Strahlheizkörper

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft einen Strahlheizkörper nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

[0002] Bei zahlreichen Kochprozessen ist es erwünscht, eine möglichst kurze Ankochzeit zu erreichen, d.h. am Anfang des Kochprozesses das Kochgut während möglichst kurzer Zeit schonend auf ein vorbestimmtes Temperaturniveau anzuheizen, wonach bei zurückgefahrener Leistung und geregelt über einen Temperaturschalter oder gesteuert über ein Leistungssteuergerät fortgekocht wird, ohne daß hierfür eine gesonderte Betätigung des elektrischen Betätigungsorganges für die Kochstelle erforderlich sein soll. Diese automatische Beeinflussung der Wärmeabgabe der Kochstelle ist dabei so erwünscht, daß sie nach dem einmaligen Übergang vom Zustand der Ankochphase in die Fortkochphase nicht mehr von selbst in den Zustand der Ankochphase zurückkehrt, es sei denn, sie ist ganz abgeschaltet worden und durch entsprechende Abkühlung wieder für die Durchführung einer nächsten Ankochphase bereitgestellt.

[0003] Bei Strahlheizkörpern ist es darüber hinaus erwünscht, daß nach dem Einschalten einer Kochstelle nach möglichst kurzer Zeit Strahlungswärme im sichtbaren Wellenbereich abgegeben wird, damit die kochende Person möglichst schnell anhand des sichtbaren Glühens des zugehörigen Strahlheizers die Betriebsbereitschaft bzw. den Betriebszustand der Kochstelle erkennt und damit möglichst schnell eine hohe Strahlungsdichte bzw. Wärmeleistung zur Verfügung steht.

[0004] Es wurde bereits versucht, dieses thermische und optische Verhalten eines Strahlheizkörpers dadurch zu erreichen, daß an der Peripherie des Heizfeldes ein gesonderter Strahlheizwiderstand vorgesehen ist, der während der Ankoch- bzw. Anheizphase zugeschaltet wird und nach der Ankochphase abgeschaltet bleibt. Einen solchen äußeren, gesondert zuschaltbaren Heizwiderstand gibt es auch für solche Kochstellen, welche zwischen zwei festen Heizfeldgrößen umschaltbar sind, um sie wahlweise auf Kochgefässe unterschiedlicher Grundriß-Größe umschalten zu können. Mit solchen Anordnungen können zwar zum Teil recht gute Ergebnisse erzielt werden, jedoch führt das Abschalten des während der Ankochphase zugeschalteten Heizwiderstandes während des Fortkochens zu einer relativ ungleichmäßigen spezifischen Wärmebeaufschlagung des Kochgefäßbodens. Außerdem werden dafür Leistungssteuergeräte mit Zusatzschaltern benötigt.

[0005] Nach der GB-A-2 115 259 ist ein Strahlheizkörper bekannt, bei welchem ein gesondert schaltbarer Strahlheizwiderstand die Randbeheizung und damit die feste Heizfeldgröße bestimmt. Innerhalb der Randbeheizung liegt der innere Bereich des Strahlheizers, von dem auch die radial äußersten Teilkreisabschnitte nicht zu der ausschließlich durch den äußersten Heizwiderstand gebildeten Randbeheizung gehören. Sämtliche Abschnitte der Strahlheizwiderstände sind etwa gleichmäßig über das gesamte Heizfeld verteilt, ohne daß eine besondere Verteilung der Strahlungsdichte erkennbar wäre.

[0006] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Strahlheizkörper der beschriebenen Art zu schaffen, bei welchm die Zeit vom Einschalten bis zum Erreichen eines sichtbaren Glühens und damit auch die Ankochzeit gegenüber bisher bekannten Strahlheizkörpern, die insbesondere mindestens einen freiliegenden Heizwiderstand aufweisen, merklich verkürzt werden kann.

[0007] Diese Aufgabe wird bei einem Strahlheizkörper der eingangs beschriebenen Art gemäß der Erfindung durch den Patentanspruch 1 gelöst.

[0008] Zweckmäßig wird die Ankoch-Randbeheizung am Ende der Ankochphase nicht abgeschaltet, sondern ggf. auf einen geringeren Unterschied ihrer Strahlungsdichte gegenüber dem innerhalb ihr liegenden Bereich des Strahlheizers zurückgefahren. Es wird eine variable Ankoch-Schaltung geschaffen, die während der Ankochphase zumindest vorübergehend eine schnellere Wärmeentwicklung im Randbereich des Strahlheizkörpers bzw. dort ergibt, wo in der Regel aufgrund der üblichen Bodenform von Kochgefässen der beste Kontakt zwischen diesem Gefäßboden und der Heizplatte gegeben ist. Der während der Ankochphase erhöhte positive Leistungsunterschied, mit welchem die Randbeheizung gegenüber der übrigen Teilleistung gefahren wird, kann auch dafür herangezogen werden, daß die so beschriebene Randbeheizung nach dem Einschalten der Kochstelle in äußerst kurzer Zeit sichtbar glüht und damit optisch die volle Betriebsbereitschaft dieser Kochstelle anzeigt.

[0009] Das beschriebene Wärmeabgabe-Verhalten der Ankoch-Randbeheizung, die gleichzeitig in der Fortkochphase weiter betrieben wird, kann z.B. auf einfache Weise dadurch erreicht werden, daß die Ankoch-Randbeheizung im wesentlichen über die gesamte Ankochphase mit relativ erhöhter Leistung vorgesehen bzw. geschaltet ist.

[0010] Eine besonders einfache Umschaltung von der Ankochphase in die Fortkochphase kann z.B. dadurch erreicht werden, daß eine Teilleistung des Strahlheizers im wesentlichen zeitabhängig, vorzugsweise über einen Temperaturschalter mit hoher Schalttemperaturdifferenz bzw. -Hysterese geschaltet wird. Dieser Temperaturschalter schaltet erst bei einer relativ hohen, seinen Temperaturfühler beeinflussenden Temperatur ab und erst bei einer relativ so niedrigen Temperatur wieder ein, wie sie der Strahlheizkörper während des Fortkochens üblicherweise nicht, sondern nur durch vollständiges Abschalten und nach entsprechendem Abkühlen, erreichen kann. Statt dessen oder zusätzlich hierzu kann diese Verhaltenscharakteristik des Temperaturschalters auch dadurch erreicht werden, daß die Wärme-Ankoppelung des Temperaturfühlers des Temperaturschalters an den Strahlheizer bzw. den Strahlheizkörper sehr gering so gewählt wird, daß der Temperaturfühler erst bei Erreichen des Endes der Ankochphase durch Wärmeleitung auf die Abschalttemperatur erwärmt ist und dann infolge geringer Wärmeableitung durch entsprechende Isolierung während des Fortkochens nicht mehr auf seine Einschalttemperatur abkühlen kann. Es ergibt sich also eine zeitabhängige Beeinflussung der Ankochphase unter Verwendung ausschließlich auf Temperatureinflüsse ansprechender Schaltorgane.

[0011] Eine besonders einfache Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes liegt darin, daß während der Ankochphase mindestens ein vorbestimmter Teil des Strahlheizers, also mindestens eines Heizwiderstandes durch Kurzschließen praktisch abgeschaltet wird. Dadurch kann eine wesentliche Erhöhung der Leistung im Außenbereich des Heizfeldes ohne besonderen Aufwand erreicht werden, wobei diese Lösung selbst für solche einfachsten Strahlheizkörper geeignet ist, welche nur einen einzigen Strahlheizwiderstand, also nur einen einzigen elektrischen Heizkreis aufweisen.

[0012] Insbesondere anstatt einer solchen Kurzschlußschaltung für mindestens einen innerhalb der Peripherie liegenden Teil des Strahlheizers kann mindestens ein solcher innerer Teil durch einen Strahl- heizwiderstand mit hohem positivem Temperaturkoeffizienten (PTC) gebildet sein, wobei dann die den Übergang von der Ankochphase in die Fortkochphase beeinflußende Einrichtung ausschließlich durch den zugehörigen Strahlheizwiderstand selbst gebildet sein kann, da der PTC-Widerstand aufgrund seines charakteristischen Verhaltens die gewünschte Umsteuerung bewirkt.

[0013] Eine noch weiter vereinfachte und fertigungstechnisch sehr günstige Lösung der der Erfindung zugrundeliegenden Aufgabe kann auch dadurch erreicht werden, daß die Ankoch-Randbeheizung durch einen gesonderten, insbesondere einstrangig sich nur über höchstens 360° erstreckenden, ggf. bifilaren, d.h. doppelt hin- und zurückgeführten Heizkreis gebildet ist, der vorzugsweise stets zum inneren Teil des Strahlheizers parallel geschaltet ist. Wegen seiner Anordnung an der Peripherie des Heizfeldes kann dieser Heizleiter wesentlich höher belastet werden als die innerhalb ihm liegende, beispielsweise den restlichen Teil des Heizfeldes einnehmende Heizwendel, wodurch ein wesentlich schnelleres sichtbares Glühen dieses Bereiches des Heizfeldes sowie eine kürzere Ankochzeit zu erreichen sind.

[0014] Zusätzlich zu den beschriebenen Maßnahmen, aber auch statt dessen, ist eine vorteilhafte Lösung der der Erfindung zugrundeliegenden Aufgabe dadurch zu erreichen, daß die Ankoch-Randbeheizung mit geringerer Wärmeleit-Ankoppelung als der innere Teil des Strahlheizers mit dem Träger verbunden ist, so daß also die spezifische Wärmeableitung von der Randbeheizung in den Träger wesentlich geringer als diejenige des inneren Teiles des Strahlheizers ist und daher die Randbeheizung nach dem Einschalten wesentlich schneller zum sichtbaren Glühen kommt. Diese geringere spezifische Wärmeableitung kann durch verschiedene, relativ einfache Maßnahmen, beispielsweise durch eine geringere spezifische Flächenberührung zwischen dem zugehörigen Heizwiderstand und dem Träger, durch Verwendung eines Tragwerkstoffes mit geringerer spezifischer Wärmeleitfähigkeit im Bereich der Randbeheizung sowie durch ähnliche Maßnahmen erreicht werden. In diesem Fall kann ebenfalls ohne Verwendung einer gesonderten Steuer-oder Regeleinrichtung die Ankoch-Steuereinrichtung ausschließlich durch die Wärmeleitverbindung zwischen dem Strahlheizer und dem Träger gebildet sein, da zur Beendigung der Ankochphase ausschließlich die Charakteristika dieser Wärmeleitverbindung herangezogen werden.

[0015] Eine besonders geringe spezifische Wärmeleitverbindung zwischen der Randbeheizung und dem Träger kann z.B. dadurch erreicht werden, daß Längsabschnitte des zugehörigen Heizwiderstandes im wesentlichen frei schwebend berührungsfrei gegenüber dem Träger angeordnet sind, also nach Art von Hängebrücken-Abschnitten zwischen Aufhängungsabschnitten berührungsfrei bzw. gespannt verlaufen.

[0016] Die in geringer Wärmeleit-Ankoppelung zum Träger stehenden Längsabschnitte des Heizwiderstandes können aber auch dadurch geschaffen werden, daß sie in Bereichen des Trägers liegen, die von dessen Werkstoff her unterschiedliche Wärmeleitfähigkeit aufweisen und beispielsweise durch einen Wärmedämm- bzw. Isolationswerkstoff gebildet sind, der zwar für die unmittelbare Halterung des Heizwiderstandes ungeeignet ist, jedoch sehr gute Isolationseigenschaften aufweist.

[0017] Ein solcher Isolationswerkstoff wird bei Strahlheizkörpern beispielsweise als Unterbettung eines napf- oder scheibenförmigen Isolations- Tragkörpers verwendet, der zwar niedrigere thermische Dämmwerte hat, jedoch für die sichere Festlegung des Heizwiderstandes durch unmittelbare Einbettung geeignet ist. In diesem Fall kann der relativ formfeste Isolations-Tragkörper im Bereich der genannten Längsabschnitte des Heizwiderstandes mit Durchbrüchen versehen sein, in welche nach oben gerichtete Vorsprünge der Unterbettung zweckmäßig derart ragen, daß diese Vorsprünge die Durchbrüche zumindest in Draufsicht im wesentlichen vollständig ausfüllen, wobei diese Vorsprünge wenigstens teilweise in Höhenrichtung gegenüber der den Heizwiderständen zugehörigen Vorderseite zurückversetzt und/oder wenigstens teilweise demgegenüber vorversetzt sein können. Der Isolations-Tragkörper kann beispielsweise ein relativ fester Formkörper aus mineralischen Fasern, aus einem Werkstoff sein, wie er z.B. unter dem Handelsnamen "Fiberfrax" bekannt ist, während die Unterbettung auf der Basis von pyrogener Kieselsäure aufgebaut ist.

[0018] Sofern zur Umschaltung von der Ankochphase zur Fortkochphase eine Unterbrechung eines elektrischen Kreises herangezogen wird, weist die Ankoch-Regeleinrichtung zweckmäßig einen den zugehörigen Schalter betätigenden Temperaturfühler auf, der vorzugsweise über eine Isolationsschicht gegenüber dem Strahlheizer wärmegedämmt ist, was ohne besondere zusätzliche Isolationsmaßnahmen auf einfache Weise dadurch erreicht werden kann, daß der Temperaturfühler in den ohnehin vorhandenen Isolationswerkstoff des Trägers eingebettet ist, also auf der von der Heizplatte abgekehrten Seite des Strahlheizwiderstandes liegt. Ist der Temperaturfühler als Dehnstabfühler ausgebildet, so kann er lediglich durch Einstekken in den Isolationsträger auf einfache Weise in diesen eingebettet werden, und sein Schaltkopf kann außerhalb des Trägers liegen. Dieser nach Art eines Temperaturschutzschalters arbeitende Schalter kann aber auch durch einen sogenannten Klixon-Thermostaten gebildet sein, der mit einem Wärmeleitstab zusammenwirkt, welcher die Wärme von der Fühlstelle zum beispielsweise durch einen Bimetallfühler gebildeten Temperaturfühler im Schaltkopf des Thermostaten überträgt.

[0019] Diese und weitere Merkmale von bevorzugten Weiterbildungen der Erfindung gehen 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 Ausführungsform der Erfindung und auf anderen Gebieten verwirklicht sein und vorteilhafte sowie für sich schutzfähige Ausführungen darstellen können, für die hier Schutz beansprucht wird. Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden im folgenden näher erläutert. In den Zeichnungen zeigen:

Fig. 1 einen erfindungsgemäßen Strahlheizkörper im Querschnitt und in vereinfachter Darstellung,

Fig. 2 den Strahlheizkörper gemäß Fig. 1 in Draufsicht,

Fig. 3 eine schematische Darstellung der Verteilung der Strahl-Leistungsdichte in der Ankochphase,

Fig. 4 eine weitere Ausführungsform eines Strahlheizkörpers in einer Darstellung entsprechend Fig. 2,

Fig. 5 einen Schnitt nach der Linie V-V in Fig. 4 in abgewickelter Darstellung,

Fig. 6 eine weitere Ausführungsform in einer Darstellung entsprechend Fig. 5,

Fig. 7 einen Schnitt nach der Linie VII-VII in Fig. 6.

[0020] Wie die Fig. 1 und 2 zeigen, weist ein erfindungsgemäßer Strahlheizkörper 1, der zur Anordnung an der Unterseite einer aus Glaskeramik oder dgl. bestehenden, transluzenten Heizplatte 2 bestimmt ist, einen schalen- bzw. napfförmigen Träger 4 auf. Der Träger 4 besteht im wesentlichen aus einer ein- oder mehrteiligen Innenschale 5 aus mindestens einem Isolationswerkstoff und einer relativ dünnwandigen, dem Schutz und der Fassung der Innenschale 5 dienenden Außenschale 6, die bevorzugt aus Stahlblech besteht. Die Innenschale 5 trägt auf ihrem im wesentlichen ebenen bzw. zur Heizplatte 2 parallelen Boden einen durch elektrischen Strom zu betreibenden Strahlheizer 7 in Form mindestens eines unverkapselten Heizwiderstandes 8, wobei es jedoch denkbar ist, daß zumindest ein Teil der Leistung des Strahlheizkörpers 1 auch mit einem verkapselten Strahlheizkörper, also einer Kolbenlampe, wie einem Halogenstrahler, betrieben werden kann. Die bevorzugte Anordnung liegt jedoch darin, daß der Strahlheizkörper ausschließlich unverkapselte Heizwiderstände aufweist.

[0021] Der Heizwiderstand 8 ist in einer Doppelspirale etwa derart um die Mittelachse des Strahlheizkörpers 1 verlegt, daß seine beiden Anschlußenden 14 an der Peripherie des im wesentlichen durch die äußerste, annähernd ringförmig geschlossene Spiralwindung begrenzten Heizfeldes 10 liegen. Eine vorbestimmte Anzahl äußerer Windungen des Heizwiderstandes 8, nämlich im dargestellten Ausführungsbeispiel etwa die Hälfte aller Windungen bzw. etwa drei Spiralwindungen, sind als Ankoch-Randbeheizung 9 zum Betrieb mit relativ erhöhter Strahlungsdichte während der Ankochphase vorgesehen, während die übrigen, innerhalb dieser Randbeheizung 9 liegenden Windungen desselben Heizwiderstandes eine restliche Teilleistung 11 bilden, die in veränderbarem Leistungsgefälle gegenüber der Randbeheizung 9 betrieben werden kann.

[0022] Der gesamte Strahlheizer 7, also der einzige diesen bildende Heizwiderstand 8 wird während des gesamten Heizbetriebes über eine einstellbare Regeleinrichtung oder ein beispielsweise taktendes Leistungssteuergerät betrieben, unter dessen Zwischenschaltung der Strahlheizer 7 an den Netzstrom angeschlossen ist. Zweckmäßig befindet sich im Raum zwischen dem Strahlheizer 7 und der Heizplatte 2 ein das Heizfeld 10 überkreuzender Temperaturfühler 16, der im Falle der Verwendung einer Regeleinrichtung 12 für den Betrieb des Strahlheizers 7 diese beeinflussen oder einem Temperaturbegrenzer 15 zugeordnet sein kann, dessen Schaltkopf unmittelbar an der Außenseite des vom Temperaturfühler 16 durchsetzten Trägers 4 angeordnet ist.

[0023] Für den hinsichtlich der relativen Strahlungsdichte unterschiedlichen Betrieb des Strahlheizers 7 in der Ankochphase einerseits und in der Fortkochphase andererseits ist eine zusätzliche Regeleinrichtung 13 vorgesehen, deren Temperaturfühler 17 der Temperatur im Inneren bzw. im Vollquerschnitt der Innenschale 5 ausgesetzt ist. Der Temperaturfühler 17, der ein Dehnstabfühler mit einem Außenrohr und einem darin angeordneten Innenstab unterschiedlicher Ausdehnungskoeffizienten oder ein Wärmeleitstab sein kann, welcher die Wärme von der Fühlstelle dem unterhalb des Schaltkopfes des Temperaturbegrenzers 15 an der Außenseite des Trägers 4 liegenden Schaltkopf der Regeleinrichtung 13 zuführt, liegt ebenfalls parallel zur Heizplatte 2, jedoch unterhalb der den Strahlheizer 7 aufnehmenden Bodenfläche der Innenschale 5 und oberhalb von deren Unterseite, also auf der von der Heizplatte 2 bzw. dem Temperaturfühler 16 abgekehrten Seite des Strahlheizers 7 in den Isolationswerkstoff der Innenschale 5 eingebettet und etwa radial zur Mittelachse des Strahlheizkörpers 1, wobei dieser Temperaturfühler 17 kürzer als die Hälfte der Weite des Heizfeldes 10 derart sein kann, daß er nur auf einer Seite von dessen Mittelachse im wesentlichen ausschließlich im Bereich der zugehörigen Windungen der Randbeheizung 9 liegt. Der im Schaltkopf der als Abschalteinrichtung ausgebildeten Regeleinrichtung 13 angeordnete Ankochschalter 18 in Form beispielsweise eines Schnappschalters, der nicht unmittelbar an die Stromzufuhr für den Strahlheizer 7 angeschlossen ist, ist in einem Kurzschlußkreis einer Kurzschlußschaltung für die Teilleistung 11 angeordnet, also über seine beiden Anschlußpole ausschließlich mit zwei im Abstand zueinanderliegenden Stellen des Heizwiderstandes 8 so elektrisch leitend verbunden, daß bei geschlossenem Ankochschalter der der Teilleistung 11 zugehörige, die Innenzone des Heizfeldes 10 belegende Längsabschnitt des Heizwiderstandes 8 durch Kurzschließen im wesentlichen außer Betrieb genommen ist. Dadurch wird der der Ankoch-Randbeheizung zugehörige restliche und im wesentlichen bis an die Peripherie des Heizfeldes 10 reichende Längsabschnitt des Heizwiderstandes 8 während der geschlossenen Kurzschlußschaltung 19 mit relativ wesentlich erhöhter Strahlungsdichte betrieben und nach dem Einschalten sehr schnell so weit aufgeheizt, daß durch, die Heizplatte 2 ein sichtbares Glühen wahrgenommen werden kann. Sobald der Temperaturfühler 17, der in inniger Berührung mit dem Isolationswerkstoff oder in einem Hohlraum in der Innenschale 5 im wesentlichen berührungsfrei eingebettet sein kann, mit der infolge seiner wärmegedämmten Anordnung gegebenen Zeitverzögerung auf die Abschalttemperatur der Regeleinrichtung 13 erwärmt worden ist, öffnet der Ankochschalter 18, so daß nunmehr auch der der Teilleistung 11 zugehörige Längsabschnitt des Heizwiderstandes 8 in vollen Leistungsbetrieb geht und somit der Unterschied der Strahlungsdichte zwischen dem Bereich der Ankoch-Randbeheizung 9 und demjenigen der Teilleistung 11 zumindest reduziert wird. Dadurch soll während des Ankochens möglichst lange erhöhte Leistung zur Verfügung stehen, ohne daß während des Fortkochens und nach Ansprechen des die Regeleinrichtung 13 bildenden Temperaturwächters wieder eine Rückschaltung auf die erhöhte Leistung erfolgt.

[0024] Die durch die erfindungsgemäße Ausbildung zu erzielende Verkürzung der Ankochzeit ergibt sich auch aus dem Umstand, daß der Kochgefäßboden 3 von Kochgefäßen in der Regel derart gewölbt ist, daß der Kochgefäßboden 3 im Bereich seines Außenrandes den direktesten Kontakt zur Heizplatte 2 hat und daher dort ein besonders schneller Wärmetransport möglich ist. In Fig. 3 ist mit Pfeilen, deren Länge die Strahlungsdichte repräsentieren, angedeutet, daß beim Erfindungsgegenstand eine Betriebsanordnung derart vorgesehen ist, daß in der Ankochphase die Leistungsdichte in diesem Randbereich am größten ist. In der Fortkochphase kann dabei entweder diese äußere Leistungsdichte im Randbereich 9 zurückgefahren, die Leistungsdichte im Bereich der Teilleistung 11 hochgefahren werden oder es können beide Vorgänge gleichzeitig durchgeführt werden. Die Schalthysterese der Regeleinrichtung 13 ist so groß gewählt, daß sie vor dem nahezu vollständigen Abkühlen des Strahlheizkörpers 1 nicht mehr in Kurzschlußstellung, also in Schließstellung des Ankochschalters 18 zurückschaltet.

[0025] Anstatt den der inneren Teilleistung 11 zugehörigen Längsabschnitt des Heizwiderstandes 8 für die Ankochphase kurzzuschließen, kann dieser Längsabschnitt auch durch einen Heizleiter mit hohem positivem Temperaturkoeffizienten gebildet sein, der beispielsweise aus Molybdän-Disilizid besteht. Dieser, zwar durch einen gesonderten, in Reihe mit dem übrigen Heizwiderstand bzw. mit dem der Ankoch-Randbeheizung 9 zugehörigen Längsabschnitt geschaltete PTC-Widerstand bewirkt sofort nach dem Einschalten des Strahlheizkörpers aufgrund seines geringeren Anfangswiderstandes einen sehr hohen Anlaufstrom und zusätzlich signalisiert dieser PTC-Widerstand durch schnelle Erwärmung auf Glühtemperatur auch optisch ein ähnlich schnelles Aufheizen des Strahlheizkörpers, wie das bei der Verwendung von Halogenlampen als Strahlheizer der Fall ist. Danach regelt sein sich erhöhender Eigenwiderstand die Leistung in der Fortkochphase selbsttätig zurück.

[0026] Der Träger 4 ist mit der Stirnseite des Schalenrandes der Innenschale 5 unter Druck ganzflächig gegen die Innen- bzw. Unterseite der Heizplatte gespannt, so daß also der Innenumfang dieses Anlagerandes im wesentlichen mit der Peripherie bzw. Außenbegrenzung des Heizfeldes 10 zusammenfällt. Der Heizwiderstand 8 kann durch wenigstens teilweise Einbettung seiner Wendeln in den Isolierwerkstoff der Innenschale 5 unverrückbar gegenüber dieser festgelegt sein. Ferner kann der Strahlheizkörper im Grundriß statt kreisrund auch von der Kreisform abweichend rund oder rechtekkig bzw. quadratisch ausgebildet sein, wobei dann der Heizwiderstand zweckmäßig in seiner Spiralform dieser Außenkontur folgt.

[0027] In den Fig. 4 bis 7 sind für einander entsprechende Teile die gleichen Bezugszeichen wie in den Fig. 1 bis 3, jedoch in den Fig. 4 und 5 mit dem Index "a" und in den Fig. 6 und 7 mit dem Index "b" verwendet.

[0028] Der Strahlheizkörper 1a gemäß den Fig. 4 und 5 weist als Ankoch-Randbeheizung 9a einen in nur einem einzigen Umgang, also nur in einer einstrangigen Schlinge oder bifilar verlegten äußersten Heizwiderstand aus besonders dünnem, hochbelastbaren Widerstandsdraht auf, also aus einem Widerstandsdraht, der dünner und höherbelastbar bzw. belastet ist, als der der Teilleistung 11 zugehörige Heizwiderstand. Der Strahlheizer dieses Strahlheizkörpers 1 ist also im Grunde genommen zweikreisig ausgebildet, jedoch sind die beiden Heizkreise parallel oder in Reihe so geschaltet, weshalb sie stets simultan ein- und ausgeschaltet sind.

[0029] Wie Fig. 5 zeigt, besteht die Innenschale 5a aus zwei aufeinanderliegenden Tragkörpern 20, 21 unterschiedlicher Isolierwerkstoffe und Dicken, wobei der untere, plattenförmig geschüttete Tragkörper 20 aus einer pulvrigen gepressten Masse besteht, relativ druckelastisch ist, eine größere Dicke als der ganzflächig daraufliegende Formkörper 21 hat und vor allem einen thermischen Isolationswert aufweist, der wesentlich höher als derjenige des Tragkörpers 21 ist. Demgegenüber ist der beispielsweise scheibenförmige Tragkörper 21 ein relativ formstabiler Formkörper aus verpressten mineralischen Fasern, an welchem die Heizwiderstände durch stellenweise Einbettung gehaltert sind. Dieser Tragkörper 21 weist an der Oberseite nach oben etwa um seine übrige Dicke vorstehende, zur Mittelachse des Strahlheizkörpers 1a etwa radiale und einteilig mit dem übrigen Tragkörper 21 ausgebildete Stege auf. Die nur im radial äußeren Bereich des Heizfeldes liegenden Stege sind jeweils zwischen Vertiefungen 23 gebildet, welche von der Peripherie des Heizfeldes nur über einen Teil der Windungen der Heizwiderstände reichen. Die radial innerhalb der Vertiefungen 23, also im Mittelbereich liegenden Windungen stehen daher in direkter Berührung mit der Innenschale 5a. Im Bereich der Stege 22, die außer der Ankoch-Randbeheizung 9a noch drei weitere Windungen des Heizwiderstandes 8a erfassen, sind diese Windungen durch Einbettung ausschließlich an den Stegen 22 gehaltert, während sie gemäß Fig. 5 im Bereich der Vertiefungen diese frei schwebend, also gegenüber der Innenschale 5a berührungsfrei überspannen bzw. überbrücken oder nur schwach aufliegen. Der Abstand der die Vertiefungen parallel zu deren Bodenflächen überbrückenden Längsabschnitte der Heizwiderstände von diesen Bodenflächen kann kleiner als der Außendurchmesser dieser Heizwiderstände, insbesondere etwa halb so groß sein, während die Heizwiderstände in die Stege 22 etwa um die Hälfte ihres Außendurchmessers eingebettet sind. Der Abstand zwischen benachbarten Stegen kann etwa dem doppelten von deren Breite entsprechen.

[0030] Wie die Fig. 6 und 7 zeigen, können im oberen Tragkörper 21 statt der Vertiefungen 23 auch Durchbrüche bzw. über die Dicke des Tragkörpers 21b durchgehende Öffnungen 23b vorgesehen sein, welche wenigstens teilweise von Vorsprüngen 24 des unteren Tragkörpers 20b steckgliedartig ausgefüllt sind. Die Vorsprünge 24 reichen im dargestellten Ausführungsbeispiel nach oben über die Oberseiten der Stege 22b geringfügig hinaus, sind jedoch im Bereich jedes sie überquerenden Längsabschnittes des jeweiligen Heizwiderstandes mit rinnenförmigen Aufnahmenuten 25 versehen, deren Bodenflächen geringfügig tiefer als die Oberseite der Stege 21b liegen können. Die Tiefe der Aufnahmenuten 25, gegenüber denen die zugehörigen Längsabschnitte der Heizwiderstände berührungsfrei oder lediglich uneingebettet lose anliegend vorgesehen sein können, ist zweckmäßig so groß, daß die benachbarte Aufnahmenuten 25 voneinander trennenden Stege des Tragkörpers 21b nur etwa bis zur Mitte des Außendurchmessers dieser Längsabschnitte reichen. Durch die beschriebene Ausbildung ist die Wärmeableitung von den genannten, zwischen den Stegen 21 liegenden Längsabschnitten der Strahlheizkörper in die Innenschale 5b besonders gering, so daß diese Längsabschnitte nach dem Einschalten vom kalten Zustand sehr schnell zum sichtbaren Glühen kommen. Dadurch, daß der Tragkörper 20b durch die Vorsprünge 24 wenigstens in einigen, rasterartig verteilten Zonen über die Unterseite des Tragkörpers 21 b hinaus verdickt ist, ergibt sich eine hervorragende zusätzliche Wärmedämmung. Er könnte aber auch eben sein.

[0031] Im Falle der Ausbildung nach Fig. 1 kann die Regeleinrichtung 13 ähnlich wie diejenige nach der DE-OS 32 47 028 bzw. diejenige nach der EP-A-01 14 307 ausgebildet sein, auf die wegen weiterer Einzelheiten Bezug genommen wird. Die Ankoch-Randbeheizung liegt im selben, vom Träger 4 und der Heizplatte 2 umschlossenen Raum wie der übrige Strahlheizer 7 und ist von diesem nicht durch einen Zwischensteg des Trägers ringförmig getrennt.

[0032] Es ergibt sich bei der Erfindung im Außenbereich eine höhere spezifische Leistung, die unter Umständen so hoch sein kann, wie man sie im Dauerbetrieb dem Heizwiderstand und/oder der Glaskeramikplatte nicht zumuten könnte. Durch ihre meist nur temporäre Wirkung und die höhere Leistungsabnahme in diesem Bereich, insbesondere während der Ankochphase, löst sie aber keine schädlichen Wirkungen aus. Es könnte auch generell im Außenbereich eine höhere spezifische Leistung vorgesehen sein. Sie wirkt sich hauptsächlich während der Ankochzeit aus, indem der äußere Heizleiter schneller glüht, damit die erwünschten optischen Wirkungen auslöst und früher mit der Wärmeübertragung an das Kochgefäß beginnt. Während der Fortkochphase spielt diese vorteilhaft ohne Umschaltung aufrechterhaltene Leistungsverteilung mit Bevorzugung des Randbereiches sich kaum, zumindest aber nicht negativ aus, weil dann die Gesamtleistung z.B. durch taktendes Ein- und Ausschalten der Gesamtleistung herabgesetzt ist. Es hat sich gezeigt, daß eine höhere spezifische Belastung des Randbereiches und insbesondere der äußeren Heizleiterwindung für deren Lebensdauer keine wesentliche Rolle spielt, da diese selbst bei einiger Überlastung nicht durchbrennen.

Ansprüche

1. Strahlheizkörper (1) zur Beheizung einer Heizplatte (2), insbesondere einer Glaskeramik-Heizplatte, mit mindestens einer Kochstelle und einem Träger (4) für einen wenigstens einen Strahlheizwiderstand (8), wie eine Heizwendel, aufweisenden elektrischen Strahlheizer (7), der sich von einer ringförmigen, eine feste Heizfeldgröße bestimmenden Peripherie eines Heizfeldes (10) über eine Mittelzone bis in eine Innenzone des Heizfeldes (10) erstreckt, wobei ein einer Teilleistung zugehöriger Bereich des Strahlheizers (7) an der Peripherie des Heizfeldes (10) um einen einer weiteren Teilleistung zugehörigen inneren Bereich eine Randbeheizung (9) bildet und Steuermittel zum Ankochbetrieb der Randbeheizung (9) mit einer vorbestimmten Strahlungsdichte vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuermittel zum Ankochbetrieb der Randbeheizung (9) mit einer gegenüber der Strahlungsdichte des inneren Bereiches höheren Strahlungsdichte ausgebildet sind.

2. Strahlheizkörper nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Randbeheizung (9) im wesentlichen über die gesamte Ankochphase mit gegenüber dem inneren Bereich höherer Leistungsdichte geschaltet ist und daß vorzugsweise die Steuermittel zur Umschaltung auf einen Fortkochbetrieb ausgebildet sind, in welchem ein Heizkörper der Randbeheizung (9) mit einer Leistung betrieben ist, die niedriger als im Ankochbetrieb ist.

3. Strahlheizkörper nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine Teilleistung (11) des Strahlheizers (7) zur Beendigung der Ankochphase im wesentlichen zeitabhängig geschaltet ist, vorzugsweise über einen Temperaturschalter mit hoher Schalttemperaturdifferenz bzw. -Hysterese und/oder mit geringerer Wärme-Ankoppelung zum Strahlheizer (7).

4. Strahlheizkörper nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerung der Ankochphase durch eine Kurzschlußschaltung (19) des inneren Bereiches des Strahlheizers (7) gebildet ist, wobei insbesondere die Randbeheizung (9) und der innere Teil des Strahlheizers (7) durch einen einzigen Strahl-Heizwiderstand gebildet sind.

5. Strahlheizkörper nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der innere Bereich des Strahlheizers (7) durch einen Strahlheizwiderstand mit hohem positivem Temperaturkoeffizienten (PTC), gebildet ist.

6. Strahlheizkörper nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Randbeheizung (9a) durch einen gesonderten Heizkreis gebildet ist, der insbesondere einstrangig bzw. bifilar geführt ist und sich über etwa 360 erstreckt.

7. Strahlheizkörper nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens die Randbeheizung (9a) mit geringerer Wärmeleit-Ankoppelung als der innere Bereich des Strahlheizers (7a) mit dem Träger (4a) verbunden ist, vorzugsweise eine geringere spezifische Flächenberührung mit dem Träger (4a) als der innere Bereich aufweist.

8. Strahlheizkörper nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuermittel, insbesondere ausschließlich, durch die Wärmeleitverbindung zwischen dem Strahlheizer (7a) und dem Träger (4a) gebildet sind.

9. Strahlheizkörper nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß Längsabschnitte wenigstens des Heizwiderstandes der Randbeheizung (9a) im wesentlichen frei schwebend berührungsfrei gegenüber dem Träger (4a) angeordnet sind.

10. Strahlheizkörper nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß Längsabschnitte wenigstens des Heizwiderstandes der Randbeheizung (9b), insbesondere abwechselnd, in Bereichen des Trägers (4b) liegen, die unterschiedliche Wärmeleitfähigkeit aufweisen.

11. Strahlheizkörper nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die den Strahlheizer aufnehmende Seite des Trägers (4b) durch zwei aufeinanderliegende Tragkörper (20b, 21 b) gebildet ist, von denen der untere eine geringere spezifische Wärmeleitfähigkeit aufweist und wenigstens im Bereich der Randbeheizung (9b) Öffnungen (23b) im oberen Tragkörper (21 b) durchsetzt.

12. Strahlheizkörper nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger (4a) eine dickwandige Innenschale (5a) aus Isolierwerkstoff für die Aufnahme des Strahlheizers (7a) und eine dünnwandige Außenschale (6a) als Versteifung aufweist und daß vorzugsweise der obere Tragkörper (21) aus faserigem Isolierwerkstoff und/oder der untere Tragkörper (20) aus im wesentlichen pulverigem Isolierwerkstoff besteht.

13. Strahlheizkörper nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Ankoch-Regeleinrichtung (13) einen insbesondere als Dehnstabfühler ausgebildeten Temperaturfühler (17) aufweist, der vorzugsweise über eine Isolationsschicht gegenüber dem Strahlheizer (7) wärmegedämmt, insbesondere in die Innenschale (5) eingebettet ist.

Claims

1. Radiant heater unit (1) for heating a hotplate (2), particularly a glass ceramic hotplate, with at least one cooking point and a support (4) for an electric radiant heater (7) having at least one radiant heating resistor (8), such as a heater coil, the radiant heater (7) extending from a circular periphery of a heating field (10) determining a fixed heating field magnitude over a central zone into an inner zone of the heating field and an area of the radiant heater (7) associated with a partial power system forms at the periphery of the heating field (10) a marginal heating system (9) around an inner area associated with a further partial power system and control means for the initial cooking operation of the marginal heating system (9) are provided with a predetermined radiation density, characterized in that the control means for the initial cooking operation of the marginal heating system (9) are constructed with a higher radiation density than that of the inner area.

2. Radiant heater unit according to claim 1, characterized in that the marginal heating system (9) is connected with a higher power over the entire initial cooking phase as compared with the inner area and that preferably the control means are constructed for switching to final cooking operation, in which a heater of the marginal heating system (9) is operated with a power lower than in the initial cooking phase.

3. Radiant heater unit according to claims 1 or 2, characterized in that a partial power system (11) of the radiant heater (7) is switched for ending the initial cooking phase in a substantially time-dependent manner, preferably by means of a temperature switch with a high switching temperature difference or hysteresis and/or with a low thermal coupling to the radiant heater

4. Radiant heater unit according to one of the preceding claims, characterized in that the control of the initial cooking phase is formed by a short-circuit circuit (19) of the inner part of the radiant heater (7), the marginal heating system (9) and the inner part of the radiant heater (7) being in particular formed by a single radiant heating resistor.

5. Radiant heater unit according to one of the preceding claims, characterized in that the inner area of the radiant heater (7) is formed by a radiant heating resistor with a high positive temperature coefficient (PTC).

6. Radiant heater unit according to one of the preceding claims, characterized in that the marginal heating system (9a) is formed by a separate heating circuit, which in particular extends in single-strand or bifilar manner over approximately 360°.

7. Radiant heater unit according to one of the preceding claims, characterized in that at least the marginal heating system (9a) with a lower thermal conduction coupling than the inner part of the radiant heater (7a) is connected to the support (4a) and preferably has a smaller specific surface contact with the support (4a) than the inner area.

8. Radiant heater unit according to one of the preceding claims, characterized in that the control means are in particular exclusively formed by the heat conducting connection between the radiant heater (7a) and the support (4a).

9. Radiant heater unit according to one of the preceding claims, characterized in that the longitudinal portions of at least the heating resistor of the marginal heating system (9a) are arranged in substantially freely suspended, contact-free manner with respect to the support (4a).

10. Radiant heater unit according to one of the preceding claims, characterized in that the longitudinal portions of at least the heating resistor of the marginal heating system (9b) are in particular arranged in alternating manner in regions of the support (4b) having different thermal conductivity characteristics.

11. Radiant heater unit according to one of the preceding claims, characterized in that a side of said support (4b) receiving said radiant heater is provided by two superimposed support bodies (20b, 21 b), the lower one of which having a minor specific thermal conductivity and penetrating openings (23b) in the upper support body (21b) at least in the vicinity of the marginal heating system (9b).

12. Radiant heater unit according to claim 11, characterized in that the support (4a) has a thick-walled inner shell (5a) made from insulating material for receiving the radiant heater (7a) and a thin-walled outer shell (6a) as a reinforcement and that preferably the upper support body (21) is made from fibrous insulating material and/or the lower support body (20) is made from substantially pulverulent insulating material.

13. Radiant heater unit according to one of the preceding claims, characterized in that an initial cooking regulating device (13) has a temperature sensor (17), particularly constructed as an expansion rod sensor and which is preferably thermally insulated by means of an insulating layer with respect to the radiant heater (7) and is in particular embedded in the inner shell (5).

Revendications

1. Corps (1) de chauffage à rayonnement pour le chauffage d'un plan de cuisson (2), notamment pour un plan de cuisson en vitrocéramique, comprenant au moins un foyer et un support (4) pour un élément chauffant électrique (7) à rayonnement présentant au moins une résistance chauffante (8) à rayonnement, telle qu'un filament chauffant, cet élément chauffant s'étendant depuis une zone périphérique annulaire d'un champ (10) de chauffage, délimitant une surface fixe du champ de chauffage, à travers une zone médiane, jusqu'à une zone intérieure du champ (10) de chauffage, où un secteur de l'élément chauffant (7) à rayonnement, qui correspond à une puissance partielle et qui est disposé à la périphérie du champ (10) de chauffage, forme un système de chauffage périphérique (9) autour d'un secteur intérieur, qui correspond à une autre puissance partielle, et où des moyens de commande sont prévus, qui permettent le fonctionnement selon le régime de mise en température du système de chauffage périphérique (9) avec une intensité prédéterminée de rayonnement, caractérisé en ce que les moyens de commande permettant le fonctionnement selon le régime de mise en température du système de chauffage périphérique (9) sont réalisés de manière à correspondre à une intensité de rayonnement plus importante que l'intensité de rayonnement développée par le secteur intérieur.

2. Corps de chauffage à rayonnement selon la revendication 1, caractérisé en ce que le système de chauffage périphérique (9) est commandé, durant toute la phase de mise en température essentiellement, avec une puissance d'une intensité supérieure à celle du secteur intérieur, et en ce que les moyens de commande sont de préférence réalisés de manière à effectuer la commutation vers un régime de cuisson continue, lors de laquelle un corps de chauffage du système de chauffage périphérique (9) fonctionne à une puissance qui est inférieure à celle du régime de mise en température.

3. Corps de chauffage à rayonnement selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce qu'une puissance partielle (11) de l'élément chauffant (7) à rayonnement, terminant la phase de mise en température, est commandée essentiellement en fonction du temps, de préférence par l'intermédiaire d'un thermocontact ayant un très grand différentiel de température de commutation, voire une très grande hystérésis, et-ou une liaison à faible conductivité de chaleur avec l'élément chauffant (7) à rayonnement.

4. Corps de chauffage à rayonnement selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la commande de la phase de mise en température est réalisée par un branchement (19) en court-circuit du secteur intérieur de l'élément chauffant (7) à rayonnement, le système de chauffage périphérique (9) et le secteur intérieur de l'élément chauffant (7) étant constitués notamment d'une seule résistance chauffante à rayonnement.

5. Corps de chauffage à rayonnement selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le Secteur intérieur de l'élément chauffant (7) à rayonnement est constitué par une résistance chauffante rayonnante ayant un coefficient de température positif (CTP) très élevé.

6. Corps de chauffage à rayonnement selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le système de chauffage périphérique (9a) est constitué par un circuit séparé de chauffage, qui s'étend notamment en un seul brin, bifilaire s'il y a lieu, sur un angle d'environ 360` .

7. Corps de chauffage à rayonnement selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'au moins le système de chauffage périphérique (9a) est relié au support (4a) de façon à engendrer une conductibilité thermique inférieure à celle du secteur intérieur de l'élément chauffant (7a) à rayonnement, et présente de préférence un contact superficiel spécifique avec le support (4a), qui est moins important que celui du secteur intérieur.

8. Corps de chauffage à rayonnement selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les moyens de commande sont constitués notamment de façon exclusive par la liaison conductrice de chaleur entre l'élément chauffant (7a) à rayonnement et le support (4a).

9. Corps de chauffage à rayonnement selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que des sections longitudinales au moins de la résistance chauffante du système de chauffage périphérique (9a) sont essentiellement suspendues librement par rapport au support (4a) et n'entrent pas en contact avec celui-ci.

10. Corps de chauffage à rayonnement selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que des sections longitudinales au moins de la résistance chauffante du système de chauffage périphérique (9b) sont disposées notamment en alternance dans des secteurs du support (4b) qui possèdent une conductibilité thermique différente.

11. Corps de chauffage à rayonnement selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la face du support (4b), qui reçoit l'élément chauffant à rayonnement, est composée de deux corps (20b, 21 b) de support superposés, dont le corps inférieur présente une conductivité thermique réduite et s'imbrique, au moins au niveau du système de chauffage périphérique (9b), dans des ouvertures (23b) du corps supérieur (21 b) de support.

12. Corps de chauffage à rayonnement selon la revendication 11, caractérisé en ce que le support (4a) comporte une coquille intérieure épaisse (5a) en matière isolante, destinée à recevoir l'élément chauffant (7a) à rayonnement, et une coquille extérieure mince (6a) servant de renfort, et en ce que de préférence le corps supérieur (21) de support est réalisé en une matière isolante fibreuse et'ou que le corps inférieur (20) de support est réalisé en une matière isolante essentiellement poudreuse.

13. Corps de chauffage à rayonnement selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'un dispositif régulateur (13) de mise en température comporte une sonde (17) de température réalisée notamment sous forme d'une tige de dilatation, cette sonde étant noyée notamment dans la coquille intérieure (5) en étant isolée thermiquement par rapport à l'élément chauffant (7) à rayonnement, de préférence par l'intermédiaire d'une couche isolante.

Zeichnung