Brotröster mit einer elektrischen Heizvorrichtung

Abstract

 Die Erfindung betrifft eine für einen Brotröster vorgesehene elektrische Heizvorrichtung, die aus einem Isolierstoffträger (11) und aus Heizleiterabschnitten (14, 14′) besteht, die sowohl auf der Vorder- als auch Rückseite des Isolierstoffträgers (11) angebracht sein können und an diesen mit Hilfe von Halteelementen (21) angedrückt werden. Zur Kompensation der ungleichmäßigen Bräunung des Röstgutes - verursacht durch die Kühlung des Brot­rösters durch einen an seiner Unterseite eintretenden und danach hauptsächlich im Bereich der Mittenachse (X) des Isolierstoff­trägers (11) verlaufenden Luftstrom- wird vorgeschlagen, die Halteelemente (21) auf dem Isolierstoffträger (11) mit Abstand zur Mittenachse (X) und somit im wesentlichen außerhalb des Wir­kungsbereichs des Luftstroms anzubringen. Bei sogenannten Mitten­heizungen, bei denen sich die Heizleiterabschnitte (14, 14′) - nur durch den Isolierstoffträger (11) getrennt - entlang der Mit­tenachse (X) kreuzen, werden durch die Erfindung große thermische Belastungen und die damit verbundenen Gefahren des Durchschmorens des Isolierstoffträgers (11) und das Auftreten von elektrischen Kurzschlüssen vermieden.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft die Halterung eines Heizleiters auf dem Isolierstoffträger einer elektrischen Heizvorrichtung für einen Brotröster. Die überwiegende Mehrzahl der heute verwendeten elek­trischen Heizvorrichtungen für Brotröster bestehen aus einem Iso­lierstoffträger, auf dem ein- oder auch beidseitig drahtförmige Heizleiterabschnitte angebracht sind. Der Heizleiter wird dazu in den meisten Fällen durch verschiedene Verfahren auf den Isolier­stoffträger gewickelt.

[0002] Eine derartige Heizvorrichtung, die als sogenannter Außenheizkör­per nur auf ihrer Vorderseite Heizleiterabschnitte aufweist, ist beispielsweise aus der DE-OS 25 20 023 bekannt. Zur zusätzlichen Halterung des Heizleiters ist auf der Vorderseite der Heizvor­richtung mittels mehrerer Ösen eine aus isolierendem Material be­stehende Halteleiste befestigt, die in der Mitte des Isolier­stoffträgers von unten nach oben verläuft und die die Heizleiter­abschnitte gegen den Isolierstoffträger andrückt.

[0003] Aus der DE-OS 25 13 580 ist eine elektrische Heizvorrichtung für einen Brotröster bekannt, bei der auf beiden Seiten des Isolier­stoffträgers Heizleiterabschnitte angebracht sind. Derartige Heizvorrichtungen werden als sogenannte Mittenheizung für solche Brotröster benötigt, die mehr als einen Eingabeschlitz für das Röstgut, beispielsweise eine Brotscheibe, aufweisen, da bei die­sen Brotröstern durch eine Heizvorrichtung jeweils eine Seite zweier nebeneinanderliegender Brotscheiben geröstet wird.

[0004] Die in DE-OS 25 13 580 beschriebene Heizvorrichtung wird dadurch hergestellt, daß durch einen am oberen Ende des Isolierstoffträ­ gers gelegenen, vertikalen Schlitz ein Heizleiter von vorn nach hinten durchgeführt wird, dessen halbe Länge nach beiden Seiten des Isolierstoffträgers übersteht. Auf beiden seitlichen Begren­zungen des Isolierstoffträgers sind jeweils auf gleicher Höhe eine Anzahl von quer verlaufenden Schlitzen angebracht. Wird nun der Isolierstoffträger schraubenförmig um seine Mittenachse ge­dreht, so wird dieser mit dem Heizleiter bewickelt, und es ent­steht der in der Figur auf Seite 11 der oben genannten Druck­schrift gezeigte Verlauf des Heizleiters. Die Heizleiterabschnit­te überkreuzen sich dabei - nur durch den Isolierstoffträger ge­trennt - auf dessen Mittenachse. Bei dieser bekannten Heizvor­richtung verlaufen auf beiden Seiten des Isolierstoffträgers längs der Mittenachse und somit über die Kreuzungspunkte Halte­leisten.

[0005] Das Anbringen von Halteleisten hat den Zweck, die sich bei Erwär­mung ausdehnenden und dadurch sowohl nach vorne in Richtung des Röstgutes sich bewegenden als auch infolge der Schwerkraft nach unten sich durchbiegenden Heizleiterabschnitte längs der Halte­leiste zu fixieren und dadurch deren Lageveränderung zu begren­zen. Die heute verwendeten Brotröster weisen üblicherweise eine Schlitzbreite von etwa 130 mm auf, womit ein Isolierstoffträger von etwa der gleichen Dimension erforderlich ist. Die bekannten Anordnungen lassen damit eine freihängende Heizleiterlänge von etwa 60 mm zu.

[0006] Da bei den bekannten Anordnungen die Heizleiterabschnitte im Be­reich der Halteleiste über deren Breite von etwa 6 bis 12 mm hin­aus die heute übliche Betriebstemperatur von ca. 900°C nicht er­reichen, tragen sie nur ungenügend zur Bräunung des Röstgutes bei. Daraus ergibt sich das nachteilhafte, charakteristische Bräunungsbild mit einem breiten, deutlich schwächer gebräunten, vertikal verlaufenden Bereich in der Mitte einer zu röstenden Brotscheibe.

[0007] Ein weiterer Nachteil der bekannten Anordnung besteht darin, daß die mit einer Halterung nach dem Stand der Technik verbundene, große Ausdehnung und Durchbiegung der Heizleiterabschnitte das Röstergebnis ebenfalls negativ beeinflußt, da sich strahlende Flächen mit hohen Temperaturen nahe am Röstgut befinden, während strahlende Flächen mit tieferen Temperaturen (im Bereich der Hal­teleisten) vom Röstgut weiter entfernt sind.

[0008] Die als Resultat der ausdehnungsbedingten Lageveränderungen der Heizleiterabschnitte eintretende, ungleichmäßige Bräunung des Röstgutes wird noch dadurch vergrößert, daß im unteren Bereich des elektrischen Brotrösters kühle Luft angesaugt wird, die sich strömungs- und gerätetechnisch bedingt auf die untere Mitte des Röstguts konzentriert. Die im Brotröster eintretende Kühlung durch die infolge der Kaminwirkung am Unterteil seines Gehäuses eintretende Außenluft, die erwärmt über die Brotein- bzw. -aus­gabeschlitze wieder austritt, ist im Eintrittsbereich der Luft, also im unteren Bereich der Heizvorrichtung, besonders wirksam. Der Luftstrom verzögert daher die Erwärmung des Röstgutes in die­sem Bereich noch weiter. Die Heizvorrichtung müßte deshalb für den unteren, in der Mitte gelegenen Bereich des Röstgutes mehr Energie zur Verfügung stellen.

[0009] Aus diesem Grund weist die aus der DE-OS 25 20 023 bekannte Heiz­vorrichtung auch in ihrem unteren Bereich in vertikaler Richtung deutlich dichter beieinanderliegende Heizleiterabschnitte auf als in ihrem oberen Bereich (vgl. Fig. 2). Damit soll die in vertika­ler Richtung nicht homogene Kühlung kompensiert werden, so daß die tatsächlich auf das Röstgut wirkende Heizleistung (durch Strahlung und Wärmeleitung) in vertikaler Richtung in etwa homo­gen ist. Daraus ergibt sich, daß die bekannte Brotrösterheizung unter Einschluß der Kühlwirkung in vertikaler Richtung eine im wesentlichen homogene Leistungsdichte aufweist, während bei der Befestigung des Heizleiters mit einer einzigen, auf der Mitten­achse des Isolierstoffträgers verlaufenden Halteleiste oder mit ebenfalls auf dieser Achse liegenden Heftklammern in horizontaler Richtung eine deutlich inhomogene Leistungsdichte vorhanden ist.

[0010] Bei einer Mittenheizung ergeben sich durch die über die Kreu­zungspunkte verlaufenden Halteleisten noch weitere Nachteile. Zum einen kommt es durch die Berührung zwischen Heizleiter und Iso­lierstoffträger gleich auf beiden Seiten der Isolierstoffträger zu starken, lokalen thermischen Belastungen, durch die ein Ver­schmoren des Trägermaterials gefördert wird. Zum anderen kann ein derartiges Verschmoren dazu führen, daß die nur durch den Iso­lierstoffträger getrennten, sich kreuzenden Heizleiterabschnitte in elektrischen Kontakt miteinander geraten, wodurch ein Kurz­schluß eintritt, der zur Unbrauchbarkeit der Heizvorrichtung führt.

[0011] Es war daher Aufgabe der Erfindung, eine elektrische Heizvorrich­tung für einen Brotröster anzugeben, die bei Kühlung des Brot­rösters durch einen an ihrer Unterseite eintretenden, danach hauptsächlich über den Mittenbereich der Heizvorrichtung verlau­fenden und schließlich über den Röstgutein- bzw. -ausgabeschlitz wieder austretenden Luftstrom auch in horizontaler Richtung eine im wesentlichen homogene Leistungsdichte aufweist. Es ist weiter­hin Aufgabe der Erfindung, eine Mittenheizung anzugeben, bei der zum einen die Gefahr des lokalen Durchschmorens des Isolierstoff­trägers verringert wird und zum anderen für den Fall einer be­reits eingetretenen Durchschmorung die Gefahr eines elektrischen Kurzschlusses zwischen den auf der Vorder- und Rückseite des Iso­lierstoffträgers verlaufenden Heizleiterabschnitten nahezu ausge­schlossen werden kann.

[0012] Diese Aufgabe wird für eine Heizvorrichtung nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 durch die in dessen kennzeichnenden Teil angegebenen Merkmale gelöst.

[0013] Durch die erfindungsgemäße Anbringung der Halteelemente mit Ab­stand zur Mittenachse wird zunächst einmal verhindert, daß die bereits allein durch die notwendige Kühlung des Brotrösters ein­tretende, ungleichmäßige Bräunung des Röstgutes noch weiter ver­stärkt wird. Darüber hinaus tritt vielmehr auch in horizontaler Richtung, d.h. senkrecht zur Mittenachse des Isolierstoffträgers, eine Kompensation derart ein, daß in stärker gekühlten Zonen des Brotrösters liegende Bereiche des Heizleiters mehr Leistung ab­geben und dem Röstgut auch noch näher kommen als solche Bereiche, die in weniger gekühlten Zonen liegen.

[0014] Bei Mittenheizungen können darüber hinaus aufgrund der Tatsache, daß auf der Vorder- und Rückseite des Isolierstoffträgers Halte­elemente mit Abstand von der Mittenachse angebracht werden, loka­le Überhitzungen des Trägermaterials jeweils nur auf einer Seite des Isolierstoffträgers auftreten. Dadurch sinkt die Gefahr des lokalen Durchschmorens des Trägermaterials. Dies führt zu einer deutlichen Erhöhung der Lebensdauer einer erfindungsgemäßen Mit­tenheizung, sofern von dieser eine unveränderte Leistung abge­geben werden soll, oder aber bei etwa gleicher Lebensdauer dazu, daß diese mit einer wesentlich höheren Leistung betrieben werden kann.

[0015] Weiterhin ergibt sich mit der erfindungsgemäßen Mittenheizung der Vorteil, daß auch im Fall des Vorhandenseins einer oder mehrerer lokaler Durchschmorungen längs der Halteelemente auf der gegen­überliegenden Seite des Isolierstoffträgers keine Heizleiterab­schnitte verlaufen. Ein elektrischer Kurzschluß ist dann so gut wie ausgeschlossen.

[0016] Eine vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung besteht darin, die Halteelemente - wie an sich aus der DE-OS 25 20 023 bereits bekannt - als durchgehende Streifen auszubilden (Anspruch 2), die paarweise und symmetrisch zur Mittenachse angebracht werden kön­nen (Anspruch 3).

[0017] Eine besonders wirkungsvolle Kompensation wird dann erreicht, wenn die durchgehenden Halteleisten im oberen und weniger stark gekühlten Bereich des Isolierstoffträgers näher an dessen Mitten­achse liegen als im unteren und stärker gekühlten Bereich (An­spruch 4).

[0018] Die Halteelemente können - wie an sich ebenfalls bereits aus der DE-OS 25 20 023 bekannt - auch als einzelne Heftklammern ausge­bildet werden, die den Heizleiter umgreifen und in den Isolier­stoffträger eingepreßt werden (Anspruch 5). Dabei kann eine be­sonders wirksame Kompensation dann erreicht werden, wenn die Hal­teelemente zur Absenkung der abgegebenen Leistung des betreffen­den Heizleiterbereichs gezielt in Bereiche besonders großer Lei­stungsspitzen angebracht werden, um die dort abgegebene Leistung zu senken.

[0019] Nachstehend werden zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Figur näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Vorderansicht der erfindungsgemäßen Heizvorrichtung am Beispiel einer sogenannten Außenheizung und

Fig. 2 einen Schnitt längs der Linie A-A der in der Fig. 1 ge­zeigten Heizvorrichtung.

Fig. 3 eine Vorderansicht der erfindungsgemäßen Heizvorrichtung am Beispiel einer sogenannten Mittenheizung.

[0020] Die Heizvorrichtung 1 nach den Figuren 1 und 2 besteht aus einem Isolierstoffträger 2, bei dem lediglich auf dessen Vorderseite Heizleiterabschnitte 3 angebracht sind. Die Heizleiterabschnitte 3 können auf dem Isolierstoffträger 2 beispielsweise dadurch auf­gebracht werden, daß man einen Heizleiter entsprechender Länge mit einer auf dem Isolierstoffträger 2 angenieteten, elektrischen Anschlußfahne 7 verschweißt, danach der Breite nach über den Iso­lierstoffträger 2 führt, den Heizdraht nach der Umschlingung einer der auf dem Isolierstoffträger 2 ausgebildeten Vorsprünge 6 wieder zurückführt, den nächsten Vorsprung 6 umschlingt und den Heizdraht schließlich mit einer zweiten elektrischen Anschluß­fahne 7′ verschweißt und dessen überstehenden Teil abschneidet. Die zweite Anschlußfahne 7′ kann dabei, wie in Fig. 1 darge­stellt, ebenfalls auf der Vorderseite des Isolierstoffträgers 2 angenietet sein.

[0021] Erfindungsgemäß werden die Heizleiterabschnitte 3 durch zwei, im Abstand von der Mittenachse X des Isolierstoffträgers 2 verlau­fende Halteleisten 4 niedergehalten. Die Halteleisten 4 ihrer­seits werden jeweils durch zwei Nieten 5 mit dem Isolierstoffträ­ger 2 fest verbunden. Durch diese Anbringung der Halteleisten 4 entsteht bei Erwärmung der Heizleiterabschnitte 3 das in Fig. 2 gezeigte Durchbiegungsprofil. Dieses Durchbiegungsprofil führt dazu, daß im stärker gekühlten Bereich unmittelbar um die Mitten­achse X die Heizleiterabschnitte 3 näher an einer zu röstenden Brotscheibe 9 liegen und somit den Kühleffekt kompensieren. Umge­kehrt liegen die Heizleiterabschnitte 3 in weniger gekühltem Be­reich weiter entfernt von der Brotscheibe 9, was im Sinne einer Kompensation ebenfalls erwünscht ist.

[0022] Weiterhin ist die maximale Durchbiegung der Heizleiterabschnitte 3 bei der Niederhaltung durch zwei, mit Abstand zur Mittenachse X angebrachte Halteleisten 4 kleiner, was auf der Brotscheibe 9 zu einer Angleichung des Röstgrades zwischen den Bereichen maximaler und minimaler Beaufschlagung mit der von den Heizleiterabschnit­ten 3 abgegebenen Wärmeleistung führt.

[0023] Zusammenfassend ist festzustellen, daß stärker gekühlte Bereiche der Brotscheibe 9 mit höherer Wärmeleistung beaufschlagt werden als weniger stark gekühlte Bereiche, was - in horizontaler Rich­tung betrachtet - zu einer ausgeglicheneren Bräunung der Brot­scheibe 9 führt. Neben der bekannten Kompensation in vertikaler Richtung wird für vorzugsweise im Bereich der Mittenachse X ge­kühlte Brotröster durch die erfindungsgemäße Anordnung der Halte­leisten 4 mit Abstand zur Mittenachse also auch eine Kompensation in horizontaler Richtung erzielt.

[0024] Eine noch gezieltere Angleichung der auf die Brotscheibe 9 ein­wirkenden Wärmeleistung läßt sich dann erzielen, wenn die Halte­leisten 4 im oberen Bereich des Isolierstoffträgers 2 näher an der Mittenachse X liegen als im unteren Bereich (in Fig. 2 strichpunktiert eingezeichnete Lage). Die Halteleisten 4 weisen dann etwa in der Mitte des Isolierstoffträgers 2 eine Abknickung 10 auf. Durch diese Befestigungsweise wird der Tatsache Rechnung getragen, daß die Kühlwirkung im unteren Bereich des Isolier­stoffträgers 2 größer als in deren oberen Bereich ist, in dem sich die kühlende Luft bereits erhitzt hat.

[0025] Eine noch weitergehendere Angleichung der auf die Brotscheibe 9 einwirkenden Wärmeleistung läßt sich dadurch erzielen, daß die Heizleiterabschnitte 3 in den Bereichen maximaler, auf die Brot­scheibe 9 einwirkender Wärmeleistung punktuell durch Heftklammern niedergehalten werden, die in den Isolierstoffträger 2 eingepreßt werden.

[0026] Die in Fig. 3 gezeigte Heizvorrichtung weist einen Isolierstoff­träger 11 mit darauf angebrachten Heizleiterabschnitten 14 und 14′ auf. Dabei sind die mit dem Bezugszeichen 14 bezeichneten Heizleiterabschnitte auf der Vorderseite des Isolierstoffträgers 11 angebracht, während die mit 14′ bezeichneten Heizleiterab­schnitte auf dessen Rückseite verlaufen. Es handelt sich daher um eine sogenannte Mittenheizung eines Brotrösters, bei der auf bei­den Seiten des Isolierstoffträgers 11 Wärme abgegeben werden soll. Die gezeigte Heizvorrichtung kann beispielsweise durch fol­gendes bekanntes Verfahren hergestellt werden:

[0027] Ein hinsichtlich seiner Länge entsprechend bemessener, einstücki­ger Heizleiter wird so durch eine Einkerbung 13 des Isolierstoff­trägers 11 geführt, daß von ihm auf der Vorder- und Rückseite ein gleichlanges Stück aus dem Isolierstoffträger 11 herausragt. Da­nach wird der Isolierstoffträger 11 um seine Mittenachse X in der mit einem Pfeil bezeichneten Drehrichtung gedreht und gleich­zeitig nach oben bewegt. Der Isolierstoffträger 11 führt daher eine schraubenförmige Bewegung um seine Mittenachse X aus. Die Ganghöhe der Schraube wird dabei so gewählt, daß der Heizleiter durch seitlich an dem Isolierstoffträger 11 angebrachte Schlitze 12 verläuft. Ist der ganze Isolierstoffträger 11 vollständig be­wickelt, wird der Heizleiter mit auf dessen Vorder- bzw. Rücksei­te angebrachten Anschlußfahnen 15 bzw. 15′ durch Schweißpunkte 17 mechanisch und elektrisch verbunden. Die Befestigung der An­schlußfahnen 15 und 15′ auf dem Isolierstoffträger 11 kann mit Nieten 16 erfolgen. Bei einer derart hergestellten Heizvorrich­tung kreuzen sich die Heizleiterabschnitte 14 und 14′, nur durch den Isolierstoffträger 11 getrennt, in mehreren Kreuzungspunkten 20, die alle auf der Mittenachse X liegen.

[0028] An den Kreuzungspunkten 20 wird der Isolierstoffträger 11 lokal thermisch besonders belastet. Daher wird erfindungsgemäß die zur Begrenzung der durch Wärmeausdehnung und infolge der Schwerkraft eintretenden Durchbiegung der Heizleiterabschnitte 14 und 14′ notwendige Halterung der Heizleiterabschnitte durch zwei mit Ab­stand zur Mittenachse X verlaufende Halteleisten 21 aus isolie­rendem Material vorgenommen. Die beiden Halteleisten 21, die auf der Vorder- und Rückseite des Isolierstoffträgers 11 angebracht sind, werden mit Nieten 18 und/oder mit in den Isolierstoffträger 11 eingepreßten Heftklammern 19 befestigt.

[0029] Durch die erfindungsgemäße Anbringung der Halteleisten 21 werden die Heizleiterabschnitte 14 und 14′ immer nur auf einer Seite des Isolierstoffträgers 11 angedrückt, wodurch diese nur einseitig lokale Wärmebelastungen erleidet. Dadurch werden Durchschmorungen unwahrscheinlich. Doch selbst wenn der Isolierstoffträger 11 trotzdem an einer solchen Stelle einmal durchschmoren sollte, kann kein elektrischer Kurzschluß eintreten, da die Heizleiter­abschnitte 14 und 14′ an den Stellen besonderer lokaler Wärmebe­anspruchung einander nicht gegenüberliegen.

[0030] Werden die Heizleiterabschnitte 14 und 14′ auf dem Isolierstoff­träger 11 nur durch einzelne Klammern niedergehalten, lassen sich die Bereiche lokaler Wärmebelastung soweit voneinander entfernt festlegen, daß die Gefahr eines Durchschmorens des Isolierstoff­trägers 11 noch weiter abnimmt.

Ansprüche

1. Elektrische Heizvorrichtung für einer Brotröster, bestehend aus einem eine Mittenachse aufweisenden Isolierstoffträger mit ein- oder beidseitig darauf angebrachten und durch Halte­elemente an diesen angedrückte Heizleiterabschnitte, wobei der Brotröster mindestens eine an seiner Unterseite ange­brachte Lufteintrittsöffnung und mindestens einen Schlitz für die Aus- bzw. Eingabe von Röstgut aufweist und durch einen über die Lufteintrittsöffnung eintretenden, danach haupt­sächlich über den Bereich der Mittenachse des Isolierstoff­trägers verlaufenden und schließlich über den Schlitz austre­tenden Luftstrom gekühlt wird,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Halteelemente (4, 21) mit Abstand zur Mittenachse (X) auf dem Isolierstoffträger (2, 11) und somit im wesentlichen außerhalb des Wirkungsbereichs des Luftstroms angebracht sind.

2. Heizvorrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Halteelemente als durchgehende Leisten (4, 21) ausge­bildet sind, die paarweise und symmetrisch zur Mittenachse (X) verlaufen.

3. Heizvorrichtung nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Halteelemente parallel zur Mittenachse (X) des Iso­lierstoffträgers (2, 11) verlaufen.

4. Heizvorrichtung nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Halteelemente (4, 21) an dem dem Schlitz zugewandten Rand des Isolierstoffträgers (2, 11) näher an dessen Mitten­achse (X) liegen als an dem der Lufteintrittsöffnung zuge­wandten Rand.

5. Heizvorrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Halteelemente als einzelne, die Heizleiterabschnitte (3, 14, 14′) umgreifende und in den Isolierstoffträger (2, 11) einzupressende Heftklammern ausgebildet sind.

6. Heizvorrichtung nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Verteilung der Heftklammern auf dem Isolierstoffträ­ger (2, 11) so gewählt wird, daß sie in Bereichen zu liegen kommen, an denen eine Reduzierung der von den entsprechenden Heizleiterabschnitten (3, 14, 14′) abgegebenen Wärmeleistung besonders wünschenswert ist.

Zeichnung