WO2005032214A2 - Heizelement für gargeräte - Google Patents

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WO2005032214A2
WO2005032214A2 PCT/EP2004/010402 EP2004010402W WO2005032214A2 WO 2005032214 A2 WO2005032214 A2 WO 2005032214A2 EP 2004010402 W EP2004010402 W EP 2004010402W WO 2005032214 A2 WO2005032214 A2 WO 2005032214A2
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WO
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heating
layer
heating element
resistors
electrical
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PCT/EP2004/010402
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WO2005032214A3 (de
WO2005032214B1 (de
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Peter Wiedemann
Thomas Schreiner
Frédéric Renaud
Pascal Gluck
Simon Kastra
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Rational Ag
Frima Sa
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Publication date
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Priority to US10/572,176 priority patent/US20070084457A1/en
Priority to DE502004003079T priority patent/DE502004003079D1/de
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Publication of WO2005032214A3 publication Critical patent/WO2005032214A3/de
Publication of WO2005032214B1 publication Critical patent/WO2005032214B1/de

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    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
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    • H01R13/02—Contact members
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    • H01R13/24—Contacts for co-operating by abutting resilient; resiliently-mounted
    • H01R13/2464—Contacts for co-operating by abutting resilient; resiliently-mounted characterized by the contact point
    • H01R13/2471—Contacts for co-operating by abutting resilient; resiliently-mounted characterized by the contact point pin shaped
    • H—ELECTRICITY
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    • H05B3/02—Details
    • H05B3/06—Heater elements structurally combined with coupling elements or holders
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    • 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
    • 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
    • H05B2203/00—Aspects relating to Ohmic resistive heating covered by group H05B3/00
    • H05B2203/016—Heaters using particular connecting means

Definitions

  • the present invention relates to a heating element for a cooking device, in particular for the direct and / or indirect heating of at least one item to be cooked, comprising at least one carrier layer and at least one heating element layer which is at least partially or directly adjacent to the carrier layer.
  • the invention further relates to a cooking appliance comprising at least one heating element according to the invention, and to a method for producing a heating element layer of a heating element according to the invention.
  • Heating elements or heating elements for cooking devices are well known to the person skilled in the art. These are generally electrical heating systems or hobs for cooking appliances with a non-metallic, for example ceramic or metallic carrier plate and heating resistors directly or indirectly attached to it.
  • a heating element comprising a carrier plate made of ceramic material with a plurality of conductive resistance tracks attached to this carrier plate, which in turn can be supplied with current via control elements attached on the rear.
  • Bimetallic switches are proposed as control elements which, when there is sufficient deflection due to heat, establish or interrupt conductive contact with the resistance or conductor tracks.
  • Bimetallic strips are conventionally connected to electrical lines via solder or screw contacts, so that the heating element can fail due to thermal stress and / or material tension in the area of the contacts caused by temperature fluctuations.
  • DE 100 06 953 AI is concerned with hob plates containing at least one heating element and a temperature sensor which is connected to a heat-conducting element, which can be designed as a spring element and is pressed in the area of the temperature sensor against the underside of the hob plate. In this way, its temperature can be continuously and reliably determined via permanent contact with the heating plate.
  • the contact to an electrical heater is made via a heat conductor connection part in the form of a plug contact attached to the outer peripheral wall of the hob plate.
  • the heating conductor connection part is conductively connected on the one hand to band heating conductors and on the other hand to electrical supply lines of the hob, the plug contacts being present directly in the region of the band heating conductors of the hob and are therefore themselves exposed to extreme heat radiation. Malfunctions of the cooktop panels can also occur here if the electrical contact fails due to the heat load or the associated material stresses.
  • DE 694 05 958 T2 discloses a steam generator with an electrically heated plate, comprising a first fixed plate which is equipped with an electrical heating resistor and a second mobile plate which is pressed against a first main surface of the first plate by elastic spring devices.
  • the electrical heating resistor is guided through the interior of the fixed first heating plate.
  • DE 36 20 203 AI describes an electrical heating element consisting of a heating part and a connecting part, which at least partially consist of different electrically conductive materials, whereby the flexibility should be increased and the assembly should be facilitated.
  • the heating part can be connected to the connecting part via a releasable clamping or plug connection, in order to enable a temporary connection without using a spring element.
  • the heating element may fail due to a defect in the electrical power supply.
  • DE 197 01 640 AI a contact heat transferring cooking system with an electric hotplate with a hotplate body is known. The hotplate body is heated by a heating resistor attached to its underside in the form of spiral or radial conductor tracks.
  • multi-circuit hotplates consisting of several heating zones can be obtained.
  • the conductor tracks in the individual heating zones are controlled separately from one another. This increases the wiring effort and makes it necessary to use several sensors in different areas of the hotplate to regulate a uniform heating output. This makes the hotplate very maintenance-intensive.
  • Modern hobs or heating areas are characterized in that a large number of locally limited heating elements can be controlled in a targeted manner.
  • Individual heating elements can in turn have one or more heating resistors. The smaller the respective heating element or heating resistor units and the denser they are, the higher is the technical outlay for the equipment to be able to control or regulate each individual heating resistor separately, which leads to an increased susceptibility to faults.
  • each individual heating resistor is connected to a control and regulation unit via a separate electrical line.
  • the heating resistors are regularly connected to the electrical lines via solder contacts.
  • their production is both labor-intensive and time-consuming as well as very costly in terms of materials, and as a whole is a cost-driving factor.
  • solder joints are permanently exposed to a very high temperature stress and significant temperature fluctuations and as a result, rapid material fatigue, especially in long-term use, such as. B. in canteen kitchens or snack chains to be accepted.
  • an uneven contact pressure of a heating element against a surface to be heated leads to different heat input at different points on the surface and thus to poor cooking results.
  • the present invention was therefore based on the object of further developing the generic heating elements for a cooking appliance in such a way that it does not suffer from the disadvantages of the prior art and in particular provides very maintenance and user-friendly hob plates with a high density of heating resistors.
  • a heating element is to be provided which, with very maintenance-friendly control, enables a uniform and fail-safe introduction of heat into a carrier layer, in particular a crucible of a cooking appliance.
  • a cooking device and a method for producing a heating element layer of a heating element are to be provided which overcome the disadvantages of the prior art.
  • a heating element for a cooking device in particular for direct or indirect electrical heating of at least one item to be cooked, was found with at least one electrical contact or conductor element and with at least one spring-elastic locking element which is connected or connectable to the electrical contact or conductor element, the electrical element Contact or conductor element can at least temporarily be brought into contact with at least one heating resistor and / or with at least one contact point of the heating element layer via the spring force of the resilient locking element.
  • heating plates, heating layers or heating resistors can be reliably and permanently connected to an electrical conductor track without any soldering contact and thus almost maintenance-free.
  • the conductor element can be configured rigidly and can also be firmly connected to the spring-elastic locking element.
  • the spring force of the locking element is suitably chosen such that, although the conductor element is pressed against the heating resistor, its shape is not permanently changed by it.
  • this heating element is a, in particular essentially flat, heating plate or a completely or sectionally essentially tubular, in particular cylindrical, heating. Accordingly, the heating elements according to the invention are particularly suitable for use in rotary evaporators, as described, for example, in WO 02/12790 as a steam generator for cooking appliances.
  • the heating plates can in principle be flat, curved, corrugated or in any other shape.
  • At least sections of at least one separating layer lies or lie between the carrier layer and the heating element layer for at least regionally equalizing the heat input into the carrier layer and / or on the side of the heating element layer facing away from the carrier layer and / or between the heating element layer and the spring-elastic locking element at least in sections at least one mechanical buffer layer and or at least one first thermal insulation layer, preferably comprising a microlayer.
  • the carrier layer can be designed as a carrier plate.
  • the carrier layer, the heating element layer, the separating layer, the mechanical buffer layer, the first thermal insulation layer and / or the spring-elastic locking element to the selected shape of the heating element or to completely adopt or adopt it.
  • the carrier layer consists entirely or partially of stainless steel and / or the mechanical buffer layer consists entirely or partially of mica.
  • the heating element according to the invention comprises at least one pressing means, preferably comprising a pressure plate, with which the spring-elastic locking element, preferably comprising a spring element plate, the mechanical buffer layer, the first thermal insulation layer, the heating element layer and / or the separating layer against the carrier layer for the at least area-wise equalization of the contact pressure on the carrier layer and / or the heat input into the carrier layer is or can be pressed.
  • the heating element present in this embodiment essentially has a pressed sandwich structure.
  • both the locking element and the heating element and / or the separating layer or the graphite layer are also more resistant to mechanical stresses even in the event of severe thermal stress Overuse or damage protects.
  • This compressed structure can also be stored and transported in a space-saving manner and can be installed in cooking appliances in a simple and reliable manner.
  • the mechanical buffer layer has or have at least one opening for the contact and conductor element in the region of at least a second section of the spring-elastic locking element, the first thermal insulation layer and / or the pressing means. Since the mechanical buffer layer, the first thermal insulation layer and the pressing means, between which the resilient locking element is optionally at least partially wedged, have omissions, a second section of the locking element is given freedom of movement in the direction of the carrier layer and also away from it. If, for example, the locking element is a metal plate, this is regularly tension-free in the flat, flat state. When at least a first section of the locking element is deflected from the tension-free rest position, a restoring force is generally built up. The resulting restoring force can be used in the present case to press a conductor element connected to the deflected section of the locking element or a contact element against the heating element layer.
  • the resilient locking element has at least one first section present between the heating element layer, the first thermal insulation layer and / or the mechanical buffer layer and the pressing means, on the one hand, and a second free section adjoining the first section, which immediately or indirectly, in particular via a third section, to which the contact or conductor element is connected or can be connected, the second section preferably being in the region of the omission.
  • the locking element accordingly has at least a first section which is clamped between the pressing means and the carrier layer, preferably the mica layer, and a second section which is essentially freely deflectable.
  • the conductor element can be connected directly to this second section or, with the interposition of a further, third section, to the locking element.
  • the locking element ends with its free end, ie the first or third section in the area of the conductor element.
  • at least a fourth section can also be provided, which adjoins the second and / or third section of the resilient locking element and / or the contact or conductor element, the fourth section preferably having the mechanical buffer layer, the first thermal Insulation layer and / or the pressing means is connected or connectable.
  • the fourth section can serve, for example, to support the locking element on the edge of the outlet which is opposite the first section thereof. In this way, the freedom of movement of the locking element is limited, but not to an extent that would prevent a connection by means of spring force. Rather, the fourth section enables the locking element to be attached in a very secure position.
  • the contact or conductor element can preferably be connected or connected to the spring-elastic locking element via an insulator, preferably in the form of an insulation sleeve.
  • an insulator preferably in the form of an insulation sleeve.
  • This can e.g. act as an insulating sleeve which is embedded in the second or third section of the locking element on the one hand and on the other hand can accommodate the contact element with displacement invariance.
  • heating elements are characterized in that the heating element according to the invention, viewed from the support layer in the direction of the resilient locking element, as a support layer or as a heating element layer, at least in sections at least one stainless steel layer and at least in sections at least one ceramic layer and also at least in sections at least one layer with electrical heating resistors and / or at least in sections has at least one glass layer.
  • the glass layer is not continuous at those points where the conductor element comes into contact with the heating resistor.
  • a support layer according to the invention which, viewed from the free outer surface thereof, has at least one layer containing at least one heat-conducting metal, in particular steel, at least one layer containing at least one highly heat-conducting metal, in particular copper, and at least one comprises second insulation layer.
  • the carrier layer viewed from the free outer surface, comprises at least one layer containing at least one highly thermally conductive metal, in particular copper, at least one layer containing at least one poorly thermally conductive metal, in particular steel, and at least one second insulation layer.
  • heating elements according to the invention are also suitable in which the carrier layer, viewed from the free outer surface, comprises at least one electrically insulating ceramic layer, at least one electrically conductive ceramic layer and / or at least one second insulation layer.
  • the heating element layer is designed as a thick layer or as a thin layer.
  • the heating element layer can be produced by means of serigraphy or a printing process, preferably as a thick layer.
  • the object on which the invention is based is further achieved in a further embodiment by a heating element in which the heating element layer has a multiplicity of individual heating resistors which are arranged in at least two heating tracks in such a way that the heating resistors within each heating track are electrically connected in parallel with one another and the heating tracks are electrically connected in series with one another, and all heating resistors can be supplied with electrical energy at the same time, at least two heating resistors having different heating powers and / or the heating resistors being arranged at least in regions on the heating element layer at different distances from one another.
  • the invention can also be characterized in that the heating resistors are provided via a thick layer.
  • the heating resistors can be produced on the heating element layer using a serigraphy or a printing process. Furthermore, the invention proposes that the at least two heating resistors with different heating powers have different electrical resistances, in particular have different geometric dimensions and / or comprise different materials, in particular materials with different doping.
  • the at least two heating resistors with different surface sizes have different peripheral shapes, in particular at least one heating resistor has an essentially polygonal, in particular trapezoidal, triangular, square, rectangular, and / or hexagonal peripheral shape, different peripheral lengths, different side lengths, in particular different ones Widths and / or lengths, and / or have different thicknesses.
  • a further preferred embodiment of the invention provides that the heating power and / or the spacing of the heating resistors, at least in regions, preferably over the entire heating element, against an at least regionally present contact pressure of the heating element layer on the carrier layer, at least in regions, in particular depending on one local thermal conductivity of the carrier layer, predetermined heat power density distribution within the heating element layer and / or is adapted to an at least regionally predetermined heat density distribution within the carrier layer.
  • the heating power of a first heating resistor which is arranged in a first region of the heating element layer with a first contact pressure of the heating element layer on the carrier layer, is lower than the heating power of at least one second heating resistor, which is compared in a second region with one the second contact strength of the heating element layer, which is lower than the first contact strength, is arranged on the carrier layer and / or the distance between two heating resistors in the first region is greater than the distance between two heating resistors in the second region.
  • the invention provides that the first area is located in the vicinity of at least one, preferably adjacent to at least one, attachment or pressure point, preferably in the form of an opening for at least partially carrying out or reaching through a fastening device for attaching the heating element layer to the carrier layer , and / or the second area is located further away from at least one, in particular not adjacent to at least one, attachment or pressure point in comparison to the first area.
  • the heating power of a third heating resistor which is arranged in a third area of the heating element layer with a first heating power density of the heating element layer, is lower than the heating power of at least a fourth heating resistor, which is in a fourth area with a lower heating power density compared to the first second heating power density of the heating element layer is arranged, and / or the distance between two third heating resistors in the third area is greater than the distance between two fourth heating resistors in the fourth area.
  • the third region of the heating element layer is in the vicinity of at least one, preferably adjacent to at least one, first region of the carrier layer with a first thermal conductivity and / or with a first heat density and the fourth region of the heating element layer is in is located in the vicinity of at least one, preferably adjacent to at least one, second region of the carrier layer with a second thermal conductivity that is lower in comparison to the first thermal conductivity and / or a higher thermal density in comparison with the first thermal density.
  • the electrical heating resistors of a heating track have essentially the same heating power, essentially the same geometric dimensions, essentially the same distance from one another and / or comprise essentially the same materials.
  • the separating layer, the heating element layer, the mechanical buffer layer, the first thermal insulation layer, the spring-elastic locking element and / or the pressing means are embodied in one element.
  • the pressing means, the spring-elastic locking element, the mechanical buffer layer, the first thermal insulation layer, the heating element layer and / or the separating layer are detachably or firmly connected to one another, in particular by means of an adhesive, preferably by means of an adhesive.
  • the heating tracks each have a plurality of heating resistors which are at least in pairs adjacent to one another, the heating resistors having a surface which is at least partially, preferably in one plane, delimited by first and second side edges, two adjacent ones Heating resistors for achieving the electrical parallel connection have adjacent first side edges which are at least partially spaced apart from one another and / or, in particular via at least one intermediate insulating layer or electrical insulation, are electrically insulated.
  • two mutually facing, adjacent second side edges of the heating resistors of adjacent first and second heating tracks to achieve the electrical series connection of the heating tracks at least partially via at least a first electrically conductive means, in particular in the form of at least one, in particular each, second side edge of the heating resistors of the first heating track and at the, in particular each, second side edge of the heating resistors of the second heating track, are connected or connected to one another, wherein an electrical current can be conducted through electrical heating resistors of adjacent first and second heating tracks by means of the first electrically conductive means ,
  • At least one second electrically conductive means that conductively connects at least two, in particular all, second side edges of heating resistors of an outer heating track, which in particular are not adjacent to a first or second side edge of a heating resistor, the at least one second electrically conductive one Has in particular at least one contact point and / or is operatively connected to at least one contact point.
  • at least one third electrically conductive means to at least one, in particular each, first and / or second side edge of a heating resistor at least one first, outer heating track, in particular not to a first or second side edge of a heating resistor of a first or second Heating track is adjacent, in particular has no intermediate insulating layer.
  • first, second and / or third electrically conductive means comprise at least one electrical material of high conductivity, in particular silver or copper.
  • adjacent heating tracks are arranged essentially parallel to one another and / or at least one heating track is arranged along a straight, curved or circular track.
  • heating tracks with different dimensions are provided.
  • each heating track has at least three, in particular at least five, electrical heating resistors, and / or at least three, in particular at least five, heating tracks are provided, which are preferably connected to one another via at least a first electrically conductive means and / or are electrically connectable to a power source via at least two contact points.
  • the invention also provides a cooking appliance comprising at least one heating element according to the invention.
  • This cooking appliance can in particular be characterized in that at least one heating element, preferably all heating elements, can be detachably attached to the cooking appliance, in particular by means of a screw connection. It is also proposed with the invention that a control and / or regulating unit which has at least one, in particular all, heating element (s) and / or with at least one, in particular all, electrical heating resistor or heating resistors, and / or at least one sensor , in particular is in operative connection.
  • the heating power of the heating element preferably the individual heating resistors and / or at least two groups of heating resistors, in particular as a function of at least one measurement variable, such as a temperature, which can be detected by the sensor, is controlled via the control and / or regulating unit.
  • a humidity, a degree of browning of a food to be cooked, a weight of a food to be cooked, a size of a food to be cooked, a type of food to be cooked and / or the like can be regulated and / or controlled.
  • the invention provides a method for producing a heating element layer of a heating element according to the invention, comprising the steps
  • At least one covering layer is subsequently applied at least in some areas.
  • the substrate is provided with at least one electrically conductive material, preferably a metal, in particular stainless steel, a glass, a ceramic and / or a plastic, and / or at least in some areas at least one thermally and / or before the heating resistors are applied electrically insulating layer is applied to the substrate.
  • at least one electrically conductive material preferably a metal, in particular stainless steel, a glass, a ceramic and / or a plastic, and / or at least in some areas at least one thermally and / or before the heating resistors are applied electrically insulating layer is applied to the substrate.
  • the thermally and / or electrically insulating layer is provided with at least one ceramic material and / or at least one glass.
  • the cover layer is provided with an electrically insulating and / or a material that protects against mechanical influences, preferably a glass and / or a protective lacquer.
  • the invention proposes that the heating power, the electrical resistance and / or the spacing of the heating resistors be adapted to one another by dimensioning the geometric dimensions of the heating resistors.
  • the heating elements of the present invention With the heating elements of the present invention, a permanent, reliable contact between an electrical lead and a heating resistor can be easily created, which is also less material-intensive and prone to repair. In addition, in the event of damage, the defect can also be remedied quickly and expertly by a layperson. Furthermore, it is possible to accommodate a very high density of individual resistance units on a hob and to control them separately.
  • the ease of maintenance of the heating element according to the invention is further increased in a claimed embodiment in that a separate control of the individual resistance units with simultaneous high uniformity of the heat input is dispensable.
  • the different sizes and the large number of heating resistors on a heating element layer make it possible not only to achieve a high level of reliability, but also to specifically adjust the heating power of the different areas of a heating element layer. For example, a uniform heat input into a carrier layer is possible despite different contact strengths of a heating element layer on the carrier layer.
  • the heating capacities of the individual heating resistors or the distance between the individual heating resistors are determined by the particular environmental conditions in the individual areas of the heating element layer or the carrier layer, such as the contact pressure of the heating element layer on the carrier layer, the thermal conductivity of the carrier layer in certain areas, etc. ., customized.
  • the life of the heating element layer is also significantly extended, since it is harmless for uniform heat input into the carrier layer due to the large number of heating resistors if a single heating resistor fails, because this failure can be compensated for by adjacent heating resistors.
  • this is supported by the arrangement of a separating layer between the heating element layer and the carrier layer, since this leads to a comparison leads to moderate heat input.
  • current flow through the heating element is not prevented by the failure of one or more electrical heating resistors. A desired cooking result can thus be achieved despite a failed heating resistor.
  • FIG. 2 a top view of a heating element layer of the heating element according to the invention according to FIG. 1.
  • Fig. 1 shows a heating element 1 according to the invention in a partial sectional view.
  • a heating element layer in this order, there are a separating layer in the form of a graphite foil 6, a heating element layer 8, a mechanical buffer layer in the form of a mica layer 10 and a spring element plate 12 between a carrier layer or plate 2 and a press plate 4.
  • the graphite foil 6 is applied in particular in order to equalize the introduction of heat into the carrier layer 2 in a manner known to the person skilled in the art on the underside of the carrier layer 2.
  • the heating element or heating resistance layer 8 can be produced, for example, with the aid of known screen printing processes in a desired pattern, for example applied to the graphite foil 6.
  • a mica plate 10 On the side of the mica plate 10 facing away from the heating element layer 8, a spring element 12 bears at least in sections.
  • this can be a metal plate that is at least partially equipped with spring-elastic properties.
  • the layer sequence of graphite foil 6, heating element layer 8, mica layer 10 and spring plate 12 is held as close as possible to the underside of the carrier layer 2 by means of the pressure plate 4. This can e.g. B.
  • a screw nut construction 14 in particular in such a way that the screw or an extension of the screw is firmly connected to the underside of the carrier layer 2 and a screw pressure 16, a pressing pressure, preferably by interposing a washer 18, on the outside of the Press plate 4 is exercised.
  • a suitable adjustment of the screw nut 16 enables an optimal contact pressure to be set. without fear of damage to the layer structure.
  • an outlet 22 is provided both in the mica layer 10 and an outlet 30 in the press plate 4, so that a contact element 24, which is connected to the resilient locking element 12 acting as a resilient locking unit, is always in conductive contact with the heating element layer 8 is.
  • the spring-elastic element 12 is made of metal, it is advisable not to connect the electrical line or the electrical contact element 24 directly to the spring-elastic element 12, but with the interposition of an insulating sleeve 20.
  • the contact element 24 is preferably rigid in the area of its contact with the heating element layer 8, preferably with a strength that is sufficient to withstand a restoring force generated by the spring-elastic element 12 without bending, not even under thermal stress. Copper rods, for example, have proven to be suitable materials for these contact elements 24.
  • the spring-elastic element 12 is squeezed at least over a section 26 between the pressure plate 4 and the mica layer 10 in a substantially motion-invariant manner.
  • the outlet 22 In the area of the outlet 22, there is then the possibility of deflecting at least one further section 28 of the spring-elastic element 12 in the direction away from the underside of the carrier layer 2. Due to the resilient nature of the element 12, a restoring force always acts on the contact element 24 locked in the insulating sleeve 20. This is used to permanently ensure reliable contact with the heating element layer 8.
  • the omissions 22, 30 in the mica layer 10 and in the press plate 4 can each be of different dimensions or of the same size.
  • the outlet 30 of the press plate 4 is preferably dimensioned larger than the outlet 22 of the mica plate 10. In principle, however, a reverse dimensioning is also possible.
  • the resilient element 12 preferably continues beyond the insulating sleeve 20 with, for example, a section 34 and can be designed such that it comes into contact with the pressure plate 4 in the region of the upper side thereof.
  • a particularly safe and reliable contact source becomes an electrical line, which is at least partially Part of the contact element 24 is guaranteed, or a voltage source.
  • there is no need for a solder connection of the electrical line to the heating element 1 rather it is possible to either completely dispense with a solder connection or to move it to an area which is not exposed to any thermal or mechanical stress.
  • the present in an insulation sleeve 20 de electrical contact element 24 can also be easily replaced in the event of damage. The same applies to the entire resilient element 12 when the press plate 4 is held by means of a screw construction 14.
  • the heating element layer 8, the graphite foil 6, the mica layer 10, the spring plate 12 and the pressure plate 4 can be releasably attached to each other, for example, with an adhesive, in order to simplify assembly.
  • different functions of the layers can also be achieved by a single component or a single layer, since it essentially depends on the function of a layer, in particular to even out a heat input (separating and / or graphite layer) or to even out a contact pressure (pressure and / or spring element plate) arrives.
  • the press plate 4, which is used to press the various layers, and the spring plate 12, which is set up for resiliently pressing the electrical contact element 24, can be embodied in one.
  • the mica layer 10 can also perform not only the function of a mechanical buffer layer but also the function of a heat insulation layer.
  • an additional first thermal insulation layer which is preferably a micro layer, can also be provided, in particular adjacent to the heating element layer 8.
  • the press plate 4 can be made elastic at least on the surface facing the heating element layer, so that the mica layer 10 can be dispensed with.
  • the heating element layer 8 accordingly has heating lines 804, 804 ', 805, 805' which are essentially rectilinear and run parallel to one another and which are each composed of a large number of electrical heating resistors 806, 807, 806 ', 807'.
  • the electrical heating resistors 806, 806 ', 807, 807' have a rectangular or square surface shape and in the present case are each of the same surface size and shape within a heating track 804, 804 ', 805, 805'.
  • adjacent electrical heating resistors 806, 807, 806 ', 807' are each separated from one another by electrical insulation 812.
  • the insulation 812 prevents the direct contact of the first side edges 810, namely the first side edges 810.1 and 810.2 or 810.1 'and 810.2' of adjacent heating resistors in the heating track.
  • Second side edges 820 adjacent Unlike its first side edges 810.1, 810.2, 810.1 ', 810.2', heating resistors of a heating track are not assigned to one another or are adjacent over longer sections.
  • Adjacent heating tracks, for example 804, 804 'and 805, 805', are not in direct contact with one another, but are connected to one another via first electrical conductor tracks 808.
  • the second side edges 820 of the electrical heating resistors 806, 807, 806 ', 807' of a heating track 804, 804 ', 805, 805' regularly abut a first electrical conductor track 808.
  • the second side edges 820 of the heating resistors 806, 807 of the respective outer heating tracks 804, 805 of the heating element layer 8, which form the outer sides 817 and 819, are connected to a second electrical conductor track 814 and 816.
  • an electrical current cannot be passed on directly via adjacent electrical heating resistors 806, 807, 806 ', 807' within a heating track 804, 804 ', 805, 805'.
  • the electrical current is passed on via an electrical heating resistor 806 of a first heating track 804 by means of a first electrical conductor track 808 into an electrical heating resistor 806 'of an adjacent heating track 804'.
  • a possible path for the electric current is shown by way of example in the illustration of the heating element layer 8 in FIG. 2 and has been marked with A. If, for example, an electrical heating resistor 806 within a heating track 804 fails during operation, this leads to the large number of heating resistors and the associated relatively small surface area of the heating resistors, so that the entire heating plate can be used without further ado.
  • the failure of individual electrical heating resistors 806, 807, 806 ', 807' can easily be compensated for by the other electrical heating resistors 806, 807, 806 ', 807' of the heating tracks 804, 804 ', 805, 805', so that a proper Cooking operation can be maintained.
  • the desired cooking result is thus achieved even if the heating element layer 8 is partially damaged or not fully functional. All in all, this results in a significantly longer effective service life for a heating plate for a cooking appliance, and thus less maintenance.
  • the individual heating resistors in the different heating tracks have different surface dimensions.
  • the individual heating resistors thus also have different electrical resistances and thus different heating powers.
  • the different sizes of the heating resistors 806, 807, 806 ', 807' should in particular ensure that a different heat transfer from the heating element layer 8 into the medium to be heated, in particular into the carrier layer 2, see FIG. 1, which can be compensated for in different areas of the heating element layer 8 of the heating element 1 according to the invention, for example due to a different contact pressure of the heating element layer 8.
  • the surface of the heating resistors is larger in areas around first openings 822, 824, 826, 828, which represent the cutouts for the screw connection 14, in order to compensate there for the improved heat conduction into the carrier layer 2 due to the greater contact pressure. Because of the larger surface area of the heating resistors and thus their lower electrical resistances in this area, their heating power is namely lower.
  • the heating element layer 8 is designed in such a way that the surface of the heating resistors is greatest in the areas with the greatest contact pressure, i.e. the lowest heating power is provided by the heating resistors, and the smaller the further the heating resistors from the first openings 822, 824 , 826, 828 are removed.
  • the heating power of these heating resistors is namely greater due to the greater electrical resistance. It is thus achieved that the heating element layer 8 enables heat to be very uniformly introduced into the carrier layer 2 and thus, for example, into a cooking container.
  • the electrical contact elements 24 shown in FIG. 1 are preferably pressed onto the heating element layer 8 at contact points 830 and 830 ′ shown in FIG. 2, which are each connected to a second electrical conductor track 814, 816.
  • a second opening 832 which is provided for a thermal sensor (not shown) and has essentially no influence on the contact pressure. This enables targeted monitoring of a heating output of the heating element 1.
  • a large number of heating elements 1 according to the invention can be detachably attached to a cooking appliance, wherein the heating elements 1 or their heating element layers 8 can have different sizes, which are then attached in a mosaic manner.
  • a heating element layer 8 can be produced simply and easily in a method according to the invention using a screen printing technique or a printing technique.
  • a ceramic layer is applied to a substrate, preferably in the form of a stainless steel plate, onto which heating resistors, which can have different sizes in the manner mentioned above, and conductor tracks can in turn be printed by means of the serigraphy technique.
  • mechanical protection in the form of a glass layer can be applied. This leads to a very simple Chen manufacture, and the resistors can be designed as desired on a template.
  • Cooking devices in which heating elements according to the invention can be used include, in particular, crucibles, hot air cooking devices, steam cooking devices, combi steamers for operation with hot air and steam, steam generators, heating devices in the form of at least one hob and warming units.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Heizelement für ein Gargerät, insbesondere zur direkten oder indirekten elektrischen Erwärmung mindestens eines Garguts, umfassend mindestens eine Trägerschicht, mindestens eine an der Trägerschicht zumindest abschnittsweise unmittelbar oder mittelbar anliegende Heizelementschicht und mindestens ein elektrisches Kontakt- oder Leiterelement, mit mindestens einem federelastisches Arretierelement, das mit dem elektrischen Kontakt- oder Leiterelement verbunden oder verbindbar ist, wobei das elektrische Kontakt- oder Leiterelement über die Federkraft des federelastischen Arretierelements zumindest zeitweilig in Kontakt mit mindestens einem Heizwiderstand und/oder mit zumindest einer Kontaktstelle der Heizelementschicht bringbar ist.

Description

Heizelement für Gargeräte
Beschreibung
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Heizelement für ein Gargerät, insbesondere zur direkten und/oder indirekten Erwärmung mindestens eines Gargutes, umfassend mindestens eine Trägerschicht und mindestens eine an der Trägerschicht zumindest abschnittsweise unmittelbar oder mittelbar anliegende Heizelementschicht. Ferner betrifft die Erfindung ein Gargerät, umfassend mindestens ein erfindungsgemäßes Heizelement, sowie ein Verfahren zur Herstellung einer Heizelementschicht eines erfindungsgemäßen Heizelements.
Heizelemente bzw. Heizungselemente für Gargeräte sind dem Fachmann hinlänglich bekannt. Hierbei handelt es sich im allgemeinen um elektrische Heizungssysteme oder Kochfelder für Gargeräte mit einer nicht-metallischen, beispielsweise keramischen, oder metallischen Trägerplatte und darauf direkt oder indirekt angebrachten Heizwiderständen. Beispielsweise offenbart die DE 40 28 354 AI ein Heizungselement, umfassend eine Trägerplatte aus keramischem Material mit mehreren auf dieser Trägerplatte angebrachten leitenden Widerstandsbahnen, die wiederum über rückseitig angebrachte Regelelemente mit Strom versorgt werden können. Als Regelelemente werden Bimetallschalter vorgeschlagen, die bei ausreichender wärmebedingter Auslenkung einen, leitenden Kontakt mit den Widerstands- bzw. Leiterbahnen herstellen bzw. unterbrechen. Die Anbindung von Bimetallstreifen an elektrische Leitungen geschieht herkömmlicherweise über Löt- oder Schraubkontakte, so daß es zu Ausfällen des Heizungselementes aufgrund einer Wärmebelastung und/oder von durch Temperaturschwankungen entstehenden Materialverspannungen im Bereich der Kontakte kommen kann. Die DE 100 06 953 AI befaßt sich mit Kochfeldplatten, enthaltend mindestens ein Heizelement und einen Temperaturfühler, der mit einem wärmeleitenden Element verbunden ist, das als Federelement ausgebildet sein kann und im Bereich des Temperaturfühlers gegen die Unterseite der Kochfeldplatte gedrückt wird. Auf diese Weise läßt sich über einen permanenten Kontakt mit der Heizplatte deren Temperatur kontinuierlich und zuverlässig bestimmen. Der Kontakt zu einer elektrischen Heizung wird über ein an der Außenumfangswand der Kochfeldplatte angebrachtes Heizleiteranschlußteil in Form eines Steckkontaktes hergestellt. Das Heizleiteranschlußteil ist dabei einerseits leitend verbunden mit Bandheizleitern und andererseits mit elektrischen Versorgungsleitungen des Kochfeldes, wobei die Steckkontakte unmittelbar im Bereich der Bandheizleiter des Kochfeldes vorliegen und somit selber extremer Wärmestrahlung ausgesetzt sind. So kann es auch hier zu Fehlfunktionen der Kochfeldplatten bei einem Versagen des elektrischen Kontaktes aufgrund der Wärmebelastung bzw. den damit verbundenen Materialverspannungen kommen.
Die DE 694 05 958 T2 offenbart einen Dampferzeuger mit einer elektrisch beheizten Platte, umfassend eine erste feste Platte, die mit einem elektrischen Heizwiderstand ausgestattet ist, und eine zweite mobile Platte, die gegen eine .erste Hauptfläche der ersten Platte durch elastische Federvorrichtungen gedrückt wird. Dabei wird der elektrische Heizwiderstand durch das Innere der festen ersten Heizplatte geführt. Indem der Heizwiderstand in die Heizplatte eingearbeitet wird, ist es im nachhinein nicht mehr möglich, das Kochfeld über diesen Heizwiderstand lokal anzusteuern. Auch führt der Ausfall des einen Heizwiderstandes zum Gesamtausfall des Dampferzeugers.
Die DE 36 20 203 AI beschreibt ein elektrisches Heizelement aus einem Heizteil und einem Anschlußteil, welche zumindest teilweise aus unterschiedlich elektrisch leitenden Materialien bestehen, wodurch die Flexibilität erhöht und die Montage erleichtert werden sollen. Hierbei kann das Heizteil über eine lösbare Klemm- bzw. Steckverbindung mit dem Anschlußteil verbunden sein, um so eine temporäre Verbindung ohne Einsatz eines Federelementes zu ermöglichen. Auch hier kann es zu Ausfällen des Heizelementes aufgrund eines Defekts der elektrischen Energieversorgung kommen. Ferner ist aus der DE 197 01 640 AI ein kontaktwärmeübertragendes Kochsystem mit einer Elektrokochplatte mit einem Kochplattenkörper bekannt. Der Kochplattenkörper wird über einen auf seiner Unterseite angebrachten Heizwiderstand in Form von spiralförmig oder radial verlaufenden Leiterbahnen beheizt. Durch eine gezielte Ansteuerung einzelner Leiterbahnen bzw. das Kurzschließen mehrerer Leiterbahnen lassen sich aus mehreren Heizzonen bestehende Mehrkreiskochplatten erhalten. Zur Erzielung unterschiedlicher Heizleistungen in verschiedenen Bereichen des Kochplattenkörpers werden die Leiterbahnen in den einzelnen Heizzonen getrennt voneinander angesteuert. Dies erhöht den Verschaltungsaufwand und macht die Verwendung von mehreren Sensoren in verschiedenen Bereichen der Kochplatte zur Einregelung einer gleichmäßigen Heizleistung notwendig. Dies macht die Kochplatte sehr wartungsintensiv.
Moderne Kochfelder bzw. Heizareale zeichnen sich dadurch aus, daß eine Vielzahl an lokal begrenzten Heizelementen gezielt ansteuerbar sind. Einzelne Heizelemente können wiederum über einen oder mehrere Heizwiderstände verfügen. Je kleiner die jeweiligen Heizelementoder Heizwiderstandseinheiten sind und je dichter diese vorliegen, um so höher ist der apparatetechnische Aufwand, jeden einzelnen Heizwiderstand separat ansteuern bzw. regeln zu können, was zu einer erhöhten Störanfälligkeit führt. Idealerweise ist jeder einzelne Heizwiderstand über eine separate elektrische Leitung mit einer Steuer- und Regeleinheit verbunden. Die Anbindung der Heizwiderstände an die elektrischen Leitungen geschieht regelmäßig über Lötkontakte. Deren Herstellung ist allerdings sowohl arbeits- und zeitintensiv als auch sehr materialaufwendig und damit im Ganzen ein kostentreibender Faktor. Hinzu kommt, daß diese Lötverbindungen dauerhaft einer sehr starken Temperaturbeanspruchung sowie erheblichen Temperaturschwankungen ausgesetzt sind und infolgedessen regelmäßig eine schnelle Materialermüdung, insbesondere im Dauergebrauch, wie z. B. in Großküchen oder Imbißketten, in Kauf zu nehmen ist. Die hiermit eingehenden Beanstandungen führen häufig zu einer negativen Wertschätzung des benutzten Gargerätes, zumal Reparaturen häufig nur von Fachleuten durchgeführt werden können und mit Ausfallzeiten sowie nicht zu vernachlässigenden Reparaturkosten verbunden sind. Zusätzlich kami ein ungleichmäßiger Anpreßdruck eines Heizelementes an eine zu beheizende Fläche zu einem unterschiedlichen Wärmeeintrag an verschiedenen Stellen der Fläche und somit zu mangelhaften Garergebnissen führen. Der vorliegenden Erfindung lag daher die Aufgabe zugrunde, das gattungsgemäße Heizelemente für ein Gargerät derart weiterzuentwicklen, daß es nicht mit den Nachteilen des Standes der Technik behaftet ist und insbesondere sehr wartungs- und bedienerfreundliche Kochfeldplatten mit einer hohen Dichte an Heizwiderständen bereitstellt. Vornehmlich soll ein Heizelement bereitgestellt werden, daß bei einer sehr wartungsfreundlichen Ansteuerung ein gleichmäßiges und ausfallsicheres Einbringen von Wärme in eine Trägerschicht, insbesondere eines Tiegels eines Gargeräts, ermöglicht. Ferner soll ein Gargerät sowie ein Verfahren zur Herstellung einer Heizelementschicht eines Heizelements bereitgestellt werden, die die Nachteile des Stands der Technik überwinden.
Demgemäß wurde ein Heizelement für ein Gargerät, insbesondere zur direkten oder indirekten elektrischen Erwärmung mindestens eines Gargutes gefunden mit mindestens einem elektrischen Kontakt- oder Leiterelement und mit mindestens einem federelastischen Arretierelement, das mit dem elektrischen Kontakt- oder Leiterelement verbunden oder verbindbar ist, wobei das elektrische Kontakt- oder Leiterelement über die Federkraft des federelastischen Arretierelements zumindest zeitweilig in Kontakt mit mindestens einem Heizwiderstand und/oder mit zumindest einer Kontaktstelle der Heizelementschicht bringbar ist.
Mit dem erfmdungsgemäßen Heizelement gelingt es, Heizplatten, Heizschichten bzw. Heizwiderstände ohne irgendeinen Lötkontakt mit einer elektrischen Leiterbahn zuverlässig und dauerhaft und somit nahezu wartungsfrei zu verbinden. Dazu ist es im allgemeinen nur erforderlich, das Leiterelement über die Federkraft des Arretierelements, z.B. eine Feder, an den Heizwiderstand anzupressen oder zwischen Arretierelement und Heizwiderstand einzuklemmen. Beispielsweise kann das Leiterelement in einer zweckmäßigen Ausführungsform der Erfindung starr ausgestaltet und zudem fest mit dem federelastischen Arretierelement verbunden sein. In diesem Fall wird die Federkraft des Arretierelements geeigneterweise derart gewählt, daß zwar das Leiterelement an den Heizwiderstand angedrückt, jedoch durch diese nicht dauerhaft in seiner Form verändert wird.
Dabei kann gemäß einer weiteren Ausführungsform vorgesehen sein, daß dieses Heizelement eine, insbesondere im wesentlichen ebene, Heizplatte oder eine vollständig oder abschnittsweise im wesentlichen rohrförmige, insbesondere in Zylinderform vorliegende, Heizung darstellt. Demgemäß eignen sich die erfindungsgemäßen Heizelemente insbesondere auch für den Einsatz in Rotationsverdampfern, wie sie z.B. in der WO 02/12790 als Dampferzeuger für Gargeräte beschrieben sind. Die Heizplatten können grundsätzlich eben, gebogen, gewellt oder in einer beliebigen sonstigen Form vorliegen.
In einer weiteren zweckmäßigen Ausgestaltung der Erfindung liegt bzw. liegen zwischen der Trägerschicht und der Heizelementschicht zumindest abschnittsweise zumindest eine Trennschicht, vorzugsweise umfassend mindestens eine Graphitschicht, zur zumindest bereichsweisen Vergleichmäßigung des Wärmeeintrags in die Trägerschicht und/oder auf der der Trägerschicht abgewandten Seite der Heizelementschicht und/oder zwischen der Heizelementschicht und dem federelastischen Arretierelement zumindest abschnittsweise mindestens eine mechanische Pufferschicht und oder zumindest eine erst thermisch Isolationsschicht, vorzugsweise umfassend eine Mikaschicht, vor. Die Trägerschicht kann in einer Ausfuhrungsform als Trägerplatte ausgestaltet sein. Selbstverständlich können sich z.B. die Trägerschicht, die Heizelementschicht, die Trennschicht, die mechanische Pufferschicht die erste thermische Isolationsschicht und/oder das federelastische Arretierelement an die gewählte Form des Heizelements anpassen bzw. diese vollständig an- bzw. übernehmen.
Dabei kann gemäß einer Ausgestaltung vorgesehen sein, daß die Trägerschicht vollständig oder teilweise aus Edelstahl und/oder die mechanische Pufferschicht vollständig oder teilweise aus Glimmer besteht bzw. bestehen.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung umfaßt das erfindungsgemäße Heizelement mindestens ein Anpreßmittel, vorzugsweise umfassend eine Preßplatte, mit der das federelastische Arretierelement, vorzugsweise umfassend eine Federelementplatte, die mechanische Pufferschicht, die erste thermische Isolationsschicht, die Heizelementschicht und/oder die Trennschicht gegen die Trägerschicht zur zumindest bereichsweisen Vergleichmäßigung der Andruckstärke an die Trägerschicht und/oder des Wärmeeintrags in die Trägerschicht preßbar ist bzw. sind. Das in dieser Ausführungsform vorliegende Heizelement verfügt im wesentlichen über eine gepreßte Sandwich-Struktur. Aufgrund der Verwendung einer mechanischen Pufferschicht, beispielsweise in Form einer Glimmerschicht, bzw. der ersten Isolationsschicht, vorzugsweise in Form einer Mikaschicht, ist sowohl das Arretierelement als auch die Heizelement- und/oder die Trennschicht bzw. die Graphitschicht auch bei starker thermischer Beanspruchung vor mechanischer Überbeanspruchung oder Beschädigung ge- schützt. Diese zusammengepreßte Struktur ist zudem platzsparend zu lagern und zu transportieren und auf einfache und zuverlässige Weise in Gargeräte einzubauen.
Gemäß einer besonders bevorzugten Weiterentwicklung ist zu beachten, daß die mechanische Pufferschicht die erste thermische Isolationsschicht und/oder das Anpreßmittel im Bereich mindestens eines zweiten Abschnitts des federelastischen Arretierelements mindestens eine Auslassung für das Kontakt- und Leiterelement aufweist bzw. aufweisen. Indem die mechanische Pufferschicht, die erste thermische Isolationsschicht und das Anpreßmittel, zwischen denen das federelastische Arretierelement gegebenenfalls zumindest abschnittsweise eingezwängt vorliegt, Auslassungen aufweisen, wird einem zweiten Abschnitt des Arretierelements Bewegungsspielraum in Richtung auf die Trägerschicht und auch von dieser weg gegeben. Handelt es sich beispielsweise bei dem Arretierelement um eine Metallplatte, ist diese regelmäßig im ebenen, flachen Zustand spannungsfrei. Bei Auslenkung zumindest eines ersten Abschnitts des Arretierelements aus der spannungsfreien Ruhelage wird im allgemeinen eine Rückstellkraft aufgebaut. Die daraus resultierende Rückstellkraft kann im vorliegenden Fall dazu genutzt werden, ein mit dem ausgelenkten Abschnitt des Arretierelements in Verbindung stehendes Leiterelement oder ein Kontaktelement gegen die Heizelementschicht zu pressen.
Hierbei kann erfindungsgemäß vorgesehen sein, daß das federelastische Arretierelement über mindestens einen zwischen einerseits der Heizelementschicht, der ersten thermischen Isolationsschicht und/oder der mechanischen Pufferschicht und andererseits dem Anpreßmittel vorliegenden ersten Abschnitt und einen zweiten, sich an den ersten Abschnitt anschließenden freien Abschnitt, der unmittelbar oder mittelbar, insbesondere über einen dritten Abschnitt, mit dem Kontakt- oder Leiterelement verbunden oder verbindbar ist, verfügt, wobei der zweite Abschnitt vorzugsweise im Bereich der Auslassung liegt. Das Arretierelement weist demnach mindestens einen ersten Abschnitt auf, der eingeklemmt zwischen dem Anspreßmittel und der Trägerschicht, vorzugsweise der Glimmerschicht, vorliegt, und einen zweiten Abschnitt, der im wesentlichen frei auslenkbar ist. Dabei kann das Leiterelement direkt mit diesem zweiten Abschnitt oder unter Zwischenschaltung eines weiteren, dritten Abschnitts mit dem Arretierelement verbunden sein. In einer Ausfuhrungsform endet das Arretierelement mit seinem freien Ende, d.h. dem ersten oder dritten Abschnitt im Bereich des Leiterelementes. Gemäß einer weiteren Ausgestaltung kann allerdings auch mindestens ein vierter Abschnitt vorgesehen sein, der sich an den zweiten und/oder dritten Abschnitt des federelastischen Arretierelements und/oder das Kontakt- oder Leiterelement anschließt, wobei der vierte Abschnitt vorzugsweise mit der mechanischen Pufferschicht, der ersten thermischen Isolationsschicht und/oder dem Anpreßmittel verbunden oder verbindbar ist. Der vierte Abschnitt kann z.B. zur Abstützung des Arretierelements auf dem Rand der Auslassung dienen, der dem ersten Abschnitt desselben gegenüberliegt. Zwar wird auf diese Weise der Bewegungsspielraum des Arretierelements eingeschränkt, nicht jedoch in einem Umfang, der eine Verbindung mittels Federkraft unterbinden kömite. Vielmehr gelingt mit Hilfe des vierten Abschnitts eine sehr lagesicherere Anbringung des Arretierelements.
Bevorzugterweise ist das Kontakt- oder Leiterelement über einen Isolator, vorzugsweise in Fonn einer Isolierungshülse, mit dem federelastischen Arretierelement verbindbar oder verbunden. Hierbei kann es sich z.B. um eine Isolierhülse handeln, die einerseits in den zweiten oder dritten Abschnitt des Arretierelements eingelassen ist und andererseits das Kontaktelement verschiebungsinvariant aufnehmen kann.
Besonders vorteilhafte Heizelemente zeichnen sich dadurch aus, daß das erfϊndungsgemäße Heizelement, betrachtet von der Trägerschicht in Richtung auf das federelastische Arretierelement, als Trägerschicht oder als Heizelementschicht zumindest abschnittsweise mindestens eine Edelstahlschicht und zumindest abschnittsweise mindestens eine Keramikschicht sowie ferner zumindest abschnittsweise mindestens eine Lage mit elektrischen Heizwiderständen und/oder zumindest abschnittsweise mindestens eine Glasschicht aufweist. Selbstverständlich ist die Glasschicht an denjenigen Stellen nicht durchgängig ausgebildet, an denen das Leiterelement in Kontakt mit dem Heizwiderstand tritt.
Gemäß einer alternativen Ausführungsform kommt eine erfϊndungsgemäße Trägerschicht zum Einsatz, die, betrachtet von der freien Außenfläche derselben, mindestens eine Schicht, enthaltend mindestens ein wärmeleitendes Metall, insbesondere Stahl, mindestens eine Schicht, enthaltend mindestens ein gut wärmeleitendes Metall, insbesondere Kupfer, und mindestens eine zweite Isolationsschicht umfaßt. Weiterhin kann alternativ vorgesehen sein, daß die Trägerschicht, betrachtet von der freien Außenfläche, mindestens eine Schicht enthaltend mindestens ein gut wärmeleitendes Metall, insbesondere Kupfer, mindestens eine Schicht, enthaltend mindestens ein schlecht wärmeleitendes Metall, insbesondere Stahl, und mindestens eine zweite Isolationsschicht umfaßt.
Ferner sind auch solche erfindungsgemäßen Heizelemente geeignet, bei denen die Trägerschicht, betrachtet von der freien Außenfläche, mindestens eine elektrisch isolierende Keramikschicht, mindestens eine elektrisch leitende Keramikschicht und/oder mindestens eine zweite Isolationsschicht umfaßt.
Dabei kann vorgesehen sein, daß die Heizelementschicht als Dickschicht oder als Dünnschicht ausgebildet ist.
Dabei kann vorgesehen sein, daß die Heizelementschicht mittels Serigraphie bzw. einem Druckprozeß, vorzugsweise als Dickschicht, herstellbar ist.
Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird ferner in einer weiteren Ausführungsform durch ein Heizelement gelöst, bei dem die Heizelementschicht eine Vielzahl von einzelnen Heizwiderständen aufweist, die in zumindest zwei Heizbahnen derart angeordnet sind, daß die Heizwiderstände innerhalb jeder Heizbahn elektrisch parallel zueinander geschaltet sind und die Heizbahnen untereinander elektrisch in Reihe geschaltet sind, und alle Heizwiderstände gleichzeitig mit elektrischer Energie versorgbar sind, wobei zumindest zwei Heizwiderstände unterschiedliche Heizleistungen aufweisen und/oder die Heizwiderstände zumindest bereichsweise auf der Heizelementschicht in unterschiedlichen Abständen zueinander angeordnet sind.
Die Erfindung kann auch dadurch gekennzeichnet sein, daß die Heizwiderstände über eine Dickschicht bereitgestellt sind.
Ferner kann dabei vorgesehen, sein daß die Heizwiderstände auf der Heizelementschicht mit einer Serigraphie bzw. einem Druckprozeß herstellbar sind. Weiterhin wird mit der Erfindung vorgeschlagen, daß die zumindest zwei Heizwiderstände mit unterschiedlichen Heizleistungen unterschiedliche elektrische Widerstände aufweisen, insbesondere unterschiedliche geometrische Abmessungen aufweisen und/oder unterschiedliche Materialien umfassen, insbesondere Materialien mit unterschiedlichen Dotierungen.
Dabei ist bevorzugt vorgesehen, daß die zumindest zwei Heizwiderstände mit unterschiedlichen Oberflächengrößen unterschiedliche Umfangsformen, insbesondere zumindest ein Heizwiderstand eine im wesentlichen polygonale, insbesondere trapezförmige, dreieckige, quadratische, rechteckige, und/oder hexagonale Umfangsform, unterschiedliche Umfangslän- gen, unterschiedliche Seitenlängen, insbesondere unterschiedliche Breiten und/oder Längen, und/oder unterschiedliche Dicken aufweisen.
Eine weitere bevorzugte Ausführungsform der Erfindung sieht vor, daß die Heizleistung und/oder der Abstand der Heizwiderstände zumindest bereichsweise, vorzugsweise über das komplette Heizelement, an eine zumindest bereichsweise vorhandene Andruckstärke der Heizelementschicht an die Trägerschicht, an eine zumindest bereichsweise, insbesondere in Abhängigkeit von einer lokalen Wärmeleitfähigkeit der Trägerschicht, vorherbestimmte Heizleistungsdichtenverteilung innerhalb der Heizelementschicht und/oder an eine zumindest bereichsweise vorherbestimmte Wärmedichteverteilung innerhalb der Trägerschicht angepaßt ist bzw. sind.
Außerdem ist dabei vorgesehen, daß die Heizleistung eines ersten Heizwiderstandes, der in einem ersten Bereich der Heizelementschicht mit einer ersten Andruckstärke der Heizelementschicht an die Trägerschicht angeordnet ist, geringer ist als die Heizleistung zumindest eines zweiten Heizwiderstandes, der in einem zweiten Bereich mit einer im Vergleich zur ersten Andruckstärke geringeren zweiten Andruckstärke der Heizelementschicht an die Trägerschicht angeordnet ist und/oder der Abstand zweier Heizwiderstände zueinander in dem ersten Bereich größer als der Abstand zweier Heizwiderstände zueinander in dem zweiten Bereich ist. Weiterhin sieht die Erfindung vor, daß sich der erste Bereich in der Nähe von zumindest einer, vorzugsweise angrenzend an zumindest eine, Befestigungs- oder Andruckstelle vorzugsweise in Form einer Öffnung zur zumindest teilweisen Durchführung oder Durchgreifung einer Befestigungseinrichtung zur Anbringung der Heizelementschicht an der Trägerschicht, befindet, und/oder sich der zweite Bereich im Vergleich zum ersten Bereich weiter entfernt von zumindest einer, insbesondere nicht angrenzend an zumindest eine, Befestigungs- oder Andruckstelle befindet.
Bevorzugt ist ferner, daß die Heizleistung eines dritten Heizwiderstandes, der in einem dritten Bereich der Heizelementschicht mit einer ersten Heizleistungsdichte der Heizelementschicht angeordnet ist, geringer ist als die Heizleistung zumindest eines vierten Heizwiderstandes, der in einem vierten Bereich mit einer im Vergleich zur ersten Heizleistungsdichte geringeren zweiten Heizleistungsdichte der Heizelementschicht angeordnet ist, und/oder der Abstand zweier dritter Heizwiderstände in dem dritten Bereich größer als der Abstand zweier vierter Heizwiderstände in dem vierten Bereich ist.
Dabei kann auch vorgesehen sein, daß sich der dritte Bereich der Heizelementschicht in der Nähe von zumindest einem, vorzugsweise angrenzend an zumindest einen, ersten Bereich der Trägerschicht mit einer ersten Wärmleitfähigkeit und/oder mit einer ersten Wärmedichte befindet und sich der vierte Bereich der Heizelementschicht in der Nähe von zumindest einem, vorzugsweise angrenzend an zumindest einen, zweiten Bereich der Trägerschicht mit einer im Vergleich zur ersten Wärmeleitfähigkeit geringeren zweiten Wärmeleitfähigkeit und/oder einer im Vergleich zur ersten Wärmedichte größeren Wärmedichte befindet.
Ferner wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß die elektrischen Heizwiderstände einer Heizbahn im wesentlichen die gleiche Heizleistung, im wesentlichen die gleichen geometrischen Abmessungen, im wesentlichen den gleichen Abstand zueinander aufweisen und/oder im wesentlichen die gleichen Materialien umfassen.
Insbesondere kann vorgesehen sein, daß die Trennschicht, die Heizelementschicht, die mechanische Pufferschicht, die erste thermische Isolationsschicht, das federelastische Arretierelement und/oder das Anpreßmittel in einem Element ausgeführt sind. Insbesondere kann erfindungsgemäß bevorzugt sein, daß das Anpreßmittel, das federelastische Arretierelement, die mechanische Pufferschicht, die erste thermische Isolationsschicht, die Heizelementschicht und/oder die Trennschicht lösbar oder fest, insbesondere mittels eines Adhäsion, vorzugsweise mittels eines Klebstoffs, miteinander verbunden sind.
In einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, daß die Heizbahnen jeweils eine Vielzahl von zumindest paarweise einander benachbarter Heizwiderstände aufweisen, wobei die Heizwiderständen eine Oberfläche aufweisen, die zumindest partiell, vorzugsweise in einer Ebene, durch erste und zweite Seitenränder begrenzt ist, wobei zwei benachbarte Heizwiderstände zur Erreichung der elektrischen Parallelschaltung einander zugewandte benachbarte erste Seitenränder aufweisen, welche voneinander zumindest partiell beabstandet und/oder, insbesondere über mindestens eine Isolierzwischenschicht oder elektrische Isolierung, elektrisch isoliert sind.
Dabei wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß zwei einander zugewandte, benachbarte zweite Seitenränder der Heizwiderstände benachbarter erster und zweiter Heizbahnen zur Erreichung der elektrischen Reihenschaltung der Heizbahnen zumindest partiell über mindestens ein erstes elektrisch leitendes Mittel, insbesondere in Form mindestens einer an dem, insbesondere jedem, zweiten Seitenrand der Heizwiderstände der ersten Heizbahn und an dem, insbesondere jedem, zweiten Seitenrand der Heizwiderstände der zweiten Heizbahn anliegenden ersten elektrischen Leiterbahn, miteinander verbindbar oder verbunden sind, wobei mittels des ersten elektrisch leitenden Mittels ein elektrischer Strom durch elektrische Heizwiderstände benachbarter erster und zweiter Heizbahnen leitbar ist.
Dabei ist bevorzugt, daß mindestens ein zweites elektrisch leitendes Mittel, das mindestens zwei, insbesondere sämtliche zweiten Seitenränder von Heizwiderständen einer äußeren Heizbahn leitend miteinander verbindet, die insbesondere nicht zu einem ersten oder zweiten Seitenrand eines Heizwiderstandes benachbart sind, wobei das zumindest eine zweite elektrisch leitende Mittel insbesondere zumindest eine Kontaktstelle aufweist und/oder mit zumindest einer Kontaktstelle in Wirkverbindung steht. Erfindungsgemäß kann auch vorgesehen sein, daß mindestens ein drittes elektrisch leitendes Mittel zu mindestens einem, insbesondere jedem, ersten und/oder zweiten Seitenrand eines Heizwiderstandes mindestens einer ersten, äußeren Heizbahn, die insbesondere nicht zu einem ersten oder zweiten Seitenrand eines Heizwiderstandes einer ersten oder zweiten Heizbahn benachbart ist, insbesondere keine Isolierzwischenschicht aufweist.
Auch wird vorgeschlagen, daß das erste, zweite und/oder dritte elektrisch leitende Mittel zumindest ein elektrisches Material hoher Leitfähigkeit, insbesondere Silber oder Kupfer, umfaßt.
Es kann ferner vorgesehen sein, daß benachbarte Heizbahnen im wesentlichen parallel zueinander angeordnet sind, und/oder mindestens eine Heizbahn entlang einer geradlinigen, gekrümmten oder kreisförmigen Bahn angeordnet ist.
Bevorzugt ist erfindungsgemäß insbesondere, daß Heizbahnen mit unterschiedlichen Bema- ßungen vorgesehen sind.
Schließlich kann in dem erfindungsgemäßen Heizelement vorgesehen sein, daß jede Heizbahn mindestens drei, insbesondere mindestens fünf, elektrische Heizwiderstände aufweist, und/oder mindestens drei, insbesondere mindestens fünf, Heizbahnen bereitgestellt sind, die vorzugsweise über mindestens ein erstes elektrisch leitendes Mittel miteinander und/oder über zumindest zwei Kontaktstellen mit einer Stromquelle elektrisch verbindbar sind.
Mit der Erfindung wird ferner ein Gargerät umfassend mindestens ein erfindungsgemäßes Heizelement geliefert.
Dieses Gargerät kann insbesondere dadurch gekennzeichnet sein, daß zumindest ein Heizelement, vorzugsweise alle Heizelemente, lösbar an dem Gargerät befestigbar ist, insbesondere über eine Schraubverbindung. Auch wird mit der Erfindung vorgeschlagen, daß eine Steuer- und/oder Regeleinheit, die mit mindestens einem, insbesondere sämtlichen, Heizelement(en) und/oder mit mindestens einem, insbesondere sämtlichen, elektrischen Heizwiderstand bzw. Heizwiderständen, und/oder mindestens einem Sensor, insbesondere in Wirkverbindung steht.
Ferner ist vorgesehen, daß über die Steuer- und/oder Regeleinheit die Heizleistung des Heizelementes, vorzugsweise der einzelnen Heizwiderstände und/oder zumindest zweier Gruppen von Heizwiderständen, insbesondere in Abhängigkeit von zumindest einer, insbesondere über den Sensor erfaßbaren, Meßgröße, wie einer Temperatur, einer Feuchte, eines Bräunungsgrads eines Garguts, eines Gewichts eines Garguts, einer Größe eines Garguts, einer Gargutart und/oder dergleichen, regelbar und/oder steuerbar ist.
Schließlich wird mit der Erfindung ein Verfahren zur Herstellung einer Heizelementschicht eines erfindungsgemäßen Heizelements, umfassend die Schritte
- Bereitstellen eines Substrats; und
- Aufbringen von Heizwiderständen und elektrischen Leiterbahnen mittels einer Serigraphie- technik, bereitgestellt.
Dabei kann vorgesehen sein, daß anschließend zumindest bereichsweise zumindest eine Deckschicht aufgebracht wird.
Erfindungsgemäß bevorzugt ist, daß das Substrat mit zumindest einem elektrisch leitenden Material, vorzugsweise einem Metall, insbesondere Edelstahl, einem Glas, einer Keramik und/oder einem Kunststoff, bereitgestellt wird und/oder vor dem Aufbringen der Heizwiderstände zumindest bereichsweise zumindest eine thermisch und/oder elektrisch isolierende Schicht auf das Substrat aufgebracht wird.
Ferner kann vorgesehen sein, daß die thermisch und/oder elektrisch isolierende Schicht mit zumindest einem Keramikwerkstoff und/oder zumindest einem Glas bereitgestellt wird. Des weiteren kann vorgesehen sein, daß die Deckschicht mit einer elektrisch isolierenden und/oder einem vor mechanischen Einflüssen schützenden Material, vorzugsweise einem Glas und/oder einem Schutzlack, bereitgestellt wird.
Mit der Erfindung wird schließlich vorgeschlagen, daß die Heizleistung, der elektrische Widerstand und/oder der Abstand der Heizwiderstände zueinander durch Dimensionierung der geometrischen Abmessungen der Heizwiderstände angepaßt wird.
Mit den Heizelementen der vorliegenden Erfindung kann ohne weiteres ein dauerhafter, zuverlässiger Kontakt zwischen einer elektrischen Zuleitung und einem Heizwiderstand geschaffen werden, der zudem wenig materialintensiv und reparaturanfällig ist. Darüber hinaus kann im Schadensfall der Mangel auch durch einen Laien schnell und sachverständig behoben werden. Des Weiteren ist es möglich, eine sehr große Dichte an einzelnen Widerstandseinheiten auf einem Kochfeld unterzubringen und separat anzusteuern.
Die Wartungsfreundlichkeit des erfindungs gemäßen Heizelementes wird in einer beanspruchten Ausführungsform noch weiter gesteigert, indem eine separate Ansteuerung der einzelnen Widerstandseinheiten bei gleichzeitig großer Gleichmäßigkeit des Wärmeeintrags verzichtbar wird. Bei dieser Ausführungsform wird es durch die unterschiedliche Größe und die Vielzahl der Heizwiderstände auf einer Heizelementschicht möglich, nicht nur eine große Ausfallsicherheit zu erreichen, sondern auch die Heizleistung der verschiedenen Bereiche einer Heizelementschicht gezielt anzupassen. So ist beispielsweise ein gleichmäßiger Wärmeeintrag in eine Trägerschicht trotz unterschiedlicher Andruckstärken einer Heizelementschicht an die Trägerschicht möglicht. Dazu werden die Heizleistungen der einzelnen Heizwiderstände bzw. der Abstand zwischen den einzelnen Heizwiderständen an die besonderen Umgebungsbedingungen in den einzelnen Bereichen der Heizelementschicht bzw. der Trägerschicht, wie z.B. an die Andruckstärke der Heizelementschicht an die Trägerschicht, an die Wärmeleitfähigkeit der Trägerschicht in bestimmten Bereichen usw., angepaßt. Ferner wird auch die Lebensdauer der Heizelementschicht wesentlich verlängert, da es für einen gleichmäßigen Wärmeeintrag in die Trägerschicht aufgrund der Vielzahl der Heizwiderstände unschädlich ist, wenn ein einzelner Heizwiderstand ausfällt, weil dieser Ausfall durch benachbarte Heizwiderstände kompensiert werden kann. Insbesondere wird dies durch die Anordnung einer Trennschicht zwischen der Heizelementschicht und der Trägerschicht unterstützt, da diese zu einer Vergleich- mäßigung des Wärmeeintrags führt. Ferner wird ein Stromfluß durch das Heizelement durch den Ausfall eines oder mehrerer elektrischer Heizwiderstände nicht unterbunden. Somit kann ein gewünschter Garerfolg trotz eines ausgefallenen Heizwiderstands erreicht werden.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der ein Ausfuhrungsbeispiel der Erfindung anhand einer schematischen Zeichnung im Einzelnen erläutert wird. Dabei zeigt:
Fig. 1 : eine Teilschnittansicht eines erfindungsgemäßen Heizelements; und
Fig. 2: eine Draufsicht einer Heizelementschicht des erfindungsgemäßen Heizelements nach Figur 1.
Fig. 1 zeigt ein erfindungsgemäßes Heizelement 1 in einer Teilschnittansicht. Zwischen einer Trägerschicht bzw. -platte 2 und einer Preßplatte 4 liegen gemäß einer bevorzugten Ausführungsform, in dieser Reihenfolge, eine Trennschicht in Form einer Graphitfolie 6, eine Heizelementschicht 8, eine mechanische Pufferschicht in Form einer Glimmerschicht 10 und eine Federelementplatte 12 vor. Die Graphitfolie 6 wird insbesondere zur Vergleichmäßigung eines Wärmeeintrags in die Trägerschicht 2 auf für den Fachmann bekannte Weise auf der Unterseite der Trägerschicht 2 angebracht. Die Heizelement- bzw. Heizwiderstandsschicht 8 kann beispielsweise mit Hilfe bekannter Siebdruckverfahren in einem gewünschten Muster, beispielsweise auf der Graphitfolie 6 aufgebracht, hergestellt werden. Zum mechanischen Schutz dieser Widerstands- bzw. der Heizelementschicht wird sie zumindest in wesentlichen Teilen durch eine Glimmerplatte 10 abgedeckt. Auf der zu der Heizelementschicht 8 abgewandten Seite der Glimmerplatte 10 liegt zumindest abschnittsweise ein Federelement 12 an. Beispielsweise kann es sich hierbei um eine Metallplatte handeln, die zumindest bereichsweise mit federelastischen Eigenschaften ausgestattet ist. Die Schichtenfolge aus Graphitfolie 6, Heizelementschicht 8, Glimmerschicht 10 und Federplatte 12 wird mittels der Preßplatte 4 möglichst dicht an der Unterseite der Trägerschicht 2 gehalten. Dieses kann z. B. mit Hilfe einer Schraubenmutterkonstruktion 14 insbesondere in der Weise geschehen, daß die Schraube bzw. ein Fortsatz der Schraube mit der Unterseite der Trägerschicht 2 fest verbunden ist und über eine Schraubenmutter 16 ein Preßdruck, vorzugsweise durch Zwischenschaltung einer Unterlegscheibe 18, auf die Außenseite der Preßplatte 4 ausgeübt wird. Durch eine geeignete Justierung der Schraubenmutter 16 kann ein optimaler Anpreßdruck eingestellt wer- den, ohne Beschädigungen des Schichtenaufbaus befürchten zu müssen. Im Bereich des federelastischen Elements 12 ist sowohl in der Glimmerschicht 10 eine Auslassung 22 als auch in der Preßplatte 4 eine Auslassung 30 vorgesehen, so daß ein Kontaktelement 24, das mit dem als federelastische Arretiereinheit fungierenden federelastischen Element 12 verbunden ist, stets in leitendem Kontakt mit der Heizelementschicht 8 steht. Ist das federelastische Element 12 aus Metall gefertigt, bietet es sich an, die elektrische Leitung bzw. das elektrische Kontaktelement 24 nicht unmittelbar, sondern unter Zwischenschaltung einer Isolierhülse 20, mit dem federelastischen Element 12 in Verbindung zu bringen. Das Kontaktelement 24 ist vorzugsweise im Bereich seines Kontaktes mit der Heizelementschicht 8 starr ausgestaltet, vorzugsweise mit einer Festigkeit, die ausreicht, einer durch das federelastische Element 12 erzeugten Rückstellkraft standzuhalten, ohne zu verbiegen, auch nicht unter thermischer Beanspruchung. Als geeignete Materialien für diese Kontaktelemente 24 haben sich z.B. Kupferstäbe erwiesen. Das federelastische Element 12 wird zumindest über einen Abschnitt 26 zwischen der Preßplatte 4 und der Glimmerschicht 10 im wesentlichen bewegungsinvariant eingezwängt. Im Bereich der Auslassung 22 besteht dann die Möglichkeit, zumindest einen weiteren Abschnitt 28 des federelastischen Elements 12 in Richtung weg von der Unterseite der Trägerschicht 2 auszulenken. Aufgrund der federelastischen Natur des Elements 12 wirkt auf das in der Isolierhülse 20 arretierte Kontaktelement 24 stets eine Rückstellkraft. Diese wird genutzt, um dauerhaft einen zuverlässigen Kontakt mit der Heizelementschicht 8 zu gewährleisten. Die Auslassungen 22, 30 in der Glimmerschicht 10 und in der Preßplatte 4 können jeweils unterschiedlich dimensioniert oder aber auch von gleicher Größe sein. Vorzugsweise ist die Auslassung 30 der Preßplatte 4 größer dimensioniert als die Auslassung 22 der Glimmerplatte 10. Grundsätzlich ist jedoch auch eine umgekehrte Dimensionierung möglich. Bevorzugt setzt sich das federelastische Element 12 über die Isolierhülse 20 hinaus mit z.B. einem Abschnitt 34 fort und kann derart ausgestaltet sein, daß es im Bereich der Oberseite der Preßplatte 4 zur Anlage mit derselben gelangt. Indem auch in diesem Abschnitt 34 des federelastischen Elements 12 dessen Auslenkung weg von der Unterseite der Trägerschicht 2 gezielt genutzt wird, um die Anbindung des Kontaktelements 24 an die Heizelementschicht 8 herzustellen, wird eine besonders sichere und zuverlässige Kontaktquelle zu einer elektrischen Leitung, die zumindest teilweise Bestandteil des Kontaktelements 24 ist, bzw. einer Spannungsquelle gewährleistet. Es bedarf insbesondere keiner Lötanbindung der elektrischen Leitung an dem Heizelement 1, vielmehr ist es möglich, entweder vollständig auf eine Lötverbindung zu verzichten oder diese in einen Bereich zu verlagern, der keiner thermischen und auch keiner mechanischen Belastung ausgesetzt ist. Das in einer Isolationshülle 20 vorliegen- de elektrische Kontaktelement 24 läßt sich zudem im Fall einer Beschädigung ohne weiteres auswechseln. Das gleiche trifft auf das gesamte federelastische Element 12 zu, wenn die Preßplatte 4 mit Hilfe einer Schraubenkonstruktion 14 gehalten wird.
Die Heizelementschicht 8, die Graphitfolie 6, die Glimmerschicht 10, die Federplatte 12 und die Preßplatte 4 können sowohl lösbar als auch zur Vereinfachung einer Montage fest miteinander verbunden sein, beispielsweise mit einem Kleber. Ferner können auch verschiedene Funktionen der Schichten durch ein einziges Bauteil bzw. eine einzige Schicht erreicht werden, da es im wesentlichen auf die Funktion einer Schicht insbesondere zur Vergleichmäßigung eines Wärmeeintrags (Trenn- und/oder Graphitschicht) bzw. zur Vergleichmäßigung eines Anpressdrucks (Preß- und/oder Federelementplatte) ankommt. Beispielsweise können die Preßplatte 4, die zum Anpressen der verschiedenen Schichten dient, und die Federplatte 12, die für ein federelastisches Andrücken des elektrischen Kontaktelements 24 eingerichtet ist, in einem ausgeführt werden. Auch kann die Glimmerschicht 10 nicht nur die Aufgabe einer mechanischen Pufferschicht sondern auch die Aufgabe einer Wärme-Isolierschicht erfüllen. Alternativ dazu kann auch, insbesondere angrenzend an die Heizelementschicht 8, eine zusätzliche erste thermische Isolationsschicht, die vorzugsweise eine Mikaschicht ist, vorgesehen sein.
Ferner kann die Preßplatte 4 zumindest an der der Heizelementschicht zugewandten Oberfläche elastisch ausgeführt sein, so daß auf die Glimmerschicht 10 verzichtet werden kann.
In Fig. 2 ist eine Heizelementschicht 8 in einer Draufsicht dargestellt. Die Heizelementschicht 8 weist demnach im wesentlichen geradlinig ausgerichtete und parallele zueinander verlaufende Heizbahnen 804, 804', 805, 805' auf, die sich jeweils aus einer Vielzahl an elektrischen Heizwiderständen 806, 807, 806', 807' zusammensetzen. Die elektrischen Heizwiderstände 806, 806', 807, 807' haben eine rechteckige oder quadratische Oberflächenform und sind im vorliegenden Fall innerhalb einer Heizbahn 804, 804', 805, 805' jeweils von gleicher Ober- flächengröße und -gestalt. Innerhalb jeder Heizbahn 804, 804', 805, 805' sind einander benachbarte elektrische Heizwiderstände 806, 807, 806', 807' jeweils durch eine elektrische Isolierung 812 voneinander getrennt. Die Isolierung 812 unterbindet dabei den direkten Kontakt erster Seitenränder 810, nämlich der ersten Seitenränder 810.1 und 810.2 bzw. 810.1' und 810.2' benachbarter Heizwiderstände in der Heizbahn. Zweite Seitenränder 820 benachbarter Heizwiderstände einer Heizbahn sind anders als deren erste Seitenränder 810.1, 810.2, 810.1', 810.2' nicht einander zugeordnet oder über längere Abschnitte benachbart. Einander benachbarte Heizbahnen, z.B. 804, 804' und 805, 805', stehen nicht in direktem Kontakt miteinander, sondern sind über erste elektrische Leiterbahnen 808 miteinander verbunden. Dabei liegen regelmäßig die zweiten Seitenränder 820 der elektrischen Heizwiderstände 806, 807, 806', 807' einer Heizbahn 804, 804', 805, 805' an einer ersten elektrischen Leiterbahn 808 an. In gleicher Weise sind auch die die Außenseiten 817 und 819 bildenden zweiten Seitenränder 820 der Heizwiderstände 806, 807 der jeweils äußeren Heizbahnen 804, 805 der Heizelementschicht 8 mit einer zweiten elektrischen Leiterbahn 814 und 816 verbunden. In dieser Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Heizelementschicht kann ein elektrischer Strom nicht unmittelbar über einander benachbarte elektrische Heizwiderstände 806, 807, 806', 807' innerhalb einer Heizbahn 804, 804', 805, 805' weitergeleitet werden. Der elektrische Strom wird vielmehr über einen elektrischen Heizwiderstand 806 einer ersten Heizbahn 804 mittels einer ersten elektrischen Leiterbahn 808 in einen elektrischen Heizwiderstand 806' einer benachbarten Heizbahn 804' weitergeleitet. Ein möglicher Pfad für den elektrischen Strom ist beispielhaft in die Abbildung der Heizelementschicht 8 der Figur 2 eingezeichnet und mit A gekennzeichnet worden. Sollte z.B. ein elektrischer Heizwiderstand 806 innerhalb einer Heizbahn 804 während des Betriebs ausfallen, führt dies aufgrund der Vielzahl der Heizwiderstände und der damit verbundenen relativ geringen Oberflächengröße der Heizwiderstände dazu, daß die gesamte Heizplatte ohne weiteres weiter genutzt werden kann. Insbesondere kann der Ausfall einzelner elektrischer Heizwiderstände 806, 807, 806', 807' ohne weiteres durch die übrigen elektrischen Heizwiderstände 806, 807, 806', 807' der Heizbahnen 804, 804', 805, 805' ausgeglichen werden, so daß ein ordnungsgemäßer Garbetrieb aufrechterhalten werden kann. Auf diese Weise ist es möglich, sehr flexibel auf den Ausfall einzelner elektrischer Heizwiderstände zu reagieren. Der gewünschte Garerfolg wird somit auch bei teilweise beschädigter oder nicht vollständig funktionsfähiger Heizelementschicht 8 erzielt. Im Ganzen ergibt sich damit für ein Gargerät eine wesentlich längere effektive Lebensdauer einer Heizplatte und somit eine geringere Wartungsanfälligkeit.
In Fig. 2 ist zudem gut zu erkennen, daß die einzelnen Heizwiderstände in den unterschiedlichen Heizbahnen unterschiedliche Oberflächenausdehnungen aufweisen. Damit weisen die einzelnen Heizwiderstände auch unterschiedliche elektrische Widerstände und damit unterschiedliche Heizleistungen auf. Durch die unterschiedlichen Größen der Heizwiderstände 806, 807, 806', 807' soll insbesondere erreicht werden, daß ein unterschiedlicher Wärmeübertrag von der Heizelementschicht 8 in das zu heizende Medium, insbesondere in die Trägerschicht 2, siehe Figur 1, der beispielsweise aufgrund einer unterschiedlichen Andruckstärke der Heizelementschicht 8 an die Trägerschicht 2 in verschiedenen Bereichen der Heizelementschicht 8 des erfindungsgemäßen Heizelements 1 vorliegen kann, ausgeglichen wird. Beispielsweise ist die Oberfläche der Heizwiderstände in Bereichen um erste Öffnungen 822, 824, 826, 828 herum, die die Aussparungen für die Schraub Verbindung 14 darstellen, größer, um dort die aufgrund der größeren Andruckstärke verbesserte Wärmeleitung in die Trägerschicht 2 auszugleichen. Aufgrund der größeren Oberfläche der Heizwiderstände und somit deren niedrigeren elektrischen Widerständen in diesem Bereich ist nämlich deren Heizleistung geringer. Somit ist die Heizelementschicht 8 derart konzipiert, daß die Oberfläche der Heizwiderstände in den Bereichen mit dem größten Anpreßdruck am größten ist, also die geringste Heizleistung durch die Heizwiderstände erbracht wird, und desto kleiner wird, je weiter die Heizwiderstände von den ersten Öffnungen 822, 824, 826, 828 entfernt sind. Die Heizleistung dieser von den ersten Öffnungen 822, 824, 826, 828 entfernter liegenden Heizwiderständen ist aufgrund des größeren elektrischen Widerstandes nämlich größer. Somit wird erreicht, daß die Heizelementschicht 8 einen flächenmäßig sehr gleichmäßigen Wärmeeintrag in die Trägerschicht 2 und somit beispielsweise in einen Garbehälter ermöglicht. Die in Figur 1 gezeigten elektrischen Kontaktelemente 24 werden bevorzugterweise an in Figur 2 gezeigten Kontaktstellen 830 und 830', die jeweils mit einer zweiten elektrischen Leiterbahn 814, 816 verbunden sind, auf die Heizelementschicht 8 aufgedrückt. In der Mitte der Heizelementschicht 8 befindet sich eine zweite Öffnung 832, die für einen Thermosensor (nicht dargestellt) vorgesehen ist und im wesentlichen keinen Einfluß auf den Anpreßdruck aufweist. Dadurch ist eine gezielte Überwachung einer Heizleistung des Heizelements 1 möglich.
Somit können eine Vielzahl von erfindungsgemäßen Heizelementen 1, die jeweils eine Heizelementschicht 8 aufweisen, lösbar an einem Gargerät angebracht werden, wobei die Heizelemente 1 bzw. deren Heizelementschichten 8 verschiedene Größe aufweisen können, die dann mosaikartig angebracht werden. Eine solche Heizelementschicht 8 kann in einem erfindungsgemäßen Verfahren über eine Serigraphietechnik bzw. eine Drucktechnik einfach und unkompliziert hergestellt werden. Dabei wird auf ein Substrat, vorzugsweise in Form einer Edelstahlplatte, eine Keramikschicht aufgebracht, auf die wiederum mittels der Serigraphietechnik Heizwiderstände, die in oben angeführter Weise unterschiedliche Größen aufweisen können, und Leiterbahnen aufgedruckt werden können. Abschließend kann noch ein mechanischer Schutz in Form einer Glasschicht aufgebracht werden. Dies führt zu einer sehr einfa- chen Herstellung, und die Widerstände können beliebig auf einer Vorlageform ausgestaltet werden.
Gargeräte, bei denen erfmdungsgemäße Heizelemente einsetzbar sind, umfassen insbesondere Tiegel, Heißluftgargeräte, Dampfgargeräte, Kombidämpfer für den Betrieb mit Heißluft und Dampf, Dampfgeneratoren, Erwärmungseinrichtungen in Form zumindest eines Kochfelds und Warmhalteeinheiten.
Die in der vorstehenden Beschreibung, den Ansprüchen sowie den Zeichnungen offenbarten Merkmale der Erfindung kömien sowohl einzeln, als auch in jeder beliebigen Kombination für die Verwirklichung der Erfindung in ihren verschiedenen Ausführungsformen wesentlich sein.
Bezugszeichenliste
1 Heizelement
2 Trägerschicht 4 Preßplatte
6 Graphitfolie
8 Heizelementschicht
10 Glimmerschicht
12 Federelementplatte
14 S chraubenkonstruktion
16 S clτraubenmutter
18 Unterlegscheibe
20 Isolierhülse
22 Auslassung
24 Kontaktelement
26 Abschnitt des federelastischen Elements 12
28 Abschnitt des federelastischen Elements 12
30 Auslassung in der Preßplatte 4
32 Auslassung in der Glimmerplatte 10
34 Abschnitt des federelastischen Elements 12
804, 804' Heizbahn
805, 805' Heizbahn
806, 806' elektrischer Heizwiderstand
807, 807' elektrischer Heizwiderstand 808 elektrische Leiterbahn
810 erste S eitenränder
810.1, 810.2 benachbarte erste Seitenränder
810.1', 810.2' benachbarte erste Seitenränder
812 elektrische Isolierung
814 äußere elektrische Leiterbahn
816 äußere elektrische Leiterbahn
817 Außenseite einer äußeren Heizbahn 804 819 Außenseite einer äußeren Heizbahn 805 820 zweite Seitenränder
820.1, 820.2 benachbarte zweite Seitemänder
822, 824, 826, 828 Öffnung
830, 830' Kontaktstelle
832 Öffnung

Claims

Ansprüche
1. Heizelement (1) für ein Gargerät, insbesondere zur direkten oder indirekten elektrischen Erwärmung mindestens eines Garguts, umfassend mindestens eine Trägerschicht (2), mindestens eine an der Trägerschicht (2) zumindest abschnittsweise unmittelbar oder mittelbar anliegende Heizelementschicht (8) und mindestens ein elektrisches Kontakt- oder Leiterelement (24), gekennzeichnet durch mindestens ein federelastisches Arretierelement (12), das mit dem elektrischen Kontakt- oder Leiterelement (24) verbunden oder verbindbar ist, wobei das elektrische Kontakt- oder Leiterelement (24) über die Federkraft des federelastischen Arretierelements (12) zumindest zeitweilig in Kontakt mit mindestens einem Heizwiderstand (806, 806', 807, 807') und/oder mit zumindest einer Kontaktstelle (830, 830') der Heizelementschicht (8) bringbar ist.
2. Heizelement (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß dieses Heizelement (1) eine, insbesondere im wesentlichen ebene, Heizplatte oder eine vollständig oder abschnittsweise im wesentlichen rohrförmige, insbesondere in Zylinderform vorliegende, Heizung darstellt.
3. Heizelement (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Trägerschicht (2) und der Heizelementschicht (8) zumindest abschnittsweise zumindest eine Trennschicht, vorzugsweise umfassend mindestens eine Graphitschicht (6), zur zumindest bereichsweisen Vergleichmäßigung des Wärmeeintrags in die Trägerschicht (2) vorliegt, und/oder auf der der Trägerschicht (2) abgewandten Seite der Heizelementschicht (8) und/oder zwischen der Heizelementschicht (8) und dem federelastischen Arretierelement (12) zumindest abschnittsweise mindestens eine mechanische Pufferschicht, vorzugsweise umfassend eine Glimmerschicht (10), und/oder zumindest eine erste thermische Isolationsschicht, vorzugsweise umfassend eine Mikaschicht, vorliegt.
4. Heizelement (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch mindestens ein Anpreßmittel, vorzugsweise umfassend eine Preßplatte (4), mit der das federelastische Arretierelement, vorzugsweise umfassend eine Federelementplatte (12), die mechanische Pufferschicht (10), die erste thermische Isolationsschicht, die Heizelementschicht (8) und/oder die Trennschicht (6) gegen die Trägerschicht (2) zur zumindest bereichsweisen Vergleichmäßigung der Andruckstärke an die Trägerschicht (2) und/oder des Wärmeeintrags in die Trägerschicht (2) preßbar ist bzw. sind.
5. Heizelement (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die mechanische Pufferschicht (10), die erste thermische Isolationsschicht und/oder das Anpreßmittel (4) im Bereich mindestens eines zweiten Abschnitts (28) des federelastischen Arretierelements (12) mindestens eine Auslassung (22, 30) für das Kontakt- oder Leiterelement (24) aufweist bzw. aufweisen.
6. Heizelement (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das federelastische Arretierelement (12) über mindestens einen zwischen einerseits der Heizelementschicht (8), der ersten thermischen Isolationsschicht und/oder der mechanischen Pufferschicht (10) und andererseits dem Anpreßmittel (4) vorliegenden ersten Absclmitt (26) und einen zweiten, sich an den ersten Abschnitt (26) anschließenden freien Abschnitt (28), der unmittelbar oder mittelbar, insbesondere über einen dritten Abschnitt, mit dem Kontakt- oder Leiterelement (24) verbunden oder verbindbar ist, verfügt, wobei der Abschnitt (28) vorzugsweise im zweiten Bereich der Auslassung (22, 30) liegt.
7. Heizelement (1) nach Anspruch 6, gekennzeichnet durch mindestens einen vierten Abschnitt (34), der sich an den zweiten und/oder dritten Abschnitt (28) des federelastischen Arretierelements (12) und/oder das Kontakt- oder Leiterelement (24) anschließt, wobei der vierte Abschnitt (34) vorzugsweise mit der mechanischen Pufferschicht (10), der ersten thermischen Isolationsschicht und/oder dem Anpreßmittel (4) verbunden oder verbindbar ist.
8. Heizelement (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekeimzeichnet, daß das Kontakt- oder Leiterelement (24) über einen Isolator, vorzugsweise in Form einer Isolierhülle (20), mit dem federelastischen Arretierelement (12), insbesondere dem zweiten, dritten und/oder vierten Abschnitt (28, 34) desselben, verbindbar ist.
9. Heizelement (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Trägerschicht (2) vollständig oder teilweise aus Edelstahl und/oder die mechanische Pufferschicht (10) vollständig oder teilweise aus Glimmer besteht bzw. bestehen.
10. Heizelement (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß dieses, betrachtet von der Trägerschicht (2) in Richtung auf das federelastische Arretierelement (12), als Trägerschicht (2) oder als Heizelementschicht (8) zumindest abschnittsweise mindestens eine Edelstahlschicht und/oder zumindest abschnittsweise mindestens eine Keramikschicht sowie ferner zumindest abschnittsweise mindestens eine Lage mit elektrischen Heizwiderständen (806, 806', 807, 807') und/oder zumindest abschnittsweise mindestens eine Glasschicht aufweist.
11. Heizelement (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Trägerschicht (2), betrachtet von der freien Außenfläche, mindestens eine Schicht, enthaltend mindestens ein wärmeleitendes Metall, insbesondere Stahl, mindestens eine Schicht, enthaltend mindestens ein gut wärmeleitendes Metall, insbesondere Kupfer, und mindestens eine zweite Isolationsschicht umfaßt.
12. Heizelement (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Trägerschicht (2), betrachtet von der freien Außenfläche, mindestens eine Schicht enthaltend mindestens ein gut wärmeleitendes Metall, insbesondere Kupfer, mindestens eine Schicht, enthaltend mindestens ein schlecht wärmeleitendes Metall, insbesondere Stahl, und mindestens eine zweite Isolationsschicht umfaßt.
13. Heizelement (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Trägerschicht (2), betrachtet von der freien Außenfläche, mindestens eine elektrisch isolierende Keramikschicht, mindestens eine elektrisch leitende Keramikschicht und/oder mindestens eine zweite Isolationsschicht umfaßt.
14. Heizelement (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Heizelementschicht (8) als Dickschicht oder als Dünnschicht ausgebildet ist.
15. Heizelement (1) nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Heizelementschicht (8) mittels Serigraphie bzw. einem Druckprozeß, vorzugsweise als Dickschicht, herstellbar ist.
16. Heizelement (1) für ein Gargerät, insbesondere zur direkten und/oder indirekten Erwärmung mindestens eines Garguts, umfassend zumindest eine Trägerschicht (2) und zumindest eine an der Trägerschicht (2) zumindest abschnittsweise unmittelbar oder mittelbar anliegende Heizelementschicht (8), insbesondere nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Heizelementschicht (8) eine Vielzahl von einzelnen Heizwiderständen (806, 806', 807, 807') aufweist, die in zumindest zwei Heizbahnen (804, 804', 805, 805') derart angeordnet sind, daß die Heizwiderstände innerhalb jeder Heizbahn (804, 804', 805, 805') elektrisch parallel zueinander geschaltet sind und die Heizbahnen (804, 804', 805, 805') untereinander elektrisch in Reihe geschaltet sind, und alle Heizwiderstände (806, 806', 807, 807') gleichzeitig mit elektrischer Energie versorgbar sind, wobei zumindest zwei Heizwiderstände unterschiedliche Heizleistungen aufweisen und/oder die Heizwiderstände zumindest bereichsweise auf der Heizelementschicht (8) in unterschiedlichen Abständen zueinander angeordnet sind.
17. Heizelement (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Heizwiderstände (806, 806', 807, 807') über eine Dickschicht bereitgestellt sind.
18. Heizelement (1) nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Heizwiderstände (806, 806', 807, 807') auf der Heizelementschicht (8) mit einer Serigraphie bzw. einem Druckprozeß herstellbar sind.
19. Heizelement (1) nach einem der Ansprüche 16 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß die zumindest zwei Heizwiderstände mit unterschiedlichen Heizleistungen unterschiedliche elektrische Widerstände aufweisen, insbesondere unterschiedliche geometrische Abmessungen aufweisen und/oder unterschiedliche Materialien umfassen, insbesondere Materialien mit unterschiedlichen Dotierungen.
20. Heizelement (1) nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß die zumindest zwei Heizwiderstände mit unterschiedlichen OberflächengröJ3en unterschiedliche Umfangsformen, insbesondere zumindest ein Heizwiderstand eine im wesentlichen polygonale, insbesondere trapezförmige, dreieckige, quadratische, rechtek- kige, und/oder hexagonale Umfangsform, unterschiedliche Umfangslängen, unterschiedliche Seitenlängen, insbesondere unterschiedliche Breiten und/oder Längen, und/oder unterschiedliche Dicken aufweisen.
21. Heizelement (1) nach einem der Ansprüche 16 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß die Heizleistung und/oder der Abstand der Heizwiderstände zumindest bereichs weise, vorzugsweise über das komplette Heizelement, an eine zumindest bereichsweise vorhandene Andruckstärke der Heizelementschicht (8) an die Trägerschicht (2), an eine zumindest bereichsweise, insbesondere in Abhängigkeit von einer lokalen Wärmeleitfähigkeit der Trägerschicht (2), vorherbestimmte Heizleistungsdichtenverteilung innerhalb der Heizelementschicht (8) und/oder an eine zumindest bereichsweise vorherbestimmte Wärmedichteverteilung innerhalb der Trägerschicht (2) angepaßt ist bzw. sind.
22. Heizelement ( 1 ) nach Anspruch 21 , dadurch gekennzeichnet, daß die Heizleistung eines ersten Heizwiderstandes, der in einem ersten Bereich der Heizelementschicht (8) mit einer ersten Andruckstärke der Heizelementschicht (8) an die Trägerschicht (2) angeordnet ist, geringer ist als die Heizleistung zumindest eines zweiten Heizwiderstandes, der in einem zweiten Bereich mit einer im Vergleich zur ersten Andruckstärke geringeren zweiten Andruckstärke der Heizelementschicht (8) an die Trägerschicht (2) angeordnet ist und/oder der Abstand zweier Heizwiderstände zueinander in dem ersten Bereich größer als der Abstand zweier Heizwiderstände zueinander in dem zweiten Bereich ist.
23. Heizelement (1) nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß sich der erste Bereich in der Nähe von zumindest einer, vorzugsweise angrenzend an zumindest eine, Befestigungs- oder Andruckstelle, vorzugsweise in Form einer Öffnung (822, 824, 826, 828) zur zumindest teilweisen Durchführung oder Durchgreifung einer Befestigungseinrichtung zur Anbringung der Heizelementschicht (8) an der Trägerschicht (2), befindet, und/oder sich der zweite Bereich im Vergleich zum ersten Bereich weiter entfernt von zumindest einer, insbesondere nicht angrenzend an zumindest eine, Befestigungs- oder Andruckstelle befindet.
24. Heizelement (1) nach einem der Ansprüche 16 bis 23, dadurch gekennzeichnet, daß die Heizleistung eines dritten Heizwiderstandes, der in einem dritten Bereich der Heizelementschicht mit einer ersten Heizleistungsdichte der Heizelementschicht angeordnet ist, geringer ist als die Heizleistung zumindest eines vierten Heizwiderstandes, der in einem vierten Bereich mit einer im Vergleich zur ersten Heizleistungsdichte geringeren zweiten Heizleistungsdichte der Heizelementschicht angeordnet ist, und/oder der Abstand zweier dritter Heizwiderstände in dem dritten Bereich größer als der Abstand zweier vierter Heiz widerstände in dem vierten Bereich ist.
25. Heizelement (1) nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß sich der dritte Bereich der Heizelementschicht in der Nähe von zumindest einem, vorzugsweise angrenzend an zumindest einen, ersten Bereich der Trägerschicht mit einer ersten Wärmleitfähigkeit und/oder mit einer ersten Wärmedichte befindet und sich der vierte Bereich der Heizelementschicht in der Nähe von zumindest einem, vorzugsweise angrenzend an zumindest einen, zweiten Bereich der Trägerschicht mit einer im Vergleich zur ersten Wärmeleitfähigkeit geringeren zweiten Wärmeleitfähigkeit und/oder einer im Vergleich zur ersten Wärmedichte größeren Wärmedichte befindet.
26. Heizelement (1) nach einem der Ansprüche 16 bis 25, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrischen Heizwiderstände (806, 806', 807, 807') einer Heizbahn (804, 804', 805, 805') im wesentlichen die gleiche Heizleistung, im wesentlichen die gleichen geometrischen Abmessungen, im wesentlichen den gleichen Abstand zueinander aufweisen und/oder im wesentlichen die gleichen Materialien umfassen.
27. Heizelement (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Trennschicht (6), die Heizelementschicht (8), die mechanische Pufferschicht (10), die erste thermische Isolationsschicht, das federelastische Arretierelement (12) und/oder das Anpreßmittel (4) in einem Element ausgeführt sind.
28. Heizelement nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Anpreßmittel (4), das federelastische Arretierelement (12), die mechanische Pufferschicht (10), die erste thermische Isolationsschicht, die Heizelementschicht (8) und/oder die Trennschicht (6) lösbar oder fest, insbesondere mittels eines Adhäsion, vorzugsweise mittels eines Klebstoffs, miteinander verbunden sind.
29. Heizelement (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Heizbahnen (804, 804', 805, 805') jeweils eine Vielzahl von zumindest paarweise einander benachbarter Heizwiderstände (806, 806', 807, 807') aufweisen, wobei die Heizwiderständen (806, 806', 807, 807') eine Oberfläche aufweisen, die zumindest partiell, vorzugsweise in einer Ebene, durch erste und zweite Seitenränder (810, 820) begrenzt ist, wobei zwei benachbarte Heizwiderstände (806, 806', 807, 807') zur Erreichung der elektrischen Parallelschaltung einander zugewandte benachbarte erste Seitenränder (810.1, 810.2, 810.1 ', 810.2') aufweisen, welche voneinander zumindest partiell beabstandet und/oder, insbesondere über mindestens eine Isolierzwischenschicht oder elektrische Isolierung (812), elektrisch isoliert sind.
30. Heizelement (1) nach Anspruch 29, dadurch gekennzeichnet, daß zwei einander zugewandte, benachbarte zweite Seitenränder (820.1, 820.2) der Heiz- widerstände (806, 806', 807, 807') benachbarter erster und zweiter Heizbahnen (804, 804', 805, 805') zur Erreichung der elektrischen Reihenschaltung der Heizbahnen zumindest partiell über mindestens ein erstes elektrisch leitendes Mittel, insbesondere in Form mindestens einer an dem, insbesondere jedem, zweiten Seitenrand (820.1) der Heizwiderstände (806, 807) der ersten Heizbahn (804) und an dem, insbesondere jedem, zweiten Seitenrand (820.2) der Heizwiderstände (806', 807') der zweiten Heizbahn (804') anliegenden ersten elektrischen Leiterbahn (808), miteinander verbindbar oder verbunden sind, wobei mittels des ersten elektrisch leitenden Mittels (808) ein elektrischer Strom durch elektrische Heizwiderstände (806, 807, 806', 807') benachbarter erster und zweiter Heizbahnen (804, 804', 805, 805') leitbar ist.
31. Heizelement (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch mindestens ein zweites elektrisch leitendes Mittel (814, 816), das mindestens zwei, insbesondere sämtliche zweiten Seitenränder (820) von Heizwiderständen (806, 807) einer äußeren Heizbahn (804, 805) leitend miteinander verbindet, die insbesondere nicht zu einem ersten oder zweiten Seitenrand eines Heizwiderstandes benachbart sind, wobei das zumindest eine zweite elektrisch leitende Mittel (814, 816) insbesondere zumindest eine Kontaktstelle (830, 830') aufweist und/oder mit zumindest einer Kontaktstelle (830, 830') in Wirkverbindung steht.
32. Heizelement (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch mindestens ein drittes elektrisch leitendes Mittel zu mindestens einem, insbesondere jedem, ersten und/oder zweiten Seitenrand eines Heizwiderstandes mindestens einer ersten, äußeren Heizbahn, die insbesondere nicht zu einem ersten oder zweiten Seitenrand eines Heizwiderstandes einer ersten oder zweiten Heizbahn benachbart ist, insbesondere keine Isolierzwischenschicht aufweist.
33. Heizelement (1) nach einem der Ansprüche 30 bis 32, dadurch gekennzeichnet, daß das erste, zweite und/oder dritte elektrisch leitende Mittel (808, 814, 816) zumindest ein elektrisches Material hoher Leitfähigkeit, insbesondere Silber oder Kupfer, umfaßt.
34. Heizelement (1) nach einem der Ansprüche 16 bis 33, dadurch gekennzeichnet, daß benachbarte Heizbahnen (804, 804', 805, 805') im wesentlichen parallel zueinander angeordnet sind, und/oder mindestens eine Heizbahn (804, 804', 805, 805') entlang einer geradlinigen, gekrümmten oder kreisförmigen Bahn angeordnet ist.
35. Heizelement (1) nach einem der Ansprüche 16 bis 34, dadurch gekennzeichnet, daß Heizbahnen (804, 804', 805, 805') mit unterschiedlichen Bemaßungen vorgesehen sind.
36. Heizelement (1, 1') nach einem der Ansprüche 16 bis 35, dadurch gekennzeichnet, daß jede Heizbahn (804, 804', 805, 805') mindestens drei, insbesondere mindestens fünf, elektrische Heizwiderstände (806, 806', 807, 807') aufweist, und/oder mindestens drei, insbesondere mindestens fünf, Heizbahnen (804, 804', 805, 805') bereitgestellt sind, die vorzugsweise über mindestens ein erstes elektrisch leitendes Mittel (808) miteinander und/oder über zumindest zwei Kontaktstellen (830, 830') mit einer Stromquelle elektrisch verbindbar sind.
37. Gargerät umfassend mindestens ein Heizelement (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche.
38. Gargerät nach Anspruch 37, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest ein Heizelement (1), vorzugsweise alle Heizelemente, lösbar an dem Gargerät befestigbar ist, insbesondere über eine Schraubverbindung.
39. Gargerät nach Anspruch 37 oder 38, gekennzeichnet durch eine Steuer- und/oder Regeleinheit, die mit mindestens einem, insbesondere sämtlichen, Heizelement(en) (1) und/oder mit mindestens einem, insbesondere sämtlichen, elektrischen Heizwiderstand bzw. Heizwiderständen (806, 806', 807, 807'), und/oder mindestens einem Sensor, insbesondere in Wirkverbindung steht.
40. Gargerät nach Anspruch 39, dadurch gekennzeichnet, daß über die Steuer- und/oder Regeleinheit die Heizleistung des Heizelementes, vorzugsweise der einzelnen Heizwiderstände und/oder zumindest zweier Gruppen von Heizwiderständen, insbesondere in Abhängigkeit von zumindest einer, insbesondere über den Sensor erfaßbaren, Meßgröße, wie einer Temperatur, einer Feuchte, eines Bräunungsgrads eines Garguts, eines Gewichts eines Garguts, einer Größe eines Garguts, einer Gargutart und/oder dergleichen, regelbar und/oder steuerbar ist.
41. Verfahren zur Herstellung einer Heizelementschicht (8) eines Heizelements (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 36, umfassend die Schritte - Bereitstellen eines Substrats; und - Aufbringen von Heizwiderständen und elektrischen Leiterbalmen mittels einer Seri- graphietechnik.
42. Verfahren nach Anspruch 41, dadurch gekennzeichnet, daß anschließend zumindest bereichsweise zumindest eine Deckschicht aufgebracht wird.
43. Verfahren nach Anspruch 41 oder 42, dadurch gekennzeichnet, daß das Substrat mit zumindest einem elektrisch leitenden Material, vorzugsweise einem Metall, insbesondere Edelstahl, einem Glas, einer Keramik und/oder einem Kunststoff, bereitgestellt wird und/oder vor dem Aufbringen der Heizwiderstände zumindest bereichsweise zumindest eine theπnisch und/oder elektrisch isolierende Schicht auf das Substrat aufgebracht wird.
44. Verfahren nach einem der Ansprüche 41 bis 43, dadurch gekennzeichnet, daß die thermisch und/oder elektrisch isolierende Schicht mit zumindest einem Keramikwerkstoff und/oder zumindest einem Glas bereitgestellt wird.
45. Verfahren nach einem der Ansprüche 41 bis 44, dadurch gekennzeichnet, daß die Deckschicht mit einer elektrisch isolierenden und/oder einem vor mechanischen Einflüssen schützenden Material, vorzugsweise einem Glas und/oder einem Schutzlack, bereitgestellt wird.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 41 bis 45, dadurch gekennzeichnet, daß die Heizleistung, der elektrische Widerstand und/oder der Abstand der Heizwiderstände zueinander durch Dimensionierung der geometrischen Abmessungen der Heizwiderstände angepaßt wird.
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