[0001] Die Erfindung betrifft ein Heizelement mit einer im wesentlichen starren und ebenen
Heizfläche zum Beheizen einer Wand, insbesondere Garbehälterwand und ein solche Heizelemente
verwendendes Gargerät.
[0002] Bei der Beheizung von Garbehälterwänden wird versucht, um einen möglichst gleichmäßigen
und optimalen Wärmeeintrag in den Garbehälter und somit in das zu garende Gargut zu
erzielen, eine möglichst dichte Anlage eines Heizelementes an eine Garbehälterwand
zu realisieren.
[0003] So ist zum Beispiel aus der WO 85/05528 eine Heizvorrichtung für Großküchen bekannt,
bei der zum Beheizen eines Garbehälters, insbesondere eines Kochtopfes oder einer
Grillplatte, eine elektrisch leitende Heizfolie mittels einer Schicht, bestehend aus
einem vulkanisierbaren Gummimaterial, fest an die Außenflächen der Garbehälter anvulkanisiert
ist.
[0004] Aus der US 3,869,596 ist ein gattungsgemäßes Heizelement für ein Gargerät und ein
Verfahren zu dessen Herstellung bekannt, bei dem im wesentlichen eine elektrisch leitende
Heizfolie auf eine dielektrische Schicht und anschließend vermittels eines adhäsiven
Materials, wie z.B. einem Duroplast, mit dem Gargerät verklebt wird. Der thermische
Ausdehnungskoeffizient des Gargerätes und der elektrischen Heizfolie werden einander
angepaßt, wobei zusätzlich das adhäsive Material nach der Aushärtung elastisch bleiben
soll.
[0005] Nachteilig bei dem oben beschriebenen Stand der Technik ist, daß man zwar über eine
Anvulkanisation bzw. ein Verkleben von elektrisch leitenden Heizfolien, die zudem
noch mit ihren thermischen Ausdehnungskoeffizienten an die jeweiligen Garbehälter
angepaßt werden, versucht, einen optimalen thermischen Wärmeleitkontakt herzustellen,
ohne daß dieser jedoch für gewöhnlich von Dauer ist. Dies ist auf materialermüdende
Eigenschaften der verwendeten Kunststoffe zurückzuführen, wobei bei häufiger Verwendung
eines Gargerätes mit Heizzyklen, bei denen Temperaturdifferenzen von über 100 Grad
Celsius auftreten, die Materialermüdung sich in einem Sprödewerden bzw. Ablösen der
Bondschicht, d.h der Vulkanisationsoder Klebeschicht, bemerkbar macht. Dies setzt
den Wärmeeintrag an den von dem Sprödewerden bzw. Ablösen betroffenen Stellen herabgesetzt,
was wiederum eine überdurchschnittliche Erwärmung der umliegenden Zonen der Bondschicht
verursacht. Dies führt zu einer stärkeren Materialbeanspruchung und einen erhöhten
Materialverschleiß, so daß sich in absehbarer Zeit ein Austausch der kompletten Heizschicht
empfiehlt.
[0006] Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, das gattungsgemäße Heizelement derart
weiterzuentwickeln, daß die Nachteile des Standes der Technik überwunden werden, insbesondere
das einfach aufgebaut ist, robust gegen Alterungsprozesse ist und bei großflächigen
Gargeräten unterschiedlichen thermischen Ausdehnungskoeffizienten Rechnung trägt.
Dabei soll auch ein größtmöglicher Wärmeeintrag in einen Garbehälter ermöglicht werden.
[0007] Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Befestigungsmittel zum lösbaren
Befestigen des Heizelements an der Wand im wesentlichen im Zentrum des Heizelements.
[0008] Dabei kann vorgesehen sein, daß die Heizfläche des Heizelements eine runde, dreieckige,
quadratische und/oder vieleckige, vorzugsweise hexagonale, Form aufweist.
[0009] Erfindungsgemäß wird auch vorgeschlagen, daß das Befestigungsmittel einen Gewindebolzen
oder eine Bohrung zur Aufnahme eines Gewindebolzens umfaßt.
[0010] Bevorzugt sind Ausführungsformen gemäß der Erfindung gekennzeichnet durch eine Heizung
in Wirkverbindung mit einer Heizfläche aus einem guten Wärmeleiter und/oder Wärmespeicher.
[0011] Ferner werden erfindungsgemäße Ausführungsformen vorgeschlagen, die gekennzeichnet
sind durch elektrische Anschlüsse auf dem Heizelement, insbesondere auf der Heizung,
für elektrische Zuleitungen, die vorzugsweise gegeneinander isoliert sind.
[0012] Dabei kann vorgesehen sein, daß die Heizung und die Heizfläche über das Befestigungsmittel
miteinander verbunden sind.
[0013] Bevorzugt ist eine Regel- und/oder Steuereinrichtung, über die die Heizleistung für
das Heizelement, vorzugsweise in Abhängigkeit von einer Temperatur, einer Feuchte,
des Bräunungsgrades eines Gargutes, des Gewichts eines Garguts, der Größe eines Garguts,
einer Gargutsart und/oder dergleichen, regelbar und/oder steuerbar ist, vorgesehen.
[0014] Ferner wird mit der Erfindung ein Gargerät, umfassend einen Garbehälter, an den eine
Vielzahl von erfindungsgemäßen Heizelementen lösbar befestigt sind, geliefert.
[0015] Dabei ist bevorzugt, daß der Garbehälter zumindest bereichsweise im wesentlichen
lückenlos mit vieleckigen, insbesondere hexagonalen, Heizelementen bedeckt ist.
[0016] Der Erfindung liegt somit die Erkenntnis zugrunde, daß durch die Ausgestaltung eines
starren Heizelementes mit Befestigungsmitteln in dessen Zentrum, also geometrischem
Mittelpunkt, eine feste Verbindung mit einer Garbehälterwand erzielt werden kann,
wobei insbesondere bei großflächigen Garbehältern durch einen modularen Aufbau, d.h.
einer Anordnung einer Vielzahl von benachbarten, lösbar befestigbaren Heizelementen
an einem Garbehälter, eine ganzflächige Bedeckung mit einem hinreichend hohen Heizeintrag
erzielbar ist. Verspannungen durch unterschiedliche thermische Expansionen der Heizelemente
einerseits und des Garbehälter andererseits werden dabei dadurch vermieden, daß nicht
ein Heizelement in Einem an die zu beheizende Garbehälterwand angeformt ist, sondern
eine Vielzahl von entkoppelten Einzelheizelementen lösbar angebracht sind. Diese Entkopplung
ermöglicht, daß sich z.B. eine großflächige Garbehälterwand lokal thermisch verziehen
kann, und trotzdem ein ausreichender Wärmeleitkontakt zwischen der Gesamtheit der
Heizelemente und der Garbehälterwand sichergestellt ist.
[0017] Besonders vorteilhaft ist es erfmdungsgemäß, wenn die Heizelemente jeweils in Form
eines Sechsecks ausgebildet sind. Zum einen ist dann eine lückenlose Bedeckung einer
Garbehälterwand bis auf die peripheren Randgebiete gegeben, und zum anderen ist aufgrund
des Anpressdruckgradienten, bedingt durch die zentrale Befestigung, ein guter Wärmeleitkontakt
über die gesamte Heizfläche mit der Garbehälterwand gegeben. Bei einer lückenlosen
Bedekkung mit bspw. dreieckförmigen bzw. quadratischen Heizflächen kann hingegen,
in den Ekken der Anpressdruck geringer sein, was ein Ablösen durch thermische Verformung
fördert. Die Ausbildung der Heizelemente jeweils in Form eines Sechsecks/Hexagons
sorgt daher für einen gleichförmigen Energieeintrag in den Garbehälter und somit in
das Gargut.
[0018] Zudem zeichnet sich das erfindungsgemäße Heizelement durch eine einfache Montage
aus, so daß bei etwaigem Betriebsausfall ein leichtes und schnelles Auswechseln eines
beschädigten Heizelementes ermöglicht wird.
[0019] Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachstehenden Beschreibung,
in der Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand von schematischen Zeichnungen im
einzelnen erläutert werden. Dabei zeigt:
- Fig. 1
- eine Draufsicht auf eine erste Ausführungsform eines erfmdungsgemäßen Heizelementes;
- Fig.2
- eine perspektivische Ansicht einer Anordnung einer Vielzahl von erfindungsgemäßen
Heizelementen einer zweiten Ausführungsform; und
- Fig.3
- eine Draufsicht auf einen Teil der Anordnung der Figur 2, wobei ein erfindungsgemäßes
Heizelement mit elektrischen Anschlüssen dargestellt ist.
[0020] Wie in Figur 1 dargestellt, weist ein erfindungsgemäßes Heizelement 1 bspw. eine
viereckige starre sowie ebene Heizfläche 2 in Form einer Wärmeleitplatte auf, auf
der die eigentliche Heizung 3, z.B. als kreisförmige Folien-, Dickschicht- oder Drahtheizung
ausgeführt, angeordnet ist. Die viereckige Ausgestaltung der Heizfläche 2 ermöglicht
dabei einen einfachen, kachelartig angeordneten Aufbau von Heizelementen bspw. zum
Beheizen eines großvolumigen Gargeräts (nicht gezeigt). Solch eine Anordnung von Heizelementen
weist eine Reihe von Vorteilen auf, so können zumeist auftretende thermische Verformungen
eines Gargerätes bei großer Dimensionierung desselben und eine damit einhergehend
Verschlechterung der Kontaktfläche reduziert werden. In der Mitte der Heizfläche 2
ist eine Bohrung 4 vorgesehen zur Aufnahme einer Befestigungseinrichtung, wie z.B.
in Form eines Gewindebolzens oder einer Schraube (nicht dargestellt), mit der die
Heizfläche 2 an eine Wand, bspw. einen zu beheizenden Gargeräteboden angebracht werden
kann. Zudem weist die Heizung 3 eine mittige Öffnung 5 auf, deren
Innenumfang größer bemaßt
als der Innenumfang der Bohrung 4 in der Heizfläche 2 ist, so daß auf der Heizfläche
2 ein gewisser Bereich von der Heizung 3 zur Aufnahme einer Schraubenmutter, eines
Sechskantkopfes einer Schraube oder dergleichen (nicht dargestellt) unbedeckt bleibt,
um eine feste Verschraubung des Heizelementes 1 mit dem Gargerätes sicherzustellen.
[0021] Die Figuren 2 und 3 zeigen eine Anordnung erfindungsgemäßer Heizelemente l'einer
zweiten Ausführungsform an einem Garbehälterboden 10', wobei die Heizelemente 1' jeweils
in Form eines Hexagons ausgebildet sind, so daß insgesamt eine wabenähnliche Struktur
resultiert. Die einzelnen Heizelemente 1' sind mittels Gewindebolzen 4' und Schraubenmuttern
5' an dem Garbehälterboden 10' befestigt. Die Heizelemente 1' umfassen wieder jeweils
eine Heizung und eine Heizfläche, die jedoch der Übersichtlichkeit wegen nicht dargestellt
sind. Hingegen sind in Figur 3 für ein Heizelement 1' elektrische Anschlüsse 6' für
elektrische Zuleitungen 7' abgebildet. Die elektrischen Anschlüsse 6' sind teilweise
durch eine gebogen ausgeführte Trennwand 8' voneinander isoliert.
[0022] Die Ausgestaltung der Heizelemente 1' als Hexagone ermöglicht eine spaltlose Aneinanderfügung
der einzelnen Heizelemente 1', so daß ein gleichförmiger Wärmeeintrag in den Garbehälter
durch eine bis auf einen peripheren Bereich lückenlose Abdeckung des Garbehälterbodens
10' geliefert wird. Der Anpressdruck der Verschraubung 4',5' bewirkt ein radial abfallendes
Druckgradientenprofil, das die Pressung eines jeden Heizelementes 1' gegen den Garbehälterboden
10' bestimmt. Dies sorgt an den Stellen mit hinreichendem Anpressdruck für einen optimalen
Wärmetransfer von der Heizung über die Heizfläche jedes Heizelements 1' in den Garbehälterboden
10'. Hierdurch kann auch bei sehr hoher Heizleistung einem Wärmestau innerhalb des
Heizelementes 1', insbesondere an dessen Ecken, die einen geringeren Anpreßdruck aufweisen,
entgegengewirkt werden, so daß eine Materialschädigung durch Überhitzung vermieden
wird.
[0023] Es sei des weiteren ausgeführt, daß der in dem Garbehälterboden 10' befestigte Gewindebolzen
4' nicht integral mit diesem ausgeführt sein muß. Ebenso kann der Gewindebolzen an
dem Heizelement vorzugsweise drehbar gelagert angeordnet sein und der Garbehälterboden
entsprechende Aussengewinde zur Aufnahme des Gewindebolzens aufweisen.
[0024] Es sei noch einmal betont, auch wenn die Ausgestaltung der Heizfläche in Form eines
Hexagons die bevorzugteste Aüsführungsform vorliegender Erfindung darstellt, ebenso
andere Geometrien oder böherzählige Polygone Verwendung finden können.
[0025] Die in der vorstehenden Beschreibung, in den Ansprüchen sowie in den Zeichnungen
offenbarten Merkmale der Erfindung können sowohl einzeln als auch in jeder beliebigen
Kombination für die Verwirklichung der Erfindung in ihren verschiedenen Ausführungsformen
wesentlich sein.
Bezugszeichenliste
[0026]
- 1,1'
- Heizelement
- 2
- Heizfläche
- 3
- Heizung
- 4
- Bohrung
- 4'
- Gewindebolzen
- 5
- Bohrung
- 5'
- Schraubenmutter
- 6'
- elektrischer Anschluß
- 7'
- elektrische Zuleitung
- 8'
- Trennwand
- 10'
- Garbehälterboden
1. Heizelement mit einer im wesentlichen starren und ebenen Heizfläche zum Beheizen einer
Wand, insbesondere Garbehälterwand, gekennzeichnet durch
ein Befestigungsmittel (4, 4', 5, 5') zum lösbaren Befestigen des Heizelements (1,
1') an der Wand (10') im wesentlichen im Zentrum des Heizelements (1, 1').
2. Heizelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
die Heizfläche (2) des Heizelements (1, 1') eine runde, dreieckige, quadratische und/oder
vieleckige, vorzugsweise hexagonale, Form aufweist.
3. Heizelement nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß
das Befestigungsmittel (4, 4', 5, 5') einen Gewindebolzen oder eine Bohrung zur Aufnahme
eines Gewindebolzens umfaßt.
4. Heizelement nach einem der vorangehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch
eine Heizung (3) in Wirkverbindung mit einer Heizfläche (2) aus einem guten Wärmeleiter
und/oder Wärmespeicher.
5. Heizelement nach einem der vorangehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch
elektrische Anschlüsse (6') auf dem Heizelement (1'), insbesondere auf der Heizung,
für elektrische Zuleitungen (7'), die vorzugsweise gegeneinander isoliert sind.
6. Heizelement nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß
die Heizung (3) und die Heizfläche (2) über das Befestigungsmittel (4, 5) miteinander
verbunden sind.
7. Heizelement nach einem der vorangehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch
eine Regel- und/oder Steuereinrichtung, über die die Heizleistung für das Heizelement,
vorzugsweise in Abhängigkeit von einer Temperatur, einer Feuchte, des Bräunungsgrades
eines Gargutes, des Gewichts eines Garguts, der Größe eines Garguts, einer Gargutsart
und/oder dergleichen, regelbar und/oder steuerbar ist.
8. Gargerät, umfassend einen Garbehälter, an den eine Vielzahl von Heizelementen nach
einem der vorangehenden Ansprüche lösbar befestigt sind.
9. Gargerät nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß
der Garbehälter zumindest bereichsweise im wesentlichen lückenlos mit vieleckigen,
insbesondere hexagonalen, Heizelementen bedeckt ist.