DE2339768C3 - Electric hotplate - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft eine elektrische Kochplatte gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1. Die Kochplatte kann dabei auch mehreren Kochstellen eines Herdes od. dgl. zugeordnet sein.The invention relates to an electric hotplate according to the preamble of claim 1. The hotplate can also be assigned to several hotplates of a stove or the like.
Eine derartige Kochplatte ist aus US-PS 36 12 829 und US-PS 36 12 828 bekannt.Such a hot plate is known from US-PS 36 12 829 and US-PS 36 12 828.
Bei dieser bekannten Anordnung ist die freie Abstrahlung des Heizelements zur Glaskeramikplatte durch die Einlassung des Heizelements in der Nut der Grundschicht behindert; es kommt zu einem unerwünschten hohen Anteil von Energieabsorption in der Grundschicht. Die Grundschicht besteht dort aus keramischen Fasern und Trübungsmittel.In this known arrangement, the free radiation of the heating element to the glass ceramic plate obstructed by embedding the heating element in the groove of the base layer; there is an undesirable one high proportion of energy absorption in the base layer. The base layer there consists of ceramic Fibers and opacifiers.
Durch die DE-PS 5 56 177 ist eine Heizplatte bekannt, deren Heizwendel auf der ebenen Oberfläche des keramischen Heizwicklungsträgers befestigt ist und deren dem Heizgut zugewandte Fläche von einer metallischen Platte abgedeckt ist. Die Art der Befestigung der Heizwendel ist in der DE-PS 5 56 177 nicht beschrieben.From DE-PS 5 56 177 a heating plate is known, the heating coil on the flat surface of the ceramic Heating coil carrier is attached and its surface facing the material to be heated by a metallic Plate is covered. The type of fastening of the heating coil is not described in DE-PS 5 56 177.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einerseits die Wärmeabgabe des Heizelements in die Glaskeramikplatte und andererseits die Friktion der Metallklammern in der Grundschicht zu verbessern.The invention is based on the object, on the one hand, of the heat output of the heating element in the glass ceramic plate and on the other hand to improve the friction of the metal clips in the base layer.
Diese Aufgabe wird bei einer gattungsgemäßen elektrischen Kochplatte gemäß dem Kennzeichen vom Anspruch gelöst.This object is achieved with a generic electric hotplate according to the characterizing part of the claim solved.
Da bei der erfindungsgemäßen elektrischen Kochplatte der das Heizelement bildende Draht von einer ebenen Fläche abgestützt ist, ergibt sich nur ein minimaler Verlust der zur Verfügung stehenden Wärme an das Wärmeisoliermaterial, und es steht im wesentlichen die ganze Strahlungswärme als nützliche Energie zur Verfügung. Hierbei geht nur eine unbedeutende Wärmemenge durch Ableitung durch die Klammern in die Grundschicht aus dem elektrisch und thermisch isolierenden Werkstoff verloren, da die Klammern eine geringe Masse haben und jede einzelne Klammer mit dem drahtförmigen Heizelement nur in einem außerordentlich beschränkten Oberflächenbereich in Berührung steht.Since in the electric hotplate according to the invention, the wire forming the heating element of a is supported on a flat surface, there is only a minimal loss of the available heat to the Thermal insulation material, and essentially all of the radiant heat is available as useful energy. Here only an insignificant amount of heat goes through the brackets into the The base layer made of the electrically and thermally insulating material is lost because the brackets have a low level Have mass and each individual bracket with the wire-shaped heating element only in one extraordinary limited surface area is in contact.
Eine bessere Friktion der Metallklammern in der Grundschicht wird dadurch erreicht, daß die in kompakter Form hergestellte Grundschicht aus teilchenförmigen mikroporösen Kieselsäure-Aerogel, aus Verstärkungsfasern und Trübungsmittel besteht Die kompakte Form ergibt sich beispielsweise dadurch, daß Kieselsäure-Aerogel unter Druck zu einem Block oder Stab zusammengepreßt wird, wobei der Druck die Teilchen aus mikroporösem Stoff aneinanderbindetA better friction of the metal clips in the base layer is achieved in that the more compact Mold made base layer of particulate microporous silica airgel, made of reinforcing fibers and opacifying agents. The compact form results, for example, from the fact that silica airgel is compressed under pressure into a block or rod, the pressure exerting the particles microporous fabric
Das mikroporöse Kieselsäure-Aerogel ist ein Gel, bei dem die flüssige Phase durch eine gasförmige Phase ersetzt ist, wenn das Gel unmittelbar aus einer Flüssigkeit getrocknet worden ist Eine im wesentlichen identische mikroporöse Silica-Struktur ist erreichbar durch eine gesteuerte Ausfällung aus einer Siliciumdioxidlösung, wobei Temperatur und pH-Wert beim Ausfällen gesteuert werden, um ein Ausfallprodukt mit offenerThe microporous silica airgel is a gel in which the liquid phase is replaced by a gaseous phase is replaced when the gel has been dried directly from a liquid. An essentially identical one microporous silica structure can be achieved through a controlled precipitation from a silicon dioxide solution, where temperature and pH are controlled during precipitation in order to open a precipitate with
Struktur zu erhalten. Ähnliche Erzeugnisse erhält man durch pyrogene oder elektrothermische Vorgänge, und diese sind zur Verwendung geeignet, wenn die durchschnittliche endgültige Teilchengröße weniger als 100 Millimikron beträgtStructure. Similar products are obtained by pyrogenic or electrothermal processes, and these are suitable for use when the final average particle size is less than 100 Millimicrons
Das im bevorzugten Isolierstoff verwendete Trübungsmittel kann Titandioxid, Aluminiumoxid, Chromoxid,
Zirkonoxid, Eisenoxid, Mangandioxid oder Ruß aufweisen.
Als Verstärkungsfaser im Isolierstoff eignen sich Glas-, Mineralwolle- oder AIuminiumsilicat-Fasern.The opacifier used in the preferred insulating material can include titanium dioxide, aluminum oxide, chromium oxide, zirconium oxide, iron oxide, manganese dioxide or carbon black.
Glass, mineral wool or aluminum silicate fibers are suitable as reinforcing fibers in the insulating material.
Der mikroporöse Isolierstoff ist zu einer massiven, kompakten Form mit einer Dichte von 0,128 bis 0,481 g/
cm3 gestaltet.
Wenn, was meistens der Fall ist, die das Heizelement bildende Drahtwendel in Form einer flachen Spirale
verlegt ist, sind die Halterungsstellen in einander benachbarten Windungen der Spirale gegeneinander versetzt,
so daß die Möglichkeit umgangen ist, daß die Schenkel einer Klammer mit den Schenkeln einer benachbarten
Klammer in Berührung geraten.The microporous insulating material is designed in a solid, compact form with a density of 0.128 to 0.481 g / cm 3 .
If, as is usually the case, the wire coil forming the heating element is laid in the form of a flat spiral, the mounting points in adjacent turns of the spiral are offset from one another, so that the possibility is avoided that the legs of one clamp with the legs of an adjacent one Come into contact with the clamp.
Die Erfindung wird nachfolgend mit vorteilhaften Einzelheiten anhand schematischer Zeichnungen eines
Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigt
F i g. 1 eine Draufsicht auf eine Kochplatte,The invention is explained in more detail below with advantageous details on the basis of schematic drawings of an exemplary embodiment. It shows
F i g. 1 is a plan view of a hotplate,
F i g. 2 einen Schnitt längs der Linie 2-2 in F i g. 1, bei dem die Glaskeramikplatte strichpunktiert dargestellt ist.F i g. 2 shows a section along line 2-2 in FIG. 1, in which the glass ceramic plate is shown in phantom is.
Wie in dün Zeichnungen erkennbar, ist das flache Metallgehäuse der Vorrichtung schalenförmig und hat einen Boden 10 und eine Seitenwand 11, und das elektrische Heizelement 13 ruht auf einer dünnen Scheibe 14 aus Wärmeisoliermaterial, die ihrerseits auf einer Grundschicht 15 aus mikroporösem Isoliermaterial abgestützt ist. Die Scheibe 14 besteht vorzugsweise aus einem untereinander verbundenen Gemisch aus Keramik und Fasern und bietet eine gute ebene Stützfläche für das Heizelement 13.As can be seen in thin drawings, the flat metal case the device shell-shaped and has a bottom 10 and a side wall 11, and the electrical Heating element 13 rests on a thin disk 14 of heat insulating material, which in turn is on a Base layer 15 is supported from microporous insulating material. The disc 14 is preferably made of an interconnected mixture of ceramic and fibers and offers a good level support surface for the heating element 13.
Die Grundschicht 15 weist den Boden eines schalenförmigen Teils aus Wärmeisoliermaterial auf, das aus einem mikroporösen Isolierstoff gebildet ist, und hat eine aufrechte Seitenwand 16, die mit der Innenfläche der Seitenwand 11 der äußeren Schale in Berührung steht.The base layer 15 has the bottom of a shell-shaped part made of heat insulating material, which is made of a microporous insulating material, and has an upright side wall 16 that corresponds to the inner surface the side wall 11 of the outer shell is in contact.
Vorzugsweise ist die mikroporöse Isolierung 15,16 in die äußere Schale gegosssen und durch Reibung zwischen ihrer eigenen Oberfläche und der Innenfläche der Schale in geeigneter Weise an Ort und Stelle gehalten. Andererseits kann die Isolierung aber auch aus einem Block aus mikroporösem Isoliermaterial ausgearbeitetPreferably the microporous insulation is 15.16 in the outer shell and cast by friction between its own surface and the inner surface of the Bowl suitably held in place. On the other hand, the insulation can also consist of a Block made of microporous insulating material
sein, dessen Außenabmessungen geringes Übermaß haben, so daß die Isoliereinheit in die äußere Schale gepreßt und durch den Reibungseingriff zwischen ihrer Außenfläche und der Innenfläche der Schale gehaltenbe, the external dimensions of which are slightly oversized, so that the insulating unit is pressed into the outer shell and held by the frictional engagement between its outer surface and the inner surface of the shell
werden kann.can be.
Auf der Oberkante der Seitenwand 16 ruht ein Ring 17 mit dünnem Querschnitt aus Wärmeisoliermaterial von gleicher Zusammensetzung wie die Scheibe 14 und ist an der Wand 15 in geeigneter Weise, beispielsweise durch eine hier nicht gezeigte Anzahl von Stiften oder Klammern, befestigt Unmittelbar auf dem Ring 17 ist ein Deckel 18 aus Glaskeramik angebrachtOn the upper edge of the side wall 16 rests a ring 17 with a thin cross-section made of heat insulating material of the same composition as the disc 14 and is on the wall 15 in a suitable manner, for example is attached directly to the ring 17 by a number of pins or brackets (not shown here) a lid 18 made of glass ceramic attached
Das elektrische Heizelement 13 ist durch eine Anzahl von U-förmigen Klammern 19 an Ort und Stelle befestigt die durch die Scheibe 14 in die Schicht 15 aus mikroporösem Isolierstoff eingetrieben sind, der einen hohen Reibungskoeffizienten hat, so daß er dem Herausziehen der Klammer genügend Widerstand entgegensetzt Das Isolieimaterial hat außerdem eine gute federnde Nachgiebigkeit, und wenn die Klammer durch das Isoliermaterial eingetrieben wird, werden darin örtliche Spannungen erzeugt, die sich dahin auswirken, daß sie auf die Schenkel der Klammer einen Druck ausüben und dadurch deren Herausnahme Widerstand leisten. Wie sich aus den Zeichnungen ergibt, enden die Klammern über dem Boden 10 der Metallschale.The electrical heating element 13 is secured in place by a number of U-shaped brackets 19 which are driven through the disk 14 into the layer 15 of microporous insulating material, the one has high coefficient of friction so that it is pulling out the clamp offers enough resistance. The insulating material also has a good one resilience, and as the clip is driven through the insulating material, localized therein Creates stresses which have the effect that they exert pressure on the legs of the bracket and thereby resist their removal. As can be seen from the drawings, the brackets end above the bottom 10 of the metal shell.
Die Klammern sind ringsam entlang der Spirale des Heizelements herum in Abständen voneinander vorgesehen, wie aus den markierten Stellungen der Klammern 19 in F i g. 1 hervorgeht Es zeigt sich, daß die Klammern in benachbarten Windungen jeweils versetzt zueinander vorgesehen sind.The brackets are provided all around the spiral of the heating element at a distance from each other, as from the marked positions of the brackets 19 in FIG. 1 It can be seen that the Brackets are provided in adjacent turns offset from one another.
F i g. 2 zeigt im Schnitt den Anschluß einer elektrischen Stromleitung an das innere Ende des drahtförmigen Heizelements, und der Anschluß des äußeren Endes des Drahtes an eine elektrische Stromzufuhrleitung ist ebenso ausgebildet Die zur Stromquelle führende Leitung verläuft durch eine Schutzhülle 21 aus elektrisch und thermisch isolierendem Werkstoff, die an der Stelle ihres Durchganges durch den Boden IC der Schale in einer mit Flanschen versehenen Hülse 22 befestigt ist Innerhalb der Schutzhülle 21 ist der vom Heizelement kommende Draht 20 mit einem oder mehreren anderen Drähten zusammengeflochten, z. B. an der Stelle 23, um den elektrischen Widerstand zu verringern. An der Stelle, an der der eine oder mehrere weitere Drähte mit dem Draht 20 verbunden sind, ist die Ansammlung aus Drähten in einer flachen Metallhülse gekrimpft oder gepreßt Diese Art von Anschluß wird für vorteilhafter gehalten als ein gelöteter oder geschweißter Anschluß, da bei ihr die Gefahr geringer ist, daß sie unter hohen Temperaturen durch Sprödigkeit versagt.F i g. 2 shows in section the connection of an electrical power line to the inner end of the wire-shaped Heating element, and the connection of the outer end of the wire to an electrical power supply line also designed The line leading to the power source runs through a protective sheath 21 made of electrical and thermally insulating material, which at the point of their passage through the bottom IC of the shell in a flanged sleeve 22 is attached. Inside the protective sheath 21 is that of the heating element incoming wire 20 braided with one or more other wires, e.g. B. at point 23 to reduce the electrical resistance. At the point where the one or more additional wires connect to the Wire 20 are connected, the accumulation of wires is crimped or crimped in a flat metal sleeve This type of connection is believed to be more advantageous than a soldered or welded connection because of it there is less risk that it will fail due to brittleness at high temperatures.
Es ist ferner zu erkennen, daß jede Klammer 19 mit dem Draht jeweils am Boden einer Windung der Spule in Eingriff steht, d. h. an der Steile, an der der Draht die Scheibe 14 berührt.It can also be seen that each clamp 19 with the wire at the bottom of a turn of the coil is engaged, d. H. at the point where the wire touches disk 14.
Zweckmäßig haben die Klammern die Gestalt eines umgekehrten »V« bzw. Haarnadelgestalt und sind aus einem hochtemperaturbeständigen Metall, wie einer Nickel-Chrom-Legierung, hergestellt, die Temperaturen bis zu 9000C und darüber standhältThe brackets expediently have the shape of an inverted "V" or hairpin shape and are made of a high-temperature-resistant metal, such as a nickel-chromium alloy, which can withstand temperatures of up to 900 ° C. and above
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings
6060
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