EP1686836A1 - Träger für eine Induktionsspule, Induktionsheizeinrichtung, Induktionskochfeld und Verfahren zum Herstellen einer Induktionsheizeinrichtung - Google Patents

Träger für eine Induktionsspule, Induktionsheizeinrichtung, Induktionskochfeld und Verfahren zum Herstellen einer Induktionsheizeinrichtung Download PDF

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EP1686836A1
EP1686836A1 EP06001271A EP06001271A EP1686836A1 EP 1686836 A1 EP1686836 A1 EP 1686836A1 EP 06001271 A EP06001271 A EP 06001271A EP 06001271 A EP06001271 A EP 06001271A EP 1686836 A1 EP1686836 A1 EP 1686836A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
coil
induction
support means
support
carrier
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.)
Withdrawn
Application number
EP06001271A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Bernhard Roth
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
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by EGO Elektro Geratebau GmbH filed Critical EGO Elektro Geratebau GmbH
Publication of EP1686836A1 publication Critical patent/EP1686836A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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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
    • H05B6/00—Heating by electric, magnetic or electromagnetic fields
    • H05B6/02—Induction heating
    • H05B6/10—Induction heating apparatus, other than furnaces, for specific applications
    • H05B6/12—Cooking devices
    • H05B6/1209—Cooking devices induction cooking plates or the like and devices to be used in combination with them
    • H05B6/1245—Cooking devices induction cooking plates or the like and devices to be used in combination with them with special coil arrangements
    • H05B6/1281—Cooking devices induction cooking plates or the like and devices to be used in combination with them with special coil arrangements with flat coils
    • 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
    • H05B2206/00—Aspects relating to heating by electric, magnetic, or electromagnetic fields covered by group H05B6/00
    • H05B2206/02—Induction heating
    • H05B2206/022—Special supports for the induction coils

Definitions

  • the invention relates to a support for an induction coil, in particular in a flat design, as well as an induction heater and a method for producing such an induction heater and an induction cooktop.
  • the invention is based on the object, an aforementioned carrier, an induction heater and a method for producing an induction heater to create, with which problems of the prior art can be solved and in particular an induction coil of precisely defined shape and design can be made as simple as possible.
  • the carrier has an upper support means and a lower support means forming a narrow gap. They may, for example, be substantially plate-like or flat. In this narrow space, which may also have the shape of a very deep groove, the induction coil is introduced or built therein.
  • the induction coil is advantageously constructed from a continuous coil wire, which is particularly advantageous a relatively thick multiple strand.
  • An insulation of the coil wire to the outside or the individual strands is advantageously carried out by a paint-like coating instead of a coating-like plastic sheath.
  • the coil wire is wrapped in the gap, that the resulting induction coil is single-layered.
  • the carrier may be produced as a structural unit or essentially or entirely entirely from a single part.
  • the support means may be connected to a connecting piece, which is formed in particular in the central region. Elaborate assembly steps before or after the winding or insertion of the coil wire are therefore not necessary. It can be made of plastic.
  • at least the lower support means may comprise ferromagnetic material, for example in strip form with radial direction or consist thereof, in particular also the upper support means.
  • the magnetic field can be redirected and so the total inductance of the induction coil can be changed.
  • the support means advantageously form support surfaces which define the space and thus the space in which the induction coil or the coil wire is introduced.
  • the support means or the support surfaces formed by this there are basically several options. On the one hand, it is possible to form them over the entire surface or as closed support surfaces. As a result, for example, a very stable carrier can be created.
  • at least one of the support means or the support surfaces may have recesses and / or openings. These can perform a variety of functions, as will be explained below.
  • breakthroughs can serve as ventilation openings for cooling the induction coil.
  • material and weight can be saved.
  • An embodiment of a support device with openings can be constructed, for example, in the manner of a spoked wheel, wherein the coil wire rests on the spokes.
  • At least one of the support surfaces or both may be formed either substantially flat or without elevations. Alternatively, a number of elevations may be arranged on at least one of the support surfaces. These can determine the course of the coil wire as spacers or form a kind of Einbringungsnuten or prefabricated webs. This is especially advantageous if the position of the turns should be defined exactly to each other or especially if turns should not abut each other, but should have a certain distance from each other. These elevations may have an elongated structure and follow the coil turns or the gaps. However, they can also be used to save material from a series of adjacent, defining the spiral course arrangement.
  • the surveys can survive so far on a support surface of a support means that they form a certain stop for the coil wire.
  • a multi-strand coil wire has here an advantageous deformation ability.
  • a reduction in area in the space through the bumps can range from about 10% to 20% lie. This is also considered sufficient to still effect a sufficient positional fixation.
  • the predeterminable by such surveys course of the induction coil or the coil wire may be such that in the central region either no distance or only a very small distance between adjacent turns prevails. To the outside, since above all a kind of power density of the induction heater can be defined, the distance increase.
  • connection of the two support means to each other in a central or central area may, as stated previously, be integral.
  • a connector in the center may have a hole or hole to access this area.
  • a temperature sensor can be introduced therein, which measures the temperature above the induction coil.
  • this is of interest to detect the temperature of a glass-ceramic cooktop panel passing over it or, indirectly, the temperature of an erected cooking vessel.
  • fastening possibilities for a temperature sensor can be provided in the connecting piece, for example latching projections or recesses.
  • the carrier spacers odgl On an outer side or upper side of the carrier spacers odgl. be formed. With these, it can be applied, in particular as an induction heater in an induction hob cavity, with a precisely defined distance to the underside of a glass ceramic plate.
  • the aforementioned openings or openings in at least one of the support means so and to use it to bring spacers from the outside into the gap.
  • This is particularly advantageous when adjacent turns of the induction coil have a certain distance from each other.
  • the introduced spacer is advantageous to the inner winding or defines the radial distance of the outer winding.
  • These spacers may in particular be rod-like or projection-like. Particularly advantageous they engage in both support means and are thus fixed.
  • ferrites can be arranged on the support, for example on a lower side.
  • they are relatively flat and run spoke- or star-like. They can be introduced or clamped or glued in corresponding receptacles on the underside of the support means.
  • the winding is understandably carried out starting radially inside. Since a connection possibility must thus be created starting radially inward, an opening or a passage can be provided on one of the support devices, through which the beginning of the coil wire for the induction coil can be led to the outside.
  • this implementation may be formed enlarged.
  • it is elongate or a wide slot which extends radially into an outer region, in particular to just before the outer edge or even through it.
  • the implementation of the coil wire is relatively easy.
  • such a radially extending slot does not interfere with the support of the individual, in the circumferential direction and thus substantially transverse thereto coil turns.
  • such a slot can also take over functions such as cooling air supply or the like.
  • the carrier rotates with fixed coil wire feeder. Due to the precise definition of the height of the intermediate space between the support means or by the aforementioned elevations, it is possible that the coil wire is sufficiently accurately fixed in position only by clamping action. Thus, the induction coil can be made without gluing or other fasteners.
  • the induction coil 11 has a carrier 12. It consists of an upper plate 14 as an upper support means and a lower plate 15 as a lower support means. The two plates 14 and 15 are connected via a central piece 16, in particular the entire carrier 12 is integrally formed, for example made of plastic.
  • a central recess 18 In the center piece 16 extends as a longitudinal bore a central recess 18. This can serve various functions, i.a. to do here a temperature sensor to perform on an overlying hob plate. Likewise, a cooling air flow can perform.
  • the central recess 18 also serves to save material.
  • a vent on the right side as a slot 22 may be continuous or is open to the edge.
  • an inner terminal end for the induction coil or the windings 30 is particularly advantageous inserted laterally.
  • a bore 24 may be provided for a spacer 26.
  • this bore 24 goes completely as a bore 24a through the upper plate 14 and extends partially as a lower bore 24b in the lower plate 15.
  • a spacer 26 is inserted. From the drain, this is done after introducing the right next to the spacer 26 shown inner winding 30. From the outside then the next outer winding 30 is wound on the left side of the spacer 26, so that then between the two turns a distance with the thickness of the spacer is complied with.
  • FIG. 1 An alternative method to the spacers 26 is shown in the right pane.
  • the turns 30 in a central or central region of the induction coil directly next to each other or touch yourself. From about half the radius elevations 28 are provided, in the example shown on the support surface, which is formed by the lower plate 15. The bumps 28 become wider with increasing radius of the turns. As a result, the spacing of adjacent turns 30 becomes greater, which can be done inter alia to reduce the power density in the radially outer region.
  • the elevations 28 may be formed according to an embodiment as a longitudinal elevations, which extend spirally according to the course of the individual windings 30. You can either be trained throughout. Alternatively, they may be formed along such an imaginary line as individual elevations spaced from each other, thereby also forming a kind of line or a line-like stop for each individual turn.
  • the height of the elevations 28 is advantageous such that upon insertion of the coil wire 31 and the turns 30, these are introduced from radially outside. They are brought in with so much force that they just overcome so many elevations 28, until they come to lie in the right lane, so to speak.
  • the elevations 28 may be provided either with a flat average increase. Preferably, as shown, they may be formed with triangular cross section, constant height and varying width. Thus, the turns 30 center themselves, so to speak at the lowest point between two elevations 28 in the desired position.
  • an induction coil 11 is shown in partial section with inserted turns 30 of coil wire 31.
  • a constant distance of the turns 30 is provided here in comparison to the Fig. 1 or these are each exactly to each other. So there are no spacers 26 or similarly functioning elevations 28 are provided. It can also be seen how the thickness of the coil wire 31 in about the height of the groove 17 between the plates 14 and 15 corresponds. Thus, a very good positional fixation takes place.
  • connections to the induction coil 11 are shown, namely, an outer terminal 32a and an inner terminal 32b.
  • the inner terminal 32 b may be led out through a corresponding opening, for example a ventilation opening 20 or a slot 22 according to FIG. 1 on the lower plate 15.
  • an induction hob 35 is shown in section. Under a glass ceramic plate 36, an induction coil 11 is arranged. In this case, the carrier 12 and the upper plate 14 of the carrier spacer elements 38, which are formed as elevations. Thus, the induction coil 11 abuts the top of the plate 14 on the underside of the glass-ceramic plate 36.
  • the carrier 12 has, in a groove 17 similar to FIGS. 1 and 2, a plurality of turns 30 made of a coil wire 31.
  • Corresponding terminals 32a and 32b are led out and in particular led into a supply 40, in which the induction coil 11 is subjected to power via the terminals 32. Further execution to the supply 40 are not necessary, since this connection is readily executable by a person skilled in the art.
  • a temperature sensor 42 is arranged in the middle of the support 12 in the middle of the support 12 and is connected to a central piece 16, a central recess 18.
  • a temperature sensor 42 is arranged. It lies with its upper part on the underside of the glass ceramic plate 36 and can detect their temperature. This serves in particular to avoid overheating of the glass ceramic plate and the temperature of a hot display or the like. of the hob 35 to give.
  • the outer terminal 32a may pass through a similar opening.
  • a fixation can be carried out by gluing or by the supply of the connection 32a to a supply 40 according to FIG. 3, a position assurance can take place.

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Abstract

Ein Träger (12) für eine flache Induktionsspule (11) einer Induktionsheizeinrichtung weist eine obere (14) und eine untere Stützeinrichtung (15) auf. Diese sind mechanisch miteinander verbunden (16) und bilden einen schmalen Zwischenraum (17) zum Einbringen der Induktionsspule aus einem einzelnen fortlaufenden Spulendraht (31) in mehreren Windungen (30). Durch den Abstand der beiden Stützeinrichtungen (14, 15) zueinander kann der Spulendraht (31) festgeklemmt werden und ist somit lagefixiert.

Description

    Anwendungsgebiet und Stand der Technik
  • Die Erfindung betrifft einen Träger für eine Induktionsspule, insbesondere in flacher Bauweise, ebenso wie eine Induktionsheizeinrichtung und ein Verfahren zum Herstellen einer solchen Induktionsheizeinrichtung und ein Induktionskochfeld.
  • Es ist beispielsweise aus der EP 713 351 A1 bekannt, für eine Induktionsheizeinrichtung eines Induktions-Kochfeldes den Spulendraht auf einen Träger mit vorgefertigten Nuten oder nutartigen Vertiefungen einlagig aufzuwickeln. Fixiert wird er beispielsweise durch Kleben.
    • Aufgabe und Lösung
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen eingangs genannten Träger, eine Induktionsheizeinrichtung sowie ein Verfahren zur Herstellung einer Induktionsheizeinrichtung zu schaffen, mit denen Probleme des Standes der Technik gelöst werden können und insbesondere eine Induktionsspule genau definierter Form und Bauart möglichst einfach hergestellt werden kann.
  • Gelöst wird diese Aufgabe durch einen Träger mit den Merkmalen des Anspruchs 1, eine Induktionsheizeinrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 13, ein Induktionskochfeld den Merkmalen des Anspruchs 15 sowie ein Verfahren zum Herstellen einer Induktionsheizeinrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 16. Vorteilhafte sowie bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der weiteren Ansprüche und werden im folgenden näher erläutert. Der Wortlaut der Ansprüche wird durch ausdrückliche Bezugnahme zum Inhalt der Beschreibung gemacht. Merkmale, die sowohl den Träger als auch die Induktionsheizeinrichtung sowie deren Herstellungsverfahren beschreiben, werden im folgenden teilweise nur einmal angeführt. Sie gelten dennoch jeweils unabhängig voneinander für Träger und Induktionsheizeinrichtung bzw. deren Herstellungsverfahren.
  • Der Träger weist eine obere Stützeinrichtung und eine untere Stützeinrichtung auf, die einen schmalen Zwischenraum bilden. Dabei können sie beispielsweise im wesentlichen plattenartig oder flächig ausgebildet sein. In diesem schmalen Zwischenraum, der auch die Form einer sehr tiefen Nut haben kann, wird die Induktionsspule eingebracht bzw. darin aufgebaut. Dabei wird die Induktionsspule vorteilhaft aus einem fortlaufenden Spulendraht aufgebaut, der besonders vorteilhaft eine relativ dicke Mehrfachlitze ist. Eine Isolierung des Spulendrahtes nach außen bzw. der einzelnen Litzen erfolgt vorteilhaft durch einen lackartigen Überzug anstelle eines überzugartigen Kunststoffmantels. Besonders vorteilhaft wird der Spulendraht so in den Zwischenraum eingewickelt, dass die entstehende Induktionsspule einlagig ist.
  • Damit ist es vorteilhaft bei einer einlagigen Induktionsspule möglich, insbesondere wenn der Abstand der beiden Stützeinrichtungen voneinander bzw. der Zwischenraum im Bereich der Stärke des Spulendrahtes liegt, dass der Spulendraht unter leichter Klemmungswirkung in dem Zwischenraum liegt. Auf diese Art und Weise ist eine Lagefixierung des Spulendrahtes bzw. der einzelnen Windungen möglich für einen stabilen und dauerhaften Aufbau der Induktionsspule bzw. einer Induktionsheizeinrichtung in gewünschtem Maß. Weitere Verklebungen oder Fixierungen können entfallen.
  • Des weiteren ist es dabei möglich, den Träger als eine Baueinheit bzw. im wesentlichen oder insgesamt vollständig aus einem einzigen Teil herzustellen. Dabei können die Stützeinrichtungen mit einem Verbindungsstück verbunden sein, das insbesondere im Mittelbereich angeformt ist. Aufwendige Montageschritte vor oder nach dem Aufwickeln bzw. Einbringen des Spulendrahtes sind somit nicht notwendig. Er kann aus Kunststoff bestehen. Alternativ kann zumindest die untere Stützeinrichtung ferromagnetisches Material aufweisen, beispielsweise in Streifenform mit radialer Richtung oder daraus bestehen, insbesondere auch die obere Stützeinrichtung. Damit kann das magnetische Feld umgeleitet und so die Gesamtinduktivität der Induktionsspule verändert werden.
  • Die Stützeinrichtungen bilden vorteilhaft Stützflächen, welche den Zwischenraum begrenzen und somit den Raum, in welchen die Induktionsspule bzw. der Spulendraht eingebracht wird. Für die Ausbildung der Stützeinrichtungen bzw. der von diesem gebildeten Stützflächen gibt es grundsätzlich mehrere Möglichkeiten. Einerseits ist es möglich, sie vollflächig auszubilden bzw. als geschlossene Stützflächen. Dadurch kann beispielsweise ein sehr stabiler Träger geschaffen werden. Andererseits kann wenigstens eine der Stützeinrichtungen bzw. der Stützflächen Ausnehmungen und/oder Durchbrüche aufweisen. Diese können eine Vielzahl von Funktionen ausüben, wie im folgenden noch ausgeführt wird.
  • Beispielsweise können Durchbrüche als Lüftungsöffnungen dienen zur Kühlung der Induktionsspule. Des weiteren kann Material und Gewicht eingespart werden. Eine Ausbildung einer Stützeinrichtung mit Durchbrüchen kann beispielsweise nach Art eines Speichenrades aufgebaut sein, wobei der Spulendraht auf den Speichen anliegt. Ebenso ergeben sich weitere Möglichkeiten für ein vorteilhaftes Herstellungsverfahren, welche später im Detail erläutert werden.
  • Zumindest eine der Stützflächen oder beide kann entweder im wesentlichen plan bzw. ohne Erhebungen ausgebildet sein. Alternativ kann an zumindest einer der Stützflächen eine Reihe von Erhebungen angeordnet sein. Diese können den Verlauf des Spulendrahtes bestimmen als Abstandshalter bzw. eine Art von Einbringungsnuten oder vorgefertigten Bahnen bilden. Dies ist vor allem dann vorteilhaft, wenn die Lage der Windungen zueinander exakt definiert sein soll bzw. vor allem dann, wenn Windungen nicht aneinander anliegen sollen, sonder einen gewissen Abstand zueinander aufweisen sollen. Diese Erhebungen können einen länglichen Aufbau aufweisen und den Spulenwindungen bzw. den Zwischenräumen folgen. Sie können jedoch auch zur Materialersparnis aus einer Reihe von benachbarten, den spiraligen Verlauf definierenden Anordnung bestehen.
  • Die Erhebungen können dabei soweit über eine Stützfläche einer Stützeinrichtung überstehen, dass sie zwar für den Spulendraht einen gewissen Anschlag bilden. Beim Einbringen bzw. Aufwickeln des Spulendrahtes sollte es jedoch noch möglich sein, ihn mit einer gewissen Kraft durch einen solchermaßen verengten Querschnitt in den Innenbereich der Spule bzw. des Zwischenraums zwischen den Stützeinrichtungen zu drücken. Vor allem ein mehrlitziger Spulendraht weist hier eine vorteilhafte Verformungsfähigkeit auf. Eine Querschnittsverringerung in dem Zwischenraum durch die Erhebungen kann im Bereich von ca. 10% bis 20% liegen. Dies wird auch als ausreichend angesehen, um noch eine ausreichende Lagefixierung zu bewirken.
  • Der durch derartige Erhebungen vorgebbare Verlauf der Induktionsspule bzw. des Spulendrahtes kann so sein, dass im Mittelbereich entweder kein Abstand oder nur ein sehr geringer Abstand zwischen benachbarten Windungen herrscht. Nach außen zu kann, da hierüber vor allem eine Art Leistungsdichte der Induktionsheizeinrichtung definiert werden kann, der Abstand zunehmen.
  • Die Verbindung der beiden Stützeinrichtungen miteinander in einem Mittelstück oder Mittelbereich kann, wie zuvor ausgeführt worden ist, einstückig sein. Zusätzlich ist es möglich, nach dem Aufwickeln der Induktionsspule im Außenbereich weitere Verbindungen oder Fixierungen vorzusehen, da dann der Zwischenraum nicht mehr zugänglich sein muss. Ein Verbindungsstück in der Mitte kann einen Durchbruch bzw. ein Loch aufweisen, um diesen Bereich zugänglich zu machen. Beispielsweise kann ein Temperatursensor darin eingebracht werden, der die Temperatur oberhalb der Induktionsspule misst. Insbesondere bei der Verwendung einer Induktionsheizeinrichtung in einer Induktions-Kochmulde ist dies interessant, um die Temperatur einer darüber verlaufenden Glaskeramik-Kochfeldplatte oder indirekt die Temperatur eines aufgestellten Kochgefäßes zu erfassen. In dem Verbindungsstück können dabei Befestigungsmöglichkeiten für einen Temperatursensor vorgesehen sein, beispielsweise Rastvorsprünge oder -ausnehmungen.
  • An einer Außenseite bzw. Oberseite des Trägers können Abstandshalter odgl. angeformt sein. Mit diesen kann er, insbesondere als Induktionsheizeinrichtung in einer Induktions-Kochfeldmulde, mit genau definiertem Abstand an die Unterseite einer Glaskeramikplatte angelegt werden.
  • In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist es möglich, vorgenannte Öffnungen oder Durchbrüche in zumindest einer der Stützeinrichtungen so auszubilden und dafür zu nutzen, Abstandshalter von außen in den Zwischenraum einzubringen. Dies ist insbesondere dann von Vorteil, wenn nebeneinanderliegende Windungen der Induktionsspule einen gewissen Abstand zueinander aufweisen. So kann nach dem Einwickeln einer Windung an deren radialen Außenseite ein Abstandshalter eingeführt werden. Da er von außen durch eine der Stützeinrichtungen hindurch eingeführt wird, behindert er das Einbringen des Spulendrahtes nicht. Der eingebrachte Abstandshalter liegt dabei vorteilhaft an der inneren Windung an bzw. definiert den radialen Abstand der außenliegenden Windung. Diese Abstandshalter können insbesondere stangenartig oder vorsprungsartig sein. Besonders vorteilhaft greifen sie in beide Stützeinrichtungen ein und sind somit fixiert. Sie können bei aufgewickelter Induktionsspule in dem Träger verbleiben für eine dauerhafte Formgestalt der Induktionsspule.
  • Außer der Induktionsspule selber können an dem Träger beispielsweise an einer Unterseite Ferrite angeordnet sein. Insbesondere sind sie relativ flach und verlaufen speichen- oder sternartig. Dabei können sie in entsprechenden Aufnahmen an der Unterseite der Trägereinrichtung eingebracht bzw. festgeklemmt oder eingeklebt werden.
  • Beim Herstellen der Induktionsspule erfolgt das Aufwickeln verständlicherweise radial innen beginnend. Da somit radial innen beginnend eine Anschlussmöglichkeit geschaffen werden muss, kann an einer der Stützeinrichtungen eine Öffnung bzw. einen Durchführung vorgesehen sein, durch welche der Anfang des Spulendrahtes für die Induktionsspule nach außen geführt werden kann. Zum vereinfachten Durchführen des Spulendrahtes kann diese Durchführung vergrößert ausgebildet sein. Vorteilhaft ist sie länglich bzw. ein breiter Schlitz, der sich radial in einen Außenbereich erstreckt, insbesondere bis kurz vor den Außenrand oder sogar durch diesen hindurch. Somit ist das Durchführen des Spulendrahtes relativ einfach. Des weiteren stört ein solcher radial verlaufender Schlitz nicht die Stützung der einzelnen, in Umfangsrichtung und somit im wesentlichen quer dazu verlaufenden Spulenwindungen. Wie zuvor bereits ausgeführt, kann ein solcher Schlitz auch noch Funktionen wie Kühlluft-Zuführung oder dergleichen übernehmen.
  • Nach dem so erfolgten Einbringen des einen Endes der Induktionsspule bzw. des Spulendrahtes kann das eigentliche Aufwickeln beginnen. Hierzu gibt es unterschiedliche Möglichkeiten, insbesondere dreht sich der Träger bei feststehender Spulendraht-Zuführung. Durch die genaue Definition der Höhe des Zwischenraumes zwischen den Stützeinrichtungen oder durch vorgenannte Erhebungen ist es möglich, dass der Spulendraht lediglich durch Klemmwirkung ausreichend genau lagefixiert ist. So kann die Induktionsspule ohne Kleben oder sonstige Befestigungen hergestellt werden.
  • 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. Die Unterteilung der Anmeldung in einzelne Abschnitte sowie Zwischen-Überschriften beschränken die unter diesen gemachten Aussagen nicht in ihrer Allgemeingültigkeit.
    • Kurzbeschreibung der Zeichnungen
  • Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen schematisch dargestellt und werden im folgenden näher erläutert. In den Zeichnungen zeigt:
    • Fig. 1
    einen seitlichen Schnitt durch einen Träger mit verschiedenen Ausbildungsmöglichkeiten bzw. Details;
    Fig. 2
    einen Träger entsprechend Fig. 1 mit aufgewickelter Induktionsspule und
    Fig. 3
    einen Schnitt durch eine Induktions-Kochfeldmulde mit unter einer Glaskeramik-Platte angeordneter Induktionsheizeinrichtung mit einer Induktionsspule entsprechend Fig. 2.
    Detaillierte Beschreibung der Ausführungsbeispiele
  • In Fig. 1 ist eine Induktionsspule 11 beispielhaft dargestellt bzw. es sind verschiedene Ausbildungsmöglichkeiten veranschaulicht. Die Induktionsspule 11 weist einen Träger 12 auf. Er besteht aus einer oberen Platte 14 als obere Stützeinrichtung sowie eine untere Platte 15 als untere Stützeinrichtung. Die beiden Platten 14 und 15 sind über ein Mittelstück 16 verbunden, insbesondere ist der gesamte Träger 12 einstückig ausgebildet, beispielsweise aus Kunststoff.
  • In dem Mittelstück 16 verläuft als längliche Bohrung eine Mittelausnehmung 18. Diese kann verschiedenen Funktionen dienen, u.a. dazu, hier einen Temperatursensor durchzuführen zur Anlage an einer darüber verlaufenden Kochfeldplatte. Ebenso kann ein Kühlluftstrom durchführen. Die Mittelausnehmung 18 dient auch zur Materialersparnis.
  • Es ist des weiteren möglich, in der Fläche einer der beiden Platten 14 oder 15 bzw. auch in beiden Platten Lüftungsöffnungen 20 mit Stegen 21 dazwischen vorzusehen. Sie können beispielsweise als in radialer Richtung verlaufende Schlitze ausgebildet sein. Neben der Funktion der verbesserten Belüftung können sie auch zur Materialersparnis dienen. Des weiteren ist es auch möglich, hier eine Zuführung zu der zwischen den Platten 14 und 15 befindlichen Windung des Spulendrahtes durch- bzw. herauszuführen. Da sich zwischen den Lüftungsöffnungen 20 noch die Stege 21 der Platten 14, 15 befinden, wird hier noch eine ausreichende Unterstützung bzw. Lagesicherung der Windungen 30 sichergestellt. Beispielsweise ist es auch möglich, Lüftungsöffnungen 20 in der oberen Platte 14 versetzt zu denjenigen in der unteren Platte 15 auszubilden. Jedenfalls wird durch die Stege 21 sowie den außen umlaufenden Rand in einem solchen Fall noch eine ausreichende Stützfläche für die Windungen 30 geschaffen.
  • Rechts ist an dem Träger 12 auch beispielhaft dargestellt, wie eine Lüftungsöffnung an der rechten Seite als Schlitz 22 durchgehend sein kann bzw. zum Rand hin offen ist. In einen solchen Schlitz ist besonders vorteilhaft ein inneres Anschlussende für die Induktionsspule bzw. die Windungen 30 seitlich einführbar.
  • Des weiteren ist im linken Bereich des Trägers 12 dargestellt, wie eine Bohrung 24 für einen Abstandshalter 26 vorgesehen sein kann. Dabei geht diese Bohrung 24 vollständig als Bohrung 24a durch die obere Platte 14 und reicht teilweise als untere Bohrung 24b in die untere Platte 15. In diese Bohrung 24 ist, vorteilhaft auf klemmende Art und Weise, ein Abstandshalter 26 eingeführt. Vom Ablauf her erfolgt dies nach Einbringen der rechts neben dem Abstandshalter 26 dargestellten inneren Windung 30. Von außen wird dann auf der linken Seite des Abstandhalters 26 die nächste äußere Windung 30 aufgewickelt, so dass dann zwischen den beiden Windungen ein Abstand mit der Dicke des Abstandshalters eingehalten wird. Durch unterschiedliches Setzen der Bohrungen 24 bzw. Dicke der Abstandshalter 26 können die Abstände zwischen nebeneinanderliegenden Windungen variiert werden.
  • Eine alternative Methode zu den Abstandshaltern 26 ist im rechten Bereich dargestellt. Dort liegen die Windungen 30 in einem Mittel- oder Zentralbereich der Induktionsspule direkt nebeneinander bzw. berühren sich. Ab etwa dem halben Radius sind Erhebungen 28 vorgesehen, im dargestellten Beispiel an der Stützfläche, die durch die untere Platte 15 gebildet wird. Die Erhebungen 28 werden mit zunehmendem Radius der Windungen breiter. Dadurch wird der Abstand nebeneinanderliegender Windungen 30 größer, was u.a. gemacht werden kann zur Verringerung der die Leistungsdichte im radial äußeren Bereich.
  • Die Erhebungen 28 können gemäß einer Ausführung als Längserhebungen ausgebildet sein, die spiralig entsprechend dem Verlauf der einzelnen Windungen 30 verlaufen. Sie können entweder durchgehend ausgebildet sein. Alternativ können sie entlang einer solchen gedachten Linie als einzelne Erhebungen mit Abstand zueinander ausgebildet sein, wobei sie dadurch ebenfalls eine Art Linie bzw. einen linienartigen Anschlag für jede einzelne Windung bilden.
  • Die Höhe der Erhebungen 28 ist vorteilhaft derart, dass beim Einbringen des Spulendrahtes 31 bzw. der Windungen 30 diese ja von radial außen eingeführt werden. Sie werden dabei mit so viel Kraft eingebracht, dass sie gerade so viele Erhebungen 28 überwinden, bis sie sozusagen in der richtigen Spur zu liegen kommen. Dabei können die Erhebungen 28 entweder mit einer flachen mittleren Erhöhung vorgesehen sein. Bevorzugt können sie, wie dargestellt ist, mit dreieckigem Querschnitt, gleichbleibender Höhe und variierender Breite ausgebildet sein. So zentrieren sich die Windungen 30 sozusagen an der tiefsten Stelle zwischen zwei Erhebungen 28 selber in die gewünschte Position.
  • In Fig. 2 ist eine Induktionsspule 11 im Teilschnitt dargestellt mit eingebrachten Windungen 30 aus Spulendraht 31. Allerdings ist hier im Vergleich zu der Fig. 1 ein konstanter Abstand der Windungen 30 vorgesehen bzw. diese liegen jeweils genau aneinander an. Es sind also keine Abstandshalter 26 oder ähnlich funktionierende Erhebungen 28 vorgesehen. Es ist auch zu erkennen, wie die Dicke des Spulendrahtes 31 in etwa der Höhe der Nut 17 zwischen den Platten 14 und 15 entspricht. So erfolgt eine sehr gute Lagefixierung.
  • Des weiteren sind in Fig. 2 Anschlüsse an die Induktionsspule 11 dargestellt, und zwar ein äußerer Anschluß 32a und ein innerer Anschluß 32b. Vor allem der innere Anschluß 32b kann durch eine entsprechende Öffnung herausgeführt sein, beispielsweise eine Lüftungsöffnung 20 oder einen Schlitz 22 gemäß Fig. 1 an der unteren Platte 15.
  • In Fig. 3 ist ein Induktions-Kochfeld 35 im Schnitt dargestellt. Unter einer Glaskeramikplatte 36 ist eine Induktionsspule 11 angeordnet. Dabei weist deren Träger 12 bzw. die obere Platte 14 des Trägers Distanzelemente 38 auf, die als Erhebungen ausgebildet sind. Damit liegt die Induktionsspule 11 mit der Oberseite der Platte 14 an der Unterseite der Glaskeramikplatte 36 an.
  • Der Träger 12 weist in einer Nut 17 ähnlich wie in den Fig. 1 und 2 mehrere Windungen 30 aus einem Spulendraht 31 auf. Entsprechende Anschlüsse 32a und 32b sind herausgeführt und insbesondere in eine Versorgung 40 geführt, in welcher die Induktionsspule 11 über die Anschlüsse 32 leistungsbeaufschlagt wird. Nähere Ausführung zu der Versorgung 40 sind nicht notwendig, da dieser Anschluss für einen Fachmann ohne weiteres ausführbar ist.
  • In der Mitte des Trägers 12 verläuft durch ein Mittelstück 16 eine Mittelausnehmung 18. In dieser ist ein Temperatursensor 42 angeordnet. Er liegt mit seinem oberen Teil an der Unterseite der Glaskeramikplatte 36 an und kann deren Temperatur erfassen. Dies dient insbesondere dazu, eine Überhitzung der Glaskeramikplatte zu vermeiden sowie deren Temperatur an eine Heißanzeige odgl. des Kochfeldes 35 zu geben.
  • Ähnlich wie der innere Anschluß 32b durch einen entsprechenden Schlitz oder eine Öffnung in der unteren Platte 15 im wesentlichen fixiert sein kann, kann der äußere Anschluß 32a durch einen ähnliche Öffnung verlaufen. Hier ist allerdings keine Fixierung durch radial außen anschließende Windungen 30 gegeben, so dass entweder eine Klemmung in dem Schlitz in der unteren Platte 15 vorgesehen sein kann. Alternativ kann eine Fixierung durch eine Verklebung erfolgen oder durch die Zuführung des Anschlusses 32a an eine Versorgung 40 gemäß Fig. 3 kann eine Lagesicherung erfolgen.

Claims (20)

  1. Träger für eine Induktionsspule (11) mit einer im wesentlichen flachen bzw. flächigen Erstreckung, wobei der Träger (12) eine obere (14) und eine untere Stützeinrichtung (15) aufweist, die mechanisch miteinander verbunden sind und einen schmalen Zwischenraum (17) bilden zum Einbringen der Induktionsspule, die vorzugsweise ein einzelner fortlaufender Spulendraht (31) ist.
  2. Träger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass er, insbesondere mit den Stützeinrichtungen (14, 15) und einem Verbindungsstück (16) zwischen diesen, einteilig und einstückig hergestellt ist, vorzugsweise aus Kunststoff.
  3. Träger nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand der beiden Stützeinrichtungen (14, 15) voneinander im Bereich der Stärke des Spulendrahtes (31) liegt, wobei vorzugsweise der Abstand so groß ist, dass der Spulendraht unter leichter Klemmungswirkung zwischen den Stützeinrichtungen liegt.
  4. Träger nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Stützeinrichtungen (14, 15) eine jeweils nach innen bzw. aufeinander zu weisende Stützfläche bilden bzw. in einer solchen Stützfläche verlaufen.
  5. Träger nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Stützeinrichtungen (14, 15) vollflächig sind bzw. die von diesen für den Spulendraht (31) gebildeten Stützflächen im wesentlichen geschlossen sind.
  6. Träger nach einem der Ansprüche 1 bis 4, gekennzeichnet durch Ausnehmungen und/oder Durchbrüche (20, 22) in den Stützeinrichtungen (14, 15).
  7. Träger nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass von den Stützeinrichtungen (14, 15) gebildete Stützflächen plan sind bzw. erhebungslos ausgebildet sind.
  8. Träger nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine der Stützflächen der Stützeinrichtungen (14, 15) Erhebungen (28) aufweist, die entlang des vorgesehenen Verlaufs des Spulendrahtes (31) verlaufen bzw. in vorgesehenen Abständen liegen zur Definition eines Abstandes zweier nebeneinanderliegender Windungen (30) von Spulendrähten voneinander, wobei insbesondere die Erhebungen (28) als Abstandshalter wirken.
  9. Träger nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Erhebungen (28) so weit über eine Stützfläche einer Stützeinrichtung (14, 15) überragen und den Querschnitt des Zwischenraums (17) verringern, dass der Spulendraht (31) durch Kraftaufbringung beim Aufwickeln durchgedrückt bzw. vorbeigedrückt werden kann, wobei vorzugsweise die Querschnittsverringerung ca. 10% bis 20% beträgt.
  10. Träger nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass Erhebungen (28) derart ausgebildet bzw. angeordnet sind, dass im Mittelbereich des Trägers (12) kein oder nur ein geringer Abstand zwischen nebeneinanderliegenden Windungen (30) vorgesehen ist und im Außenbereich des Trägers der Abstand größer wird, wobei vorzugsweise der Abstand zum Außenbereich hin größer wird.
  11. Träger nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Stützeinrichtungen (14, 15) in einem Mittelbereich miteinander mechanisch verbunden sind, insbesondere durch ein Verbindungsstück (16), wobei vorzugsweise in dem Mittelbereich ein Durchbruch (18) vorgesehen ist zum Einbringen eines Temperatursensors (42) oder dergleichen.
  12. Träger nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in mindestens einer der Stützeinrichtungen (14, 15), vorzugsweise in beiden Stützeinrichtungen auf gleiche Art und Weise, Durchbrüche bzw. Öffnungen (24) vorgesehen sind zum Einführen und dauerhaftem Befestigen von stangen-oder vorsprungsartigen Abstandshaltern (26), die radial außerhalb einer inneren Windung (30) einbringbar sind vor dem Einbringen der anschließenden radial äußeren Windung (30) und so den Abstand nebeneinanderliegender Windungen (30) zueinander bestimmen.
  13. Induktionsheizeinrichtung mit einer Induktionsspule (11) und mit einem Träger (12) nach einem der vorhergehenden Ansprüche dafür.
  14. Induktionsheizeinrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Spulendraht (31) klebefrei bzw. ausschließlich durch mechanische Andrückung an dem Träger (12) befestigt ist.
  15. Induktionskochfeld mit mindestens einer Induktionsheizeinrichtung (11) nach Anspruch 13 oder 14.
  16. Verfahren zur Herstellung einer Induktionsspule (11), dadurch gekennzeichnet, dass auf einen Träger (12) nach einem der Ansprüche 1 bis 12 radial innen beginnend ein Spulendraht (31) in den Zwischenraum (17) zwischen den Stützeinrichtungen (14, 15) eingewickelt wird, wobei radial von innen nach außen gewickelt wird.
  17. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass ein elektrischer Anschluß (32b) an das innere Ende der Induktionsspule (11) durch eine Ausnehmung (20, 22) im Träger (12) bzw. einer der Stützeinrichtungen (15) hindurchgeführt wird vor Beginn des Aufwickelns der Induktionsspule, wobei die Ausnehmung erheblich größer ist als der Querschnitt des Spulendrahtes (31) und insbesondere länglich ist, wobei sie sich längs in radialer Richtung erstreckt von einem Anfangspunkt (32b) der Spulenwicklung in Richtung nach außen.
  18. Verfahren nach Anspruch 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet, dass der Träger (12) nach einem der Ansprüche 1 bis 12 ausgebildet ist und ab einem bestimmten Wicklungsradius Abstandshalter (26) eingebracht werden vor dem Anlegen des nächsten außenliegenden Windungsabschnittes (30), wobei vorzugsweise die Abstandshalter direkt nach dem Einwickeln des vorhergehenden radial innenliegenden Windungsabschnittes (30) eingebracht werden.
  19. Verfahren nach einem der Ansprüche 16 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass ab einem bestimmten Spulenradius, vorzugsweise ab etwa einem Drittel oder der Hälfte, parallel und gleichzeitig sowie radial innenliegend mit dem Spulendraht (31) ein länglicher flexibler Abstandshalter mit aufgewickelt wird, dessen Dicke bzw. Querschnitt zunimmt mit Anzahl der aufgebrachten Windungen bzw. radialer Erstreckung der Induktionsspule (11).
  20. Verfahren nach einem der Ansprüche 16 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass der Träger (12) bei feststehender Spulendraht-Zuführung gedreht wird.
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