Es ist bekannt, beispielsweise Gusskochplatten an ihrer Unterseite mit Heizern zu versehen, in welchen von Isoliermaterial umgebene Heiz- wendeln als Heizung arbeiten. Gegen Überhitzung weisen diese Guss- kochplatten einen eingebauten Temperaturbegrenzer auf. Dieser ist in der Regel in der Mitte der Unterseite eingelassen und unterbricht die Energiezufuhr zur Gusskochplatte bei Überschreiten einer bestimmten festgelegten Temperatur, wobei er hierzu trennende elektrische Kontak- te aufweist. Es wird als nachteilig angesehen, stets einen Temperatur- begrenzer als separates Bauteil an der Kochplatte anzuordnen.

Aufgabe und Lösung Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine eingangs genannte Hei- zung zu schaffen, mit der die Nachteile des Standes der Technik ver- mieden werden können und insbesondere auf einen zusätzlichen Tem- peraturbegrenzer mit öffnenden elektrischen Kontakten verzichtet wer- den kann.

Gelöst wird diese Aufgabe durch eine Heizung mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Vorteilhafte sowie bevorzugte Ausgestaltungen der Erfin- dung sind in den weiteren Ansprüchen angegeben und werden im fol- genden näher erläutert. Der Wortlaut der Ansprüche wird durch aus- drückliche Bezugnahme zum Inhalt der Beschreibung gemacht.

Erfindungsgemäß weist die Heizung mit der Kontaktkochplatte wenigs- tens einen drahtförmigen oder drahtartigen Heizer auf zur Beheizung der Kontaktkochplatte. Der Heizer besteht dabei aus einem metallischen Material mit PTC-Eigenschaften.

Der Vorteil eines Heizers aus PTC-Material für eine Kontaktkochplatte besteht darin, dass oberhalb einer bestimmten Temperatur, welche in etwa einer Grenztemperatur entspricht, die im bestimmungsgemäßen Betrieb eigentlich nicht überschritten werden sollte, der elektrische Wi- derstand des Heizers stark zunimmt. Dadurch verringert sich der Strom- fluss entsprechend stark und die Heizleistung sinkt ab. Das Absinken der Heizleistung wiederum bewirkt die Rückkehr in den Betriebstempe- raturbereich. Die Verwendung eines Heizers aus einem solchen PTC- Material hat den Vorteil, dass so nicht nur ein reines Sicherungselement vorhanden ist. Der Heizer ist selbstbegrenzend neben seiner Eigen- schaft als Heizelement, er vereinigt also zwei Eigenschaften in sich.

Somit kann durch das Vorsehen eines PTC-Heizers auf übliche Tempe- raturbegrenzer verzichtet werden, welche vor allem mechanisch betätig- te und elektrisch öffnende Kontakte aufweisen. Derartige Temperatur- begrenzer sind teuer, aufwendig in der Montage und schwierig an man- chen Kontaktkochplatten anzuordnen, insbesondere wenn deren Außen- flächen, die zur Anbringung zur Verfügung stehen, nicht eben sind.

Dabei kann der Heizer entweder aus einer sogenannten Eisenbasisle- gierung bestehen, welche während aller Betriebszustände des Heizers eine kubisch innenzentrierte Kristallstruktur beibehält. Unter allen Be- triebszuständen des Heizers sind dabei verschiedene Temperaturen zu verstehen, mit denen der Heizer bestimmungsgemäß betrieben wird. Bei Kontaktkochpiatten sind dies in der Regel Temperaturen bis zu einigen hundert Grad, beispielsweise bis zu 300°C oder 400°C. Das Beibehalten

der speziellen Kristallstruktur weist den Vorteil auf, dass ein Phasen- übergang von a-Eisen zu y-Eisen im bestimmungsgemäßen Betrieb vermieden wird. Auf diese Art und Weise hat der Heizer eine bessere Haltbarkeit. Vor allem aber auch ist es möglich, neben dem Anheben einer Curie-Temperatur des Materials PTC-Eigenschaften zu erhalten, weiche relativ genau in einem gewünschten Bereich eingestellt werden können. Ein solches Material ist beispielsweise in der EP 1213540 A2 beschrieben, auf die hier ausdrücklich Bezug genommen wird.

Weiters kann der Heizer aus einer tXbalt-Eisen-Legierung als metall- sches Material mit PTC-Eigenschaften bestehen, welches beispielswei- se ca. 70% Kobalt-Eisen enthält. Ein solches Material ist beispielsweise unter der Bezeichnung CF25 von der Fa. Vacuumschmeize erhältlich.

Der Heizer kann auch aus einer Wolfram-Legierung oder einer Molyb- dän-Legierung bestehen. Solche Legierungen sind bekannt durch den Einsatz in Halogen-Lampen oder Glühbirnen.

Bevorzugt ist ein Temperatur-Widerstandskoeffizient größer als 6 vorge- sehen, so dass der Temperaturanstieg ab dem gewünschten Tempera- tur-Grenzbereich relativ stark ist. Es können auch größere Werte ober- halb von 8 gewählt gewählt werden, beispielsweise 10.

Des weiteren kann sich eine Eisenbasislegierung dadurch auszeichnen, dass sie Vanadium enthält. Der Vanadiumanteil kann bei 1 bis 3 oder 4 Gew. % liegen, beispielsweise bei ca. 1,5 Gew. %. Weitere Zulegierun- gen können einen geringen Anteil von Molybdän enthalten, beispiels- weise bis zu 4 Gew. %. Ebenso können 1 bis 4 Gew. % Titan enthalten sein.

Die Anordnung des Heizers an der Kontaktkochptatte kann derart sein, dass er an ihrer Unterseite angeordnet ist zu ihrer Beheizung. Ein Kon-

takt sollte dabei möglichst flächig sein bzw. für einen möglichst guten Wärmeübergang sorgen.

Beispielsweise ist es möglich, einen erfindungsgemäßen Heizer in ei- nern Rohr anzuordnen, beispielsweise in gewendelter Form. Dabei sollte er von einer Isolierung umhüllt sein, beispielsweise Quarzsand, Keramik oder dergleichen. Dieses Rohr wiederum kann an die Unterseite der <BR> <BR> <BR> <BR> Cntaktkochplatte angelegt werden, wozu es vorteilhaft abgeflacht ist zur Erhöhung der Kontaktfläche.

Der Heizer kann alternativ auf luftdichte Weise von einer Isolierung um- geben sein. Eine solche Isolierung kann auf Basis von Glas oder Kera- mik beruhen und sollte entsprechend temperaturstabil sein. Es können auch Polymerkeramiken sein. Die Isolierung ist hier mit dem Heizer an der Unterseite der Kontaktkochplatte angeordnet. Ebenso ist es denk- bar, eine evakuierte Isolierung vorzusehen, innerhalb welcher der Heizer verläuft.

Eine Heizung bzw. eine Kontaktkochplatte kann mehrere drahtförmige Heizer aufweisen, beispielsweise zwei oder drei. Mindestens einer der Heizer, insbesondere genau ein Heizer, besteht dabei aus einer oben genannten Eisenbasislegierung mit Vorteil. So ist ein Teil der zur Verfü- gung stehenden Heizleistung selbstregelnd, was sich entweder auch auf die anderen Heizer direkt auswirken kann oder über die gesamte Wär- meeinkopplung auf die Kontaktkochplatte.

Bei einer beispielhaften Ausführung der Erfindung ist es möglich, einen Heizer aus einer vorgenannten Eisenbasislegierung mit wenigstens ei- nem konventionellen Heizer, der ebenfalls aus Draht aus konventionel- <BR> <BR> <BR> <BR> lem Widerstandsmaterial bestehen kann, in Serie zu schalten. Die lJber- hitzung des Heizers mit PTC-Effelzt bewirkt dann das Drosseln oder Ab- schalten des gesamten Zweiges und somit auch des konventionellen

Heizers. Ein konventioneller Heizer kann beispielsweise eine FeCrAI- Legierung odgl. aufweisen. Ein solcher Heizleiter ist in der EP 542128 Al beschrieben, auf die hier ausdrücklich Bezug genommen wird.

Bei einer anderen beispielhaften Ausführung der Erfindung kann eine Parallelschaltung aus einem Heizer mit einer vorgenannten Eisenbasis- legierung und einem konventionellen Heizer vorliegen. In diesem Fall regelt sich der Heizer nur selber bzw. nur seinen eigenen Zweig ab. Des weiteren ist es selbstverständlich möglich, auch Mischungen aus paral- lel-und seriellen Schaltungen vorzusehen.

Die Heizer, insbesondere in den vorgenannten möglichen Beschaltun- gen, können in mehreren getrennten Zweigen vorgesehen sein. In min- destens einem der Zweige sollte ein Heizer aus einer vorgenannten Ei- senbasislegierung vorgesehen sein. Dabei ist es möglich, sämtliche Zweige gemeinsam mit elektrischer Energie zu beaufschlagen. Die ein- zelnen Zweige können in sogenannten definierten Flächenbereichen verlaufen, welche sich zwar umgeben und aneinander angrenzen kön- nen, im wesentlichen jedoch nicht überlappen oder durchdringen. Die Flächenbereiche sind vorteilhaft an die Form der Kontaktkochplatte an- gepasst, beispielsweise rund und konzentrisch zueinander.

Zur Beschaltung solcher Zweige mit mehreren Heizern kann ein grund- sätzlich beliebiges Schaltgerät verwendet werden, welches unterschied- liche Beschaltungen herstellen kann. Diese können seriell und/oder pa- rallel sein, wobei mehrere Zweige in völlig freier Beschaltung zusam- mengeschaltet und mit elektrischer Energie versorgt werden können.

Dabei können verschiedene Zweige auf unterschiedliche Arten und Wei- sen zusammengeschaltet werden. Je nach Art der Beschaltung sind sie mit unterschiedlich großer Energie beaufschlagbar. Dies gilt vor allem dann, wenn eine sotche erfindungsgemäße Kontaktptatte ähnlich einer üblichen Kochstelle mit mehreren Heizkreisen an einer Spannungsquelle

angeschlossen ist und entweder getaktet wird oder die Leistung durch die Beschaltungsart einstellbar ist.

Einerseits kann eine Kontaktkochplatte eine sogneannte Gusskochplatte sein, wie sie verbreitet ist. Der oder die Heizer können dabei zwischen Rippen verlaufen, weiche an die Unterseite der Gusskochplatte ange- formt sind. Dabei können die Heizer, wie zuvor beschrieben, in einer Iso- lierung und unter Umständen auch einer Art Rohrheizkörper vertaufen.

Als Alternative zu einer Gusskochplatte ist es möglich, einen vorgenann- ten Heizer, vorteilhaft zusammen mit weiteren konventionellen Heizern, an einer Kontaktkochplatte aus Keramikmaterial zu verwenden und an- zubringen. Hier ist es von Vorteil, wenn der Heizer Flachdrahtform auf- weist und mit guter Wärmeleitung, bevorzugt flächig, an der Unterseite der Keramik befestigt ist. Eine Flachdrahtform kann hier bis zu einer breiten Folienform reichen, um ein ausgewogenes Verhältnis zwischen Heizerfläche, Heizerquerschnitt und Heizerleistung zu schaffen.

Diese und weitere Merkmale von bevorzugten Weiterbildungen der Er- findung gehen außer aus den Ansprüchen auch aus der Beschreibung und den Zeichnungen hervor, wobei die einzelnen Merkmale jeweils für sich allein oder zu mehreren in Form von Unterkombinationen bei einer Ausführungsform der Erfindung und auf anderen Gebieten verwirklicht sein und vorteilhafte sowie für sich schutzfähige Ausführungen darstel- len können, für die hier Schutz beansprucht wird Kurzbeschreibung der Zeichnungen Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen schema- tisch dargestellt und werden im folgenden näher erläutert. In den Zeich- nungen zeigen :

Fig. 1 eine Seitenansicht einer Keramik-Platte mit flachen Heizern, Fig. 2 eine Draufsicht auf die Unterseite der Keramik-Platte aus Fig. 1, Fig. 3 einen Schnitt durch eine Gusskochptatte mit eingebet- teten Heizern an der Unterseite, Fig. 4 einen weiteren Schnitt durch eine weitere Kochplatte mit Heizern, weiche in einem Rohr verlaufen, das an die Unterseite einer Kochplatte angedrückt ist, Fig. 5 und 6 Verschaltungsbeispiele für mehrere Heizleiter.

Detaillierte Beschreibung der Ausführungsbeispiele In Figur 1 ist von der Seite eine Heizung 11 dargestellt. Diese weist eine Kontaktkochplatte 12 auf, welche beispielsweise aus einem Keramikma- terial bestehen kann. Eine derartige Keramikkochplatte ist beispielswei- se aus der EP 069 298 A1 bekannt.

An der Unterseite der Kochplatte 12 sind Heizleiter 14 angeordnet. Der Verlauf der Heizleiter 14 wird vor allem aus Figur 2 deutlich. Hier ist zu erkennen, wie von Anschlüssen 15 ausgehend ein Heizleiter 14 als ein durchgängiges Band in Doppelspiralform auf die Unterseite der Koch- platte 12 aufgebracht ist.

Der Heizleiter 14 ist in mehrere verschiedene Bereiche aufgeteilt, wel- che sich grundsätzlich in zwei Arten unterteilen lassen. Die Heizleiterbe- reiche 14a sind aus sogenanntem normalem oder konventionellem Heiz- leitermaterial ausgebildet, beispielsweise einer FeCrAI-Legierung. Die Heizleiterbereiche 14b, welche als kurze Stücke zusammen mit den Heizleiterbereichen 14a den gesamten, durchgängigen Heizleiter 14 bil- den, sind aus dem erfindungsgemäßen metallischen Material mit PTC- Eigenschaften gebildet, beispielsweise einer Eisenbasislegierung, wie

sie vorstehend beschrieben ist. Die Verbindung der Heizleiterbereiche 14a und 14b miteinander erfolgt derart, dass keine störenden Über- gangswiderstände und auch keine sonstigen Grenzschichtprobleme ent- stehen.

Zur Aufbringung des Heizleiters 14 gibt es verschiedene Möglichkeiten.

Einerseits ist es möglich, aus den Heizleiterbereichen 14a und 14b durch Zusammenfügen ein durchgängiges Band, beispielsweise in Flachdrahtform, herzustellen. Dieses kann auf nahezu beliebiger Art und Weise an der Unterseite der Kochplatte 12 befestigt werden, beispiels- weise durch Ankleben oder Einbetten mittels keramischen Klebers. Al- ternativ ist es denkbar, sogenannte Dickschichtpasten aus den jeweili- gen Materialien herzustellen und auf die Kochplatte 12 aufzuschmelzen.

In Figur 3 ist im Schnitt eine Heizung 111 mit einer Gusskochplatte 112 dargestellt, auf welcher ein Kochgefäß steht. Die Gusskochplatte 112 weist entsprechend bekannten Ausbildungen an der Unterseite konzen- trische abstehende Rippen 118 auf. In die von diesen Rippen 118 gebil- deten Zwischenräume ist jeweils ein Heizleiter 114 in gewendelter Form mittels der Isoliereinbettung 117 eingebettet.

In Figur 4 ist eine weitere Heizung 211 dargestellt. Auch dort ist ein Heizleiter 214 in gewendelter Form vorgesehen. Allerdings ist hier der Heizleiter 214 in ein Rohr 216 eingebettet zusammen mit einer Isolier- einbettung 217. Rohr 216 und Heizleiter 214 bilden einen sogenannten Rohrheizkörper und sind hier im Querschnitt in etwa dreieckförmig. Dies ermöglicht es, eine größere direkte Kontaktfläche zur Wärmeübertra- gung an eine darüber befindliche Kochplatte 212 zu gewährleisten. Ver- fahren zur Verformung eines Rohrs 216 in eine solche Dreiecksform sind dem Fachmann bekannt.

Vorteilhaft ist das Rohr 216 an der Unterseite der Kochplatte 212 mit ei- ner thermischen Dämmung oder dergleichen umgeben, welche beson- ders bevorzugt eine gewisse Reflexionswirkung nach oben aufeist.

Dadurch kann ein Großteil der von dem Rohr 216 bzw. dem Heizleiter 214 erzeugten Hitze nach oben an die Kochplatte 212 gerichtet werden.

Das Rohr 216 kann entweder mittels Klebers oder dergleichen, bei- spielsweise wie oben beschrieben, an der Unterseite der Kochplatte 212 befestigt sein, wobei hier vorteilhaft zusätzlich ein guter Wärmeübergang geschaffen wird. Alternativ dazu ist es möglich, Rohr 216 und Kochplatte 212 flächig gegeneinander zu drücken. Weitere Möglichkeiten können beispielsweise darin bestehen, das Rohr 216 an die Unterseite der Kochplatte 212 anzulöten oder anzubonden, da der Heizleiter 214 elekt- risch isoliert ist gegenüber diesem. Derartige metallische Übergänge, würden bei einer metallischen Ausbildung der Kochplatte 212 den Wär- meübergang zusätzlich verbessern.

In den Figuren 5 und 6 sind mögliche Verschaltungsarten von Heizlei- tern 314a und 414a aus konventionellem Heizleitermaterial und Heizlei- tern 314b und 414b aus einer erfindungsgemäßen Eisenbasislegierung dargestellt. Wie zu erkennen ist, können diese auf verschiedene Art und Weise parallel, seriell oder gemischt miteinander verschaltet werden.

Funktion Die Funktion soll im wesentlichen anhand der Figuren 5 und 6 beschrie- ben werden. Hierzu ist es eingangs von Bedeutung, dass die Heizleiter aus einer erfindungsgemäßen Eisenbasislegierung eine PTC- Charakteristik aufweisen. Dies bedeutet, dass ihr spezifischer elektri- scher Widerstand ab einer Temperatur von ca. 300°C verstärkt ansteigt, und sich beispielsweise bis 600°C mehr als verdoppeln kann. Wie ein- gangs beschrieben worden ist, wird durch das Ansteigen des elektri-

schen Widerstands eines Heizleiters der Stromdurchfluss durch ihn ge- ringer. Damit sinkt die erzeugte Wärmeleistung, welche wiederum ein Absinken des Widerstands aufgrund abnehmender Temperatur bewirkt.

Derartige sozusagen selbst-temperaturregelnde Heizleiter können auf verschiedene Art und Weise eingesetzt werden. Im Gegensatz zu sons- tige PTC-Fühlern oder PTC ;-Elementen sollen die hier beschriebenen Heizleiter vor allem als Heizleiter verwendet werden und nicht nur als Obertemperatursicherungen.

In Figur 5 ist eine Parallelschaltung zweier sozusagen konventioneller Heizleiter 314a dargestellt. Diesen ist seriell ein Heizleiter 314b aus ei- ner Eisenbasislegierung vorgeschaltet. Die Heizleiter 314a und 314b sind beispielsweise auf vorbeschriebene Weise an einer Kontaktkoch- platte zur Beheizung angebracht.

Zusätzlich zu den dargestellten Heizleitern, welche gemeinsam span- nungsbeaufschlagt sind, können noch weitere Heizleiter an derselben Kontaktkochplatte befestigt sein. So könnte beispielsweise ein separat schaltbarer Zweikreis-Heizkörper geschaffen werden.

Es ist zu erkennen, dass bei Erreichen einer als kritisch anzusehenden Temperatur der Kochplatte wegen der relativ gleichmäßigen Tempera- turverteilung in der Kochplatte der Heizleiter 314b erhitzt. Dadurch steigt aufgrund der Eigenschaften der verwendeten Eisenbasislegierung sein elektrischer Widerstand an, was wiederum eine Reduzierung des durch ihn fließenden Stroms bewirkt. Somit fließt auch weniger Strom durch die konventionellen Heizleiter 314a. Dadurch sinkt deren Heizleistung und insgesamt die Beheizung der Kochplatte. Die Temperatur sinkt so weit ab, bis der Stromfluss durch den Heizleiter 314b wieder zunimmt und somit auch die Heizleistung. Somit reguliert der Heizleiter 314b nicht

nur sich selber, sondern auch noch die konventionellen Heizleiter 314a.

Des weiteren trägt er selber zur Beheizung der Kochplatte bei.

Bei entsprechender Aus ! egung der Heizteiter, insbesondere des Heiztei- ters 314b, ist es möglich, einen sogenannten eingeschwungenen Zu- stand zu erreichen. Dabei bleiben Temperatur und elektrischer Wider- stand und somit Heizleistung in etwa gleich.

Die Figur 6 zeigt eine Parallelschaltung eines konventionellen Heizleiters 414a und eines erfindungsgemäßen Heizleiters 414b mit einer Eisenba- sislegierung. Beide Heizleiter 414 liegen an der Versorgungsspannung an. Im Fall von Übertemperatur reduziert hier, wie leicht zu erkennen ist, lediglich der Heizleiter 414b seine Leistung. Der Heizleiter 414a bleibt davon unberührt und heizt normal weiter.

Bei dieser Verschaltung der Heizleiter 414 regelt sich der erfindungsge- mäße Heizleiter 414b mit der Eisenbasislegierung ausschließlich selber.

Somit wird bei einer Kochplatte, an welcher die beiden Heizleiter 414a und 414b angeordnet sind, die gesamte Wärmeerzeugung zwar redu- ziert, allerdings ausschließlich durch Reduzierung der Wärmeerzeugung durch den erfindungsgemäßen Eisenbasislegierungs-Heizleiter 414b.

Sind an einer Kochplatte mehrere erfindungsgemäße Heizleiter aus ei- ner Eisenbasislegierung angeordnet, welche insbesondere gemeinsam mit einer Spannung leistungsbeaufschlagt sind, so ist es von Vorteil, diese flächig verteilt über eine Kochplatte anzuordnen. So ist eine Ent- deckung lokaler Überhitzungen und Berücksichtigung dieser Überhit- zung besser möglich. Des weiteren ist es bei bestimmten Bauarten von Kochplatten möglich, in üblicherweise besonders heißen Bereichen kon- ventionelle Heizleiter durch solche erfindungsgemäße Heizleiter aus ei- ner Eisenbasistegierung zu ersetzen.

Die verschiedenen Heizer oder Heizleiter können in etwa die gleiche Leistung aufweisen.

En Ausführungsbeispiel in Zahlen Die Funktionsweise einer vorbeschriebenen Kochplatte mit einer Serien- schaltung eines normalen Heizleiterdrahts und eines PTC-Widerstands soll anhand eines Zahlenbeispiels im folgenden verdeutlicht werden.

Die Kochplatte weist einen normalen Heizleiter auf, dessen Widerstand von ca. 15 Ohm bei Raumtemperatur auf ca. 20 Ohm bei 800°C an- steigt. Zusätzlich weist die Kochplatte einen PTC-Heizleiter auf, dessen Widerstand von 5 Ohm bei Raumtemperatur auf ca. 32 Ohm bei 800°C ansteigt. Die beiden Heizleiter sollen in Reihe geschaltet sein und mit einer Spannung von 230 V betrieben werden.

Der Temperaturverlauf soll anhand der folgenden Tabelle veranschau- licht werden : Temp. [°C] Rnorm [Ohm] RPTC [Ohm] Rsum [Ohm] Leistung [kW] 20 15 20 2, 6 200 16 7 23 2, 3 300 17 10 27 2, 0 400 18 14 32 1, 7 600 19 22 41 1, 3 800 20 32 52 1, 0 Ein Topf mit gutem Wärmeentzug wird bei 300°C mit einer Leistung von knapp 2kW beheizt. Ist der Topf leer und steigt die Temperatur der Kochplatte stark an, wird die Leistung deutlich reduziert und man erhält bei höchsten Temperaturen von knapp 800°C nur noch etwa die halbe

Heizleistung von etwas mehr als 1 kW. Dadurch ist wieder eine Abküh- lung bzw. eine weniger starke Erhitzung möglich.