DE19755114A1 - Heizkörper, insbesondere für Küchengeräte - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Heizkörper, insbesondere für Küchengeräte.

Derartige Heizkörper oder Heizer können insbesondere zur Beheizung einer Kochstelle verwendet werden. Sie sind vor­ zugsweise als Strahlungsheizkörper ausgebildet und bilden meist eine in sich geschlossene Baueinheit, die als solche an einem entsprechenden Gerät, beispielsweise in einer Kochmulde eines Elektroherdes, befestigt werden kann. Gattungsgemäße Heizkörper haben eine ein- oder mehrteilige Isolierunterlage und mindestens einen an der Oberseite der Isolierunterlage befestigten elektrischen Heizleiter. Das Material der Iso­ lierunterlage ist zweckmäßig zumindest elektrisch isolierend, vorzugsweise aber auch thermisch isolierend, so daß Heizener­ gie nur in geringem Maße zur Rückseite der Isolierunterlage abgeleitet wird. Der Heizleiter kann beispielsweise in Form eines mindest abschnittsweise geraden und/oder gewendelten Heizleiterdrahtes vorliegen. Insbesondere bei Strahlungsheiz­ körpern kann ein Heizleiter auch flachbandförmig und ggf. in Längsrichtung gewellt sein. Die Baueinheit aus Isolierunter­ lage und Heizleiter hat zweckmäßig eine durchgehende, norma­ lerweise etwa ebene Flächenausdehnung und kann in Betrieb im wesentlichen über die gesamte mit Heizleitern versehene Fläche thermische Energie abgeben, insbesondere abstrahlen.

Die Isolierunterlage gattungsgemäßer Heizkörper hat an ihrer Oberseite eine Profilierung mit erhabenen Abschnitten und Vertiefungen.

Bekannte Heizkörper dieser Art können in zwei Klassen eingeteilt werden. Bei der einen Klasse sind die Vertiefungen nutförmig und dienen der Festlegung der Position eines in die Nut einzusetzenden Heizleiters. Der in der US-Patentschrift 3 991 298 gezeigte Heizkörper hat eine Isolier­ unterlage mit ebener Oberfläche, in die eine spiralförmige Nut eingebracht ist. Ein Heizleiter in Form eines glatten Flachbandes steht aufrecht in der Nut und ragt mit dem größten Teil seiner Höhe aus der Nut heraus. Der in der US-Patentschrift 3 612 828 gezeigt Heizkörper hat ebenfalls eine im wesentlichen ebene Isolierunterlage mit einer spiralförmi­ gen, relativ breiten Nut, in die ein in Längsrichtung gewell­ ter Flachband-Heizleiter eingelegt ist. Die Tiefe der Nut entspricht der Höhe des Heizleiters, so daß dieser bündig mit den Oberseiten der erhabenen Abschnitte zwischen den Nuten liegt. In beiden Fällen werden die Heizleiter durch gesonder­ te Befestigungselemente gegen Abheben aus der Nut gesichert. Im Aufbau ähnlich ist der in der Europäischen Patentschrift EP 0 612 195 gezeigte Heizkörper, bei dem kreisbogenförmige Nuten einen Heizleiter in Form eines aufrechtstehenden, in Längsrichtung gewellten Flachbandes aufnehmen, um die Posi­ tion des Heizleiters auf der Isolierunterlage festzulegen. In den Nuten sind in Längsrichtung der Nut beabstandete Querste­ ge aus dem Material der Isolierunterlage vorgesehen, in die der Heizleiter eingreift. Die Querstege dienen der Befesti­ gung des Heizleiters an der Isolierunterlage.

Bei der zweiten Klasse von Heizkörpern mit profilierter Isolierunterlage liegen die erhabenen Abschnitte in Form gerader Stege vor, die über eine ebene Oberfläche der Iso­ lierunterlage hinausragen und die der Unterstützung und der Befestigung der darin abschnittsweise eingebetteten Heizlei­ ter dienen. Als Beispiel zeigt die Deutsche Patentschrift DE 27 29 930 einen Heizkörper mit einer runden Isolierunterlage und einem spiralig um der Zentrum verlegten, wendelförmigen Heizleiter. Die Stege der Isolierunterlage verlaufen radial, so daß der Heizleiter jeweils im wesentlichen senkrecht zum Steg über diesen verläuft. Der in der Deutschen Patentschrift DE 28 20 114 gezeigte rechteckige Heizkörper hat in Längs­ richtung parallel zueinander verlaufende, wendelförmige Heizleiter, die von gleichmäßig beabstandeten Querstegen der Isolierunterlage getragen werden und in diese abschnittsweise eingebettet sind. Auch hier ist der Verlauf der Stege dem Verlauf der Heizleiter derart angepaßt, daß die Stege im wesentlichen senkrecht zur Längsrichtung des Heizleiters verlaufen.

Die Erfindung stellt sich die Aufgabe, einen gattungsgemäßen Heizkörper derart weiterzubilden, daß er besonders einfach herstellbar ist.

Zur Lösung dieser Aufgabe schlägt die Erfindung einen Heiz­ körper mit den Merkmalen von Anspruch 1 vor.

Ein erfindungsgemäßer Heizkörper zeichnet sich dadurch aus, daß erhabene Abschnitte und Vertiefungen nach Art eines Netzes über die Oberseite der Isolierunterlage verteilt sind und daß der Heizleiter in die erhabenen Abschnitte eingreift. Unter dem Begriff "Netz" ist hier eine Flächenverteilung von in unterschiedlichen Richtungen entlang der Oberseite verlau­ fenden, im wesentlichen langgestreckten Strukturen zu verste­ hen, die vorzugsweise an Knotenpunkten aneinandertreffen. Die Knotenpunkte liegen ebenfalls in einer vorgegebenen Flächen­ verteilung vor.

Eine netzartige Verteilung von erhabenen Abschnitten und Vertiefungen über die Oberseite der Isolierunterlage bietet einem an der Oberseite zu befestigenden Heizleiter in be­ stimmten, durch die Dimensionierung des Netzes vorgebbaren Abständen im Bereich der erhabenen Abschnitte Befestigungs­ punkte oder Befestigungsstellen, in die der Heizleiter eingreifen kann. Netzartig, beispielsweise kreuz und quer über die Oberseite verlaufende erhabene Abschnitte oder erhabene Abschnitte zwischen netzartig an der Oberseite verlaufenden Nuten bieten dem Heizleiter eine Vielzahl von Eingriffsstellen bzw. Haltepunkten im wesentlichen unabhängig davon, wie der Heizleiter an der Oberfläche verläuft. Es kann also möglich sein, eine Isolierunterlage mit einer bestimmten netzartigen oder wabenförmigen Strukturierung ihrer Oberflä­ che zum Tragen von unterschiedlich ausgelegten und/oder ausgebildeten Heizleitern zu verwenden, da sich die Profilie­ rung der Oberfläche nicht unbedingt an der gewünschten Art der Verlegung des Heizleiters orientieren muß. Eine erfin­ dungsgemäß ausgebildete Isolierunterlage kann als Universal- Isolierunterlage eingesetzt werden. Sie erleichtert damit die Herstellung von Heizkörpern.

Obwohl die Flächenverteilung von Knotenpunkten und langge­ streckten Strukturen irregulär sein kann, ist sie vorzugswei­ se gleichmäßig, so daß sich in verschiedenen Richtungen in der Fläche der Isolierunterlage gleiche Konfigurationen von erhabenen Abschnitten und Vertiefungen regelmäßig wiederho­ len. Das Netz kann durch Furchen oder Nuten gebildet sein, zwischen denen erhabene Abschnitte stehen bleiben. Vorzugs­ weise sind die Netzzwischenräume jedoch durch Vertiefungen gebildet, so daß die erhabenen Abschnitte das Netz bilden. Durch das Aneinandertreffen an Knotenpunkten stabilisieren sich die erhabenen Abschnitte gegenseitig.

Durch die Erfindung ist es möglich, die Isolierunterlage durch geeignete netzartige bzw. wabenartige Strukturierung ihrer Oberseite zur punktuellen formschlüssigen Befestigung und Sicherung des in die erhabenen Abschnitte eingreifenden Heizleiters gegen Abheben von der Isolierunterlage auszubil­ den. Die Dichte der Befestigungsstellen wird dabei durch die "Maschenweite" des Netzes und den Verlauf des Heizleiters relativ dazu bestimmt. Es ist nicht notwendig, an dem Heiz­ leiter selbst Befestigungsglieder zum formschlüssigen Ein­ griff in die Isolierunterlage auszubilden, wie es beispiels­ weise bei den in der Deutschen Offenlegungsschrift DE 25 51 137 oder der europäischen Patentanmeldung EP 0 590 315 gezeigten Heizleitern der Fall ist. Die dort gezeigten, flachbandförmigen Heizleiter haben einstückig mit dem Heizleiter ausgebildete, in Längsrichtung beabstandete Befestigungsfüße, die durch eine Stanzvorgang hergestellt werden können und die zum Eingreifen in eine Isolierunterlage mit ebener Oberfläche vorgesehen sind. Derartige Befesti­ gungselemente am Heizleiter können bei einer erfindungsgemäß strukturierten Isolierunterlage vermieden werden. Die Erfin­ dung ermöglicht es, daß der Heizleiter entlang seiner Länge einen im wesentlichen konstanten Querschnitt hat. Derartige Heizleiter sind besonders einfach herzustellen, haben entlang ihrer Länge einen gleichförmigen widerstandsaktiven Quer­ schnitt und heizen sich daher bei Anlegen einer elektrischen Spannung sehr gleichmäßig entlang ihrer Länge auf.

Ein Heizleiter kann beispielsweise im Querschnitt rund sein, hat jedoch bei einer bevorzugten Ausführungsform die Form eines vorzugsweise gewellten Flachbandes, das zueinander parallele Breitseiten und vorzugsweise unabgesetzt durch­ gehende, parallele Schmalseiten aufweist. Die Breitseiten stehen vorzugsweise geneigt, insbesondere im wesentlichen senkrecht zu einer durch die laterale Erstreckung der Iso­ lierunterlage definierten, vorzugsweise ebenen Fläche. Flachwiderstände, deren widerstandsaktive Querschnitte wenigstens teilweise nicht parallel zu der durch die Isolier­ unterlage definierten Heizebene, sondern demgegenüber geneigt bis rechtwinklig liegen, sind unter anderem deshalb vorteil­ haft, weil sie auch bei hoher Widerstandsleistung quer zu ihrer Längsrichtung und etwa parallel zur Heizebene weniger Raum beanspruchen und daher in höherer Leistungsdichte angeordnet und gegen Kriechströme besser isoliert werden können.

Besonders bevorzugt sind folienartig dünne Heizleiter, deren Dicke vorzugsweise zwischen 0,02 und 0,1 mm, insbesondere zwischen 0,04 und 0,08 mm liegen kann, insbesondere bei ca. 0,07 mm. Die Breite bzw., bei senkrechtstehendem Flachband die Höhe, kann z. B. zwischen 1 und 5 mm liegen, beispielswei­ se bei etwa 3 mm. Derartig dünne, flache Heizleiter heizen sich vorteilhaft schnell, z. B. innerhalb weniger als 10 oder 8 oder 5 Sekunden, auf ihre Betriebstemperatur auf, die insbesondere oberhalb 1200 K oder 1300 K und unterhalb 1600 K liegen kann. Das Verhältnis der Masse dieser massearmen Heizleiter zu ihrer Nennleistung kann geringer als 7×10^-3 Gramm pro Watt [g/W] sein, was die Aufglühzeit gegenüber massiveren Heizleitern deutlich verkürzt. Als Material für den Heizleiter hat sich besonders eine FeCrAl-Legierung bewährt, die einen Aluminiumanteil von mehr als 4% hat, vorzugsweise von etwa 5%.

Es ist möglich, daß ein Heizleiter auch in dem Bereich von Vertiefungen insbesondere geringfügig in das Material der Isolierunterlage eingreift. Eine bevorzugte Ausführungsform zeichnet sich dadurch aus, daß der Heizleiter ausschließlich in erhabene Abschnitte eingreift, so daß der Heizleiter im Bereich der Vertiefungen nicht in das Material der Isolier­ unter lage eindringt.

Als besonders vorteilhaft hat es sich erwiesen, wenn im Bereich mindestens einer Vertiefung, vorzugsweise im Bereich aller Vertiefungen ein lichter Abstand zwischen einem Boden der Vertiefung und dem Heizleiter besteht. Ein derartig gehaltener Heizleiter schwebt im Bereich zwischen den erhabe­ nen Abschnitten oberhalb der Isolierunterlage. In diesem Bereich können Unterschiede der Wärmeausdehnungen von Heiz­ leiter und Isolierunterlage besonders einfach ausgeglichen werden, indem sich beispielsweise der Heizleiter bei Aufhei­ zung in dem frei schwebenden Bereich ausdehnt und entspre­ chend eine Krümmung ausbildet oder eine vorhandene Krümmung verstärkt. Zudem ist ein frei schwebender Heizleiterabschnitt besonders vorteilhaft bezüglich der erreichbaren Wärmeab­ strahlung.

Die erhabenen Abschnitte können mindestens bereichsweise Querschnitte haben, die sich beispielsweise zur Abstrahlseite hin dreiecksförmig oder U-förmig verjüngen. Bei einer bevor­ zugten Ausführungsform sind die Vertiefungen im wesentlichen durch etwa senkrecht zu einer vorzugsweise ebenen Fläche der Isolierunterlage verlaufende Seitenflächen begrenzt. Dadurch liegen die erhabenen Abschnitte in Form von Stegen oder Rippen mit etwa senkrechten Seitenwänden vor. Vertiefungen bzw. erhabene Abschnitte mit etwa senkrechten seitlichen Begrenzungsflächen sind besonders einfach herstellbar, beispielsweise durch Gießen in entsprechende Formen oder auch dadurch, daß Vertiefungen durch Prägen oder Bohren in eine Isolierunterlage eingebracht werden. Vorteilhaft kann es sein, wenn eine Vertiefung sich zum Heizleiter hin geringfü­ gig aufweitet. Die erhabenen Abschnitte zwischen derartigen Vertiefungen können damit im Querschnitt etwa trapezförmig sein. Vertiefungen mit Seitenflächen, die beispielsweise zwischen 1° und 10° schräg zur Senkrechten der Isolierunter­ lage ausgerichtet sind, lassen sich gut durch Prägung des noch nicht vollständig gehärteten Materials der Isolierunter­ lage herstellen. Ein Prägestempel läßt sich bei sich erwei­ ternden Vertiefungen besonders einfach aus der geprägten Isolierunterlage ausformen.

Die Vertiefungen können einen parallel zur vorzugsweise ebenen Fläche der Isolierunterlage liegenden Querschnitt haben, der irregulär geformt ist. Vorzugsweise haben jedoch eine oder alle Vertiefungen einen zentralsymmetrischen Querschnitt, der beispielsweise eine drei-, vier- oder sechszählige Drehsymmetrie aufweist, beispielsweise nach Art von Waben. Die Vertiefungen können eckenfrei sein, so daß ggf. vorhandene Ecken beispielsweise abgerundet sein können. Bei einer bevorzugten Ausführungsform haben die Vertiefungen jeweils kreisrunde Querschnitte, insbesondere im wesentlichen mit identischer Querschnittsfläche.

Obwohl die Flächenverteilung der in der Isolierunterlage vor­ gesehenen Vertiefungen irregulär sein kann, ist bei einer Weiterbildung der Erfindung eine gleichmäßige, insbesondere drei-, vier- oder sechszählig symmetrische Flächenverteilung von Vertiefungen vorgesehen, die vorzugsweise gleichartig dimensioniert und im wesentlichen identisch zueinander sind. Eine derartige wabenähnliche oder zellenähnliche Strukturie­ rung der Oberfläche, über die sich ein regelmäßiges Netz von erhabenen Abschnitten erstreckt, ist einfach herzustellen und hat über den gesamten Bereich der Isolierunterlage etwa gleiche Eigenschaften, insbesondere hinsichtlich mechanischer Belastbarkeit und des Abstrahlverhaltens für Heizenergie.

Die Vertiefungen können einen relativ großen Flächenanteil der gesamten Isolierunterlage einnehmen, beispielsweise zwischen 40 und 90%, insbesondere etwa 50% der Oberfläche. Ein lateraler Abstand der Schwerpunkte, insbesondere der Mittelpunkte benachbarter Vertiefungen kann beispielsweise zwischen 1,1 und 2 mal, vorzugsweise ca. 1,3 mal so groß sein wie ein größter Durchmesser einer Vertiefung, so daß zwischen den Vertiefungen relativ schmale erhabene Abschnitte ausge­ bildet sind. Dadurch ist es möglich, einen Großteil der Länge des Heizleiters im Bereich von Vertiefungen anzuordnen, was den elektrischen Wirkungsgrad des Heizers positiv beeinflußt.

Die Tiefe der Vertiefungen, gemessen von einer vorzugsweise etwa ebenen Oberseite eines erhabenen Abschnittes zu einem vorzugsweise ebenen Boden einer Vertiefung, kann etwa in der Größenordnung der Höhe des Heizleiters liegen. Bevorzugt ist es, wenn das Verhältnis zwischen der Tiefe einer Vertiefung und einer mittleren Höhe eines Heizleiters zwischen 0,2 und 3 liegt, insbesondere bei etwa eins. Es ist bevorzugt, wenn eine Tiefe der Vertiefungen geringer ist als eine Tiefe eines die Vertiefungen aufweisenden Isolierkörpers der Isolierunterlage. Damit bleibt unterhalb der Vertiefungen noch Isoliermaterial vorhanden, das einerseits thermisch isoliert und andererseits zur mechanischen Stabilisierung des die Vertiefungen ausweisenden Körpers der Isolierunterlage beiträgt. Beispielsweise kann die mittlere Tiefe der Vertie­ fungen zwischen einem Achtel und drei Viertel der Dicke der Isolierunterlage betragen, insbesondere etwa ein Viertel. Es ist auch möglich, daß die Vertiefungen durch Durchgangslöcher eines ersten Teils der Isolierunterlage gebildet sind, der auf einer vorzugsweise ebenen Oberseite eines zweiten Teils der Isolierunterlage insbesondere flächig und ohne Zwischen­ spalte aufliegt. Die Isolierunterlage kann sandwichartig aufgebaut sein, wobei der obere Teil nach Art einer Loch­ platte ausgebildet ist. Die verschiedenen Teile der Isolier­ unterlage können aus dem gleichen Material oder aus unter­ schiedlichen Materialien gefertigt sein.

Obwohl es möglich ist, daß der Heizleiter über seine gesamte Höhe derart weit in die erhabenen Abschnitte eingreift, daß seine Oberseite oder Oberkante im wesentlichen bündig mit der Oberseite der erhabenen Abschnitte abschließt oder sogar darunter angeordnet ist, ist es bevorzugt, wenn der Heizlei­ ter über die Oberseite der erhabenen Abschnitte hinausragt, vorzugsweise um zwischen 10 und 80%, insbesondere um etwa 50% seiner Höhe. Damit ist auch im Bereich der den Heizleiter haltenden erhabenen Abschnitte eine ausreichende Abstrahl­ leistung des Heizleiters erreichbar, wodurch eine über die gesamte Heizebene nur geringfügig variierende, etwa gleich­ mäßige Wärmeabgabe der Heizeinheit gefördert wird.

Diese und weitere Merkmale gehen außer aus den Ansprüchen auch aus der Beschreibung und den Zeichnungen hervor, wobei die einzelnen Merkmale jeweils für sich allein oder zu mehreren in Form von Unterkombinationen bei einer Ausfüh­ rungsform der Erfindung oder auf anderen Gebieten verwirk­ licht sein und vorteilhafte Ausführungen darstellen können.

Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt. Es zeigen:

Fig. 1 eine perspektivische, schräge Draufsicht auf einen Sektor einer bevorzugten Ausführungsform eines erfindungsgemäß ausgebildeten Heizkörpers und

Fig. 2 einen vergrößerten Ausschnitt der in Fig. 1 gezeig­ ten Ausführungsform.

Der in Fig. 1 ausschnittsweise gezeigte runde Heizkörper 1 hat eine formstabile, einteilige Isolierunterlage in Form eines Wärmedämmformteils, das aus einer faserfreien, mikropo­ rösen Wärmedämmstoffmasse hergestellt ist. Die Isolierunter­ lage 2 liegt in einem topfförmigen Blech-Tragteller 3, der eine Kochmulde eines Glaskeramik-Elektroherdes bildet. Das hochwärmeisolierende, temperaturbeständige Material der Isolierunterlage hat sowohl gute elektrisch isolierende Eigenschaften, als auch gute thermische Isoliereigenschaften und enthält vorzugsweise eine durch Flammenpyrolyse gewonnene Kieselsäure. Es gibt auch Ausführungsformen mit mehrteiligen Isolierunterlagen, wobei insbesondere ein unterhalb der strukturierten Isolierunterlage angeordneter, ggf. aus anderem Material bestehender Trägerkörper vorgesehen sein kann. Eine im wesentlichen parallel zum ebenen Boden 4 der Isolierunterlage verlaufende Oberseite 5 der Isolierunterlage ist im eingebauten Zustand des Heizkörpers beispielsweise der Unterseite einer Glaskeramikplatte zugewandt. Am Umfang der Isolierunterlage steht axial ein ringförmig durchgehender Rand 6 aus Isolierwerkstoff vor, dessen zur Oberseite 5 des Isolierkörpers parallele Oberseite 7 über die Oberkante 8 des vertikalen Randes der Tragschale 3 hinaussteht, und die beim installierten Heizkörper z. B. an die Unterseite einer Glaske­ ramikplatte gedrückt wird. Der Rand 6, der bei der gezeigten Ausführungsform ein separates Formteil aus Wärmedämmaterial ist, bei anderen Ausführungsformen aber auch einstückig mit der Isolierunterlage ausgebildet sein kann, bildet einerseits ein Abstandhalter zwischen Isolierunterlage und Glaskeramik­ platte und andererseits eine wärmedämmende seitliche Begren­ zung eines insgesamt etwa napfförmigen Heizraumes.

Wie insbesondere auch in Fig. 2 gut zu erkennen ist, ist die Oberseite 5 gleichmäßig netzartig bzw. wabenartig struktu­ riert. Die Isolierunterlage hat an ihrer Oberseite eine Profilierung mit einem Netz von erhabenen Abschnitten 10 und im Querschnitt kreisförmigen, in der schematischen Figur etwa zylindrischen Vertiefungen 11, die die Netzzwischenräume des Netzes der erhabenen Abschnitte 10 bilden. Die in der Praxis in der Regel sich zur Oberseite 5 hin leicht konisch erwei­ ternden Vertiefungen sind in parallel zueinander verlaufenden Reihen 12 mit entlang der Reihen regelmäßigen Abständen zueinander angeordnet und liegen in einer Flächenverteilung mit sechszähliger Drehsymmetrie vor, die sich dadurch aus­ zeichnet, daß bei Drehung um eine Mittelachse einer Vertie­ fung um 60° das Flächenmuster der Vertiefungen 11 und Stege 10 in sich selbst übergeht. Die Vertiefungen 11 sind alle im wesentlichen gleich dimensioniert, haben bei der gezeigten Ausführungsform einen Durchmesser von ca. 3 mm und eine zwischen der Oberfläche 5 und einem Boden 13 einer Vertiefung gemessene Tiefe 14 von ebenfalls etwa 3 mm. Bei anderen Ausführungen können die Vertiefungen auch kleiner sein, beispielsweise im Durchmesser bis hinunter zu ca. 0,5 mm oder auch größer, beispielsweise bis zu einem maximalen Durch­ messer von ca. 1 cm. Die Vertiefungen müssen auch nicht, wie bei der gezeigten Ausführungsform, im Querschnitt rund sein, sondern können beispielsweise auch dreiecksförmig, vierecks­ förmig oder nach Art von Waben sechseckförmig sein oder eine irreguläre Querschnittsform haben. Ihre Tiefe kann auch kleiner oder größer als ihr maximaler Durchmesser sein, ist jedoch vorzugsweise so gewählt, daß unterhalb der Vertiefun­ gen noch Isoliermaterial verbleibt. Bei der gezeigten Ausfüh­ rungsform beträgt die Tiefe 14 ca. ein Viertel der axialen Dicke der Isolierunterlage 2.

Bei der gezeigten Ausführungsform ist ein lateraler Abstand 15 der Schwerpunkte bzw. Mittelpunkte benachbarter Vertiefun­ gen ca. 1,3 mal so groß wie der Durchmesser der Vertiefungen. Dies bewirkt, daß zwischen den Vertiefungen erhabene Ab­ schnitte 10 verbleiben, die in der gezeigten Ausführungsform durch die etwa zylindrische Form der axial ausgerichteten Vertiefungen im wesentlichen durch senkrecht zur Ebene der Isolierunterlage stehende Seitenwände 16 begrenzt sind. Durch die kreisrunde Querschnittsform ist bedingt, daß die stegför­ migen erhabenen Abschnitte 10 eine variable Breite haben, die bei der gezeigten Ausführungsform minimal ca. 0,8 mm beträgt. Die minimale Breite der stegförmigen erhabenen Abschnitte kann insbesondere der mechanischen Festigkeit des Wärmedämma­ terials der Unterlage entsprechend gewählt sein, so daß ein Steg 10 ausreichend mechanisch stabil ist. Die erhabenen Abschnitte 10 bilden ein regelmäßiges Netz von Stegen. Zwischen jeweils drei aneinandergrenzenden Vertiefungen hat das Netz Knotenpunkte 17, an denen jeweils drei angrenzende Stege in Winkeln von jeweils 120° zusammentreffen. Jede nicht am Rande der Isolierunterlage angeordnete Vertiefung ist von sechs Knotenpunkten des Netzes umgeben. Die enge, gleich­ mäßige Flächenverteilung von Knotenpunkten 17 hat, wie die Verteilung der Vertiefungen, sechszählige Symmetrie, die Abstände benachbarter Knoten entsprechen etwa dem Durchmesser der Vertiefungen.

Wie besonders gut in Fig. 1 zu erkennen ist, ist an der Isolierunterlage 2 im Bereich ihrer Oberseite ein langge­ streckter Heizleiter 20 so befestigt, daß er gegen Bewegun­ gen parallel zur Isolierunterlage 2 bzw. zu seiner Längsrich­ tung und gegen Abhebebewegungen quer zur Isolierunterlage formschlüssig und/oder kraftschlüssig gesichert ist. Der als elektrischer Heizwiderstand ausgebildete Heizleiter 20 liegt wenigstens teilweise frei innerhalb des durch die Isolierun­ terlage und den Rand begrenzten Napfraumes und kann in ineinanderliegenden ein- oder mehrfachen Spiralwindungen bzw. Spiralen etwa parallel zum Rand 6 angeordnet sein. Ein oder mehrere Heizleiter sind vorzugsweise im wesentlichen gleich­ mäßig über einen Heizbereich verteilt, der über den gesamten Umfang annähernd an den Innenumfang des Randes 6 anschließt und fast bis zum erhabenen Zentrum 21 der Isolierunterlage reicht.

Jeder Heizwiderstand 20 hat über seine gesamte Länge durch­ gehend einen im wesentlichen konstanten, rechteckförmigen Querschnitt mit parallel zueinander verlaufenden Breitseiten 22 und durchgängig parallel zueinander verlaufenden Schmal­ seiten 23. Die Breitseiten 22 sind im wesentlichen senkrecht zur Isolierunterlage ausgerichtet, so daß ein Heizleiter 20 auch als stehendes Flachband bezeichnet werden kann. Das Flachband ist aus einer FeCrAl-Legierung hergestellt und ist in seiner Längsrichtung gleichmäßig etwa sinusförmig gewellt. Die halbe Wellenlänge der Wellung weicht von der Periodizität der Vertiefungen ab und ist im gezeigten Beispiel ca. 10% kleiner als der laterale Abstand 15 der Mittelpunkte benach­ barter Vertiefungen. Die zwischen den Breitseiten 22 gemes­ sene Dicke 24 des mäanderförmig gewellten Flachbandes liegt bei ca. 0,07 mm, seine mittlere Breite 25 bei ca. 3 mm. Ein jeweiliges Bandende des Heizleiters 20 kann unmittelbar und ohne zusätzliche Zwischenglieder als elektrisches Anschlußen­ de 26, 27 ausgebildet sowie durch Biegen bzw. Verschränken gegenüber dem übrigen Heizwiderstand 20 in eine Lage gebracht sein, in der es sich für den elektrischen Anschluß besonders gut eignet.

Die Heizleiter 20 wurden nach Herstellung der Isolierunter­ lage 2 in die wabenförmig bzw. netzartig strukturierte Oberseite 5 der Isolierunterlage bis ca. zur Hälfte der Bandbreite 25 in die Netzstruktur der erhabenen Abschnitte eingepreßt. Da das Material der Isolierunterlage zweckmäßig faserfrei ist, schneidet sich der Heizleiter beim Eindrücken problemlos in die erhabenen Abschnitte ein. Die durch die erhabenen Abschnitte 10 gebildeten Wabenwände bzw. Netzab­ schnitte, die die Wabenzellen bzw. Netzzwischenräume bilden­ den Vertiefungen 11 voneinander trennen, werden beim Einpres­ sen teilweise durchtrennt, wodurch gestrichelt gezeichnete Befestigungsabschnitte 28 eines Heizleiters 20 formschlüssig in das Material der erhabenen Abschnitte 10 eingreifen und dort im wesentlichen durch Reibung gegen Abheben und Längs­ verschiebung fixiert sind. Bei entsprechender Anpassung der Verteilung der erhabenen Abschnitte an die Dimensionen und die Form des Heizleiters können auf diese Weise eine Vielzahl relativ nahe beieinanderliegender, flächenmäßig kleiner Fixierungsstellen bzw. -flächen für den Heizleiter geschaffen werden. Die Fläche der Befestigungsabschnitte ist dabei zweckmäßig so gewählt, daß einerseits eine ausreichende mechanische Fixierung des Heizleiters an der Isolierunterlage gewährleistet ist und andererseits möglichst wenig Abstrahl­ fläche des Heizleiters im Bereich der Befestigungsabschnitte liegt. Wie ausgeführt, sollten die erhabenen Abschnitte jedoch eine Dicke haben, die die erforderliche mechanische Festigkeit noch gewährleistet. Die durch die erhabenen Abschnitte 10 bzw. Wabenwände gebildete Netzstruktur von endlos miteinander verbundenen Wabenwänden oder Stegen kann eine ausreichende Anzahl relativ eng zueinander stehender Befestigungsstellen bereitstellen, ohne daß durch die form­ schlüssige Befestigung des Heizleiters wesentliche Bereiche der wärmeabstrahlenden Bandoberfläche der Heizleiter ab­ gedeckt werden. Ein Heizleiter kann auch relativ zur Isolier­ unterlage einen anderen Verlauf haben. In jedem Fall bietet die Isolierunterlage eine ausreichende Zahl hinreichend nahe beieinanderliegender Befestigungsstellen.

Bei der gezeigten Ausführungsform ergeben sich pro Vollwelle des Heizleiters 20 im Durchschnitt etwa zwei Befestigungs­ stellen bzw. Schnittbereiche mit den Stegen 10. Vorzugsweise kann der Abstand benachbarter Befestigungsstellen eines Heizleiters in der Größenordnung der Breite bzw. Höhe des Heizleiters liegen, beispielsweise zwischen 1 und 5 mm, insbesondere bei etwa 3 mm. Die Flächenausdehnung einer einzelnen Einschnittstelle bzw. eines Einschnittbereiches muß nicht sehr groß sein, um ausreichende Befestigungsstabilität zu gewährleisten. Die mittlere Flächenausdehnung der Befesti­ gungsbereiche kann insbesondere weniger als 2 mm² oder weniger als 1 mm² betragen, wodurch gewährleistet ist, daß auch bei hoher Befestigungsstellendichte der weitaus größte Teil der Heizleiteroberfläche freiliegt.

Bei vorzugsweise verwendeten Heizleitern mit positivem Temperaturkoeffizienten des elektrischen Widerstandes tritt vorteilhaft eine gewisse Selbstregulierung der Temperatur­ unterschiede in den Bereichen der Befestigungsabschnitte 28 ein, denn diese werden etwas stärker vom Strom durchflossen, wenn sie gegenüber den freiliegenden Abschnitten etwas kälter sind bzw. umgekehrt. Die Anbringung der Heizleiter an der netzartig strukturierten Oberfläche kann zu einer Vergleich­ mäßigung der Temperatur entlang des Heizleiters führen, was erfahrungsgemäß eine verbesserte Lebensdauer ergibt. Es wurde auch bei wiederholtem Aufheizen und Abkühlen der Heizleiter keine schädliche Lockerung der Heizleiter aus ihrer form­ schlüssigen Halterung beobachtet. Offenbar sind die relativ schmalen Stege, an denen die Befestigungsabschnitte 28 ausgebildet sind, ausreichend beweglich, um die durch Wärme­ ausdehnungsunterschiede der verwendeten Materialien bedingten geringfügigen Bewegungen des Heizleiters relativ zur Isolier­ unterlage bei Temperaturwechslen aufzufangen.

Im Bereich der Vertiefungen wird der nur zur Hälfte seiner Breite 25 in die Isolierunterlage eingedrückte Heizleiter in einem lichten Abstand 29 oberhalb des Bodens 13 der Vertie­ fungen gehalten und schwebt sozusagen frei ohne Berührungs­ kontakte mit der Isolierunterlage. Die freischwebenden Bereiche innerhalb der Vertiefungen können sich durch Vergrö­ ßerung oder durch Verkleinerung ihrer Krümmung bei Tempera­ turwechseln anpassen, ohne daß schädliche Spannungen entste­ hen. Es ist auch zu bemerken, daß die innerhalb des Isolier­ materials liegenden Befestigungsabschnitte 28 im Vergleich zu den freiliegenden, zur Heizleistung direkt beitragenden Oberflächenbereichen der Heizleiter flächenmäßig nur sehr gering ist. Die Mehrzahl der relativ schmalen Stege wird entlang von Schnittflächen durchtrennt, deren Auftreffwinkel zu den jeweils den durchschnittenen erhabenen Abschnitt begrenzenden Seitenflächen von 90° nur geringfügig, bei­ spielsweise um zwischen 0 und 30° abweicht. Durch die insge­ samt vergleichsweise geringe Eingriffsfläche des Heizleiters in die Isolierunterlage ist der elektrische Wirkungsgrad, das Verhältnis der eingesetzten elektrischen Leistung zur direkt zur Heizung verwendbaren thermischen Leistung, im Vergleich zu größerflächig eingebetteten Heizleitern relativ hoch. Grundsätzlich sollte die Eingrifftiefe des Heizleiters in das Material der Isolierunterlage möglichst gering gehalten werden, um bei ausreichender mechanischer Halterung möglichst große Oberflächenbereiche des Heizleiters unbedeckt zu halten.

Claims (17)

1. Heizkörper, insbesondere für Küchengeräte, mit einer Isolierunterlage, die an ihrer Oberseite eine Profilie­ rung mit erhabenen Abschnitten und Vertiefungen auf­ weist, und mit mindestens einem an der Oberseite der Isolierunterlage befestigten, elektrischen Heizleiter, dadurch gekennzeichnet, daß die erhabenen Abschnitte (10) und Vertiefungen (11) nach Art eines Netzes über die Oberseite (5) der Isolierunterlage (2) verteilt sind und daß der Heizleiter (20) in die erhabenen Abschnitte (10) eingreift.

2. Heizkörper nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Netz durch an Knotenpunkten (17) aneinandertreffende erhabene Abschnitte (10) gebildet ist.

3. Heizkörper nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich­ net, daß der Heizleiter (20) in Längsrichtung einen im wesentlichen konstanten Querschnitt hat, wobei vorzugs­ weise der Heizleiter (20) die Form eines vorzugsweise in Längsrichtung gewellten Flachbandes mit parallel zuein­ ander verlaufenden Breitseiten (22) und durchgängig parallel zueinander verlaufenden Schmalseiten (23) hat, wobei insbesondere die Breitseiten (22) geneigt, insbe­ sondere im wesentlichen senkrecht zur Isolierunterlage (2) ausgerichtet sind.

4. Heizkörper nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Heizleiter (20) eine Dicke (24) zwischen 0,02 und 0,1 mm, insbesondere zwischen 0,04 und 0,08 mm, vorzugs­ weise von ca. 0,07 mm hat, und/oder daß er eine Breite (25) zwischen 1 und 5 mm hat, vorzugsweise etwa 3 mm.

5. Heizleiter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis der Masse des Heizleiters (20) zu seiner Nennleistung geringer ist als 7×10^-3 Gramm je Watt [g/W].

6. Heizleiter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Heizleiter (20) aus einer Eisen-Chrom-Aluminiumlegierung mit einem Alumi­ niumanteil von mehr als 4%, vorzugsweise ca. 5% besteht.

7. Heizkörper nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Heizleiter (20) aus­ schließlich in erhabene Abschnitte (10) eingreift.

8. Heizkörper nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich der Vertiefungen (11) ein lichter Abstand (29) zwischen einem Boden (13) einer Vertiefung (11) und dem Heizleiter (20) besteht.

9. Heizkörper nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Vertiefungen (11) im wesentlichen durch etwa senkrecht zu einer Ebene der Isolierunterlage verlaufende Seitenflächen (16) seitlich begrenzt sind, wobei sich vorzugsweise eine Vertiefung (11) zum Heizleiter (20) hin geringfügig aufweitet.

10. Heizkörper nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Vertiefungen (11) einen zentralsymmetrischen Querschnitt haben, insbesondere mit einer drei-, vier- oder sechszähligen Drehsymmetrie und/oder daß die Vertiefungen einen eckenfreien, insbe­ sondere kreisrunden Querschnitt haben.

11. Heizkörper nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine gleichmäßige, insbeson­ dere drei-, vier- oder sechszählig symmetrische Flächen­ verteilung von. gleichartig dimensionierten Vertiefungen (11) vorgesehen ist.

12. Heizkörper nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein lateraler Abstand (15) der Schwerpunkte, insbesondere der Mittelpunkte benach­ barter Vertiefungen (11) zwischen 1,1 und 2 mal, insbe­ sondere ca. 1,3 mal so groß ist wie ein größter Durch­ messer einer Vertiefung (11).

13. Heizkörper nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein Verhältnis zwischen einer Tiefe (14) einer Vertiefung (11) und einer mittle­ ren Höhe (25) eines Heizleiters (20) zwischen 0,2 und 3, insbesondere bei ca. 1 liegt.

14. Heizkörper nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Tiefe (14) der Vertie­ fungen (11) geringer ist als eine Tiefe eines die Vertiefungen (11) aufweisenden Isolierkörpers (2) der Isolierunterlage.

15. Heizkörper nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Heizleiter über seine gesamte Höhe in die erhabenen Abschnitte eingreift, insbesondere mit einer Oberkante im wesentlichen bündig mit der Oberseite angeordnet ist.

16. Heizkörper nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Heizleiter (20) über die Ober­ seite der erhabenen Abschnitte (10) hinausragt, vor­ zugsweise um zwischen 10 und 80%, insbesondere um etwa 50% seiner Höhe (25).

17. Isolierunterlage für einen Heizkörper, insbesondere einen Strahlungsheizkörper, mit einer an einer Oberseite der Isolierunterlage vorgesehenen Profilierung mit erhabenen Abschnitten und Vertiefungen, die nach Art eines Netzes über die Oberseite verteilt sind, insbeson­ dere nach einem der vorhergehenden Ansprüche 2, 9 bis 12 oder 14.