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Strahlungs-Heizeinheit insbesondere für
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Glaskeramik-ElektrokochgerSte Zusatz zu Patent .. .. ...
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(Patentanmeldung P 27 29 929.2) Das Hauptpatent betrifft eine Glaskeramik-Elektrokochgeräte,mit
Heizwiderständen, die an einem im Heizbereich im wesentlichen plattenförmigen Isolierträger
angeordnet sind. Nach dem Hauptpatent weist dabei der Isolierträger auf ihm ausgeformte
Erhebungen auf, in die die Heizwiderstände teilweise eingebettet sind, die im übrigen
im wesentlichen uneingebettet auf der Oberfläche des Isolierträgers verlaufen.
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Diese Ausführungsform schafft eine besonders vorteilhafte Möglichkeit
zur Anordnung der Heizwiderstände auf vielen Arten von Isolierstoffträgern, wobei
vor allem die Heizwiderstände kaum gefährdet sind, an den Einbettungsstellen durchzubrennen.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, das Hauptpatent in dieser
Richtung weiter zu verbessern, also eine verbesserte und noch weniger gegen partielles
Durchbrennen gefährdete Befestigung der Heizwiderstände auf dem Isolierträger zu
schaffen.
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Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß die Oberfläche
des Isolierträgers eine im Querschnitt flachzickzackförmige Ausbildung hat, wobei
die im wesentlichen quer zur Erstreckung der Heizwiderstände verlaufenden Scheitel
die Erhebungen bilden, in die die Heizwiderstände teilweise eingebettet sind. Durch
diese Anordnung kann sichergestellt werden, daß die Heizwiderstände trotz einer
ausreichenden Festlegung auf dem Isolierträger nur in einem minimalen Bereich eingebettet
sind. Die zickzackförmige Ausbildung schafft ferner die Möglichkeit für die Heizwiderstände,
sich bei der Erwärmung und der dadurch bedingten Ausdehnung etwas abzusenken, so
daß es nicht vorkommen kann, daß die Heizwiderstände sich seitlich ausbiegen.
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Vorzugsweise können die Scheitel spitz ausgebildet sein, wobei von
den Heizwiderständen nur eine oder sehr wenige Windungen eingebettet sind. Dies
wirkt einer Wärmestaubildung in dem eingebetteten Bereich besonders wirkungsvoll
entgegen.
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Zusätzlich zu der zickzack-wellenförmigen Ausbildung der Oberfläche
des Isolierträgers kann, um den eingebetteten Bereich noch kleiner zu halten, eine
quer zur ersten Wellenrichtung verlaufende Wellung angeordnet sein, so daß die Scheitel
zwischen den einzelnen Heizwiderständen abgesenkt sind. Im Bereich der Heizwiderstände
entsteht dann eine Spitze, in die eine oder wenige Windungen der Heizwiderstände
eingepreßt sind.
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In einer zwischen zwei Scheiteln liegenden Vertiefung kann vorzugsweise
ein stabförmiger Temperaturfühler angeordnet sein., der unter den Heizwiderständen,
diese kreuzend, hindurch verläuft. Zum Schutz gegen Kurzschluß durch Berührung mit
den Heizwiderständen kann dieser mit einer Quarzglasabdeckung versehen sein, die
ausreichend temperaturbeständig ist.
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Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung sind in den Unteransprüchen
und der Beschreibung in Zusammenhang mit den Zeichnung dargelegt. Ausführungsbeispiele
der Erfindung sind in der Zeichnung schematisch dargestellt und werden im folgenden
näher erläutert. Es zeigen: Fig. 1 eine Draufsicht auf eine Heizeinheit, wobei in
strichpunktierten Linien eine Alternativausführung angedeutet ist, Fig. 2 einen
Schnitt nach der Linie II-II in Fig. 1, Fig. 3 einen Schnitt nach der Linie III-III
in Fig. 1, Fig. 4 einen vergrößerten Schnitt entsprechend der Schnittführung von
Fig. 3, Fig. 5 einen vergrößerten Schnitt in der Schnittführung nach Fig. 2 einer
Variante, Fig. 6 eine Draufsicht auf ein Detail einer anderen Ausführungsform und
Fig. 7 einen vergrößerten Detailschnitt nach der Linie VII-VII in Fig. 6.
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Die in den Fig. 1 bis 5 dargestellte Heizeinheitk esitzt einen Isolierträger
12 in Form einer in der Draufsicht redhteckigen und vorzugsweise quadratischen flachen
Schale mit einem Boden 13 und Rändern 14, die aus Isoliermaterial, beispielsweise
einem durch Pressen verformten und durch Bindemittel ausreichend verfestigten faserigen
Isoliermaterial, hergestellt ist.
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Die dem Schaleninnenraum 16 zugekehrte Oberfläche 15 des Bodens 13
hat, wie insbesondere aus den Fig. 3 und 4 zu erkennen ist, eine zickzackförmige
Gestaltung. Sie besteht also aus parallel zueinander verlaufenden wellenförmigen
Erhebungen und Absenkungen, bei denen jedoch die Scheitel 17 relativ scharf ausgebildet
sind. Die Zickzack-Gestaltung ist im übrigen relativ flach.
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In dem Innenraum 16 und auf der Oberfläche 15 ist ein Heizwiderstand
18 angeordnet, der aus einem wendelförmigen Widerstandsdraht besteht, der hin- und
hergehend (mäanderförmig) angeordnet ist, wobei aufeinanderfolgende Abschnitte 19
des Heizwiderstandes relativ dicht nebeneinander hin und zurück verlaufen. Sie sind
durch U-förmige Bereiche 20 miteinander verbunden, die beispielsweise durch "Verziehen"
(Glattziehen) der erhitzten Wendel im wesentlichen als glatter und ungewendelter
Draht ausgebildet sind. Diese Verbindungsbereiche sind in Erhebungen es Isolierträgers
eingebettet, d.h. vorzugsweise vor der Erhärtung des Isolierträgers eingepreßt.
Die Erhebungen können die Form von einer oder mehreren zickzackförmigen Wellen haben,
so daß der eingebettete Bereich trotz ausreichender Befestigung auf ein Minimum
beschränkt wird.
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Es ist zu erkennen, daß die Erstreckung der zickzackförmigen Erhebungen
21 und der dazwischen liegenden Vertiefungen 22 quer zur Erstreckung der Heizwiderstands-Abschnitte
19 verläuft, wobei aus Fig. 4 zu erkennen ist, daß die Heizwiderstände jeweils im
Bereich des Scheitels 17 mit vorzugsweise nur einer,auf jeden Fall nur wenigen Windungen
durch Einpressen vor dem Erhärten eingebettet sind.
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Dabei wird von jeder Windung nur ein geringer, der Oberfläche 15 zugekehrter
Teil eingebettet, während die Windung auf dem übrigen Bereich ihres Umfanges frei
liegt.
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Aus Fig. 5 ist eine Variante zu erkennen, bei der quer zu den Erhebungen
21 9 2UngcRmals eine Wellung vorgenommen ist, so daß die Heizwendelnauf einer durch
die Schnittpunkte der Erhebungen gebildeten Spitze 23 eingebettet sind.
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Es ist zu erkennen, daß durch diese Maßnahme die Heizwendeln trotz
ausreichender Festlegung auf dem Isolierträger, der damit eine leicht montierbare
und handelsfähige Einheit bildet, nur in sehr geringen Bereichen eingebettet sind,
so daß die Gefahr von örtlichen Uberhitzungen an diesen Stellen wegfällt, die zu
einem Durchbrennen führen könnte. Dazu trägt es auch bei, daß die Spiralen im Falle
ihrer Ausdehnung sich der etwas zickzackförmigen Oberfläche anpassen können und
damit auf der Oberfläche auf liegen, ohne sich unter Stauchung seitlich ausbiegen
zu müssen. Vor allem ist aber die gesamte obere Seite der Heizwendeln frei und kann
frei abstrahlen. Durch die mäanderförmige Ausbildung ist eine recht gute prozentuale
Heizflächenbelegung möglich, wozu es beiträgt, daß die Heizwendeln relativ dicht
benachbart liegen können, weil einerseits die zickzackförmige Ausbildung und das
Verhindern von seitlichem Ausweichen die Kurzschlußgefahr verringert und andererseits
eventuelle Kurzschlüsse keine großen Folgen haben, weil die Differenzspannungen
zwischen den einzelnen Abschnitten 19 sehr gering sind.
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In den Verbindungsbereichen 20 ist die freigesetzte Wärmeenergie auf
einen geringen Bruchteil herabgesetzt, weil dort ungewendelter Draht verwendet wird.
Dies ist dort besondert Wichtig, weil durch den U-Bogen die Gefahr von Wärmestauungen
besteht, wozu eine dort notwendige Befestigung durch Einbettung noch weiter beitragen
würde.
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Zu beiden Seiten der äußeren Heizwiderstands-Abschnitte 19 verlaufen
Temperaturfühler 25 von Temperatur-Schaltorganen
26, die entweder
Temperaturbegrenzer oder Temperaturregler sein können. Es kann sich hierbei um stabförmige
Temperaturfühler handeln, die aus einer Ausdehnungshülse und einem sich relativ
wenig ausdehnenden darin liegenden Stab bestehende Fühler handeln, die über die
gesamte innere Kantenlänge des Isolierträgers reichen und in der Ebene der Heizwiderstände
zwischen dem Rand 14 und dem äußeren Abschnitt 19 entlang verlaufen. Sie ragen durch
eine Ausnehmung 27 im Rand 14, so daß ihr den Schalter tragender Kopf außerhalb
des beheizten Bereiches liegt. In diesem Bereich ist auch der Anschluß des Heizwiderstandes
18 hindurchgeführt und kann unmittelbar an den Anschluß des Schalterkopfes angeschlossen
sein, so daß dieser gleichzeitig das Anschlußteil für den Heizwiderstand bildet.
Bei einer Temperaturfühleranordnung auf beiden Seiten sind somit bei-de Anschlüsse
über die Temperaturschaltorgane vorgenommen, so daß gesonderte Anschlußteile entfallen
können. Die Temperaturschaltorgane sind damit in Reihe mit dem Heizwiderstand geschaltet,
so daß das Ansprechen eines Temperaturfühlers den Heizwiderstand 18 abschaltet.
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Als Variante ist in den Fig. 1 und 2 ein Temperaturschaltorgan 26'
vorgesehen, das gleich ausgebildet sein kann, wie die bereits beschriebenen. Sein
Temperaturfähler 25' liegt etwas unterhalb der Ebene der Heizwiderstände in einer
Vertiefung 28 des Isolierträgers, die die Rippen 21 durchbricht. Auch hier ist aber
der Temperaturfühler parallel zu den Abschnitten 19, und zwar in unmittelbarer Nachbarschaft
zu zwei Abschnitten vorgesehen, so daß er einen guten Zugriff zu der Temperatur
der Heizwiderstände hat. Der beschriebenen Temperaturfühleranordnung mit Parallelanordnung
zu Heizwiderständen ist eine besonders wirksame Regelung und Temperaturbegrenzung
eigen, die zur Vermeidung von Übertemperaturen in der Glaskeramikplatte beiträgt.
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Die Heizeinheit 11', von der in Fig. 6 ein Teil dargestellt ist, entspricht
bezüglich der Ausbildung des Isolierträgers und der Ausbildung und Anordnung der
Heizwiderstände der Ausführung nach Fig. 1. Es ist lediglich eine andere Anordnung
des Temperatur-Schaltorganes 26a vorgesehen. Der zugehörige Temperaturfühler 25a,
ebenfalls ein Stabfühler, liegt, wie aus Fig. 7 zu erkennen ist, in einer tiefen
Ausnehmung 30 im Boden 13a des Isolierträgers 12a. Die Ausnehmung und damit der
Temperaturfühler 25a verläuft quer zur Anordnung der einzelnen Abschnitte 19 des
Heizwiderstandes 18. Da der Fühler 25a relativ dicht unterhalb der Heizwiderstände
verläuft, ist die Ausnehmung 30 mit einer Abdeckung 31 in Form einer Quarzglasscheibe
versehen. Es wäre hier auch möglich, den Fühler mit einem Überzug aus einem hochtemperaturfesten,
isolierenden aber wärmestrahlungsdurchlässigen Material zu versehen.
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Von dem dargestellten und beschriebenen Ausführungsbeispiel sind zahlreiche
Abwandlungen im Rahmen der Erfindung möglich.
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So könnte beispielsweise auch eine zickzackförmige Ausbildung gewählt
werden, bei der im Bereich der Vertiefungen 22 ein flacheres Stück zwischengeschaltet
ist. Bei der Festlegung der Heizwiderstände sollte vor allem darauf geachtet werden,
daß die Scheitel 17 relativ spitz sind, damit der eingebettete Bereich der Heizwendeln
relativ klein wird. Statt, wie beschrieben, zur Beheizung einer Glaskeramik-Kochplatte,
kann die Heizeinheit auch zur Beheizung anderer Gegenstände,z.B.
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in Industrieöfen oder zur Erhitzunq von Gefäßen, eingesetzt werden.