Strahlungseinheit für einen Herd oder dgl.

Abstract

 Elektrische Heizeinrichtung, und zwar sogenannte Strahlkochplatte für Herde, deren Träger der Heizwendel eine relativ gute Wärmeleitfähigkeit > als 0,3 Watt/m und ° Kelvin bei etwa 1000°C hat und bei der ein Kleber ebenfalls mit relativ guter Wärmeleitfähigkeit durchgehend über den gesamten Rillengrund der Heizkörperhalterung aufgetragen ist. Zum Auftragen wird ein Stempel verwendet, welcher ein Gegenprofil zu dem Rillenprofil der Heizwendelhalterung besitzt. Der Stempel wird in ein Kleberbad eingetaucht und auf die Heizwendelhalterung aufgedrückt.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft eine Strahlungseinheit für einen Herd oder dgl. mit einer oberhalb der Strahlungseinheit angeordneten Glaskeramikplatte, bestehend aus einem eine elektrische Heizwendel tragenden plattenförmigen Heizwendelträger aus hochtemperaturfestem Material sowie ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung derartiger Strahlungseinheiten.

[0002] Elektrische Herde mit Glaskeramikplatten erfreuen sich zunehmender Beliebtheit, vor allem, da sich die Glaskeramikplatte leicht sauberhalten läßt und da auf der über den gesamten Herd ebenen Platte Töpfe und Pfannen leichter verschoben werden können. Da bei diesen Herden die Wärmeübertragung überwiegend durch Strahlung und in geringerem Maße durch Wärmeleitung erfolgt, ergeben sich im Vergleich zu elektrischen Herden mit Heizplatten aus Metall höhere Temperaturen der Heizwendel bei einer bestimmten auf das Koch- oder Bratgut zu übertragenden Wärmemenge. Daraus resultiert eine vergleichsweise geringere Lebensdauer der Heizwendel. Dies ist insoweit nachteilig, da gerade bei Herden mit Glaskeramikplatten nicht einzelne Kochplatten ausgewechselt werden können, sondern die gesamte Glaskeramikplatte mit den darunter angeordneten Strahlungseinheiten abgenonmen werden muß.

[0003] Strahlungseinheiten der in Rede stehenden Art sind in verschiedenen Ausführungsformen bekannt. Beispielsweise wird auf die DE-AS 30 07 806.9-16 und auf die DE-PS 27 29 929 verwiesen.

[0004] Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, bei Strahlungseinheiten der in Rede stehenden Art die Lebensdauer der Heizwendel zu verbessern, d. h. etwa zu verdoppeln, und zwar durch Absenkung der Heizwendeltemperatur um et- wa 50° C bei einer bestimmten zu übertragenden Wärmelelleistung,

[0005] Die Lösung der Aufgabe ergibt sich aus den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruch. Die Unteransprüche 2 bis 6 beschreiben bevorzugte Ausführungsformen. Der Unteranspruch 7 beschreibt ein Verfahren und der Unteranspruch 8 eine Vorrichtung zur Herstellung einer entsprechenden Strahlungseinheit.

[0006] Für den Heizwendelträger wurden bei den bekannten Ausführungsformen hochtemperaturfeste Materialien verwendet, die eine Wärmeleitfähigkeit in der Größenordnung von o 0,09/m K besaßen. Ein Grund hierfür kann darin liegen, daß hochtemperaturbeständige und elektrisch sehr gut isolierende Materialien im allgemeinen auch eine schlechte Wärmeleitfähigkeit besitzen, so daß es nahelag, derartige Materialien einzusetzen. Weiterhin ging man davon aus, daß eine Wärmeabstrahlung nach unten möglichst verhindert werden sollte. Der Heizwendelträger diente zur Wärmedämmung, d. h. er sollte aus möglichst schlecht wärmeleitendem Material bestehen. Demgegenüber beschreitet die Erfindung einen grundsätzlich anderen Weg. Der Heizwendelträger wird aus einem gut wärmeleitenden Material hergestellt. Die Wärmeisolation nach unten kann durch einen gesonderten Wärmeisolationskörper bewirkt werden.

[0007] Die Befestigung der Heizwendel ist problematisch, wie dies in der obengenannten DE-PS 27 29 929 beschrieben wird. Wenn die Heizwendel in Rillen des Heizwendelträgers eingebettet oder eingeklebt wird, dann erreicht sie eine höhere Temperatur mit dem Nachteil einer verkürzten Lebensdauer. Legt man sie frei auf die Oberfläche des Heizwendelträgers und verbindet man sie mit demselben durch Nägel, so besteht die Gefahr, daß die Nägel aufgrund der thermischen Wechselbeanspruchungen und bei Erschütterungen sich lösen. Wird jedoch, wie vorgeschlagen, der leizwendelträger aus einem gut wärmeleitenden Material hergestellt, kann man die Heizwendel in entsprechende Rillen einkleben, wodurch sie geschützt und sicher fixiert ist und trotzdem mindestens die gleiche Lebensdauer erreicht wie eine frei auf den Heizwendelträger aufgelegte Heizwendel.

[0008] Bei der neuen Ausbildung werden die Bereiche des Wendelträgers zwischen den benachbarten Abschnitten der spiralförmig angeordneten Heizwendel zu einer stärkeren Wärmeübertragung auf das Koch- oder Bratgut herangezogen. Das Temperaturgefälle an der Oberfläche des Heizwendelträgers wird wesentlich eingeebnet mit dem Effekt, daß bei gleicher Wärmeübertragung die Temperatur o der Heizwendel um ungefähr 50 C abgesenkt werden kann. Der neuartige Effekt kann demonstriert werden, indem je auf die Glaskeramikplatte einer bekannten Anordnung und einer neuen Anordnung z.B.ein Fleischstück aufgelegt wird. Bei der bekannten Anordnung zeigt das Fleischstück einen Grilleffekt, d. h. dem Heizwendelverlauf entsprechende rinnenförmige starke Einbräunungen, wogegen bei der neuen Anordnung eine gleichmäßige Bräunung erzielt wird. Dadurch ergibt sich auch bei der neuen Anordnung eine geringere Wärmebelastung der Glaskeramikplatte und der darauf abgestellten Brat- oder Kochgeschirre. Bei gleicher Belastung kann die Strahlungseinheit gemäß der Erfindung näher an die Glaskeramikplatte herangerückt werden. Dies ermöglicht entweder eine flachere Bauweise oder bei gleicher Stärke der Strahlungseinheit eine Verbesserung der Wärmeisolation an der Unterseite der Strahlungseinheit.

[0009] Besonders günstige Ergebnisse werden erzielt, wenn die Erfindung auf die Strahlkochplatte gemäß der DE-AS 30 07 806.9-16 angewendet wird, d. h. wenn im Bereich unter den Heizwendelabschnitten und zwischen den Heizwendelabschnitten Löcher in dem Heizwendelträger vorgesehen werden, welche eine Luftkonvektionsströmung bewirken.

[0010] Es treten bei den Strahlkochplatten Probleme auf, die bei geschlossenen Kochplatten nicht auftreten, so daß insoweit bei geschlossenen Kochplatten gegetroffene Maßnahmen nicht auf Strahlkochplatten übertragbar sind. Ein wesentliches Problem liegt in dem "Hochsteigen" eines Wendelabschnittes. Die Heizwendel muß einen bestimmten Abstand von der Glaskeramikplatte haben, damit sich ein entsprechender Wirkungsgrad ergibt. Dieser Abstand beträgt im allgemeinen 10 mm. Bei den im Luftraum zwischen der Heizwendel und der Glaskeramikplatte herrschenden Temperaturen tritt eine starke Ionisierung der Luft auf, und zwar durch von der Heizwendel abgestrahlte Ionen. Wenn nun die Heizwendel aufgrund der thermischen Belastung an einer Stelle um 1 - 2 mm hochsteigt, kann dies zu einem elektrischen Durchschlag mit entsprechender Gefährdung führen. Um dies zu verhindern, werden in der Praxis überwiegend U-förmige Haken in großer Anzahl verwendet, welche in die Heizwendelhalterung eingetrieben werden und die Heizwendel in den Rillen der Halterung halten. Es ist verständlich, daß das Anbringen einer großen Anzahl von U-förmigen Haken einen beträchtlichen Arbeitsaufwand darstellt, der jedoch nach den bisherigen Erkenntnissen als unvermeidbar angesehen wurde. Es wird dementsprechend bevorzugt, daß die Heizwendel in einen Kleber mit relativ guter Wärmeleitfähigkeit eingebettet wird, welcher durchgehend über den gesamten Rillengrund aufgetragen ist.

[0011] Die beiliegenden Zeichnungen dienen der weiteren Erläuterung der Erfindung. Es zeigen:

Fig. 1 einen Schnitt durch eine Strahlkochplatte;

Fig. 2 in vergrößertem Maßstab einen Ausschnitt aus Fig. 1;

Fig. 3 eine Draufsicht auf die Strahlkochplatte;

Fig. 4 eine schematische Ansicht einer Vorrichtung zum Aufbringen eines Klebers in den Rillengrund der Heizwendelhalterung.

[0012] Ein Heizwendelträger 1 aus gut wärmeleitendem Material besitzt an seiner Oberfläche Rillen 2 in Form einer Doppel - spirale. Der Heizwendeiträger 1 ist mittels nicht dargestellter Befestigungsmittel an einer sich im allgemeinen durchgehend über den gesamten Herd erstreckenden Glaskeramikplatte 3 befestigt. Die erwünschte Temperatur wird mittels eines Thermostatfühlers 4 und eines Thermostaten 5 einreguliert.

[0013] Im Unterschied zu bekannten Lösungen wird der gesamte Rillengrund der Doppel Spirale mit einem Kleber 6 versehen, in welchen die Heizwendel 7 eingedrückt wird.

[0014] Damit die Wärmeabstrahlung nach unten möglichst reduziert wird, wäre es an und für sich naheliegend, einen Kleber 6 zu verwenden, der eine schlechte Wärmeleitfähigkeit besitzt. Es zeigte sich jedoch überraschenderweise, daß Kleber, die eine relativ gute Wärmeleitfähigkeit haben, wesentlich günstiger sind. Wenn die Wärmeleitfähigkeit um 10 % verbesert wird, dann sinkt die Temo peratur der Heizwendel um etwa 50 , wodurch sich die Lebensdauer der Heizwendel verdoppelt. Durch die bessere Wärmeübertragung auf die zwischen den Rillen liegenden Erhebungen der Heizwendelhalterung ergibt sich auch eine wesentliche Abflachung der Temperaturkurve über der Glaskeramikplatte.

[0015] Die Lösung, den gesamten Rillengrund mit Klebstoff zu bestreichen, erscheint auf den ersten Augenblick als zu aufwendig, als daß eine praktische Realisierung möglich wäre. Es zeigt sich jedoch, daß dieses Problem mittels einer Vorrichtung gelöst werden kann, wie sie schematisch in Figur 4 dargestellt ist.

[0016] Die Vorrichtung besitzt einen Schwenkarm 8, an welchem ein Stempel 9, z. B. ein Gummistempel, befestigt ist. Der Stempel 9 besitzt Erhebungen 10, die genau der Form und Anordnung der Rillen 2 entsprechen - also ein Gegenprofil zur Oberfläche der Heizwendelhalterung 1. Durch Absenken des Stempels 9 in ein Kleberbad 11 werden die Erhebungen 10 des Stempels 9 mit Klebstoff benetzt. Der Stempel 9 wird über den Schwenkarm 8 angehoben und über eine bereitgestellte Heizwendelhalterung 1 verschwenkt. Beim Absenken des Stempels 9 treten die Erhebungen 10 in die Rillen 2 der Heizwendelhalterung 1 ein und benetzen auf diese Weise den Rillengrund mit Klebstoff. Anschließend kann die Heizwendel 7 in die Rillen der Heizwendelhalterung 1 eingelegt werden. Die Heizwendel ist dann nach Trocknen des Klebers fixiert. Praktische Versuche zeigten, daß die Fixierung der Heizwendel über ihre gesamte Länge im Rillengrund ausschließt, daß Heizwendelabschnitte, wie eingangs beschrieben, hochsteigen können.

[0017] Die mit Klebstoff zu versehenden Heizwendelhalterungen 1 können auf einem Drehtisch 12 angeordnet sein, so daß ein entsprechend taktweises Arbeiten mit hohem Produktionsausstoß möglich ist. Selbstverständlich können auch zwei Stempel 9 verwendet werden, von denen jeweils einer in das Klebstoffbad 11 eintaucht, während der andere auf die Heizwendelhalterung 1 aufgedrückt wird.

[0018] Die Wärmeleitfähigkeit des Materials der Heizwendelhalterung und/oder des Klebers soll> als 0,3 Watt/m und o o Kelvin bei etwa 1000 C sein.

Ansprüche

1. Strahlungseinheit für einen Herd oder dgl. mit einer oberhalb der Strahlungseinheit angeordneten Glaskeramikplatte (3),bestehend aus einem eine elektrische Heizwendel (7) tragenden, plattenförmigen Heizwendelträger (1) aus hochtemperaturfestem Material, dadurch gekennzeichnet,
daß der Heizwendelträger (1) eine relativ gute Wärmeleito fähigkeit von>λ 0,3 Watt/m und Kelvin bei etwa o 1000 C hat.

2. Strahlungseinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die Wärmeleitfähigkeit des Heizwendelträgers (1) zwio o sehen 0,6 und 0,9, vorzugsweise bei 0,7 W/m/ K 1000 C liegt.

3. Strahlungseinheit nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,
daß der Heizwendelträger (1) aus einem gepreßten Fasermaterial besteht.

4. Strahlungseinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet,
daß der Heizwendelträger (1) Magnesit enthält.

5. Strahlungseinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet,
daß die Heizwendel (7) in entsprechenden Rillen (2) des gutwärmeleitenden Heizwendelträgers (1) eingeklebt ist.

6. Strahlungseinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet,
daß die Wärmeleitfähigkeit des Klebers mindestens 10 % über derjenigen eines üblichen Klebers für Heizwendeln liegt.

7. Verfahren zur Herstellung einer Strahlungseinheit für einen Herd oder dgl. mit einer oberhalb der Strahlungseinheit angeordneten Glaskeramikplatte (3), bei dem eine elektrische Heizwendel (7) in die Rillen eines plattenförmigen Heizwendelträgers (1) auch hochtemperaturfestem Material eingeklebt wird, dadurch gekennzeichnet,
daß der Heizwendelträger (1) aus einem Material mit relativ guter Wärmeleitfähigkeit hergestellt wird und daß ein dem Rillenprofil des Heizwendelträgers (1) entsprechender Stempel (9) verwendet wird, der in die Klebermasse (11) eingetaucht und dann in das Rillenprofil eingedrückt wird.

8. Vorrichtung zur Herstellung einer Strahlungseinheit für einen Herd oder dgl. mit einer oberhalb der Strahlungseinheit angeordneten Glaskeramikplatte (3), bei dem eine elektrische Heizwendel (7) in die Rillen (2) eines plattenförmigen Heizwendelträgers (1) aus hochtemperaturfestem Material eingeklebt wird, gekennzeichnet durch
einen absenkbaren Schwenkarm (8), welcher einen dem Ril_- lenprofil der Heizwendelhalterung (1) entsprechenden Stempel (9) trägt und welcher selbsttätig oder halbselbsttätig den Stempel (9) in die Klebermasse (11) eindrückt, anhebt, verschwenkt und auf den Heizwendelträger (1) aufpreßt.

Zeichnung