WO2001062047A1 - Kochfeld mit temperaturfühler - Google Patents

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WO2001062047A1
WO2001062047A1 PCT/EP2001/001384 EP0101384W WO0162047A1 WO 2001062047 A1 WO2001062047 A1 WO 2001062047A1 EP 0101384 W EP0101384 W EP 0101384W WO 0162047 A1 WO0162047 A1 WO 0162047A1
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WO
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temperature sensor
hob
plate
heating
heating element
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Ceased
Application number
PCT/EP2001/001384
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English (en)
French (fr)
Inventor
Dan Neumayer
Monika Zeraschi
Markus Theine
Peter Vetterl
Franz Grätz
Uwe Has
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
BSH Bosch und Siemens Hausgeraete GmbH
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Publication date
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Priority to DE50114094T priority patent/DE50114094D1/de
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Priority to US10/223,029 priority patent/US20030042246A1/en
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Ceased 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
    • H05B3/74—Non-metallic plates, e.g. vitroceramic, ceramic or glassceramic hobs, also including power or control circuits
    • H05B3/746—Protection, e.g. overheat cutoff, hot plate indicator
    • 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
    • H05B2213/00—Aspects relating both to resistive heating and to induction heating, covered by H05B3/00 and H05B6/00
    • H05B2213/07—Heating plates with temperature control means

Definitions

  • the present invention relates to a hob according to the preamble of claim 1, as well as a corresponding heating element and a suitable element
  • Such a hob is known from the publication DE 37 03 768 C2, whereby a device for detecting the temperature of a glass ceramic plate heated by means of heating coils or halogen lamps with a temperature sensor is disclosed. This sensor emits a signal corresponding to the temperature of the glass ceramic for a control circuit.
  • the heating coils or the Halogen lamps are inside a pot-like
  • Iso carrier arranged and heat the glass-ceramic plate via direct radiation
  • the edge of the iso-carrier lies against the underside of the glass-ceramic plate under spring tension, and the temperature sensor is arranged outside of the interior of the iso-carrier, but inside the heating element.
  • the temperature sensor is still in contact with the underside of the glass-ceramic plate Heat-conducting connection, the temperature sensor being arranged in a receptacle in the edge of the iso-carrier, the receptacle is arranged at a distance x to the inside of the edge of the iso-carrier, the minimum value of which is selected such that the heating windings or the halogen lamps are produced when the heating windings or halogen lamps are switched on and off short-term temperature changes only have a negligible influence on the temperature sensor.
  • the maximum value of the distance x is chosen so that the delay caused by the thermal conductivity of the glass ceramic plate has a small hysteresis in the control characteristic rese results As a distance x, widths of 3 mm to 6 mm have proven to be advantageous.
  • the temperature sensor is in the inserted or printed receptacle on the top of the attachment, which is in the interior of the
  • Insulating support protrudes, is inserted and is in heat-conducting connection with the underside of the glass ceramic plate.
  • the temperature sensor is held indirectly under spring tension on the underside of the glass ceramic plate in order to keep the heat transfer resistance between the glass ceramic plate and the temperature sensor small
  • a heating element for a cooking unit with a temperature sensor is known from the document EP 0 021 107 A1.
  • a heat transfer element in the form of a sheet is used, that is partially overlapping the heated area between the radiators and the glass ceramic plate, but protrudes from the heating element and is connected there to the temperature sensor of the controller.
  • the heat transfer element is attached to the edge of the shell supporting the heating by clamping and is normally located on the underside the glass ceramic plate from the area of the heat-dissipating area
  • Heat transfer element protrudes an outer section outwards beyond the edge of the heating element. It is formed in one piece with the aforementioned area, essentially parallel to it, but offset slightly downward by a bend, so that the outer section does not abut the underside of the glass ceramic plate.
  • the sensor socket of the temperature sensor is attached to the underside of the by a pressure spring
  • Printed heat transfer surface of the heat transfer element which is supported on a holding mechanism that guides the sensor socket and is attached to the outer section of the heat transfer element.
  • a holding mechanism that guides the sensor socket and is attached to the outer section of the heat transfer element.
  • other sensor types and connections are also possible.
  • an electrical NTC or PTC sensor that is spring-loaded can also be used or is fixedly attached to the outer portion of the heat transfer element.
  • the heat transfer element can, if desired, be grounded, which provides protection against contact
  • a glass ceramic cooktop is known from US Pat. No. 4,447,710, in which an insulation body is arranged in the edge region of the heating element, on which a
  • Temperature sensor for example a thermocouple sits The thermocouple is kept in good thermal contact with the underside of the glass ceramic plate by means of the insulation block
  • the object of the present invention is. to provide a generic cooktop and a corresponding heating element that are simultaneously high
  • the temperature sensor is connected to a heat-conducting element which is thermally conductive to the underside of the cooktop plate, and in that the element completely covers the temperature sensor upwards towards the cooktop plate the heat-conducting element, the temperature sensor is on the one hand thermally well coupled to the underside of the cooktop and on the other hand the safety regulations regarding the 4 or 8 mm clearance and creepage distance between live parts and the glass ceramic cooktop are complied with.
  • a complex implementation of the temperature measuring arrangement for example in protective low voltage technology, is necessary not mandatory not mandatory
  • the element also covers the electrical leads of the temperature sensor upwards to the cooking plate
  • the element is at least in the area of the temperature sensor approximately hood-shaped and has an upper and short side walls.
  • the 8 mm air and gap distance can be maintained without having to choose too large the base area of the hood. This is particularly important because, together with the temperature sensor, the hood is preferably to be shielded from the heat radiation from the heating element of the heating element, but the shielding area must not be chosen too large
  • the hood is at least partially closed on the bottom side
  • the heat conducting element in the region of the outer peripheral wall of the heating element or
  • Isohertragers attached directly or with the help of an intermediate assembly part in particular is screwed.
  • the intermediate assembly part is attached in the bottom area of the heating element and extends into the area of the outer peripheral wall of the heating element in which the element is in turn screwed to the intermediate assembly part
  • the element can be screwed onto the outer peripheral wall of the heating element at different heights
  • the temperature sensor is attached to the underside of the element.
  • this allows a large, flat contact surface to be improved to improve the heat conduction from the underside of the glass ceramic plate to the temperature sensor The unit falls down
  • the element can have a receiving section for the temperature sensor and a mounting section for fastening the element, in particular in the heating element, the receiving section being offset radially laterally to the mounting section. This is particularly important if the
  • Temperature sensor is to be installed in the immediate vicinity of a temperature limiter present on the heating element.
  • the temperature limiter limits the mounting space in the area of the outer circumferential wall of the heating element, but on the other hand it is advantageous if the various electrical connections of the temperature limiter and the temperature sensor are as close as possible in a safety-related manner lie
  • the element is formed at least in two parts.
  • a receiving part for the temperature sensor consists of a softer material in order to be able to optimally and geometrically form the receiving part in terms of application and safety technology.
  • the rest of the element can consist of a different material, in particular a spring material being suitable, in order to be able to print the element on the underside of the glass ceramic plate It is particularly favorable in terms of production and assembly technology if the element is designed as a torsion spring, the torsion region of the spring element being provided essentially outside the heating element and thus in a cooler region
  • the element is designed to be electrically conductive and grounded in order to optimally meet the safety regulations with a simple structure
  • both the temperature sensor and the element are adequately shielded from heat radiation emanating from a cardiac means of the heating element by means of an insulation body
  • the electrical lines of the temperature sensor are connected to a first connection section of the element or a connection piece mounted there.
  • the element can also have a second connection section to which an earth line of the element is connected
  • FIG. 1 is a sectional view substantially along the line l-l in FIG. 2, the hob with a heating element according to the first exemplary embodiment
  • FIG. 2 is a perspective view from above of the heating element alone according to the first exemplary embodiment
  • a cooktop 1 has a cooktop plate 3, in particular made of glass ceramic (Fig. 1) Below the cooktop plate 3, in a manner known per se, various heating elements 5 of the cooktop are provided, which are printed in a known manner on the underside of the cooktop plate 3 (not shown). In the area of the heating element 5 is the
  • the top of the cooktop 3 is usually appropriately decorated in this heated area.
  • a cooking vessel 6 can be placed down is spaced from the plate (Fig 1) In the heated state, this air gap decreases or ideally becomes approximately zero due to the known thermally induced movement of the pot bottom.
  • the heating element 5 has a cup-like tin pot 7, in which a circular disk-shaped insulation plate 9 is also inside Tin pot 7 on the insulation plate 9, an inner insulation ring 11 and an outer insulation ring 13 are provided in accordance with a two-circuit heating arrangement.
  • the interior of the heating element 5 is separated into an inner and an outer heating area, in each of which there is a band heater iter 15 extends (Fig 1, Fig 2) in a conventional manner in the region of the outer peripheral wall of the tin pot 7, a heat conductor connection part 17 is attached, which is conductively connected on the one hand to the band heater 15 and on the other hand to electrical, not shown
  • the heating element 5 also has a temperature limiter 19 known per se, the rod of which extends across the heated area of the heating element.
  • the connection block of the temperature limiter 19 has the known and customary, laterally flared contact pins for connection to the power supply line or to the
  • Heat conductor connection part 17 of the heating element 5 An insulation block 21 is arranged in the area of the temperature limiter 19 between the inner insulation ring and the outer insulation ring 13 In the edge area of the insulation block 21, a receiving recess 23 is milled in the upper side thereof.
  • a heat conducting element 25 with its element cover 27 is arranged in this (FIG. 1, 2, 3) note that the hood 27 does not sit directly on the bottom of the recess 23, so that the hood 27 can yield slightly in the event of an impact on the hob plate 3, thereby preventing damage or breakage of the plate 3, in particular if it is made of glass or Glass ceramic material is
  • a PT-500 sensor with its sensor lines 30 is embedded and thereby fastened and guided by means of a temperature-resistant and heat-conductive ceramic adhesive 28 as the temperature sensor 29.
  • the material of the element cover 27 is X7 steel and the cover 27 is for this purpose designed as a bent part
  • the hood material must have sufficiently good heat conduction properties, must be easily deformable, as explained below, but sufficiently mechanically stable over the entire temperature range of up to 350 - 400 ° C, and maintain its properties even at these temperatures from the section serving as the top wall of the element hood 27, two side walls 31 are bent down essentially at right angles (FIG. 3).
  • bottom walls 33 delimit a slot-shaped open bottom of the element hood 27
  • the end wall 35 bent at an angle from the top wall is closed.
  • the hood-shaped design of the element 25 ensures that the air and creepage distance prescribed in terms of safety technology to the live temperature sensor 29 in the event of a break in the hob plate
  • the hood 27 is firmly connected to an essentially L-shaped hood support 37 made of steel, preferably welded.
  • the element hood 27 is seated on a connecting section 39 of the hood carrier 37 (FIG. 3) arranged slightly higher than the top of the hood support 37 and defines and delimits a flat area A, in which the element 25 rests on the underside of the cooktop plate 3 (FIG.
  • the hood support 37 is made of 0.8 mm thick material in order to be suitable for the earthing plug connections described below, the element hood 27 is made of thinner material, which further simplifies its reshaping
  • the hood carrier 37 merges into a mounting section 43 in a spring section 41
  • the spring section 41 is arranged essentially outside of the heated area of the heating element 5 or the outer isolating ring 13.
  • the mounting section 43 of the hood support 37 has a mounting plate 45 bent downwards at right angles with mounting openings 47 25 adjustable to a high degree via an intermediate mounting part 48 on the outer circumferential wall of the tin pot 7 (FIG. 2).
  • the intermediate mounting part 48 is screwed on the underside of the tin pot 7 into the bottom thereof (not shown).
  • This part 48 extends approximately L- shaped from the bottom of the heating element to its side wall 7 in the side wall area, the heat-conducting element 25 is then screwed to the intermediate mounting part 48 and the position of the heat-conducting element 25 can thus be defined to a high degree.
  • complex screwing openings in the side wall of the tin pot 7 can be omitted and d
  • the openings that are always present on the bottom side in the tin pot can be used as an alternative.
  • the heat-conducting element 25 can also be screwed to the outer wall of the tin pot 7 in the area of the mounting openings 47.
  • connection part can be fastened in the mounting openings 47 (not shown), with which the Electrical sensor lines 30 of the temperature sensor 29 can be connected, for example plugged in, and to which, on the other hand, electrical connection lines of a control unit 101 (FIG. 6) of the hob 1 are connected.
  • This provides a secure strain relief for the sensor lines 30.
  • the connecting part also has to ensure that the electrical connections of the PT temperature sensor 29 are insulated from ground or from the grounded hood support 37.
  • the temperature sensor and the sensor lines 30 are covered over their entire length by the heat conducting element 25 on the top side for better routing of the lines 30 this at the bottom of the element 25 in
  • the mounting plate 45 has a flat pin 49, to which a grounding line 51 or its standardized AMP plug of the hob can be plugged in directly.
  • the heat-conducting element 25 is connected to ground potential. It must be ensured that the ohmic resistance of the element 25 is 0.1 ohm or less, in order to withstand a continuous current load of at least 25 A
  • the heat-conducting element 25 should also not be too stiff in order to be able to yield in a suitable manner under mechanical load or movement of the hob plate 3. Otherwise, due to the element 25 or the element hood 27 being too rigidly attached to the hob plate 3, flaked-off chips on the underside of the plate 3 or if necessary, also to fear their breakage. It should also be noted that a
  • Improvement of the heat conduction from the underside of the hob plate 3 to the heat conducting element 25 can be achieved if the spaces between the knobs formed on the underside of the glass ceramic plate are filled with a heat-conducting paste or a suitable adhesive
  • the heat-conducting element 85 for example in the form of a hood, has an element hood 87 which corresponds to that of the first exemplary embodiment.
  • an assembly section 89 of the hood carrier 37 is, however, not arranged radially offset to the receiving section of the element hood 87 Rather, the mounting section 89 extends in the extension of the element hood 87 along the radial offset
  • FIG. 4 schematically shows the area A in which the heat-conducting element 85 is in thermal contact with the underside of the hob plate 3.
  • the size of the area is approximately 50 to 100 mm 2. It is also shown that the contact area A is approximately 10 times larger than a base area B of the temperature sensor 29. This ensures, among other things, that the temperature on the underside of the hob plate is not determined by the temperature sensor in a quasi-punctiform manner, but integrally over a larger area.This is particularly important because the respective pan diameter and its soil quality are not exactly known and can also vary from pan type to pan type.
  • Distance a of the element 85 to the edge region of the insulation material 21 is approximately 8 mm. This provides an optimal geometry, which has the following advantages for the precise control of the heating power or the temperature, especially during roasting in pans 6 placed on the hob 3 enough to be a disadvantage when heating or roasting
  • the heat conducting element 25 is still sufficiently thermally coupled to the area of the hob plate which is heated directly by the heat radiation from the heart means 15.
  • the temperature sensor 29 is covered with respect to the hob plate 3 by an earthed protective element 27, taking into account the 4 or 8 mm gap and air gap required by the regulations.
  • the area thermally in contact with the underside of the hob plate 3 achieved that, despite all assembly tolerances, a sufficiently good warm contact between the flat-sized, smaller temperature sensor and the hob plate 3 is established.
  • Measuring surface A is coupled to the underside of the cooktop plate by a high-temperature lubricant, which consists in particular of glass ceramic material, in order to achieve improved heat transfer and improved damping under impact loads
  • the control unit 101 regulates the heating output of the

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Abstract

Bekannt ist ein Kochfeld mit einer Kochfeldplatte (3), insbesondere aus Glaskeramik, unterhalb der zumindest ein Heizelement (5) angeordnet ist, zur Erwärmung eines auf der Kochfeldplatte abstellbaren Kochgefässes, und mit einem Temperaturfühler (29) zum Erfassen der Temperatur der Kochfeldplatte, welcher Temperaturfühler innerhalb des Heizelementes die Temperatur der Unterseite der Kochfeldplatte abfühlt und verbunden ist mit einer Steuereinheit (101) zum Steuern der Heizleistung des Heizelementes. Um eine ausreichende Messgenauigkeit bei hohem Sicherheitsstandard zu erreichen, ist vorgesehen, dass der Temperaturfühler (29) mit einem wärmeleitenden Element (25; 85) verbunden ist, das wärmeleitend mit der Unterseite der Kochfeldplatte (3) in Verbindung steht, und dass das Element (25; 85) den Temperaturfühler (29) nach oben zur Kochfeldplatte (3) hin vollständig abdeckt.

Description

Kochfeld mit Temperaturfühler
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Kochfeld nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 , sowie ein entsprechendes Heizelement und ein geeignetes Element
Ein derartiges Kochfeld ist bekannt aus der Druckschrift DE 37 03 768 C2, wobei eine Vorrichtung zum Erfassen der Temperatur einer mittels Heizwicklungen oder Halogenlampen aufgeheizten Glaskeramikplatte mit einem Temperatursensor offenbart ist Dieser gibt ein der Temperatur der Glaskeramik entsprechendes Signal für eine Regelschaltung ab Die Heizwicklungen oder die Halogenlampen sind im Innenraum eines topfartigen
Iso ertragers angeordnet und erwarmen die Glaskeramikplatte über direkte Strahlung Der Rand des Isohertragers liegt an der Unterseite der Glaskeramikplatte unter Federspannung an, und der Temperatursensor ist außerhalb des Innenraums des Isohertragers, jedoch innerhalb des Heizelementes, angeordnet Der Temperatursensor steht weiterhin mit der Unterseite der Glaskeramikplatte in wärmeleitender Verbindung, wobei der Temperatursensor in einer Aufnahme im Rand des Isohertragers angeordnet ist Die Aufnahme ist in einem Abstand x zur Innenseite des Randes des Isohertragers angeordnet, dessen minimaler Wert so gewählt ist, dass die beim Ein- und Ausschalten der Heizwicklungen oder der Halogenlampen entstehenden kurzzeitigen Temperaturanderungen nur einen vernachlassigbaren Einfluss auf den Temperatursensor haben Der maximale Wert des Abstandes x ist so gewählt, dass die durch die Wärmeleitfähigkeit der Glaskeramikplatte bedingte Verzögerung in der Regelcharakteristik eine kleine Hysterese ergibt Als Abstand x haben sich Weiten von 3 mm bis 6 mm als vorteilhaft erwiesen Der Temperatursensor ist in die eingebrachte oder eingedruckte Aufnahme auf der Oberseite des Ansatzes, der in den Innenraum des
Isoliertragers ragt, eingebracht und steht mit der Unterseite der Glaskeramikplatte in wärmeleitender Verbindung Der Temperatursensor ist mittelbar unter Federspannung an der Unterseite der Glaskeramikplatte gehalten, um den Warmeubergangswiderstand zwischen der Glaskeramikplatte und dem Temperatursensor klein zu halten Weiterhin ist aus der Druckschrift EP 0 021 107 A1 ein Heizelement für eine Kocheinheit mit einem Temperaturfühler bekannt Um eine vollständige Beheizung der gesamten Flache des Heizelementes beizubehalten und trotzdem den Temperaturfühler des Reglers eng an die Beheizung zu koppeln wird ein Warmeubertragungselement in Form eines Bleches verwendet, das den beheizten Bereich teilweise überdeckend zwischen den Heizkörpern und der Glaskeramikplatte angeordnet ist, jedoch aus dem Heizelement herausragt und dort mit dem Temperaturfühler des Reglers in Verbindung steht Das Warmeubertragungselement ist auf dem Rand der die Beheizung tragenden Schale durch Festklemmen befestigt und liegt normalerweise an der Unterseite der Glaskeramikplatte an Von dem die Warme abfuhlenden Bereich des
Warmeubertragungselementes ragt ein Aussenabschnitt nach aussen über den Rand des Heizelementes hinaus Er ist einstuckig mit dem vorgenannten Bereich ausgebildet, zu diesem im wesentlichen parallel, jedoch durch eine Abbiegung etwas nach unten versetzt, so dass der Aussenabschnitt nicht an der Unterseite der Glaskeramikplatte anliegt. Die Fuhlerdose des Temperaturfühlers wird durch eine Druckfeder an die Unterseite der
Warmeubertragungsflache des Warmeubertragungselementes angedruckt, die sich an einem die Fuhlerdose fuhrenden, an dem Außenabschnitt des Warmeubertragungselementes angebrachten Haltemechanismus abstutzt Es sind jedoch auch andere Fuhlerarten und -anbπngungen möglich So kann beispielsweise auch ein elektrischer NTC- oder PTC-Fuhler verwendet werden, der federnd angedruckt wird oder fest an dem Außenabschπitt des Warmeubertragungselementes angebracht ist Das Warmeubertragungselement kann gewunschtenfalls geerdet werden wodurch ein Beruhrungsschutz vorliegt
Weiterhin ist aus der Druckschrift US 4,447,710 ein Glaskeramikkochfeld bekannt, bei dem im Randbereich des Heizelementes ein Isolationskorper angeordnet ist, auf dem ein
Temperaturfühler, beispielsweise ein Thermoelement sitzt Das Thermoelement ist in einem guten thermischen Kontakt mit der Unterseite der Glaskeramikplatte mittels des Isolationsblocks gehalten
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es. ein gattungsgemaßes Kochfeld und ein ent- sprechendes Heizelement bereitzustellen, die gleichzeitig einen hohen
Sicherheitsstandard und eine gute Meßgenauigkeit aufweisen Erfindungsgemaß ist dies dadurch erreicht, dass bei einem Kochfeld nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 der Temperaturfühler mit einem wärmeleitenden Element verbunden ist, das wärmeleitend mit der Unterseite der Kochfeldplatte in Verbindung steht, und daß das Element den Temperaturfühler nach oben zur Kochfeldplatte hin vollständig abdeckt Durch das Warmeleitelement ist der Temperaturfühler einerseits thermisch gut an die Unterseite der Kochfeldplatte angekoppelt und andererseits sind die Sicherheits-Vorschriften bzgl der 4 bzw 8 mm- Luft- und Kriechstrecke zwischen spannungsführenden Teilen und der Glaskeramik-Kochplatte eingehalten Eine aufwendige Realisierung der Temperaturmessanordnung beispielsweise in Schutzkleinspannungstechnik ist nicht erforderlich
Zur Verbesserung der Sicherheit der Anordnung ist vorgesehen, dass das Element auch die elektrischen Zuleitungen des Temperaturfühlers nach oben zur Kochfeidplatte hin abdeckt
Gemäß einer bevorzugten Auffuhrungsform ist das Element zumindest im Bereich des Temperaturfühlers etwa haubenformig ausgebildet und weist dabei eine obere und schurzenahnhche seitliche Wände auf Dabei kann die 8 mm- Luft- und Kπechstrecke eingehalten werden, ohne die Grundflache der Haube zu groß wählen zu müssen Dies ist insbesondere deshalb wichtig, weil die Haube zusammen mit dem Temperaturfühler bevorzugterweise von der Wärmestrahlung des Heizmitteis des Heizelementes abzu- schirmen ist, der Abschirmungsbereich jedoch nicht zu groß gewählt werden darf
Um den Temperaturfühler in die Haube einfach beispielsweise mit einem hochtemperatur- bestandigen, wärmeleitenden Keramikkleber eingießen zu können, ist die Haube bodenseitig zumindest zum Teil geschlossen ausgebildet
Um das Element schnell und fehlerfrei montieren zu können, ist vorgesehen, dass das Warmeleitelement im Bereich der Außenumfangswand des Heizelementes bzw des
Isohertragers direkt oder unter Zuhilfenahme eires Zwischenmontageteiles befestigt, insbesondere verschraubt ist Dabei kann insbesondere vorgesehen sein, dass das Zwischenmontageteil im Bodenbereich des Heizelerr entes befestigt ist und sich in den Bereich der Außenumfangswand des heizelementt s erstreckt, in dem das Element wiederum mit dem Zwischenmontageteil verschraubt ist Um den Anpressdruck bzw die Anpressflache des Elementes und damit unter anderem die thermische Ankopplung des Elementes an die Unterseite der Kochfeldplatte gut einstellen zu können, kann das Element an der Außenumfangswand des Heizelementes in verschiedenen Hohen anschraubbar sein
Gemäß einer bevorzugten Ausfuhrungsform ist der Temperaturfühler an der Unterseite des Elementes befestigt Dadurch kann zum einen eine große plane Auflageflache zur Verbesserung der Warmeleitung von der Unterseite der Glaskeramikplatte zum Temperaturfühler realisiert werden Zum anderen ist der Temperaturfühler durch das flachenmaßig größere Element im Montageprozeß, z B beim Herunterfallen der Einheit
Element/ Temperaturfühler, besser mechanisch geschützt
Zur Vereinfachung der Montage kann das Element einen Aufnahmeabschnitt für den Temperaturfühler und einen Montageabschnitt für die Befestigung des Elementes, insbesondere im Heizelement, aufweisen, wobei der Aufnahmeabschnitt radial seitlich versetzt zum Montageabschnitt hegt Dies ist insbesondere dann wichtig, wenn der
Temperaturfühler in unmittelbarer Nahe eines bei dem Heizelement vorhandenen Temperaturbegreπzers montiert werden soll Durch den Temperaturbegrenzer ist namhch der Montageplatz im Bereich der Außenumfangswand des Heizelementes beschrankt, andererseits ist es jedoch gunstig, wenn die verschiedenen elektrischen Anschlüsse des Temperaturbegrenzers und des Temperaturfühlers so nahe wie sicherheitstechnisch erlaubt beieinander liegen
Vorteilhafterweise ist das Element zumindest zweiteilig ausgebildet Ein Aufnahmeteil für den Temperaturfühler besteht dabei aus einen weicheren Material, um den Aufnahmeteil anwendungs- und sicherheitstechnisch spezifisch optimal geometrisch umformen zu können Der Rest des Elementes kann aus einem anderen Material bestehen, wobei insbesondere ein Federmatenal geeignet ist, um das Element definiert an die Unterseite der Glaskeramikplatte andrucken zu können Fertigungs- und montagetechnisch besonders gunstig ist es, wenn das Element als Torsionsfeder ausgebildet ist, wobei der Torsionsbereich des Federelementes im wesentlichen außerhalb des Heizelementes und damit in einem kuhleren Bereich vorgesehen ist
Gemäß einer bevorzugten Ausfuhrungsform ist das Element elektrisch leitfahig ausgebildet sowie geerdet, um um bei einfachem Aufbau den Sicherheitsvorschriften optimal zu genügen
Um eine ausreichende Meßgenauigkeit zu erhalten, ist sowohl der Temperaturfühler als auch das Element mittels eines Isolationskorpers ausreichend gegen von einem Herzmittel des Heizelementes ausgehende Wärmestrahlung abgeschirmt
Zur Vereinfachung der Montage und insbesondere zur Zugentlastung sind die elektrischen Leitungen des Temperaturfühlers mit einem ersten Anschlussabschnitt des Elementes oder einem dort montierten Anschlussstuck verbunden Entsprechend kann auch das Element einen zweiten Anschlussabschnitt aufweisen, an dem eine Erdungsleitung des Elementes angeschlossen ist
Nachfolgend sind anhand schematischer Darstellungen zwei Ausfuhrungsbeispiele des erfindungsgemaßen Kochfeldes und Heizelementes bzw Elementes für das Heizelement beschrieben Es zeigen
Fig 1 in einer Schnittdarstellung im wesentlichen entlang der Linie l-l in Fig 2 das Kochfeld mit einem Heizelement gemäß dem ersten Ausfuhrungsbeispiel,
Fig 2 in einer perspektivischen Ansicht von oben das Heizelement alleine gemäß dem ersten Ausfuhrungsbeispiel,
Fig 3 in vergrößertem Maßstab in einer perspektivischen Ansicht von unten das Warmeleitelement aus Fig 1 und Fig 2 ohne den Temperaturfühler,
Fig 4 in einer Ansicht von oben abschnittsweise das Heizelement mit dem Warme- leitelement gemäß dem zweiten Ausfuhrungsbeispiel und Fig 5 ein Blockschaltbild des erfmdungsgemaßeπ Kochfeldes
Ein Kochfeld 1 weist eine Kochfeldplatte 3, insbesondere aus Glaskeramik, auf (Fig 1 ) Unterhalb der Kochfeldplatte 3 sind in an sich bekannter Weise verschiedene Heizelemente 5 des Kochfeldes vorgesehen, die in bekannter Weise an die Unterseite der Kochfeldplatte 3 gedruckt sind (nicht gezeigt) Im Bereich des Heizelementes 5 ist die
Kochfeldplatte 3 an ihrer Oberseite üblicherweise entsprechend dekoriert In diesem beheizten Bereich ist ein Kochgefaß 6 abstellbar Der Boden des Kochgefaßes 6 liegt im kalten Zustand häufig nur im Randbereich des Heizelementes 5 in einer Ringflache auf der Kochfeldplatte 3 auf wahrend im zentralen Restbereich der Topfboden durch einen Luftspalt von der Platte beabstandet ist (Fig 1 ) Im erwärmten Zustand verringert sich dieser Luftspalt oder wird idealerweise zu annähernd Null durch die bekannte thermisch bedingte Bewegung des Topfbodens Das Heizelement 5 besitzt einen napfartigen Blechtopf 7, in dem eine kreisscheibenformige Isolationsplatte 9 hegt Weiterhin sind innerhalb des Blechtopfes 7 auf der Isolationsplatte 9 ein innerer Isolationsring 1 1 sowie ein äußerer Isolationsring 13 entsprechend einer Zweikreis-Heizungsanordnung vorgesehen Dadurch ist der Innenraum des Heizelementes 5 in einen inneren und einen äußeren Heizbereich getrennt in dem sich jeweils ein Bandheizleiter 15 erstreckt (Fig 1 , Fig 2) In an sich bekannter Weise ist im Bereich der Außenumfangswand des Blechtopfes 7 ein Heizleiteranschlussteil 17 befestigt, das einerseits leitend verbunden ist mit den Bandheizleitem 15 und andererseits an nicht gezeigte elektrische
Versorgungsleitungen des Kochfeldes 1 anschließbar ist (Fig 2) Das Heizelement 5 weist weiterhin einen an sich bekannten Temperaturbegrenzer 19 auf, dessen Stab sich quer über den beheizten Bereich des Heizelementes erstreckt Der Anschlussblock des Temperaturbegrenzers 19 besitzt die bekannten und üblichen, seitlich ausgestellten Kontaktflachsteckstifte zum Anschluß an die Spannungsversorgungsleitung bzw an das
Heizleiteranschlußteil 17 des Heizelementes 5 Zwischen dem inneren Isolationsring und dem äußeren Isolationsring 13 ist im Bereich des Temperaturbegrenzers 19 ein Iso- lationsblock 21 angeordnet Dieser kann dazu dienen, den Temperaturbegrenzer 19 im Bereich von unterhalb des Isolationsblocks 21 geführten Abschnitten des Bandheizleiters 15 thermisch gegen diese abzuschirmen In den Randbereich des Isolationsblocks 21 ist in dessen Oberseite eine Aufnahmevertiefung 23 gefräst In dieser ist ein Warmeleitelement 25 mit seiner Elementenhaube 27 angeordnet (Fig 1 , 2, 3) Dabei ist zu beachten, das die Haube 27 nicht unmittelbar auf dem Boden der Vertiefung 23 aufsitzt, damit die Haube 27 bei einem Schlag auf die Kochfeldplatte 3 geringfügig nachgeben kann Dadurch kann eine Beschädigung oder einen Bruch der Platte 3 vermieden werden, insbesondere wenn sie aus Glas- oder Glaskeramikmateπal ist
In den durch die Elementenhaube 27 gebildeten Aufnahmeraum ist mittels eines temperaturbeständigen und wärmeleitenden Keramikklebers 28 als Temperaturfühler 29 ein PT- 500-Meßfuhler mit seinen Fuhlerleitungen 30 eingebettet und dadurch befestigt und gefuhrt Das Material der Elementenhaube 27 ist X7-Stahl und die Haube 27 ist dazu als Biegeteil ausgeführt Das Haubenmateπal muss ausreichend gute Warmeleitungseigenschaften aufweisen muss gut verformbar sein, wie nachfolgend erläutert ist, jedoch im gesamten Temperaturbereich von bis zu 350 - 400°C ausreichend mechanisch stabil, und seine Eigenschaften auch bei diesen Temperaturen beibehalten Von dem als Deckwand dienenden Abschnitt der Elementenhaube 27 sind zwei Seitenwande 31 im wesentlichen rechtwinklig nach unten abgebogen (Fig 3) Ebenfalls rechtwinklig zu den Seltenwanden 31 abgebogen begrenzen Bodenwande 33 einen schlitzförmig geöffneten Boden der Elementenhaube 27 Stirnseitig ist der Aufnahmeraum der Haube durch eine rechtwinklig von der Deckwand abgebogene Stirnwand 35 verschlossen Durch die haubenformige Ausbildung des Elementes 25 ist sichergestellt dass die sicherheitstechnisch vorgeschriebene Luft- und Kriechstrecke zum spannungsführenden Temperaturfühler 29 im Falle eines Bruches der Kochfeldplatte
3 eingehalten ist, ohne die Grundflache des Elementes 25 bzw der Haube 27 und damit des Isolationsblockes 21 allzu groß gestalten zu müssen Genauere Ausfuhrungen zur geometrischen Gestaltung und Anordnung des Temperaturfühlers 29, des Elementes 25 und des Isolationsblockes 21 werden im Zusammenhang mit der Beschreibung des in Fig 5 skizzierten dritten Ausfuhrungsbeispiels gemacht Die Haube 27 ist mit einem im wesentlichen L-formig ausgebildeten Haubentrager 37 aus Stahl fest verbunden, vorzugsweise verschweißt Dazu sitzt die Elementenhaube 27 auf einem Verbindungsabschnitt 39 des Haubentragers 37 (Fig 3) Dadurch ist die Deckwand der Elementenhaube 27 leicht erhöht gegenüber de r Oberseite des Haubentragers 37 angeordnet und definiert und begrenzt einen Flacherbereich A, in dem das Element 25 an der Unterseite des Kochfeldplatte 3 wärmeleiten d anliegt (Fig 1 , 2, 5) Durch die überlappende Verbindung von Haube 27 und Haubent'ager 37 ist zudem die Stabilität der Verbindung erhöht Wahrend der Haubentrager 37 aus 0,8 mm starken Material besteht, um für die nachfolgend beschriebenen Erdungs-Steckanschlusse vorschriftsgerecht geeignet zu sein besteht die Elementenhaube 27 aus dünnerem Material, was deren Umformung zusätzlich vereinfacht
Der Haubeπtrager 37 geht in einem Federabschnitt 41 in einen Montageabschnitt 43 über
(Fig 2, 3) Dabei ist der Federabschnitt 41 im wesentlichen außerhalb des beheizten Bereiches des Heizelementes 5 bzw des äußeren Isolationsπnges 13 angeordnet Der Montageabschnitt 43 des Haubentragers 37 besitzt eine rechtwinklig nach unten abgebogene Montageplatte 45 mit Montageoffnungen 47 Durch die Montageoffnungen 47 kann das Warmeleitelement 25 hohenmaßig einstellbar über ein Zwischenmontageteil 48 an der Außenumfangswand des Blechtopfes 7 befestigt werden (Fig 2) Dazu ist vorgesehen dass das Zwischenmontageteil 48 einerseits an der Unterseite des Blechtopfes 7 in dessen Boden verschraubt ist (nicht gezeigt) Dieses Teil 48 erstreckt sich etwa L-formig von dem Boden des Heizelementes bis zu seiner Seitenwand 7 Im Seitenwandbereich ist dann das Warmeleitelement 25 mit dem Zwischenmontageteil 48 verschraubt und so hohenmaßig die Lage des Warmeleitelementes 25 definiert festlegbar So können aufwendige Verschraubungsoffnungen in der Seitenwand des Blechtopfes 7 entfallen und die bereits bodenseitig im Blechtopf stets vorhandenen Offnungen können genutzt werden Alternativ kann das Warmeleitelement 25 jedoch auch im Bereich der Montageoffnungen 47 mit der Aussenwand des Blechtopfes 7 verschraubt sein Weiterhin kann in den Montageoffnungen 47 ein Anschlussteil befestigt werden (nicht gezeigt), mit dem einerseits die elektrischen Fuhlerleitungen 30 des Temperaturfühlers 29 verbindbar, z B ansteckbar, sind und an dem andererseits elektrische Verbindungsleitungen einer Steuereinheit 101 (Fig 6) des Kochfeldes 1 angeschlossen sind Dadurch ist eine sichere Zugentlastung für die Fuhlerleitungen 30 bereitgestellt Durch das Anschlussteil ist weiterhin sicherzustellen, dass die elektrischen Anschlüsse des PT-Temperaturfuhlers 29 gegenüber Masse bzw dem geerdeten Haubentrager 37 isoliert werden Der Temperaturfühler und die Fuhlerleitungen 30 sind über ihre gesamt Lange von dem Warmeleitelement 25 deckseitig abgedeckt Zur besseren Fuhrung der Leitungen 30 können diese an der Unterseite des Elementes 25 im
Bereich des Haubentragers 37 angeklebt und/oder durch am Trager 37 ausgebildete Fuhrungselemente gehalten sein Weiterhin weist die Montageplatte 45 einen Flachstift 49 auf, an dem eine Erdungsleitung 51 bzw deren genormter AMP-Stecker des Kochfeldes unmittelbar ansteckbar ist Dadurch ist das Warmeleitelement 25 auf Massepotential gelegt Dabei ist sicherzustellen, dass der ohmsche Widerstand des Elementes 25 bei einem Wert von 0,1 Ohm oder weniger hegt, um einer Dauerstrombelastung von mindestens 25 A standhalten zu können Weiterhin darf das
Warmeleitelement 25 auch nicht zu steif ausgeführt sein, um bei mechanischer Belastung bzw Bewegung der Kochfeldplatte 3 geeignet nachgeben zu können Andernfalls waren durch ein zu steifes Anliegen des Elementes 25 bzw der Elementenhaube 27 an der Kochfeldplatte 3 Kochplatten-Abplatzer an der Unterseite der Platte 3 oder gegebenenfalls auch deren Bruch zu befurchten Weiterhin ist zu beachten, dass eine
Verbesserung der Warmeleitung von der Unterseite der Kochfeldplatte 3 zum Warmeleitelement 25 zu erreichen ist, wenn die Zwischenräume zwischen den an der Unterseite von Glaskeramikplatte ausgebildeten Noppen mit einer wärmeleitenden Paste bzw einem geeigneten Kleber ausgefüllt werden
Gemäß dem zweiten Ausfuhrungsbeispiel nach Fig 4 weist das beispielsweise hauben- formig gestaltete Warmeleitelement 85 eine Elementenhaube 87 auf, die der des ersten Ausfuhrungsbeispieles entspricht Im Unterschied zum ersten Ausfuhrungsbeispiel ist ein Montageabschnitt 89 des Haubentragers 37 jedoch nicht seitlich radial versetzt zum Aufnahmeabschnitt der Elementenhaube 87 angeordnet Vielmehr erstreckt sich der Mon- tageabschnitt 89 in Verlängerung der Elementenhaube 87 radial unversetzt entlang der
Außenwand des Blechtopfes 7 senkrecht nach unten In Fig 4 ist schematisiert dargestellt, in welchem Flachenbereich A das Warmeleitelement 85 thermisch in Kontakt steht mit der Unterseite der Kochfeldplatte 3 Die Große der Flache betragt dabei etwa 50 bis 100 mm2 Auch ist dargestellt, dass die Kontaktflache A ungefähr etwa 10 mal großer ist als eine Grundflache B des Temperaturfühlers 29 Dadurch ist unter anderem sichergestellt, dass die Temperatur an der Unterseite der Kochfeldplatte durch den Temperaturfühler nicht quasi punktformig, sondern über einen größeren Flachenbereich integrierend ermittelt wird Dies ist insbesondere deshalb wichtig, weil der jeweilige Pfannendurchmesser und dessen Bodenbeschaffenheit nicht genau bekannt sind und zusatzlich von Pfannentyp zu Pfannentyp schwanken können Ein seitlicher Mindest-
Abstand a des Elementes 85 zum Randbereich des Isolationsmateπals 21 betragt etwa 8 mm Dadurch ist eine optimale Geometrie bereitgestellt, die folgende Vorteile für die genaue Regelung der Heizleistung bzw der Temperatur insbesondere bei Bratvorgangen in auf der Kochfeldplatte 3 abgestellten Pfannen 6 aufweist Der Temperaturfühler 29 und die Elementenhaube 27 sind durch den Isolationsblock 21 zum einen ausreichend gegen die von dem Bandheizleiter 15 ausgehende Wärmestrahlung abgeschirmt Zum anderen ist der Isolationsblock noch klein genug, um beim Heizen bzw Braten eine nachteilige
Abschattung des Kochgefaßbodens 6 und eine dadurch verursachte unerwünscht ungleichmäßige Warmeverteilung im Pfannenboden vermeiden zu können Insbesondere ist das Warmeleitelement 25 noch ausreichend gut thermisch an den Bereich der Kochfeldplatte angekoppelt, der unmittelbar durch die Wärmestrahlung des Herzmittels 15 erhitzt wird Dies ist zudem beim ersten und beim zweiten Ausfuhrungsbeispiel erreicht wobei zugleich der Temperaturfühler 29 gegenüber der Kochfeldplatte 3 durch ein geerdetes Schutzelement 27 unter Beachtung der vorschπftsgemaß geforderten 4- bzw 8 mm-Kπech- und Luftstrecke abgedeckt ist Auch ist durch die Vergrößerung der mit der Unterseite der Kochfeldplatte 3 thermisch in Kontakt stehenden Flache erreicht, das trotz aller Montagetoleranzen ein ausreichend guter Warmekontakt zwischen dem flachenmaßig kleineren Temperaturfühler und der Kochfeldplatte 3 hergestellt ist Dies ist insbesondere dann wichtig, wenn eine an der Unterseite genoppte Glaskeramik- Kochfeldplatte 3 verwendet wird deren Noppengeometrie in der Größenordnung des Temperaturfühlers 29 hegt Obige Aussagen zur Gestaltung der Geometrien, Abstände und Großenverhaltnisse gelten für alle Ausfuhrungsbeispiele Gegebenfalls wird die
Messflache A durch einen Hochtemperaturschmierstoff an die Kochfeldplattenunterseite, die insbesondere aus Glaskeramikmaterial besteht, angekoppelt, um einen verbesserten Wärmeübergang und bei Schlagbelastung eine verbesserte Dampfung zu erzielen
In Fig 5 ist schematisiert ein Blockschaltbild dargestellt das die wichtigsten Komponenten des Kochfeldes zeigt Die Steuereinheit 101 regelt die Heizleistung des
Bandheizleiters 15 entsprechend den Messwerten des Temperaturfühlers 29 auf den durch eine Eingabeeinheit 103 vorgegebenen Soll-Wert Dadurch kann insbesondere erreicht werden dass beim Braten ein Anbrennen nahezu ausgeschlossen ist

Claims

Patentansprüche
1. Kochfeld mit einer Kochfeldplatte (3), insbesondere aus Glaskeramik, unterhalb der zumindest ein Heizelement (5) angeordnet ist, zur Erwärmung eines auf der Kochfeldplatte abstellbaren Kochgefaßes, und mit einem Temperaturfühler (29) zum Erfassen der Temperatur der Kochfeldplatte, welcher Temperaturfühler innerhalb des Heizelementes die Temperatur der Unterseite der Kochfeldplatte abfühlt und verbunden ist mit einer Steuereinheit (101 ) zum Steuern der Heizleistung des Heizelementes, dadurch gekennzeichnet, daß der Temperaturfühler (29) mit einem wärmeleitenden Element (25; 85) verbunden ist, das wärmeleitend mit der Unterseite der Kochfeldplatte (3) in Verbindung steht, und daß das Element (25; 85) den Temperaturfühler (29) nach oben zur Kochfeldplatte (3) hin vollständig abdeckt.
2. Kochfeld nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Temperaturfühler (29) und das Element (25; 85) mittels Isolationsmaterial (21 ) abgeschirmt sind gegen die Wärmestrahlung des Herzmittels (15).
3. Kochfeld nach Anspruch 1 , 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Element (25; 85) elektrische Zuleitungen (30) des Temperaturfühlers (29) nach oben zur Kochfeldplatte (3) hin abdeckt.
4 Kochfeld nach einem der vorhergehenden Ansprüche, insbesondere nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Element (25; 85) zumindest im Bereich des Temperaturfühlers (29) etwa haubenförmig ausgebildet ist und dabei eine obere und schürzenahnliche seitliche Wände (31 ; 35) aufweist.
5 Kochfeld nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Haube (27; 87) bodenseitig zumindest zum Teil geschlossen is;. Kochfeld nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Material der Haube (27, 87) X7-Stahl oder X10-Stahl ist
Kochfeld nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet daß das Element (25, 85) außerhalb des Heizelementes (5) geerdet
Kochfeld nach Anspruch 7, dadruch gekennzeichnet, daß der Wert des ohmschen Widerstand des Elementes (25, 85) geringer als etwa 0,1 Ohm ist
Kochfeld nach Anspruch 7 oder 8 dadurch gekennzeichnet, daß das Element (25) einen zweiten Anschlussabschnitt (49) aufweist, an dem eine Erdungsleitung (51 ) des Elementes (25) angeschlossen ist
Kochfeld nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, daß das Element (25) einen ersten Anschlussabschnitt (47) aufweist, mit dem die elektrischen Leitungen (30) des Temperaturfühlers (29) verbunden sind
Kochfeld nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet daß der Temperaturfühler (29) in das Element (25, 85) gegossen an diesem befestigt ist
Kochfeld nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn- zeichnet daß das Element (25, 85) als Federeiement ausgebildet ist und und im Bereich des Temperaturfühlers (29) gegen die Unterseite der Kochfeldplatte (3) gedruckt ist
Heizelement für ein Kochfeld nach einem der vorhergehenden Ansprüche
Element für ein Heizelement nach Anspruch 13
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