DE3413650A1 - Steuerung fuer eine brat- oder backflaeche - Google Patents

Description

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Steuerung für eine Brat- oder Backfläche

Die Erfindung bezieht sich auf Heizsteuermittel für eine ganz allgemein zum Kochen verwendbare Brat- oder Backfläche bzw. eine Brat- oder Kochplatte.

Im folgenden wird kurz auf "Bratflächen" Bezug genommen, wobei diese Flächen auch ebenso gut zum Kochen wie auch zum Backen verwendet werden können. Der entsprechende Ausdruck für solche Flächen ist in der angelsächsischen Literatur "griddle".

Bislang hatten die beim Betrieb von Bratflächen verwendeten Bratflächentemperatursteuermittel nicht eine ausreichende Empfindlichkeit gegenüber der tatsächlichen Bratflächentemperatur, um so einen Hoch/Nieder-Plattentemperaturbereich von weniger als ungefähr 15 bis 20° F zu verhindern, wodurch beträchtliche Kosten für die Heizenergie erforderlich waren, um die Plattentemperatur in den bevorzugten Arbeitszustand zu bringen und um sie unter Last zu halten, sobald die Plattentemperatur während des "Aus"-Teils des Heizzyklus abfiel. Ein wesentlich niedrigerer "Ein/Aus"- oder "Hoch/Niedrig"-Temperaturbereich des Kochmediums ist erwünscht, um sowohl Heizenergie als auch Betriebszeit zu sparen. Versuche zur Lösung dieses Problems lassen sich

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den US-Patenten 2 846 147 und 3 511 971 entnehmen, und zwar für einen Fettsiedetopf bzw. eine Bratfläche. Die vorliegende Erfindung beabsichtigt, die Nachteile der . erwähnten Patente und des Standes der Technik ganz allgemein zu überwinden.

Gemäß der Erfindung erhält man eine genauere Temperatursteuerung der Bratfläche dadurch, daß man einen Thermostaten, unabhängig davon, ob er zur Rohr- oder zur Widerstandsbauart gehört, direkt an der Unterseite der Bratplatte befestigt, und zwar hauptsächlich von einem direkten Eingriff mit den Plattenheizmitteln entfernt angeordnet und mit einem relativ kleinen Teil seines äußeren Endes freiliegend gegenüber und in direktem Eingriff mit den Heizmitteln, wobei der Hauptteil des Thermostaten fortlaufend auf jedwede Temperaturänderung der Bratplatte anspricht, um die Steuerung der "Ein/Aus"-Schaltmittel zu bewirken, welche die Heizenergiequelle betreiben, und wobei ferner der erwähnte freiliegende Teil direkt die Wirkung des Hauptthermostatkörpers unterstützt, um sein Ansprechen auf die Geschwindigkeit der Plattentemperaturänderung zu beschleunigen, da dieses durch die unmittelbar angelegte thermische Energie beeinflußt wird, um so eine genauere Arbeitsweise der Schaltmittel und der Energiequellensteuerung zu erreichen.

Durch Einstellung des Ausmaßes des Freiliegens des freiliegenden Teils des Thermostaten, beispielsweise auf 1/2 bis 3/4 der Länge des freiliegenden Teils, kann der tatsächliche "Ein/Aus"-Temperaturbereich der Arbeitsweise der Wärmequelle so eingestellt werden, daß eine Anpassung erfolgt für jedwede Größe der Bratfläche und es kann auch jedem Bereich der Last entsprochen werden, die die Bratfläche im Verlauf ihres Betriebs anfordern kann.

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Weitere Vorteile, Ziele und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnung, die eine elektrisch beheizte Bratfläche zeigt. Im einzelnen zeigt die Zeichnung folgendes:

Figur 1 eine Ansicht einer gasbeheizten Platte von unten her, wobei die Positionierung der erfindungsgemäßen Plattentemperatursteuermittel dargestellt ist;

Figur 2 eine Schnittlängslinie 2-2 in Figur 3; Figur 3 eine Schnittlängslinie 3-3 in Figur 1; und

Figur 4 eine schematische Darstellung der Positionierung eines Thermostaten der Birnenbauart an einer elektrisch beheizten Bratfläche.

Wie in Figur 1 gezeigt ist, ist eine Thermostatanordnung 10 an der Unterseite der Bratplatte 12 in etwa in der Mitte des Hauptarbeitsgebiets angeordnet und erstreckt sich quer zur Platte derart, daß die Kapillare 14 der Thermostatbirne zur Vorderkante der Platte verläuft, und zwar zur Verbindung mit Schaltmitteln für das Gasbrennersystem, welches nicht gezeigt ist.

Figur 2 zeigt den Thermostaten 16, der zur Rohrbauart mit einem Strömungsmittelinhalt gehört; der Thermostat 16 ist unmittelbar an der Platte angeordnet und ist an seiner Stelle durch eine Druckplatte 18 festgelegt oder festgeklemmt, wobei ein Bolzen 20 durch eine Mutter 22 geschraubt ist, die ein einstückiger Teil einer äußeren Wärmeabschirmung 24 ist. Bei der gezeigten Form der Bolzenanordnung erstreckt sich die äußere Wärmeabschirmung 24 im wesentli-

chen über die Länge des Thermostatrohres 16 hinreichend weit, um den Thermostaten gegenüber einer Berührung mit den Verbrennungsgasen des Plattenheizsystems abzuschirmen. Andererseits muß die Druckplatte 18 nur eine hinreichende Länge besitzen, um den Thermostaten 16 fest an die Bratplatte 12 anzuklemmen.

Wie die Figuren 2 und 3 zeigen, weist die Thermostatanordnung 10 eine innere Wärmeabschirmung 26 auf, die sich im wesentlichen von Ende zu Ende der äußeren Wärmeabschirmung 24 erstreckt, und nach außen von dort zur vorderen Kante 28 der Platte 12 um die Kapillare 14 gegenüber den heißen Gasen des Plattenheizsystems zu schützen. Vorzugsweise sind die Wärmeabschirmungen 24 und 26 an die Unterseite der Platte 12 angeschweißt und die innere Wärmeabschirmung 26 ist natürlich mit einer Öffnung 30 ausgestattet, durch welche der Klemmbolzen 20 verlaufen kann, um mit der Druckplatte 18 in Eingriff zu kommen.

Wie Figur 2 zeigt, ragt die Thermostatbirne bzw. das Thermostatelement 32 vom äußeren Ende des Thermostatrohres aus über das innere Ende der Wärmeabschirmung 24 hinaus, um so direkt mit den Gasen des Plattenheizsystems in Berührung zu stehen; die Größe dieses Hinausragens kann ohne weiteres eingestellt werden, und zwar einfach dadurch, daß man die Klemmschraube 20 löst und den Thermostaten in Längsrichtung unter der Druckplatte 18 verschiebt, wobei dies dann zweckmäßig sein kann, wenn der "Ein/Aus"-Temperaturbereich erreicht werden soll, der für die bestimmte Bratplattengröße und Arbeitslast erforderlich ist.

Die freiliegende Fläche des Thermostaten, beispielsweise der Vorsprung der Birne 12 wie in Figur 2 gezeigt, wird durch Versuche bestimmt, um die freiliegende Fläche zu

erhalten, die ohne Zyklusbetrieb einen minimalen Temperaturabfall erzeugt, wobei dann, wenn eine zu große Fläche der Birne 32 gegenüber den heißen Verbrennungsgasen freiliegt, der Thermostat kurze Zyklen aufweist, und die Brenner nicht für die Zeit anbleiben, die notwendig ist, um den gewünschten "Ein/Aus"-Temperaturbereich für die Bratplatte zu erhalten. Bei Nichtbelastungsbedingungen hält das Steuersystem eine sehr genaue Temperatur aufrecht, aber unter Bedingungen schwerer Belastung würde der zyklische Ausbetrieb des Thermostaten die volle Strömung des Brennergases dann, wenn es erforderlich ist, stören.

Sobald ein spezieller Thermostat ausgewählt ist, die sämtlich die gleichen körperlichen Abmessungen besitzen, mit der gleichen Wandstärke für die Birne, dem gleichen Metall für die Birne und dem gleichen hydraulischen Strömungsmittel, und mit der Größe des Herausstehens der Birne experimentell bestimmt, kann der gleiche Thermostat für sämtliche Grillinstallationen der gleichen Größe und Lastbedingung verwendet werden.

Beispielsweise kann eine typische gasbeheizte Bratfläche (Grill- oder auch Backfläche) eine 36" χ 24" Platte aufweisen, und zwar mit einem Thermostatrohr von ungefähr 8" Länge, und zwar ferner mit einer Birnenextension von einem Zoll. Das Thermostatrohr würde gegenüber der Gasflamme und den Verbrennungsprodukten abgeschirmt sein, und zwar durch eine Heizschildabdeckung derart, daß nur ungefähr dreiviertel der Ein-Zol1-Birnenlänge freiliegen würden für den direkten Kontakt mit den heißen Gasen der Heizmittel. Diese Verlängerung wird durch Experimente bestimmt, und zwar bei tatsächlichen Bratbedingungen, und natürlich muß die Bestimmung erfolgen für jede Größe oder Herstellung des speziell verwendeten Thermostaten für die Erzeu-

gung der Brat flächen.

Im Betrieb des gasbeheizten Bratflächen- oder Grill systems und bei unterhalb der normalen Betriebstemperatur befindlicher Platte wurden die heißen Gase des Verbrennungssystems die hervorragende Thermostatbirne in einem solchen Ausmaß erhitzen, daß die Wärme früher abgeschaltet wird als dies sonst der Fall wäre. Die Thermostatbirne erreicht dann schnell die Temperatur der Bratplatte, die niedriger ist als die Temperatur der die Platte erhitzenden Gase, und das Heizsystem wird wiederum eingeschaltet. Dieser zyklische Vorgang wiederholt sich solange, bis der Thermostatkörper die Wärme der Bratfläche erreicht und der Brenner abgeschaltet wird. Wenn danach die Bratplattentemperatur ungefähr 5° absinkt, so schaltet der Thermostat zyklusmäßig das Heizsystem "ein" und die Platte wird solange erhitzt, bis die Kombination des Effekts des kleinen freiliegenden Birnenteils, wenn es durch die heißen Gase des Heizsystems beeinflußt wird, und die Heizplattentemperaturbeeinf1ussung des Hauptthermostatkörpers bewirken, daß der thermostatbetätigte Schalter die "Aus"-Position erreicht und die Heizquelle abgeschaltet wird. Wenn die Plattentemperatur sich genug abgekühlt hat, daß der Thermostat in die "Ein"-Position fällt, so wird der "Ein/Aus"-Zyklus wiederholt, solange ein Betrieb der Bratfläche erforderlich ist.

Es wird angenommen, daß eine Plattentemperaturvariation innerhalb des Bereiches von 5 F ein praktisches Minimum darstellt, und innerhalb dieses Bereichs, wenn die Bratfläche zyklusmäßig "ein" ist, verbleibt sie auf "Ein" kontinuierlich, solange die Bratplatte und/oder die Belastung durch das im Kochen befindliche Nahrungsmittel Wärme anfordern. Das heißt, der kleine freiliegende Teil

der Thermostatbirne nimmt nicht genügend Wärme auf, um den Thermostat in den "Aus"-Zykluszustand zu bringen, während die Bratplatte sich unterhalb der Temperatureinstellung der Thermostateinstel1 vorrichtung befindet. Daraus sowie aus der vorstehenden Beschreibung erkennt man, daß der Abstand der Birnen- oder Elementverlängerung über die Wärmeabschirmung des Thermostaten hinaus von kritischer Natur ist.

Eine Anpassung des vorstehenden Systems für die Heizplattentemperatursteuerung einer elektrisch beheizten Bratfläche ist schematisch in Figur 4 gezeigt. Die Platte wird hier durch eine Vielzahl von Heizelementen 34 der "cal-rod" Bauart beheizt, die in geeigneter Weise flachliegend und fest an der Unterseite der Platte 12 festgeklemmt sind. Ein Thermostat 36 ist fest an der Platte nahe der Mitte der Hauptkochfläche festgeklemmt oder befestigt, und zwar in Abstandsbeziehung mit einem benachbarten Heizstab und ein Kurzspitzenende 38 der Thermostatbirne ist seitlich zum Heizstab hin gebogen, und zwar für einen Seite-an-Seite-Kontakt damit, um direkt durch die Temperatur der Heizstange beeinflußt zu werden, wobei die Hauptlänge des Thermostatenkörpers allein durch die Temperatur der Platte 12 beeinflußt wird.

In diesem Fall wird die Größe des Birnenteils 38, der einen körperlichen Kontakt mit dem Heizstab besitzt, experimentell bestimmt, wie dies beim gasbeheizten Bratflächensystem oben beschrieben wurde; sobald das erforderliche Ausmaß des körperlichen Kontakts bestimmt wurde, wird dies der Standard für das elektrische System. Die Kapillare des Thermostaten steht - wie gezeigt - mit einem thermostatbetätigten Schalter 40 in Verbindung, der seinerseits mit der Betriebswicklung eines Relais 42 für den "Ein/Aus"-

Betrieb der Heizelemente 34 in Verbindung steht, wobei der Schaltanzeiger auf eine Temperaturvariation von ungefähr 5° F eingestellt ist.

Abwandlungen der Erfindung sind möglich.

Zusammenfassend kann man sagen, daß die Erfindung folgendes vorsieht:

Temperatursteuermittel für ein Kochgerät, insbesondere eine Brat- oder Backfläche, bei der ein rohrförmiger Thermostat an den Boden der Bratplatte angebracht oder angeklemmt ist, und zwar abgeschirmt gegenüber dem direkten Eingriff mit dem Heizmedium, wobei ferner ein vorbestimmter Teil des temperaturabfühlenden Elements (Birne) des Thermostaten direkt gegenüber dem Heizmedium freiliegt, und zwar für eine Zusammenarbeit mit dem Betätigungsströmungsmittel im Thermostatenrohr, um so den "Ein/Aus"-Schalter des Heizmediums mit einem Temperaturbereich von ungefähr 5 F zu betätigen.

Claims (5)

1. Ansprüche

   Γ 1.j Heizsteuermittel für eine ganz allgemein zum Kochen

   verwendete Brat- oder Backplatte, an deren Unterseite eine Quelle thermischer Energie direkt angeordnet ist, um so die Platte zu erwärmen, und mit Mitteln für einen "Ein/Aus"-Betrieb der Energiequelle, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel einen langgestreckten temperaturempfindlichen Körper aufweisen, von dem ein Hauptteil seiner Länge fest an der Unterseite der Platte befestigt, vorzugsweise angeklemmt ist, und zwar weg gegegenüber dem Einfluß der Energiequelle, und wobei der Körper einen relativ kleinen Teil von nur seinem äußeren Ende direkt freiliegend gegenüber und thermisch beeinflußt durch die Energiequelle aufweist.
2. 2. Heizsteuermittel nach Anspruch 1, wobei die Quelle thermischer Energie ein Gasbrenner ist, der derart angeordnet ist, daß seine heißen Verbrennungsprodukte auf die Platte auftreffen, wobei der auf Temperatur ansprechende Körper gegenüber dem Eingriff mit den Verbrennungsprodukten abgeschirmt ist, mit Ausnahme seines äußeren Endteils, welches freiliegt, um direkt von den Verbrennungsprodukten erfaßt zu werden.
3. 3. Heizsteuermittel nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der auf Temperatur ansprechende Körper in Längsrichtung durch eine Wärmeabschirmung abgedeckt ist, und zwar mit Abstand angeordnet gegenüber dem Körper und befestigt an der Platte, wobei ferner der auf Tem-

   peratur ansprechende Körper an der erwähnten Platte festgeklemmt ist, und zwar durch einstellbare Mittel befestigt an der Wärmeabschirmung, um die Einstellung des Körpers in Längsrichtung bezüglich der Wärmeabschirmung zu gestatten, um so das Freiliegen des äußeren Endteils des Körpers über die Wärmeabschirmung hinaus zu verändern.
4. 4. Heizsteuermittel nach Anspruch 3, wobei der auf Temperatur ansprechende Körper ein Thermostat ist, der ein mit Strömungsmittel gefülltes Rohr aufweist, und zwar in Verbindung mit auf Druck ansprechenden Schaltmitteln für den "Ein/Aus"-Betrieb der Wärmequelle, wobei der äußere Endteil einen relativ kleineren Abschnitt besitzt, als dies für das erwähnte Rohr gilt.
5. 5. Heizsteuermittel nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß sich der auf Temperatur ansprechende Körper quer zur Platte unter der Wärmeabschirmung erstreckt, und daß die Kiemmittel eine Druckplatte aufweisen, die sich in Längsrichtung des Körpers erstreckt, und wobei die einstellbaren Mittel ein Bolzen sind, die einen Gewindeeingriff mit der Wärmeabschirmung besitzen und sich nach innen von dort aus erstrecken, um an der Druckplatte anzuliegen.