EP1258171A1 - Kochfeld mit temperaturfühler - Google Patents

Kochfeld mit temperaturfühler

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EP1258171A1
EP1258171A1 EP01905751A EP01905751A EP1258171A1 EP 1258171 A1 EP1258171 A1 EP 1258171A1 EP 01905751 A EP01905751 A EP 01905751A EP 01905751 A EP01905751 A EP 01905751A EP 1258171 A1 EP1258171 A1 EP 1258171A1
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EP
European Patent Office
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temperature sensor
hob
heating
heating element
underside
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EP01905751A
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Dan Neumayer
Uwe Has
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BSH Hausgeraete GmbH
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BSH Bosch und Siemens Hausgeraete GmbH
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    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B3/00—Ohmic-resistance heating
    • H05B3/68—Heating arrangements specially adapted for cooking plates or analogous hot-plates
    • H05B3/74—Non-metallic plates, e.g. vitroceramic, ceramic or glassceramic hobs, also including power or control circuits
    • H05B3/746—Protection, e.g. overheat cutoff, hot plate indicator
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B2213/00—Aspects relating both to resistive heating and to induction heating, covered by H05B3/00 and H05B6/00
    • H05B2213/07—Heating plates with temperature control means

Definitions

  • thermocouple is in good thermal contact with the underside of the glass ceramic plate by means of the
  • the object of the present invention is to provide a generic hob and a corresponding heating element which have good measuring accuracy
  • the temperature sensor is attached to the underside of the element.
  • this allows a large, flat contact surface to improve the heat conduction from the underside of the glass ceramic plate
  • the element is advantageously formed at least in two parts.
  • a receiving part for the temperature sensor consists of a softer material so that the receiving part can be optimally geometrically shaped in terms of application and safety technology.
  • the rest of the element can consist of a different material, with a spring material being particularly suitable for defining the element on the underside to be able to print on the glass ceramic plate

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Electric Stoves And Ranges (AREA)
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Description

Kochfeld mit Temperaturfühler
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Kochfeld nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 sowie ein entsprechendes Heizelement und ein geeignetes Element
Ein derartiges Kochfeld ist bekannt aus der Druckschrift DE 37 03 768 C2, wobei eine
Vorrichtung zum Erfassen der Temperatur einer mittels Heizwicklungen oder Halogenlampen aufgeheizten Glaskeramikplatte mit einem Temperatursensor offenbart ist Dieser gibt ein der Temperatur der Glaskeramik entsprechendes Signal für eine Regelschaltung ab Die Heizwicklungen oder die Halogenlampen sind im Innenraum eines topfartigen Isoliertragers angeordnet und erwarmen die Glaskeramikplatte über direkte Strahlung Der Rand des Isoliertragers liegt an der Unterseite der Glaskeramikplatte unter Federspannung an, und der Temperatursensor ist außerhalb des Innenraums des Isoliertragers, jedoch innerhalb des Heizelementes, angeordnet Der Temperatursensor steht weiterhin mit der Unterseite der Glaskeramikplatte in wärmeleitender Verbindung wobei der Temperatursensor in einer Aufnahme im Rand des Isoliertragers angeordnet ist Die Aufnahme ist in einem Abstand x zur Innenseite des Randes des Isoliertragers angeordnet, dessen minimaler Wert so gewählt ist, dass die beim Ein- und Ausschalten der Heizwicklungen oder der Halogenlampen entstehenden kurzzeitigen Temperaturanderungen nur einen vernachlassigbaren Einfluss auf den Temperatursensor haben Der maximale Wert des Abstandes x ist so gewählt, dass die durch die Wärmeleitfähigkeit der Glaskeramikplatte bedingte Verzögerung in der Regelcharaktenstik eine kleine Hysterese ergibt Als Abstand x haben sich Weiten von 3 mm bis 6 mm als vorteilhaft erwiesen Der Temperatursensor ist in die eingebrachte oder eingedruckte Aufnahme auf der Oberseite des Ansatzes, der in den innenraum des Isoliertragers ragt, eingebracht und steht mit der Unterseite der Glaskeramikplatte in wärmeleitender Verbindung Der Temperatursensor ist mittelbar unter Federspannung an der Unterseite der Glaskeramikplatte gehalten, um den Warmeubergangswiderstand zwischen der Glaskeramikplatte und dem Temperatursensor klein zu halten
Weiterhin ist aus der Druckschrift EP 0 021 107 A1 ein Heizelement für eine Kocheinheit mit einem Temperaturfühler bekannt Um eine vollständige Beheizung der gesamten Flache des Heizelementes beizubehalten und trotzdem den Temperaturfühler des Reglers eng an die Beheizung zu koppeln, wird ein Warmeubertragungselement in Form eines Bleches verwendet, das den beheizten Bereich teilweise überdeckend zwischen den Heizkörpern und der Glaskeramikplatte angeordnet ist, jedoch aus dem Heizelement herausragt und dort mit dem Temperaturfühler des Reglers in Verbindung steht Das
Warmeubertragungselement ist auf dem Rand der die Beheizung tragenden Schale durch Festklemmen befestigt und liegt normalerweise an der Unterseite der Glaskeramikplatte an Von dem die Warme abfuhlenden Bereich des Warmeubertragungselementes ragt ein Aussenabschnitt nach aussen über den Rand des Heizelementes hinaus Er ist einstuckig mit dem vorgenannten Bereich ausgebildet, zu diesem im wesentlichen parallel, jedoch durch eine Abbiegung etwas nach unten versetzt, so dass der Aussenabschnitt nicht an der Unterseite der Glaskeramikplatte anliegt Die Fuhlerdose des Temperaturfühlers wird durch eine Druckfeder an die Unterseite der Warmeubertragungsflache des Warmeubertragungselementes angedruckt, die sich an einem die Fuhlerdose fuhrenden, an dem Außenabschnitt des Warmeubertragungselementes angebrachten Haltemechanismus abstutzt Es sind jedoch auch andere Fuhlerarten und -anbπngungen möglich So kann beispielsweise auch ein elektrischer NTC- oder PTC-Fuhler verwendet werden, der federnd angedruckt wird oder fest an dem Außenabschnitt des Warmeubertragungselementes angebracht ist Das Warmeubertragungselement kann gewunschtenfalls geerdet werden, wodurch ein
Beruhrungsschutz vorliegt
Weiterhin ist aus der Druckschrift US 4,447,710 ein Glaskeramikkochfeld bekannt, bei dem im Randbereich des Heizelementes ein Isolationskorper angeordnet ist, auf dem ein Temperaturfühler, beispielsweise ein Thermoelement sitzt Das Thermoelement ist in einem guten thermischen Kontakt mit der Unterseite der Glaskeramikplatte mittels des
Isolationsblocks gehalten
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein gattungsgemaßes Kochfeld und ein entsprechendes Heizelement bereitzustellen, die eine gute Meßgenauigkeit aufweisen
Erfindungsgemaß ist dies dadurch erreicht, dass bei einem Kochfeld nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 der Temperaturfühler mittels eines wärmeleitenden Elementes mit der Unterseite der Kochfeldplatte thermisch in Kontakt ist, und daß das Element und der Temperaturfühler mittels Isolationsmateπal abgeschirmt sind gegen die Wärmestrahlung des Heizmitteis Dadurch ist sichergestellt, dass durch die Mess- Anordnung eine Temperatur schnell und genau genug bestimmt wird, die etwa der einer oberhalb des Heizelementes auf der Kochfeldplatte abgestellten Bratpfanne entspricht
Auch ist gewährleistet, dass die Wärmeübertragung von der Bratpfanne bzw der Kochfeldplatte zum Temperaturfühler nicht auf den flachenmaßig sehr kleinen Temperaturfühler begrenzt ist
Gemäß einer bevorzugten Ausfuhrungsform ist der Flachenbereich A des Elementes, der mit der Unterseite der Kochfeldplatte thermisch in Kontakt steht etwa mindestens 5 mal, insbesondere etwa 10 mal großer ist als die Grundflache B des Temperaturfühlers
Vorteilhafterweise betragt ein seitlicher Abstand a des Elementes zum Randbereich des Isolationsmateπals etwa 6 bis 12 mm, insbesondere etwa 8 mm Dieser Wert hat sich überraschender Weise ergeben, wenn einerseits die Abschirmung gegenüber der Wärmestrahlung des Heizmitteis des Heizelementes ausreichend groß sein soll, und wenn andererseits die Ankopplung des Warmeleitelementes an die durch die Wärmestrahlung beheizte Kochfeldplatte ausreichend gut sein soll
Um über die Betriebdauer des Heizelementes messtechnisch definierte und gleichbleibende Verhaltnisse bereitstellen zu können, ist der Temperaturfühler an dem Element befestigt, insbesondere in das Element gegossen an diesem befestigt
Um das Element schnell und fehlerfrei montieren zu können, ist vorgesehen, dass das Warmeleitungselement im Bereich der Außenumfangswand des Heizelementes bzw des Isoliertragers direkt oder unter Zuhilfenahme eines Zwischenmontageteiles befestigt, insbesondere verschraubt ist Dabei kann insbesondere vorgesehen sein, dass das Zwischenmontageteil im Bodenbereich des Heizelementes befestigt ist und sich in den
Bereich der Außenumfangswand des Heizelementes erstreckt, in dem das Element wiederum mit dem Zwischenmontageteil verschraubt ist Um den Anpressdruck bzw. die Anpressflache des Elementes und damit unter anderem die thermische Ankopplung des Elementes an die Unterseite der Kochfeldplatte gut einstellen zu können, kann das Element an der Außenumfangswand des Heizelementes in verschiedenen Hohen anschraubbar sein
Gemäß einer bevorzugten Ausfuhrungsform ist der Temperaturfühler an der Unterseite des Elementes befestigt Dadurch kann zum einen eine große plane Auflageflache zur Verbesserung der Warmeleitung von der Unterseite der Glaskeramikplatte zum
Temperaturfühler realisiert werden Zum anderen ist der Temperaturfühler durch das flachenmaßig größere Element im Montageprozeß, z B beim Herunterfallen der Einheit Element/Temperaturfühler, besser mechanisch geschützt
Zur Vereinfachung der Montage kann das Element einen Aufnahmeabschnitt für den Temperaturfühler und einen Montageabschnitt für die Befestigung des Elementes, insbesondere im Heizelement, aufweisen, wobei der Aufnahmeabschnitt radial seitlich versetzt zum Montageabschnitt liegt Dies ist insbesondere dann wichtig, wenn der Temperaturfühler in unmittelbarer Nahe eines bei dem Heizelement vorhandenen Temperaturbegrenzers montiert werden soll Durch den Temperaturbegrenzer ist nämlich der Montageplatz im Bereich der Außenumfangswand des Heizelementes beschrankt, andererseits ist es jedoch gunstig, wenn die verschiedenen elektrischen Anschlüsse des Temperaturbegrenzers und des Temperaturfühlers so nahe wie sicherheitstechnisch erlaubt beieinander hegen
Vorteilhafterweise ist das Element zumindest zweiteilig ausgebildet. Ein Aufnahmeteil für den Temperaturfühler besteht dabei aus einen weicheren Material, um den Aufnahmeteil anwendungs- und sicherheitstechnisch spezifisch optimal geometrisch umformen zu können Der Rest des Elementes kann aus einem anderen Material bestehen, wobei insbesondere ein Federmatenal geeignet ist, um das Element definiert an die Unterseite der Glaskeramikplatte andrucken zu können
Fertigungs- und montagetechnisch besonders gunstig ist es, wenn das Element als
Torsionsfeder ausgebildet ist, wobei der Torsionsbereich des Federelementes im wesentlichen außerhalb des Heizelementes und damit in einem kuhleren Bereich vorgesehen ist Gemäß einer bevorzugten Ausfuhrungsform ist das Element elektrisch leitfahig ausgebildet sowie geerdet, um um bei einfachem Aufbau den Sicherheitsvorschriften optimal zu genügen
Zur Vereinfachung der Montage und insbesondere zur Zugentlastung sind die elektrischen Leitungen des Temperaturfühlers mit einem ersten Anschlussabschnitt des
Elementes oder einem dort montierten Anschlussstuck verbunden Entsprechend kann auch das Element einen zweiten Anschlussabschπitt aufweisen, an dem eine Erdungsleitung des Elementes angeschlossen ist
Nachfolgend sind anhand schematischer Darstellungen drei Ausfuhrungsbeispiele des erfindungsgemaßen Kochfeldes und Heizelementes bzw Elementes für das Heizelement beschrieben Es zeigen
Fig 1 in einer Schnittdarstellung im wesentlichen entlang der Linie l-l in Fig 2 das Kochfeld mit einem Heizelement gemäß dem ersten Ausfuhrungsbeispiel,
Fig 2 in einer perspektivischen Ansicht von oben das Heizelement alleine gemäß dem ersten Ausfuhrungsbeispiel,
Fig 3 in vergrößertem Maßstab in einer perspektivischen Ansicht von unten das Warmeleitelement aus Fig 1 und Fig 2 ohne den Temperaturfühler,
Fig 4 stark vereinfacht in einer Schnittdarstellung abschnittsweise das Heizelement mit dem Warmeleitelement gemäß dem zweiten Ausfuhrungsbeispiel,
Fig 5 in einer Ansicht von oben abschnittsweise das Heizelement mit dem Warmeleitelement gemäß dem dritten Ausfuhrungsbeispiel, und
Fig 6 ein Blockschaltbild des erfindungsgemaßen Kochfeldes
Ein Kochfeld 1 weist eine Kochfeldplatte 3, insbesondere aus Glaskeramik, auf (Fig 1 ) Unterhalb der Kochfeldplatte 3 sind in an sich bekannter Weise verschiedene Heizelemente 5 des Kochfeldes vorgesehen, die in bekannter Weise an die Unterseite der Kochfeldplatte 3 gedruckt sind (nicht gezeigt) Im Bereich des Heizelementes 5 ist die Kochfeldplatte 3 an ihrer Oberseite üblicherweise entsprechend dekoriert In diesem beheizten Bereich ist ein Kochgefaß 6 abstellbar Der Boden des Kochgefaßes 6 liegt im kalten Zustand häufig nur im Randbereich des Heizelementes 5 in einer Ringflache auf der Kochfeldplatte 3 auf, wahrend im zentralen Restbereich der Topfboden durch einen Luftspalt von der Platte beabstandet ist (Fig 1 ) Im erwärmten Zustand verringert sich dieser Luftspalt oder wird idealerweise zu annähernd Null durch die bekannte thermisch bedingte Bewegung des Topfbodens Das Heizelement 5 besitzt einen napfartigen Blechtopf 7 in dem eine kreisscheibenformige Isolationsplatte 9 hegt Weiterhin sind innerhalb des Blechtopfes 7 auf der Isolationsplatte 9 ein innerer Isolationsπng 1 1 sowie ein äußerer Isolationsring 13 entsprechend einer Zweikreis-Heizungsanordnung vorgesehen Dadurch ist der Innenraum des Heizelementes 5 in einen inneren und einen äußeren Heizbereich getrennt in dem sich jeweils ein Bandheizleiter 15 erstreckt (Fig 1 , Fig 2) In an sich bekannter Weise ist im Bereich der Außenumfangswand des
Blechtopfes 7 ein Heizleiteranschlussteil 17 befestigt, das einerseits leitend verbunden ist mit den Bandheizleitern 15 und andererseits an nicht gezeigte elektrische Versorgungsleitungen des Kochfeldes 1 anschließbar ist (Fig 2) Das Heizelement 5 weist weiterhin einen an sich bekannten Temperaturbegrenzer 19 auf, dessen Stab sich quer über den beheizten Bereich des Heizelementes erstreckt Der Anschlussblock des
Temperaturbegrenzers 19 besitzt die bekannten und üblichen, seitlich ausgestellten Kontaktflachsteckstifte zum Anschluß an die Spannungsversorgungsleitung bzw an das Heizleiteranschlußteil 17 des Heizelementes 5 Zwischen dem inneren Isolationsring und dem äußeren Isolationsring 13 ist im Bereich des Temperaturbegrenzers 19 ein Iso- lationsblock 21 angeordnet Dieser kann dazu dienen, den Temperaturbegrenzer 19 im
Bereich von unterhalb des Isolationsblocks 21 geführten Abschnitten des Bandheizleiters 15 thermisch gegen diese abzuschirmen In den Randbereich des Isolationsblocks 21 ist in dessen Oberseite eine Aufnahmevertiefung 23 gefräst In dieser ist ein Warmeleitelement 25 mit seiner Elementenhaube 27 angeordnet (Fig 1 , 2, 3) Dabei ist zu beachten, das die Haube 27 nicht unmittelbar auf dem Boden der Vertiefung 23 aufsitzt, damit die Haube 27 bei einem Schlag auf die Kochfeldplatte 3 geringfügig nachgeben kann Dadurch kann eine Beschädigung oder einen Bruch der Platte 3 vermieden werden, insbesondere wenn sie aus Glas- oder Glaskeramikmateπal ist In den durch die Elementenhaube 27 gebildeten Aufnahmeraum ist mittels eines temperaturbeständigen und wärmeleitenden Keramikklebers 28 als Temperaturfühler 29 ein PT- 500-Meßfuhler mit seinen Fuhlerleitungen 30 eingebettet und dadurch befestigt und gefuhrt Das Material der Elementenhaube 27 ist X7-Stahl und die Haube 27 ist dazu als Biegeteil ausgeführt Das Haubenmatenal muss ausreichend gute
Warmeleitungseigenschaften aufweisen, muss gut verformbar sein, wie nachfolgend erläutert ist, jedoch im gesamten Temperaturbereich von bis zu 350 - 400°C ausreichend mechanisch stabil und seine Eigenschaften auch bei diesen Temperaturen beibehalten Von dem als Deckwand dienenden Abschnitt der Elementenhaube 27 sind zwei Seitenwande 31 im wesentlichen rechtwinklig nach unten abgebogen (Fig 3) Ebenfalls rechtwinklig zu den Seltenwanden 31 abgebogen begrenzen Bodenwande 33 einen schlitzförmig geöffneten Boden der Elementenhaube 27 Stirnseitig ist der Aufnahmeraum der Haube durch eine rechtwinklig von der Deckwand abgebogene Stirnwand 35 verschlossen Durch die haubeπformige Ausbildung des Elementes 25 ist sichergestellt, dass die sicherheitstechnisch vorgeschriebene Luft- und Kriechstrecke zum spannungsführenden Temperaturfühler 29 im Falle eines Bruches der Kochfeldplatte 3 eingehalten ist, ohne die Grundflache des Elementes 25 bzw der Haube 27 und damit des Isolationsblockes 21 allzu groß gestalten zu müssen Genauere Ausfuhrungen zur geometrischen Gestaltung und Anordnung des Temperaturfühlers 29, des Elementes 25 und des Isolationsblockes 21 werden im Zusammenhang mit der Beschreibung des in
Fig 5 skizzierten dritten Ausfuhrungsbeispiels gemacht Die Haube 27 ist mit einem im wesentlichen L-formig ausgebildeten Haubentrager 37 aus Stahl fest verbunden, vorzugsweise verschweißt Dazu sitzt die Elementenhaube 27 auf einem Verbindungsabschnitt 39 des Haubentragers 37 (Fig 3) Dadurch ist die Deckwand der Elementenhaube 27 leicht erhöht gegenüber der Oberseite des Haubentragers 37 angeordnet und definiert und begrenzt einen Flachenbereich A, in dem das Element 25 an der Unterseite des Kochfeldplatte 3 wärmeleitend anliegt (Fig 1 , 2, 5) Durch die überlappende Verbindung von Haube 27 und Haubentrager 37 ist zudem die Stabilität der Verbindung erhöht Wahrend der Haubentrager 37 aus 0,8 mm starken Material besteht, um für die nachfolgend beschriebenen Erdungs-Steckanschlusse vorschriftsgerecht geeignet zu sein, besteht die Elementenhaube 27 aus dünnerem Material, was deren Umformung zusätzlich vereinfacht Der Haubentrager 37 geht in einem Federabschnitt 41 in einen Montageabschnitt 43 über (Fig 2, 3) Dabei ist der Federabschnitt 41 im wesentlichen außerhalb des beheizten Bereiches des Heizelementes 5 bzw des äußeren Isolationsnnges 13 angeordnet Der Montageabschnitt 43 des Haubentragers 37 besitzt eine rechtwinklig nach unten abge- bogene Montageplatte 45 mit Montageoffnungen 47 Durch die Montageoffnungen 47 kann das Warmeleitelement 25 hohenmaßig einstellbar über ein Zwischenmontageteil 48 an der Außenumfangswand des Blechtopfes 7 befestigt werden (Fig 2) Dazu ist vorgesehen, dass das Zwischenmontageteil 48 einerseits an der Unterseite des Blechtopfes 7 in dessen Boden verschraubt ist (nicht gezeigt) Dieses Teil 48 erstreckt sich etwa L-formig von dem Boden des Heizelementes bis zu seiner Seitenwand 7 Im
Seitenwandbereich ist dann das Warmeleitelement 25 mit dem Zwischenmontageteil 48 verschraubt und so hohenmaßig die Lage des Warmeleitelementes 25 definiert festlegbar So können aufwendige Verschraubungsoffnungen in der Seitenwand des Blechtopfes 7 entfallen und die bereits bodenseitig im Blechtopf stets vorhandenen Offnungen können genutzt werden Alternativ kann das Warmeleitelement 25 jedoch auch im Bereich der Montageoffnungen 47 mit der Aussenwand des Blechtopfes 7 verschraubt sein Weiterhin kann in den Montageoffnungen 47 ein Anschlussteil befestigt werden (nicht gezeigt), mit dem einerseits die elektrischen Fuhlerleitungen 30 des Temperaturfühlers 29 verbindbar, z B ansteckbar, sind und an dem andererseits elektrische Verbindungsleitungen einer Steuereinheit 101 (Fig 6) des Kochfeldes 1 angeschlossen sind Dadurch ist eine sichere Zugentlastung für die Fuhlerleitungen 30 bereitgestellt Durch das Anschlussteil ist weiterhin sicherzustellen, dass die elektrischen Anschlüsse des PT-Temperaturfuhlers 29 gegenüber Masse bzw dem geerdeten Haubentrager 37 isoliert werden Der Temperaturfühler und die Fuhlerleitungen 30 sind über ihre gesamt Lange von dem Warmeleitelement 25 deckseitig abgedeckt Zur besseren Fuhrung der Leitungen 30 können diese an der Unterseite des Elementes 25 im Bereich des Haubentragers 37 angeklebt und/oder durch am Trager 37 ausgebildete Fuhrungselemente gehalten sein Weiterhin weist die Montageplatte 45 einen Flachstift 49 auf, an dem eine Erdungsleitung 51 bzw deren genormter AMP-Stecker des Kochfeldes unmittelbar ansteckbar ist Dadurch ist das Warmeleitelement 25 auf
Massepoteπtial gelegt Dabei ist sicherzustellen, dass der ohmsche Widerstand des Elementes 25 bei einem Wert von 0, 1 Ohn oder weniger hegt, um einer Dauerstrombelastung von mindestens 25 A standhalten zu können Weiterhin darf das Warmeleitelement 25 auch nicht zu steif ausgeführt sein, um bei mechanischer Belastung bzw Bewegung der Kochfeldplatte 3 geeignet nachgeben zu können Andernfalls waren durch ein zu steifes Anliegen des Elementes 25 bzw der Elementenhaube 27 an der Kochfeldplatte 3 Kochplatten-Abplatzer an der Unterseite der Platte 3 oder gegebenenfalls auch deren Bruch zu befurchten Weiterhin ist zu beachten, dass eine
Verbesserung der Warmeleitung von der Unterseite der Kochfeldplatte 3 zum Warmeleitelement 25 zu erreichen ist, wenn die Zwischenräume zwischen den an der Unterseite von Glaskeramikplatte ausgebildeten Noppen mit einer wärmeleitenden Paste bzw einem geeigneten Kleber ausgefüllt werden
Bei dem Kochfeld bzw dem Heizelement gemäß dem zweiten Ausfuhrungsbeispiel sind aus Vereinfachungsgrunden soweit möglich dieselben Bezugszeichen wie bei der Beschreibung des ersten Ausfuhrungsbeispiels verwendet In Fig 4 ist abschnittsweise in einer Schnittdarstellung quer zur Langserstreckung des Elementes und damit etwa senkrecht zur Linie l-l in Fig 2 der Bereich des Kochfeldes gezeigt, in dem der Temperturfuhler 29 zusammen mit einem Warmeleitelement 75 im Bereich des
Isolationsblocks 21 ähnlich dem ersten Ausfuhrungsbeispiel angeordnet ist Im Unterschied zum ersten Ausfuhrungsbeispiel weist das Warmeleitelement 25 keine Elementenhaube, sondern eine Elementenschale 77 auf Diese Elementenschale ist ebenfalls in einer geeigneten Aufnahmevertiefung 23 des Isolationsblockes 21 angeordnet Die Isolationsschale hegt in ihren Randbereichen in einer Ringflache unmittelbar an der Unterseite der Glaskeramikplatte 3 an und steht dadurch mit ihr in wärmeleitender Verbindung In der Elementenschale 77 ist der Temperaturfühler 29 angeordnet, wobei die Schale zusätzlich durch eine Warmeleitpaste gefüllt ist Das nicht naher gezeigte Warmeleitelement 75 konnte ansonsten wie das Warmeleitelement 25 des ersten Ausfuhrungsbeispieles ausgeformt sein Aus sicherheitstechnischen Gründen ist der Temperaturfühler 29 jedoch mit einer Schutzkleinspannung betrieben oder übertragt sein Messsignal beruhrungslos aus dem Heizelement
Gemäß dem dritten Ausfuhrungsbeispiel nach Fig 5 weist das beispielsweise haubenformig gestaltete Warmeleitelement 85 eine Elementenhaube 87 auf, die der des ersten Ausfuhrungsbeispieles entspricht Im Unterschied zum ersten Ausfuhrungsbeispiel ist ein Montageabschnitt 89 des Haubentragers 37 jedoch nicht seitlich radial versetzt zum Aufnahmeabschnitt der Elementenhaube 87 angeordnet Vielmehr erstreckt sich der Montageabschnitt 89 in Verlängerung der Elementenhaube 87 radial unversetzt entlang der Außenwand des Blechtopfes 7 senkrecht nach unten In Fig 5 ist schematisiert dargestellt, in welchem Flachenbereich A das Warmeleitelement 85 thermisch in Kontakt steht mit der Unterseite der Kochfeldplatte 3 Die Große der Flache betragt dabei etwa 50 bis 100 mm2 Auch ist dargestellt, dass die Kontaktflache A ungefähr etwa 10 mal großer ist als eine Grundflache B des Temperaturfühlers 29 Dadurch ist unter anderem sichergestellt, dass die Temperatur an der Unterseite der Kochfeldplatte durch den Temperaturfühler nicht quasi punktformig, sondern über einen größeren Flachenbereich integrierend ermittelt wird Dies ist insbesondere deshalb wichtig, weil der jeweilige
Pfannendurchmesser und dessen Bodenbeschaffenheit nicht genau bekannt sind und zusätzlich von Pfannentyp zu Pfannentyp schwanken können Ein seitlicher Mindest- Abstand a des Elementes 85 zum Randbereich des Isolationsmateπals 21 betragt etwa 8 mm Dadurch ist eine optimale Geometrie bereitgestellt, die folgende Vorteile für die genaue Regelung der Heizleistung bzw der Temperatur insbesondere bei Bratvorgangen in auf der Kochfeldplatte 3 abgestellten Pfannen 6 aufweist. Der Temperaturfühler 29 und die Elementenhaube 27 sind durch den Isolationsblock 21 zum einen ausreichend gegen die von dem Bandheizleiter 15 ausgehende Wärmestrahlung abgeschirmt Zum anderen ist der Isolationsblock noch klein genug, um beim Heizen bzw Braten eine nachteilige Abschattung des Kochgefaßbodens 6 und eine dadurch verursachte unerwünscht ungleichmäßige Warmeverteilung im Pfannenboden vermeiden zu können Insbesondere ist das Warmeleitelement 25 noch ausreichend gut thermisch an den Bereich der Kochfeldplatte angekoppelt, der unmittelbar durch die Wärmestrahlung des Heizmitteis 15 erhitzt wird Dies ist zudem beim ersten und beim dritten Ausfuhrungsbeispiel erreicht, wobei zugleich der Temperaturfühler 29 gegenüber der Kochfeldplatte 3 durch ein geerdetes Schutzelement 27 unter Beachtung der vorschnftsgemaß geforderten 4- bzw 8 mm-Kπech- und Luftstrecke abgedeckt ist Auch ist durch die Vergrößerung der mit der Unterseite der Kochfeldplatte 3 thermisch in Kontakt stehenden Flache erreicht, das trotz aller Montagetoleranzen ein ausreichend guter Warmekontakt zwischen dem flachenmaßig kleineren Temperaturfühler und der Kochfeldplatte 3 hergestellt ist Dies ist insbesondere dann wichtig, wenn eine an der Unterseite genoppte Glaskeramik- Kochfeldplatte 3 verwendet wird, deren Noppengeometrie in der Größenordnung des Temperaturfühlers 29 hegt Obige Aussagen zur Gestaltung der Geometrien, Abstände und Größenverhaltnisse gelten für alle drei Ausfuhrungsbeispiele. Gegebenfalls wird die Messfläche A durch einen Hochtemperaturschmierstoff an die Kochfeldplattenunterseite, die insbesondere aus Glaskeramikmatenal besteht, angekoppelt, um einen verbesserten Wärmeübergang und bei Schlagbelastung eine verbesserte Dämpfung zu erzielen.
In Fig 6 ist schematisiert ein Blockschaltbild dargestellt, das die wichtigsten Komponenten des Kochfeldes zeigt. Die Steuereinheit 101 regelt die Heizleistung des Bandheizleiters 15 entsprechend den Messwerten des Temperaturfühlers 29 auf den durch eine Eingabeeinheit 103 vorgegebenen Soll-Wert. Dadurch kann insbesondere erreicht werden, dass beim Braten ein Anbrennen nahezu ausgeschlossen ist.

Claims

Patentansprüche
Kochfeld mit einer Kochfeldplatte (3), insbesondere aus Glaskeramik, unterhalb der zumindest ein Heizelement (5) angeordnet ist, zur Erwärmung eines auf der Kochfeldplatte abstellbaren Kochgefaßes, und mit einem Temperaturfühler (29) zum Erfassen der Temperatur der Kochfeldplatte, welcher Temperaturfühler innerhalb des Heizelementes die Temperatur der Unterseite der Kochfeldplatte abfuhlt und mittels Isolationsmatenal (21 ) abgeschirmt ist gegen die Wärmestrahlung eines Herzmittels (15) des Heizelementes (5) sowie verbunden ist mit einer Steuereinheit (101 ) zum Steuern der Heizleistung des Heizelementes, dadurch gekennzeichnet, daß der Temperaturfühler (29) mittels eines wärmeleitenden Elementes (25, 75, 85) mit der Unterseite der Kochfeldplatte (3) thermisch in Kontakt ist, und daß das Element (25, 75, 85) und der Temperaturfühler (29) mittels Isolationsmatenal (21 ) abgeschirmt sind gegen die Wärmestrahlung des Heizmtttels (15)
Kochfeld nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß der Temperaturfühler (29) an der Unterseite des Elementes (25, 85) befestigt ist, und daß das Element gegen die Unterseite der Kochfeldplatte (3) gedruckt ist
Kochfeld nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Flachenbereich A des Elementes (25, 85), der mit der Unterseite der Kochfeldplatte (3) thermisch in Kontakt steht etwa mindestens 5 mal, insbesondere etwa 10 mal großer ist als die Grundflache B des Temperaturfühlers (29)
Kochfeld nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein seitlicher Abstand a des Elementes (25, 75, 85) zum Randbereich des Isolationsmateπals (21 ^ etwε 6 bis 12 mm, insbesondere etwa 8 mm betragt Kochfeld nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Temperaturfühler (29) im Bereich eines Temperaturbegrenzers (19) des Heizelementes (5) angeordnet ist
Kochfeld nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet daß der Temperaturfühler in das Element (25, 75, 85) gegossen an diesem befestigt ist
Kochfeld nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn- zeichnet, daß das Element (25, 75, 85) als Federelement ausgebildet ist und begrenzt auf den Bereich des Temperaturfühlers (29) gegen die Unterseite der Kochfeldplatte (3) gedruckt ist
Kochfeld nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Element (25, 85) zumindest im Bereich des
Temperaturfühlers (29) etwa haubenformig ausgebildet ist und dabei eine obere und schurzenahnhche seitliche Wände (31 , 35) aufweist
Kochfeld nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Haube (27, 87) bodenseitig zumindest zum Teil geschlossen ist
Heizelement für ein Kochfeld nach einem der vorhergehenden Ansprüche
Element für ein Heizelement nach Anspruch 10
EP01905751A 2000-02-16 2001-02-08 Kochfeld mit temperaturfühler Expired - Lifetime EP1258171B1 (de)

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EP1258171B1 EP1258171B1 (de) 2006-09-27

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