EP0163106B1 - Elektrokochplatte - Google Patents

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EP0163106B1
EP0163106B1 EP85104826A EP85104826A EP0163106B1 EP 0163106 B1 EP0163106 B1 EP 0163106B1 EP 85104826 A EP85104826 A EP 85104826A EP 85104826 A EP85104826 A EP 85104826A EP 0163106 B1 EP0163106 B1 EP 0163106B1
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EP
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heating resistor
main heating
main
hotplate
grooves
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EP85104826A
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Felix Schreder
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EGO Elektro Geratebau GmbH
Original Assignee
EGO Elektro Gerate Blanc und Fischer GmbH
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Publication date
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Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B3/00—Ohmic-resistance heating
    • H05B3/68—Heating arrangements specially adapted for cooking plates or analogous hot-plates
    • H05B3/70—Plates of cast metal

Definitions

  • the invention relates to an electric hotplate with a hotplate body, on the underside of which heating resistors are embedded in grooves arranged in spiral windings, one of which is a main heating resistor which can be controlled by a clocking energy control device, and with an additional heating resistor which can be switched on in a heating phase and can then be switched off by a temperature or time switch.
  • Such an electric hotplate has become known from DE-OS-3 144 631.
  • the main heating resistor which contains a power in the order of the usual maximum power of such a hotplate and is controlled by a power control unit, it contains an additional heating resistor, the power of which exceeds the normal power of the hotplate, but which is only switched on during the heating phase and afterwards is switched off again by a temperature switch.
  • the hotplate is subject to very high thermal loads and, in particular at higher voltages (e.g. 380 volts), it is difficult to achieve a long-term stability of the heating which corresponds to the very high requirements for such hotplates, although the additional heating element only is temporarily switched on.
  • heating resistors are arranged in three spirally parallel grooves. They are switched by a cam switch step by step in several switch combinations in order to achieve seven steps - together with the switch position "zero". They achieve the maximum continuous power in the highest power level, in which all heating resistors are connected in parallel, which is achieved with the main heating resistor alone in the circuit according to DE-OS-3 144 631 (FIG. 1).
  • DE-OS-3 144 631 in FIG. 2 suggests using an additional heating resistor in the form of a fourth heating resistor.
  • the object of the invention is to provide an electric hotplate which has excellent properties with regard to long-term loadability and temperature distribution.
  • each spiral turn contains three substantially parallel grooves, the outer one of which contains the additional heating resistor and the other two each have a main resistance part, which are connected in series to form the main heating resistor.
  • the grooves on the underside of the hotplate are thus arranged in three-start spiral turns, preferably two almost completely revolving spiral turns being provided.
  • the starting and ending points of the spirals are relatively close together, so that there are short connection paths.
  • the spiral is not a purely Archimedean spiral, but the outermost and innermost spiral winding runs almost on a circular arc and has an oblique transition in the circumferential area in which the beginning and the end of the spiral lie, with a significant change in the Center point distance over a short circumferential range. However, it is called a spiral because of the shape that runs from inside to outside (or vice versa).
  • the two main heating resistor parts can be arranged in grooves which are arranged separately from one another and can be embedded separately.
  • the main heating resistor parts lying in two parallel grooves can preferably be connected to one another at one of their mutually adjacent ends outside of their embedding, preferably by welding their connecting pins protruding from the embedding to a bridging conductor.
  • the arrangement of the heating conductors according to the invention results in an excellent long-term durability of the hotplate despite the high power load on the heating surface.
  • the concentration in continuous operation leads to a particularly good efficiency, whereby it has been shown to be important that the additional heating resistor circulating between spiral windings, which is switched off in continuous operation, results in thermal relief of the heating resistors and uniform heating surface load.
  • Electric hotplate 11 has a hotplate body 12 made of cast iron with an upper, annular, closed, flat cooking surface 15 and a peripheral, downward-facing edge 16 in the edge region. It is surrounded by a mounting ring 13 which can be supported on a hotplate.
  • the central region 17 of the circular hotplate body 12 is somewhat lowered in relation to the cooking surface 15, is unheated and carries a downwardly projecting screw pin 18 in its center.
  • three spirally arranged grooves 20, 21, 22 are arranged in the form of a three-course spiral that makes almost two complete rotations.
  • Three mutually parallel grooves thus each form a turn 36.
  • the outer spiral turn runs in the form of a circle on the outer circumference, then, when it has almost completed one run, obliquely inward and the rest of the run again in the form of a circular arc around the unheated central zone 17 around, where the grooves end relatively close to each other.
  • the outer ends of the grooves are arranged in a somewhat staggered manner, the beginnings of the outer and inner grooves being relatively close to one another, while the groove 21 lying in between is set back somewhat with its beginning.
  • each groove there is a heating resistor in the form of a coil on electrical resistance wire. It is arranged in an embedding 37, which is electrically insulating and consists of a poured and compressed mass.
  • the outer connection ends 26, 27, 28 and the inner connection ends 29, 30, 31 of the three heating resistors 23, 24, 25 are each provided with a connection pin 32 which is passed through the embedding 37 to the outside, i.e. protrudes downwards.
  • the groove 20 lying outside in the spiral turns contains the heating resistor 23, which forms the additional heating resistor. It runs around the outer periphery of the hotplate near the edge 16 and then inwards, where it runs approximately in the middle of the heated area 19.
  • the connection pins 32 at their inner connection ends 30, 31 are connected by a bridging conductor 33, which is welded to the connection pins 32.
  • the power distribution is such that for a hotplate with a nominal diameter of 145 mm (outer diameter on flange 16) the additional heating resistor 23 has a power of about 700 watts and the two other heating conductors 24, 25 connected in series have a power of about 900 watts , while the heating resistor 24 has about 500 watts and the heating resistor 25 has about 400 watts.
  • a continuously manually adjustable power control device 40 with a bimetal heated depending on the load and a clocking switch controls the power of the main heating resistors 24, 25 depending on the manual setting by different relative duty cycle.
  • An upstream additional switch 41 is only closed at the highest power setting and switches on the additional heating resistor 23 in parallel with the main heating resistor 24, 25, in series with a temperature switch 34, which is arranged in the central zone of the hotplate, in order to increase the power in the heating phase to have. After boiling, the temperature switch 34 switches off the additional heating resistor 23 and the power is limited to the power of the main heating resistor 24, 25 set on the energy control device 40.
  • the temperature switch 34 is provided with a very large switching hysteresis by arrangement and / or construction, so that it does not switch on again after normal switching off at the end of the boiling phase in normal operation, that is to say has a characteristic of a time switch that could also be used.
  • a purely time switch would not be quite as suitable, however, due to the fact that the food does not influence it.
  • the power gradations given above, for example, show that both main heating resistor parts 24, 25 have different powers, and the inner one preferably has the smaller one, whereby the influence of the different lengths of the central and inner grooves 21, 22 and the heating surface load are balanced with the same wire thickness and helix density is further evened out.

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Description

  • Die Erfindung betrifft eine Elektrokochplatte mit einem Kochplattenkörper, an dessen Unterseite in in spiraligen Windungen angeordneten Nuten Heizwiderstände eingebettet sind, von denen einer ein Haupt- Heizwiderstand ist, der von einem taktenden Energiesteuergerät steuerbar ist, und mit einem Zusatz Heizwiderstand, der in einer Ankochphase zuschaltbar und durch einen Temperatur- oder Zeitschalter danach abschaltbar ist.
  • Aus der DE-OS-3 144 631 ist eine derartige Elektrokochplatte bekannt geworden. Sie enthält außer dem Haupt-Heizwiderstand, der eine Leistung in der Größenordnung der üblichen Maximalleistung einer derartigen Kochplatte enthält und von einem Leistungssteuergerät gesteuert ist, einen zusätzlichen Anheizwiderstand, dessen Leistung über die Normalleistung der Kochplatte hinausgeht, der jedoch nur während der Ankochphase zugeschaltet und danach von einem Temperaturschalter wieder abgeschaltet wird.
  • Durch diese hohe installierte Leistung ist die Kochplatte thermisch sehr hoch belastet und insbesondere bei höheren Spannungen (z. B. 380 Volt) ist es schwierig, eine Dauerstandfestigkeit der Heizung zu erzielen, die den bei derartigen Kochplatten sehr hohen Anforderungen entspricht, obwohl der Zusatzheizkörper nur zeitweise zugeschaltet ist.
  • Bei sogenannten Siebentakt-Kochplatten sind drei Heizwiderstände in drei spiralig parallel laufenden Nuten angeordnet. Sie werden von einem Nockenschalter stufenweise in mehreren Schalterkombinationen geschaltet, um - zusammen mit der Schalterstellung "Null" - sieben Stufen zu erzielen. Bei ihnen wird in der höchsten Leistungsstufe, in der alle Heizwiderstände parallel geschaltet sind, die maximale Dauerleistung erreicht, die bei der Schaltung nach der DE-OS-3 144 631 (Fig. 1) mit dem Haupt-Heizwiderstand allein erreicht wird. Bei Siebentakt-Schaltung schlägt die DE-OS-3 144 631 in Fig. 2 vor, einen Zusatz-Heizwiderstand in Form eines vierten Heizwiderstandes zu verwenden.
  • Aufgabe der Erfindung ist es, eine Elektrokochplatte zu schaffen, die in Bezug auf die Dauerbelastbarkeit und Temperaturverteilung hervoragende Eigenschaften hat.
  • Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß jede Spiralwindung drei im wesentlichen parallele Nuten enthält, von denen die äußere den Zusatz-Heizwiderstand und die beiden anderen je einen Hauptwiderstandsteil enthalten, die zur Bildung des Haupt- Heizwiderstandes in Reihe geschaltet sind.
  • Die Nuten an der Unterseite der Kochplatte sind also in dreigängigen Spiralwindungen angeordnet, wobei vorzugsweise zwei nahezu vollständig umlaufende Spiralwindungen vorgesehen sind. Dabei liegen die Anfangs- und Endpunkte der Spiralen relativ dicht beieinander, so daß sich kurze Anschlußwege ergeben. Bei der Spirale handelt es sich nicht um eine rein archimedische Spirale, sondern die äußerste und innerste Spiralwindung läuft nahezu auf einen Kreisbogen um und hat in dem Umfangsbereich, in dem der Anfang und das Ende der Spirale liegt, einen schrägen Übergang mit einer erheblichen Änderung des Mittelpunktabstandes über einen kurzen Umfangsbereich. Sie wird jedoch wegen der im Effekt von innen nach außen (oder umgekehrt) verlaufenden Gestalt als Spirale bezeichnet.
  • Die beiden Haupt-Heizwiderstandsteile können in voneinander getrennt angeordneten Nuten angeordnet sein und gesondert eingebettet sein. Dazu können vorzugsweise die in zwei parallelen Nuten liegenden Haupt-Heizwiderstandsteile an einem ihrer benachbart zueinander liegenden Enden außerhalb ihrer Einbettung, vorzugsweise durch Verschweißung ihrer aus der Einbettung ragenden Anschlußstifte mit einem Überbrückungs leiter, miteinander verbunden sein.
  • Es hat sich gezeigt, daß die erfindungsgemäße Anordnung der Heizleiter trotz hoher Leistungsbelastung der Heizfläche eine ausgezeichnete Dauerbelastbarkeit der Kochplatte ergibt. Das gilt insbesondere bei hohen Spannungen, bei denen die gefährdeten Haupt-Heizwiderstände, die hintereinander geschaltet sind, aus relativ dickem Draht angefertigt werden können. Obwohl man annehmen müßte, daß die Benutzung der am Außenumfang umlaufenden Nut für den Zusatz-Heizwiderstand im Dauerbetrieb eine besondere Konzentration auf den Mittelbereich der Heizfläche und damit eine Überhitzungsgefahr ergeben könnte, ist dies nicht der Fall. Im Gegenteil führt die Konzentration im Dauerbetrieb zu einem besonders guten Wirkungsgrad, wobei es sich als wichtig gezeigt hat, daß durch den zwischen bei Spiralwindungen umlaufenden Zusatz-Heizwiderstand, der im Dauerbetrieb abgeschaltet ist, eine thermische Entlastung der Heizwiderstände und gleichmäßige Heizflächenbelastung entsteht.
  • Merkmale von bevorzugten Weiterbildungen Erfindung gehen außer aus den Unteransprüchen auch aus der Beschreibung und Zeichnung hervor, wobei die einzelnen Merkmale jeweils für sich allein oder zu mehreren in Form von Unterkombinationen bei einer Ausführungsform der Erfindung verwirklicht sein können. Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher erläutert.
  • Es zeigen
    • Fig. 1 eine von unten gesehene Ansicht einer Elektrokochplatte und
    • Fig. 2 einen vertikalen Teilschnitt durch die Kochplatte.
  • Die in der Zeichnung dargestellte Elektrokochplatte 11 hat einen Kochplattenkörper 12 aus Gußeisen mit einer oberen ringförmigen, geschlossenen, ebenen Kochfläche 15 und einem im Randbereich umlaufenden, nach unten gerichteten Rand 16. Sie ist von einem Einbauring 13 umgeben, der sich auf einer Herdplatte abstüzten kann. Der Mittelbereich 17 des kreisrunden Kochplattenkörpers 12 ist gegenüber der Kochfläche 15 etwas abgesenkt, unbeheizt und trägt in seiner Mitte einen nach unten ragenden Anschraubzapfen 18.
  • In dem ringförmigen beheizten Bereich 19 sind drei spiralförmig angeordnete Nuten 20, 21, 22 in Form einer dreigängigen, nahezu zwei vollständige Umläufe machenden Spirale angeordnet. Drei zueinander parallele Nuten bilden also jeweils eine Windung 36. Die äußere Spiralwindung läuft in Form eines Kreises am Außenumfang um, dann, wenn sie nahezu einen Umlauf vollführt hat, schräg nach innen und den Rest des Umlaufes wiederum in Form eines Kreisbogens um die unbeheizte Mittelzone 17 herum, wo die Nuten relativ dicht nebeneinander enden. Die äußeren Enden der Nuten sind etwas gestaffelt angeordnet, wobei die Anfänge der äußeren und inneren Nut relativ dicht beieinander liegen, während die dazwischen liegende Nut 21 mit ihrem Anfang etwas zurückversetzt ist.
  • In jeder Nut liegt ein Heizwiderstand in Form einer Wendel auf elektrischen Widerstands draht. Er ist in einer Einbettung 37 angeordnet, die elektrisch isolierend ist und aus einer geschütteten und verdichteten Masse besteht. Die äußeren Anschlußenden 26, 27, 28 und die inneren Anschlußenden 29, 30, 31 der drei Heizwiderstände 23, 24, 25 sind jeweils mit einem Anschlußstift 32 versehen, der durch die Einbettung 37 nach außen, d.h. nach unten ragt.
  • Die in den Spiralwindungen außen liegende Nut 20 enthält den Heizwiderstand 23, der den Zusatz-Heizwiderstand bildet. Er läuft also am Außenumfang der Kochplatte nahe dem Rand 16 um und dann nach innen, wo er etwa in der Mitte des beheizten Bereiches 19 umläuft.
  • Die bei den Heizwiderstände 24, 25, die, hintereinandergeschaltet, den Haupt- Heizwiderstand bilden, liegen in der mittleren und inneren Nut 21, 22 der Spiralwindung 36. Sie verlaufen parallel zu dem Heizwiderstand 23 bzw. der Nut 20, so daß sie auf ihrem Innenbogen parallel die unbeheizte Mittelzone 17 umgeben. Die Anschlußstifte 32 an deren inneren Anschlußenden 30, 31 sind durch einen Überbrückungsleiter 33 verbunden, der mit den Anschlußstiften 32 verschweißt ist.
  • Die Leistungsverteilung ist so, daß für eine Kochplatte vom Nenndurchmesser von 145 mm (Außendurchmesser am Flansch 16) der Zusatz-Heizwiderstand 23 eine Leistung von etwa 700 Watt und die beiden anderen, hintereinander geschalteten Heizleiter 24, 25 zusammen eine Leistung von etwa 900 Watt haben, während der Heizwiderstand 24 etwa 500 Watt und der Heizwiderstand 25 etwa 400 Watt hat. Bei einer Gesamtspannung von 380 Volt liegen zwischen ihren Anschlußenden etwa 240 und 140 Volt an, so daß sie aus relativ dickem Widerstandsmaterial hergestellt werden können, das nicht so durchbrenngefärdet ist.
  • Aus Fig. 1 ist zu erkennen, daß ein stufenlos manuell einstellbares Leistungssteuergerät 40 mit einem in Abhängigkeit von der Last beheizten Bimetall und einem taktenden Schalter die Leistung der Hauptheizwiderstände 24, 25 in Abhängigkeit von der manuellen Einstellung durch unterschiedliche relative Einschaltdauer steuert. Ein vorgeschalteter Zusatzschalter 41 ist nur bei höchster Leistungseinstellung geschlossen und schaltet den Zusatz-Heizwiderstand 23 parallel zum Hauptheizwiderstand 24, 25 ein, und zwar in Reihe mit einem Temperaturschalter 34, der in der Mittelzone der Kochplatte angeordnet ist, um in der Ankochphase eine erhöhte Leistung zu haben. Nach dem Ankochen schaltet der Temperaturschalter 34 den Zusatz-Heizwiderstand 23 ab und die Leistung wird auf die am Energiesteuergerät 40 eingestellte Leistung des Hauptheizwiderstandes 24, 25 beschränkt. Der Temperaturschalter 34 ist durch Anordnung und/oder Bauweise mit sehr großer Schalthysterese versehen, damit er nach einmaliger Ausschaltung am Ende der Ankochphase im Normalbetrieb nicht wieder einschaltet, also eine Charakteristik eines Zeitschalters hat, der auch verwendet werden könnte. Ein reiner Zeitschalter wäre jedoch wegen der fehlenden Beeinflussung durch das Kochgut nicht ganz so gut geeignet. Die vorstehend beispielsweise angegebenen Leistungsabstufungen lassen erkennen, daß beide Hauptheizwiderstandsteile 24, 25 unterschiedliche Leistungen haben, und zwar bevorzugt der innere die kleinere, wodurch bei gleicher Drahtstärke und Wendeldichte der Einfluß der unterschiedlichen Längen der Mittel - und Innennut 21, 22 ausgeglichen ist und die Heizflächenbelastung weiter vergleichmäßigt ist.

Claims (5)

1. Elektrokochplatte mit einem Kochplattenkörper (12) an dessen Unterseite in Nuten (20, 21, 22) die in spiraligen Windungen angeordnet sind, Heizwiderstände (23, 24, 25) eingebettet sind, von denen einer ein Hauptheizwiderstand (24, 25) ist, der von einem taktenden Energiesteuergerät (40) steuerbar ist, und mit einem Zusatz-Heizwiderstand (23), der in einer Ankochphase zuschaltbar und durch einen Temperatur- oder Zeitschalter (34) danach abschaltbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß jede Spiralwindung (36) drei im wesentlichen parallele Nuten (20, 21, 22) enthält, von denen die äußere den Zusatz-Heizwiderstand (23) und die beiden anderen je einen Hauptheizwiderstandsteil (24, 25) enthalten, die zur Bildung des Haupt-Heizwiderstandes in Reihe
geschaltet sind.
2. Elektrokochplatte nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwei jeweils dreigängige, vorzugsweise nahezu vollständig umlaufende Spiralwindungen (36) vorgesehen sind.
3. Elektrokochplatte nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die in zwei parallelen Nuten (21, 22) liegenden Haupt- Heizwiderstandsteile (24, 25) an einem ihren benachbart zueinander liegenden Enden (30, 31) außerhalb ihrer Einbettung (37), vorzugsweise durch Verschweißung ihrer aus der Einbettung (37) ragenden Anschlußstifte (32) mit einem Uberbrückungsleiter (33), miteinander verbunden sind.
4. Elektrokochplatte nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Hauptheizwiderstandsteile (24, 25) unterschiedliche Leistungen aufweisen, wobei insbesondere der innere der Heizwiderstandsteile (25) die geringere Leistung hat und vorzugsweise die Leistung der Widerstände beider Hauptwiderstandsteile (24, 25) je Längeneinheit im wesentlichen gleich ist.
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