DE19737194A1 - Heizleiter für Strahlungsheizkörper eines Kochfeldes - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Heizleiter für Strahlungsheizkörper eines Kochfeldes nach dem Oberbegriff von Patentanspruch 1.

Aus einem Flachband bestehende Heizleiter sind bereits in der DE 42 29 375 A und in der EP 0 585 538 A2 offenbart. In diesen beiden Veröffentlichungen wird das gewünschte geometrische Muster des Heizleiters dadurch gebildet, daß das Flachband in entsprechenden Windungen auf einem Isolierboden des Strahlungs­ heizkörpers verlegt wird. Die große Oberflächen der benachbarten Flachbandab­ schnitte sind einander zugewandt, während dem Kochfeld selbst nur die schmalen Kanten des Flachbandes zugerichtet sind. Dies bedeutet, daß ein solches in einem geometrischen Muster verlegtes Flachband auf seiner Hochkante aufsteht und durch besondere Klammertechnik auf dem Isolierboden des Strahlungsheizkörpers zu befestigen ist. Die in kurzen Abständen hintereinander gesetzten Klammern bil­ den Abschnitte geringer elektrischer Widerstände, was sich an dem Glühbild nega­ tiv bemerkbar macht. Da die Wärmeabstrahlung im wesentlichen seitlich von dem Flachband erfolgt, findet keine direkte Strahlungsbeheizung statt. Denn die dem Kochfeld zugewandten schmalen Kanten bedecken nur einen sehr kleinen Teil des Kochfeldes.

Die EP 0 175 662 B1 offenbart einen Heizleiter mit einem geometrischen Muster, das durch Stanzen aus einer Metallfolie gebildet ist. Dieser Heizleiter eignet sich jedoch nur für Temperaturen bis maximal 400°C und ist allein dadurch für einen Strahlungsheizkörper nicht einsetzbar. Ein solcher Heizleiter wird in Fahrzeugsitze eingebaut, wo eine Biegbarkeit des Heizleiters nicht erwünscht ist.

Es sind auch bereits Heizleiterbahnen in Flachleitertechnik, vorzugsweise in einer Dickschichtpastentechnik, durch die EP 0 229 928 A2 für Heizelemente von Kochstellen bekannt. Solche Dickschichtpasten-Leiterbahnen werden auf ein formstabiles Trageelement aufgebracht. Ein Strahlungsheizkörper, bei dem es auf das Aufglühen der Heizleiterbahn ankommt, ist in dieser Veröffentlichung nicht beschrieben.

Es ist Aufgabe der Erfindung, einen Heizleiter für einen Strahlungsheizkörper eines Kochfeldes der eingangs genannten Art zu schaffen, der einfach über dem Isolier­ boden des Strahlungsheizkörpers durch einfache Mittel montierbar ist, die ein Auffangen der Temperaturdehnungen des Heizleiters sicher gewährleisten.

Erfindungsgemäß ist diese Aufgabe durch die Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen dieses erfinderischen Lösungsgedanken sind in den Unteransprüchen 2 bis 27 beschrieben.

Mit den einzelnen Lösungsmerkmalen werden Heizleiter geschaffen, die Heizstege in unterschiedlicher Anordnung und Auslegung offenbaren. Ferner werden eine Vielzahl von Haltelaschen für die Heizstege vorgestellt, die es erlauben, solche Heizstege in technisch einfacher Art in dem Strahlungsheizkörper positionsgenau zu befestigen. Dabei ist es ein wesentliches Merkmal der erfinderischen Lösungen, daß die neuartigen Heizleiter mit den angeformten Haltelaschen industriell und in Großserie hergestellt und in Strahlungsheizkörper montiert werden können.

Die technischen Einzelheiten sind in der nachfolgenden Zeichnungsbeschreibung festgehalten und erläutert. In der Zeichnung ist eine Vielzahl von Beispielen dar­ gestellt. Es zeigen:

Fig. 1 einen Heizsteg mit angeformter Haltelasche in der Draufsicht,

Fig. 2 die Haltelaschen nach der Linie II-II in Fig. 1,

Fig. 3 eine Haltelasche anderer Bauart,

Fig. 4 die Haltelasche nach Fig. 3 in fertig montiertem Zustand,

Fig. 5 eine wieder andere Haltelasche in schematisch einfacher Darstel­ lung,

Fig. 6 die Haltelasche nach Fig. 5 im Einsatz in einen Isolierboden,

Fig. 7 eine Draufsicht auf Heizstege mit wieder anders geformten Halte­ laschen im Einsatz,

Fig. 8 eine weitere Variation von Heizstegen mit angeformten Haltela­ schen in der Draufsicht,

Fig. 9 eine nochmals neue Variante einer Haltelasche für einen Heizsteg,

Fig. 10 einen Heizsteg im Einsatz in einen Isolierboden mit Stützteil im Schnitt,

Fig. 11 einen Heizsteg mit Befestigungsart in Klammertechnik im Schnitt,

Fig. 12 einen Heizsteg in Befestigungsart in Niettechnik im Schnitt,

Fig. 13 einen Heizsteg mit endseitigen Haltelaschen und Klammertechnik im Schnitt,

Fig. 14 eine Haltelasche mit Normalkehre in Draufsicht,

Fig. 15 eine Haltelasche mit geänderter Kehre in der Draufsicht,

Fig. 16 eine Haltelasche mit weiter geänderter Kehre in Draufsicht,

Fig. 17 eine Haltelasche mit einer Kehre in noch weiterer Variation,

Fig. 18 eine Haltelasche mit einer Kehre in Ausführung mit zwei Strom­ laufbahnen,

Fig. 19 eine Haltelasche mit verjüngtem Endstück,

Fig. 20 eine Haltelasche mit Seiteneinschnitten in der Draufsicht,

Fig. 21 eine Haltelasche mit Öffnungen in der Draufsicht,

Fig. 22 einen Heizsteg mit eingeprägten Rillen in der Draufsicht,

Fig. 23 einen Heizsteg mit Öffnungen,

Fig. 24 einen Heizsteg mit Öffnungen neuer Anordnung,

Fig. 25 einen Heizsteg mit Ausnehmungen in der Draufsicht,

Fig. 26 einen Heizsteg mit abgebogenen Einschnitten,

Fig. 27 einen Heizsteg mit Kühlfahnen in der Draufsicht,

Fig. 28 eine Heizsteganordnung in der Draufsicht,

Fig. 29 eine Heizsteganordnung mit Verbindungsstegen,

Fig. 30 eine Kontaktfahne eines Heizsteges mit Profilierung,

Fig. 31 eine Kontaktfahne eines Heizsteges mit anderer Profilierung,

Fig. 32 eine Kontaktfahne eines Heizsteges mit noch anderer Profilierung,

Fig. 33 eine Kontaktfahne eines Heizsteges mit wieder neuer Profilierung und

Fig. 34 eine Kontaktfahne eines Heizsteges mit nochmals neuer Profilie­ rung.

Bei einem Heizleiter für einen Strahlungsheizkörper eines Kochfeldes, der aus ein­ zelnen Heizstegen besteht, die aus einer Metallfolie herausgetrennt werden, bzw. wurden, ist der Befestigung und der Handhabung in der Fertigung und in der Montage besondere Aufmerksamkeit zu schenken. Die Heizstege werden aus der Metallfolie so ausgeschnitten, daß je nach Vorgabe unterschiedliche Variationen von geometrischen Mustern in der Draufsicht entstehen. Diese Heizstege werden mit ihren breiten Oberflächen, d. h. mit der Draufsicht auf das geometrische Muster auf das Kochfeld ausgerichtet, wodurch eine optimale, direkte Strahlungsbeheizung erfolgt. Die in den Heizstegen auftretenden hohen Temperaturen bewirken eine Wärmeausdehnung der Heizstege, die durch besondere Befestigungsarten tech­ nisch einfach und wirkungsvoll aufzufangen ist. Werden die Endpunkte starr mit der Unterlage verbunden, wirkt sich die Längsausdehnung durch ein Durchhängen oder ein Durchbiegen der Folien aus.

In Fig. 1 ist in der Draufsicht die Haltelasche 1 für zwei parallel nebeneinanderlie­ gende Heizstege 2 dargestellt. Aus der Haltelasche 1 ist ein Befestigungslappen 3 dergestalt freigestanzt, daß er aus der Ebene der Haltelasche 1 um eine Biegekante 4 abgebogen werden kann. Unter der Haltelasche 1 befindet sich ein Halteteil 5. Die Befestigung von Befestigungslappen 3 mit Halteteil 5 erfolgt dadurch, daß ein Stempel 6 mit drei schneidenden und einer verrundeten Kante den Befestigungs­ lappen 3 aus der Haltelasche 1 ausschneidet und gleichzeitig auch aus dem darun­ terliegenden Halteteil 5 drei Kanten durchtrennt. Durch einen entsprechend ge­ formten Umbiegestempel 7, der von unten gegen den Befestigungslappen mit aus­ getrenntem Halteteil 5 gefahren wird, erfolgt eine Umbiegung des Halteteils 5 zu­ sammen mit dem Befestigungslappen 3 in der in Fig. 2 gezeigten Weise. Der um­ gebogene Befestigungslappen schließt einen Winkel von < 90° ein. Der Befesti­ gungslappen 3 umgreift demzufolge die entstandene Kante des Fensters 8 mit ei­ nem Winkel zwischen 0° und 90°. Dadurch wird die Haltelasche 1 gegen ein Abhe­ ben fixiert. Die Kontur des Befestigungslappens 3 kann beliebig gewählt werden und auch bereits bei der Herstellung der Foliengeometrie der Metallfolie entstehen.

Die Kontur des Befestigungslappens 3 kann alternativ mit der Außenkontur der Haltelasche 1 identisch sein.

In Fig. 3 ist an die Haltelasche 1 ein Durchzug 9 einstückig angeformt. Dieser Durchzug 9 besteht im wesentlichen aus einem hohlzylindrischem Körper von be­ liebigem, insbesondere aber kreisförmigem Querschnitt, der in eine entsprechende Öffnung 10 des Halteteils 5 eingesetzt wird. Auf der Rückseite des Halteteils 5 wird der Durchzug durch entsprechende Werkzeuge umbördelt, so daß eine feste Anbindung der Haltelasche 1 mit den Heizstegen 2 im Halteteil 5 erfolgt (Fig. 4).

Die Fig. 5 zeigt einen Schnitt durch einen Isolierring 13, der in üblicher und be­ kannter Bauweise auf einen Isolierboden 20 (Fig. 10) aufsetzbar ist. In die Unter­ seite des Isolierringes 13 ist eine Ringnut 12 eingebracht, die einen im wesentlichen rechteckförmigen Querschnitt aufweist. Die ringäußere Wand der Ringnut 12 kann vorzugsweise schräg verlaufen, wodurch ein gegenüber der Öffnung schmalerer Nutboden entsteht. In diese Ringnut 12 ist eine Haltelasche 1 eines Heizsteges 2 eingesetzt. Die Haltelasche 1 besitzt eine im wesentlichen Z-Form und greift da­ durch selbsthemmend in die Ringnut 12 ein. Statt der Z-Form sind für die Haltela­ sche 1 natürlich auch andere Formen möglich. Ferner sind als Alternative zu der Ringnut 12 auch eine einzelne Ausnehmung bzw. mehrere in Reihe nebeneinander­ liegende Ausnehmungen möglich, in die das Endstück 11 der Haltelasche 1 einge­ führt ist. Die Formgebung des Endstücks 11 der Haltelasche kann vor dem Montie­ ren erfolgen; sie kann aber auch beim Montagevorgang durch Eindrücken der Haltelaschen 1 in die Ringnut 12 (Ausnehmung) mittels eines geeigneten Ring­ stempels geschehen.

Wenn auf dem Isolierboden 29 zusätzlich zu dem Isolierring 13 noch ein den Iso­ lierring 13 verbindender, diagonaler Steg 14 (Fig. 6) vorgesehen ist, wird auch die Haltelasche 1, die an diesem diagonalen Steg 14 endet, eine Z-förmige Gestalt erhalten und in eine Ausnehmung oder Nut eingreifen, wie dies in äquivalenter Form Fig. 6 zeigt.

In Fig. 7 sind Heizstege 2 vorgesehen, die zwischen einem Isolierring 13 und ei­ nem Diagonalsteg 14 eines Isolierbodens eingesetzt sind. In diesem Fall sind die Haltelaschen in der Draufsicht schwalbenschwanzförmig ausgebildet und greifen in entsprechende Ausformungen des Isolierringes 13 bzw. des Diagonalstegs 14 ein. Statt der Schwalbenschwanzform können die Haltelaschen 1 auch rechteckig oder anders geformt sein und einen Durchbruch 15 aufweisen. So können die Haltela­ schen 1 mit ihren Stirnenden nach unten (oder oben) abgewinkelt sein, wodurch sie sich ebenso wie die gezeichnete Schwalbenschwanzform im Material verkrallen. Die Haltelaschen werden zweckmäßigerweise in den pulverförmigen Ausgangsstoff eingelegt, der anschließend durch ein Unter- und Oberwerkzeug verpreßt wird. So können beim Formgebungsprozeß die Enden der Haltelaschen 1 angelegt und dann von der Masse umschlossen werden.

Eine andere Art der Befestigung wird in Fig. 8 gezeigt. In diesem Fall besitzen die Haltelaschen 1 an ihren Stirnenden sogenannte Einstecklaschen 16, die in der lin­ ken Ausführung von Fig. 8 als Trapez und in der rechten Ausführung von Fig. 8 in halbrunder Form ausgeschnitten sind. Diese Einstecklaschen 16 sind gegen ein Herauslösen aus dem Halteteil 5 gesichert, indem sie im wesentlichen pfeilförmig mit einer Einführschräge und Widerhaken ausgeführt sind. Der Hals 17 der Ein­ stecklaschen 16 ist gleich breit wie oder schmäler als ein entsprechendes Fenster 18 im Halteteil 5. Die breiteste Stelle der Einstecklasche 16 ist dagegen geringfügig, beispielsweise 0,2 bis 1 mm, breiter als das Fenster 18. Beim Einsteckvorgang schneidet die Einstecklasche deshalb etwas ins Halteteil 5 ein und wird dadurch leicht verformt. In dem eingesteckten Zustand verhindert die verbreiterte Stelle in der Wirkung von Widerhaken ein Herauslösen der Einstecklaschen 16 aus dem Fenster 18 des Halteteils 5. Die verbreiterte Stelle bzw. die Widerhaken der Ein­ stecklaschen 16 können nach Einstecken in das Fenster 18 auch abgewinkelt wer­ den, was schließlich zu einer formschlüssigen Hemmung führt.

In Fig. 9 sind die Haltelaschen 1 in Fortsetzung der Heizstege 2 verlängert und durch Öffnungen 19 des Halteteils 5 gesteckt und in Richtung zurück zu den Heizstegen 2 abgewinkelt. Durch diese Ausführung wird eine zusätzliche Heizlei­ teroberfläche gewonnen. Die Heizleitertemperatur wird dadurch für den gesamten Heizleiter abgesenkt, so daß der Strahlungsheizkörper insgesamt mit einer höheren elektrischen Leistung ausgestattet werden kann. Die durch die Öffnungen 19 hin­ durchgesteckten und abgewinkelten Enden der Haltelaschen 1 sind bis zum Ende bzw. bis nahe des äußeren Endes von Strom durchflossen und im eingeschalteten Zustand glühend.

In Fig. 10 ist dargestellt, daß ein Heizsteg 2 eines Heizleiters von dem einstücki­ gen Ringteil eines Isolierbodens 20 bis zum einstückigen Diagonalsteg 14 geführt ist. Die Haltelaschen 1 sind durch eine oder mehrere der oben beschriebenen Wei­ sen im Halteteil 5 bzw. im Isolierring 13 befestigt. Um das Ausmaß der Durchbie­ gung der freihängenden Heizstege 2 zu verringern, werden die Heizstege 2 im hei­ ßen Bereich mit einem geeigneten Stützteil 21 unterstützt. Wird diese Stützpositi­ on von einem Teil der Isolierung oder von einem schlecht wärmeleitenden Bauteil gebildet, dann ist die Auflagefläche eines heißen Heizsteges 2 auf dem Stützteil 21 vorteilhafterweise klein, um die Wärmeabgabe des Heizsteges 2 nicht wesentlich zu behindern. Eine kleine Auflagefläche wird beispielsweise durch eine Linien- oder durch eine Punktauflage erreicht. Von besonderem Vorteil dagegen ist es, wenn das Stützteil 21 aus einem Werkstoff gebildet ist, der eine gute Wärmeleitfähigkeit aufweist. Über die Auflagefläche leitet das Stützteil 21 die Wärme des Heizleiters ab und beugt so einem Überhitzen des Heizleiters an der Stützstelle vor. Durch eine geeignete Auslegung des Stützteils 21 gibt dieses die aufgenommene Energie an den Innenraum des Heizkörpers ab. Als bevorzugte Werkstoffe für das Stützteil kommen insbesondere Quarzglas oder Keramik in Frage.

Eine weitere Befestigungsart bietet eine U-förmig gebogene Klammer 22, die ge­ mäß Fig. 11 durch die Haltelasche 1 und das darunter befindliche Halteteil 5 ge­ schossen und an den Enden der Austrittstelle jeweils abgewinkelt wird. Wenn das Halteteil 5 ringförmig oder mit einem Diagonalsteg 14 ausgebildet wird, dann kön­ nen die äußeren und die inneren Haltelaschen 1 auf gleiche Weise auch in dem Iso­ lierring 13 befestigt werden.

Statt der Klammer 22 kann entsprechend Fig. 12 die Haltelasche auch durch ei­ nen Niet 23 mit dem Halteteil 5 verbunden werden. Ferner können auch Nägel, Schrauben oder dergleichen Befestigungsmittel für die Halterung der Haltelasche 1 auf dem Halteteil 5 eingesetzt sein.

Fig. 13 zeigt die Befestigung der Haltelaschen 1 durch Klammern 22 direkt auf dem ringförmigen Rand bzw. Isolierring 13 und dem Diagonalsteg 14 des Isolier­ bodens 20 des Strahlungsheizkörpers.

Die Haltelaschen 1 bilden in bekannter Weise und, wie vorstehend beschrieben, die einseitige Verbindung von zumindest zwei parallel zueinander verlaufenden Heiz­ stegen 2. Im Bereich der Haltelasche 1, welche die elektrische Verbindung der zwei benachbarten Heizstege darstellt, befindet sich bei den meisten möglichen Glühmustern ein kritischer Bereich. Da der Elektronenfluß bestrebt ist, einer Strombahn des geringsten elektrischen Widerstandes zu folgen, entsteht am Innen­ bereich einer Kehre 24 durch Konzentration des Stromflusses ein Punkt örtlicher Überhitzung des Heizleiters. Eine solche Überhitzung kann sich schädigend auf die Heizleitergefügestruktur auswirken. Das große Wärmegefälle innerhalb der Halte­ lasche 1 verursacht außerdem thermische Spannungen, die zur Rißbildung im Heizsteg 2 oder in der Haltelasche 1 führen können.

Fig. 14 zeigt das Beispiel einer einfachen Haltelasche 1 mit zwei angeschlossenen Heizstegen 2 ohne besondere Maßnahmen zur Verhinderung einer Überhitzung.

Die Fig. 15 zeigt nun eine vergrößerte Oberfläche der Haltelasche 1 durch einsei­ tige Verbreiterung der Heizstege 2 ab etwa dem Übergang der Heizstege 2 zur Haltelasche 1. Diese Verbreiterung 25 in radialer äußerer Richtung von der Kehre 24 aus führt dazu, daß der Stromfluß aus den Heizstegen 2 im Bereich der Haltela­ sche 1 etwas nach außen hin verlagert wird. Außerdem wirken diese vorgenomme­ nen Verbreiterungen 25 wärmeabführend.

Eine erweiterte Kehre 24 mit einer Vergrößerung des Kehrenradius nach Fig. 16 verringert die Widerstandsdifferenz zwischen der innersten und einer weiter außen­ liegenden gedachten Stromlaufbahn um die Haltelasche 1. Die Konzentration des Stromflusses am Innenrand der Kehre 24 nimmt dadurch deutlich ab. Von beson­ derem Vorteil ist diese Ausführung nach Fig. 16 in Kombination mit der Verbrei­ terung 25 nach Fig. 15.

Durch entsprechende Ausstanzung oder durch Ätzung entsteht im Bereich der Kehre 24 der Haltelasche 1 eine nicht oder nur sehr gering vom Strom durchflos­ sene Kühlfahne 26, die direkt vom Bereich der höchsten Energiedichte Wärme abführt. Statt einer solchen einzelnen Kühlfahne 26 können natürlich auch mehrere Kühlfahnen entlang der Kehreninnenkontur vorgesehen sein. Ein solche Kühlfahne 26 kann in der Ebene der Haltelasche verbleiben oder aber nach oben oder unten abgewinkelt sein.

Die Fig. 18 zeigt, daß die Kehre 24 der Haltelasche 1 geometrisch in eine innere 27 und in eine äußere Stromlaufbahn 28 aufgeteilt wird. Dabei wird die innere Stromlaufbahn 27 noch durch einen zusätzlichen Mäander künstlich verlängert. Durch diese Maßnahmen vergrößert sich der Widerstand dieser inneren Strom­ bahn, der Stromfluß selbst nimmt ab und die thermische Belastung liegt dadurch nicht höher als die der übrigen Bereiche, beispielsweise der Heizstege 2. Jede Richtungsänderung des Stromflusses an anderer Stelle, beispielsweise auch eine Richtungsänderung um 90° zu einer Anschlußbahn, kann durch eine solche Maß­ nahme entschärft werden.

Die Verringerung der Wärmeableitung innerhalb einer Haltelasche 1 bewirkt insge­ samt eine homogene Temperaturverteilung im Bereich der Kehre 24. Der Tempera­ turgradient nimmt ab und es entstehen kaum noch temperaturbedingte Spannungen im gesamten Heizleiter mit Heizstegen 2 und Haltelaschen 1. Um die Wärmeablei­ tung zu verringern ist die Haltelasche 1 gemäß Fig. 19 an ihrem stirnseitigen Ende mit einem verjüngten bzw. geschmälerten Endlappen 29 ausgeführt. Statt eines solchen verjüngten Endlappens 29 wird die Wärmeleitung auch durch taillierte Ein­ schnitte 30 oder durch eine Lochreihe 31 mit mehreren hintereinander angeordne­ ten Durchbrechungen verringert. Natürlich kann die Haltelaschengeometrie auch durch eine Kombination aus den in den Fig. 19, 20 und 21 beschriebenen Maß­ nahme bestehen.

Wenn Heizstege 2 mit Haltelaschen 1 aus einer Metallfolie durch beidseitiges Ät­ zen hergestellt wird, dann besteht grundsätzlich die Möglichkeit, solche Heizstege 2 dünner auszubilden als die Halfelaschen 1 mit den Kehren 24. Die Metallfolie wird zu diesem Zweck im Bereich der Heizstege 2 von einer Seite flächig angeätzt.

Durch prägen der Heizstege 2 oder durch partiell dünneres Walzen der Metallfolie im Bereich der Heizstege 2 wird eine Dickendifferenz zwischen den Heizstegen 2 und den Haltelaschen 1 erreicht. Die Haltelaschen 1 bleiben dann in der ursprüngli­ chen Materialstärke von beispielsweise 0,12 mm der Metallfolie. Die Heizstege 2 dagegen werden auf eine Materialstärke von etwa 0,06 mm reduziert. Solche Heizstege 2 sind an ihrem Ende, an dem auch die größte Biegebelastung auftritt, stabiler. Das oben beschriebene Problem der überhitzten Kehrenpunkte wird ver­ mindert, denn die Kehren weisen nun eine relativ dicke Materialstärke auf.

Die geschilderte positive Wirkung kann auch dadurch erzielt werden, daß die Keh­ ren 24 durch einen entsprechenden Materialauftrag, beispielsweise galvanisch oder durch Laserauftragsschweißen, im Querschnitt verstärkt werden.

Die in Richtung des Kochfeldes wärmeabstrahlende Oberfläche der Heizstege 2 wird entsprechend Fig. 22 dadurch vergrößert, daß auf der dem Kochfeld zuge­ wandten Oberfläche Längsrillen 32 eingeätzt oder eingeprägt werden, die vor dem Endbereich, d. h. vor den Kehren enden. Dadurch besitzt der Kehrenbereich einen dickeren Materialquerschnitt und es erhitzen sich die Punkte der Kehre 24 wesent­ lich weniger, wodurch sich die Haltbarkeit des Heizleiters insgesamt erhöht.

Die Fig. 23 bis 26 beschreiben eine Erhöhung des Widerstandes der Heizstege 2 durch eine Verringerung des resultierenden Querschnittes, der beispielsweise durch Einbringung eines Lochmusters entsteht. Dies bewirkt generell eine Verlän­ gerung der Stromlaufwege in den Heizstegen 2. Durch solche Lochungen wird zusätzlich die wärmeabstrahlende Oberfläche gesteigert. Die Heizstege 2 fallen breiter aus als üblich und die gesamte Heizleiterlänge nimmt ab. Dadurch besteht die gesamte Heizleiter-Geometrie nur aus wenigen Stegen, was auch weniger Tot­ fläche bedeutet, die für Sicherheitsabstände benötigt wird. Durch diese Maßnahme steht wiederum eine vergrößerte beheizbare Oberfläche zur Verfügung, welche die Heizleitertemperatur senkt. Nach Fig. 23 sind in etwa ovale Löcher 33 bzw. Öff­ nungen im Heizsteg 2 vorgesehen. Die Löcher 34 im Heizsteg 2 nach Fig. 24 dagegen besitzen einen im wesentlichen rechteckigen Querschnitt. Nach Fig. 25 sind in den Heizsteg 2 größere kreisförmige Ausnehmungen bzw. Sacklöcher 35 eingebracht. In Fig. 26 liegen im Heizsteg 2 Einschnitte 36 vor, deren Schnittlan­ ten 37 leicht nach oben oder unten gebogen sind. Selbstverständlich können die Löcher und Ausnehmungen in den Heizstegen auch andere Querschnitte, bei­ spielsweise quadratische, rautenförmige oder dergleichen geeignete Formen ein­ nehmen. Außerdem ist es denkbar, auch andere Anordnungen der Löcher oder Ausnehmungen 33, 34, 35 und 36 im Heizleiter 2 vorzunehmen. Wie die Figur zeigen, können die Löcher als Durchgangsöffnungen ausgebildet sein oder auch nur halbseitig beispielsweise eingeätzte Vertiefungen 35 bilden. Mit dem Heizsteg 2 nach Fig. 26 wird der ursprüngliche Heizleiterquerschnitt bei vergrößerter ab­ strahlender Oberfläche beibehalten.

Kleine und nicht stromdurchflossene Kühlfahnen 38, die entlang der Außenkanten der Heizstege 2 vorgesehen sind, senken die Heizleitertemperatur. Zur Vergröße­ rung des Sicherheitsabstandes zu benachbarten Heizstegen 2 werden die Kühlfah­ nen 38 vorteilhafterweise nach oben oder nach unten abgewinkelt, wie dies in Fig. 27 gezeigt ist.

Bei einem Zweikreis-Strahlungsheizkörper mit zentrischer kleiner Kochzone bzw. Kochfeld und zuschaltbarem äußerem Kochfeld verlaufen die Stromanschlüsse der inneren Heizzone zwangsläufig durch den Bereich der äußeren Heizzone. Durch geeignete Breitenauslegung der Heizstege 2 kann erreicht werden, daß die Strom­ anschlüsse beim Betrieb nur der Innenzone unter der Glühtemperatur bleiben. Beim Betrieb der beiden Heizkreise nehmen die Heizstege 2 durch die erhöhte Innen­ raumtemperatur der Außenzone eine Temperatur an, die als Glühen wahrgenom­ men wird. Auf diese Weise wird erreicht, daß die äußere Heizzone ein sehr homo­ genes Glühbild ohne Dunkelstellen aufweist, die durch einen zwangsweisen Verlauf der Innezonenanschlüsse üblicherweise entstehen.

Eine Optimierung in bezug auf die Vergrößerung der ab strahlenden Fläche der Heizstege und gleichzeitige Reduzierung der Anzahl der Befestigungsstellen bzw. Haltelaschen 1 wird dann erreicht, wenn die Heizstege 2 ohne Umkehrpunkte im inneren Bereich, beispielsweise durch Einsatz eines Diagonalsteges 14 mit ihren Haltelaschen 1 auf dem umlaufenden Isolierring 13 aufliegen, wie dies Fig. 28 zeigt. Wenn es sich als notwendig erweist, werden die Heizstege 2 an einer oder an mehreren Stellen durch Stützteile 21 abgestützt. Die Heizstege 2 können im Stütz­ bereich in ihrem Querschnitt geringfügig verbreitert sein, um die Wärmeleistung in diesem Bereich und damit die Temperatur der Metallfolie zu verringern.

Aus dem Stand der Technik und den bisher beschriebenen Darstellungen geht im­ mer nur hervor, daß die aus einer Metallfolie ausgestanzten oder geätzten Heizste­ ge 2 bzw. das entsprechende geometrische Muster des Heizleiters in einer Ebene unter dem Kochfeld angeordnet ist. Es ist jedoch auch möglich und zählt zum Schutzumfang dieser Erfindung, daß die Heizstege 2 in unterschiedlicher Höhe über- oder untereinander angeordnet werden. Um für die Befestigung der Heizste­ ge 2 weniger Platz zu beanspruchen, werden die Haltelaschen 1 zur Befestigung am Diagonalsteg 14 beispielsweise in unterschiedlicher Höhe angebracht. Dadurch steht für die eigentliche Heizstrahlungsfläche mehr Raum zur Verfügung und die Heizelementetemperatur sinkt ab. Die unterschiedlich hoch angeordneten Heizste­ ge 2 bilden im Regelfall keine so dichte Fläche wie bei einer ebenen einfachen An­ ordnung. Dadurch wird die Konvektion im Innenraum des Strahlungsheizkörpers begünstigt, was ebenfalls einen verbesserten Abtransport der am Heizsteg 2 entste­ henden Wärme bedeutet. Die unterschiedliche Höhenanordnung kann die Befesti­ gungspositionen der Haltelaschen 1 sowohl im Randbereich 13 als auch im Innen­ bereich 14 betreffen. Diese Anordnung in unterschiedlicher Höhe kann ferner mit den oben beschriebenen vorteilhaften Anordnungsmöglichkeiten der Heizstege 2 kombiniert werden.

Eine Anordnung der Heizstege 2 in unterschiedlicher Höhe kann auch durch die Anordnung von zwei oder mehr Heizstegen in zwei oder mehr unterschiedlichen Heizleiterebenen realisiert werden. Dabei können die Richtungen der Heizstege 2 der unterschiedlichen Metallfolien parallel, senkrecht oder in einem anderen Winkel zueinander ausgerichtet sein. Ein solcher Aufbau bietet wesentliche Vorteile für Strahlungsheizkörper mit hoher Leistung und einer hohen Leistungsdichte. Durch das Anordnen von beispielsweise drei Metallfolien bzw. Heizstegen übereinander besteht die Möglichkeit, durch Kombination von Einzel-, Parallel- und Reihen­ schaltung einen Siebentakt-Strahlungsheizkörper bekannter Bauart aufzubauen.

Dadurch, daß die Temperatur eines Heizsteges 2 oder eines Abschnittes von Heiz­ stegen 2 mit zunehmender Breite der Heizstege 2 sinkt, besteht gemäß Fig. 28 die Möglichkeit, ein sogenanntes Hell-Dunkel-Muster auf der Heizleiterfolie zu erzeu­ gen. Diese Technik wird dazu benutzt, um Zuleitungs- und Befestigungsabschnitte nichtglühend zu gestalten. In einem flächendeckenden Glühmuster bei beispielswei­ se paralleler Aneinanderreihung aller Heizstege 2 werden dann durch lokale Dun­ kelstellen in den Heizstegen 2 (Verbreiterungen) die gewünschten Hell-Dunkel- Muster erwirkt. Bei entsprechender Anordnung solcher lokaler Dunkelstellen las­ sen sich Buchstaben, Logos und dergleichen Muster im Glühbild darstellen, bei­ spielsweise der Begriff "HOT", wodurch gleichzeitig eine Warnung vor einem hei­ ßen Kochfeld ausgesprochen wird.

Üblicherweise werden zwischen den einzelnen Haltelaschen 1 dünne Querverbin­ dungen vorgesehen, die zur Erhöhung der Stabilität des Heizleiters während des Fertigungsprozesses und der Montage dienen. Solche Verbindungen werden nach der Komplettierung mechanisch herausgetrennt oder elektrisch ausgebrannt. Ein Merkmal der Erfindung ist es nun, ein stabiles, selbstklebendes und hitzebeständi­ ges Gewebelaminat auf die Haltelaschen 1 zu kleben und dadurch die Haltelaschen 1 untereinander zu verbinden. Da die Verbindungen über das Gewebelaminat elek­ trisch isolierend sind, kann das Laminat auf den Haltelaschen 1 verbleiben und sorgt auch während des Betriebes für Stabilität. Es verhindert das gegenseitige Annähern oder Berühren von eng zueinander benachbarten Haltelaschen 1. Da­ durch bildet der Heizleiter auch noch nach dem Betrieb eine stabile Einheit die bei Bedarf gehandhabt werden kann.

Bei einer ätztechnisch hergestellten Heizleiterstruktur wird auf einer Seite der Me­ tallfolie in vorteilhafter Weise bereits vor dem Ätzvorgang eine selbstklebende und ätzfeste Kunststoffolie auflaminiert. Die Metallfolie für den späteren Heizleiter wird dann nur noch einseitig mit Ätzresist beschichtet und nur noch einseitig ge­ ätzt. Die auflaminierte Haltefolie verbleibt auf der geätzten Haltefolie bis diese durch Befestigungsmaßnahmen sicher in den Strahlungsheizkörper montiert ist.

Eine Alternative zu dieser Lösung zeigt Fig. 29.

Dünne Querverbindungsstege 39 an den außenliegenden Haltelaschen 1 verlaufen bis zu dem Ausgangsbandmaterial 40 für die Herstellung der Heizleiter aus einer Metallfolie. Bei diesem Fertigungsverfahren verbleibt die Heizleitergeometrie im Ausgangsband, bis durch Komplettierung die Stabilität und Lagesicherung des Heizleiters gewährleistet ist. Dies bedeutet, daß die Metallfolien nach dem Ätzen oder Stanzen im zusammenhängenden Band 40 oder in entsprechend geschnittenen Bögen gehandhabt werden kann. Während oder nach der Komplettierung werden solche Verbindungen zum Band mechanisch, chemisch, durch Laserstrahl oder elektrisch getrennt und der Bandabfall entfernt.

Für die Verbindung der Heizstege 2 mit den elektrischen Anschlußbahnen zur elektrischen Kontaktierung der Heizstege 2 hat sich beim Widerstandsschweißen gezeigt, daß die Qualität der Schweißstelle zwischen der Kontaktfahne 41 des An­ schlußsockels und dem Heizleiteranschluß 45 bei Verwendung von herkömmlichen flachen Schweißfahnen in Kombination mit flachen oder leicht balligen Elektroden nicht oder nur schwer zu beherrschen ist. Deshalb wird gemäß den Fig. 30 bis 34 erfindungsgemäß die Kontaktfahne 41 von unten mit einem eingeprägten Profil versehen. Dadurch werden während des Schweißvorganges Zonen unterschiedli­ chen Stromflusses und Zonen unterschiedlichen Anpreßdruckes geschaffen. Wäh­ rend des Schweißvorganges mit der ebenen Elektrone entstehen Zonen mit starkem bis schwachem Schmelzfluß und einer gewünschten unterschiedlichen Schweißqualität.

Die an der Kontaktfahne 41 überstehende Profilierung kann die Form einer Sicke oder mehrerer Sicken 42 aufweisen. Die Profilierung kann in Form einer oder mehrerer Warzen 43 in unterschiedlicher Anordnung zueinander oder durch andere Querschnittsformen, beispielsweise dreieckige oder rechteckige Einprägungen 44 ausgebildet sein. Die Profile stehen jeweils ca. 0,1 bis 0,5 mm über der Oberfläche der Kontaktfahne 41 über. Die Profiloberkanten können parallel zur Oberfläche der Kontaktfahnen 41 verlaufen. Vorteilhaft ist es jedoch, einen zum Heizkörper hin abfallenden schrägen Verlauf oder unterschiedliche Höhen vorzusehen, um die ge­ wünschten Zonen unterschiedlichen Schmelzflusses zu erhalten.

Claims (29)

1. Heizleiter für einen Strahlungsheizkörper eines Kochfeldes, im wesentlichen bestehend aus einer Metallfolie, die unter Bildung von Heizstegen zwischen dem Kochfeld und einem Isolierboden eingesetzt ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Heizstege (2) mit ihrer breiten Oberfläche dem Kochfeld zugerichtet sind und Haltelaschen (1) zur Befestigung der Heizstege (2) in Halteteilen (5) des Strahlungsheizkörpers bzw. Teilen des Strahlungsheizkörpers aufweisen.

2. Heizleiter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in der Haltelasche (1) ein Befestigungslappen (3) integriert ist, der aus der Ebene der Haltelasche (1) heraus um das Halteteil (5) umgebogen ist.

3. Heizleiter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Halteteil (5) zumindest teilweise zusammen mit dem Befestigungs­ lappen (3) umgebogen ist.

4. Heizleiter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in der Haltelasche (1) ein Durchzug (9) integriert ist, der von der Ebene der Haltelasche (1) heraus rohrförmig durch eine Öffnung im Halteteil (5) verläuft und unter dem Halteteil (5) umgebördelt ist.

5. Heizleiter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Haltelasche (1) ein Z- oder S-förmiges Endstück (11) oder derglei­ chen aufweist, welches in eine entsprechende Ausnehmung, Nut oder der­ gleichen (12) eines Halteteils (5,14,13) selbsthemmend eingreift.

6. Heizleiter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Haltelasche (1) ein geometrisch gestaltetes Endstück aufweist, das in eine entsprechende Ausformung des Halteteils (5) oder in Halteteilen des Isolierbodens (13, 14) eben oder abgewinkelt eingesetzt ist.

7. Heizleiter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Haltelasche (1) mit einem Endstück in Form einer Einstecklasche (16) ausgebildet ist, die kopfseitig mit seitlichen Einlaufschrägen versehen ist und einen eingeschnürten Hals (17) aufweist, welches in entsprechende Aus­ nehmungen (18) des Halteteils (5) einrastet.

8. Heizleiter nach einem der vorstehend genannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Haltelasche (1) mit einer langgezogenen Kehre ausgebildet ist, die sich im umgebenen Teilbereich der Haltelasche 1 befindet.

9. Heizleiter nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der zwischen zwei Endstücken frei hängende mittlere Teil des Heizleiters (2) auf einem Stützteil (21) schwimmend aufliegt, welches aus einem gut wärmeleitenden Werkstoff gebildet ist.

10. Heizleiter nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Endstücke der Haltelaschen (1) durch mechanische Befestigungsmit­ tel, insbesondere durch Klammern (22), Niete (23), Stifte, Nägel, Schrauben oder dergleichen mit den Halteteilen verbunden sind.

11. Heizleiter nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Haltelasche (1) als Kehre (24) zwei Heizstege (2) miteinander ver­ bindet.

12. Heizleiter nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Haltelasche (1) etwa ab dem Bereich der Kehre (24) nach außen über die Seitenkanten der Heizstege (2) hinaus verbreitert ist.

13. Heizleiter nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Haltelasche (1) im Bereich der Kehre (24) nach außen über die Heizstege (2) hinaus verbreitert und/oder einen inneren Kehrenradius auf­ weist, der größer als der Seitenabstand der Heizstege (2) ist.

14. Heizleiter nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Haltelasche (1) im Bereich der Kehre (24) eine Kühlfahne (26) auf­ weist.

15. Heizleiter nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Haltelasche (1) im Bereich der Kehre (24) eine innere und eine äuße­ re Stromlaufbahn (27, 28) aufweist.

16. Heizleiter nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Heizstege (2) im Bereich der Kehren eine größere Materialdicke aufweist als im übrigen Verlauf.

17. Heizleiter nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß das Endstück (29) der Haltelasche (1) zentral verjüngt ist, taillierte Ein­ schnitte (30) oder eine oder mehrere Lochungen (31) aufweist.

18. Heizleiter nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Heizstege (1) mit Oberflächenvergrößerungen versehen sind, die wahlweise in Form von Längsrillen oder Längsnuten (32), Öffnungen (33, 34, 35) beliebiger Querschnittsfläche und beliebiger Anordnung oder Ein­ schnitten (36) gebildet sind.

19. Heizleiter nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Heizstege (1) mit Kühlfahnen (38) versehen sind.

20. Heizleiter nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühlfahnen (38) mit ihren Endstücken wahlweise nach unten oder nach oben abgewinkelt sind.

21. Heizleiter nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Heizstege (1) an vorbestimmbaren Stellen schmalere oder breitere Stegflächen aufweisen.

22. Heizleiter nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Heizstege (1) durchgehend einstückig und nur am außen umlaufen­ den Isolierring (13) des Isolierbodens befestigt sind.

23. Heizleiter nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zwei oder mehr Heizstege-Anordnungen im Abstand übereinander vor­ gesehen sind.

24. Heizleiter nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Haltelaschen (1) in unterschiedlicher Höhe in den Halteteilen (5) be­ festigt sind.

25. Heizleiter nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Haltelaschen (1) untereinander durch ein hitzebeständiges Gewebe­ laminat, eine Haltefolie oder dergleichen durch Kleben aufgetragene Mittel verbunden sind.

26. Heizleiter nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Haltelaschen (1) und der gesamte Heizsteg (2) flächendeckend durch eine einseitig aufgetragene, selbstklebende Kunststoff-Folie bedeckt sind.

27. Heizleiter nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Haltelaschen (1) mechanisch oder elektrisch heraustrennbare Halte­ stege (39) in Verbindung zu dem die Haltelaschen (1) umgebenden Aus­ gangsbandmaterial (40) aufweist.

28. Heizleiter nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Heizstege (2) endseitig an Kontaktfahnen (41) angeschlossen sind, die in ihrer Kontaktfahnenoberfläche mit Profilierungen in Form von Sicken, Warzen oder dergleichen Einrichtungen (42, 43, 44) ausgebildet sind.

29. Heizleiter nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß bei einem Zweikreis-Strahlungsheizkörper die Heizstege (2) eine Breite erhalten, durch welche beim Betrieb nur der Innenzone des Kochfeldes die Stromanschlüsse unter der Glühtemperatur bleiben, während beim Betrieb der Innen- und der Außenzone des Kochfeldes die Stromanschlüsse eine sol­ che Temperatur annehmen, die als Glühen wahrgenommen wird.