface, in particular for the parboiling and continued cooking process (normal cooking process).
  • Such box configurations with different heating capacities can be produced in a particularly advantageous manner using the so-called thick-film paste technique.
  • the cross section of all heating conductor tracks or heating conductor sections is the same, it is also possible within the scope of the invention to vary the heating track cross section in order to achieve different heating effects in this way. In the former case, i.e. with a constant cross-section, one becomes different Achieve heating effects by arranging the distances between the heating conductors, for example meandering, at different distances from one another or by providing different gaps between the meandering sections.
  • the exemplary embodiment according to FIG. 1 is, for example, a circular hotplate heating element which can be used directly or indirectly, for example in connection with a trough plate or glass ceramic plate, as hotplate heating.
  • It has as carrier 1 a flat, smooth steel plate made of a scale-resistant material up to approx. 700 ° C., which is preferably provided on both sides with enamel coatings 2 and 3.
  • This metallic carrier 1 is provided with a protective conductor connection, not shown.
  • a thick-film heating conductor track 4 is applied to the underside of the carrier 1 on the enamel layer 3, for example by baking, in the geometric arrangement explained below.
  • This cover layer 5 for example glass layer, has a relatively high dielectric strength at 1250 V.
  • a fastening bolt 7 is provided which extends through and protrudes through the aforementioned layers and is welded to the carrier 1. This mounting bolt 7 is used for mechanical attachment of the hotplate heating element, for example in a hob of the type mentioned.
  • different heating zones are segment-shaped in the form of circular sections of different surfaces.
  • wide, segment-shaped heating zones 24 and narrow segment-shaped heating zones 25 are alternately strung together within the annular overall heating zone 21 with an unheated central zone 22 and an unheated peripheral zone 23.
  • a single heating conductor 4 can be provided here for all heating zones, or it can be a two-circuit heating with a heating conductor for the wide heating zones 24 and a heating conductor for the narrow heating zones 25.
  • the narrow heating zones 25 form the heating Heating zones and the wide heating zones 24 normal cooking heating zones.
  • connection contact surfaces can be provided for the connection of the heating conductor.
  • the individual heating zones are largely thermally decoupled from one another. 1 by insulating webs 26, which are arranged in the region between the heating zones 9 and 10 and preferably also extend through the carrier 1, so that in this way a clear thermal delimitation of the various heating zones or none significant thermal influence on the adjacent heating zone and, if possible, no heat conduction in the support 1 is obtained.
  • insulating bars 26 instead of insulating bars 26 or additionally, between the heating zones, e.g. in the material of the carrier 1 and / or top layer 5, heat sinks e.g. be provided in the form of material constrictions.
  • the hotplate surface can have a plurality of separate heating conductor tracks 4a or 4b, which are illustrated in FIG. 3 on the basis of a circuit diagram.
  • the same or different heating powers can be assigned to these heating conductor tracks, as indicated in FIG. 3 by different numbers of turns.
  • All heating conductor tracks are parallel to one another and can be connected individually or in combination to the power source via a multi-stage switch 38.
  • a total of nine heating levels, consisting of four individual heating levels and five combination heating levels, each with operation of two heating conductor tracks, are obtained through four heating conductor tracks.

Landscapes

  • Surface Heating Bodies (AREA)
  • Cookers (AREA)
  • Electric Stoves And Ranges (AREA)
  • Baking, Grill, Roasting (AREA)
  • Resistance Heating (AREA)

Description

  • Die Erfindung bezieht sich auf ein Kochstellenheizelement gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.
  • Bei einer bekannten elektrischen Heizvorrichtung gemäß US-A-1 636 029 sind an der Unterseite eines metallischen Kochplattenkörpers zellenartige, durch Rippen begrenzte Hohlräume vorgesehen, in welchen Heizelemente angeordnet sind. Die Rippen begrenzen zueinander konzentrische Hohlräume zur Unterbringung von Heizelementen unterschiedlicher Heizleistung. Bei einer anderen bekannten Kochplatte gemäß DE-A-31 26 989 ist an der Unterseite einer Trägerplatte eine Widerstandsschicht aufgebracht, die durch radiale und konzentrische Einschnitte zur Bildung z.B. von mäanderförmig verlaufenden Heizleitern mehrfach unterbrochen ist, derart, daß die Bereiche der Widerstandsschicht die Form von Kreis- bzw. Kreisringsektoren aufweisen. Hierbei ist vorgesehen, daß ringförmige oder kreisförmige Bereiche unterschiedlicher elektrischer Oberflächenbelastung entstehen. Bei einer bekannten Massekochplatte gemäß DE-B-1 690 557 besitzt ein dünnwandiger Metallkörper radiale Versteifungsrippen. Auf die Unterseite des Metallkörpers wird eine Heizfolie aufgebracht, die so ausgebildet sein kann, daß die Randzone leistungsmäßig bevorzugt ist. Schließlich ist aus DE-C-807 974 ein plattenförmiger Bodenheizkörper für elektrische Heizgeräte bekannt, welcher durch kernförmige, radiale Schlitze unterteilt ist in sektorenartige Bereiche, die am Plattenrand zusammenhängen. Durch diese in einem gewissen Umfang einzeln federnden Sektoren soll der Kontakt zu einem unebenen, zu beheizenden Boden verbessert werden.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Kochstellenheizelement gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 so zu gestalten, daß in konstruktiv und fertigungstechnisch einfacher Weise die Besonderheiten der Flachleiter-Technik vorteilhaft für die Beheizung von Kochstellen ausgenützt werden. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch die im Kennzeichnungsteil des Patentanspruches 1 aufgeführten Merkmale. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den nachfolgenden Patentansprüchen.
  • Die erfindungsgemäße Lösung ergibt ein Kochstellenheizelement, das in besonders flacher Bauweise ausgestaltet sein kann und das die Möglichkeit eröffnet, auf der gesamten, z.B. kreisrunden Heizfläche unterschiedliche, wählbare Heizflächenbelastungen zu erhalten, insb. für den Ankoch- und Fortkochvorgang (Normalkochvorgang). Derartige Schachtelkonfigurationen mit unterschiedlichen Heizleistungen lassen sich in besonders vorteilhafter Weise bei Anwendung der sogenannten Dickschichtpasten-Technik herstellen. Obwohl es fertigungstechnisch von Vorteil ist, wenn der Querschnitt sämtlicher Heizleiterbahnen oder Heizleiterabschnitte gleich ist, besteht im Rahmen der Erfindung auch die Möglichkeit, den Heizbahnen-Querschnitt zu variieren, um auf diese Weise unterschiedliche Heizwirkungen zu erzielen. Im erstgenannten Fall, also bei konstantem Querschnitt, wird man unterschiedliche Heizwirkungen erzielen, indem man die Abstände der z.B. mäanderartig verlaufenden Heizleiter mit unterschiedlichem Abstand voneinander anordnet bzw. unterschiedliche Lücken zwischen den Mäanderabschnitten vorsieht.
  • Die Erfindung ist anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen nachstehend beschrieben.
  • Es zeigt:
    • Fig. 1
    die Schnittansicht eines Kochstellenheizelementes,
    Fig. 2
    eine vereinfachte Darstellung einer Ausführungsform mit segmentartigen Heizzonen,
    Fig. 3
    das Schaltschema eines mit mehreren separaten Heizleiterbahnen ausgerüsteten Kochstellenheizelementes.
  • Beim Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 handelt es sich z.B. um ein kreisrundes Kochstellenheizelement, das unmittelbar oder mittelbar z.B. in Verbindung mit einer Muldenplatte oder Glaskeramikplatte als Kochplattenheizung dienen kann. Es besitzt als Träger 1 eine ebene, glatte Stahlplatte aus einem bis ca. 700°C zunderbeständigen Material, die vorzugsweise beidseitig mit Emailbeschichtungen 2 und 3 versehen ist. Dieser metallische Träger 1 ist mit einem nicht weiter dargestellten Schutzleiteranschluß versehen. Auf die Unterseite des Trägers 1 auf der Emailschicht 3 z.B. durch Einbrennen aufgebracht ist eine Dickschicht-Heizleiterbahn 4 in nachstehend erläuterter geometrischer Anordnung. Hierauf bedarfsweise aufgebracht, ist eine ebenfalls isolierende Deckschicht 5. Diese Deckschicht 5 z.B. Glasschicht besitzt eine relativ hohe elektrische Durchschlagsfestigkeit bei 1250 V. An der Unterseite der Deckschicht 5 unmittelbar oder mit Abstand angebracht ist eine Reflektorschicht 6 z.B. in Form einer Metalloxydschicht, einer Metallfolie oder dergleichen. Im Zentrum ist ein Befestigungsbolzen 7 vorgesehen, der die vorgenannten Schichten durch- und überragt und am Träger 1 angeschweißt ist. Dieser Befestigungsbolzen 7 dient der mechanischen Befestigung des Kochstellenheizelementes z.B. in einer Kochmulde der eingangs erwähnten Art.
  • Wie aus Fig. 2 ersichtlich, sind verschiedene Heizzonen segmentförmig ausgebildet in Form von Kreisausschnitten unterschiedlicher Oberfläche. Hierbei sind innerhalb der ringförmigen Gesamtheizzone 21 mit unbeheizter Mittelzone 22 und unbeheizter Randzone 23 breite, segmentförmige Heizzonen 24 und schmale segmentförmige Heizzonen 25 abwechselnd aneinandergereiht. Es kann hier für alle Heizzonen eine einzige Heizleiterbahn 4 vorgesehen sein, oder aber es kann sich um eine Zweikreisheizung handeln mit einer Heizleiterbahn für die breiten Heizzonen 24 und einer Heizleiterbahn für die schmalen Heizzonen 25. Im letztgenannten Fall bilden die schmalen Heizzonen 25 die Ankoch-Heizzonen und die breiten Heizzonen 24 Normalkoch-Heizzonen. Im erstgenannten Fall erhält man aufgrund der unterschiedlich großen beheizten Flächen dieser Zonen unterschiedliche Heizwirkungen. In der unbeheizten Mittelzone 22 oder aber in der Randzone 23 können Anschlußkontaktflächen für den Anschluß der Heizleiterbahn vorgesehen sein.
  • Bei allen Ausführungsbeispielen ist es vorteilhaft, wenn die einzelnen Heizzonen thermisch weitgehend voneinander entkoppelt sind. Dies kann gemäß Fig. 1 erfolgen durch isolierende Stege 26, die im Bereich zwischen den Heizzonen 9 und 10 angeordnet sind und vorzugsweise sich auch bis durch den Träger 1 hindurch erstrecken, so daß auf diese Weise eine klare thermische Abgrenzung der verschiedenen Heizzonen bzw. keine wesentliche thermische Beeinflussung der jeweils benachbarten Heizzone und möglichst auch keine Wärmeleitung im Träger 1 erhalten wird. Anstelle von Isolierstegen 26 oder zusätzlich können zwischen den Heizzonen, z.B. im Material des Trägers 1 und/oder Deckschicht 5, Wärmesenken z.B. in Form von Materialverengungen vorgesehen sein.
  • Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 2 kann die Kochstellenfläche mehrere separate Heizleiterbahnen 4a bzw. 4b besitzen, die in Fig. 3 anhand eines Schaltschemas verdeutlicht sind. Diesen Heizleiterbahnen können jeweils gleiche oder unterschiedliche Heizleistungen zugeordnet sein, wie in Fig. 3 durch unterschiedliche Windungsanzahl angedeutet. Sämtliche Heizleiterbahnen liegen zueinander parallel und sind einzeln oder in Kombination über einen mehrstufenschalter 38 anschließbar an die Stromquelle. Man erhält so durch vier Heizleiterbahnen insgesamt neun Heizstufen, bestehend aus vier Einzel-Heizstufen und fünf Kombinations-Heizstufen mit Betrieb jeweils zweier Heizleiterbahnen.

Claims (8)

  1. Kochstellenheizelement mit auf einem Träger aufgebrachten, in segmentförmigen Zonen angeordneten, mindestens zwei Heizleiterbahnen, dadurch gekennzeichnet, daß die kreisausschnittsförmigen Segmente abwechselnd aufeinanderfolgende Zonen (24, 25) unterschiedlicher Heizleistung bilden.
  2. Kochstellenheizelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Normal-Heizzonen (24) und Ankoch-Heizzonen (25) abwechselnd aufeinander folgen und daß die Normal-Heizzonen (24) größere beheizte Flächen haben als die Ankoch-Heizzonen (25).
  3. Kochstellenheizelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Verteilungsmuster aller Heizleiterbahnen bzw. -Abschnitte gleich ist und der Querschnitt der Heizleiter-Bahn in den verschiedenen Zonen unterschiedlich ist.
  4. Kochstellenheizelement nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Querschnitt der Heizleiter-Bahn bzw. seines -Abschnittes in der äußersten Heizzone kleiner ist als derjenigen der übrigen Heizleiterbahnen.
  5. Kochstellenheizelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Heizleiter der unterschiedlichen Zonen oder -Abschnitte über einen Mehrstufenschalter in unterschiedlichen Schaltverbindungen einzeln oder zusammen geschaltet betreibbar sind.
  6. Kochstellenheizelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Heizleiterbahnen in Dichtschichtpasten-Technik aufgebracht sind.
  7. Kochstellenheizelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in einer unbeheizten Zone (12) der Kochstellenfläche (8) eine elektrische Meßwiderstandsbahn (19) angeordnet ist, die in Abhängigkeit von der auf sie einwirkenden Heizenergie der Steuerung oder Regelung der Heizleistung dient.
  8. Kochstellenheizelement nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßwiderstandsbahn (19) am Randbereich des Kochstellenheizelementes angeordnet ist.
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