WO1998012898A1 - Heizleiter für ein kochfeld - Google Patents

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WO1998012898A1
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Günter Dittmar
Roman-Hartmut Wauer
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Ako-Werke Gmbh & Co. Kg
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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
    • H05B3/748—Resistive heating elements, i.e. heating elements exposed to the air, e.g. coil wire heater

Definitions

  • the invention relates to a heating conductor that can be installed in a geometric pattern in a radiant heater of a hob.
  • EP 0 175 662 B1 describes a heating conductor, the geometric pattern of which is formed by stamping from a foil laminate enclosing a metal foil.
  • This heating conductor is only suitable for temperatures up to a maximum of 400 C and is therefore for one Radiant heaters cannot be used. Flexibility of the heating conductor is desirable here because it is to be installed in vehicle seats. There is an auxiliary bridge between the power connections, which has to be cut out after the electrical connection.
  • the object of the invention is to propose a heating conductor of the type mentioned at the outset, which can be easily installed in the radiant heater and has good radiation properties.
  • Metal foil for example 0.05 mm to 0.1 mm, and the size of the diameter of the geometric pattern, for example 10 cm to 30 cm, a sensitive, not dimensionally stable structure that bends easily in itself and in which the heating webs easily to bend.
  • the heating conductor is removed from the metal foil
  • Stabilizing webs exist which lead to a certain stiffening of the structure of the heating conductor, so that its transport and assembly is less prone to failure.
  • the stabilizing webs inevitably form undesired electrical short-circuits in the heating conductor
  • Heating bars They must be removed before operation. This is done by applying an electrical voltage that leads to a current in the stabilizing bars, which heats them up so that they burn out.
  • the heating webs are not damaged because their width is much larger than that of the stabilizing webs.
  • the thickness of the stabilization webs and the heating webs is the same because they are made of the same metal foil come .
  • two adjacent heating webs are connected to holding tabs or connecting webs, and the stabilizing webs exist between adjacent holding tabs or connecting webs.
  • the stabilizing webs run on the outside of the geometric pattern.
  • FIG. 1 shows a heating conductor with parallel heating elements in its two halves
  • FIG. 2 shows a heating conductor composed of six segments
  • FIG. 3 shows a heating conductor with a star-shaped pattern
  • Figure 4 shows a heating conductor with a simplified star-shaped pattern compared to Fig. 3 and
  • Figure 5 shows a heating conductor with a spiral pattern.
  • the heating conductor is cut out in a desired geometric pattern from a thin metal foil of the same thickness throughout, for example by a cutting process, punching process or etching process.
  • the thickness of the metal foil is, for example, approximately 0.05 mm to 0.1 mm.
  • the heating conductor forms heating webs (1), the width of which is selected in connection with the specific electrical resistance of the metal foil so that the heating webs glow during operation. You take it Temperatures above 600 ° C to 1100 ° C.
  • the width of the heating webs is much larger than their thickness, ie the thickness of the metal foil.
  • the width is about 2mm to 4mm.
  • the width of the heating elements lies in the plane of the geometric pattern.
  • the heating conductors according to FIGS. 1 to 3 have outer retaining tabs (2) which lie on a circular circumference which is customary in hobs.
  • the outer retaining tabs (2) each connect two mutually parallel heating bars (1).
  • Inner holding tabs (3) connect the parallel heating bars (1) on their side facing away from the holding tabs (2), so that in the end the heating bars (l) are electrically in series.
  • power connections (4) are formed on the heating conductor.
  • the outer retaining tabs (2), the inner retaining tabs (3) and the power connections (4) are so wider than the heating bars (1) that they do not reach the annealing temperature during operation.
  • the heating webs (1) run parallel in a right and left semicircle.
  • the inner retaining tabs (3) lie in two rows of a diagonal zone of the circular shape.
  • Stabilizing webs (5) each exist between two adjacent outer holding straps (2) and inner holding straps (3) and the power connections (4). For the sake of simplicity, not all stabilizing webs are designated by 5 in the figures.
  • the stabilizing webs (5) are left in the process of removing the heating conductor from the metal foil. The current through which the
  • Stabilizing bars (5) is much smaller than that of the heating bars (l).
  • the stabilizing bars (5) stiffen the heating conductor. It also ensures that the heating bars (l) cannot buckle during transport and assembly.
  • the heating conductor is composed of six essentially identical segments which are electrically and mechanically connected to one another at connection point 6). Each segment has outer retaining tabs (2) and inner retaining tabs (3). There are stabilizing webs (5) between adjacent retaining tabs, which are also not all designated here. The stabilizing webs (5) of the outer retaining tabs (2) lie on the outer circumference of the circular shape. This results in a smooth outer contour that prevents snagging.
  • a pair of parallel heating elements (1) form a beam of the star-shaped pattern. All outer
  • Retaining tabs (2) each connecting a pair of heating elements, lie on the circumference.
  • the jets are alternately radially of different lengths, the inner retaining tabs (3), each of which connects a pair of heating elements, lie on circles of different diameters.
  • Stabilizing webs (5) are provided here between the outer retaining tabs (2).
  • stabilizing webs (5) are provided between the inner retaining tabs (3) and adjacent heating webs (1).
  • radial heating bars (1) are connected on the outside with connecting bars (7) and on the inside with connecting bars (8).
  • the connecting webs (7, 8) can take over the functions of the retaining tabs (2, 3).
  • the outer connecting webs (7) can also be designed so that they glow during operation.
  • FIG. 5 shows a heating conductor with a spiral pattern. To stabilize the spiral shape during transport and assembly are between The adjacent stabilizing webs (5) are provided adjacent turns of the heating web (1). 5 run on four radial lines.
  • the stabilization bars (5) are always arranged in dependence on the respective geometric pattern of the heating conductor in such a way that the desired stiffening results.
  • the heating conductor which is separated from the metal foil and has the stabilization webs (5), is placed on a conventional insulating base arranged in a tin pot. Then the retaining tabs (2, 3) are fixed by means of retaining elements. Then a uniform or pulsed electrical voltage is then applied to the current connection () or to other suitable points on the heating conductor. This voltage leads to a current flow in the stabilization bars (5).
  • the stabilization bars (5) heat up so strongly that they burn out and thus no longer represent electrical short circuits between the heating bars (1). After the stabilizing (5) has burned through or melted, the radiant heater is ready for operation and can be put into operation under a glass ceramic plate.
  • An additional stiffening of the heating conductor can be achieved in that the heating webs (1) are U-shaped or V-shaped in cross-section. The profiling is created after the heating conductor has been removed from the metal foil and before it is installed in the radiant heater.

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Abstract

Ein in einem geometrischen Muster in einen Strahlungsheizkörper eines Kochfeldes einbaubarer Heizleiter soll einfach montierbar sein und gute Abstrahlungseigenschaften aufweisen. Der Heizleiter ist in der Form oder Teilform des geometrischen Musters aus einer Metallfolie ausgetrennt und bildet Heizstege (1). Im geometrischen Muster bestehen Stabilisierungsstege (5), deren Breite derart kleiner ist als die Breite der Heizstege (1), daß sie beim Anlegen einer für die Heizstege (1) unschädlichen elektrischen Spannung durchbrennbar sind.

Description

Heizleiter für ein Kochfeld
Die Erfindung betrifft einen Heizleiter, der in einem geometrischen Muster in einen Strahlungsheizkörper eines Kochfeldes einbaubar ist.
In der DE 42 29 375 AI und der EP 0 585 831 A2 ist ein aus einem Flachband bestehender Heizleiter beschrieben. Das gewünschte spiralförmige geometrische Muster wird dadurch gebildet, daß das Flachband in entsprechenden Windungen auf einem Isolierboden des Strahlungsheizkörpers verlegt wird. Dabei sind die großen Oberflächen benachbarter Flachbandabschnitte einander zugewandt. Dem Kochfeld sind nur die schmalen Kanten des Flachbandes zugewandt.
Nach der DE 38 00 676 AI ist ein solcher Flachband- Heizleiter in einem sterförmigen geometrischen Muster verlegt.
Solche Flachband-Heizleiter sind aufwendig in der Verlegung und in ihrer Fixierung am Isolierboden. Ihre dem Kochfeld zugewandten schmalen Kanten bedecken nur einen kleinen Teil des Kochfeldes.
In der EP 0 175 662 Bl ist ein Heizleiter beschrieben, dessen geometrisches Muster durch Stanzen aus einem eine Metallfolie einschließenden Folienlaminats gebildet ist. Dieser Heizleiter eignet sich nur für Temperaturen bis maximal 400 C und ist somit für einen Strahlungsheizkörper nicht verwendbar. Eine Biegbarkeit des Heizleiters ist hier erwünscht, weil er in Fahrzeugεitze eingebaut werden soll. Zwischen den Stromanschlüssen besteht ein Hilfssteg, der nach dem elektrischen Anschließen herauszuschneiden ist.
Aufgabe der Erfindung ist es, einen Heizleiter der eingangs genannten Art vorzuschlagen, der einfach im Strahlungsheizkörper montierbar ist und gute Abstrahlungseigenschaften aufweist.
Erfindungsgemäß ist obige Aufgabe durch die Merkmale des kennzeichnenden Teils des Anspruchs 1 gelöst.
Ein derartiger Heizleiter ist wegen der Dünne der
Metallfolie, beispielsweise 0,05 mm bis 0,1 mm, und der Größe des Durchmessers des geometrischen Musters , beispielsweise 10 cm bis 30 cm, ein empfindliches, wenig formstabiles Gebilde, das sich in sich selbst leicht biegt und in dem sich die Heizstege leicht biegen.
Dadurch ist die Hantierbarkeit beim Transport und bei der Montage erschwert.
Um den Heizleiter zu stabilisieren, läßt man beim Austrennen des Heizleiters aus der Metallfolie
Stabilisierungsstege bestehen, die zu einer gewissen Versteifung der Struktur des Heizleiters führen, so daß dessen Transport und Montage wenig störanfällig ist. Die Stabilisierungsstege bilden jedoch zwangsläufig im Heizleiter unerwünschte elektrische Kurzschlüsse der
Heizstege. Sie müssen vor dem Betrieb beseitigt werden. Dies geschieht durch Anlegen einer elektrischen Spannung, die in den Stabilisierungsstegen zu einem Strom führt, der diese so aufheizt, daß sie durchbrennen. Die Heizstege werden dabei nicht geschädigt, da ihre Breite wesentlich größer als die der Stabilisierungsstege ist. Die Dicke der Stabilisierungsεtege und der Heizstege ist gleich groß, weil sie aus der gleichen Metallfolie stammen .
Vorzugsweise sind jeweils zwei benachbarte Heizstege mit Haltelaschen oder Verbindungsstegen verbunden und zwischen benachbarten Haltelaschen bzw. Verbindungsstegen bestehen die Stabilisierungsstege. Um eine glatte Außenkontur des geometrischen Musters zu erreichen, verlaufen die Stabilisierungsstege außen am geometrischen Muster.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und der folgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen. In der Zeichnung zeigen:
Figur 1 einen Heizleiter mit parallelen Heizstegen in seinen zwei Hälften,
Figur 2 einen aus sechs Segmenten zusammengesetzten Heizleiter,
Figur 3 einen Heizleiter mit sternförmigem Muster,
Figur 4 einen Heizleiter mit gegenüber Fig. 3 vereinfachten sternförmigem Muster und
Figur 5 einen Heizleiter mit spiralförmigem Muster.
Der Heizleiter ist in einem gewünschten geometrischen Muster aus einer dünnen, durchgehend gleich dicken Metallfolie, beispielsweise durch einen Schneidvorgang, Stanzvorgang oder Ätzvorgang, ausgetrennt. Die Dicke der Metallfolie beträgt beispielsweise etwa 0,05 mm bis 0,1 mm. Der Heizleiter bildet Heizstege( 1 ) , deren Breite im Zusammenhang mit dem spezifischen elektrischen Widerstand der Metallfolie so gewählt ist, daß die Heizstege im Betrieb aufglühen. Sie nehmen dabei Temperaturen über 600°C bis 1100°C an. Die Breite der Heizstege ist wesentlich größer als ihre Dicke, d.h. die Dicke der Metallfolie. Die Breite beträgt etwa 2mm bis 4mm. Die Breite der Heizstege liegt in der Ebene des geometrischen Musters.
Die Heizleiter nach den Fig. 1 bis 3 weisen äußere Haltelaschen( 2 ) auf, die auf einem bei Kochfeldern üblichen Kreisumfang liegen. Die äußeren Haltelaschen(2) verbinden jeweils zwei zueinander parallele Heizstege( 1 ) . Innere Haltelaschen(3 ) verbinden die parallelen Heizstege (1) an ihrer den Haltelaschen( 2 ) abgewandten Seite, so daß im Endergebnis die Heizstege(l) elektrisch in Reihe liegen. Außerdem sind am Heizleiter Stromanschlüsse( 4 ) ausgebildet. Die äußeren Haltelaschen( 2 ) , die inneren Haltelaschen( 3 ) und die Stromanschlüsse( 4 ) sind derart breiter als die Heizstege( 1 ) , daß sie im Betrieb nicht auf Glühtemperatur kommen.
Bei dem Heizleiter nach Fig. 1 verlaufen die Heizεtege(l) in einem rechten und linken Halbkreis jeweils parallel. Die inneren Haltelaschen( 3 ) liegen dabei in zwei Reihen einer diagonalen Zone der Kreisform. Jeweils zwischen zwei benachbarten äußeren Haltelaschen( 2 ) und inneren Haltelaschen( 3 ) sowie den Stromanschlüssen( 4 ) bestehen Stabilisierungsstege(5) . In den Figuren sind zur Vereinfachung nicht alle Stabilisierungsstege mit 5 bezeichnet. Die Stabilisierungsstege( 5 ) sind bei dem Austrennvorgang des Heizleiterε aus der Metallfolie stehengelassen. Die stromdurchflossene Breite der
Stabilisierungsstege( 5) ist wesentlich kleiner als die der Heizstege(l) .
Durch die Stabilisierungsstege( 5) ist eine Versteifung des Heizleiters erreicht. Außerdem ist gewährleistet, daß die Heizstege(l) beim Transport und bei der Montage nicht ausknicken können. Beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 ist der Heizleiter aus sechs im wesentlichen gleichen Segmenten zusammengesetzt, die an Verbindungsstelle^ 6 ) elektrisch und mechanisch miteinander verbunden sind. Jedes Segment weist äußere Haltelaschen(2 ) und innere Haltelaschen(3 ) auf. Zwischen benachbarten Haltelaschen bestehen jeweils Stabilisierungsstege( 5 ) , die auch hier nicht alle bezeichnet sind. Die Stabilisierungsstege( 5 ) der äußeren Haltelaschen(2) liegen auf dem Außenumfang der Kreisform. Es ergibt sich dadurch eine glatte Außenkontur, die ein Verhaken verhindert.
Der Heizleiter nach Fig. 3 weist ein sternförmiges Muster auf. Jeweils ein Paar paralleler Heizstege(l) bilden einen Strahl des sternförmigen Musters. Alle äußeren
Haltelaschen(2) , die jeweils ein Heizstegpaar verbinden, liegen auf dem Kreisumfang. Die Strahlen sind abwechselnd radial unterschiedlich lang, wobei die inneren Haltelaschen(3) , die jeweils ein Heizstegpaar verbinden, auf Kreisen unterschiedlicher Durchmesser liegen. Stabiliεierungsstege( 5) sind hier zwischen den äußeren Haltelaschen(2 ) vorgesehen. Außerdem sind Stabilisierungsstege ( 5 ) zwischen den inneren Haltelaschen(3) und benachbarten Heizstegen( 1 ) vorgesehen.
Bei dem Heizleiter nach Fig. 4 sind radiale Heizstege(l) außen mit Verbindungsstegen( 7 ) und innen mit Verbindungsstegen(8) verbunden. Die Verbindungsstege ( 7 ,8 ) können die Funktionen der Haltelaschen( 2, 3 ) übernehmen. Speziell die äußeren Verbindungsstege ( 7 ) können auch so ausgebildet sein, daß sie im Betrieb glühen. Jeweils zwischen den äußeren Verbindungsstegen( 7 ) und den inneren Verbindungsstegen(8) bestehen Stabilisierungsstege( 5 ) .
In Fig. 5 ist ein Heizleiter mit einem spiralförmigen Muster dargestellt. Zur Stabilisierung der Spiralform während des Transports und der Montage sind zwischen benachbarten Windungen des Heizstegs(l) die Stabilisierungsstege( 5 ) vorgesehen. Diese verlaufen nach Fig. 5 auf vier radialen Linien.
Im Rahmen der Erfindung liegen zahlreiche weitere Anordnungen der Stabιlisιerungsstege( 5 ) . Die Stabιlisierungsstege( 5 ) werden in Abhängigkeit vom jeweiligen geometrischen Muster des Heizleiters immer so angeordnet, daß sich die gewünschte Versteifung ergibt.
Der aus der Metallfolie ausgetrennte, die Stabιlisιerungεstege( 5 ) aufweisende Heizleiter wird auf einen üblichen, m einem Blechtopf angeordneten Iεolierboden aufgelegt. Anschließend werden die Haltelaschen( 2 , 3 ) mittels Haltete len fixiert. Danach wird dann an die Stromanschlusse( ) oder an andere geeignete Stellen des Heizleiters eine gleichförmige oder impulsförmige elektrische Spannung angelegt. Diese Spannung führt zu einem Stromfluß in den Stabιlιsιerungsstegen( 5 ) . Die Stabιlιειerungsεtege( 5 ) erhitzen εich dabei so εtark, daß sie durchbrennen und damit nicht mehr elektrische Kurzschlüsse zwischen den Heιzstegen( 1 ) darstellen. Nach dem Durchbrennen bzw. Durchschmelzen der Stabilιsιerungεεtege( 5 ) ist der Strahlungsheizkörper betriebsbereit und läßt sich unter einer Glaskeramikplatte in Betrieb nehmen.
Eine zusätzliche Versteifung des Heizleiters kann dadurch erreicht werden, daß die Heιzstege(l) im Querschnitt U- oder V-förmig profiliert werden. Die Profilierung wird nach dem Austrennen des Heizleiters aus der Metallfolie und vor dessen Montage im Strahlungsheizkörper geschaffen.

Claims

Patentansprüche
1. Heizleiter, der in einem geometrischen Muster in einen Strahlungsheizkörper eines Kochfeldes einbaubar ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Heizleiter in der Form oder einer Teilform des geometrischen Musterε auε einer Metallfolie auεgetrennt iεt und Heizεtege(l) bildet und daß in der Ebene des geometrischen Musterε Stabilisierungsstege( 5 ) bestehen, deren Breite derart kleiner ist als die Breite der Heizstege(l) , daß sie beim Anlegen einer für die Heizstege(l) unschädlichen elektrischen Spannung durchbrennbar sind.
2. Heizleiter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils zwei benachbarte Heizεtege(l) mit
Haltelaschen(2, 3 ) oder Verbindungsstegen( 7 , 8 ) verbunden sind und zwischen benachbarten Haltelaschen( 2 ,3 ) bzw. Verbindungεεtegen( 7,8 ) Stabiliεierungεεtege( 5 ) beεtehen.
3. Heizleiter nach Anεpruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Stabiliεierungεεtege( 5 ) zwiεchen inneren und äußeren Haltelaschen( 2,3 ) bzw. Verbindungsstegen( 7 ,8 ) bestehen.
4. Heizleiter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Stabilisierungsstege ( 5 ) derart außen am geometrischen Muster verlaufen, daß eine glatte Heizleiter-Außenkontur besteht.
5. Heizleiter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Heizleiter Stromanschlüsεe ( 4 ) aufweist, die breiter als die Heizstege(l) sind und zwischen den Stromanschlüsεen(4) wenigstens ein Stabiliεierungssteg( 5) besteht.
6. Heizleiter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Heizleiter ein spiralförmiges geometrischeε Muεter aufweist und die Stabilisierungεstege( 5 ) zwischen benachbarten Spiralwindungen beεtehen.
7. Heizleiter nach einem der vorhergehenden Anεprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Heizεtege(l) im Querεchnitt profiliert sind.
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