EP0859538B1 - Kochgerät mit Glaskeramikkochfläche mit Schnellkochzone - Google Patents

Kochgerät mit Glaskeramikkochfläche mit Schnellkochzone Download PDF

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EP0859538B1
EP0859538B1 EP98100609A EP98100609A EP0859538B1 EP 0859538 B1 EP0859538 B1 EP 0859538B1 EP 98100609 A EP98100609 A EP 98100609A EP 98100609 A EP98100609 A EP 98100609A EP 0859538 B1 EP0859538 B1 EP 0859538B1
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cooking
ceramic
glass
hotplate
rapid
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Peter Dr. Nass
Patrick Dr. Hoyer
Kurt Dr. Schaupert
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Schott AG
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Carl Zeiss AG
Schott Glaswerke AG
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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
    • H05B3/74—Non-metallic plates, e.g. vitroceramic, ceramic or glassceramic hobs, also including power or control circuits

Definitions

  • the invention relates to a cooking appliance with a glass ceramic hob with several cooking zones, at least one of which is designed as a rapid cooking zone.
  • Cooking appliances with glass ceramic cooking surfaces are known and, for example, in Patent literature sufficiently described cf. e.g. DE 35 03 647 A1.
  • the cooking zones are heated at these cooking appliances usually by means of in the cooking zones below the Glass ceramic cooktop of electrical or gas-operated heating devices.
  • This can e.g. B. electrically operated contact or radiant heating elements or be a gas radiation burner.
  • the object of the invention is therefore to further develop electrically operated cooking appliances with glass ceramic cooking surfaces, that they both take advantage of cooking appliances with a continuous level Have glass ceramic hob, but on the other hand at least in a cooking zone (Rapid cooking zone) not only a quick and direct heating of the food to be heated Guts, but also a quick and inertia adjustable Allow heat to be supplied, which is otherwise not common for glass ceramic cooktops.
  • heating rate Due to the high thermal conductivity of the ceramic, the heat flow through the hot plates particularly great on the material to be heated: heating rate, reaction rate and energy utilization are particularly advantageous.
  • the high thermal conductivity of the ceramic material also prevents that Formation of multi-circuit cooking zones with diameters adapted to the cookware or roasting zones with independently switchable and controllable Sub-zones, as they have been known for years with glass ceramic cooktops, are general are in use. Neighboring zones would heat up each other.
  • Cooking appliances whose cooking zones are exclusive, as in the above-mentioned EP described, are formed by ceramic hot plates, thus have despite the mentioned advantages over cooking appliances with glass ceramic cooking surfaces and zones a number of disadvantages.
  • Ceramic hot plates are not negligible Have thermal expansion. Since a ceramic hob is thus in the Expansion, may be used, for example, with brittle materials (glass, Ceramics) no high operating temperatures occur. Alternatively, with a permanently elastic material. These permanently elastic materials are only stable up to approx. 300 ° C. Furthermore, the quench resistance lies Ceramic discs typically at a maximum of around 300 K.
  • the operating temperature of ceramic hot plates is therefore limited to around 300 ° C. To use the ceramic hotplate at these low temperatures To be able to, it is necessary to plan expensive, especially pots with a very Floor to use. In contrast, in the case of commercially available tableware the lack of planicity of the floors cooking zone temperatures up to 600 ° C needed to bring the food to be heated to the boil quickly.
  • the hotplate 1 shows a hotplate 1 which is inserted into a glass ceramic cooktop 2 is.
  • the hotplate 1 forms a so-called rapid cooking zone, while the remaining cooking zones 3, as usual with glass ceramic cooktops, by in the area of Cooking zones arranged below the glass ceramic hob 2, electrically operated Heating devices are heated.
  • Such heating devices can e.g. B. the contact or radiant heating elements described above his.
  • the joint 4 between ceramic 1 and glass ceramic 2 can be different Techniques are done.
  • the ceramic plate 1 can e.g. B. using a silicone adhesive in the corresponding recess in the glass ceramic hob is glued. It is also possible to plate 1 over a thermally insulating material (ceramic, Metal, glass). These thermal insulating materials can too serve to lower the temperature down to the joint towards the board material, so that lower voltages arise here, or bonded securely with silicone can be. Heat sinks can also be used to lower this temperature become.
  • Ceramic adhesives are also possible as a transition to glass ceramic 2 itself, or to the insulating intermediate material. Negative expansion materials can absorb tensions as joining material or there can be space be left through a space for the expansion of the ceramic. This The gap must be designed in such a way that no water or the like is created through it can penetrate into the heating area (e.g. by locally gluing in with silicone glue).
  • the structure can also be such that the glass-ceramic pane 2 a corner or half of the pane is taken out then with a different material, which has better joining properties with the ceramic disc owns, is connected.
  • this other material e.g. prestressed Glass, glass ceramic or plastic
  • the ceramic hotplate 1 is then fitted.
  • the ceramic material must have a high thermal conductivity.
  • the material also electrically insulating, e.g. B. in the case of Si 3 N 4 or SiC the heating device can be applied in a simple manner in the form of printed electrical resistors directly to the underside of the hotplate 1 itself. The energy utilization and the heating rate are then particularly high.
  • heating can be carried out using standard radiant heaters take place as they are with conventional glass ceramic cooktops Is used.

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Description

Die Erfindung betrifft ein Kochgerät mit Glaskeramikkochfläche mit mehreren Kochzonen, von denen wenigstens eine als Schnellkochzone ausgebildet ist.
Kochgeräte mit Glaskeramikkochflächen sind bekannt und beispielsweise in der Patentliteratur hinreichend beschrieben vgl. z.B. DE 35 03 647 A1. Die Beheizung der Kochzonen erfolgt bei diesen Kochgeräten in der Regel mittels im Bereich der Kochzonen unterhalb der Glaskeramikkochfläche angeordneter elektrisch oder gasbetriebener Beheizungseinrichtungen. Dies können z. B. elektrisch betriebene Kontakt- oder Strahlungsheizelemente oder aber auch Gasstrahlungsbrenner sein.
Die Annehmlichkeiten von Kochgeräten mit einer vollflächigen ebenen Abdeckung der Kochmulde mit einer Platte aus Glaskeramik sind bekannt. So sind insbesondere ihr gefälliges Aussehen und ihre Designvielfalt, die sich mit sehr variablen Dekoren und Farbabstimmungen der jeweiligen Küchengestaltung in idealer Weise anpassen lassen, zu nennen. Auch eine Reinigung der ebenen Platte ist leicht und problemlos möglich, ebenso wie die Nutzung der Platte als zusätzliche Arbeitsfläche oder sichere Abstellmöglichkeit. Als nachteilig wird jedoch häufig die verzögerte Wärmeabgabe durch die Platte hindurch an das zu erhitzende Gut mit einer dementsprechend geringeren Energieausnutzung (Wirkungsgrad) des Heizmediums und daraus resultierend eine längere Ankochdauer empfunden.
Die DE 195 00 449 A1 zeigt ein Kochgerät gemäß Oberbegriff von Anspruch 1.
Die DE 42 27 672 C2 schlägt im Falle eines Kochgerätes mit gasbetriebenen Beheizungseinrichtungen vor, die oben beschriebenen Nachteile durch Verwendung wenigstens eines offenen atmosphärischen Gasbrenners neben den üblichen, unterhalb der Kochfläche angeordneten Gasstrahlungsheizelementen zu überwinden. Offene atmosphärische Brenner übertragen die Wärme direkt und schnell auf das zu erhitzende Gut, was zu kurzen Ankochzeiten führt. Darüber hinaus ist die schnelle Regulierbarkeit offener atmosphärischer Gasbrenner bekannt und im Kreise der Benutzer geschätzt. Ein mit wenigstens einer "Schnellkochzone" der oben beschriebenen Art ausgerüstetes Kochgerät vereinigt somit in sich die oben beschriebenen Vorteile eines Kochgerätes mit Glaskeramikkochfläche mit denen eines Kochgerätes mit offenen atmosphärischen Brennern.
Eine vergleichbare Lösung wäre auch im Falle von Kochgeräten mit elektrisch betriebenen Beheizungseinrichtungen wünschenswert. Aufgabe der Erfindung ist daher, elektrisch betriebene Kochgeräte mit Glaskeramikkochflächen so weiterzubilden, daß sie sowohl die Vorteile von Kochgeräten mit einer durchgehenden ebenen Glaskeramikkochfläche aufweisen, andererseits aber wenigstens in einer Kochzone (Schnellkochzone) nicht nur eine schnelle und direkte Erwärmung des zu erhitzenden Guts, sondern auch noch eine schnelle und trägheitslose Regulierbarkeit der Wärmezufuhr, wie sie ansonsten bei Glaskeramikkochflächen nicht üblich ist, erlauben.
Diese Aufgabe wird bei einem Kochgerät der eingangs beschriebenen Art dadurch gelöst, daß die Schnellkochzone durch eine in die Glaskeramikkochfläche integrierte Keramikkochplatte gebildet wird.
Die Verwendung von Keramikplatten als Kochplatten bei Elektrokochgeräten ist an sich bekannt, beispielsweise aus der EP 0 069 298 B1. In dieser Schrift wird u.a. auf die aufgrund seiner hohen Wärmeleitfähigkeit und geringen thermischen Ausdehnung sowie hohen Temperaturwechselbeständigkeit besondere Eignung von Siliziumnitrid als Kochplattenmaterial hingewiesen. Gemäß der EP besitzt das Material eine hohe mechanische Festigkeit und kann daher als dünne Platte ausgebildet werden. Hieraus resultiert eine geringe Wärmekapazität der Platte, so daß auch eine schnelle trägheitslose Regulierbarkeit der Wärmezufuhr gewährleistet ist.
Durch die hohe Wärmeleitfähigkeit der Keramik ist der Wärmefluß durch die Kochplatten auf das zu erhitzende Gut besonders groß: Aufheizgeschwindigkeit, Reaktionsgeschwindigkeit und Energieausnutzung sind besonders vorteilhaft.
Andererseits ist es aufgrund der hohen Wärmeleitfähigkeit der Keramik nicht, wie im Falle von Kochgeräten mit Glaskeramikkochflächen, möglich, eine einstückige Kochfläche zu benutzen, da dann die Wärme aus dem Heißbereich abfließen würde. Die Energieausnutzung würde in einem solchen Fall verschlechtert und die am Rahmen des Gerätes zulässigen Temperaturen würden überschritten werden. Es ist daher erforderlich, eine solche Keramikkochplatte thermisch isoliert in eine Grundplatte einzufügen.
Die hohe Wärmeleitfähigkeit des keramischen Materials verhindert weiterhin die Ausbildung von Mehrkreiskochzonen mit an das Kochgeschirr angepaßten Durchmessern oder Bräterzonen mit unabhängig voneinander schalt- und steuerbaren Teilzonen, wie sie bei Glaskeramikkochflächen bereits sei Jahren bekannt und allgemein in Gebrauch sind. Benachbarte Zonen würden sich gegenseitig mit erhitzen.
Kochgeräte, deren Kochzonen ausschließlich, so wie in der oben genannten EP beschrieben, durch Keramikkochplatten gebildet werden, weisen somit trotz der genannten Vorteile gegenüber Kochgeräten mit Glaskeramikkochflächen und -zonen eine Reihe von Nachteilen auf.
Ein weiterer Nachteil von Kochgeräten mit ausschließlich durch Keramikkochplatten gebildete Kochzonen ist z. B., daß Keramikkochplatten eine nicht zu vernachlässigende Wärmeausdehnung besitzen. Da eine Kochplatte aus Keramik sich somit im Betrieb ausdehnt, dürfen bei Fügung beispielsweise mit spröden Materialien (Glas, Keramik) keine hohen Betriebstemperaturen auftreten. Alternativ kann mit einem dauerhaft elastischen Material gefügt werden. Diese dauerelastischen Materialien sind aber nur bis ca. 300 °C beständig. Weiterhin liegt die Abschreckfestigkeit der Keramikscheiben typisch bei maximal etwa 300 K.
Die Betriebstemperatur von Keramikkochplatten ist damit auf etwa 300 °C beschränkt. Um die Keramikkochplatte aber bei diesen niedrigen Temperaturen benutzen zu können, ist es notwendig, teure, speziell Töpfe mit einem sehr planen Boden zu verwenden. Demgegenüber werden bei handelsüblichen Geschirren aufgrund der fehlenden Planizität der Böden Kochzonentemperaturen bis zu 600 °C benötigt, um das zu erhitzende Gut zügig zum Kochen zu bringen.
Die oben beschriebene erfindungsgemäße Integration wenigstens einer Kochplatte aus Keramik in eine ansonsten herkömmliche Kochfläche aus Glaskeramik verbindet somit in vorteilhafter Weise die Annehmlichkeiten beider unterschiedlicher Systeme in ein und demselben Kochgerät, während die jeweiligen Nachteile durch die Auswahlmöglichkeit zwischen den beiden Systemen je nach Anwendungsfall weitgehend aufgehoben werden.
Die Vorteile eines erfindungsgemäßen Kochgerätes sind hier noch einmal stichwortartig zusammengefaßt:
  • im Hinblick auf die Glaskeramikkochfläche:
    • Mehrkreiskochzonen mit an das Kochgeschirr angepaßten Durchmessern
    • Bräterzonen
    • Verwendbarkeit handelsüblicher Geschirre, da Betriebstemperaturen bei Glaskeramikkochflächen bis oberhalb von 600 °C möglich sind
  • im Hinblick auf die Keramikkochplatte:
    • gute Energieausnutzung
    • kurze Ankochdauer
    • gute Regulierbarkeit
    • Darüber hinaus bleiben, anders als im Falle der aus dem Stand der Technik bekannten Verwendung von unterhalb der Kochfläche angeordneten Gasstrahlungsbrennern und oberhalb oder in der Kochflächenebene angeordneten offenen atmosphärischen Brennern, da die Kochplatte nach der vorliegenden Erfindung in die Kochfläche eingefügt wird, die Vorteile einer durchgehenden Glaskeramikkochfläche, wie Verwendbarkeit der Kochfläche als Arbeitsplatte, Dekorierbarkeit und Designvielfalt, bei dem erfindungsgemäßen Kochgerät erhalten.
    Nachfolgend wird die Erfindung anhand der Figuren näher erläutert:
    Es zeigen:
    Figur 1:
    in Draufsicht ein Kochgerät mit Glaskeramikkochfläche bei welchem eine Kochzone durch eine in die Kochfläche integrierte Keramikkochplatte gebildet wird;
    Figur 2:
    ebenfalls in Draufsicht ein Kochgerät analog zu dem aus Figur 1, bei welchem aber die Keramikkochplatte in eine Platte aus einem Material mit besseren Fügeeigenschaften eingesetzt ist, die wiederum in eine entsprechende Aussparung in der Glaskeramikkochfläche eingesetzt ist.
    Man erkennt in Figur 1 eine Kochplatte 1, die in eine Glaskeramikkochfläche 2 eingefügt ist. Die Kochplatte 1 bildet eine sogenannte Schnellkochzone, während die übrigen Kochzonen 3, wie bei Glaskeramikkochflächen üblich, durch im Bereich der Kochzonen unterhalb der Glaskeramikkochfläche 2 angeordnete, elektrisch betriebene Beheizungseinrichtungen beheizt werden. Solche Beheizungseinrichtungen können z. B. die eingangs beschriebenen Kontakt- oder Strahlungsheizelemente sein.
    Die Fügung 4 zwischen Keramik 1 und Glaskeramik 2 kann über verschiedene Techniken erfolgen. Die Keramikplatte 1 kann z. B. mittels eines Silikonklebers in die entsprechende Aussparung in der Glaskeramikkochfläche eingeklebt werden. Es ist auch möglich, die Platte 1 über ein thermisch isolierendes Material (Keramik, Metall, Glas) einzufügen. Diese thermisch isolierenden Materialien können auch dazu dienen, die Temperatur bis zur Fügestelle zum Plattenmaterial hin abzusenken, so daß hier geringere Spannungen entstehen, bzw. sicher mit Silikon verklebt werden kann. Zur Absenkung dieser Temperatur können auch Kühlkörper eingesetzt werden. Auch Keramikkleber sind möglich als Übergang zur Glaskeramik 2 selbst, oder aber zu dem isolierenden Zwischenmaterial. Materialien mit Negativausdehnung können Spannungen als Fügematerial auffangen oder es kann Platz für das Ausdehnen der Keramik durch einen Zwischenraum gelassen werden. Dieser Zwischenraum muß so gestaltet sein, daß durch ihn kein Wasser oder ähnliches in den Heizbereich eindringen kann (z. B. durch lokales Einkleben mit Silikonklebern).
    Der Aufbau kann auch, wie in Figur 2 dargestellt, so erfolgen, daß aus der Glaskeramikscheibe 2 eine Ecke oder die Hälfte der Scheibe herausgenommen wird, die dann mit einem anderen Material, welches bessere Fügeeigenschaften mit der Keramikscheibe besitzt, verbunden wird. In dieses andere Material (z. B. vorgespanntes Glas, Glaskeramik oder Kunststoff) wird dann die Keramikkochplatte 1 eingepaßt.
    Wie bereits oben erwähnt, muß das keramische Material eine hohe Wärmeleitfähigkeit besitzen. Ist das Material auch noch elektrisch isolierend, wie z. B. im Falle des Si3N4 oder SiC, kann die Beheizungseinrichtung in einfacher Weise in Form von aufgedruckten elektrischen Widerständen direkt auf die Unterseite der Kochplatte 1 selbst aufgebracht werden.
    Die Energieausnutzung und die Aufheizgeschwindigkeit sind dann besonders hoch.
    Ist die Keramik nicht isolierend, kann die Beheizung mittels handelsüblicher Strahlungsheizkörper erfolgen, wie sie auch bei herkömmlichen Glaskeramikkochflächen Verwendung findet.

    Claims (5)

    1. Kochgerät mit Glaskeramikkochfläche mit mehreren Kochzonen, von denen wenigstens eine als Schnellkochzone ausgebildet ist, wobei
      die Kochzonen (1,3)mittels elektrisch betriebener Heizeinrichtungen beheizbar sind, dadurch gekennzeichnet daß die Schnellkochzone durch eine in die Glaskeramikkochfläche (2) integrierte Keramikkochplatte (1) gebildet wird.
    2. Kochgerät nach Anspruch 1,
      dadurch gekennzeichnet, daß die Keramikkochplatte (1) direkt in die Glaskeramikkochfläche (2) eingefügt ist.
    3. Kochgerät nach Anspruch 2,
      dadurch gekennzeichnet, daß die Keramikkochplatte mittels eines Silikonklebers in eine entsprechende Aussparung in der Glaskeramikkochfläche eingeklebt ist.
    4. Kochgerät nach Anspruch 1,
      dadurch gekennzeichnet, daß die Keramikkochplatte (1) in eine Platte aus thermisch isolierender Keramik, aus Metall oder aus vorgespanntem Glas (6) eingefügt ist, die wiederum in eine Aussparung in der Glaskeramikkochfläche (2) eingefügt ist.
    5. Kochgerät nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 4,
      dadurch gekennzeichnet, daß die Keramikkochplatte (1) aus Si3N4 oder SiC besteht.
    EP98100609A 1997-02-13 1998-01-15 Kochgerät mit Glaskeramikkochfläche mit Schnellkochzone Expired - Lifetime EP0859538B1 (de)

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    DE29702418U 1997-02-13
    DE29702418U DE29702418U1 (de) 1997-02-13 1997-02-13 Kochgerät mit Glaskeramikkochfläche mit Schnellkochzone

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    Publication Number Publication Date
    EP0859538A2 EP0859538A2 (de) 1998-08-19
    EP0859538A3 EP0859538A3 (de) 1998-12-30
    EP0859538B1 true EP0859538B1 (de) 2004-09-29

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    ID=8035833

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    US (1) US6002112A (de)
    EP (1) EP0859538B1 (de)
    JP (1) JPH10238787A (de)
    AT (1) ATE278310T1 (de)
    BR (1) BR9800607A (de)
    CA (1) CA2229581A1 (de)
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