DE3786745T2

DE3786745T2 - Heizstrahler.

Info

Publication number: DE3786745T2
Application number: DE87309262T
Authority: DE
Inventors: James David Joseph Jackson; Derek Edward Morgan
Original assignee: Micropore International Ltd
Current assignee: Micropore International Ltd
Priority date: 1986-10-25
Filing date: 1987-10-20
Publication date: 1993-11-04
Anticipated expiration: 2007-10-21
Also published as: AU8017587A; GB8625556D0; JPS63116387A; ZA877838B; ATE92233T1; GB2197169B; AU611398B2; JP2540053B2; ES2041692T3; EP0266115A1; CA1275143A; EP0266115B1; DE3786745D1; US4864105A; NZ222249A; GB2197169A; GB8724701D0

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Heizstrahler für einen elektrischen Kocher oder andere elektrische Geräte.
Ein Heizstrahler für einen elektrischen Kocher beinhaltet im allgemeinen eine Bodenschicht aus einem thermisch isolierenden Werkstoff und hat typischerweise eine aufrechte Umfangswandung und ein Heizelement in Gestalt einer Spule aus blankem Widerstandsdraht, die an der Bodenschicht aus thermisch isolierenden Werkstoff befestigt ist.
Es ist bekannt, das Heizelement mittels hitzebeständigem Klebstoff in Position auf der Bodenschicht zu befestigen. Es ist ferner bekannt, das Heizelement mittels Krampen in Position auf der Bodenschicht zu befestigen, wie dies in DE-A-2 806 367 beschrieben ist. Obwohl Krampen dort wirksam sind, wo die Bodenschicht ein kompaktiertes, partikelartiges Material ist, welches einen ausreichenden Reibungswiderstand ausübt, der verhindert, daß die Krampen leicht entfernt werden können, werden andererseits die Krampen in der Bodenschicht nicht fest genug gehalten, wenn diese aus einem faserartigen Material besteht. Die Verwendung von Krampen macht zudem eine Automatisierung des Befestigungsvorgangs des Heizelements auf der Bodenschicht schwierig, da es notwendig ist, eine Heftpistole zwischen benachbarten Windungen des Heizelements einzuführen, um zu verhindern, daß das Heizelement zusammengestaucht wird, und denjenigen Abschnitt des Heizelements genau anzuordnen, der an der Bodenschicht anliegt. Tatsächlich verändert sich der gegenseitige Abstand der Windungen des Heizelements entlang dessen Länge, was es unmöglich macht, die genaue Lage der Windungen hervorzusagen, um die Heftpistole zwischen den Windungen ohne menschliche Hilfe einzusetzen.
Andererseits ist die Verwendung von hitzebeständigem Klebstoff dort wirkungsvoll, wo die Bodenschicht aus einem faserartigen Material besteht. Dies ermöglicht auch eine Automatisierung der Befestigung des Heizelements, da der Klebstoff akkurat auf die Bodenschicht aufgetragen werden kann. Wenn jedoch hitzebeständige Klebstoffe bei Bodenschichten aus kompaktiertem, partikelartigen Material verwendet werden, kann dieser die Bindungsfestigkeit des Materials beeinträchtigen, was zu einer unzuverlässigen Verbindungsstelle zwischen Heizelement und Bodenschicht führt.
Ein Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, einen Heizstrahler für ein Elektrogerät zu schaffen, bei dem ein Heizelement auf einer Bodenschicht aus kompaktiertem, partikelartigen Material mittels einem adhäsiven Material wie Klebstoff befestigt werden kann.
Nach einem Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Heizstrahler für ein Elektrogerät bereitgestellt, der aufweist: eine Schüssel, eine Schicht aus kompaktiertem, partikelartigen, elektrisch und thermisch isolierenden Material, die innerhalb der Schüssel aufgenommen ist, ein Heizelement aus blankem Draht, das innerhalb der Schüssel aufgenommen ist und Mittel zum Befestigen des Heizelements mit der Isolationsmaterialschicht, dadurch gekennzeichnet, daß die Befestigungsmittel gebildet werden von einer Vielzahl von Stäben, die in der Schicht in einer vorbestimmten Anordnung aufgenommen sind, wobei jeder Stab einen Abschnitt besitzt, der von Außerhalb der Schicht her zugänglich ist, und von einem adhäsiven Material, das an jedem zugänglichen Abschnitt so vorgesehen ist, daß das Heizelement aus blankem Draht zumindest teilweise in dem adhäsiven Material eingetaucht ist.
Vorzugsweise beinhaltet das adhäsive Material einen hitzebeständigen Klebstoff. Die Stäbe können in die Schicht eingebracht sein und aus dieser hervorstehen. Die Stäbe können aus Metall oder aus hitzebeständigem Material hergestellt sein.
Nach einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung eines Heizstrahlers für ein Elektrogerät vorgesehen, das die Schritte des Kompaktierens eines partikelartigen, elektrisch und thermisch isolierenden Materials zur Bildung einer Schicht und des Befestigens eines Heizelements aus blankem Draht an der Schicht beinhaltet, und die zusätzlichen Schritte des Anordnens einer Vielzahl von Stäben in der Schicht in einer vorbestimmten Anordnung, wobei jeder Stab einen von außerhalb der Schicht zugänglichen Abschnitt besitzt, und des Befestigens des Heizelements an jedem Stab mittels eines adhäsiven Materials, das an jedem der zugänglichen Abschnitte so vorgesehen ist, daß das Heizelement aus blankem Draht zumindest teilweise in dem adhäsiven Material eingetaucht ist, beinhaltet.
Heizstrahler nach dieser Erfindung für ein Elektrogerät werden nachfolgend anhand eines Beispiels unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung beschrieben werden, in der
Figur 1 einen diagrammatischen Querschnitt eines Heizstrahlers zeigt,
Figur 2 eine Draufsicht des Heizstrahlers aus Figur 1 zeigt,
Figur 3 eine maßstabsvergrößerte Ansicht eines Teils des Heizstrahlers aus Fig. 1 zeigt und
Figuren 4-8 verschiedene Modifikationen zu dem Heizstrahler aus Fig. 1 zeigen.
Die Figuren 1, 2 und 3 zeigen einen Heizstrahler, der eine metallene Schüssel 2 aufweist, die eine Bodenschicht 4 aus einem kompaktierten, partikelartigen, elektrisch und thermisch isolierenden Material beinhaltet. Vorzugsweise ist das die Bodenschicht 4 bildende Material ein kompaktiertes, mikroporöses, thermisch isolierendes Material, das Silikat aerogel oder pyrogenes Silikat, ein Infrarot-Trübungsmittel (wie z.B. Titandioxyd) und eine Verstärkungsfaser (wie z.B. eine keramische Faser) beinhaltet. Ein solcher Werkstoff wird von Micropore International Limited unter dem eingetragenen Warenzeichen MICROTHERM vertrieben.
Auf der Bodenschicht 4 ist eine umlaufende Wandung 6 aus einem thermisch isolierenden Material, wie z.B. aus einem Keramikfaserwerkstoff, positioniert. Eine Anzahl Stäbe 8 sind in Nuten 7 (in Figur 2 gestrichelt dargestellt), welche in der Bodenschicht 4 ausgebildet sind, aufgenommen, wobei die Stäbe 8 in das kompaktierte, partikelartige Material so eingepresst sind, das die nichtsichtbaren Enden der Stäbe kurz vor Berühren der Metallschüssel 2 enden. Die Stäbe können automatisiert eingesetzt werden, mit einem Abstand zueinander, der in der Größenordnung von einem oder zwei Zentimetern liegt. Die Stäbe können aus einer hitzebeständigen Keramik wie beispielsweise Aluminiumoxyd oder Steatit, oder aus einem Metall wie Stahl hergestellt sein. Die Stäbe sollten eine niedrige Wärmekapazität besitzen, um nicht als Wärmesenken zu wirken. Die Stäbe können ein- oder mehrbeinig ausgebildet sein und einen Bart bilden.
Auf den freiliegenden Kopfpartien eines jeden Stabes 8 ist eine Wulst 10 aus Klebstoff oder einem anderen adhäsiven Material aufgebracht. Der Klebstoff kann mittels einem automatisierten Spender (nicht gezeigt) aufgetragen werden und kann ein hitzebeständiger Klebstoff sein, der vorzugsweise bei Raumtemperatur aushärtet, beispielsweise Wasserglas. Ein Heizelement 12 in Gestalt einer Spule aus blankem Widerstandsdraht 14 ist in den Nuten 7, die der Bodenschicht 4 geformt sind, aufgenommen und in jedem der Klebstoffwülste 10 teilweise eingetaucht. (Das Heizelement ist in Figur 2 aus Gründen der Übersichtlichkeit nicht dargestellt.)
Wir haben herausgefunden, daß das Heizelement in solch einem Heizstrahler fest gegen die Bodenschicht an seinem Platz gehalten wird und sich auch im Falle, daß die Heizung vibrationen ausgesetzt wird, nicht löst.
Ein Heizstrahler wie er in den Figuren 1 und 2 gezeigt ist kann hergestellt werden in dem, z.B., die Schüssel 2 aus einem Metallblech gepreßt wird und das partikelartige Isolationsmaterial darin ausgebreitet wird. Das Isolationsmaterial wird in einer Presse kompaktiert, wobei die Nuten 7 von einem in geeigneterweise ausgebildeten Formgebungswerkzeug geformt werden. Die umlaufende Wandung 6 wird in ähnlicher Weise durch modellieren von Keramikfasern gebildet.
Die Stäbe 8 werden in die Schicht 4 eingepresst und eine Wulst 10 eines hitzebeständigen Klebstoffs an der freiliegenden Kopfpartie eines jeden Stabes 8 aufgebracht. Hiernach wird das Heizelement 12, das vorzugsweise zuvor in die gewünschte Kontur umgeformt worden ist, in die Nuten 7 positioniert, so daß es in jedem der Klebstoffwülste 10 teilweise eingetaucht liegt. Das Element 12 wird an seinem Platz gehalten bis der Klebstoff genügend ausgehärtet ist, so daß das Element 12 nicht abgelöst werden kann.
Verschiedene Alternativen und Modifikationen der oben beschriebenen Anordnung sind möglich. Abhängig der Stärke des adhäsiven Materials kann es unnötig sein, daß der Draht 14 vollständig in dem adhäsiven Material eingetaucht ist, wie dies in Figur 3 gezeigt ist. In diesem Fall kann der Draht 14 teilweise eingetaucht sein, oder es kann eine zwischen dem Draht 14 und jedem Stab 8 befindliche Lage adhäsiven Materials ausreichend sein, wie in Figur 4 gezeigt ist.
Die Stäbe 8 brauchen nicht von der Schicht 4 Isolationsmaterial hervorzustehen. Die oberen Enden können statt dessen mit der Oberfläche der Schicht 4 bündig abschließen, wie dies in Figur 5 gezeigt ist, oder gar in der Schicht 4 unter Bildung einer Sicke eingetaucht sein, wie in Figur 6 gezeigt ist, wobei das adhäsive Material in die Sicke einfließt, um an dem Stirnende der Stäbe 8 zu kleben.
Wenn die Stäbe 8 oder die Schüssel 2 aus einem elektrisch isolierenden Werkstoff hergestellt sind, dann können die Stäbe 8 von der Schüssel 2 abstehen. Wenn die Stäbe 8 und die Schüssel 2 elektrisch isolierend sind, dann können die Stäbe 8 einteilig mit der Schüssel 2 (z.B. durch Formpressen) hergestellt sein, wie dies in Figur 7 gezeigt ist. Es ist ferner möglich die Schicht 4 aus Isolationsmaterial getrennt zu formen, die Stäbe 8 von der Rückseite der Schicht 4 her einzustecken und diesen Zusammenbau dann in die Schüssel 2 zu plazieren.
Figur 8 zeigt die mögliche Verwendung eines Materials 16, das nicht an dem Draht 14 klebt, dieses dennoch mit den Stäben 8 verbindet, indem vorgesehen wird, daß das Material 16 mit dem Element 1 durch Bildung einer Schleife, die den das Element 12 bildenden Draht 14 umschließt, eingreift. Das Material 16 könnte ebenso geformt sein, um mit den Stäben 8 einzugreifen, z.B. um einen vergrößerten Kopfbereich herum, der an den Stäben 8 vorgesehen ist.
Anstatt den Klebstoff 10 auf den Stäben 8 aufzutragen, bevor das Element 12 in Position gebracht wird, kann das Element 12 positioniert werden und dann Klebstoff 10 über die mit dem Element 12 ausgerichteten Stäben 8 aufgebracht werden. Um dies zu vereinfachen können die Stäbe 8 lang genug ausgebildet sein, um über das Element 12 hinauszuragen, wenn dieses auf der Schicht 4 angeordnet ist. In diesem Fall kann ebenfalls ein Material verwendet werden, das nicht an dem Element 12 klebt.

Claims

1. Heizstrahler für ein Elektrogerät, mit einer Schüssel (2), einer Schicht (4) aus kompaktiertem, partikelartigen, elektrisch und thermisch isolierenden Material, die innerhalb der Schüssel aufgenommen ist, einem Heizelement (12) aus blankem Draht, das innerhalb der Schüssel aufgenommen ist und Mitteln zum Befestigen des Heizelements mit der Schicht aus Isolationsmaterial, dadurch gekennzeichnet, daß die Befestigungsmittel gebildet werden von einer Vielzahl von Stäben (8), die in der Schicht (4) in einer vorbestimmten Anordnung aufgenommen sind, wobei jeder Stab einen Abschnitt besitzt, der von außerhalb der Schicht her zugänglich ist, und von einem adhäsiven Material (10), das an jedem zugänglichen Abschnitt so vorgesehen ist, daß das Heizelement (12) aus blankem Draht zumindest teilweise in dem adhäsiven Material eingetaucht ist.

2. Heizstrahler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das adhäsive Material (10) einen hitzebeständigen Klebstoff beinhaltet.

3. Heizstrahler nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Stäbe (8) in die Schicht (4) eingebracht sind.

4. Heizstrahler nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Stäbe (8) aus der Schicht (4) hervorstehen.

5. Heizstrahler nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Stäbe (8) aus Metall hergestellt sind.

6. Heizstrahler nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Stäbe (8) aus hitzebeständigem Material hergestellt sind.

7. Verfahren zur Herstellung eines Heizstrahlers für ein Elektrogerät, das die Schritte des Kompaktierens eines partikelartigen, elektrisch und thermisch isolierenden Materials zur Bildung einer Schicht (4) und des Befestigens eines Heizelements (4) aus blankem Draht an der Schicht (4) beinhaltet, gekennzeichnet durch die zusätzlichen Schritte des Anordnens einer Vielzahl von Stäben (8) in der Schicht (4) in einer vorbestimmten Anordnung, wobei jeder Stab (8) einen von außerhalb der Schicht (4) zugänglichen Abschnitt besitzt, und des Befestigens des Heizelements (12) an jedem Stab (8) mittels eines adhäsiven Materials, das an jedem der zugänglichen Abschnitte so vorgesehen ist, daß das Heizelement (12) aus blankem Draht zumindest teilweise in dem adhäsiven Material eingetaucht ist.