Heizeinrichtung und Verfahren zum Betrieb einer Heizeinrichtung

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft eine Heizeinrichtung und ein Verfahren zum Betrieb einer Heizeinrichtung.

[0002] Aus der EP 1448024 A1 ist es bekannt, bei einer Heizeinrichtung, die mehrere eigenständige und getrennte lange Heizelementen aufweist, diese in drei Heizelemente aufzuteilen. Ein erstes und ein zweites Heizelement sind über eine Übertemperatur-Sicherung in Form eines sogenannten Stabreglers an eine Energieversorgung angeschlossen. Die Übertemperatur-Sicherung schaltet die beiden Heizelemente im Fall einer Übertemperatur ab. Eine solche Übertemperatur kann bei etwa 500°C bis 600°C liegen und als Gefährdung einer Kochfeldplatte aus Glaskeramik angesehen werden. Ein drittes Heizelement ist direkt und ohne Überwachung durch die Übertemperatur-Sicherung und ohne Zwischenschalten der Übertemperatur-Sicherung mit einer Energieversorgung verbunden. Dabei ist die elektrische Leistung des dritten Heizelements deutlich geringer als die des ersten du zweiten Heizelements.

[0003] Aus der US 5,171,973 ist es bekannt, zwei oder drei Heizelemente bei einer solchen Heizeinrichtung miteinander zu verschalten. Eines der Heizelemente ist dabei ein sogenannter Halogenheizer, der für ein besonderes schnelles Aufglühen bzw. einen sichtbaren Heizbetrieb sorgt. Dabei werden in dem Fall, dass nur zwei Heizelemente betrieben werden, diese beiden Heizelemente jeweils gleich betrieben, also entweder beide mit einer Überwachung durch eine Übertemperatur-Sicherung oder aber beide ohne eine solche.

Aufgabe und Lösung

[0004] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine eingangs genannte Heizeinrichtung sowie ein Verfahren zu ihrem Betrieb zu schaffen, mit denen Probleme des Stands der Technik gelöst werden können und es insbesondere möglich ist, einen beschleunigten Ankoch-Betrieb einerseits und einen Warmhalte-Betrieb in Verbindung mit einem sogenannten Energie-Regler andererseits zu ermöglichen.

[0005] Gelöst wird diese Aufgabe durch eine Heizeinrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 12. Vorteilhafte sowie bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der weiteren Ansprüche und werden im Folgenden näher erläutert. Dabei werden manche der Merkmale nur für die Heizeinrichtung oder nur für das Verfahren beschrieben. Sie sollen jedoch unabhängig davon sowohl für die Heizeinrichtung als auch für das Verfahren selbstständig gelten können.

[0006] Es ist vorgesehen, dass die Heizeinrichtung für eine Kochstelle in einem Kochfeld vorgesehen ist bzw. über ihr eine solche Kochstelle gebildet ist. Die Heizeinrichtung weist mehrere eigenständige und getrennte lange bzw. längliche Heizelemente auf, beispielsweise entsprechend der EP 590315 A, die in Schleifen und/oder spiralförmig und/oder mäanderförmig und/oder im Wesentlichen entlang von konzentrischen Kreisen auf einem Träger der Heizeinrichtung angeordnet sind. Der Träger weist mindestens einen Zentralbereich in der Mitte bzw. um einen Mittelpunkt auf sowie einen Außenbereich, der an einen Außenrand angrenzt. Die Breite des Zentralbereichs und die Breite des Außenbereichs können in etwa gleich sein, wobei vorzugsweise der Zentralbereich etwas breiter sein kann, beispielsweise 10% bis 30% oder sogar bis 40%. Die Heizelemente verlaufen ineinandergreifend auf dem Träger und überdecken dessen wesentliche Fläche. Dies ist aus der vorgenannten EP 590315 A bekannt.

[0007] Die Heizeinrichtung bzw. der Träger wird von einer Übertemperatur-Sicherung übergriffen bzw. diese befindet sich über ihr. Sie kann die Temperatur über der Heizeinrichtung bzw. zumindest das Erreichen einer bestimmten Temperatur erfassen, nämlich der sogenannten Übertemperatur an der Heizeinrichtung. Daraufhin kann die Übertemperatur-Sicherung auf die Heizeinrichtung so einwirken, dass deren Heizleistung gesenkt wird und die Temperatur wieder zurückgeht. Zumindest ein erstes Heizelement ist über diese Übertemperatur-Sicherung an eine Energieversorgung angeschlossen zum Abschalten des ersten Heizelements im Fall einer Übertemperatur. Ein zweites Heizelement, vorzugsweise ausschließlich das zweite Heizelement, ist ohne Zwischenschaltung dieser oder einer anderen Übertemperatur-Sicherung mit einer Energieversorgung verbunden.

[0008] Erfindungsgemäß ist das zweite Heizelement sowohl in dem Zentralbereich als auch in dem Außenbereich auf dem Träger angeordnet, vorteilhaft jeweils verteilt, wobei es dabei in jedem der beiden Bereiche mindestens eine Windung aufweist bzw. einmal umläuft. Somit ist, in einfachen Worten ausgedrückt, das zweite Heizelement in einem äußeren Bereich der Heizeinrichtung und in einem inneren Bereich der Heizeinrichtung vorgesehen und nicht nur außen oder nur innen. Damit kann sowohl ein genannter Warmhalte-Betrieb mit geringer Leistung als auch eine zusätzlich erhöhte Leistung im Ankoch-Betrieb besser erreicht werden.

[0009] In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass bei zwei Bereichen, in denen das zweite Heizelement verläuft, der Träger kreisrund ist. Der Zentralbereich liegt dabei in einem inneren Radiusbereich bis zu 50% oder 60% des Radius. Der Außenbereich grenzt eben außen daran an und liegt somit in einem äußeren Radiusbereich über 40% bzw. 50% des Radius. Dann verläuft das zweite Heizelement in zwei Bereichen, also quasi innen und außen.

[0010] In einer alternativen Ausgestaltung ist zwischen dem Zentralbereich und dem Außenbereich noch ein Zwischenbereich vorgesehen, in dem ebenfalls das zweite Heizelement verläuft mit mindestens einer Windung. Die Breite der drei Bereiche kann zwar in etwa gleich sein, wobei vorteilhaft die Breite des Zentralbereichs größer ist. Auch hier kann der Träger kreisrund sein, wobei der Zentralbereich in einem inneren Radiusbereich bis zu 40% bis 50% oder sogar bis 60% des Radius liegt. Der Zwischenbereich schließt außen an den Zentralbereich an in einem zwischenliegenden Radiusbereich von 40% bzw. 50% bis 70% bzw. 80% des Radius. Daran außen angrenzend schließt wiederum der Außenbereich an, der in einem äußeren Radiusbereich über 70% bzw. 80% des Radius liegt.

[0011] In einer Abwandlung der Erfindung können bei den beiden vorgenannten Alternativen die Träger nicht kreisrund sein, sondern länglich oval oder angenähert rechteckig. Dann gilt die Angabe für die Breiten bzw. die Radien der zwei oder drei Bereiche entsprechend, wobei die Prozentangaben dann nicht auf den Radius einer kreisrunden Form bezogen sind, sondern auf die schmalste halbe Breite der gesamten Heizeinrichtung bezogen sind.

[0012] In vorteilhafter Ausgestaltung ist der größte Bereich des Trägers mit Heizelementen bedeckt. Vorteilhaft ist er von mindestens 10% oder 20% des Radius bis 100% des Radius, insbesondere bis maximal 95%, mit mindestens einem Heizelement bedeckt. Ein Abstand der Heizelemente bzw. zweier nebeneinander verlaufender Windungen der Heizelemente kann im Bereich weniger mm liegen, beispielsweise 2 mm bis 5 mm oder sogar 8 mm betragen. Vorteilhaft ist dieser Abstand im Wesentlichen gleich für die gesamte Heizeinrichtung.

[0013] Es kann vorgesehen sein, dass eine äußerste Windung der Heizeinrichtung nicht von dem zweiten Heizelement gebildet wird, sondern beispielsweise von dem ersten Heizelement oder einem dritten. Des Weiteren kann vorgesehen sein, dass eine zweitäußerste Windung aller Heizelemente bzw. der Heizeinrichtung von dem zweiten Heizelement gebildet ist. Somit ist es auch die äußerste Windung des zweiten Heizelements.

[0014] Es kann vorgesehen sein, dass maximal eine drittinnerste Windung der Heizelemente bzw. der Heizeinrichtung von dem zweiten Heizelement gebildet ist als dessen innerste Windung. Vorteilhaft ist es erst eine viertinnerste Windung, so dass rund um eine Mitte der Heizeinrichtung keine Windung des zweiten Heizelements vorgesehen ist, sondern vorteilhaft nur des ersten Heizelements.

[0015] In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass das zweite Heizelement im Wesentlichen doppelt parallel nebeneinander auf dem Träger angeordnet ist in sogenannten Doppelwindungen. Zwischen zwei Doppelwindungen des zweiten Heizelements, insbesondere zwischen den beiden äußersten Doppelwindungen des zweiten Heizelements, ist mindestens eine Windung, vorzugsweise mindestens eine Doppelwindung, eines anderen Heizelements bzw. des ersten Heizelements vorgesehen. Damit wird erreicht, dass keine zwei Doppelwindungen des zweiten Heizelements direkt nebeneinander verlaufen, weil ansonsten ein zu großer Ringbereich der Heizeinrichtung bzw. auf dem Träger nur von dem zweiten Heizelement bedeckt werden würde und dies eine ungewollt hohe Leistungskonzentration ohne Übertemperatur-Sicherung bedeuten könnte. Vorteilhaft ist das zweite Heizelement nur in Doppelwindungen auf dem Träger angeordnet. Dies kann auch für weitere Heizelemente gelten. Besonders vorteilhaft verlaufen stets zwischen zwei Doppelwindungen des zweiten Heizelements zwei oder vier Windungen eines anderen Heizelements, welches das erste Heizelement sein kann, unter Umständen aber auch ein drittes Heizelement.

[0016] Die Heizeinrichtung kann als Zweikreis-Heizeinrichtung ausgebildet sein und drei Heizelemente aufweisen, wobei dann vorteilhaft auch die drei vorgenannten Bereiche als Zentralbereich, Zwischenbereich und Außenbereich vorgesehen sind. Ein erstes Heizelement kann vor allem im Zentralbereich vorgesehen sein und nicht im Außenbereich. Ein drittes Heizelement kann vor allem im Außenbereich und vorteilhaft nicht im Zentralbereich vorgesehen sein. Ein zweites Heizelement verläuft eben wie zuvor beschrieben in allen drei Bereichen.

[0017] In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist die Übertemperatur-Sicherung ein sogenannter Stabregler mit einem länglichen thermomechanischen Ausdehnungselement. Derartige Stabregler sind beispielsweise bekannt aus der DE 3333645 A oder DE 3423086 A. Bei einer bestimmten Temperatur wird von dem thermomechanischen Ausdehnungselement ein Schalter ausgelöst und somit das erste Heizelement, unter Umständen auch das vorgenannte dritte Heizelement, ausgeschaltet.

[0018] Es kann vorgesehen sein, dass die Leistung des zweiten Heizelements bei einer Netzspannung von 230 Volt maximal 1200 Watt beträgt, bevorzugt 1000 Watt. Seine Flächenleistung kann vorteilhaft unter 2,5 W/cm² liegen.

[0019] Erfindungsgemäß wird also das zweite Heizelement ohne Zwischenschaltung der Übertemperatur-Sicherung und auch ohne Überwachung durch die Übertemperatur-Sicherung betrieben. In einem Warmhalte-Betrieb der Kochstelle bzw. der Heizeinrichtung kann das zweite Heizelement alleine betrieben werden ohne die Übertemperatur-Sicherung. In einem normalen Koch-Betrieb kann das zweite Heizelement zwar bedarfsweise zugeschaltet werden, muss aber nicht. Bei einem Ankoch-Betrieb werden alle Heizelemente der Heizeinrichtung betrieben, insbesondere bei einem Zweikreis-Heizer im Zweikreis-Betrieb. Dann weist das zweite Heizelement für eine besonders große Ankoch-Leistung den Vorteil auf, dass bei zu starker Temperatur die Übertemperatur-Sicherung zum Schutz einer Glaskeramik-Kochfeldplatte anspricht und ein erstes und gegebenenfalls ein drittes Heizelement aus Sicherheitsgründen abschaltet. Damit direkt danach aber nicht die elektrische Leistung auf Null zurückgeht, gleichzeitig aber eine kleinere Leistung von den abgeschalteten Heizelementen nicht erzeugt werden kann ohne Verändern der von einer Bedienperson eingestellten Leistungsstufe, kann das zweite Heizelement weiterbetrieben werden. Seine Flächenleistung ist aufgrund der großen Verteilung relativ gering, wobei sie vorteilhaft eben weniger als 2,5 W/cm² beträgt. Ist dann die Temperatur unter der Kochfeldplatte wieder so weit abgesunken, dass die Übertemperatur-Sicherung das erste und das dritte Heizelement wieder freigibt bzw. wieder einschaltet, so können diese wieder zusätzlich und mit sehr hoher Gesamtleistung arbeiten.

[0020] Diese und weitere Merkmale gehen außer aus den Ansprüchen 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. Die Unterteilung der Anmeldung in Zwischen-Überschriften und einzelne Abschnitte beschränkt die unter diesen gemachten Aussagen nicht in ihrer Allgemeingültigkeit.

Kurzbeschreibung der Zeichnungen

[0021] Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen schematisch dargestellt und werden im Folgenden näher erläutert. In den Zeichnungen zeigen:

Fig. 1

eine schematische Darstellung eines Trägers für eine erfindungsgemäße Heizeinrichtung mit Aufteilung in drei Radiusbereiche,

Fig. 2

eine Heizeinrichtung mit dem Träger aus Fig. 1 und mit drei Heizelementen belegt, wobei nur ein innerstes Heizelement aktiv ist,

Fig. 3

die Heizeinrichtung aus Fig. 2 in einem anderen Betriebszustand mit allen drei Heizelementen aktiviert,

Fig. 4

eine Abwandlung des Trägers aus Fig. 1 mit einer Aufteilung in zwei Radiusbereiche,

Fig. 5

eine Darstellung eines Schaltschemas für eine Ansteuerung mit einem Aufsetzschalter für die Heizeinrichtung aus Fig. 3 und

Fig. 6

einen schematisch dargestellten Energieregler mit Beschreibung seiner Drehwinkelbereiche.

Detaillierte Beschreibung der Ausführungsbeispiele

[0022] In der Fig. 1 ist ein Träger 10 für eine elektrische Heizeinrichtung 11 entsprechend Fig. 2 dargestellt, der kreisrund ausgebildet ist mit einem umlaufenden Trägerrand 10a und einer in der Fig. 2 zentral dargestellten mittigen Trägererhebung 10b. Die ebene Fläche des Trägers 10 innerhalb des Trägerrands 10a ist aufgeteilt in drei Radiusbereiche, nämlich einen Zentralbereich I, einen Zwischenbereich II und einen Außenbereich III. Der Zentralbereich I weist einen Radius r₁ auf und eine Breite b₁. Der Zwischenbereich II erstreckt sich mit einer Breite b₂ zwischen den Radien r₁ und r₂. Der Außenbereich III erstreckt sich mit einer Breite von b₃ zwischen den Radien von r₂ und r₃. Es ist zu ersehen, dass der Radius r₁ knapp 50% des gesamten Radius des Trägers 10 bzw. innerhalb des Trägerrands 10a aufweist. Der Radius r₂ beträgt etwa 75% und der Radius r₃ knapp 100% innerhalb des Trägerrands 10a. Die Breite b₁ des Zentralbereichs I ist also etwas größer als die der anderen Bereiche II und III, wobei der Flächenbedarf für die Trägererhebung 10b zu berücksichtigen ist.

[0023] In der Fig. 2 ist dargestellt, wie ein Stabregler 13 mit einem Schaltgehäuse 14 und einem langen Fühler 15 an dem Träger 10 bzw. der Heizeinrichtung 11 angeordnet ist. Der langgestreckte gerade Fühler 15 erstreckt sich dabei bis zur Trägererhebung 10b und ist dort auf an sich bekannte Art und Weise aufgelegt und gegebenenfalls mit einer Klammer befestigt. Neben dem Stabregler 13 bzw. seinem Schaltgehäuse 14 ist ein Anschlussbereich 17 vorgesehen mit mehreren Anschlussfahnen bzw. Steckanschlüssen als elektrische Kontaktierung an die Heizelemente.

[0024] Die Heizelemente der Heizeinrichtung 11 verlaufen auf dem Träger 10. Durchgezogen schwarz dargestellt ist ein erstes Heizelement 20, das in den inneren beiden Bereichen I und II verläuft, insbesondere auch die drei innersten Windungen im Zentralbereich I bildet. Es ist an eine Anschlussfahne 17' angeschlossen, die mit dem Stabregler 13 verbunden ist bzw. der Stabregler 13 ist in seine Energieversorgung eingeschleift. Es ist auch eingeschaltet.

[0025] Ein zweites Heizelement 22 verläuft in drei Doppelwindungen. Die innerste Doppelwindung verläuft im Zentralbereich I, und zwar quasi mitten in das erste Heizelement 20 eingebettet. Die mittlere Doppelwindung verläuft radial außen an das erste Heizelement 20 angrenzend in dem Zwischenbereich II. Die dritte und äußerste Doppelwindung des zweiten Heizelements 22 verläuft relativ weit außen auf dem Träger 10 im Außenbereich III. Radial außerhalb davon ist nur noch eine Einzelwindung eines dritten Heizelements 24 vorgesehen, welches im Außenbereich III und im Übergang zum Zwischenbereich II verläuft. Das dritte Heizelement 24 weist hier nur eine Doppelwindung und die äußerste Einzelwindung auf. Wie zuvor für das erste Heizelement 20 beschrieben, ist auch das dritte Heizelement 24 über die Anschlussfahne 17' mit eingeschleiftem Stabregler 13 als Übertemperatur-Sicherung mit einer Energieversorgung verbunden.

[0026] Am Anschlussbereich 17 ist zu erkennen, dass die drei Heizelemente 20, 22 und 24 jeweils separat eingeschaltet bzw. angesteuert werden können. Die elektrischen Anschlüsse an das zweite Heizelement 22 gehen am Stabregler 13 bzw. der entsprechenden Anschlussfahne 17' vorbei.

[0027] Entlang des Verlaufs des Fühlers 15 ist durch die eingekreisten senkrechten Striche noch einmal der Übergang zwischen den drei Bereichen I, II und III dargestellt.

[0028] In Betrieb ist hier in Fig. 2 nur das erste Heizelement 20. Da die gesamte Heizeinrichtung 11 als sogenannte Zweikreis-Heizung ausgebildet ist, bildet das erste Heizelement 20 im Einkreis-Betrieb den ersten Kreis bzw. den kleinen Durchmesser, wobei der Durchmesser hier als Kochstelle mit etwa 140 mm angesehen werden kann. Beim Betrieb als Einkreis gemäß der Fig. 2 beträgt die Heizleistung des ersten Heizelements 20 an 230 Volt etwa 1200 Watt. Das zweite Heizelement 22 und das dritte Heizelement 24 sind hierbei ausgeschaltet.

[0029] In der Fig. 3 ist an sich die Darstellung der Fig. 2 wiederholt. Hier ist das zweite Heizelement 22 gewellt gefüllt dargestellt und das dritte Heizelement 24 zur Unterscheidung nicht gekennzeichnet. In Fig. 3 sind alle drei Heizelemente 20, 22 und 24 in Betrieb. In diesem Zweikreis-Betrieb beträgt der Durchmesser etwa 230 mm. Die gesamte elektrische Leistung beträgt dann bei einer Versorgungsspannung von 230 Volt 3200 Watt, alle drei Heizelemente sind also parallel geschaltet. Das zweite Heizelement 22 und das dritte Heizelement 24 haben eine Heizleistung von jeweils etwa 1000 Watt.

[0030] Mit der bekannten Funktion des Stabreglers 13 ist hieraus zu entnehmen, dass bei einer Übertemperatur das erste Heizelement 20 und das dritte Heizelement 24 vom Stabregler 13 abgeschaltet werden. Das zweite Heizelement 22 jedoch kann aufgrund der weiträumigen bzw. auseinandergezogenen Verteilung mit einer höheren Leistung ohne eine solche Übertemperatur-Sicherung betrieben werden bzw. dauerhaft betrieben werden. Damit kann in einem gewünschten Betrieb mit sehr hoher Leistung bzw. hoher Ankoch-Leistung als Ankoch-Betrieb die Leistungserzeugung insgesamt erhöht werden. Des Weiteren könnte theoretisch aufgrund der relativ geringen Leistung des zweiten Heizelements, die auf die von ihm insgesamt beheizte Fläche bezogen weniger als die vorgenannten 2,5 W/cm² beträgt, an sich auch eine geringe Dauer-Leistung erreicht werden, die im Zweikreis-Betrieb mit einem großen Topf zur Verfügung stehen kann. Dazu müsste das zweite Heizelement vorteilhaft elektronisch angesteuert werden.

[0031] Des Weiteren kann alternativ auch die ungeschützte Leistung des zweiten Heizelements 22 herausgeschaltet werden, insbesondere wenn eben nicht der Ankoch-Betrieb vorliegt, und es verbleibt eine Leistung von maximal 2200 Watt. Bei einer minimalen Leistungsfreigabe über einen Leistungssteller bzw. Energieregler, beispielsweise entsprechend der DE 102008014805 A1 oder DE 2625716 A, von 6% ergeben sich daraus 132 Watt als Gesamtleistung. Dies ist zwar relativ wenig, kann aber für einen Warmhalte-Betrieb an der Kochstelle im Zweikreis-Betrieb mit voller Fläche ausreichen.

[0032] In der Fig. 5 ist ein Schaltschema für die Heizeinrichtung 11 gemäß der Erfindung samt üblichem Energieregler als Leistungssteuergerät 25 dargestellt, wie es bekannt ist und vor allem mit einem Leistungssteuergerät entsprechend der DE 2625716 A samt Zusatzschaltern bzw. Aufsetzschalter 26 realisiert sein kann. Er steuert über die sogenannte relative Einschaltdauer ED gemäß der DE 19736308 A1 die Ein- und Aus-Zeiten der Heizelemente bzw. das Taktverhältnis die Energiezufuhr. Gestrichelt dargestellt ist ein Aufsetzschalter 26, der auf einen solchen strichpunktiert dargestellten Leistungssteuergerät 25 zusätzlich aufgesetzt wird und von derselben Drehwelle mitgedreht wird. Zusätzlich zu der Leistungseinstellung über das Leistungssteuergerät 25 kann der Aufsetzschalter 26 das unten dargestellte zweite Heizelement 22 dazuschalten oder wegschalten.

[0033] Die Fig. 6 zeigt die Einstellmöglichkeiten für die erfindungsgemäße Heizeinrichtung 11 gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren. Aus der Nullstellung bei 0° bzw. bei AUS kann nach links entgegen dem Uhrzeigersinn gedreht werden, was zum sogenannten Einkreis-Betrieb führt. Dabei wird nur das erste Heizelement 20 betrieben und deswegen ist dieser Einkreis-Betrieb für die Erfindung weitgehend ohne Interesse.

[0034] Wird aus der Nullstellung bei 0° bei AUS nach rechts im Uhrzeigersinn gedreht, so führt das zum Zweikreis-Betrieb mit den Heizelementen 20 und 24. Bei 45° ist eine Rastung vorgesehen mit einer Raststellung, die einer maximalen Leistung entspricht. Hier ist ein Wert für ED von 100% für die Heizelemente 20 und 24 vorgesehen und das zweite Heizelement 22 ist auch zugeschaltet über den Aufsetzschalter 26. Demzufolge sind die Heizelemente 20 und 24 eigentlich als Vorgabe dauernd eingeschaltet, nur die Übertemperatur-Sicherung schaltet sie über den Stabregler 13 ab bei Erreichen von dessen Schaltpunkt. Dann wird jedoch das zweite Heizelement 22 weiter betrieben wie zuvor erläutert.

[0035] Wird weiter nach rechts gedreht so wird der Wert für ED geringer, bis er bei einem Winkel von etwa 167° den geringsten Wert erreicht, nämlich ED = 6%, wobei diese Position durch eine Rastung und/oder einen Anschlag festgelegt sein kann. Des Weiteren ist das zweite Heizelement 22 ab einem Winkel größer 45° über den Aufsetzschalter 26 abgeschaltet, so dass es eben überhaupt nur bei der maximalen Leistung betrieben wird. Bei der Position von 167° liegt bei 6% Leistung der Heizelemente 20 und 24, die zusammen 2200 Watt haben, eine geringe Leistung von 132 Watt vor, was für einen vorgenannten Warmhalte-Betrieb vorteilhaft ist.

[0036] In der Fig. 4 ist als Abwandlung der Darstellung aus Fig. 1 eine erfindungsgemäße Heizeinrichtung 111 mit einem Träger 110 dargestellt, wobei die Fläche des Trägers 110 nur in einen Zentralbereich I' und einen Außenbereich II' aufgeteilt ist. Der Zentralbereich I' erstreckt sich bis zu einem Radius von r₁ und weist eine Breite von b₁ auf. Der Außenbereich II' erstreckt sich vom Radius r₁ bis zu einem Radius r₂ und weist eine Breite von b₂ auf. Hier gilt das eingangs Gesagte entsprechend, das zweite Heizelement 22 der Fig. 2 und 3 könnte in dem Zentralbereich I' und dem Außenbereich II' verlaufen. Ein erstes Heizelement und womöglich auch ein drittes Heizelement könnten auf den Zentralbereich I' und den Außenbereich II' aufgeteilt sein.

Ansprüche

1. Heizeinrichtung (11) für eine Kochstelle in einem Kochfeld, wobei die Heizeinrichtung mehrere eigenständige und getrennte lange Heizelemente (20, 22, 24) aufweist, die in Schleifen und/oder spiralförmig und/oder im Wesentlichen entlang von konzentrischen Kreisen auf einem Träger (10) der Heizeinrichtung angeordnet sind, wobei der Träger mindestens einen Zentralbereich (I) um den Mittelpunkt und einen Außenbereich (III) an einen Außenrand (10a) angrenzend aufweist, wobei die Breite des Zentralbereichs (I) und des Außenbereichs (III) in etwa gleich ist, wobei die Heizelemente (20, 22, 24) ineinander greifend auf dem Träger (10) verlaufen und dessen wesentliche Fläche überdecken, wobei die Heizeinrichtung bzw. der Träger von einer Übertemperatur-Sicherung (13) übergriffen ist zur Erfassung der Temperatur an der Heizeinrichtung, wobei mindestens ein erstes Heizelement (20) über die Übertemperatur-Sicherung (13) an eine Energieversorgung (25, 26) angeschlossen ist zum Abschalten des ersten Heizelements (20) im Fall einer Übertemperatur, wobei ein zweites Heizelement (22) ohne Zwischenschaltung dieser oder einer anderen Übertemperatur-Sicherung mit einer Energieversorgung (25, 26) verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Heizelement (22) in dem Zentralbereich (I) und in dem Außenbereich (III) auf dem Träger (10) angeordnet ist.

2. Heizeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Träger (100) kreisrund ist und der Zentralbereich (I') in einem inneren Radiusbereich (r₁) bis 60% des Radius liegt und der Außenbereich (II') in einem äußeren Radiusbereich (r₃) über 60% des Radius liegt.

3. Heizeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Zentralbereich (I) und dem Außenbereich (III) ein Zwischenbereich (II) vorgesehen ist, wobei die Breite des Zentralbereichs (I), des Zwischenbereichs (II) und des Außenbereichs (III) in etwa gleich ist, und wobei das zweite Heizelement (22) auch in dem Zwischenbereich (II) verläuft.

4. Heizeinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Träger (10) kreisrund ist und der Zentralbereich (I) in einem inneren Radiusbereich (r₁) bis 40% des Radius liegt, der Zwischenbereich II() in einem zwischenliegenden Radiusbereich (r₂) von 40% bis 70% des Radius und der Außenbereich (III) in einem äußeren Radiusbereich (r₃) über 70% des Radius liegt.

5. Heizeinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Träger (10) von mindestens 10% des Radius bis maximal 100% des Radius, insbesondere bis maximal 95%, mit mindestens einem Heizelement (20, 22, 24) bedeckt ist.

6. Heizeinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine zweitäußerste Windung der Heizelemente von dem zweiten Heizelement (22) gebildet ist als dessen äußerste Windung.

7. Heizeinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass maximal eine drittinnerste Windung der Heizelemente von dem zweiten Heizelement (22) gebildet ist, insbesondere eine viertinnerste Windung.

8. Heizeinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Heizelement (22) im Wesentlichen doppelt parallel nebeneinander auf dem Träger (10) angeordnet ist in Doppelwindungen, wobei zwischen zwei Doppelwindungen des zweiten Heizelements (22), insbesondere den beiden äußersten Doppelwindungen, mindestens eine Windung, vorzugsweise mindestens eine Doppelwindung, eines anderen Heizelements bzw. des ersten Heizelements (20) vorgesehen ist.

9. Heizeinrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Heizelement (22) nur in Doppelwindungen auf dem Träger (10) angeordnet ist, wobei vorzugsweise zwischen zwei Doppelwindungen zwei oder vier Windungen eines anderen Heizelemente bzw. des ersten Heizelements (20) verlaufen.

10. Heizeinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Übertemperatur-Sicherung ein Stabregler (13) ist mit einem thermomechanischen Ausdehnungselement (15) und einem bei einer bestimmten Temperatur von dem thermomechanischen Ausdehnungselement ausgelösten Schalter.

11. Heizeinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Leistung des zweiten Heizelements (22) bei Betrieb mit Netzspannung von 230 Volt maximal 1200 Watt beträgt.

12. Verfahren zum Betrieb einer Heizeinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Heizelement (22) ohne Zwischenschalten einer Übertemperatur-Sicherung (13) und ohne Überwachung durch die Übertemperatur-Sicherung (13) betrieben wird.

13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass in einem Warmhalte-Betrieb der Kochstelle bzw. der Heizeinrichtung (11) das zweite Heizelement (22) alleine betrieben wird ohne Übertemperatur-Sicherung (13).

14. Verfahren nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass in einem normalen Koch-Betrieb das zweite Heizelement (22) und mindestens ein weiteres Heizelement bzw. das erste Heizelement (20) gemeinsam und insbesondere parallel zueinander geschaltet betrieben werden.

15. Verfahren nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass in einem Ankoch-Betrieb mit maximaler Leistung der Heizeinrichtung (11) das zweite Heizelement (22) und mindestens ein weiteres Heizelement bzw. das erste Heizelement (20) gemeinsam und insbesondere parallel zueinander geschaltet betrieben werden zur Erhöhung der Leistungserzeugung.

Claims

1. Heating device (11) for a cooking point in a hob, wherein the heating device has a plurality of independent and separate long heating elements (20, 22, 24) which are arranged on a support (10) of the heating device in loops and/or in a spiral manner and/or substantially along concentric circles, wherein the support has at least a central region (I) around the centre point and an outer region (III) adjoining an outer edge (10a), wherein the width of the central region (I) and of the outer region (III) is approximately equal, wherein the heating elements (20, 22, 24) run on the support (10) so as to engage one in the other and cover a significant area of said support, wherein an overtemperature protection means (13) engages over the heating device or the support for the purpose of detecting the temperature at the heating device, wherein at least a first heating element (20) is connected to an energy supply means (25, 26) by means of the overtemperature protection means (13) in order to switch off the first heating element (20) in the event of an overtemperature, wherein a second heating element (22) is connected to an energy supply means (25, 26) without interconnection of said overtemperature protection means or another overtemperature protection means,
characterized in that
the second heating element (22) is arranged on the support (10) in the central region (I) and in the outer region (III).

2. Heating device according to claim 1, characterized in that the support (100) is circular, and the central region (I') lies in an inner radius range (r₁) of up to 60% of the radius and the outer region (II') lies in an outer radius range (r₃) of over 60% of the radius.

3. Heating device according to claim 1, characterized in that an intermediate region (II) is provided between the central region (I) and the outer region (III), wherein the width of the central region (I), of the intermediate region (II) and of the outer region (III) is approximately equal, and wherein the second heating element (22) also runs in the intermediate region (II).

4. Heating device according to claim 3, characterized in that the support (10) is circular and the central region (I) lies in an inner radius range (r₁) of up to 40% of the radius, the intermediate region (II) lies in an intermediate radius range (r₂) of 40% to 70% of the radius and the outer region (III) lies in an outer radius range (r₃) of over 70% of the radius.

5. Heating device according to any of the preceding claims, characterized in that at least 10% of the radius up to a maximum of 100 %, in particular up to a maximum of 95%, of the radius of the support (10) is covered by at least one heating element (20, 22, 24).

6. Heating device according to any of the preceding claims, characterized in that a second-outermost turn of the heating elements is formed by the second heating element (22) as the outermost turn of said second heating element.

7. Heating device according to any of the preceding claims, characterized in that, at most, a third-innermost turn of the heating elements is formed by the second heating element (22), in particular a fourth-innermost turn.

8. Heating device according to any of the preceding claims, characterized in that the second heating element (22) is arranged on the support (10) substantially in duplicate parallel next to another in double turns, wherein at least one turn, preferably at least one double turn, of another heating element or of the first heating element (20) is provided between two double turns of the second heating element (22), in particular the two outermost double turns.

9. Heating device according to claim 8, characterized in that the second heating element (22) is arranged on the support (10) only in double turns, wherein preferably two or four turns of another heating element or of the first heating element (20) run between two double turns.

10. Heating device according to any of the preceding claims, characterized in that the overtemperature protection means is a rod-type thermostat (13) with a thermomechanical expansion element (15) and a switch which is tripped at a specific temperature by the thermomechanical expansion element.

11. Heating device according to any of the preceding claims, characterized in that the power of the second heating element (22) is at most 1200 watts during operation at a mains voltage of 230 volts.

12. Method for operating a heating device according to any of the preceding claims, characterized in that the second heating element (22) is operated without the interconnection of an overtemperature protection means (13) and without monitoring by the overtemperature protection means (13).

13. Method according to claim 12, characterized in that, in a keep-warm mode of the cooking point or of the heating device (11), the second heating element (22) is operated on its own, without overtemperature protection (13).

14. Method according to claim 12 or 13, characterized in that, in a normal cooking mode, the second heating element (22) and at least one further heating element or the first heating element (20) are operated together, and in particular connected in parallel with one another.

15. Method according to claim 12 or 13, characterized in that, in an initial cooking mode with a maximum power of the heating device (11), the second heating element (22) and at least one further heating element or the first heating element (20) are operated together, and in particular connected in parallel with one another, in order to increase the power generated.

Revendications

1. Dispositif de chauffage (11) pour une zone de cuisson dans une table de cuisson, dans lequel le dispositif de chauffage présente plusieurs longs éléments de chauffage indépendants et séparés (20, 22, 24), qui sont disposés en boucles et/ou en forme de spirale et/ou essentiellement le long de cercles concentriques sur un support (10) du dispositif de cuisson, dans lequel le support présente au moins une zone centrale (I) autour du point central et une zone extérieure (III) adjacente à un bord extérieur (10a), dans lequel la largeur de la zone centrale (I) et de la zone extérieure (III) est sensiblement égale, dans lequel les éléments de chauffage (20, 22, 24) s'étendent sur le support (10) en s'engageant l'un dans l'autre et couvrent la surface essentielle de celui-ci, dans lequel le dispositif de chauffage ou le support est doté d'un coupe-circuit thermique (13) pour la détection de la température au dispositif de chauffage, dans lequel au moins un premier élément de chauffage (20) est raccordé à une alimentation en énergie (25, 26) par l'intermédiaire du coupe-circuit thermique (13) afin de couper le premier élément de chauffage (20) en cas de température excessive, dans lequel un deuxième élément de chauffage (22) est raccordé à une alimentation en énergie (25, 26) sans interposition de ce coupe-circuit thermique, ou d'un autre, caractérisé en ce que le deuxième élément de chauffage (22) est disposé dans la zone centrale (I) et dans la zone extérieure (III) sur le support (10).

2. Dispositif de chauffage selon la revendication 1, caractérisé en ce que le support (100) est circulaire et la zone centrale (I') est située dans une zone radiale interne (r₁) jusqu'à 60 % du rayon et la zone extérieure (II') est située dans une zone radiale externe (r₃) au-delà de 60 % du rayon.

3. Dispositif de chauffage selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il est prévu une zone intermédiaire (II) entre la zone centrale (I) et la zone extérieure (III), dans lequel la largeur de la zone centrale (I), de la zone intermédiaire (II) et de la zone extérieure (III) est sensiblement égale, et dans lequel le deuxième élément de chauffage (22) s'étend également dans la zone intermédiaire (II).

4. Dispositif de chauffage selon la revendication 3, caractérisé en ce que le support (10) est circulaire et la zone centrale (I) est située dans une zone radiale interne (r₁) jusque 40 % du rayon, la zone intermédiaire (II) est située dans une zone radiale intermédiaire (r₂) de 40 % à 70 % du rayon, et la zone extérieure (III) est située dans une zone radiale externe (r₃) au-delà de 70 % du rayon.

5. Dispositif de chauffage selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le support (10) est couvert avec au moins un élément de chauffage (20, 22, 24) depuis moins de 10 % du rayon jusqu'au maximum 100 % du rayon, en particulier jusqu'au maximum 95 % du rayon.

6. Dispositif de chauffage selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'une deuxième spire extérieure des éléments de chauffage est formée par le deuxième élément de chauffage (22) comme sa spire le plus extérieure.

7. Dispositif de chauffage selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'au maximum une troisième spire intérieure des éléments de chauffage est formée par le deuxième élément de chauffage (22), en particulier une quatrième spire intérieure.

8. Dispositif de chauffage selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le deuxième élément de chauffage (22) est disposé en spires doubles essentiellement doublement parallèles l'une à l'autre sur le support (10), dans lequel il est prévu entre deux spires doubles du deuxième élément de chauffage (22), en particulier les deux spires doubles le plus extérieures, au moins une spire, de préférence au moins une spire double, d'un autre élément de chauffage ou du premier élément de chauffage (20).

9. Dispositif de chauffage selon la revendication 8, caractérisé en ce que le deuxième élément de chauffage (22) n'est disposé qu'en spires doubles sur le support (10), dans lequel deux ou quatre spires d'un autre élément de chauffage ou du premier élément de chauffage (20) s'étendent de préférence entre deux spires doubles.

10. Dispositif de chauffage selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le coupe-circuit thermique est un régulateur à tige (13) avec un élément de dilatation thermomécanique (15) et un interrupteur déclenché par l'élément de dilatation thermomécanique à une température déterminée.

11. Dispositif de chauffage selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la puissance du deuxième élément de chauffage (22) en cas de fonctionnement avec une tension de réseau de 230 volts vaut au maximum 1200 watts.

12. Procédé de fonctionnement d'un dispositif de chauffage selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'on fait fonctionner le deuxième élément de chauffage (22) sans interposition d'un coupe-circuit thermique (13) et sans surveillance par le coupe-circuit thermique (13).

13. Procédé selon la revendication 12, caractérisé en ce qu'en fonctionnement en mode de maintien à température de la zone de cuisson ou du dispositif de chauffage (11), on fait fonctionner le deuxième élément de chauffage (22) isolément sans coupe-circuit thermique (13).

14. Procédé selon la revendication 12 ou 13, caractérisé en ce qu'en fonctionnement de cuisson normal, on fait fonctionner le deuxième élément de chauffage (22) et au moins un autre élément de chauffage ou le premier élément de chauffage (20) ensemble et en particulier en montage parallèle l'un avec l'autre.

15. Procédé selon la revendication 12 ou 13, caractérisé en ce qu'en fonctionnement de début de cuisson avec la puissance maximale du dispositif de chauffage (11), on fait fonctionner le deuxième élément de chauffage (22) et au moins un autre élément de chauffage ou le premier élément de chauffage (20) ensemble et en particulier en montage parallèle l'un à l'autre pour augmenter la production de puissance.

Zeichnung