EP0230555A2 - Kochstellenheizelement - Google Patents

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EP0230555A2
EP0230555A2 EP86116385A EP86116385A EP0230555A2 EP 0230555 A2 EP0230555 A2 EP 0230555A2 EP 86116385 A EP86116385 A EP 86116385A EP 86116385 A EP86116385 A EP 86116385A EP 0230555 A2 EP0230555 A2 EP 0230555A2
Authority
EP
European Patent Office
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heating
cooking
zone
element according
zones
Prior art date
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Granted
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EP86116385A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP0230555B1 (de
EP0230555A3 (en
Inventor
Julius Dipl.-Ing. Husslein
Günther Wittauer
Heinz Kotsch
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
BSH Hausgeraete GmbH
Original Assignee
Bosch Siemens Hausgerate GmbH
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Publication date
Application filed by Bosch Siemens Hausgerate GmbH filed Critical Bosch Siemens Hausgerate GmbH
Publication of EP0230555A2 publication Critical patent/EP0230555A2/de
Publication of EP0230555A3 publication Critical patent/EP0230555A3/de
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Publication of EP0230555B1 publication Critical patent/EP0230555B1/de
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Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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    • 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
    • H05B3/72—Plates of sheet metal

Definitions

  • the invention relates to a hotplate heating element according to the preamble of patent claim 1.
  • a heating conductor in the form of a coiled heating wire is arranged in a carrier body on an insulating layer. It is also known to provide several such heating resistors with which by means of a so-called seven-stroke switch known per se Different heating outputs can be set in parallel or in series. Such heating elements are relatively complex in terms of construction and production technology and in particular require a considerable overall height of the heating element.
  • heating conductor (s) in the so-called thick-film paste technique using so-called thick-film pastes and dielectric material which serves as an insulation and carrier layer and to which the thick-film pastes are applied to create heating conductor tracks.
  • the invention has for its object to design a hotplate heating element according to the preamble of claim 1 so that the special features of flat conductor technology, in particular thick-film paste technology, can be advantageously used for heating hotplates in a constructively and technically simple manner.
  • This object is achieved by the features listed in the characterizing part of claim 1.
  • the solution according to the invention results in a hotplate heating element which can be designed in a particularly flat design.
  • the use of the flat conductor technology, in particular the thick-film paste technology opens up the possibility of adapting the heating conductor geometry to the needs existing in hotplates in a simple manner. It is therefore possible to arrange heating conductor tracks or sections thereof in heating zones in such a way that different heating surface loads are obtained, in particular for the parboiling and continued cooking process (normal cooking process).
  • this has the particular advantage that, due to the extensive freedom with regard to the configuration of the conductor tracks and the configuration of the conductor tracks, complex switching devices for the Switching from series to parallel operation of the heating conductors can be avoided either by arranging the heating conductor tracks or sections in different densities or by applying several separate heating conductor tracks to the carrier, which are then operated individually or in combination by simple switching on or off can.
  • the configuration according to claim 4 ensures that additional heating energy is transferred from the outer heating zone to the pot placed directly or indirectly on the support for the parboiling process. This is due to the fact that pots or pans have a convex bottom, at least after prolonged use, and only rest directly on the hotplate in the edge area. It is also possible to assign both an outer and an inner heating zone to a single heating conductor track, which is compressed with its outer section in the configuration and accordingly has a higher heating effect (heating surface load). The division of the zones mentioned in claim 6 has proven to be advantageous. It is possible to e.g. in the unheated zones to arrange the connection contacts of the heating conductor tracks in the edge zone or the innermost zone, which are easily accessible at this point for external electrical connection elements e.g. Edge connector, pressure contact springs or the like.
  • the different zones can be concentric or segmented.
  • the segments are formed in a circular section and that the zones of higher and lower heating power alternate.
  • Such box configurations are difficult or impossible to achieve when using conventional coiled heating conductors, while with thick-film paste technology practically any configuration or geometric heating path distribution can be done in a simple manner.
  • it is advantageous from a manufacturing point of view if the cross-section of all heating conductor tracks or heating cables terabbalde is the same, there is also the possibility within the scope of the invention to vary the heating track cross-section in order to achieve different heating effects in this way. In the former case, that is to say with a constant cross section, different heating effects will be achieved by arranging the distances of the heating conductors, for example meandering, at different distances from one another or by providing different gaps between the meandering sections.
  • the flat conductor or thick-film technology makes it possible in a particularly advantageous manner to arrange heating conductor tracks in multilayer technology in different heating conductor levels without the structural depth of the heating element being significantly increased as a result.
  • These various heating conductor tracks can be switched on individually or in combination using simple multi-stage switches, whereby complex parallel-series switchovers are avoided.
  • the embodiment according to FIGS. 1 and 3 is a circular hotplate heating element which can be used directly or indirectly, for example in connection with a trough plate or glass ceramic plate, as hotplate heating.
  • It has as carrier 1 a flat, smooth steel plate made of a scale-resistant material up to approx. 700 ° C., which is preferably provided with enamel coatings 2 and 3 on both sides.
  • This metallic carrier 1 is provided with a protective conductor connection, not shown.
  • a thick-film heating conductor track 4 is applied to the underside of the carrier 1 on the egg-layer 3, for example by baking, in the geometric arrangement explained below.
  • This cover layer 5 for example glass layer, has a relatively high dielectric strength at 1250 V.
  • a fastening bolt 7 is provided, which extends through and extends above the aforementioned layers and is welded to the carrier 1.
  • This fastening bolt 7 is used for the mechanical fastening of the hotplate heating element, for example in a hob of the type mentioned at the beginning.
  • the hotplate surface 8 is divided into two heating zones, namely into an outer heating zone 9 and in an inner heating zone 10 as well as in an innermost unheated zone 11 and an outermost unheated peripheral zone 12.
  • the radial width of zones 9, 10 and 11 corresponds in each case to approximately one third of the radial width of the cooking surface 8.
  • the heating conductor 4 has in the innermost unheated zone 11 connection or contact surfaces 13 and within the inner heating zone 10 and within the outer heating zone 9 altogether annular sections 14 and 15, which are arranged concentrically to each other and in which the heating conductor 4 runs meandering.
  • the gaps 16 between the meandering turns of section 15 are smaller than the gaps 17 between the * meandering turns of section 14, while the cross section of all sections is always the same size. In this way, the heating effect of the outer section 15 (specific heating surface load) is greater than that of the inner section 14.
  • the two sections 14 and 15 are in electrical connection with one another via connecting sections 18.
  • an electrical measuring resistor track 19 is also applied as a thick-film heating conductor track on the carrier 1 with electrical connection or contact surfaces 20 in the innermost unheated zone 11.
  • this measuring resistor track which consists, for example, of pure nickel and preferably a measuring resistor of 300 up to 550 ohms, the temperature of the outer section 15 of the heating conductor track 4 is sensed, whereby this measuring resistor track 19 can be applied to a predetermined measuring voltage and through the changing resistance at different temperatures different currents are obtained which can be used to control or regulate the heating power .
  • this measuring resistor track 19 of creating an overtemperature protection which ensures that the thermal heating surface load does not exceed a predetermined critical temperature.
  • Tungsten or platinum or a corresponding alloy can be used as material for the heating conductor 4, which is of the order of magnitude is resistant to scaling up to 800 ° C.
  • the heating conductor track is designed such that it is approximately 9.7 W / qcm with a diameter of the surface 8 of approximately 145 mm.
  • the cooking surface 8 is covered by a single heating conductor track 4, which is laid in the different zones in different heating conductor sections, the cooking surface 8 of the embodiment according to FIG. 2 is covered by two heating windings 4 and 4 ', wherein the heating conductor track 4 is assigned to the outer, annular heating zone 9 (parboiling heating zone), while the other heating conductor track 4 'is located in the inner heating zone 10 (continued cooking or normal cooking heating zone).
  • the corresponding connection contact surfaces are designated 13 'and 13' '.
  • Appropriate switching elements are used to switch on the heating power of the outer heating conductor 4 'in addition to the heating power of the inner heating conductor 4', the outer heating conductor 4 being able to be switched off after a certain heating temperature has been reached. It is advantageous here if the outer heating zone 9 is narrower than shown in FIG. 2 and the parboiling heat output is concentrated on the outer edge of the cooking surface 8.
  • the various heating zones are designed in the form of segments in the form of circular sections of different surfaces.
  • wide, segment-shaped heating zones 24 and narrow segment-shaped heating zones 25 are alternately strung together within the annular overall heating zone 21 with an unheated central zone 22 and an unheated peripheral zone 23.
  • a single heating conductor track 4 can also be provided for all heating zones, or it can be a two-circuit system act with a heating conductor for the wide heating zones 24 and a heating conductor for the narrow heating zones 25.
  • the narrow heating zones 25 form the parboiling heating zones and the wide heating zones 24 normal cooking heating zones.
  • connection contact surfaces for the connection of the heating conductor tracks can be provided in the unheated central zone 22 or in the peripheral zone 23.
  • the individual heating zones are largely thermally decoupled from one another.
  • This can according to Fi g .3 carried by insulating ridges 26 which are arranged in the region between the heating zones 9 and 10 and preferably also to the carrier 1 by extending through it, so that in this way a clear delineation of the different heating zones or thermal no significant thermal influence on the adjacent heating zone and, if possible, no heat conduction in the support 1 is obtained.
  • heat sinks for example in the form of material constrictions, can be provided between the heating zones, for example in the material of the carrier 1 and / or cover layer 5.
  • annular heating zones which are concentric with one another are again provided, formed by only two large-area heating conductor tracks 27 and 28, which are circular and have corresponding electrical connection contacts at point 29.
  • a so-called zone heating can be formed in this way.
  • hotplate surface can be subdivided into a plurality of hotplate elements of different ground plan shape, of which each hotplate element has at least one heating conductor.
  • 6 and 7 are intended to show that the hotplate surface can be subdivided into a plurality of hotplate elements of different ground plan shape, of which each hotplate element has at least one heating conductor.
  • 6 and 7 are intended to show that the hotplate surface can be subdivided into a plurality of hotplate elements of different ground plan shape, of which each hotplate element has at least one heating conductor.
  • four square hob elements 30 are combined or joined together to form a square hob surface 32 within a carrier 31.
  • the individual hotplate elements 30 can have different heating conductor track configurations and also different ones Have heating effects.
  • All hotplate elements 30 have separate electrical connections or contact surfaces and can be assembled in modular form to form the total hotplate surface 32 and can be connected to the carrier 31.
  • two hotplate elements 33 and 34 are combined within a carrier 31.
  • the hotplate element 33 has two round heating zones 35 which are arranged at a distance from one another and between them an approximately rectangular connecting heating zone 36. All heating zones 35 and 36 can be switched on together and represent an elongated hotplate surface in the form of a so-called roasting pan heater on which an elongated or oval pot is placed is attachable.
  • the other hotplate element 34 has two circular heating zones 37.
  • a hotplate surface has a plurality of separate heating conductor tracks 4a and 4b, which are illustrated in FIG. 8 with the aid of a circuit diagram.
  • the same or different heating powers can be assigned to these heating conductor tracks, as indicated in FIG. 8 by different numbers of turns. All the heating conductor tracks are parallel to each other and are elle singly or in combination with a multi-stage switch 38 connected to the Stromq L. A total of nine heating levels, consisting of four individual heating levels and five combination heating levels, each with operation of two heating conductor tracks, are obtained through four heating conductor tracks.
  • the four heating conductor tracks 4a are largely distributed uniformly over the cooking surface by a spiral arrangement on the round support 39.
  • all heating conductor tracks 4a are located in a single plane and are preferably designed as thick-film conductors.
  • the individual heating conductor tracks 4b are located here in a plurality of heating conductor levels, which are electrically separated from one another by insulating heating conductor carriers 40.
  • the heating conductor tracks 4b are girdled in the individual heating conductor levels so that the heat transfer through the different levels is not hindered.

Landscapes

  • Surface Heating Bodies (AREA)
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  • Baking, Grill, Roasting (AREA)
  • Resistance Heating (AREA)

Abstract

Das Kochstellenheizelement besitzt vorzugsweise in Dickschichtpasten-Technik auf einem Träger in einer oder mehrere Ebenen aufgebrachte Heizleiterbahnen. Gemaß der Erfindung ist die Kochstellenfläche in Zonen unterschiedlicher Heizleistung unterteilt und zwar in wenigstens eine Ankoch-Heizzone mit hoher Heizleistung und in wenigstens eine Normalkoch-Heizzone mit niedriger Heizleistung.

Description

  • Die Erfindung bezieht sich auf ein Kochstellenheizelement gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.
  • Bei handelsüblichen Kochstellenheizelementen ist in einem Trägerkörper auf einer Isolierschicht ein Heizleiter in Form eines gewendelten Heizdrahtes angeordnet. Es ist ferner bekannt, mehrere solcher Heizwiderstände vorzusehen, mit denen mittels eines an sich bekannten sogenannten Siebentaktschalters durch Parallel- oder Serienschaltung unterschiedliche Heizleistungen einstellbar sind. Solche Heizelemente sind konstruktiv und fertigungstechnisch relativ aufwendig und erfordern insbesondere eine beträchtliche Bauhöhe des Heizelementes.
  • Bei Heizelementen für andere Anwendungszwecke ist es bekannt, den oder die Heizleiter in der sogenannten Dickschichtpasten-Technik auszubilden unter Verwendung von sogenannten Dickschichtpasten und dielektrischem Material, das als Isolations- und Trägerschicht dient und auf welches die Dickschichtpasten zur Schaffung von Heizleiterbahnen aufgebracht werden.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Kochstellenheizelement gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 so auszugestalten, daß in konstruktiv und fertigungstechnisch einfacher Weise die Besonderheiten der Flachleiter-Technik, insbesondere der Dickschichtpasten-Technik, vorteilhaft für die Beheizung von Kochstellen ausgenützt werden können. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch die im Kennzeichnungsteil des Patentanspruches 1 aufgeführten Merkmale. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den nachfolgenden Patentansprüchen.
  • Die erfindungsgemäße Lösung ergibt ein Kochstellenheizelement, das in besonders flacher Bauweise ausgestaltet sein kann. Insbesondere die Anwendung der Flachleiter-Technik, insbesondere der Dickschichtpasten-Technik, eröffnet die Möglichkeit, die Heizleiter-Geometrie den bei Kochstellen bestehenden Bedürfnissen in einfacher Weise anzupassen. Es besteht also die Möglichkeit, innerhalb von Heizzonen Heizleiterbahnen oder Abschnitte derselben so anzuordnen, daß unterschiedliche Heizflächenbelastungen erhalten werden, so insbesondere für den Ankoch- und Fortkochvorgang (Normalkochvorgang). Gegenüber Kochstellenheizungen mit gewendelten Heizleitern ergibt sich hierbei insbesondere der Vorteil, daß durch die weitgehende Freiheit hinsichtlich der Leiterbahnen-Konfiguration und Leiterbahnausgestaltung aufwendige Schalteinrichtungen für die Umschaltung von Reihen- auf Parallelbetrieb der Heizleiter vermieden werden können, indem entweder die Heizleiterbahnen bzw. -abschnitte in unterschiedlichen Dichten angeordnet werden oder aber mehrere separate Heizleiterbahnen auf dem Träger aufgebracht werden, die dann durch einfaches Zu- oder Abschalten einzeln oder in Kombination betrieben werden können.
  • r Durch die Ausgestaltung gemäß Patentanspruch 4 wird erreicht, daß für den Ankochvorgang zusätzliche an Heizenergie von der äußeren Heizzone auf den mittelbar oder unmittelbar auf dem Träger abgestellten Topf übergeht. Dies beruht darauf, daß Töpfe oder Pfannen zumindest nach längerem Gebrauch einen bombierten Boden aufweisen und lediglich im Randbereich unmittelbar auf der Kochplatte aufliegen. Ferner besteht die Möglichkeit, sowohl einer äußeren als auch einer inneren Heizzone eine einzige Heizleiterbahn zuzuordnen, die mit ihrem äußeren Abschnitt in der Konfiguration verdichtet ist und entsprechend eine höhere Heizwirkung (Heizflächenbelastung) besitzt. Die in Patentanspruch 6 genannte Aufteilung der Zonen hat sich hierbei als vorteilhaft erwiesen. Hierbei besteht die Möglichkeit, in den unbeheizten Zonen z.B. der Randzone oder der innersten Zone die Anschlußkontakte der Heizleiterbahnen anzuordnen, die an dieser Stelle leicht zugänglich sind für externe elektrische Anschlußelemente z.B. Randstecker, Andrückkontaktfedern oder dergleichen.
  • Gemäß den Patentansprüchen 9 und 10 können die verschiedenen Zonen zueinander konzentrisch oder aber segmentförmig ausgebildet sein. Gemäß Patentanspruch 11 ist vorgesehen, daß die Segmente kreisausschnittsförmig ausgebildet sind und daß die Zonen höherer und niederer Heizleistung abwechselnd aufeinanderfolgen. Derartige Schachtel-Konfigurationen lassen sich bei Anwendung üblicher gewendelter Heizleiter nicht oder nur schlecht erreichen, während bei der Dickschichtpasten-Technik praktisch jede Konfiguration bzw. geometrische Heizbahnverteilung in einfacher Weise machbar ist. Obwohl es fertigungstechnisch von Vorteil ist, wenn der Querschnitt sämtlicher Heizleiterbahnen oder Heizleiterabschnitte gleich ist, besteht im Rahmen der Erfindung auch die Möglichkeit, den Heizbahnen-Querschnitt zu variieren, um auf diese Weise unterschiedliche Heizwirkungen zu erzielen. Im erstgenannten Fall, also bei konstantem Querschnitt, wird man unterschiedliche Heizwirkungen erzielen, indem man die Abstände der z.B. mäanderartig verlaufenden Heizleiter mit unterschiedlichem Abstand voneinander anordnet bzw. unterschiedliche Lücken zwischen den Mäanderabschnitten vorsieht.
  • Ferner macht es die Flachleiter- bzw. Dickschichttechnik in besonders vorteilhafter Weise möglich, Heizleiterbahnen in Multilayer-Technik in unterschiedlichen Heizleiter-Ebenen anzuordnen, ohne daß hierdurch die Bautiefe des Heizelementes wesentlich erhöht wird. Über einfache Mehrstufenschalter lassen sich diese verschiedenen Heizleiterbahnen einzeln oder in Kombination anschalten, wobei schaltungstechnisch aufwendige Parallel-Serien-Umschaltungen vermieden werden.
  • Weitere vorteilhafte Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus den in der Zeichnung dargestellten und nachstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen.
  • Es zeigt
    • Fig. 1 und 2 zwei unterschiedliche Ausführungsformen eines K-ochstellenheizelementes in Draufsicht,
    • Fig. 3 eine Schnittansicht des Kochstellenheizelementes,
    • Fig. 4 eine vereinfachte Darstellung einer weiteren Ausführungsform mit segmentartigen Heizzonen,
    • Fig. 5 ein weiteres Ausführungsbeispiel mit konzentrischen, breiten Heizleiterbahnen,
    • Fig. 6 und 7 unterschiedliche Variationsmöglichkeiten von in Kochstellenelemente unterteilte Kochstellenflächen,
    • Fig. 8, 9 und 10 das Schaltschema (Fig. 8) und zwei unterschiedliche, mit mehreren separaten Heizleiterbahnen ausgerüstete Kochstellenheizelemente in Draufsicht (Fig. 9) und Schnittansicht (Fig. 10).
  • Beim Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 und 3 handelt es sich um ein kreisrundes Kochstellenheizelement, das unmittelbar oder mittelbar z.B. in Verbindung mit einer Muldenplatte oder Glaskeramikplatte als Kochplattenheizung dienen kann. Es besitzt als Träger 1 eine ebene, glatte Stahlplatte aus einem bis ca. 700°C zunderbeständigen Material, die vorzugsweise beidseitig mit Emailbeschichtungen 2 und 3 versehen ist. Dieser metallische Träger 1 ist mit einem nicht weiter dargestellten Schutzleiteranschluß versehen. Auf die Unterseite des Trägers 1 auf der Eimailschicht 3 z.B. durch Einbrennen aufgebracht ist eine Dickschicht- Heizleiterbahn 4 in nachstehend erläuterter geometrischer Anordnung. Hierauf bedarfsweise aufgebracht, ist eine ebenfalls isolierende Deckschicht 5. Diese Deckschicht 5 z.B. Glasschicht besitzt eine relativ hohe elektrische Durchschlagsfestigkeit bei 1250 V. An der Unterseite der Deckschicht 5 unmittelbar oder mit Abstand angebracht ist eine Reflektorschicht 6 z.B. in Form einer Metalloxydschicht, einer Metallfolie oder dergleichen. Im Zentrum ist ein Befestigungsbolzen 7 vorgesehen, der die vorgenannten Schichten durch- und überragt und am Träger 1 angeschweißt ist. Dieser Befestigungsbolzen 7 dient der mechanischen Befestigung des Kochstellenheizelementes z.B. in einer Kochmulde der eingangs erwähnten Art. Wie Fig. 1 zeigt, ist die Kochstellenfläche 8 unterteilt in zwei Heizzonen, und zwar in eine äußere Heizzone 9 und in eine innere Heizzone 10 sowie in eine innerste unbeheizte Zone 11 und eine äußerste unbeheizte Randzone 12. Die radiale Breite der Zonen 9, 10 und 11 entspricht etwa jeweils einem Drittel der radialen Breite der Kochstellenfläche 8. Die Heizleiterbahn 4 besitzt in der innersten unbeheizten Zone 11 Anschluß- oder Kontaktflächen 13 und innerhalb der inneren Heizzone 10 sowie innerhalb der äußeren Heizzone 9 insgesamt ringförmige Abschnitte 14 bzw. 15, die zueinander konzentrisch angeordnet sind und in welchen die Heizleiterbahn 4 mäanderartig verläuft. Wie die Figur zeigt, sind die Lücken 16 zwischen den Mäanderwindungen des Abschnittes 15 kleiner als die Lücken 17 zwischen den* Mäanderwindungen des Abschnittes 14, während der Querschnitt sämtlicher Abschnitte stets gleich groß ist. Auf diese Weise ist die Heizwirkung des äußeren Abschnittes 15 (spezifische Heizflächenbelastung) größer als diejenige des - inneren Abschnittes 14. Über Verbindungsabschnitte 18 stehen die beiden Abschnitte 14 und 15 miteinander in elektrischer Verbindung. Innerhalb der unbeheizten Randzone 12 ist ebenfalls als Dickschicht-Heizleiterbahn eine elektrische Meßwiderstandsbahn 19 auf dem Träger 1 aufgebracht mit elektrischen Anschluß- oder Kontaktflächen 20 in der innersten unbeheizten Zone 11. Mittels dieser Meßwiderstandsbahn, die z.B. aus reinem Nickel besteht und vorzugsweise eiren Meßwiderstand von 300 bis 550 Ohm besteht wird die Temperatur des äußeren Abschnittes 15 der Heizleiterbahn 4 abgefühlt, wobei diese Meßwiderstandsbahn 19 an eine vorbestimmte Meßspannung angelegt sein kann und durch den bei unterschiedlicher Temperatur sich ändernden Widerstand unterschiedliche Stromstärken erhalten werden, die zur Steuerung oder Regelung der Heizleistung dienen kann. So besteht die Möglichkeit, mit Hilfe dieser Meßwiderstandsbahn 19 einen Übertemperaturschutz zu schaffen, durch den sichergestellt wird, daß die thermische Heizflächenbelastung eine vorbestimmte kritische Temperatur nicht übersteigt. Als Material für die Heizleiterbahn 4 kann Wolfram oder Platin oder eine entsprechende Legierung verwendet werden, die in der Größenordnung bis 800°C zunderbeständig ist. Selbstverständlich besteht im Rahmen der Erfindung die Möglichkeit, unterschiedliche Heizwirkungen in den unterschiedlichen Zonen durch Querschnittsveränderung der Heizleiterbahnen in diesen Zonen zu erhalten, wobei es fertigungstechnisch vorteilhaft ist, wenn die Schichtstärke sämtlicher Heizleiterbahnen-Abschnitte konstant ist. Ferner ist es vorteilhaft, wenn die Heizleiterbahn so ausgestaltet ist, daß sie bei einem Durchmesser der Fläche 8 von ungefähr 145 mm etwa 9,7 W/qcm beträgt.
  • Während beim Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 die Kochfläche 8 von einer einzigen Heizleiterbahn 4 überzogen ist, die in den verschiedenen Zonen in verschiedenen Heizleiter-Abschnitten verlegt ist, wird die Kochfläche 8 des Ausführungsbeispieles gemäß Fig. 2 von zwei Heizwicklungen 4 und 4' überzogen, wobei die Heizleiterbahn 4 der äußeren, ringförmigen Heizzone 9 (Ankoch-Heizzone) zugeordnet ist, während sich die andere Heizleiterbahn 4' in der inneren Heizzone 10 (Fortkoch- oder Normalkoch-Heizzone) befindet. Die entsprechenden Anschlußkontaktflächen sind mit 13' bzw. 13'' bezeichnet. Durch entsprechende Schaltelemente wird für den Ankochvorgang zusätzlich zu der Heizleistung der inneren Heizleiterbahn 4' eine Ankoch-Heizleistung der äußeren Heizleiterbahn 4 zugeschaltet, wobei nach Erreichen einer bestimmten Ankochtemperatur die äußere Heizleiterbahn 4 abgeschaltet werden kann. Hierbei ist es vorteilhaft, wenn die äußere Heizzone 9 schmaler ist als in Fig. 2 gezeigt und die Ankoch-Heizleistung auf den äußeren Rand der Kochfläche 8 konzentriert wird.
  • Die nachfolgenden Ausführungsbeispiele sind lediglich schematisch dargestellt ohne Darstellung von Einzelheiten wie Anschlußkontakte oder dgl.. Beim Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 4 sind die verschiedenen Heizzonen segmentförmig ausgebildet in Form von Kreisausschnitten unterschiedlicher Oberfläche. Hierbei sind innerhalb der ringförmigen Gesamtheizzone 21 mit unbeheizter Mittelzone 22 und unbeheizter Randzone 23 breite, segmentförmige Heizzonen 24 und schmale segmentförmige Heizzonen 25 abwechselnd aneinandergereiht. In weitgeherder Übereinstimmung mit Fig. 1 kann auch hier für alle Heizzonen eine einzige Heizleiterbahn 4 vorgesehen sein, oder aber es kann sich um eine Zweikreisheizung handeln mit einer Heizleiterbahn für die breiten Heizzonen 24 und einer Heizleiterbahn für die schmalen Heizzonen 25. Im letztgenannten Fall bilden die schmalen Heizzonen 25 die Ankoch-Heizzonen und die breiten Heizzonen 24 Normalkoch-Heizzonen. Im erstgenannten Fall erhält man aufgrund der unterschiedlich großen beheizten Flächen dieser Zonen unterschiedliche Heizwirkungen. Auch hier können in der unbeheizten Mittelzone 22 oder aber in der Randzone 23 wiederum Anschlußkontaktflächen für den Anschluß der Heizleiterbahnen vorgesehen sein.
  • Bei allen Ausführungsbeispielen, wie auch beim Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1-3, ist es vorteilhaft, wenn die einzelnen Heizzonen thermisch weitgehend voneinander entkoppelt sind. Dies kann gemäß Fig.3 erfolgen durch isolierende Stege 26, die im Bereich zwischen den Heizzonen 9 und 10 angeordnet sind und vorzugsweise sich auch bis durch den Träger 1 hindurch erstrecken, so daß auf diese Weise eine klare thermische Abgrenzung der verschiedenen Heizzonen bzw. keine wesentliche thermische Beeinflussung der jeweils benachbarten Heizzone und möglichst auch keine Wärmeleitung im Träger 1 erhalten wird. Anstelle von Isolierstegen 26 oder zusätzlich können zwischen den Heizzonen, z.B. im Material des Trägers 1 und/oder Deckschicht 5, Wärmesenken z.B. in Form von Materialverengungen vorgesehen sein.
  • Beim Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 5 sind wiederum zwei zueinander konzentrische, ringförmige Heizzonen vorgesehen, gebildet durch lediglich zwei großflächige Heizleiterbahnen 27 und 28, die kreisringförmig ausgebildet sind und an der Stelle 29 entsprechende elektrische Anschlußkontakte besitzen. Auf diese Weise kann eine sogenannte Zonenheizung gebildet werden.
  • Die Fig. 6 und 7 sollen zeigen, daß die Kochstellenfläche unterteilbar ist in mehrere aneinandergefügte Kochstellenelemente unterschiedlicher Grundrißform, von denen jedes Kochstellenelement mindestens einen Heizleiter besitzt. Bei Fig. 6 sind vier quadratische Kochstellenelemente 30 innerhalb eines Trägers 31 zu einer quadratischen Kochstellenfläche 32 vereinigt bzw. aneinandergefügt. Wie angedeutet, können die einzelnen Kochstellenelemente 30 unterschiedliche Heizleiterbahnen-Konfigurationen aufweisen und auch unterschiedliche Heizwirkungen haben. So besteht beispielsweise die Möglichkeit, daß die beiden frontseitigen Kochstellenelemente Ankoch-Heizzonen und die rückseitigen Kochstellenelemente Normalkoch-Heizzonen darstellen. Sämtliche Kochstellenelemente 30 besitzen separate elektrische Anschlüsse bzw. Kontaktflächen und sind baukastenmäßig zu der Gesamt-Kochstellenfläche 32 zusammenstellbar und mit dem Träger 31 verbindbar. Beim Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 7 sind innerhalb eines Trägers 31 zwei Kochstellenelemente 33 und 34 zusammengefaßt. Das Kochstellenelement 33 besitzt zwei runde, mit Abstand voneinander angeordnete Heizzonen 35 und dazwischen eine etwa rechteckförmige Verbindungs-Heizzone 36. Sämtliche Heizzonen 35 und 36 sind zusammen einsschaltbar und stellen eine langgestreckte Kochstellenfläche in Form einer sogenannten Bräterheizung dar, auf die ein langgestreckter oder ovaler Topf aufsetzbar ist. Das andere Kochstellenelement 34 besitzt zwei kreisrunde Heizzonen 37.
  • Bei den Ausführungsbeispielen gemäß Fig. 9 und 10 besitzt eine Kochstellenfläche mehrere separate Heizleiterbahnen 4a bzw. 4b, die in Fig. 8 anhand eines Schaltschemas verdeutlicht sind. Diesen Heizleiterbahnen können jeweils gleiche oder unterschiedliche Heizleistungen zugeordnet sein, wie in Fig. 8 durch unterschiedliche Windungsanzahl angedeutet. Sämtliche Heizleiterbahnen liegen zueinander parallel und sind einzeln oder in Kombination über einen Mehrstufenschalter 38 anschließbar an die StromqLelle. Man erhält so durch vier Heizleiterbahnen insgesamt neun Heizstufen, bestehend aus vier Einzel-Heizstufen und fünf Kombinations-Heizstufen mit Betrieb jeweils zweier Heizleiterbahnen. Beim Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 9 sind die vier Heizleiterbahnen 4a durch spiralförmige Anordnung auf dem runden Träger 39 weitgehend gleichmäßig über die Kochstellenfläche verteilt. Hierbei befinden sich sämtliche Heizleiterbahnen 4a in einer einzigen Ebene und sind vorzugsweise als Dickschichtleiter ausgebildet. Beim Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 10 wird von der an sich bekarnten Multilayer-Technik Gebrauch gemacht. Hier befinden sich die einzelnen Heizleiterbahnen 4b in mehreren Heizleiter-Ebenen, die durch isolierende Heizleiterträger 40 elektrisch voneinander getrennt sind. Beim Ausführungsbeispiel sind die Heizleiterbahnen 4b in den einzelnen Heizleiter-Ebenen auf Lücke angecrdnet, so daß der Wärmedurchgang durch die verschiedenen Ebenen nicht behindert wird.

Claims (23)

1. Kochstellenheizelement mit vorzugsweise in Dickschichtpasten-Technik auf einem Träger in einer oder mehreren Ebenen aufgebrachten Heizleiterbahnen, dadurch gekennzeichnet, daß die Kochstellenfläche (8) in merrere Zonen (9, 10) unterteilt ist, die von einer oder mehreren Heizleiterbahnen (4) überzogen sind.
2. Kochstellenheizelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kochstellenfläche (8) in Zonen (9, 10) unterschiedlicher Heizleistung unterteilt ist und zwar in wenigstens eine Ankoch-Heizzone (9) mit hoher Heizwirkung und in wenigstens eine Normalkoch-Heizzone (10) mit niedriger Heizwirkung.
3. Kochstellenheizelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sämtlichen Zonen eine einzige Heizleiterbahn (4) zugeordnet ist, und daß die Heizwirkung in den verschiedenen Zonen durch geometrische Verdichtung der Heizleiterbahn-Konfiguration unterschiedlich ist, insbesondere in der randseitigen Heizzone (9) höher ist als in der mittleren oder inneren Heizzone (10).
4. Kochstellenheizelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Kochstellenfläche (8) wenigstens eine innere Heizzone, vorzugsweise eine Normalkoch-Heizzone (10) und eine äußere Heizzone, vorzugsweise eine Ankoch-Heizzone (9) aufweist.
5. Kochstellenheizelement nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Kochstellenfläche (8) aufgeteilt ist in eine innerste unbeheizte Zone (11), eine innere Normalkoch-Heizzone (10) und eine äußere Ankoch-Heizzone (9).
6. Kochstellenheizelement nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die radiale Breite jeder Zone etwa ein Drittel der radialen Breite der Kochstellenfläche beträgt.
7. Kochstellenheizelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Kochstellenfläche (8) eine unbeheizte Randzone (12) aufweist.
8. Kochstellenheizelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in der innersten unbeheizten Zone (11) und/oder in der . unbeheizten Randzone (12) Anschlußelemente bzw. Anschlußkontaktflächen (13) für den elektrischen Anschluß der Heizleiterbahnen (4) angeordnet sind.
9. Kochstellenheizelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die verschiedenen Zonen zueinander zumindest im wesentlichen konzentrisch angeordnet sind.
10. Kochstellenheizelement nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die verschiedenen Heizzonen (24, 25) segmentförmig ausgebildet sind.
11. Kochstellenheizelement nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Segmente kreisausschnittsförmig ausgebildet sind und daß die Zonen (24, 25) höherer und niederer Heizleistung abwechselnd aufeinanderfolgen.
12. Kochstellenheizelement nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Normal-Heizzonen (24) größere beheizte Flächen haben als die Ankoch-Heizzonen (25).
13. Kochstellenheizelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der oder die Heizleiterbahnen (4) mäanderartig die Kochstellenfläche bzw. die z.B. ringförmigen Zonenflächen überziehen.
14. Kochstellenheizelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Querschnitt der Heizleiterbahnen in allen Heizzonen gleich ist.
15. Kochstellenheizelement nach Anspruch 14, gekennzeichnet durch einen äußeren Abschnitt (15) einer Heizleiterbahn (4), der in einer ringartigen äußeren Heizzone (9) mäanderartig angeordnet ist und durch einen inneren Abschnitt (14) der Heizleiterbahn (4), der in einer kreis- oder ringartigen inneren Heizzone (10) ebenfalls mäanderartig angeordnet ist, wobei die Lücken (16, 17) zwischen den Mäanderwindungen beim äußeren Abschnitt geringer sind als beim inneren Abschnitt.
16. Kochstellenheizelement nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß das Verteilungsmuster aller Heizleiterbahnen bzw. -abschnitte gleich ist und der Querschnitt der Heizleiterbahn in den verschiedenen Heizzonen unterschiedlich ist.
17. Kochstellenheizelement nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Querschnitt der Heizleiterbahn bzw. seines -abschnittes in der äuersten Heizzone kleiner ist als derjenige der übrigen Heizleiterbahnen bzw. deren -abschnitte.
18. Kochstellenheizelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Kochstellenfläche wenigstens zwei getrennte bzw. voneinander trennbare Heizleiterbahnen (27, 28) innerhalb zugehöriger Heizzonen angeordnet sind und daß diese Heizzonen vorzugsweise einschließlich des Trägers thermisch voneinander entkoppelt sind.
19. Kochstellenheizelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Kochstellenfläche mehrere Heizleiterbahnen (4a, b) trägt, die über einen Mehrstufenschalter (38) in unterschiedlichen Schaltverbindungen einzeln oder zusammen geschaltet betreibbar sind.
20. Kochstellenheizelement nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß über die Kochstellenfläche mehrere Heizleiterbahnen (4a, b) verteilt sind, die durch einen Mehrstufenschalter (38) einzeln oder in Kombination anschaltbar sind.
21. Kochstellenheizelement nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß die Heizleiterbahnen (4b) in Multilayer-Technik in verschiedenen voneinander elektrisch isolierten Heizleiter-Ebenen angeordnet sind.
22. Kochstellenheizelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Kochstellenfläche (32) unterteilt ist in mehrere aneinandergefügte Kochstellenelemente (30; 33, 34) beliebiger Grundrißform, von denen jedes mindestens einen Heizleiter trägt.
23. Kochstellenheizelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in einer unbeheizten Zone (12) der Kochstellenfläche (8), vorzugsweise am Randbereich eine elektrische Meßwiderstandsbahn (19) angeordnet ist, die in Abhängigkeit von der auf sie einwirkenden Heizenergie der Steuerung oder Regelung der Heizleistung dient.
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