EP0103741B1 - Heizelement, insbesondere Strahlungsheizelement für die Beheizung von Glaskeramikplatten - Google Patents

Heizelement, insbesondere Strahlungsheizelement für die Beheizung von Glaskeramikplatten Download PDF

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EP0103741B1
EP0103741B1 EP83107991A EP83107991A EP0103741B1 EP 0103741 B1 EP0103741 B1 EP 0103741B1 EP 83107991 A EP83107991 A EP 83107991A EP 83107991 A EP83107991 A EP 83107991A EP 0103741 B1 EP0103741 B1 EP 0103741B1
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EP
European Patent Office
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heating
heating resistor
series
heating element
resistor
Prior art date
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EP83107991A
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EP0103741A2 (de
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Gerhard Goessler
Eugen Wilde
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EGO Elektro Geratebau GmbH
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EGO Elektro Gerate Blanc und Fischer GmbH
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    • H05B2213/04—Heating plates with overheat protection means

Definitions

  • the invention relates to a radiant heating element for heating glass ceramic plates in cooking appliances, with at least two areas with clocking power-controlled electrical heating resistors and a temperature limiter with a temperature sensor extending over both areas.
  • the object of the invention is to provide a heating element which, despite increased performance and good manufacturability, permits uniform heat distribution when both heating zones are switched on.
  • the invention achieves this object in that a series heating resistor arranged in the outer region of the heating element can be connected in series to a central heating resistor and can be switched off in a switching state of the temperature limiter.
  • a high output with a high specific heating surface load can be installed in the central heating resistor in the central zone, while a uniform power distribution is achieved by the series heating resistor over the entire heating surface of the heating element.
  • the ballast resistor can be arranged in the outer region or the heating zone in addition to a further heating resistor which can be connected in parallel with the central heating resistor, for example.
  • the power distribution can be set as desired.
  • the specific heating surface load of the central zone can be reduced due to the series heating resistance.
  • This embodiment is also suitable for heating elements which deliberately have two differently sized or differently designed heating zones which are switched on differently depending on the size or shape of the pot.
  • the ballast heating resistor can be connected upstream to normal power in order to reduce an increased switch-on power provided in the central heating resistor. If the pre-heating resistor closely surrounds a central heating zone containing the other heating resistor, the result is a total cooking surface which is often not significantly larger than that occupied by the central heating resistor.
  • the total cooking surface switched on with a series heating resistor has a lower overall output than the central zone alone, especially when switched on.
  • the outer area can be integrated into an overall winding to the extent that it takes up the outer of the spirally laid turns of both heating zones.
  • DE-A-30 07 037 also shows, in the case of heating elements with two areas, in accordance with the heat effect on the temperature sensor of a temperature limiter which is limited to only a certain area in a heating zone, to equip it with switches of different response temperature in order to switch off at a comparable surface temperature of the glass ceramic plate to reach. It is then necessary to lay four supply lines between the control unit and the heating element and to design the switch for the second heating zone as a double switch. If, in a particularly preferred exemplary embodiment of the invention, a temperature limiter is provided with two contacts of different response temperature, of which the one with a low response temperature is designed as a changeover contact, this problem is solved.
  • the changeover switch switches the heating resistor, which can also be switched on individually, when the lower adjusted response temperature is reached from a current branch upstream of the switch to a current branch downstream of the switch, so that it is switched off on its own, but when both heaters are switched on zones is switched on again with its power possibly reduced by the series resistor.
  • This circuit only requires three hotplate feed lines and a simple switch for connecting the second heating zone.
  • FIG. 1 and 2 are schematic top views and circuit diagrams of a heating element and its control.
  • a radiant heating element 11 is shown for a glass ceramic hotplate of a cooker. It contains on an insulating support 12 heating resistors 13, 14, 15, which consist of wire coils, which are attached in the form of arcs, spirals or double spirals on the surface of the insulating support.
  • heating zones 16, 17, are arranged in two areas, hereinafter referred to as heating zones 16, 17, the central heating zone 16 containing the heating resistor 13 and being surrounded by an annular heating zone 17 with a substantially larger total area, in which a main heating resistor 14 in the form of an annular loop with four Coils running parallel to one another, but the heating resistor 15 is arranged in the form of a simple, curved loop between the two outer strands over a sector of, for example, 60 ° and supplements the main heating resistor 14 on the four strands there.
  • a rod-shaped temperature sensor 18 of a temperature limiter 19 protrudes diametrically over both heating zones 16, 17 and protects the glass ceramic plate from harmful overheating by switching off the heating resistors.
  • the temperature limiter contains two switching contacts 20, 21 which are adjusted to different response points and of which the contact 21 is a changeover contact.
  • a clocking power control device 22 is used to control the power. It contains a bimetal 23 which is heated by a control heating resistor 24 and which acts on a switch 25, the power which is thereby clocked in different relative operating times being adjustable via an adjusting knob 26.
  • the outer heating zone 17 can be activated by an additional switch 27.
  • the power supply to the heating element 11 takes place via the switch 25 and the contact 20 of the temperature limiter 19 adjusted to a higher temperature.
  • the heating resistors 14 and 13 are connected to this branch 28.
  • the other end of the middle heating resistor 13 runs to the other switching contact 21 of the temperature limiter and can be branched there to two connections which are connected on the one hand to the other network pole 29 and on the other hand to a feed line 30 to the series heating resistor 15.
  • the other ends of the heating resistors 14, 15 are put together at the switch 27.
  • the function of the heating element is as follows (Fig. 1): When the switch 27 is open, only the central heating zone 16 is operated, for example if only a small pot is to be heated. When the power control device is switched on via the setting knob 26, the switch 25 is closed and the middle heating zone is operated at its full power, for example approx Can be 50% of the total power of the heating element. This results in a relatively quick heating of the small cooking vessel.
  • the middle heating zone 16 heats only the middle part of the temperature sensor 18 to full temperature, so that the resulting expansion of the temperature sensor is less than when the temperature sensor is fully loaded. Since the changeover contact is adjusted to a lower response point, the heating resistor 13 nevertheless switches off at the correct limiting temperature. The switch contact 21 then switches to the contact 31.
  • the outer heating zone 17 is switched on via the additional switch 27, then with a previously cold heating element, i. H. not yet responding contact 21, the undiminished power of the heating resistor 13, for example 900 watts, and the power of the heating resistor 14 (e.g. 1400 watts) switched on, so that a high total power for boiling is switched on. Since the entire temperature sensor length is now heated, the contact 21 is switched over much earlier, i.e. at a temperature significantly below the limit temperature. By switching to contact 31, heating resistor 15 is now connected in series to heating resistor 13, so that the power of heating resistor 13 is considerably reduced (for example to 650 watts), while the outer heating zone has a relatively small amount of power due to the pre-heating resistor 15 will be added.
  • the specific heating surface loads can be adapted to the circumstances by appropriately dimensioning the heating resistors. In any case, it is possible to achieve a uniform specific heating surface load over the entire surface, or even to choose a lower one in the central area.
  • the contact 20 switches off the total power and switches it on again when the temperature drops.
  • the arrangement of the heating resistors can be different.
  • the arrangement of the switch-on heating resistor 15 which is limited to a ring segment, this could also be arranged, for example, as a winding that runs around the entire heating element.
  • the advantage remains that the ballast heating resistor not only reduces the performance of the other heating zone, but also that Switch-on heating zone 17 receives additional power from the ballast heating resistor.
  • the arrangement can also be useful with a configuration other than circularly concentric, for example with a rectangular heating element with a central round hotplate and additional heating zones attached on both sides, the elongated rectangular cooking surfaces being mostly used for heating and therefore a uniform power distribution is particularly important.
  • the temperature limiter described has the advantage that the switch options described are possible with only one additional switch 27 as a result of the changeover switch 21, since when the lower response temperature is reached, the changeover switch switches the heating resistor 13, which was previously only switched on, in parallel with the heating resistor 14, with the ballast heating resistor itself 15 is connected upstream.
  • FIG. 2 shows a heating element in which there are two heating zones 16a, 17a, but which are not as clearly separated from one another as in FIG. 1. They are not intended, as in FIG. 1, to heat pots of different sizes , but are assigned to a cooktop of a uniform size. Accordingly, the bowl-shaped insulating body 35, in which the heating resistors 13a, 15a are arranged, also has no internal subdivisions, but only an edge 36 surrounding the common cooking area formed from the two heating zones, which lies against the underside of the glass ceramic plate.
  • the arrangement of the heating resistors is such that the inner heating resistor 13a takes up most of the area, while the outer heating resistor 15a is practically limited to the outer winding .
  • both heating elements are continuous in the form of a double spiral, i. H. a spiral with two parallel turns in the reverse turns in the middle of the heating element.
  • the outer heating resistor extends between a connection 37 and a tap 38, which is formed by an inserted connecting pin between the heating resistors 13a, 15a, while the central main heating resistor 13a is connected between a connection 39 on the inside of the outer double turn and the tap 38 .
  • a temperature limiter 19a is provided, the rod temperature sensor 18a of which projects somewhat eccentrically over both heating zones 16a, 17a.
  • the temperature limiter 19a has only a simple switching contact, which is opened when the response temperature is reached.
  • the heating resistor 13a alone is switched on, which has a comparatively large output. It corresponds to a parboiling rate, i.e. a higher output than the heating element should have in the permanent state.
  • the wire from which the heating coil 13a is made can therefore be relatively thick and is therefore easy to lay and thermally and mechanically durable.
  • This power is clocked according to the response of the power control device 23, 24, 25 according to the set power value.
  • the switch 27 is opened, the previously short-circuited heating resistor 15a is connected in series in front of the heating resistor 13a, so that both heating resistors together now have a lower output than the heating resistor 13a alone. In this position, both heating zones 16a, 17a are switched on and there is a more evenly distributed, but lower power which is used for continued cooking.
  • the strong power concentration in the heating area is also less critical, since in this area the food is still cold and does not tend to boil or partially burn, while in the continued cooking area, if this becomes critical, the comparatively lower power is available.
  • the service life of the heating elements is also surprisingly good. Despite the heavy load on the heating resistor 13a during the boil-up phase, this does not reduce the service life, because this time is usually very short.
  • the switch 27 is preferably operated manually, but could also be operated thermally or by a timer.

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Description

  • Die Erfindung betrifft ein Strahlungsheizelement, für die Beheizung von Glaskeramikplatten in Kochgeräten, mit wenigstens zwei Bereichen mit taktend leistungsgesteuerten elektrischen Heizwiderständen und einem Temperaturbegrenzer mit einem sich über beide Bereiche erstreckenden Temperaturfühler.
  • Aus der DE-A-30 07 037 ist ein Heizelement mit zwei konzentrischen Heizzonen bekanntgeworden. Es ist erwünscht, die Leistung der mittleren Heizzone kräftig zu erhöhen, um bei kleinen Kochgefässen eine kurze Ankochzeit zu erreichen. Eine Gesamtleistung über einer bestimmten Grenze, beispielsweise 2100 W, ist nicht möglich, wenn die Steuerung mit einem taktenden Leistungssteuergerät vorgenommen werden soll. Die hohen Ein- und Ausschaltströme und die notwendige Schaltfrequenz belasten das Stromnetz unzulässig. Erhöht man die Leistung der mittleren Heizzone auf Kosten der anderen, ergibt sich bei Zusammenschaltung eine ungünstige Wärmeverteilung. Ferner sind Heizwiderstände mit zu kleiner Leistung für höhere Spannungen, insbesondere 380V, schwer herzustellen, weil die Drähte zu dünn werden und sich schlecht auf dem Isolierkörper des Heizelementes befestigen lassen.
  • Aus den DE-B-1 239 034 und 1 097 586 sind sog. Siebentakt-Schaltungen für Gusskochplatten bekanntgeworden, in deren Kochplattenkörper mehrere, meist drei, Heizwiderstände möglichst gleichmässig über die Heizfläche verteilt eingebettet sind und die durch einen Mehrtaktschalter in verschiedenen Kombinationen von Einzel-, Parallel- und Reihenschaltung geschaltet werden, um mehrere, meist sieben, aufeinanderfolgende Leistungsstufen (einschliesslich der Null-Stellung) zu erreichen. Dabei ist die Reihenschaltung jeweils als unterste Wärmestufe vorgesehen. Die Anordnung der Heizwiderstände in diesen Gusskochplatten ist so vorgesehen, dass möglichst alle drei Heizwiderstände alle Bereiche erreichen, indem die drei Heizwiderstände beispielsweise in Form einer dreigängigen parallelen Spirale angeordnet sind.
  • Aufgabe der Erfindung ist es, ein Heizelement zu schaffen, das trotz erhöhter Leistung bei guter Herstellbarkeit eine gleichmässige Wärmeverteilung bei Einschaltung beider Heizzonen erlaubt.
  • Die Erfindung löst diese Aufgabe dadurch, dass ein im äusseren Bereich des Heizelementes angeordneter Vorschalt-Heizwiderstand einem Zentral-Heizwiderstand in Reihe vorschaltbar und in einem Schaltzustand des Temperaturbegrenzers abschaltbar ist.
  • Dadurch kann in dem Zentral-Heizwiderstand in der Mittelzone eine hohe Leistung bei hoher spezifischer Heizflächenbelastung installiert werden, während durch den Vorschalt-Heizwiderstand auf die Gesamtheizfläche des Heizelementes eine gleichmässige Leistungsverteilung erreicht wird. Dazu kann bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Vorschaltwiderstand in dem äusseren Bereich bzw. der Heizzone zusätzlich zu einem weiteren Heizwiderstand angeordnet sein, der mit dem Zentral-Heizwiderstand beispielsweise parallel geschaltet sein kann. Die Leistungsverteilung ist dabei beliebig einzustellen. Beim Betrieb beider Bereiche kann die spezifische Heizflächenbelastung der Mittelzone infolge des Vorschalt-Heizwiderstandes geringer werden. Diese Ausführungsform ist auch für Heizelemente geeignet, die bewusst zwei verschieden grosse oder unterschiedlich gestaltete Heizzonen haben, die entsprechend der Topfgrösse oder -form unterschiedlich eingeschaltet werden.
  • Die Anordnung von zwei Bereichen, die im Betrieb kaum voneinander getrennt sind, kann auch sinnvoll sein. Es kann auch die Allein-Einschaltung eines Heizwiderstandes einer Leistungserhöhung in einer Ankochphase oder dgl. dienen. Erfindungsgemäss kann der Vorschalt-Heizwiderstand zur Minderung einer in dem Zentral-Heizwiderstand vorgesehenen erhöhten Einschaltleistung auf Normalleistung vorgeschaltet sein. Wenn dabei der Vorschalt-Heizwiderstand eine mittlere, den anderen Heizwiderstand enthaltende Heizzone eng umgibt, so ergibt sich eine Gesamtkochfläche, die oft nicht wesentlich grösser ist, als die, die vom Zentral-Heizwiderstand eingenommen wird.
  • In einem Ankochbereich kann eine erhöhte konzentriertere Leistung geschaffen werden, die im Zusammenwirken mit den in diesem Zustand auch noch kalten Kochgefässen und der damit stärkeren Kühlung der Glaskeramikplatte auch einen erhöhten Leistungsdurchsatz bewirkt.
  • Die eingeschaltete Gesamtkochfläche mit Vorschalt-Heizwiderstand hat, insbesondere zum Einschaltzustand, eine geringere Gesamtleistung als die Mittelzone allein. Der äussere Bereich kann insofern in eine Gesamtwicklung integriert sein, dass sie die äussere der spiralförmig gelegten Windungen beider Heizzonen einnimmt.
  • Die DE-A-30 07 037 zeigt auch, bei Heizelementen mit zwei Bereichen, entsprechend der bei einer Heizzone nur auf einen bestimmten Bereich beschränkten Wärmeeinwirkung auf den Temperaturfühler eines Temperaturbegrenzers, diesen mit Schaltern unterschiedlicher Ansprechtemperatur auszurüsten, um eine Abschaltung bei vergleichbarer Oberflächentemperatur der Glaskeramikplatte zu erreichen. Dabei ist es dann nötig, zwischen dem Steuergerät und dem Heizelement vier Zuleitungen zu verlegen und den Zuschalter für die zweite Heizzone als Doppelschalter auszubilden. Wenn bei einem besonders bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung ein Temperaturbegrenzer mit zwei Kontakten unterschiedlicher Ansprechtemperatur vorgesehen ist, von denen der mit niedriger Ansprechtemperatur als Umschaltkontakt ausgebildet ist, wird dieses Problem gelöst. Der Umschalter schaltet dabei den auch einzeln einzuschaltenden Heizwiderstand bei Erreichen der niedriger justierten Ansprechtemperatur von einem Stromzweig vor dem Zuschalter auf einen Stromzweig hinter dem Zuschalter um, so dass er in Alleinschaltung ausgeschaltet ist, jedoch bei Einschaltung beider Heizzonen wieder mit seiner ggf. durch den Vorwiderstand erniedrigten Leistung eingeschaltet ist. Diese Schaltung benötigt nur drei Kochplattenzuleitungen und einen einfachen Schalter für die Zuschaltung der zweiten Heizzone.
  • Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und der Beschreibung im Zusammenhang mit den Zeichnungen. Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im folgenden näher erläutert. Es zeigen:
  • Fig. 1 und 2 schematische Draufsichten und Schaltbilder je eines Heizelementes und seiner Steuerung.
  • In der Zeichnung ist ein Strahlungsheizelement 11 für eine Glaskeramikkochplatte eines Kochherdes dargestellt. Es enthält auf einem Isolierträger 12 Heizwiderstände 13, 14, 15, die aus Drahtwendeln bestehen, die in Form von Kreisbögen, Spiralen oder Doppel-Spiralen auf der Oberfläche des Isolierträgers befestigt sind. Sie sind in zwei im folgenden als Heizzonen 16,17 bezeichnete Bereichen angeordnet, wobei die mittlere Heizzone 16 den Heizwiderstand 13 enthält und von einer ringförmigen Heizzone 17 mit wesentlich grösserer Gesamtfläche umgeben ist, in der ein Haupt-Heizwiderstand 14 in Form einer Ringschlaufe mit vier zueinander parallel verlaufenden Wendeln angeordnet, wobei jedoch zwischen den beiden äusseren Strängen über einen Sektor von beispielsweise 60° der Heizwiderstand 15 in Form einer einfachen, gebogenen Schlaufe angeordnet ist und dort den Haupt-Heizwiderstand 14 auf die vier Stränge ergänzt.
  • Diametral über beide Heizzonen 16, 17 hinweg ragt ein stabförmiger Temperaturfühler 18 eines Temperaturbegrenzers 19, der die Glaskeramikplatte durch Abschaltung der Heizwiderstände vor einer schädlichen Überhitzung schützt. Der Temperaturbegrenzer enthält zwei Schaltkontakte 20, 21, die auf unterschiedliche Ansprechpunkte justiert sind und von denen der Kontakt 21 ein Umschaltkontakt ist.
  • Ein taktendes Leistungssteuergerät 22 dient zur Steuerung der Leistung. Es enthält ein von einem Steuerheizwiderstand 24 beheiztes Bimetall 23, das auf einen Schalter 25 einwirkt, wobei über einen Einstellknopf 26 die dadurch in unterschiedlicher relativer Einschaltdauer getaktete Leistung einstellbar ist. Durch einen Zusatzschalter 27 ist die äussere Heizzone 17 zuschaltbar.
  • Die Leistungszuführung zum Heizelement 11 erfolgt über den Schalter 25 und den auf eine höhere Temperatur justierten Kontakt 20 des Temperaturbegrenzers 19. An diesen Zweig 28 sind die Heizwiderstände 14 und 13 geschaltet. Das andere Ende des mittleren Heizwiderstandes 13 läuft zum anderen Schaltkontakt 21 des Temperaturbegrenzers und kann dort auf zwei Anschlüsse verzweigt werden, die einerseits mit dem anderen Netzpol 29 und andererseits mit einer Zuleitung 30 zu dem Vorschalt-Heizwiderstand 15 in Verbindung stehen. Die jeweils anderen Enden der Heizwiderstände 14, 15 sind zusammen an den Schalter 27 gelegt.
  • Die Funktion des Heizelementes ist wie folgt (Fig. 1): Bei geöffnetem Schalter 27 wird lediglich die mittlere Heizzone 16 betrieben, beispielsweise wenn nur ein kleiner Topf erwärmt werden soll. Bei Einschaltung des Leistungssteuergerätes über den Einstellknopf 26 wird der Schalter 25 geschlossen und über den geschlossenen Kontakt 20 des Temperaturbegrenzers 19 und den in der in der Zeichnung dargestellten Lage befindlichen Umschaltkontakt 21 wird die mittlere Heizzone mit ihrer vollen Leistung betrieben, die beispielsweise ca. 40 bis 50% der Gesamtleistung des Heizelementes betragen kann. Dadurch wird eine relativ schnelle Erwärmung des kleinen Kochgefässes erzielt. Die mittlere Heizzone 16 heizt nur den mittleren Teil des Temperaturfühlers 18 auf volle Temperatur auf, so dass die resultierende Ausdehnung des Temperaturfühlers geringer ist, als bei vollständiger Beaufschlagung des Temperaturfühlers. Da der Umschaltkontakt auf einen niedrigeren Ansprechpunkt justiert ist, schaltet der Heizwiderstand 13 trotzdem bei der richtigen Begrenzungstemperatur ab. Der Umschaltkontakt 21 schaltet dann auf den Kontakt 31 um.
  • Wenn die äussere Heizzone 17 über den Zusatzschalter 27 eingeschaltet wird, so wird bei vorher kaltem Heizelement, d. h. noch nicht ansprechendem Kontakt 21, die ungeminderte Leistung des Heizwiderstandes 13, beispielsweise 900 Watt, und die Leistung des Heizwiderstandes 14 (z.B. 1400 Watt) eingeschaltet, so dass eine hohe Gesamtleistung zum Ankochen eingeschaltet ist. Da jetzt die gesamte Temperaturfühlerlänge beheizt wird, erfolgt die Umschaltung des Kontaktes 21 wesentlich früher, d.h. bei einer wesentlich unter der Begrenzungstemperatur liegenden Temperatur. Durch die Umschaltung auf den Kontakt 31 wird jetzt dem Heizwiderstand 13 der Heizwiderstand 15 in Reihe vorgeschaltet, so dass die Leistung des Heizwiderstandes 13 erheblich gemindert wird (beispielsweise auf 650 Watt), während der äusseren Heizzone ein wenn auch relativ geringer Leistungsanteil durch den Vorschaltheizwiderstand 15 hinzugefügt wird. Durch die entsprechende Bemessung der Heizwiderstände können die spezifischen Heizflächenbelastungen den Gegebenheiten angepasst werden. In jedem Falle ist es aber möglich, eine gleichmässige spezifische Heizflächenbelastung über die gesamte Fläche zu erzielen, oder sie im Mittelbereich sogar niedriger zu wählen.
  • Bei Erreichen der Begrenzungstemperatur schaltet der Kontakt 20 die Gesamtleistung ab und bei absinkender Temperatur wieder ein.
  • Von der dargestellten Ausführungsform sind zahlreiche Abwandlungen möglich. So kann beispielsweise die Anordnung der Heizwiderstände unterschiedlich sein. Statt der auf ein Ringsegment begrenzten Anordnung des Zuschalt-Heizwiderstandes 15 könnte dieser beispielsweise auch als eine um das gesamte Heizelement umlaufende Windung angeordnet sein. In jedem Falle bleibt der Vorteil, dass durch den Vorschalt-Heizwiderstand nicht nur die Leistung der anderen Heizzone gemindert wird, sondern auch die Zuschaltheizzone 17 eine zusätzliche Leistung durch den Vorschalt-Heizwiderstand erhält.
  • Die Anordnung kann auch bei anderer als kreisförmig konzentrischer Anordnung brauchbar sein, beispielsweise bei einem Rechteckheizkörper mit einer zentralen runden Kochstelle und an beiden Seiten angesetzten Zusatzheizzonen, wobei die langgestreckt rechteckigen Kochflächen meist zum Wärmen benutzt werden und daher eine gleichmässige Leistungsverteilung besonders wichtig ist.
  • Der beschriebene Temperaturbegrenzer hat den Vorteil, dass durch den Umschalter 21 die beschriebenen Schaltmöglichkeiten mit nur einem Zusatzschalter 27 möglich sind, da der Umschalter beim Erreichen der niedrigeren Ansprechtemperatur den vorher allein eingeschalteten Heizwiderstand 13 dem Heizwiderstand 14 parallel schaltet, wobei ihm selbst der Vorschalt-Heizwiderstand 15 vorgeschaltet wird.
  • Fig. 2 zeigt ein Heizelement, bei dem zwar zwei Heizzonen 16a, 17a vorhanden sind, die jedoch nicht so deutlich voneinander getrennt sind wie bei Fig. 1. Sie sind nicht, wie in Fig. 1, dazu gedacht, Töpfe unterschiedlicher Grösse zu beheizen, sondern sind einer Kochstelle von einheitlicher Grösse zugeordnet. Dementsprechend hat der schüsselförmige Isolierkörper 35, in dem die Heizwiderstände 13a, 15a angeordnet sind, auch keine inneren Unterteilungen, sondern nur einen die aus beiden Heizzonen gebildete gemeinsame Kochstelle umgebenden Rand 36, der an der Unterseite der Glaskeramikplatte anliegt.
  • Bei gleichem Aufbau der Steuerschaltung 22 wie in Fig. 1 (gleiche Teile tragen gleiche Bezugszeichen), ist die Anordnung der Heizwiderstände so, dass der innere Heizwiderstand 13a den grössten Teil der Fläche einnimmt, während der äussere Heizwiderstand 15a praktisch auf die äussere Windung beschränkt ist. Dazu sind im Ausführungsbeispiel beide Heizelemente durchgehend in Form einer Doppelspirale, d. h. einer Spirale mit zwei parallelen, in der in der Heizelementmitte umkehrenden Windungen gelegt. Der äussere Heizwiderstand erstreckt sich zwischen einem Anschluss 37 und einer Anzapfung 38, die durch einen eingesetzten Verbindungsstift zwischen den Heizwiderständen 13a, 15a gebildet ist, während der mittlere Haupt-Heizwiderstand 13a zwischen einem Anschluss 39 am Inneren der äusseren Doppelwindung und der Anzapfung 38 angeschlossen ist.
  • Es ist ein Temperaturbegrenzer 19a vorgesehen, dessen Stab-Temperaturfühler 18a etwas aussermittig über beide Beheizzonen 16a, 17a ragt. Der Temperaturbegrenzer 19a hat nur einen einfachen Schaltkontakt, der bei Erreichen der Ansprechtemperatur geöffnet wird.
  • Die Funktion ist wie folgt (Fig. 2):
  • Wenn der Schalter 27 geschlossen ist, ist der Heizwiderstand 13a allein eingeschaltet, der eine vergleichsweise grosse Leistung hat. Sie entspricht einer Ankochleistung, d.h. einer höheren Leistung als das Heizelement im Dauerzustand haben soll. Der Draht, aus dem die Heizwendel 13a besteht, kann daher relativ dick sein und ist somit leicht zu verlegen und thermisch und mechanisch dauerhaft. Diese Leistung wird nach dem Ansprechen des Leistungssteuergerätes 23, 24, 25 entsprechend dem eingestellten Leistungswert getaktet. Wenn der Schalter 27 geöffnet wird, so ist der vorher kurzgeschlossene Heizwiderstand 15a in Reihe vor den Heizwiderstand 13a geschaltet, so dass beide Heizwiderstände nun zusammen eine geringere Leistung haben als der Heizwiderstand 13a allein. Bei dieser Stellung sind also beide Heizzonen 16a, 17a eingeschaltet und es ergibt sich eine gleichmässiger verteilte, jedoch niedrigere Leistung, die zum Fortkochen verwendet wird.
  • Obwohl es auf den ersten Blick sinnwidrig erscheint, die grössere Leistung auf einen kleineren Bereich, nämlich die innere Heizzone 16a, zu beschränken und bei der niedrigeren Leistung die grössere Fläche, nämlich beide Heizzonen 16a, 17a zusammen, zu verwenden, ergibt sich, dass ausser den Herstellungsvorteilen auch Betriebsvorteile auftreten. Obwohl bei der Ankochleistung die kleinere Abstrahlfläche zur Verfügung steht, hat sich in Versuchen gezeigt, dass sich die Ankochzeit nicht verlängert. Der in Alleinschaltung relativ hoch belastete Heizwiderstand 13a kommt sehr schnell zum Glühen, so dass die dem Heizelement innewohnende Totzeit merklich abgekürzt wird. Ferner wird der Temperaturbegrenzer 19a in seinem randnahen Bereich weniger schnell aufgeheitzt und es ergibt sich eine etwas verzögerte Abschaltung, die noch im Bereich des Zulässigen liegt, aber der Verkürzung der Anheizzeit zugutekommt. Auf der Seite des Kochgefässes ist ebenfalls die starke Leistungskonzentration im Anheizbereich weniger kritisch, da in diesem Bereich die Speisen noch kalt sind und nicht zum Ankochen oder teilweisen Verbrennen neigen, während im Fortkochbereich, wenn dies kritisch wird, die vergleichmässig niedrigere Leistung vorliegt. Auch die Lebensdauer der Heizelemente ist überraschend gut. Trotz der starken Belastung des Heizwiderstandes 13a während der Ankochphase wirkt sich dies nicht lebensdauermindernd aus, weil diese Zeit meist sehr kurz ist. Der Schalter 27 wird vorzugsweise manuell betätigt, könnte aber auch thermisch oder durch ein Zeitschaltwerk betätigt werden.

Claims (10)

1. Strahlungs-Heizelement (11), für die Beheizung von Glaskeramikplatten in Kochgeräten, mit wenigstens zwei Bereichen (16, 16a, 17, 17a) mit taktend leistungsgesteuerten elektrischen Heizwiderständen (13, 13a, 14, 15, 15a) und einem Temperaturbegrenzer (19, 19a) mit einem sich über beide Bereiche (16, 16a, 17, 17a) erstreckenden Temperaturfühler (18, 18a), dadurch gekennzeichnet, dass ein im äusseren Bereich (17) des Heizelementes angeordneter Vorschalt-Heizwiderstand (15,15a) einem Zentral-Heizwiderstand (13, 13a) in Reihe vorschaltbar und in einem Schaltzustand des Temperaturbegrenzers (19, 19a) abschaltbar ist.
2. Heizelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Vorschalt-Heizwiderstand (15, 15a) den Zentral-Heizwiderstand (13, 13a) umgibt.
3. Heizelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Vorschalt-Heizwiderstand (15) zusätzlich zu einem weiteren Heizwiderstand (14) in einem äusseren Bereich (17) vorgesehen ist, wobei die spezifische Heizflächenbelastung der den Vorschalt-Heizwiderstand (15) enthaltenden äusseren Heizzone (17) gleich oder vorzugsweise grösser ist als die spezifische Heizflächenbelastung des anderen Bereichs (16).
4. Heizelement nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Vorschalt-Heizwiderstand (15) einen Teil des Umfanges und/oder der radialen Erstreckung des äusseren Bereichs (17) einnimmt.
5. Heizelement nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Vorschalt-Heizwiderstand gesondert von dem weiteren Heizwiderstand (14) des entsprechenden Bereichs (17) angeordnet ist.
6. Heizelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Vorschalt-Heizwiderstand (15a) zur Minderung einer in dem Zentral-Heizwiderstand (13a) vorgesehenen erhöhten Einschaltleistung auf eine geringere Leistung vorgeschaltet ist.
7. Heizelement nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Vorschalt-Heizwiderstand (15a) einen mittleren, den Zentral-Heizwiderstand (13a) enthaltenden Bereich (16a) eng umgibt, wobei der Vorschalt-Heizwiderstand (15a) eine äussere Heizwendel-Windung ist.
8. Heizelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Temperaturbegrenzer (19) zwei Kontakte (20, 21) unterschiedlicher Ansprechtemperatur aufweist, von denen der mit niedrigerer Ansprechtemperatur als Umschaltkontakt (21) ausgebildet ist.
9. Heizelement nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Umschaltkontakt (21) in einer Ankochphase Heizwiderstände (13, 14) in einer zentralen und einer äusseren Region (16, 17) parallel schaltet und bei seinem Umschalten den einen dieser Heizwiderstände (13) den Vorschalt-Heizwiderstand (15) in Reihe vorschaltet.
10. Heizelement nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Umschaltkontakt (21) in der Zuleitung zu dem zugehörigen Heizwiderstand (13) liegt, als Umschalter ausgebildet ist und bei Erreichen seiner Ansprechtemperatur den ihm zugeordneten Heizwiderstand (13) zum jeweils nächsten Heizwiderstand (14) parallel schaltet, wobei der Schalter (20) mit der höchsten Ansprechtemperatur in Reihe zur gemeinsamen Rückleitung (28) aller Heizwiderstände (13, 14, 15) liegt.
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