DE19856669A1 - Heizkörper, insbesondere für Küchengeräte - Google Patents

Abstract

Es wird ein insbesondere als Strahlungsheizkörper für Elektro-Küchenherde verwendbarer Heizkörper (1) beschrieben, der eine Isolierunterlage (2) aus einem mikroporösen, faserfreien oder mit physiologisch unbedenklichen Fasern durchsetzten Wärmedämmmaterial und mindestens einen an der Oberseite der Isolierunterlage befestigten, elektrischen Heizleiter (15) in Form eines aufrechtstehenden, in Längsrichtung gewellten Flachbandes hat. Die Isolierunterlage ist an ihrer Oberseite wellenförmig strukturiert und hat eine dichte Abfolge von parallel zueinander verlaufenden abgerundet V-förmigen erhabenen Abschnitten (10), zwischen denen abgerundete V-förmige Vertiefungen (11) liegen. Der Heizleiter greift mit kleinflächigen Befestigungsabschnitten (20) in die erhabenen Abschnitte ein und wird im Bereich der Vertiefungen frei schwebend über der Isolierunterlage gehalten.

Description

Die Erfindung betrifft einen Heizkörper, insbesondere für Küchengeräte.

Derartige Heizkörper oder Heizer können insbesondere zur Beheizung einer Kochstelle verwendet werden. Sie sind vor­ zugsweise als Strahlungsheizkörper ausgebildet und bilden meist eine in sich geschlossene Baueinheit, die als solche an einem entsprechenden Gerät, beispielsweise in einer Kochmulde eines Elektroherdes, befestigt werden kann. Gattungsgemäße Heizkörper haben eine ein- oder mehrteilige Isolierunterlage und mindestens einen an der Oberseite der Isolierunterlage befestigten elektrischen Heizleiter. Das Material der Iso­ lierunterlage ist zweckmäßig zumindest elektrisch isolierend, vorzugsweise aber auch thermisch isolierend, so daß Heizener­ gie nur in geringem Maße zur Rückseite der Isolierunterlage abgeleitet wird. Der Heizleiter liegt in Form eines aufrecht stehenden Flachbandes vor. Darunter ist ein flacher Heizlei­ ter mit parallel zueinander verlaufenden Breitseiten und im Vergleich zu diesen sehr schmalen Schmalseiten zu verstehen, wobei die Breitseiten quer bzw. geneigt, insbesondere im wesentlichen senkrecht zu einer durch die Isolierunterlage definierten, vorzugsweise ebenen Heizfläche ausgerichtet sind. Flachwiderstände, deren widerstandsaktive Querschnitte wenigstens teilweise nicht parallel zu der durch die Isolier­ unterlage definierten Heizebene, sondern demgegenüber geneigt bis rechtwinklig liegen, sind unter anderem deshalb vorteil­ haft, weil sie auch bei hoher Widerstandsleistung quer zu ihrer Längsrichtung und etwa parallel zur Heizebene weniger Raum beanspruchen und daher in höhere Leistungsdichte ange­ ordnet und gegen Kriechströme isoliert werden können.

Die Baueinheit aus Isolierunterlage und Heizleiter hat vorzugsweise eine durchgehende, normalerweise etwa ebene Flächenausdehnung und kann im Betrieb im wesentlichen über die gesamte mit Heizleitern versehene Fläche thermische Energie abgeben, insbesondere abstrahlen.

Ein besonderes Problem dieser Heizkörper stellt sich bei der Befestigung des aufrechtstehenden Heizleiter-Flachbandes an bzw. auf der Isolierunterlage. Bei einer Klasse gattungsge­ mäßer Heizkörper hat die Isolierunterlage an ihrer Oberseite eine Profilierung mit erhabenen Abschnitten und Vertiefungen. Die Vertiefungen sind nutförmig und dienen der Festlegung der Position eines in die Nut einzusetzenden Heizleiters. Der in der US-Patentschrift 3 991 289 gezeigte Heizkörper hat eine Isolierunterlage mit im wesentlichen ebener Oberfläche, in die eine spiralförmige Nut eingebracht ist. Ein Heizleiter in Form eines glatten Flachbandes steht aufrecht in der Nut und ragt mit dem größten Teil seiner Höhe aus der Nut heraus. Der in der US-Patentschrift 3 612 828 gezeigte Heizkörper hat ebenfalls eine im wesentlichen ebene Isolierunterlage mit einer spiralförmigen, relativ breiten Nut, in die ein in Längsrichtung gewellter Flachband-Heizleiter eingelegt ist. Die Tiefe der Nut entspricht der Höhe des Heizleiters, so daß dieser bündig mit den Oberseite der erhabenen Abschnitte beidseits der Nuten liegt. In beiden Fällen werden die Heizleiter durch gesonderte Befestigungselemente gegen Abheben aus der Nut gesichert. Im Aufbau ähnlich ist der in der europäischen Patentschrift EP 0 612 195 gezeigte Heizkör­ per, bei dem kreisbogenförmige Nuten einen Heizleiter in Form eines aufrecht stehenden, in Längsrichtung gewellten Flach­ bandes aufnehmen, um die Position des Heizleiters auf der Isolierunterlage festzulegen. In den Nuten sind in Längsrich­ tung der Nut beabstandete Querstege aus dem Material der Isolierunterlage vorgesehen, in die der Heizleiter eingreift. Die Querstege dienen der Befestigung des Heizleiters an der Isolierunterlage.

In der deutschen Offenlegungsschrift DE 25 51 137 oder der europäischen Patentanmeldung EP 0 590 315 ist eine andere Möglichkeit zur Befestigung aufrechtstehender Flachbänder an Isolierunterlagen gezeigt. Die dort gezeigten, flachbandför­ migen Heizleiter haben einstückig mit dem Heizleiter ausge­ bildete, in Längsrichtung beabstandete Befestigungsfüße, die durch einen Stanzvorgang hergestellt werden können und die zum Eingreifen in eine Isolierunterlage mit ebener Oberfläche vorgesehen sind.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen gattungs­ gemäßgen Heizkörper vorzuschlagen, der auf einfache und kostengünstige Weise eine sichere Befestigung eines flach­ bandförmigen Heizleiters an der Oberseite einer Isolierunter­ lage ermöglicht.

Diese Aufgabe wird gelöst durch einen Heizkörper mit den Merkmalen von Anspruch 1.

Erfindungsgemäß ist an der Oberseite der Isolierunterlage mindestens bereichsweise eine wellenförmige Profilierung mit erhabenen Abschnitten und Vertiefungen vorgesehen, wobei die erhabenen Abschnitte und Vertiefungen quer zum generellen Verlauf des Heizleiters verlaufen und der Heizleiter in die erhabenen Abschnitte eingreift. Bei einer wellenförmigen Profilierung dieser Art verlaufen langgestreckte erhabene Abschnitte, die die "Wellenberge" bilden, und langgestreckte Vertiefungen, die die zwischen den Wellenbergen liegenden "Wellentäler" bilden, im wesentlichen parallel zueinander, vorzugsweise in relativ dichter und/oder gleichmäßiger Abfolge. Eine wellenartige Verteilung von erhabenen Abschnit­ ten und Vertiefungen zumindest in Bereichen, die zur Befesti­ gung von Heizleitern vorgesehen sind, bietet eine dichte Verteilung von Orten zur punktuellen, formschlüssigen Befe­ stigung und Sicherung des in die erhabenen Abschnitte ein­ greifenden Heizleiters gegen Abheben von der Isolierunter­ lage. Die Dichte der Befestigungsstellen wird dabei durch die Wellenlänge der Wellenstruktur sowie den generellen Verlauf des Heizleiters relativ dazu bestimmt. Der generelle Verlauf des Heizleiters an der Oberfläche kann der Ausrichtung der Wellenstruktur so angepaßt sein, daß eine gewünschte lineare Dichte von Befestigungsstellen entlang des Heizleiters geschaffen wird. Hierzu kann der Heizleiter im überwiegenden Anteil seiner generellen Erstreckung quer, insbesondere im wesentlichen senkrecht zu den Wellenbergen und Wellentälern verlaufen, wobei dem Grobverlauf des Heizleiters auf kleine­ rer Skala ein welliger Verlauf überlagert sein kann, so daß einzelne kurze Abschnitte des Flachbandes auch im spitzen Winkel oder parallel zu Wellentälern oder Wellenbergen ausgerichtet sein können. Die Wellenstruktur kann beispiels­ weise in Trockenpreßtechnik ausschußarm und kostengünstig erzeugt werden.

Zur Befestigung sind keine gesonderten Befestigungselemente wie Klammern oder dergleichen erforderlich. Insbesondere ist es auch nicht notwendig, an dem Heizleiter selbst Befesti­ gungsglieder z. B. nach Art der beschriebenen, gestanzten Befestigungsfüße vorzusehen. Entsprechend zeichnen sich Weiterbildungen der Erfindung dadurch aus, daß der, vorzugs­ weise in Längsrichtung gewellte, Heizleiter in Längsrichtung einen im wesentlichen konstanten Querschnitt mit parallel zueinander verlaufenden Breitseiten und durchgängig parallel zueinander verlaufenden Schmalseiten hat. Derartige Heizlei­ ter sind besonders einfach herzustellen, haben entlang ihrer Länge einen gleichförmigen widerstandsaktiven Querschnitt und heizen sich daher bei Anlegen einer elektrischen Spannung sehr gleichmäßig entlang ihrer Länge auf. Die gleichmäßige Aufheizung fördert auch eine lange Lebensdauer der Heizlei­ ter.

Besonders bevorzugt sind folienartig dünne Heizleiter, deren Dicke vorzugsweise zwischen 0,02 und 0,1 mm, insbesondere zwischen 0,04 und 0,08 mm liegen kann, vorzugsweise bei ca. 0,05 mm. Die Breite bzw., bei senkrecht stehendem Flachband die Höhe, kann z. B. zwischen 1 und 5 mm liegen, beispielswei­ se bei etwa 3 mm. Derartig dünne, flache Heizleiter heizen sich vorteilhaft schnell, z. B. innerhalb weniger als 10 oder 8 oder 5 Sekunden, auf ihre Betriebstemperatur auf, die insbesondere oberhalb 1200 K oder 1300 K und unterhalb 1600 K liegen kann. Das Verhältnis der Masse dieser massearmen Heizleiter zu ihrer Nennleistung kann geringer als 7 × 10^-3 Gramm pro Watt [g/W] sein, was die Aufglühzeit gegenüber massiveren Heizleitern deutlich verkürzt. Als Material für den Heizleiter hat sich besonders eine FeCrAl- Legierung bewährt, die einen Aluminiumanteil von mehr als 4% hat, vorzugsweise von etwa 5%.

Es ist möglich, daß ein Heizleiter auch in den Bereich von Vertiefungen bzw. Wellentälern insbesondere geringfügig in das Material der Isolierunterlage eingreift, was eine beson­ ders hohe Haltekraft bewirken kann. Vorzugsweise greift jedoch der Heizleiter ausschließlich in erhabene Abschnitte ein, so daß er im Bereich der Vertiefungen bzw. Wellentäler nicht in das Isoliermaterial eindringt, sondern ggf. diesem gegenüber lateral beweglich ist. Als besonders vorteilhaft hat es sich erwiesen, wenn im Bereich mindestens eines Wellentales, vorzugsweise im Bereich aller Täler bzw. Vertie­ fungen ein lichter Abstand zwischen einem Boden der Vertie­ fung und dem Heizleiter besteht. Ein derartig gehaltener Heizleiter schwebt im Bereich zwischen den Wellenbergen oberhalb der Isolierunterlage. In diesem Bereich können Unterschiede der Wärmeausdehnungen von Heizleiter und Iso­ lierunterlage besonders einfach ausgeglichen werden, indem sich beispielsweise der Heizleiter bei Aufheizung in dem frei schwebenden Bereich ausdehnt und entsprechend eine Krümmung ausbildet oder eine vorhandene Krümmung verstärkt. Zudem ist ein frei schwebender Heizleiterabschnitt bzgl. der erreich­ baren Wärmeabstrahlung besonders vorteilhaft.

Die Tiefe der Vertiefungen bzw. Wellentäler, gemessen von den Oberseiten der sie begrenzenden Erhebungen zu ihren tiefsten Stellen, kann vorzugsweise etwa in der Größenordnung der Höhe des Heizleiters liegen, wobei sich generell ein Verhältnis zwischen Tiefe eines Tales und mittlerer Höhe des Heizleiters von zwischen 0,2 und 3 als zweckmäßig herausge­ stellt hat. Es ist bevorzugt, wenn die Profilierungstiefe deutlich geringer ist als eine Tiefe eines die Vertiefungen aufweisenden Isolierkörpers der Isolierunterlage. Damit bleibt unterhalb der Wellenstruktur noch genügend Isolier­ material vorhanden, das einerseits thermisch isoliert und andererseits zur mechanischen Stabilisierung des die Wellen­ struktur aufweisenden Körpers der Isolierunterlage beiträgt. Beispielsweise kann die mittlere Tiefe der Strukturierung zwischen einem Achtel und drei Viertel der Dicke der Isolier­ unterlage betragen, insbesondere etwa ein Viertel oder ein Fünftel.

Es ist bevorzugt, wenn der Heizleiter über die Oberseite der erhabenen Abschnitte hinausragt, vorzugsweise um zwischen 10% und 80%, insbesondere um etwa 30% seiner Höhe. Damit ist auch im Bereich der den Heizleiter haltenden erhabenen Abschnitte bzw. Wellenberge eine ausreichende Abstrahlleistung des Heizleiters erreichbar, wodurch eine über die gesamte Heiz­ ebene nur geringfügig variierende, etwa gleichmäßige Wärme­ abgabe der Heizeinheit gefördert wird. Insbesondere bei Heizleitern für höhere Nennspannungen können diese sehr schmal und entsprechend flexibel werden. Hier kann es Vortei­ le bringen, wenn der Heizleiter über seine gesamte Höhe derart weit in die Wellenberge eingreift, daß seiner Obersei­ te oder Oberkante im wesentlichen bündig mit der Oberseite der erhabenen Abschnitte abschließt oder sogar darunter angeordnet ist, was eine vergleichsweise großflächige Veran­ kerung in der Isolierunterlage bewirken kann.

Zur Erzielung eines guten Kompromisses zwischen ausreichender linearer Dichte an Befestigungsstellen einerseits und günsti­ ger Wärmeabgabeleistung, insbesondere Abstrahlleistung andererseits, hat es sich als vorteilhaft herausgestellt, wenn ein mittlerer Abstand zwischen aufeinanderfolgenden erhabenen Abschnitten bzw. Wellenbergen zwischen ca. 1 mm und ca. 30 mm, insbesondere zwischen ca. 3 mm und ca. 20 mm liegt. Zweckmäßige mittlere Profiltiefen, also senkrechte Abstände zwischen den Spitzenbereichen von Wellenbergen und dem Grund dazwischenliegender Vertiefungen, können zwischen ca. 1 mm und ca. 10 mm, insbesondere zwischen ca. 2 mm und ca. 6 mm liegen.

Eine zur Befestigung stehender Flachbandheizleiter besonders gut angepaßte Profilierung zeichnet sich dadurch aus, daß die Profilierung im gewellten Bereich im Querschnitt im wesent­ lichen sinuswellenförmig ist, wobei in Abweichung von einer mathematischen Sinuswelle im Bereich zwischen abgerundeten Tälern und abgerundeten Bergen auch im wesentlichen ebene Flankenabschnitte vorgesehen sein können. Bei entsprechender Abflachung von Wellentälern und/oder Wellenbergen ist es auch möglich, der Profilierung einen im wesentlichen trapezwellen­ förmigen Querschnitt zu verleihen.

Wenn die erhabenen Abschnitte Wellenflanken bilden, die in einem mittleren Neigungswinkel von zwischen ca. 30° und 90°, insbesondere zwischen ca. 40° und ca. 75° gegenüber einer Ebene der Isolierunterlage geneigt sind, dann bieten solche Strukturen einerseits einen sicheren Halt für den Heizleiter und mechanisch stabile Erhebungen, und sie sind andererseits besonders ausschußarm und kostengünstig herzustellen, weil durch die Anschrägung der Wellenflanken eine Ausformung der Isolierunterlage nach Prägen oder andersartigem Strukturieren der Oberfläche ohne Probleme möglich ist. Auch Wellenstruktu­ ren mit im Querschnitt dreiecksförmigen erhabenen Abschnitten und/oder Vertiefungen, mit rechteckwellenförmigen Profilie­ rungen und/oder mit Mischungen verschiedener Wellenformen auf einer Isolierunterlage sind möglich und können, insbesondere bei Sonderanfertigung von Heizkörpern, zweckmäßig sein, um beispielsweise Zonen lokal unterschiedlicher Heizleistungen zu schaffen.

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 Ausfüh­ rungsform der Erfindung und auf anderen Gebieten verwirklicht sein können.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden im folgenden näher erläutert. In den Zeichnungen zeigen:

Fig. 1 einen Querschnitt durch eine bevorzugte Ausführungsform eines Heizkörpers mit einer einstückigen Isolierunterlage, die zur Befe­ stigung eines stehenden Flachband-Heizleiters eine sinuswellenförmig strukturierte Oberseite hat,

Fig. 2 eine gebrochene Draufsicht auf den runden Heizkörper gemäß Fig. 1,

Fig. 3 eine perspektivische, vergrößerte Draufsicht auf einen Bereich des Heizkörpers gemäß Fig. 1 und 2 und

Fig. 4 einen Querschnitt durch eine andere Ausfüh­ rungsform einer Isolierunterlage mit einer trapezwellenförmig strukturierten Oberseite.

Der in den Fig. 1 bis 3 gezeigte runde Heizkörper 1 hat eine formstabile, einteilige Isolierunterlage 2 in Form eines Wärmedämmformteils, das entweder aus einer faserfreien oder aus einer mit physiologisch unbedenklichen Fasern verstärk­ ten, mikroporösen Wärmedämmstoffmasse hergestellt ist. Die Isolierunterlage wird zum Einbau in einen Glaskeramik-Elek­ troherd in ein topfförmiges Halteblech gelegt, das eine Kochzone einer Kochmulde des Elektroherdes bildet. Das hochwärmeisolierende, temperaturbeständige Material der Isolierunterlage hat sowohl gute elektrisch isolierende Eigenschaften, als auch gute thermische Isoliereigenschaften und enthält vorzugsweise eine durch Flammenpyrolyse gewonnene Kieselsäure. Es gibt auch Ausführungsformen mit mehrteiligen Isolierunterlagen, wobei insbesondere ein unterhalb der strukturierten Isolierunterlage angeordneter, ggf. aus einem anderen Material bestehender Trägerkörper vorgesehen sein kann.

Eine im wesentlichen parallel zum ebenen Boden 3 der Isolier­ unterlage verlaufende Oberseite 4 der Isolierunterlage ist im eingebauten Zustand des Heizkörper beispielsweise der Unter­ seite einer Glaskeramikplatte zugewandt. Am Umfang der Isolierunterlage steht axial ein ringförmig durchgehender überhöhter Randbereich 5 aus Isolierwerkstoff vor. Auf diesen wird zur Installation ein gesonderter Isoliermaterialring gelegt, dessen zur Oberseite 4 des Isolierkörpers parallele Oberseite beim installierten Heizkörper z. B. an die Untersei­ te einer Glaskeramikplatte gedrückt wird. Der bei der gezeig­ ten Ausführungsform durch den Randbereich 5 und den (nicht gezeigten) Isolierring gebildete Rand, der bei anderen Ausführungsformen auch einstückig mit der Isolierunterlage ausgebildet sein kann, bildet einerseits einen Abstandhalter zwischen den mit Heizleitern versehenen Bereichen der Iso­ lierunterlage und der Glaskeramikplatte und andererseits eine wärmedämmende seitliche Begrenzung eines insgesamt etwa napfförmigen und kreisrunden Heizraums. Im Zentrum des Isolierkörpers ist ein kegelstumpfförmiger Mittelvorsprung 7 ausgebildet, der zusammen mit dem Rand einen dazwischenlie­ genden Ringraum 8 zur Befestigung mindestens eines Heizlei­ ters begrenzt.

In den Fig. 1 und 3 ist gut zu erkennen, daß die Oberseite 4 des Isolierkörpers 2 im Bereich des Ringraumes 8 wellenför­ mig profiliert ist. Die Profilierung besteht aus einer regelmäßigen Abfolge parallel zueinander verlaufender, erhabener Abschnitte 10, zwischen denen Vertiefungen 11 liegen, wobei die Erhebungen und die Vertiefungen im Quer­ schnitt die gleiche, abgerundete, V-Form haben und gleich dimensioniert sind. Die erhabenen Abschnitte 10 bilden "Wellenberge" und die Vertiefungen 11 "Wellentäler" eines im Querschnitt (Fig. 1 und 3) im wesentlichen sinuswellenförmi­ gen Profils bzw. Reliefs mit einer durch den vertikalen Abstand zwischen Wellenspitzen und Wellentälern bestimmten mittleren Profiltiefe von ca. 3 mm und einer durch den lateralen Abstand benachbarter Wellenberge oder Wellentäler bestimmten Wellenlänge von ca. 6 mm. Die Profilierungstiefe beträgt ca. 1/4 bis 1/5 der Gesamtdicke der Isolierunterlage. Durch die zumindest angenäherte Sinuswellenform mit abgerun­ deten Wellenspitzen bzw. Talsohlen mit minimalem Krümmungs­ radius von ca. 1 mm ist die Profilierung vollständig kanten­ frei und damit gegen mechanische Beschädigung oder Ausbrechen von Materialstücken beispielsweise bei der Herstellung oder dem Transport gut geschützt. Durch die in einem mittleren Neigungswinkel von ca. 60° zur Heizebene bzw. zum Boden 3 der Isolierunterlage angeschrägten Wellenflanken 12 sind zudem vorteilhaft große Ausformschrägen von ca. 30° möglich, die nach Herstellung der Profilierung, beispielsweise durch Trockenpreßtechnik, eine mühelose Trennung von Preßwerkzeug und Isolierunterlage ohne Hängenbleiben von Wärmedämmaterial oder Abbrechen von Profilteilen ermöglicht. In Fig. 2 ist zu erkennen, daß die geradlinig verlaufenden Vertiefungen und erhabenen Abschnitte im wesentlichen vollständig den zwischen Randbereich 5 und Mittelvorsprung 7 gebildeten Ringraum einnehmen und daß die Erhebungen an ihren Längsenden im wesentlichen halbkegelförmig auslaufen.

An der Oberseite 4 der Isolierunterlage 2 ist im Bereich des Ringraumes 8 zwischen Mittelvorsprung 7 und Rand 5 ein einziger, langgestreckter Heizleiter 15 so befestigt, daß er gegen Bewegungen parallel zur Isolierunterlage 2 bzw. zu seiner Längsrichtung und gegen Abhebebewegungen quer zur Isolierunterlage formschlüssig und/oder kraftschlüssig gesichert ist. Der als elektrischer Heizwiderstand ausgebil­ dete Heizleiter 15 liegt wenigstens teilweise frei innerhalb des durch die Isolierunterlage, den Rand 5 und den Mittelvor­ sprung 7 begrenzten Ringraumes und verläuft bei der gezeigten Ausführungsform derart mäanderförmig über den profilierten Bereich der Isolierunterlage, daß jeweils in einem lateralen Abstand von ca. 10 bis 15 mm parallel zueinander verlaufende, gerade Mäanderabschnitte 16 im wesentlichen senkrecht zur Längsrichtung der Wellenberge 10 bzw. Wellentäler 11 verlau­ fen und durch 180°-Kehren 14 verbunden sind. Der Heizleiter 15 wird über zwei an seinen nahe beieinander liegenden Enden angebrachte, durch den Rand 5 nach außen hindurchragende Anschlußfahnen 17 an die elektrische Versorgung der entspre­ chenden Heizeinheit angeschlossen.

Der Heizwiderstand 15 hat über seine gesamte Länge durchge­ hend einen im wesentlichen konstanten, rechteckförmigen Querschnitt mit parallel zueinander verlaufenden Breitseiten 18 und durchgängig parallel zueinander verlaufenden Schmal­ seiten 19. Die Breitseiten 18 sind im wesentlichen senkrecht zur Isolierunterlage ausgerichtet, so daß der Heizleiter 15 auch als aufrechtstehendes Flachband bezeichnet werden kann. Das Flachband ist aus einer FeCrAl-Legierung mit ca. 5% Aluminium hergestellt und ist in seiner Längsrichtung gleich­ mäßig etwa sinusförmig oder mäanderförmig gewellt. Die zwischen den Breitseiten 18 gemessene Dicke des mäanderförmig gewellten Flachbandes liegt bei ca. 0,05 mm, seine mittlere Breite bzw. Höhe bei ca. 3 mm. Der makroskopisch mäanderför­ mige Verlauf des aufrechtstehenden Flachbandes in Verbindung mit der überlagerten Mäandrierung bzw. Wellung des Flachban­ des in sich ermöglicht bezogen auf die mit Heizleiter verse­ hene Fläche des Heizkörpers eine hohe Leistungsdichte bei gleichzeitiger guter Sicherheit gegen Kriechströme zwischen einzelnen Heizleiterabschnitten.

Der Heizkörper wird hergestellt, indem nach Herstellung der Isolierunterlage 2 und deren Oberflächenprofilierung der Heizleiter 15 bis ca. 50% bis 70% seiner Bandbreite in die Wellenstruktur der erhabenen Abschnitte 10 eingepreßt wird. Das Material der Isolierunterlage ist nur so geringfügig faserverstärkt, daß sich der Heizleiter beim Eindrücken problemlos in die erhabenen Abschnitte einschneidet. Der Heizleiter wird durch das örtliche Zertrennen des Faserver­ bundes bzw. durch die "Widerhaken-Wirkung" der in Einschub­ richtung ausgerichteten, beiseitegedrängten Faserenden besonders gut verankert. Die Wellenberge 10 werden beim Einpressen je nach lokalem Verlauf des Heizleiterbandes mehr oder weniger quer zu ihrer Längsrichtung durchtrennt, wobei in Fig. 3 gestrichelt gezeichnete Befestigungsabschnitte 20 des Heizleiters 15 formschlüssig in das Material der Wellen­ berge 10 eingreifen und dort im wesentlichen durch Reibung gegen Abheben und Längsverschiebung fixiert sind. Durch die kurzwellige Profilierung der Oberfläche können auf diese Weise eine Vielzahl relativ nahe beieinanderliegender, flächenmäßig kleiner Fixierungsstellen bzw. -flächen für den Heizleiter geschaffen werden. Die durch die Eindrücktiefe und die Wellenform der Profilierung sowie den lokalen Verlauf des Flachbandes relativ zu den Wellen bestimmte Fläche der Befestigungsabschnitte kann so gewählt sein, daß einerseits eine ausreichende mechanische Fixierung des Heizleiters an der Isolierunterlage gewährleistet ist und andererseits möglichst wenig Abstrahlfläche des Heizleiters im Bereich der Befestigungsabschnitt liegt. Der Heizleiter ragt um minde­ stens ein Drittel seiner Höhe über die Oberseite der erhabe­ nen Abschnitte hinaus und liegt über wesentliche Teile seiner Länge völlig frei oberhalb der Isolierunterlage.

Im Bereich der Wellentäler bzw. Vertiefungen 11 wird der nur zu einem Teil seiner Breite in die Isolierunterlage einge­ drückter Heizleiter 15 in einem lichten Abstand 21 oberhalb des trogförmigen Bodens 22 der Wellentäler gehalten und schwebt in diesem Bereich frei und ohne Berührungskontakt mit der Isolierunterlage. Die freischwebenden Bereiche innerhalb der Vertiefungen können sich durch Vergrößerung oder Verklei­ nerung ihrer Krümmung bei Temperaturwechseln anpassen, ohne daß schädliche Spannungen entstehen. Es ist auch zu bemerken, daß die innerhalb des Isoliermaterials liegenden Befesti­ gungsabschnitte 20 im Vergleich zu den freiliegenden, zur Heizleistung direkt beitragenden Oberflächenabschnitte flächenmäßig sehr klein sein können, wodurch der elektrische Wirkungsgrad, das Verhältnis der eingesetzten elektrischen Leistung zur direkt zur Heizung verwendbaren thermischen Leistung, im Vergleich zu größerflächig eingebetteten Heiz­ leitern relativ hoch sein kann.

In Fig. 4 ist ein ausschnittsweiser Querschnitt durch eine andere Ausführungsform einer Isolierunterlage 25 gezeigt, deren Oberseite 26 eine wellenförmige Strukturierung mit im Querschnitt trapezförmigen erhabenen Abschnitten 27 und etwa querschnittsgleich dimensionierten, dazwischen liegenden, trapezförmigen Vertiefungen 28 aufweist. Die Wellenstruktur kann bzgl. Wellenlänge und -amplitude im wesentlichen so wie die in Fig. 1 bis 3 gezeigte Ausführungsform dimensioniert sein. Durch die in einem Neigungswinkel von ca. 45° zur Heizkörperebene geneigten, abschnittsweise im wesentlichen ebenen Seitenflanken 29 der Erhebungen bzw. Wellentäler ist ein im Hinblick auf die Entformung sehr günstige Oberflächen­ struktur geschaffen, bei der die im Bodenbereich abgeflachten Vertiefungen sich generell nach oben erweitern und bei der im Bereich der abgeebneten Plateaus 30 eine gegen mechanische Beschädigungen besonders stabile Struktur geschaffen ist.

Bei einer anderen, nicht dargestellten Ausführungsform hat die Oberflächenstruktur im Querschnitt das Aussehen einer Dreieckswelle, wobei die Dreiecksform ungleichschenklig sein kann, in der Regel aber gleichschenklig ist. Im Bereich der Dreieckscheitel an den Wellenspitzen und/oder den Wellen­ tälern kann die Form abgerundet sein, um beschädigungsgefähr­ dete Kanten zu vermeiden. Auch Profilierungen in Form von Rechteckwellen mit im Querschnitt quadratischen oder generell rechteckförmigen Erhebungen sind möglich.

Bei den beispielhaft gezeigten Wellenstrukturen sind sowohl die Wellenlänge, als auch die Wellenamplitude und die Quer­ schnittsform der Wellen im gesamten profilierten im wesent­ lichen gleichförmig. Dies ist jedoch keineswegs zwingend. So ist es beispielsweise möglich, daß die Vertiefungen bzw. Wellentäler eine andere Querschnittsform haben als die sie begrenzenden erhabenen Abschnitte oder Wellenberge. Es können auch in Wellenrichtung, d. h. senkrecht zum Verlauf der Berg- und Talstruktur unterschiedliche dimensionierte und/oder geformte Erhebungen einzeln oder gruppenweise aufeinander folgen. Es kann statt einer regelmäßigen Abfolge von Bergen und Tälern eine unregelmäßige Folge vorliegen. Eine Wellen­ struktur kann sich aus einer Überlagerung mehrerer bzgl. Wellenform bzw. -gestalt und/oder -Dimensionierung unter­ schiedlicher Wellentypen ergeben. Alternativ oder zusätzlich zu Wellenmustern mit im wesentlichen ebenen Wellenfronten können auch Profilierungen mit gekrümmten Wellenfronten vorliegen, beispielsweise ein konzentrisch zum Rand 5 liegen­ des Ringwellenmuster geeigneter Wellenform. Die Heizzone kann auch nebeneinander liegende Bereiche unterschiedlicher Oberflächenstrukturierung, insbesondere unterschiedlicher Wellenstruktur aufweisen, wodurch insbesondere eine bereichs­ weise Anpassung an ggf. vorliegende unterschiedliche Bedin­ gungen im Hinblick auf Wärmeableitung o. dgl. möglich ist. Einzelne Wellen oder Wellenpakete der Oberflächenstrukturie­ rung können zur vorteilhaften Anpassung der Wellenstruktur an den gewünschten Verlauf des Heizleiters auch im Winkel zu anderen Wellen oder Wellengruppen angeordnet sein.

Claims (17)

1. Heizkörper, insbesondere für Küchengeräte, mit einer Isolierunterlage und mindestens einem an der Oberseite der Isolierunterlage befestigten, elektrischen Heizlei­ ter in Form eines aufrechtstehenden Flachbandes, dadurch gekennzeichnet, daß die Isolierunterlage an ihrer Oberseite mindestens bereichsweise eine wellenförmige Profilierung mit erhabenen Abschnitten (10; 27) und Vertiefungen (11; 28) aufweist, wobei die erhabenen Abschnitte und die Vertiefungen quer zum generellen Verlauf des Heizleiters (15) verlaufen und der Heizlei­ ter in die erhabenen Abschnitte eingreift.

2. Heizkörper nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der, vorzugsweise in seiner Längsrichtung gewellte, Heizleiter (15) in Längsrichtung einen im wesentlichen konstanten Querschnitt mit parallel zueinander verlau­ fenden Breitseiten (18) und durchgängig parallel zuein­ ander verlaufenden Schmalseiten (19) hat.

3. Heizkörper nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich­ net, daß der Heizleiter (15) eine Dicke zwischen ca. 0,02 und ca. 0,1 mm, insbesondere zwischen 0,04 und 0,08 mm, vorzugsweise von ca. 0,05 mm hat und/oder daß er eine Breite zwischen ca. 1 mm und ca. 5 mm, vorzugs­ weise von etwa 3 mm hat.

4. Heizkörper nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein Verhältnis von Masse des Heizleiters (15) zu seiner Nennleistung geringer ist als ca. 7 × 10^-3 Gramm pro Watt [g/W].

5. Heizkörper nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Heizleiter (15) aus einer Eisen-Chrom-Aluminium-Legierung mit einem Alumi­ niumanteil von mehr als 4%, vorzugsweise ca. 5% besteht.

6. Heizkörper nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Heizleiter (15) aus­ schließlich in erhabene Abschnitte (10) eingreift.

7. Heizkörper nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich der Vertiefungen (11) ein lichter Abstand (21) zwischen einem Boden (22) einer Vertiefung und dem Heizleiter (15) besteht.

8. Heizkörper nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein Verhältnis zwischen der Tiefe einer Vertiefung (11) und einer mittleren Höhe des Heizleiters (15) zwischen 0,2 und 3, insbesondere bei ca. 1 liegt.

9. Heizkörper nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Heizleiter (15) über die Oberseite der erhabenen Abschnitte (10) hinausragt, vorzugsweise um zwischen 10% und 80% seiner Höhe, insbesondere um ca. 30% seiner Höhe.

10. Heizkörper nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in einem profilierten Bereich ein mittlerer Abstand zwischen aufeinanderfol­ genden erhabenen Abschnitten (10; 27) zwischen ca. 1 mm und ca. 30 mm, insbesondere zwischen ca. 3 mm und ca. 20 mm liegt.

11. Heizkörper nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in einem profilierten Bereich die Profilierung eine mittlere Profilierungstie­ fe zwischen ca. 1 mm und ca. 10 mm, insbesondere zwischen ca. 2 mm und ca. 6 mm hat.

12. Heizkörper nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die erhabenen Abschnitte Wellenflanken (12; 29) bilden, die in einem mittleren Neigungswinkel von zwischen ca. 30° und ca. 90°, insbe­ sondere zwischen ca. 40° und ca. 75°, zu einer Ebene der Isolierunterlage (2; 25) geneigt sind.

13. Heizkörper nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Profilierung im Bereich von Außen- und/oder Innenkanten abgerundet ist.

14. Heizkörper nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberseite mindestens einen Bereich mit einer Profilierung hat, die im Quer­ schnitt im wesentlichen sinuswellenförmig ist.

15. Heizkörper nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberseite mindestens einen Bereich mit einer Profilierung hat, die im Quer­ schnitt im wesentlichen trapezwellenförmig ist.

16. Heizkörper nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberseite einen Bereich mit einer Profilierung hat, die im Querschnitt im wesentlichen dreieckswellenförmig ist, insbesondere mit Abrundungen im Bereich von Dreieckscheiteln.

17. Isolierunterlage für einen Heizkörper, insbesondere einen Strahlungsheizkörper, mit einer an einer Oberseite der Isolierunterlage vorgesehenen wellenförmigen Profi­ lierung mit erhabenen Abschnitten und Vertiefungen, die zur Befestigung eines in Form eines aufrechtstehenden Flachbandes ausgebildeten Heizleiters durch Eingreifen des Heizleiters in die erhabenen Abschnitte ausgebildet ist, wobei die Profilierung insbesondere gemäß der kennzeichnenden Merkmale von mindestens einem der Ansprüche 10 bis 16 ausgebildet ist.