EP0585831B9 - Heizer, insbesondere für Küchengeräte - Google Patents

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EP0585831B9
EP0585831B9 EP93113722A EP93113722A EP0585831B9 EP 0585831 B9 EP0585831 B9 EP 0585831B9 EP 93113722 A EP93113722 A EP 93113722A EP 93113722 A EP93113722 A EP 93113722A EP 0585831 B9 EP0585831 B9 EP 0585831B9
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
resistor
radiant heater
heater according
engagement portion
support body
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
EP93113722A
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English (en)
French (fr)
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EP0585831A3 (de
EP0585831B1 (de
EP0585831A2 (de
Inventor
Martin Gross
Eugen Wilde
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 Geratebau GmbH
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Publication date
Family has litigation
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Application filed by EGO Elektro Geratebau GmbH filed Critical EGO Elektro Geratebau GmbH
Publication of EP0585831A2 publication Critical patent/EP0585831A2/de
Publication of EP0585831A3 publication Critical patent/EP0585831A3/de
Publication of EP0585831B1 publication Critical patent/EP0585831B1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP0585831B9 publication Critical patent/EP0585831B9/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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Classifications

    • 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
    • H05B3/748—Resistive heating elements, i.e. heating elements exposed to the air, e.g. coil wire heater

Definitions

  • the invention relates to a heater according to the preamble of claim 1.
  • a heater in particular for kitchen appliances, e.g. a radiant heater or other radiator for heating a hotplate, an oven muffle or other.
  • Such radiators usually form a self-contained unit, which as such is then connected to the corresponding device, e.g. a hob, a muffle wall or the like is to be attached.
  • a heating side of the radiator then forms the correspondingly large-area output for the thermal output of the radiator.
  • Resistors such as heating resistors, series resistors or similar components, can be provided in a plane which is approximately parallel or set back from the plane of the thermal output.
  • the respective resistor is expediently assigned insulation which can simultaneously form the only support for mechanically holding one or all of the resistors and expediently has a continuous surface area which is approximately in the order of magnitude of the thermal output, for which a particularly flat or only a few millimeters thick insulation is suitable.
  • the insulation is primarily electrically insulating and can also be thermally insulating, but does not have to be impermeable to visible thermal radiation, for example infrared radiation, at least in the region of the intervention of the respective resistor. At least in these areas, the insulation can also be designed such that as much heat or at least the majority of it is dissipated from the engaging section of the resistor not only in the first phase of commissioning, but also in continuous operation, as from the non-engaging section.
  • Fastening elements can be used for securing against lifting, which can be formed in one piece with the resistor in the form of staples, adhesive spots or similar separate components or in the form of angled projections and are both connected to the resistor and engage in the insulation.
  • fastening members In the case of flat resistors in particular, such fastening members then form resistance-inactive components insofar as they do not contribute to the electrical resistance value, namely rather in the manner of blind branches of the current or only a significantly reduced flow through them compared to the sections with maximum flow density.
  • These fasteners increase in the case of certain training the complexity and possibly not negligible the weight of the radiator and are essentially only heated by heat conduction or radiation from the resistive areas of the heating resistor, but not by your own resistance work.
  • Round wire resistance coils on the other hand, can be embedded tightly enclosed in the insulation with resistance-active fastening sections.
  • flat resistors which are attached to the insulation at least partially lying or completely embedded between insulating layers, for example as a non-inherently stable evaporated layer.
  • flat resistors whose resistance-active cross-sections are at least partially not parallel to the heating side or heating level, but instead inclined to right-angled, have significant advantages because they take up less space even with high resistance power transversely to their longitudinal direction and approximately parallel to the heating level and therefore in higher power density and can be better insulated against leakage currents. Securing against taking off, however, is more difficult and more complex for the reasons mentioned above.
  • DE-A-2 551 137 shows a support leg which is continuously flat until after it has been inserted into the base body and only then is angled around a zone parallel to the heating plane.
  • the US-A-600 057 shows for a flat resistor a support leg which is curved back and forth in the elastic range, so that it would return to its flat, elongated shape when relaxed.
  • the invention is further based on the object of creating a radiator with which disadvantages are known Training or disadvantages of the type described can be avoided.
  • a resistor with flat cross sections in the area or outside of these cross sections should be secured in a simple manner on the insulation, in particular against being lifted off, even if at least parts of the respective flat cross section lie transversely to the heating plane.
  • thermal overloads of the insulation should possibly be avoided and / or as many conductive or metal elements that are electrically conductively connected to the resistor should be included in the electrical resistance work.
  • Means are proposed by means of which the respective resistance is secured against lifting off through direct engagement connection of a resistance-active area with the insulation.
  • the resistance expediently has in the region of this fastening section and / or subsequent to or in the longitudinal distance from this fastening section at least one elongated longitudinal section with full flat cross sections which are at least partially transverse to the heating plane.
  • the respective fastening section or the resistor can have only resistance-active cross-sections over its entire one-part longitudinal extension. Furthermore, the overall height of the insulation, the resistance and the entire radiator can be reduced in particular if the longitudinal edge surface mentioned in essentially all of the longitudinal sections of the resistor lie essentially in a single plane. Or if there are no longitudinal sections of the resistor which are spaced apart and adjoin one another via an arc of curvature and which engage in the insulation to different depths or whose longitudinal direction is at an angle to one another.
  • the central longitudinal axis of all fastening sections or all longitudinal sections can be provided in a single plane, through which the heating plane can be defined.
  • the heating resistor is also supported directly over the surface of the insulation to secure it against lateral movements parallel to the heating plane, its two side surfaces being able to bear closely against approximately parallel supporting surfaces of the insulation, essentially under all operating conditions, at approximately the same or different heights. In contrast to a support only in the area of a sharp edge of an edge surface and not also at a distance from this edge surface, very good lateral support is achieved as a result.
  • the resistance can also be well secured against movements to the core of the insulation if it is supported on the insulation over at least half of its length or its entire length with the associated edge surface at least in one operating state. Is the respective mounting section spring back z. B. biased in that it engages curved approximately parallel to the heating level in the insulation, so an additional securing jamming against the insulation takes place by the expanding and / or narrowing spring force.
  • the respective fastening section or the entire resistor is formed by a flat wire or a flat strip, the respective longitudinal edge of which is approximately straight in the stretched, that is to say the longest, state and / or the lateral surfaces of which can also be free of any projections or openings.
  • the material thickness of the flat cross section can be well below half a millimeter and, depending on the requirements, any integer multiple of a tenth of a millimeter or a hundredth of a millimeter, e.g. seven hundredths of a millimeter.
  • the material width or height of the flat cross section is expediently several millimeters, in particular less than 5 mm, and, depending on the requirements in these areas, can be any integer multiple of a half and / or a millimeter, e.g. 3 mm.
  • the greatest depth of engagement of this flat cross-section in the insulation is expediently at least a quarter of the material width or the width between the edge surfaces and at most a fraction more than this width, the depth of penetration being any integer multiple of half a millimeter and / or one millimeter, depending on the requirements can.
  • the insulation is at least partially designed as a light guide and / or on at least one surface as a light exit window within its cross sections and is thus connected to at least one light source.
  • the light source can easily be the resistance emitting infrared radiation during operation, e.g. is arranged over a large area or approximately uniformly distributed over the insulation and its radiation then propagates over a large area within the insulation and also emerges to the heating side.
  • the entire insulation can be used in whole or in part as a light plate, which can be recognized by the covering, translucent and / or transparent cover plate made of glass ceramic or the like as an indication of the operating state.
  • the light guide and / or the light exit function can be changed so that certain desired patterns are achieved.
  • No opacifier can be provided in light-guiding areas or areas intended for the light exit, but rather by means of a translucent admixture, e.g. Quartz powder, or another grain can be replaced.
  • the remaining components of the insulation are expediently light-colored to white and / or translucent in these areas.
  • the heater 1 has an essentially dimensionally stable, multi-part and cup-shaped base body 2, the cup opening of which essentially forms the thermal output.
  • the largest material volume of the base body 2 forms an essentially two-part or three-part insulation 3 consisting of a supporting body 4 and an insulating body 5.
  • the supporting body 4 has, in particular, electrically insulating properties and forms the essentially flat and / or smooth bowl bottom which is exposed for thermal output ,
  • the supporting body 4 is supported flat on an approximately plate-shaped insulating body 5, which has better thermal insulating properties than the supporting body 4 and can only rest on this in the edge and / or at least one ring area, so that a large-area free between the two bodies 4, 5 Gap gap exists.
  • the mechanical strengths, such as compressive, bending, tensile and / or shear strength of the insulating body 5 can be lower than that of the supporting body 4, and both are arranged in a socket 6 made of material with a higher strength, e.g. in a sheet metal shell, which secures the insulation 3 axially and / or radially essentially without play.
  • a ring-shaped continuous edge 8 which forms the cup opening and is made of insulating material which, according to FIG. 1, is formed in one piece with the supporting body 4 and consists of an insulating material which corresponds to that of the supporting body 4 and / or the insulating body 5 is similar.
  • This edge 8 the radial thickness of which is greater than the thickness of the supporting body 4, is closely surrounded by a jacket-shaped edge 9 of the holder 6, which here projects axially beyond the free end face of the edge 8, but does not bear directly against the cover plate in the installed state, eg by an insulating ring placed on the edge 8, which protrudes beyond the edge 9.
  • the resistors 10 which are provided here as heating resistors lying at least partially freely within the cup space, can be arranged approximately parallel to the edge 8 in single or multiple spiral windings or spirals which are located one inside the other.
  • the resistors 10 are preferably distributed substantially uniformly over a field which approximately adjoins the inner circumference of the edge 8 over the entire circumference and extends to the center of the base 7.
  • Each resistor 10 has exactly the same, approximately rectangular, flat cross-sections throughout its entire length in that it is made from a flat strip which is not cut or further processed to remove material components in order to produce the heating resistor.
  • the flat strip is only deformed in a bending manner. It has two side surfaces 12, 13 which are parallel in cross section and two very narrow edge surfaces 14, 15 connecting them, its thickness 29, for. B. about 0.07 mm and its largest cross-sectional width or width 28 z. B. can be about 3 mm.
  • the respective band end of the resistor 10 can be formed directly and without additional intermediate elements as an electrical connection end 16 and can be brought into a position by bending or interleaving with the rest of the resistor 10, in which it is contact-free with respect to the insulation 3 and is particularly suitable for the electrical connection well suited.
  • a one-piece, continuous flat strip can also form two mutually adjacent, separately switchable resistors if they end at one end in one piece via a cross section and / or these individual resistors connecting cross section is integrally formed with a corresponding connection end.
  • the respective resistor 10 forms a fastening section 17 which is continuous over most of its length or its entire length by virtue of the fact that it is continuously in engagement with the support body 4 over this length in such a way that it is secured against movement in the directions mentioned is.
  • an engagement section 18, which adjoins an edge surface 14 in the form of a strip, is continuously embedded in a correspondingly groove-shaped depression 19 of the supporting body 4.
  • the flat cross section 11 continuously forms resistance-active cross sections between the two edge surfaces 14, 15, which is why the engagement section 18 is also resistant to the same extent as the sections of the flat cross section 11 projecting freely above the bottom 7.
  • the depth of engagement of the engaging portion 18 may e.g. about 2 mm or two thirds of the total width of the flat band.
  • the two side surfaces 12, 13 can rest in the area of the respective common longitudinal section at different heights on the insulating material of the support body 4 or at the same height, depending on which radiation conditions or coupling effects are to be achieved.
  • the respective spiral section is elastically prestressed in an area by widening or narrowing, it rests under spring tension with the inner or outer side surface 13 or 12.
  • the resistors 10 are located on the heating side 20 of the base 7 or the base body 2 facing the cup opening and determine, for example, with their edge surfaces 15 closer to the thermal output, a heating plane approximately parallel to the base 7 21.
  • the radiator 1 has a central axis 22, perpendicular to this heating plane 21, about which the resistors 10 are curved.
  • each resistor 10 has a course which changes in its longitudinal direction, for example a sinusoidal curve, in that, in view of the heating plane 21, it is alternately provided with opposite, but essentially the same curvatures 23 and adjacent curvatures with their approximately straight or planar legs 24 merge into one another.
  • the engagement section 18 and the groove-shaped recess 19 are curved permanently or intrinsically stiff, the legs 24 diverge from the respective curvature 23, expediently at an angle of more than 30 °, 60 ° or 90 °.
  • thermal elongations of the resistor are transmitted to the support body 4 in a relatively unproblematic manner, namely mainly in the longitudinal direction of the depression 19.
  • the fastening section can also be biased in the longitudinal direction by stretching and / or compressing the corrugation or the resistance 10 in individual partial or all longitudinal sections, so that it resiliently rests with tension on corresponding transverse flanks of one or both side surfaces of the recess 19.
  • the two legs 24 of a wave arc can each form a correspondingly narrowed or widened pretensioned clamp, which rests with the prestress on the associated side surface of the recess 19. At least in the area of these side surfaces, the support body 4 is resiliently resilient under these tensioning forces, so that there is a very secure clawing of the resistor 10. In contrast, the compressive strength of the material of the resistor 10 is significantly higher.
  • the free end face 25 of the edge 8 projects a small amount beyond the end face of the edge 9, so that a radiation-permeable cover plate 26 made of glass ceramic or the like is prestressed with its flat back or underside under pressure on this end face 25 can concern.
  • the measure of leadership e.g. about the sheet thickness of the socket 6 can be so large that there is only a gap distance between the back of the cover plate 26 and the edge 9.
  • the edge 9 cannot thereby come into direct contact with the cover plate 26, but the gap distance can at most be reduced to a minimum of e.g. Reduce 1 mm or the like.
  • the heating plane 21 is set back at a distance from the end face 25 or the cover plate 26.
  • the respective heating resistor or separate heating resistors can protrude freely to different degrees from the bottom 7 to the heating side 20, engage in the support body 4 at different depths, have different bandwidths and / or different strip thicknesses, as a result of which areas of the heating field with different power density or different sensitivity the heating effect and the glow can be created.
  • the corrugated resistance can be pressed into the dry prefabricated support body 4 without prior production of the recess 19.
  • the insulating material diverts in a compressive manner, after which it springs back or flows back against the engagement section 18, so that the resistance 10 then against lifting off from the floor 7 is secured very positively.
  • the resistor 10 can be pressed in until its edge surface 14 or the fastening projections on the insulating body 5 and / or until the edge surface 14 stops on the support body 4.
  • All described configurations, components, units or spaces can only be provided once or in a plurality of two or more, e.g. to be able to switch several heating fields and / or heating circuits in different power levels.

Description

  • Die Erfindung betrifft einen Heizer nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Es kann ein Heizkörper, insbesondere für Küchengeräte, z.B. ein Strahlungsheizkörper oder anderer Heizkörper zur Beheizung einer Kochstelle, einer Backofenmuffel oder anderem sein. Derartige Heizkörper bilden meist eine in sich geschlossene Baueinheit, die als solche dann an dem entsprechenden Gerät, z.B. einer Herdmulde, einer Muffelwandung oder dgl. zu befestigen ist. Eine Heizseite des Heizkörpers bildet dann den entsprechend großflächigen Ausgang für die thermische Leistung des Heizkörpers. Widerstände, wie Heizwiderstände, Vorwiderstände oder ähnliche Bauteile, können in einer Ebene vorgesehen sein, die zur Ebene des thermischen Ausganges etwa parallel bzw. im Abstand zurückversetzt liegt.
  • Dem jeweiligen Widerstand ist zweckmäßig eine Isolierung zugeordnet, die gleichzeitig den einzigen Träger zur mechanischen Halterung eines oder aller Widerstände bilden kann und zweckmäßig eine durchgehende Flächenausdehnung hat, die etwa in der Größenordnung des thermischen Ausganges liegt, wofür sich insbesondere eine eben plattenförmige bzw. nur wenige Millimeter dicke Ausbildung der Isolierung eignet. Die Isolierung ist vorrangig elektrisch isolierend und kann auch thermisch isolierend sein, muß aber für sichtbare thermische Strahlung, z.B. Infrarotstrahlung wenigstens im Bereich des Eingriffes des jeweiligen Widerstandes, nicht undurchlässig sein. Wenigstens in diesen Bereichen kann die Isolierung auch so ausgebildet sein, daß vom eingreifenden Abschnitt des Widerstandes nicht nur in der ersten Phase der Inbetriebsetzung, sondern ebenfalls im Dauerbetrieb etwa soviel Wärme wie vom nichteingreifenden Abschnitt oder mindestens der größte Teil davon abgeleitet wird.
  • An einer Isolierung, die z.B. aus einer breiig in Form gegossenen Schüttung mit mineralischen Fasern, Körnungen, Bindemittel oder dgl. in Form gebracht bzw. gepreßt und dann getrocknet bzw. ausgehärtet wird, sind Widerstände gegen Abheben verhältnismäßig schwer zu sichern, während die Sicherung gegen seitliche Bewegungen durch Eingriff in Vertiefungen bzw. zwischen Vorsprünge der Isolierung weniger schwierig ist. Zur Abheb-Sicherung können Befestigungsglieder dienen, die in Form von Krampen, Klebepunkten oder ähnlichen gesonderten Bauteilen bzw. in Form von abgewinkelten Vorsprüngen einteilig mit dem Widerstand ausgebildet sein können und sowohl mit dem Widerstand verbunden sind als auch in die Isolierung eingreifen.
  • Insbesondere im Falle von Flachwiderständen bilden derartige Befestigungsglieder dann aber widerstandsinaktive Bauteile insofern, als sie zum elektrischen Widerstandswert nicht beitragen, nämlich eher nach Art von Blindabzweigungen vom Strom nicht oder gegenüber den Abschnitten mit maximaler Durchflußdichte nur wesentlich reduziert durchflossen sind. Diese Befestigungsglieder erhöhen im Fall bestimmter Ausbildungen die Kompliziertheit sowie ggf. nicht vernachlässigbar das Gewicht des Heizkörpers und werden im wesentlichen nur durch Wärmeleitung bzw. Strahlung von den widerstandsaktiven Bereichen des Heizwiderstandes erwärmt, nicht jedoch durch eigene Widerstandsarbeit. Runddraht-Widerstandwendeln können demgegenüber mit widerstandsaktiven Befestigungsabschnitten unmittelbar in die Isolierung dicht umschlossen eingebettet sein. Dies gilt auch für Flachwiderstände, die z.B. als nicht eigenstabile aufgedampfte Schicht wenigstens teilweise liegend oder vollständig zwischen Isolierschichten eingebettet an der Isolierung befestigt sind. Gegenüber solchen Widerständen haben Flachwiderstände, deren widerstandsaktive Querschnitte wenigstens teilweise nicht parallel zur Heizseite bzw. Heizebene, sondern demgegenüber geneigt bis rechtwinklig liegen, wesentliche Vorteile, weil sie auch bei hoher Widerstandleistung quer zu ihrer Längsrichtung und etwa parallel zur Heizebene weniger Raum beanspruchen und daher in höherer Leistungsdichte angeordnet und gegen Kriechströme besser isoliert werden können. Ihre Sicherung gegen Abheben ist dagegen aus den oben genannten Gründen schwieriger und aufwendiger.
  • Die DE-A-2 551 137 zeigt einen Stützschenkel, der bis nach dem Einsetzen in den Grundkörper durchgehend eben ist und dann erst um eine zur Heizebene parallele Zone abgewinkelt wird.
  • Die US-A-600 057 zeigt für einen Flachwiderstand einen Stützschenkel, welcher im elastischen Bereich hin- und hergehend gekrümmt ist, so daß er bei Entspannung wieder in seine ebene, gestreckte Form zurückkehren würde.
  • Der Erfindung liegt des weiteren die Aufgabe zugrunde, einen Heizkörper zu schaffen, mit welchem Nachteile bekannter Ausbildungen bzw. Nachteile der beschriebenen Art vermieden werden können. Bevorzugt soll ein Widerstand mit Flachquerschnitten im Bereich oder außerhalb dieser Querschnitte auf einfache Weise an der Isolierung lagegesichert, insbesondere gegen Abheben auch dann gesichert werden können, wenn wenigstens Teile des jeweiligen Flachquerschnittes quer zur Heizebene liegen. Ferner sollen ggf. thermische Überlastungen der Isolierung vermieden und/oder möglichst viele leitende bzw. Metallglieder, die elektrisch leitend mit dem Widerstand verbunden sind, in die elektrische Widerstandsarbeit einbezogen sein.
  • Erfindungsgemäß sind die Merkmale nach Patentanspruch 1 vorgesehen.
  • Es werden Mittel vorgeschlagen, durch die der jeweilige Widerstand durch unmittelbare Eingriffsverbindung eines widerstandsaktiven Bereiches mit der Isolierung gegen Abheben gesichert ist. Zweckmäßig weist der Widerstand im Bereich dieses Befestigungsabschnittes und/oder anschließend an bzw. im Längsabstand von diesem Befestigungsabschnitt mindestens einen langgestreckten Längsabschnitt mit vollen Flachquerschnitten auf, die wenigstens teilweise quer zur Heizebene liegen.
  • Weist der Widerstand bzw. der Befestigungsabschnitt an seiner dem Kern der Isolierung zugekehrten Kantenfläche bzw. an der anderen Kantenfläche keinerlei abgesetzt vorspringendes und gegenüber den widerstandsaktiven Querschnitten vertieft in die Isolierung eingreifendes Befestigungsglied nach Art einer Blindabzweigung auf, so kann der jeweilige Befestigungsabschnitt bzw. der Widerstand über seine gesamte einteilige Längserstreckung ausschließlich widerstandsaktive Querschnitte aufweisen. Ferner kann dadurch die Bauhöhe der Isolierung, des Widerstandes und des gesamten Heizkörpers insbesondere dann reduziert werden, wenn die genannte Längskantenfläche im wesentlichen aller Längsabschnitte des Widerstands im wesentlichen in einer einzigen Ebene liegt. Oder wenn keine mit Abstand nebeneinanderliegenden und über einen Krümmungsbogen aneinanderschließenden Längsabschnitte des Widerstands vorgesehen sind, die unterschiedlich tief in die Isolierung eingreifen oder deren Längsrichtung im Winkel zueinander liegen. Die mittlere Längsachse aller Befestigungsabschnitte bzw. aller Längsabschnitte kann in einer einzigen Ebene vorgesehen sein, durch die die Heizebene definierbar ist.
  • Der Heizwiderstand ist zur Sicherung gegen seitliche Bewegungen parallel zur Heizebene ebenfalls unmittelbar flächig an der Isolierung abgestützt, wobei seine beiden Seitenflächen im wesentlichen unter allen Betriebsbedingungen etwa auf gleicher oder unterschiedlicher Höhe eng an etwa parallelen Stützflächen der Isolierung anliegen können. Im Gegensatz zu einer Abstützung nur im Bereich einer scharfen Kante einer Kantenfläche und nicht auch im Abstand von dieser Kantenfläche wird dadurch eine sehr gute seitliche Abstützung erzielt. Der Widerstand kann außerdem auch gegen Bewegungen zum Kern der Isolierung gut gesichert werden, wenn er über mindestens die Hälfte seiner Länge oder seine gesamte Länge mit der zugehörigen Kantenfläche zumindest in einem Betriebszustand an der Isolierung abgestützt ist. Ist der jeweilige Befestigungsabschnitt rückfedernd z. B. dadurch vorgespannt, daß er etwa parallel zur Heizebene gekrümmt in die Isolierung eingreift, so erfolgt durch die aufweitend und/oder verengend wirkende Federkraft eine zusätzlich sichernde Verklemmung gegenüber der Isolierung.
  • Der jeweilige Befestigungsabschnitt bzw. der gesamte Widerstand ist durch einen Flachdraht bzw. ein Flachband gebildet, dessen jeweilige Längskante im gestreckten, also längsten Zustand, durchgehend annähernd geradlinig ist und/oder dessen seitliche Flächen von eventuellen Vorsprüngen oder Durchbrüchen auch frei sein können. Die Materialdicke des Flachquerschnittes kann dabei weit unter einem halben Millimeter liegen und je nach den Erfordernissen jedes ganzzahlige Vielfache eines zehntel Millimeters oder eines hundertstel Millimeters, z.B. sieben hundertstel Millimeter, betragen. Die Materialbreite bzw. Höhe des Flachquerschnittes beträgt zweckmäßig mehrere Millimeter, insbesondere weniger als 5 mm, und kann je nach den Erfordernissen in diesen Bereichen jedes ganzzahlige Vielfache eines halben und/oder eines Millimeters, z.B. 3 mm, betragen. Die größte Eingriffstiefe dieses Flachquerschnittes in die Isolierung beträgt zweckmäßig mindestens ein Viertel der Materialbreite bzw. der Breite zwischen den Kantenflächen und höchstens einen Bruchteil mehr als diese Breite, wobei die Eindringtiefe je nach den Erfordernissen jedes ganzzahlige Vielfache eines halben Millimeters und/oder eines Millimeters betragen kann.
  • Unabhängig von den beschriebenen Merkmalen ergibt sich eine sehr vorteilhafte Ausbildung des Heizkörpers, wenn die Isolierung wenigstens teilweise innerhalb ihrer Querschnitte als Lichtleiter und/oder an mindestens einer Oberfläche als Licht-Austrittsfenster ausgebildet und damit an mindestens eine Leuchtquelle angeschlossen ist. Die Leuchtquelle kann in einfacher Weise der im Betrieb Infrarotstrahlung emittierende Widerstand seine, der z.B. großflächig bzw. annähernd gleichmäßig über die Isolierung verteilt angeordnet ist und dessen Strahlung sich dann sowohl großflächig innerhalb der Isolierung fortpflanzt als auch zur Heizseite austritt. Dadurch kann die gesamte Isolierung ganz- oder teilflächig als Leuchtplatte verwendet werden, die durch die überdeckende, transluzente und/oder transparente Deckplatte aus Glaskeramik oder dgl. als Anzeige für den Betriebszustand erkennbar ist. Durch teilweise Abdunklung und/oder Querschnittsdurchmischung mit einem Trübungsmittel kann dabei die Lichtleiter- und/oder die Lichtaustrittsfunktion so verändert werden, daß bestimmte gewünschte Muster erzielt werden. In lichtleitenden bzw. für den Lichtaustritt vorgesehenen Bereichen kann kein Trübungsmittel vorgesehen, sondern dieses durch eine transluzente Beimischung, z.B. Quarzpulver, oder eine andere Körnung ersetzt werden. Die übrigen Bestandteile der Isolierung sind in diesen Bereichen zweckmäßig möglichst hellfarbig bis weiß und/oder transluzent.
  • Damit die Isolierung auch unter hohen Betriebstemperaturen nicht zur Sinterung bzw. zur spröden Verhärtung neigt, sondern druck- oder zugelastisch bleibt, sind ihr entsprechende Komponenten zugesetzt. Die Isolierung bleibt dadurch reversibel verformbar und/oder rückfedernd elastisch ohne zu reißen und kann sich den eigenen Wärmedehnungen bzw. denen des Widerstandes oder Befestigungsabschnittes anpassen.
  • Diese und weitere Merkmale gehen außer aus den Ansprüchen auch aus der Beschreibung und den Zeichnungen hervor, wobei die einzelnen Merkmale jeweils für sich allein oder zu mehreren in Form von Unterkombinationen bei einer Ausführungsform der Erfindung und auf anderen Gebieten verwirklicht sein und vorteilhafte sowie für sich schutzfähige Ausführungen darstellen können, für die hier Schutz beansprucht wird. Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden im folgenden näher erläutert. In den Zeichnungen zeigen:
    • Fig. 1
    einen Ausschnitt eines erfindungsgemäßen Heizkörpers in perspektivischer Ansicht,
    Fig. 2
    einen Ausschnitt einer weiteren Ausführungsform in vergrößerter Darstellung,
    Fig. 3
    eine weitere Ausführungsform eines Heizkörpers im Schnitt.
  • Der Heizkörper 1 weist einen im wesentlichen formstabilen, mehrteiligen und napfförmigen Grundkörper 2 auf, dessen Napföffnung im wesentlichen vollständig den thermischen Ausgang bildet. Das größte Materialvolumen des Grundkörpers 2 bildet eine im wesentlichen zwei- bzw. dreiteilige Isolierung 3 aus einem Tragkörper 4 und einem Isolierkörper 5. Der Tragkörper 4 hat insbesondere elektrisch isolierende Eigenschaften und bildet den zum thermischen Ausgang freiliegenden, im wesentlichen ebenen und/oder glattflächigen Napfboden. Der Tragkörper 4 ist flächig auf einem annähernd plattenförmigen Isolierkörper 5 abgestützt, welcher bessere thermische Isoliereigenschaften als der Tragkörper 4 haben und an diesem nur im Rand- und/oder mindestens einem Ringbereich anliegen kann, so daß zwischen den beiden Körpern 4, 5 eine großlächig freie Spaltlücke besteht. Die mechanischen Festigkeiten, wie Druck-, Biege-, Zug- und/oder Scherfestigkeit des Isolierkörpers 5 können geringer als diejenigen des Tragkörpers 4 sein, und beide sind in einer Fassung 6 aus Material von demgegenüber höherer Festigkeit angeordnet, z.B. in einer Blechschale, welche die Isolierung 3 axial und/oder radial im wesentlichen spielfrei sichert.
  • Über den Boden 7 der Isolierung 3 steht axial ein die Napföffnung bildender, ringförmig durchgehender Rand 8 aus Isolierwerkstoff vor, der gemäß Fig. 1 einteilig mit dem Tragkörper 4 ausgebildet ist und aus einem Isolierwerkstoff besteht, der demjenigen des Tragkörpers 4 und/oder des Isolierkörpers 5 ähnlich ist. Dieser Rand 8, dessen radiale Dicke größer als die Dicke des Tragkörpers 4 ist, wird von einem mantelförmigen Rand 9 der Fassung 6 eng umgeben, welcher hier axial über die freie Stirnseite des Randes 8 vorsteht, jedoch im Einbauzustand nicht unmittelbar an der Deckplatte anliegt, z.B. durch einen auf den Rand 8 aufgesetzten Isolierring, der über den Rand 9 vorsteht.
  • Am Boden 7 sind mehrere langgestreckt strangförmige Widerstände 10 so befestigt, daß sie gegen Bewegungen parallel zum Boden 7 bzw. zu ihrer Längsrichtung bzw. gegen Abhebbewegungen quer vom Boden 7 im wesentlichen spielfrei gesichert sind. Die Widerstände 10, die hier als Heizwiderstände wenigstens teilweise frei innerhalb des Napfraumes liegend vorgesehen sind, können in ineinanderliegenden ein- oder mehrfachen Spiralwindungen bzw. Spiralen etwa parallel zum Rand 8 angeordnet sein. Die Widerstände 10 sind bevorzugt im wesentlichen gleichmäßig über ein Feld verteilt, das über den gesamten Umfang annähernd an den Innenumfang des Randes 8 anschließt und bis ins Zentrum des Bodens 7 reicht.
  • Jeder Widerstand 10 weist über seine gesamte Länge durchgehend genau gleiche, annähernd rechteckige Flachquerschnitte dadurch auf, daß er aus einem Flachband hergestellt ist, das nicht schneidend bzw. unter Entfernung von Materialanteilen weiterverarbeitet wird, um den Heizwiderstand herzustellen.
  • Vielmehr wird das Flachband nur biegend verformt. Es weist zwei im Querschnitt parallele Seitenflächen 12, 13 und zwei diese verbindende, sehr schmale Kantenflächen 14, 15 auf, wobei seine Dicke 29 z. B. etwa 0,07 mm und seine größte Querschnittsweite bzw. Breite 28 z. B. etwa 3 mm betragen kann. Das jeweilige Bandende des Widerstandes 10 kann unmittelbar und ohne zusätzliche Zwischenglieder als elektrisches Anschlußende 16 ausgebildet sowie durch Biegen bzw. Verschränken gegenüber dem übrigen Widerstand 10 in eine Lage gebracht sein, in welcher es gegenüber der Isolierung 3 berührungfrei ist und sich für den elektrischen Anschluß besonders gut eignet.
  • Ein einteilig durchgehendes Flachband kann auch zwei zueinander benachbarte, gesondert schaltbare Widerstände bilden, wenn diese an ihren Enden über einen Querabschnitt einteilig ineinander übergehen und/oder der diese Einzelwiderstände verbindende Querabschnitt einteilig mit einem entsprechenden Anschlußende ausgebildet ist.
  • Der jeweilige Widerstand 10 bildet einen über den größten Teil seiner Länge bzw. seine gesamte Länge ununterbrochen durchgehenden Befestigungsabschnitt 17 dadurch, daß er über diese Länge ununterbrochen unmittelbar so in Eingriff mit dem Tragkörper 4 steht, daß er gegenüber diesem gegen Bewegungen in den genannten Richtungen gesichert ist. Hierzu ist ein an eine Kantenfläche 14 streifenförmig anschließender Eingriffsabschnitt 18 in eine entsprechend nutförmige Vertiefung 19 des Tragkörpers 4 ununterbrochen eingebettet. Der Flachquerschnitt 11 bildet zwischen beiden Kantenflächen 14, 15 ununterbrochen durchgehend widerstandsaktive Querschnitte, weshalb auch der Eingriffsabschnitt 18 in gleichen Maße widerstandsaktiv ist, wie die frei über den Boden 7 vorstehenden Abschnitte des Flachquerschnittes 11.
  • Die Eingriffstiefe des Eingriffsabschnittes 18 kann z.B. etwa 2 mm bzw. zwei Drittel der Gesamtbreite des Flachbandes betragen. Die beiden Seitenflächen 12, 13 können im Bereich des jeweils gemeinsamen Längsabschnittes auf unterschiedlicher Höhe an dem Isolierwerkstoff des Tragkörpers 4 oder auf gleicher Höhe anliegen, je nachdem, welche Abstrahlungsverhältnisse bzw. Kopplelungswirkungen erzielt werden sollen. Je nachdem, ob der jeweilige Spiralabschnitt in einem Bereich durch Aufweitung oder Verengung elastisch vorgespannt ist, liegt er unter Federspannung mit der inneren oder äußeren Seitenfläche 13 bzw. 12 an.
  • Die Widerstände 10 liegen an der der Napföffnung zugekehrten Heizseite 20 des Bodens 7 bzw. des Grundkörpers 2 und bestimmen z.B. mit ihren näher beim thermischen Ausgang liegenden Kantenflächen 15 eine zum Boden 7 etwa parallele Heizebene 21. Der Heizkörper 1 weist eine mittlere, zu dieser Heizebene 21 rechtwinklige Achse 22 auf, um welche die Widerstände 10 gekrümmt sind. Jeder Widerstand 10 hat zusätzlich zu seiner elastischen Großkrümmung einen in seiner Längsrichtung wechselnden, z.B. sinuswellenförmig gekrümmten Verlauf dadurch, daß er in Ansicht auf die Heizebene 21 abwechselnd mit entgegengesetzten, jedoch im wesentlichen gleichen Krümmungen 23 versehen ist und benachbarte Krümmungen mit ihren annähernd geradlinigen bzw. ebenen Schenkeln 24 einteilig ineinander übergehen.
  • Entsprechend sind auch der Eingriffsabschnitt 18 und die nutförmige Vertiefung 19 bleibend bzw. eigensteif gekrümmt, wobei die Schenkel 24 von der jeweiligen Krümmung 23 divergieren, zweckmäßig unter einem Winkel von mehr als 30°, 60° oder 90°. Dadurch werden thermische Längendehnungen des Widerstandes verhältnismäßig unproblematisch, nämlich hauptsächlich in Längsrichtung der Vertiefung 19 auf den Tragkörper 4 übertragen. Der Befestigungsabschnitt kann auch durch Streckung und/oder Stauchung der Wellung bzw. des Widerstandes 10 in einzelnen Teil- oder allen Längsabschnitten in Längsrichtung vorgespannt sein, so daß er rückfedernd mit Spannung an entsprechenden Querflanken einer oder beider Seitenflächen der Vertiefung 19 anliegt. Auch können die beiden Schenkel 24 jeweils eines Wellenbogens eine entsprechend verengt oder aufgeweitet vorgespannte Klammer bilden, die mit der Vorspannung an der zugehörigen Seitenfläche der Vertiefung 19 anliegt. Wenigstens im Bereich dieser Seitenflächen ist der Tragkörper 4 unter diesen Spannkräften rückfedernd druckelastisch nachgiebig, so daß sich eine sehr sicher haltende Verkrallung des Widerstandes 10 ergibt. Die Druckfestigkeit des Materials des Widerstandes 10 ist demgegenüber wesentlich höher.
  • Der Innenumfang 27 des Randes 8, der gemäß Fig. 3 auch einen vom Tragkörper 4 gesonderten Bauteil bilden kann, begrenzt praktisch den thermischen Ausgang des Heizkörpers 1 am Außenumfang. Gemäß Fig. 3 steht die freie Stirnfläche 25 des Randes 8 um ein geringes Maß über die Stirnfläche des Randes 9 vor, so daß eine strahlungsdurchlässige Deckplatte 26 aus Glaskeramik oder dgl. mit ihrer ebenen Rück- bzw. Unterseite unter Druck vorgespannt an dieser Stirnfläche 25 anliegen kann. Das Vorstehmaß, das z.B. etwa der Blechdicke der Fassung 6 entsprechen kann, ist so groß, daß zwischen der Rückseite der Deckplatte 26 und dem Rand 9 nur ein Spaltabstand ist. Weicht die Stirnfläche 25 unter dem Druck bzw. durch Alterung des Randes 8 zur Heizebene 21 aus, so kann dadurch der Rand 9 nicht in unmittelbare Berührung mit der Deckplatte 26 gelangen, sondern der Spaltabstand kann sich höchstens auf ein Minimum von z.B. 1 mm oder dgl. verringern.
  • Die Heizebene 21 liegt im Abstand gegenüber der Stirnfläche 25 bzw. der Deckplatte 26 zurückversetzt. Allerdings kann der jeweilige Heizwiderstand bzw. können gesonderte Heizwiderstände unterschiedlich weit über den Boden 7 zur Heizseite 20 frei vorstehen, unterschiedlich tief in den Tragkörper 4 eingreifen, unterschiedliche Bandbreite und/oder unterschiedliche Banddicke haben, wodurch Bereiche des Heizfeldes mit unterschiedlicher Leistungsdichte bzw. unterschiedlicher Ansprechempfindlichkeit der Heizwirkung und des Aufglühens geschaffen werden können.
  • Der gewellte Widerstand kann ohne vorherige Herstellung der Vertiefung 19 in den trocken vorgefertigten Tragkörper 4 eingedrückt werden. Beim Eindrücken in den Tragkörper 4 weicht das Isoliermaterial verdichtend aus, wonach es gegen den Eingriffsabschnitt 18 zurückfedert oder zurückfließt, so daß der Widerstand 10 dann gegen Abheben vom Boden 7 sehr gut formschlüssig gesichert ist. Der Widerstand 10 kann dabei bis zum Anschlag seiner Kantenfläche 14 bzw. der Befestigungsvorsprünge an dem Isolierkörper 5 und/oder bis zum Anschlag der Kantenfläche 14 am Tragkörper 4 eingedrückt werden.
  • Alle beschriebenen Ausbildungen, Bauteile, Baueinheiten bzw. Räume können jeweils nur ein einziges Mal oder in einer Mehrzahl von zwei oder mehr vorgesehen sein, z.B. um mehrere Heizfelder und/oder Heizkreise in unterschiedlichen Leistungsstufen schalten zu können.

Claims (15)

  1. Strahlungsheizkörper zur Beheizung einer Kochstelle, die unterhalb einer Deckplatte anzuordnen ist und aus mindestens einem Grundkörper (2), der einen aus Isoliermaterial bestehenden Trägerkörper (5) aufweist, und mehreren Bauteilen (10, 17, 18) zusammengesetzt ist, von denen wenigstens zwei in einem nicht zusammengebauten Montagezustand des Heizkörpers (1) miteinander zu einer Baugruppe verbunden sind, wobei ein Bauteil ein Widerstand (10) ist, der aus einem Flachband besteht, dessen Materialdicke unter einem halben Millimeter und dessen Materialbreite unter 5 mm beträgt, das einen vorgefertigt wellenförmigen Verlauf hat und mit einem an eine Kante (14) streifenförmig anschließenden Eingriffsabschnitt (18) durch Eindrücken in den trocken vorgefertigten Trägerkörper (5) festgelegt ist.
  2. Strahlungsheizkörper nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Eingriffsabschnitt (18) frei von widerstandsinaktiven Befestigungsgliedern ist.
  3. Strahlungsheizkörper Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Widerstand (10) eine größte Materialdicke in der Größenordnung von einem Zehntel Millimeter und/oder eine größte Materialbreite (28) in der Größenordnung des 30- bis 50-fachen der Materialdicke (29) aufweist.
  4. Strahlungsheizkörper nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Widerstand (10) in den eine Isolierung (3) bildenden Trägerkörper über eine Höhe eingreift, die mindestens in der Größenordnung des 20- bis 30-fachen der Materialdicke (29) liegt.
  5. Strahlungsheizkörper nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Widerstand (10) über eine Länge, die zwischen einem Zehntel seiner geradlinig spannungsfrei gestreckten Betriebslänge und seiner gesamten Betriebslänge liegt, annähernd gleichförmig in den Trägerkörper (5) eingreift, wobei die Eingriffsabschnitte (18) eine gegenüber seiner Länge kleinere Querschnittshöhe haben, daß der Widerstand (10) ausschließlich durch Reibungsschluß an wenigstens einer seiner Seitenfläche (12, 13) gegen Abheben quer zur Heizebene (21) gesichert ist und in seinen zur Heizebene (21) rechtwinkligen Querschnitten frei von Abwinkelungen und/oder Durchbrüchen ist.
  6. Strahlungsheizkörper nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Trägerkörper (5) wenigstens im Bereich des Eingriffsabschnittes (18) für dessen sichtbare Heizstrahlung zumindest teilweise ungefiltert durchlässig und vorzugsweise eine von Trübungsmitteln im wesentlichen freie strahlungsdurchlässige, gegenüber den Betriebstemperaturen der Stützeinrichtung (17) beständige Körnung bzw. Quarz enthält.
  7. Strahlungsheizkörper nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Trägerkörper (5) wenigstens im Bereich des Eingriffsabschnittes (18) in Richtung von wärmedehnungsbedingten Formveränderungen des Bauteiles im wesentlichen temperaturneutral nachgiebig, insbesondere rückfedernd elastisch bzw. unter den Betriebsbedingungen unsinterbar ist.
  8. Strahlungsheizkörper nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Eingriffsabschnitt (18) des Widerstandes (10) widerstandsaktiv ist.
  9. Strahlungsheizkörper nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der wellenförmige Verlauf des Widerstandes (10) eine durch bleibende und nicht rückfedernde Verformung des Ausgangsmaterials gebildete gebogene Profilierung, aber ein rückfedernd streckbares Ausgleichsprofil für Spannungen bildet.
  10. Strahlungsheizkörper nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Eingriffsabschnitt (18) einteilig mit dem Widerstand (10) ausgebildet ist.
  11. Strahlungsheizkörper nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Eingriffsabschnitt (18) einen Vorsprung bildet.
  12. Strahlungsheizkörper nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Eingriffsabschnitt (18) Querschnitte aufweist, deren Erstreckung in zwei zueinander rechtwinkligen Richtungen größer ist als die Materialdicke (29) des Ausgangsmateriales und insbesondere die Profilierung über die gesamte Längserstreckung rinnenförmig gekrümmt ist und/oder daß die Längserstreckung des jeweiligen Stützschenkels (18) größer ist als die Resthöhe des Baukörpers (10).
  13. Strahlungsheizkörper nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Eingriffsabschnitt (18) mit seinem Endscheitel (14) eine quer zur Betriebs-Längenerstreckung vorstehende Steckkante bildet und insbesondere plattenförmig ist.
  14. Strahlungsheizkörper nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, die Eingriffsabschnitte (18) im wesentlichen gleichförmig über das Heizfeld (20) bzw. den Widerstand (10) verteilt sind.
  15. Strahlungsheizkörper nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Schenkel (24) des Eingriffsabschnitts (18) des Widerstandes (20) eine Klammer bilden, die mit Vorspannung an einer Seitenfläche einer durch das Eindrücken in dem Trägerkörper (5) gebildeten Vertiefung (19) anliegt.
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