EP0381792A1

EP0381792A1 - Kochgerät

Info

Publication number: EP0381792A1
Application number: EP89102187A
Authority: EP
Inventors: Josef Lorenz; Robert Kicherer
Original assignee: EGO Elektro Gerate Blanc und Fischer GmbH
Current assignee: EGO Elektro Geratebau GmbH
Priority date: 1987-08-26
Filing date: 1989-02-09
Publication date: 1990-08-16
Also published as: US4960978A; DE3728466A1

Abstract

Ein Elektrokochgerät weist eine aus Stahlblech, Glas, Keramik oder Glaskeramik bestehende Trägerplatte (15) auf, auf deren Unterseite Dickschicht-Widerstände (16) zur elektrischen Beheizung angebracht sind. Sie kann als großflächige Platte mit mehreren Kochstellen oder als Einzelkochplatte ausgebildet sein, die in einem Einbaurand (26) aufgenommen ist. Fühler (22) zur Temperaturbegrenzung und -regelung sind ebenfalls als Schicht-Widerstandsfühler auf der Trägerplatten-Unterseite angebracht.

Description

Die Erfindung betrifft ein Kochgerät, das entweder in Form eines Gesamtgerätes, beispielsweise mit einer mehrere Kochstellen überdeckenden zusammenhängenden Kochfläche versehen sein kann oder auch aus in einen Kochherd oder eine Kochmulde einzusetzenden Einzelkochplatten bestehen kann.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine solche Kochplatte und/ oder ihre Beheizung weiter zu verbessern.
Die Erfindung schafft eine Kochplatte, die ein oder mehrere der im folgenden beschriebenen Erfindungsmerkmale aufweist, wobei diese jeweils für sich allein oder zu mehreren, auch in Form von Unterkombinationen zur Verwirklichung der Erfindung dienen können:
Der Kochplattenträger kann aus Metall, insbesondere Metallblech, vorzugsweise aus Chromstahl bestehen. ChromstahlTypen 1.4742 und 1.4016 haben sich besonders geeignet gezeigt. Der Kochplattenträger kann aber auch aus Glas, beispielsweise Quarzglas, oder Keramik, z.B. auf Basis von Aluminiumtitanat, Aluminiumnitrid oder Siliciumnitrid, oder aus Glaskeramik bestehen. Statt Quarzglas kann auch Quarzgut verwendet werden, das sich in den optischen Eigenschaften vom Quarzglas unterscheidet, was jedoch im vorliegenden Anwendungsfall nicht so wesentlich ist. Auch Verbundwerkstoffe, beispielsweise ein Metall mit einer unten aufgebrachten dielektrischen Isolierschicht und/oder einer Emaillierung auf der oberen Fläche sind vorteilhaft brauchbar. Insbesondere bei einer Chromstahl-Trägerplatte ist es bevorzugt, die Kochplatten-Oberfläche mit einem dunklen, temperaturbeständigen Email zu versehen, weil Chromstahl sich bei den auftretenden Temperaturen verfärben könnte, was wegen der Optik nicht akzeptiert wird.
Diese Trägerplatten können, wie bereits beschrieben, als Einzelkochplatten oder als Gesamtplatten mit stellenweise darunter angebrachter Beheizung vorgesehen werden, wobei bei den Chromstahlplatten die Ausbildung als Einzelplatte bevorzugt ist, um Verzugserscheinungen vorzubeugen.
Die Beheizung erfolgt vorteilhaft durch Dickschicht-Widerstände, die auf die Unterseite der Träger im Falle von isolierenden Trägern direkt und im Falle von leitenden oder leitend werdenden sowie mit der Beheizung unverträglichen Materialien auf einer entsprechenden Zwischenschicht aufgebracht werden. Die Dickschicht-Widerstände können im Siebdruck, durch Rakel-Verfahren oder eine Tintenstrahl-Auftragsmethode auf den Träger aufgebracht werden. Sie sind entweder mit gut leitenden Metallen, z.B. auf Silber-, Kupfer-, Nickel- oder Aluminium-Basis, versehene sehr dünne Schichten, die ggf. als Mäander angeordnet sind, um den nö tigen Widerstand zu ergeben oder es können echte Widerstandsschichten verwendet werden, die dann großflächig von Strom durchflossen sind, beispielsweise auf Ruthenium-Basis. Die leitenden Bestandteile sind in Glasfritten oder anderen pulver- oder pastenförmigen Medien vorgesehen, die auch Oxide als Binder enthalten können, in dem bereits beschriebenen Verfahren aufgebracht und schließlich aufgeschmolzen bzw. aufgebrannt werden. Auch eine evtl. auf dem Träger als Verbund- oder Zwischenschicht vorgesehene dielektrische Schicht kann in dem gleichen Verfahren als dünne, in Pastenform aufgebrachte Glasschicht vorgesehen sein.
Die Anschlüsse erfolgen vorteilhaft über aufgelötete Stifte mit einer vergrößerten Kontaktplatte. Als Hartlot wird eine metallgefüllte Glaspaste verwendet, die vorzugsweise im Siebdruckverfahren auf die Kontaktstelle aufgebracht wird. Hiermit kann z.B. ein aus Nickel bestehender Bolzen an der vorgesehenen Kontaktfläche direkt am Dickschicht-Widerstand festgelötet werden, und zwar in einem Hartlot-Verfahren, das erhebliche Temperaturen aushält. An dem Anschlußbolzen kann dann durch ein übliches Schweißverfahren eine Litze befestigt werden.
Die Regelung bzw. Temperaturbegrenzung kann vorteilhaft mechanisch oder elektronisch erfolgen. Als Fühler können Dickschicht-Temperatursensoren auf dem Träger mit angebracht werden, z.B. Fühlerschichten mit positiver oder negativer thermischer Widerstandscharakteristik (PTC- oder NTC-Fühler). Die vorteilhafte Anbringung mehrerer Fühler an unterschiedlichen Orten des Trägers und/oder ein oder mehrere großflächig die Temperatur erfassende Fühler können auch Temperaturdifferenzen innerhalb des Trägers erfassen, was die Entwicklung eines automatischen Kochsystems mit Topferkennung möglich macht. Dabei wird berücksichtigt, ob ein Topf z.B. wegen seines unebenen Bodens oder wegen geringer Füllmenge wenig Leistung abnimmt.
Die Temperaturbegrenzung über diese vorzugsweise aufgedruckten Fühler sollte vorteilhaft so erfolgen, daß keine Verwerfung oder thermische Überlastung der Träger erfolgen kann. Bei Metallträgern, insbesondere wenn sie relativ dünn sind, ist die Verwerfung das Hauptproblem, dem man allerdings durch die Wahl von Material mit geringem Ausdehnungskoeffizienten entgegensteuern kann. Eine sinnvolle Temperaturgrenze dürfte zwischen 350 und 500 °C, vorzugsweise zwischen 400 und 450 °C liegen. Mit diesen Temperaturen sind alle Koch- und Bratvorgänge durchzuführen und eine Verwerfungsneigung hält sich dort sehr in Grenzen. Dies gilt insbesondere für Kochplatten die die Wärme bevorzugt durch Kontakt übertragen, während strahlungsbeheizte Kochplatten teilweise an ihrer Unterseite höheren Temperaturen ausgesetzt sind, die bis an die z.B. für Glaskeramik zulässige Temperaturgrenze (über 600 °C) herangehen. Auch dort läßt sich aber durch die Temperaturbegrenzung mittels aufgedruckter Fühler die Temperatur sicher erfassen und begrenzen.
Es sind Standard-Kochplattengeometrien möglich, beispielsweise Kreisformen und alle anderen sinnvollen Formen, wie langgestreckte, ovale oder viereckige Kochplattenformen. Auch Zweikreis-Ausführungen, beispielsweise in Form von zwei konzentrischen, unabhängig voneinander schaltbaren Kochstellen, die eine Anpassung an unterschiedliche Kochtopfgrößen gestatten, sind gut machbar, auch Formen, die ein zentrales rundes Kochfeld und daran einseitig oder beidseitig anschließende, die Kochfläche zu einer langgestreckten Form verlängernde Zuschalt-Heizstellen haben.
Es ist ferner möglich, den Träger in Bereiche mit unterschiedlichen Temperatur-Grundeinstellungen oder unterschiedlicher Einstellbarkeit zu unterteilen, die beispielsweise zum Braten, Kochen und Wärmen vorgesehen sind.
Auch bei Einzelkochplatten ist ein nahezu ebener, d.h. mit der die Einzelplatte umgebenden Einbauplatte nahezu gleich hoher Einbau möglich.
Die Abdichtung zwischen Einzelkochplatten und der Kochmulde oder Einbauplatte kann durch Silicondichtungen oder auch, insbesondere in Verbindung mit einem aus Metall bestehenden Rand oder Rahmen, durch Schmelzglas erfolgen. Die beispielsweise selbst aus Glas oder Keramik bestehende Platte kann durch ein niedriger schmelzendes Glas mit dem sie umgebenden Ring verschmolzen oder verklebt sein, so daß absolute Durchlaufsicherheit gegeben ist. Dazu wird bevorzugt für den Rand und die Platte und ggf. auch das Schmelzglas ein Material mit vergleichbarem oder gleichem Ausdehnungskoeffizienten gewählt, und zwar unter Berücksichtigung der jeweils an den einzelnen Stellen auftretenden Temperaturen.
Bei der Verwendung einer weitgehend durchsichtigen oder transparenten Trägerplatte kann die Dickschicht-Leiterbahn und/oder eine darunter liegende farbige Schicht, beispielsweise eine Rückseiten-Isolierschicht, als Dekor dienen. Damit ist eine gute optische Kennzeichnung der jeweiligen Kochstelle möglich.
Aufgrund der niedrigen Masse und niedrigen Wärmeträgheit der an der Heizung beteiligten Bauteile und der guten Wärmeleitfähigkeit (bei Chromstahl metallische Wärmeleitfähigkeit, bei Glas hoher Strahlungsanteil ergeben sich extrem gute Wirkungsgrade. Eine Verbesserung des Wirkungsgrades wurde gegenüber üblichen Beheizungen um über 50 % gemessen.
Sehr vorteilhaft kann die Wärmedämmung nach unten durch eine Wärmedämm-Matte oder einen Formkörper aus Isoliermaterial erfolgen wobei vorzugsweise zwischen dem Dickschicht-Widerstand und der Matte ein Abstand von einigen Millimetern, vorzugsweise ca. 2 mm, besteht, in dem sich ruhende Luft oder auch ein Vakuum befinden kann. Die Dekorschicht auf der der Trägerplatte abgewandten Seite, d.h. unterhalb der Heizleiter, kann gleichzeitig auch als Schutz für diese dienen.
Einige Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im folgenden näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Draufsicht auf ein Kochgerät;
Fig. 2 bis 7 Teil-Querschnitte durch in einer Einbauplatte eingebaute Einzelkochplatten; und
Fig. 8 eine Detaildarstellung eines Kochplattenanschlusses.

Fig. 1 zeigt die Draufsicht auf ein Kochgerät 11 mit einer Einbauplatte 15, die in eine Arbeitsplatte 12, beispielsweise die obere Abdeckplatte eines Küchenmöbels, eingebaut ist. Diese Einbauplatte 15 besteht aus Glaskeramik, die an der Unterseite, ggf. unter Zwischenschaltung einer isolierenden Glas-Zwischenschicht vier Heizstellen 13 mit je zwei konzentrisch zueinander angeordneten Heizwiderständen in Form eines Dickschicht-Widerstandes aufgebracht sind. Die Zeichnung zeigt das Dekor der Kochplatten-Oberseite, das jeweils zwei zueinander konzentrische, unabhängig voneinander schaltbare Bereiche andeutet.
Fig. 2 zeigt eine Schnitt durch eine Einzelkochstelle 14, die aus einer oberen Trägerplatte 15 aus Quarzglas besteht, an deren Unterseite Dickschicht-Widerstände 16 durch Beschichten aufbegracht sind. Die Trägerplatte 15 liegt im Rand einer Trägerschale 17, die mit einem überragenden Rand 18 auf dem Rand der Öffnung in einer Einbauplatte 19 aufliegt und sich dort über Federelemente 20 an der Unterseite abstützt. Die Einbauplatte kann beispielsweise aus Hartglas, aber auch aus emailliertem Stahlblech oder V2A-Stahl bestehen. In der flachen Trägerschale liegt mit Abstand von der Unterseite der Beheizung 16 eine Wärmeisolierung 21.
Fig. 3 zeigt ebenfalls eine Trägerplatte 15 aus Quarzglas, auf der Unterseite ein Dickschicht-Widerstand 16 in mehreren Bereichen, beispielsweise zur Schaffung einer ZweikreisPlatte direkt aufgebracht ist. Ein Sensor 22 für eine Temperaturregelung und/oder -begrenzung ist in gleicher Weise an der Unterseite aufgebracht. Die ganze Rückseite wird von einer farbigen Schutzschicht 23 überdeckt, die auch durch die Quarzglasplatte hindurchschimmern kann. Am Rand ist die Trägerplatte 15 in einem aus rostfreiem Stahlblech bestehenden Rand aufgenommen, der einen an der Innenseite nach unten vorstehenden Tropfrand 24, einen Aufnahmewinkel 25 für den Rand der Trägerplatte und einen nach außen ragenden Flansch 26 aufweist, der zuerst im wesentlichen horizontal, dann unter einem Winkel abwärts geneigt verläuft und auf einer Schulter einer Einbauplatte 19 aufliegt, die aus verformtem Blech besteht. An die Schulter 27 schließt sich innen ein aufwärts gerichteter Süllrand 28 und außen eine Vertiefung 29 an. Der Rand der Trägerplatte 15 ist im Bereich des Aufnahmewinkels 25 durch Einschmelzen mittels eines aus einer Glaspaste entstandenen Schmelzglases befestigt.
Fig. 4 zeigt eine derartige Ausführung, bei der der Rand der Trägerplatte 15 nach unten konisch erweitert ist und von einem Randbereich 30 der Trägerschale 17 umfaßt wird, wobei dort eine Silicondichtung zwischengelegt ist. Auch die Auflage auf der Einbauplatte 19, die wiederum aus Hartglas bestehen kann, wird über eine Silicondichtung vorgenommen. Die Festlegung der Trägerschale 17 in der Öffnung der Einbauplatte 19 erfolgt durch federnde Lappen 31, die beim Eindrücken der Einheit in die Einbauöffnung hinter dem Öffnungsrand einschnappen.
Fig. 5 zeigt eine entsprechende Konstruktion, bei der zur Verringerung der Einbauhöhe der Kochfläche 33 gegenüber der Oberfläche der Einbauplatte 19 diese im Öffnungsbereich eine obere umlaufende Vertiefung 34 aufweist, in die sich der Aufnahmewinkel 25 einfügen kann. Dabei liegt der sich horizontal erstreckende obere, äußere Flansch 35 der Trägerschale auf der Oberfläche der Einbauplatte auf. Er kann aus emailliertem Stahlblech bestehen. Die Aufnahme der Beheizungs-Trägerplatte 15 in dem Aufnahmewinkel 25 erfolgt ähnlich Fig. 3, jedoch ist der Aufnahmewinkel nicht so tief wie die Trägerplatte dick ist und diese ist dafür im Randbereich abgeschrägt.
Fig. 6 zeigt eine Ausführung entsprechend Fig. 5, bei der, wie bei allen Ausführungen, gleiche Teile durch gleiche Bezugszeichen gekennzeichnet sind und auf ihre nochmalige Beschreibung verzichtet wird. Hier ist auch der Randflansch 35 in der Einbauplatte 19 versenkt.
In Fig. 7 ist eine Ausführung gezeigt, bei der die Trägerplatte 15 unter Zwischenschaltung des Aufnahme-Winkelbereiches 25 auf der Einbauplatte 19 aufliegt, weil sie einen größeren Durchmesser hat als die Einbauöffnung. Dabei ist der äußere Rand 36 der Trägerschale 17 nach unten geneigt und liegt auf der Oberfläche der Einbauplatte auf.
Fig. 8 zeigt in starker Vergrößerung einen vorzugsweise aus Nickel bestehenden Anschlußbolzen 40, der mittels einer Hartlotschicht 41 mit seinem plattenförmigen Befestigungsabschnitt 42 auf einer zur Dickschicht-Widerstandsbeheizung 16 gehörenden Kontaktfläche 43 aufgelötet ist. Die Dickschicht-Beheizung 16 ist unter Zwischenschaltung einer glasartigen Isolierschicht 44 auf eine z.B. aus Chromstahl bestehende Träger- oder Kochplatte 15 aufgebracht. Die einzelnen Schichten haben die eingangs beschriebenen Zusammensetzungen, wobei für das Hartlot eine mit Edelmetall gefüllte Glaspaste, für die Widerstandsschicht 16 eine solche auf Ruthenium-Basis in einer Glasfritte und für die Isolierschicht 44 eine Glasschicht bevorzugt ist, die alle durch Schmelzen bzw. Einbrennen nacheinander aufgebracht sind, nachdem sie vorher im Siebdruckverfahren oder einem ähnlichen Aufbringungsverfahren aufgebracht wurden. An dem relativ dünnen, von der plattenförmigen Kontaktfläche abstehenden Anschlußstift 45 des Bolzens ist ein Anschlußdraht 46 angeschweißt.

Claims

1. Kochgerät mit einer Trägerplatte (15) und einer elektrischen Beheizung (16), dadurch gekennzeichnet, daß die Beheizung (16) an der Unterseite der Trägerplatte (15) in Form eines Schichtwiderstandes aufgebracht ist.

2. Kochgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Trägerplatte (15) aus Metall, insbesondere einem Edelstahlblech, wie Chromstahlblech, besteht.

3. Kochgerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß auf die Unterseite der Trägerplatte (15) eine isolierende Zwischenschicht (44) aufgebracht ist.

4. Kochgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Widerstandsschicht (16) und die ggf. vorgesehene Isolierschicht (44) eine Glasschmelze beinhalten.

5. Kochgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Anschluß in Form eines Metallbolzens, vorzugsweise mit einer vergrößerten Anlagefläche mittels eines metallgefüllten Glas-Hartlots (41) auf einen Kontaktbereich (43) der Widerstandsschicht (16) aufgebracht ist.

6. Kochgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Trägerplatte (15) aus Glas, Keramik oder Glaskeramik besteht und als Einzelkochplatte oder als mehrere Kochstellen überdeckende Gesamtplatte ausgebildet ist.

7. Kochgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Kochplatte bzw. Kochstelle mehrere unabhängig voneinander schaltbare Beheizungen enthält, die nebeneinanderliegende oder einander umfassende Zonen bilden.

8. Kochgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine aus Metall bestehende Trägerplatte und/oder ein die Trägerplatte umgebender Einbauring emailliert ist.

9. Kochgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Verbindung zwischen der Trägerplatte (15) und einem Einbaurand (24, 25, 26) durch eine Glasfritte erfolgt.

10. Kochgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß durch eine Dekorschicht (23) auf der der Trägerplatte (15) abgewandten Seite der Beheizung (16), die gleichzeitig auch als Schutz für die Heizleiter dient und vorteilhaft auch nicht mit Beheizung (16) versehene Teile der Kochstelle überdeckt.

11. Kochgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Unterseite der Trägerplatte (15) Temperaturfühler (22) für die Temperaturregelung bzw. -begrenzung nach Art von Schichtwiderständen aufgebracht sind, wobei vorzugsweise mehrere Fühler an unterschiedlichen Stellen der Kochplatte angeordnet sind und/oder die Fühler großflächig mehrere Bereiche der Kochplatte erfassen.