WO2009089980A1 - Induction heating element having induction coil and inductor carrier - Google Patents

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WO2009089980A1
WO2009089980A1 PCT/EP2008/067759 EP2008067759W WO2009089980A1 WO 2009089980 A1 WO2009089980 A1 WO 2009089980A1 EP 2008067759 W EP2008067759 W EP 2008067759W WO 2009089980 A1 WO2009089980 A1 WO 2009089980A1
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WO
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induction heating
heating element
induction
induction coil
ferrite
Prior art date
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PCT/EP2008/067759
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Inventor
Adolfo Arnal Valero
Ruben Braulio Martinez
Ignacio Garde Aranda
Pablo Jesus Hernandez Blasco
Original Assignee
BSH Bosch und Siemens Hausgeräte GmbH
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Publication date
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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
    • H05B6/00—Heating by electric, magnetic or electromagnetic fields
    • H05B6/02—Induction heating
    • H05B6/10—Induction heating apparatus, other than furnaces, for specific applications
    • H05B6/12—Cooking devices
    • 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
    • H05B6/00—Heating by electric, magnetic or electromagnetic fields
    • H05B6/02—Induction heating
    • H05B6/36—Coil arrangements
    • H05B6/365—Coil arrangements using supplementary conductive or ferromagnetic pieces

Definitions

  • Induction heating element with an induction coil
  • the invention is based on an induction heating element with an induction coil according to the preamble of claim 1 and of an inductor carrier according to the preamble of claim 14.
  • Induction heating elements are known from the prior art, each comprising an induction coil and one or more ferrite elements, which are arranged in the operating configuration below the induction coil and a magnetic flux generated by the induction coil, thereby to bundle a strong Scattering of the magnetic field in a direction facing away from a heated cookware part direction to prevent. According to the prior art, such induction heating elements are cast or glued to the induction coil.
  • the invention is in particular the object of providing an easy to handle, repair- and installation-friendly induction heating and an inductor support for supporting such an induction heating.
  • the object is achieved by an induction heating element according to the preamble of claim 1 or by an inductor carrier according to the preamble of claim 14.
  • the invention is based, in particular, on an induction heating element with an induction coil and at least one ferrite element.
  • An essential aspect of the invention is to provide the induction heating element with at least one connecting element for producing a detachable connection between the induction coil and the ferrite element.
  • this makes it possible to achieve a design of the induction heating element that is particularly easy to install and in particular easy to repair. Defective parts can be easily exchanged and elaborate manufacturing steps for gluing or potting the ferrite elements can be avoided.
  • induction heating element which are part of a so-called matrix cooktop with a plurality of heating elements arranged in a grid.
  • the assembly can be further simplified by reducing the variety of components, if the induction heater comprises only a single ferrite element.
  • the connecting element can brace the induction coil and the ferrite element in an axial direction against one another, so that a sandwich-like structure is produced.
  • connection can be structurally simple and safe, for example, designed as a latching connection.
  • a sufficient return effect can be achieved if the ferrite element covers more than half of a surface of the induction coil, in particular substantially over the full area, whereby, for example, a gap for passing through power supply cables can be provided.
  • the induction heating element can advantageously be used as a heating module of a matrix induction hob, in which a multiplicity of induction heating elements, in particular more than four, are used for heating in particular freely definable heating zones.
  • An induction hob with a smaller pitch can be achieved if the diameter of the induction coil is less than 10 cm, more advantageously less than 7 or 8 cm.
  • both the connection between the induction coil and the ferrite element and the connection between the induction heating ment and the inductor carrier can be realized by a single connecting element or a single system of cooperating connecting elements.
  • Inductor are in particular made of aluminum support plates that ensure a magnetic shielding see the induction heating down and at the same time wear the induction heating.
  • top and bottom respectively refer to the installation configuration of a cooktop comprising the induction heating element or the inductor carrier, in which the induction heating element and the inductor carrier can be aligned horizontally.
  • a rotational position of the induction heating element on the inductor support may be fixed when the structure for fixing the induction heating element comprises at least one element which prevents rotation of the induction heating element about its axis.
  • the element can be embodied as a simple pin which engages in a corresponding hole of the inductor carrier.
  • a small-sized connecting element which at the same time ensures a secure connection between the ferrite element and the induction coil can be achieved if the connecting element engages in a central opening of the induction coil and the ferrit element.
  • the connecting element can surround the upper edge of the induction coil and / or the lower edge of the ferrite element and thus clamp the induction coil and the ferrite element against each other.
  • the connecting element can also be used to center the induction coil and the ferrite against each other, so that additional centering or centering during assembly can be omitted.
  • connection element is designed to hold a temperature sensor and / or to hold mica sheets for insulating the induction coil.
  • a cable channel for guiding a supply cable of the induction coil and / or for guiding a supply and connection cable to a temperature sensor can be formed on the connection element.
  • a particularly advantageous and compact connection system can be achieved by two cooperating connecting elements, wherein a latching hook for locking with a corresponding latching element on the second connecting element can be formed on a connecting element.
  • the connecting elements according to the invention may be formed in a particularly simple and inexpensive embodiment of the invention as plastic parts, which are made of a temperature-resistant plastic, the temperatures occurring at the inductor temperatures of up to 300 ° C without damage, are made.
  • the connecting elements or one of the connecting elements may be made of a different dielectric material, for example of ceramic or glass.
  • a further aspect of the invention relates to an inductor carrier for supporting an induction heating element of the type described above.
  • the inductor carrier comprises a connecting element for establishing a connection with the connecting element of the induction heating element. On separate fasteners can be omitted, so that a variety of components can be reduced.
  • a flexible design of the tray mirror or an easy to produce matrix cooking field can be realized when the inductor carrier has a plurality of arranged in a grid connection structures for supporting a plurality of induction heating.
  • the inductor support may be formed, for example, as Aluminiumblech- or aluminum injection molded part, but other materials can be used with a high conductivity.
  • the final assembly of the hob can be made particularly simple if the connection structure is designed for producing a plug-in or latching connection.
  • connection structure has at least two holes for accommodating two projecting elements of a corresponding structure of the invention.
  • binding element comprises. This can be made in a simple manner, a rotationally fixed connection.
  • the inductor support comprises a cooling element for cooling the inductor carrier or an upper side of the inductor carrier, overheating of the cooking rocket can be prevented.
  • the cooling element may be formed, for example, as an active cooling element or as a cooling fin or as an arrangement of a plurality of cooling fins.
  • FIG. 1 shows an induction heating element with an induction coil and a ferrite element and with two cooperating connecting elements in an exploded view
  • FIG. 3 shows a section of an inductor carrier with two induction heating elements.
  • FIG. 1 shows an inventive induction heating element with an annular induction coil 10 and a ferrite element 12 and with two cooperating connecting elements 14, 16 in an exploded view.
  • the ferrite element 12 has an outer contour in the shape of an equilateral hexagon with a central, circular opening 26, which is connected via a gap-shaped opening 52 with the outer contour of the ferrite element 12.
  • the connecting elements 14, 16 serve to produce a detachable connection between the induction coil 10 and the ferrite element 12.
  • the releasable connection is a tool-free producible latching connection formed by latching elements 40 molded onto the upper connecting element 14 and by latching hooks formed on the lower connecting element 16 38 is mediated.
  • the latching hooks 38 protrude axially beyond a base surface of the connecting element 16, have a rectangular basic body and a hook-like end region.
  • the latching elements 40 on the upper connecting element 14 project radially into a circular, central opening 54 of the connecting element 14 and are offset from an upper side of the connecting element 14 axially downwards in the direction of the connecting element 16.
  • the mica sheets 30, 32 are annular and have an inner diameter corresponding to an inner diameter of the opening 24 of the induction coil 10 and an outer diameter which projects beyond the outer diameter of the induction coil 10 by a few millimeters.
  • the outer diameter of the mica sheets 30, 32 is selected so that the outer contour of the mica sheets 30, 32 forms an inner circle of the hexagonal outer contour of the ferrite element 12 in the assembled state.
  • a radially extending cable channel 34 for receiving supply cables 36 for operating the induction coil 10 is formed.
  • the supply cable 36 are guided in the assembled state through the opening 52 in the ferrite 12 and through the cable channel 34.
  • a diameter of the induction coil 10 is depending on the grid of the hob in which it is to be used, between 5 and 10 cm, but also smaller or larger induction coil 10 would be conceivable.
  • FIG. 2 shows the induction heating element in an assembled state. It can be seen that the mica sheets 30, 32, the induction coil 10 and the ferrite element 12 are braced against each other by the connecting elements 14, 16 in a sandwich-like layer structure. In this case, the mica sheets 30, 32 abut directly on the upper or lower side of the induction coil 10, and the ferrite element 12 is under the induction coil 10 is arranged.
  • a temperature sensor 28 may be inserted from below into a circular opening 56 of the lower connecting member 16 after the end of assembly, with a cable 58 for reading the temperature sensor 28 in a downwardly opening groove 48 of the cable duct ( Figure 2) can be.
  • FIG. 3 shows a lower side of one of the induction heating elements.
  • the lower connection element 16 has a structure 18 for connecting the induction heating element to an inductor carrier 20 made of aluminum.
  • the structure 18 includes a first cylinder jacket 60 that encloses the opening 56 and a second pin 22.
  • the member 60 is inserted into a larger, circular hole 44 of a tie structure 42 of the inductor carrier 20 Rotary position of the induction heating is selected so that the element 22 of the structure 18 engages in a smaller hole 46 of the connecting structure 42.
  • the inductor carrier 20 has a flat top with periodically arranged interconnect structures 42, each including a larger and a smaller hole 44,46.
  • the connection structures 42 are arranged in such a way that the induction heating elements can be fastened on the inductor carrier 20 essentially comprehensively.
  • At a rear side of the inductor support 20 only schematically illustrated cooling elements 50, for example in the form of cooling fins, and four supports 62 are arranged.
  • the supports 62 comprise a perpendicular to the surface of the inductor support 20 extending pin with a round cross-section, which ends at its upper end to a shoulder 64.
  • the support 62 engages in the assembled state in a plastic element in a metal support of the hob (not shown), and the pin of the support is inserted into a coil spring which is supported on the shoulder 64 and on the plastic element, so that the inductor support 20 resiliently is stored in a housing of the hob.
  • the coil springs on the four supports 62 generate a contact force of the induction heating elements against a cover plate of the hob (not shown), wherein the pressing force is about 30 Newton per spring.
  • a hob which comprises the system shown in FIG. 3, is particularly service-friendly and easy to repair. All connections, in particular the connections between the induction coil 10 and the ferrite element 12 and the Connection between the induction heating and the inductor 20 are tool-free to produce and detachable, so that defective parts can be easily replaced.
  • the induction heating element may comprise a plurality of ferrite elements
  • the inductor carrier may comprise, instead of a grid of possible mounting positions, connection structures for mounting the induction heating element at fixed positions.

Abstract

The invention relates to an induction heating element having an induction coil (10) and at least one ferrite element (12). In order to improve the ease of maintenance and installation of the induction heating element, the invention provides equipping the induction heating element with at least one connecting element (14, 16) in order to create a detachable connection between the induction coil (10) and the ferrite element (12).

Description

Induktionsheizelement mit einer Induktionsspule und Induction heating element with an induction coil and
Induktorträgerinductor support
Die Erfindung geht aus von einem Induktionsheizelement mit einer Induktionsspule nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 und von einem Induktorträger nach dem Oberbegriff des Anspruchs 14.The invention is based on an induction heating element with an induction coil according to the preamble of claim 1 and of an inductor carrier according to the preamble of claim 14.
Aus dem Stand der Technik sind Induktionsheizelemente bekannt, die jeweils eine Induk- tionsspule und ein oder mehrere Ferritelemente umfassen, die in der Betriebskonfiguration unter der Induktionsspule angeordnet sind und einen magnetischen Fluss, der von der Induktionsspule erzeugt wird, bündeln, um dadurch ein zu starkes Streuen des Magnetfelds in eine einem zu beheizenden Kochgeschirrteil abgewandte Richtung zu verhindern. Nach dem Stand der Technik sind solche Induktionsheizelemente mit der Induktionsspule vergossen oder verklebt.Induction heating elements are known from the prior art, each comprising an induction coil and one or more ferrite elements, which are arranged in the operating configuration below the induction coil and a magnetic flux generated by the induction coil, thereby to bundle a strong Scattering of the magnetic field in a direction facing away from a heated cookware part direction to prevent. According to the prior art, such induction heating elements are cast or glued to the induction coil.
Der Erfindung liegt insbesondere die Aufgabe zugrunde, ein einfach handhabbares, repa- ratur- und montagefreundliches Induktionsheizelement und einen Induktorträger zum Tragen eines solchen Induktionsheizelements bereitzustellen.The invention is in particular the object of providing an easy to handle, repair- and installation-friendly induction heating and an inductor support for supporting such an induction heating.
Die Aufgabe wird gelöst durch ein Induktionsheizelement nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 bzw. durch einen Induktorträger nach dem Oberbegriff des Anspruchs 14.The object is achieved by an induction heating element according to the preamble of claim 1 or by an inductor carrier according to the preamble of claim 14.
Die Erfindung geht insbesondere aus von einem Induktionsheizelement mit einer Indukti- onsspule und wenigstens einem Ferritelement. Ein wesentlicher Aspekt der Erfindung besteht darin, das Induktionsheizelement mit wenigstens einem Verbindungselement zum Herstellen einer lösbaren Verbindung zwischen der Induktionsspule und dem Ferritelement auszustatten. Im Vergleich zu herkömmlichen Induktionsheizelementen mit stoffschlüssig verbundenen Induktionsspulen und Ferritelementen kann dadurch eine monta- ge- und insbesondere reparaturfreundliche Ausgestaltung des Induktionsheizelements erreicht werden. Defekte Teile können einfach ausgetauscht werden und aufwändige Herstellungsschritte zum Verkleben bzw. Vergießen der Ferritelemente können vermieden werden. Die Vorteile des erfindungsgemäßen Induktionsheizelements kommen insbesondere im Zusammenhang mit solchen Induktionsheizelementen zum Tragen, die Teil eines so genannten Matrix-Kochfelds mit einer Vielzahl von in einem Raster angeordneten Heizelementen sind. Die Montage kann durch eine Reduktion der Bauteilvielfalt weiter vereinfacht werden, wenn das Induktionsheizelement nur ein einziges Ferritelement umfasst.The invention is based, in particular, on an induction heating element with an induction coil and at least one ferrite element. An essential aspect of the invention is to provide the induction heating element with at least one connecting element for producing a detachable connection between the induction coil and the ferrite element. In comparison to conventional induction heating elements with cohesively connected induction coils and ferrite elements, this makes it possible to achieve a design of the induction heating element that is particularly easy to install and in particular easy to repair. Defective parts can be easily exchanged and elaborate manufacturing steps for gluing or potting the ferrite elements can be avoided. The advantages of the induction heating element according to the invention come into play in particular in connection with such induction heating elements, which are part of a so-called matrix cooktop with a plurality of heating elements arranged in a grid. The assembly can be further simplified by reducing the variety of components, if the induction heater comprises only a single ferrite element.
Eine noch weitergehende Verbesserung der Montagefreundlichkeit kann erreicht werden, wenn die lösbare Verbindung werkzeugfrei herstellbar ist. Das Verbindungselement kann dabei insbesondere die Induktionsspule und das Ferritelement in einer axialen Richtung gegeneinander verspannen, so dass eine sandwichartige Struktur entsteht.An even further improvement in ease of installation can be achieved if the detachable connection is produced without tools. In this case, in particular, the connecting element can brace the induction coil and the ferrite element in an axial direction against one another, so that a sandwich-like structure is produced.
Hier und im Folgenden beziehen sich die Begriffe wie "axial", "Achse", "radial" etc. stets auf eine durch das Zentrum der Induktionsspule und senkrecht zur Erstreckungsebene der Induktionsspule verlaufende Rotationsachse.Here and below, the terms such as "axial", "axis", "radial" etc. always refer to an axis of rotation extending through the center of the induction coil and perpendicular to the plane of extent of the induction coil.
Die Verbindung kann konstruktiv einfach und sicher beispielsweise als Rastverbindung ausgebildet sein.The connection can be structurally simple and safe, for example, designed as a latching connection.
Durch ein einziges Ferritelement kann eine hinreichende Rückführungswirkung erzielt werden, wenn das Ferritelement mehr als die Hälfte einer Fläche der Induktionsspule bedeckt, insbesondere im Wesentlichen vollflächig ist, wobei beispielsweise ein Spalt zum Durchführen von Stromversorgungskabeln vorgesehen sein kann.By means of a single ferrite element, a sufficient return effect can be achieved if the ferrite element covers more than half of a surface of the induction coil, in particular substantially over the full area, whereby, for example, a gap for passing through power supply cables can be provided.
Wenn ein Durchmesser der Induktionsspule weniger als 15 cm beträgt, kann das Indukti- onsheizelement vorteilhaft als Heizmodul eines Matrix-Induktionskochfelds verwendet werden, in welchem eine Vielzahl von Induktionsheizelementen, insbesondere mehr als vier, zum Beheizen von insbesondere frei definierbaren Heizzonen verwendet werden. Ein Induktionskochfeld mit einem geringeren Rastermaß kann erreicht werden, wenn der Durchmesser der Induktionsspule weniger als 10cm beträgt, besonders vorteilhaft weni- ger als 7 oder 8 cm.If a diameter of the induction coil is less than 15 cm, the induction heating element can advantageously be used as a heating module of a matrix induction hob, in which a multiplicity of induction heating elements, in particular more than four, are used for heating in particular freely definable heating zones. An induction hob with a smaller pitch can be achieved if the diameter of the induction coil is less than 10 cm, more advantageously less than 7 or 8 cm.
Wenn das Verbindungselement eine Struktur zum Verbinden des Induktionsheizelements mit einem Induktorträger umfasst, kann sowohl die Verbindung zwischen der Induktionsspule und dem Ferritelement als auch die Verbindung zwischen dem Induktionsheizele- ment und dem Induktorträger durch ein einziges Verbindungselement bzw. ein einziges System von zusammenwirkenden Verbindungselementen realisiert werden.If the connecting element comprises a structure for connecting the induction heating element with an inductor carrier, both the connection between the induction coil and the ferrite element and the connection between the induction heating ment and the inductor carrier can be realized by a single connecting element or a single system of cooperating connecting elements.
Induktorträger sind insbesondere aus Aluminium gefertigte Tragbleche, die eine magneti- sehe Abschirmung der Induktionsheizelemente nach unten gewährleisten und gleichzeitig die Induktionsheizelemente tragen. Hier und im Folgenden beziehen sich die Begriffe "oben" und "unten" jeweils auf die Einbaukonfiguration eines das Induktionsheizelement bzw. den Induktorträger umfassenden Kochfelds, in welcher das Induktionsheizelement und der Induktorträger horizontal ausgerichtet sein können.Inductor are in particular made of aluminum support plates that ensure a magnetic shielding see the induction heating down and at the same time wear the induction heating. Here and below, the terms "top" and "bottom" respectively refer to the installation configuration of a cooktop comprising the induction heating element or the inductor carrier, in which the induction heating element and the inductor carrier can be aligned horizontally.
Eine Drehlage des Induktionsheizelements auf dem Induktorträger kann fixiert werden, wenn die Struktur zum Befestigen des Induktionsheizelements wenigstens ein Element umfasst, das eine Rotation des Induktionsheizelements um seine Achse verhindert. Das Element kann in einer einfachen Ausgestaltung der Erfindung als einfacher Stift ausgebil- det sein, der in ein entsprechendes Loch des Induktorträgers eingreift.A rotational position of the induction heating element on the inductor support may be fixed when the structure for fixing the induction heating element comprises at least one element which prevents rotation of the induction heating element about its axis. In a simple embodiment of the invention, the element can be embodied as a simple pin which engages in a corresponding hole of the inductor carrier.
Ein klein bauendes Verbindungselement, das gleichzeitig eine sichere Verbindung zwischen dem Ferritelement und der Induktionsspule gewährleistet, kann erreicht werden, wenn das Verbindungselement in eine zentrale Öffnung der Induktionsspule und des Fer- ritelements eingreift. Das Verbindungselement kann dabei die obere Kante der Induktionsspule und/oder die untere Kante des Ferritelements umgreifen und die Induktionsspule und das Ferritelement so gegeneinander verspannen.A small-sized connecting element which at the same time ensures a secure connection between the ferrite element and the induction coil can be achieved if the connecting element engages in a central opening of the induction coil and the ferrit element. The connecting element can surround the upper edge of the induction coil and / or the lower edge of the ferrite element and thus clamp the induction coil and the ferrite element against each other.
In dieser vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann das Verbindungselement ferner dazu benutzt werden, die Induktionsspule und das Ferritelement gegeneinander zu zentrieren, so dass zusätzliche Zentrierelemente oder ein Zentriervorgang bei der Montage entfallen können.In this advantageous embodiment of the invention, the connecting element can also be used to center the induction coil and the ferrite against each other, so that additional centering or centering during assembly can be omitted.
Weitere Funktionen können in das Verbindungselement integriert werden, wenn das Ver- bindungselement zum Halten eines Temperatursensors und/oder zum Halten von Glimmer-Blättern zum Isolieren der Induktionsspule ausgelegt ist. Ferner kann an das Verbindungselement ein Kabelkanal zum Führen eines Versorgungskabels der Induktionsspule und/oder zum Führen eines Versorgungs- und Verbindungskabels zu einem Temperatursensor angeformt sein. Ein besonders vorteilhaftes und kompaktes Verbindungssystem kann durch zwei zusammenwirkende Verbindungselemente erreicht werden, wobei an ein Verbindungselement ein Rasthaken zum Verrasten mit einem korrespondierenden Rastelement an dem zwei- ten Verbindungselement angeformt sein kann.Further functions can be integrated into the connecting element if the connecting element is designed to hold a temperature sensor and / or to hold mica sheets for insulating the induction coil. Furthermore, a cable channel for guiding a supply cable of the induction coil and / or for guiding a supply and connection cable to a temperature sensor can be formed on the connection element. A particularly advantageous and compact connection system can be achieved by two cooperating connecting elements, wherein a latching hook for locking with a corresponding latching element on the second connecting element can be formed on a connecting element.
Die erfindungsgemäßen Verbindungselemente können in einer besonders einfachen und kostengünstigen Ausgestaltung der Erfindung als Kunststoffteile ausgebildet sein, die aus einem temperaturresistenten Kunststoff, der am Induktor auftretende Temperaturen von bis zu 300°C unbeschadet übersteht, gefertigt werden. Alternativ können die Verbindungselemente oder eines der Verbindungselemente aus einem anderen dielektrischen Material, beispielsweise aus Keramik oder Glas, hergestellt sein.The connecting elements according to the invention may be formed in a particularly simple and inexpensive embodiment of the invention as plastic parts, which are made of a temperature-resistant plastic, the temperatures occurring at the inductor temperatures of up to 300 ° C without damage, are made. Alternatively, the connecting elements or one of the connecting elements may be made of a different dielectric material, for example of ceramic or glass.
Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft einen Induktorträger zum Tragen eines Indukti- onsheizelements der oben beschriebenen Art. Ein besonders montagefreundliches System kann erreicht werden, wenn der Induktorträger ein Verbindungselement zum Herstellen einer Verbindung mit dem Verbindungselement des Induktionsheizelements umfasst. Auf separate Verbindungselemente kann verzichtet werden, so dass eine Bauteilvielfalt reduziert werden kann.A further aspect of the invention relates to an inductor carrier for supporting an induction heating element of the type described above. A particularly easy to assemble system can be achieved if the inductor carrier comprises a connecting element for establishing a connection with the connecting element of the induction heating element. On separate fasteners can be omitted, so that a variety of components can be reduced.
Eine flexible Gestaltung des Muldenspiegels oder ein montagefreundlich herstellbares Matrix-Kochfeld kann realisiert werden, wenn der Induktorträger eine Vielzahl von in einem Raster angeordneten Verbindungsstrukturen zum Tragen einer Mehrzahl von Induktionsheizelementen aufweist.A flexible design of the tray mirror or an easy to produce matrix cooking field can be realized when the inductor carrier has a plurality of arranged in a grid connection structures for supporting a plurality of induction heating.
Der Induktorträger kann beispielsweise als Aluminiumblech- oder als Aluminium- Spritzgussteil ausgebildet sein, wobei jedoch auch andere Materialien mit einer hohen Leitfähigkeit eingesetzt werden können.The inductor support may be formed, for example, as Aluminiumblech- or aluminum injection molded part, but other materials can be used with a high conductivity.
Die Endmontage des Kochfelds kann besonders einfach ausgestaltet werden, wenn die Verbindungsstruktur zum Herstellen einer Steck- oder Rastverbindung ausgelegt ist.The final assembly of the hob can be made particularly simple if the connection structure is designed for producing a plug-in or latching connection.
Ferner wird vorgeschlagen, dass die Verbindungsstruktur wenigstens zwei Löcher zum Aufnehmen von zwei vorspringenden Elementen einer entsprechenden Struktur des Ver- bindungselements umfasst. Dadurch kann in einer einfachen Weise eine drehfeste Verbindung hergestellt werden.It is further proposed that the connection structure has at least two holes for accommodating two projecting elements of a corresponding structure of the invention. binding element comprises. This can be made in a simple manner, a rotationally fixed connection.
Wenn der Induktorträger ein Kühlelement zum Kühlen des Induktorträgers bzw. einer Oberseite des Induktorträgers umfasst, kann ein Überhitzen des Kochfels verhindert werden. Das Kühlelement kann beispielsweise als aktives Kühlelement oder als Kühlrippe bzw. als eine Anordnung von einer Vielzahl von Kühlrippen ausgebildet sein.If the inductor support comprises a cooling element for cooling the inductor carrier or an upper side of the inductor carrier, overheating of the cooking rocket can be prevented. The cooling element may be formed, for example, as an active cooling element or as a cooling fin or as an arrangement of a plurality of cooling fins.
Weitere Vorteile ergeben sich aus der folgenden Zeichnungsbeschreibung. In der Zeich- nung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Die Zeichnung, die Beschreibung und die Ansprüche enthalten zahlreiche Merkmale in Kombination. Der Fachmann wird die Merkmale zweckmäßigerweise auch einzeln betrachten und zu weiteren sinnvollen Kombinationen zusammenfassen.Further advantages emerge from the following description of the drawing. In the drawing an embodiment of the invention is shown. The drawing, the description and the claims contain numerous features in combination. The person skilled in the art will expediently also consider the features individually and combine them into further meaningful combinations.
Dabei zeigen:Showing:
Fig. 1 ein Induktionsheizelement mit einer Induktionsspule und einem Ferritelement sowie mit zwei zusammenwirkenden Verbindungselementen in einer Explosionsdarstellung,1 shows an induction heating element with an induction coil and a ferrite element and with two cooperating connecting elements in an exploded view,
Fig. 2 das Induktionsheizelement aus Fig. 1 in einem montierten Zustand undFig. 2, the induction heater of FIG. 1 in an assembled state and
Fig. 3 einen Ausschnitt eines Induktorträgers mit zwei Induktionsheizele- menten.3 shows a section of an inductor carrier with two induction heating elements.
Figur 1 zeigt ein erfindungsgemäßes Induktionsheizelement mit einer ringförmigen Induktionsspule 10 und einem Ferritelement 12 sowie mit zwei zusammenwirkenden Verbindungselementen 14, 16 in einer Explosionsdarstellung. Das Ferritelement 12 hat eine Außenkontur in der Form eines gleichseitigen Sechsecks mit einer zentralen, kreisförmigen Öffnung 26, die über einen spaltförmigen Durchbruch 52 mit der Außenkontur des Ferritelements 12 verbunden ist. Über und unter der Induktionsspule 10 ist jeweils ein Glimmer-Blatt 30, 32 angeordnet, das die Induktionsspule 10 isoliert. Die Verbindungselemente 14, 16 dienen zum Herstellen einer lösbaren Verbindung zwischen der Induktionsspule 10 und dem Ferritelement 12. Die lösbare Verbindung ist eine werkzeugfrei herstellbare Rastverbindung, die durch an das obere Verbindungselement 14 angeformte Rastelemente 40 und durch an das untere Verbindungselement 16 ange- formte Rasthaken 38 vermittelt wird.FIG. 1 shows an inventive induction heating element with an annular induction coil 10 and a ferrite element 12 and with two cooperating connecting elements 14, 16 in an exploded view. The ferrite element 12 has an outer contour in the shape of an equilateral hexagon with a central, circular opening 26, which is connected via a gap-shaped opening 52 with the outer contour of the ferrite element 12. Above and below the induction coil 10, a mica sheet 30, 32 is arranged in each case, which isolates the induction coil 10. The connecting elements 14, 16 serve to produce a detachable connection between the induction coil 10 and the ferrite element 12. The releasable connection is a tool-free producible latching connection formed by latching elements 40 molded onto the upper connecting element 14 and by latching hooks formed on the lower connecting element 16 38 is mediated.
Die Rasthaken 38 ragen axial über eine Grundfläche des Verbindungselements 16 hinaus, haben einen rechteckigen Grundkörper und einen hakenartigen Endbereich. Die Rastelemente 40 an dem oberen Verbindungselement 14 ragen radial in eine kreisförmi- ge, mittige Öffnung 54 des Verbindungselements 14 hinein und sind gegenüber einer Oberseite des Verbindungselements 14 axial nach unten in Richtung des Verbindungselements 16 abgesetzt.The latching hooks 38 protrude axially beyond a base surface of the connecting element 16, have a rectangular basic body and a hook-like end region. The latching elements 40 on the upper connecting element 14 project radially into a circular, central opening 54 of the connecting element 14 and are offset from an upper side of the connecting element 14 axially downwards in the direction of the connecting element 16.
Im verbundenen Zustand (Figur 2) umgreifen die Rasthaken 38 die oberen Kanten der Rastelemente 40 und stellen so eine lösbare Rastverbindung her, die werkzeugfrei herstellbar ist. Die Glimmer-Blätter 30, 32 sind kreisringförmig und haben einen Innendurchmesser, der einem Innendurchmesser der Öffnung 24 der Induktionsspule 10 entspricht und einen Außendurchmesser, der den Außendurchmesser der Induktionsspule 10 um einige Millimeter überragt. Der Außendurchmesser der Glimmer-Blätter 30, 32 ist so ge- wählt, dass die Außenkontur der Glimmer-Blätter 30, 32 im montierten Zustand einen Innenkreis der hexagonalen Außenkontur des Ferritelements 12 bildet.In the connected state (Figure 2) engage around the locking hooks 38, the upper edges of the locking elements 40, thus providing a releasable locking connection ago, which is tool-free to produce. The mica sheets 30, 32 are annular and have an inner diameter corresponding to an inner diameter of the opening 24 of the induction coil 10 and an outer diameter which projects beyond the outer diameter of the induction coil 10 by a few millimeters. The outer diameter of the mica sheets 30, 32 is selected so that the outer contour of the mica sheets 30, 32 forms an inner circle of the hexagonal outer contour of the ferrite element 12 in the assembled state.
An das untere Verbindungselement 16 ist ein radial verlaufender Kabelkanal 34 zur Aufnahme von Versorgungskabeln 36 zum Betreiben der Induktionsspule 10 angeformt. Die Versorgungskabel 36 werden im montierten Zustand durch den Durchbruch 52 im Ferritelement 12 und durch den Kabelkanal 34 geführt. Ein Durchmesser der Induktionsspule 10 beträgt je nach dem Rastermaß des Kochfelds, in dem sie verwendet werden soll, zwischen 5 und 10 cm, wobei jedoch auch kleinere oder größere Induktionsspule 10 denkbar wären.To the lower connecting element 16, a radially extending cable channel 34 for receiving supply cables 36 for operating the induction coil 10 is formed. The supply cable 36 are guided in the assembled state through the opening 52 in the ferrite 12 and through the cable channel 34. A diameter of the induction coil 10 is depending on the grid of the hob in which it is to be used, between 5 and 10 cm, but also smaller or larger induction coil 10 would be conceivable.
Figur 2 zeigt das Induktionsheizelement in einem montierten Zustand. Es ist erkennbar, dass die Glimmer-Blätter 30, 32, die Induktionsspule 10 und das Ferritelement 12 durch die Verbindungselemente 14, 16 in einer sandwichartigen Schichtstruktur gegeneinander verspannt werden. Dabei liegen die Glimmer-Blätter 30, 32 unmittelbar an der Ober- bzw. Unterseite der Induktionsspule 10 an, und das Ferritelement 12 ist unter der Induktions- spule 10 angeordnet. Ein Temperatursensor 28 kann nach dem Ende der Montage von unten in eine kreisförmige Öffnung 56 des unteren Verbindungselements 16 eingesetzt werden, wobei ein Kabel 58 zum Auslesen bzw. Ansteuern des Temperatursensors 28 in einer sich nach unten öffnenden Rille 48 des Kabelkanals (Figur 2) geführt werden kann.FIG. 2 shows the induction heating element in an assembled state. It can be seen that the mica sheets 30, 32, the induction coil 10 and the ferrite element 12 are braced against each other by the connecting elements 14, 16 in a sandwich-like layer structure. In this case, the mica sheets 30, 32 abut directly on the upper or lower side of the induction coil 10, and the ferrite element 12 is under the induction coil 10 is arranged. A temperature sensor 28 may be inserted from below into a circular opening 56 of the lower connecting member 16 after the end of assembly, with a cable 58 for reading the temperature sensor 28 in a downwardly opening groove 48 of the cable duct (Figure 2) can be.
In Figur 3 ist eine Unterseite eines der Induktionsheizelemente erkennbar. Das untere Verbindungselement 16 weist eine Struktur 18 zum Verbinden des Induktionsheizelements mit einem Induktorträger 20 aus Aluminium auf. Die Struktur 18 umfasst ein erstes, zylindermantelförmiges Element 60, das die Öffnung 56 einschließt, und ein zweites, stiftförmiges Element 22. Zur Montage des Induktionsheizelements wird das Element 60 in ein größeres, kreisförmiges Loch 44 einer Verbindungsstruktur 42 des Induktorträgers 20 eingesteckt, wobei die Drehlage des Induktionsheizelements so gewählt wird, dass das Element 22 der Struktur 18 in ein kleineres Loch 46 der Verbindungsstruktur 42 eingreift.FIG. 3 shows a lower side of one of the induction heating elements. The lower connection element 16 has a structure 18 for connecting the induction heating element to an inductor carrier 20 made of aluminum. The structure 18 includes a first cylinder jacket 60 that encloses the opening 56 and a second pin 22. For mounting the induction heater, the member 60 is inserted into a larger, circular hole 44 of a tie structure 42 of the inductor carrier 20 Rotary position of the induction heating is selected so that the element 22 of the structure 18 engages in a smaller hole 46 of the connecting structure 42.
Der Induktorträger 20 hat eine flache Oberseite mit periodisch angeordneten Verbin- dungsstrukturen 42, die jeweils ein größeres und ein kleineres Loch 44, 46 umfassen. Die Verbindungsstrukturen 42 sind so angeordnet, dass die Induktionsheizelemente im Wesentlichen flächendeckend auf dem Induktorträger 20 befestigt werden können. An einer Rückseite des Induktorträgers 20 sind hier nur schematisch dargestellte Kühlelemente 50, beispielsweise in Form von Kühlrippen, und vier Stützen 62 angeordnet.The inductor carrier 20 has a flat top with periodically arranged interconnect structures 42, each including a larger and a smaller hole 44,46. The connection structures 42 are arranged in such a way that the induction heating elements can be fastened on the inductor carrier 20 essentially comprehensively. At a rear side of the inductor support 20 only schematically illustrated cooling elements 50, for example in the form of cooling fins, and four supports 62 are arranged.
Die Stützen 62 umfassen einen senkrecht zur Oberfläche des Induktorträgers 20 verlaufenden Stift mit einem runden Querschnitt, der an seinem oberen Ende an einem Absatz 64 endet. Die Stütze 62 greift im montierten Zustand in ein Kunststoffelement in einem Metallträger des Kochfelds ein (nicht dargestellt), und der Stift der Stütze wird in eine Spiralfeder eingesteckt, die sich an dem Absatz 64 und an dem Kunststoffelement abstützt, so dass der Induktorträger 20 federnd in einem Gehäuse des Kochfelds gelagert ist. Die Spiralfedern an den vier Stützen 62 erzeugen eine Anpresskraft der Induktionsheizelemente gegen eine Abdeckplatte des Kochfelds (nicht dargestellt), wobei die Anpresskraft etwa 30 Newton pro Feder beträgt.The supports 62 comprise a perpendicular to the surface of the inductor support 20 extending pin with a round cross-section, which ends at its upper end to a shoulder 64. The support 62 engages in the assembled state in a plastic element in a metal support of the hob (not shown), and the pin of the support is inserted into a coil spring which is supported on the shoulder 64 and on the plastic element, so that the inductor support 20 resiliently is stored in a housing of the hob. The coil springs on the four supports 62 generate a contact force of the induction heating elements against a cover plate of the hob (not shown), wherein the pressing force is about 30 Newton per spring.
Durch die einfache Steckverbindung zwischen den Induktionsheizelementen und dem Induktorträger 20 ist ein Kochfeld, welches das in Figur 3 dargestellte System umfasst, besonders servicefreundlich und reparaturfreundlich. Alle Verbindungen, insbesondere die Verbindungen zwischen der Induktionsspule 10 und dem Ferritelement 12 und die Verbindung zwischen dem Induktionsheizelement und dem Induktorträger 20 sind werkzeugfrei herstellbar und lösbar, so dass defekte Teile einfach ausgetauscht werden können.Due to the simple plug-in connection between the induction heating elements and the inductor support 20, a hob, which comprises the system shown in FIG. 3, is particularly service-friendly and easy to repair. All connections, in particular the connections between the induction coil 10 and the ferrite element 12 and the Connection between the induction heating and the inductor 20 are tool-free to produce and detachable, so that defective parts can be easily replaced.
Der Erfindungsgedanke ist selbstverständlich nicht auf das in den Figuren 1 bis 3 dargestellte Ausführungsbeispiel beschränkt, sondern kann auch auf andere Varianten angewendet werden. Beispielsweise kann das Induktionsheizelement mehrere Ferritelemente umfassen, und der Induktorträger kann anstelle eines Rasters von möglichen Montagepositionen Verbindungsstrukturen zur Montage des Induktionsheizelements an fest vorge- gebenen Positionen umfassen. The concept of the invention is of course not limited to the embodiment shown in Figures 1 to 3, but can also be applied to other variants. For example, the induction heating element may comprise a plurality of ferrite elements, and the inductor carrier may comprise, instead of a grid of possible mounting positions, connection structures for mounting the induction heating element at fixed positions.
Bezugszeichenreference numeral
10 Induktionsspule10 induction coil
12 Ferritelement12 ferrite element
14 Verbindungselement14 connecting element
16 Verbindungselement16 connecting element
18 Struktur18 structure
20 Induktorträger20 inductor carrier
22 Element22 element
24 Öffnung24 opening
26 Öffnung26 opening
28 Temperatursensor28 temperature sensor
30 Glimmer-Blatt30 mica leaf
32 Glimmer-Blatt32 mica leaf
34 Kabelkanal34 cable channel
36 Versorgungskabel36 supply cable
38 Rasthaken38 snap hooks
40 Rastelement40 locking element
42 Verbindungsstruktur42 connection structure
44 Loch44 holes
46 Loch46 holes
48 Rille48 groove
50 Kühlelement50 cooling element
52 Durchbruch52 breakthrough
54 Öffnung54 opening
56 Öffnung56 opening
58 Kabel58 cables
60 Element60 element
62 Stütze62 support
64 Absatz 64 paragraph

Claims

Patentansprüche claims
1. Induktionsheizelement mit einer Induktionsspule (10) und wenigstens einem Fer- ritelement (12), gekennzeichnet durch wenigstens ein Verbindungselement (14,1. induction heating element with an induction coil (10) and at least one ferrite element (12), characterized by at least one connecting element (14,
16) zum Herstellen einer lösbaren Verbindung zwischen der Induktionsspule (10) und dem Ferritelement (12).16) for making a detachable connection between the induction coil (10) and the ferrite element (12).
2. Induktionsheizelement nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die lösbare Verbindung werkzeugfrei herstellbar ist.2. Induction heating element according to claim 1, characterized in that the releasable connection is produced without tools.
3. Induktionsheizelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine Verbindungselement (14, 16) die Induktionsspule (10) und das Ferritelement (12) in einer axialen Richtung gegen- einander verspannt.3. Induction heating element according to one of the preceding claims, characterized in that the at least one connecting element (14, 16) the induction coil (10) and the ferrite element (12) clamped in an axial direction against each other.
4. Induktionsheizelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die lösbare Verbindung eine Rastverbindung ist.4. Induction heating element according to one of the preceding claims, characterized in that the releasable connection is a latching connection.
5. Induktionsheizelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Ferritelement (12) mehr als die Hälfte einer Fläche der Induktionsspule (10) bedeckt.5. Induction heating element according to one of the preceding claims, characterized in that the ferrite element (12) covers more than half of a surface of the induction coil (10).
6. Induktionsheizelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Durchmesser der Induktionsspule (10) weniger als 15 cm beträgt.6. Induction heating element according to one of the preceding claims, characterized in that a diameter of the induction coil (10) is less than 15 cm.
7. Induktionsheizelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verbindungselement (16) eine Struktur (18) zum Verbinden des Induktionsheizelements mit einem Induktorträger (20) aus einem7. induction heating element according to one of the preceding claims, characterized in that the connecting element (16) has a structure (18) for connecting the induction heating with an inductor carrier (20) of a
Material mit hoher Leitfähigkeit umfasst. Includes high conductivity material.
8. Induktionsheizelement nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die8. induction heating element according to claim 7, characterized in that the
Struktur (18) wenigstens ein Element (22) umfasst, das eine Rotation des Induktionsheizelements um seine Achse verhindert.Structure (18) comprises at least one element (22) which prevents rotation of the induction heating element about its axis.
9. Induktionsheizelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verbindungselement (14, 16) in eine zentrale Öffnung (24, 26) der Induktionsspule (10) und des Ferritelements (12) eingreift.9. induction heating element according to one of the preceding claims, characterized in that the connecting element (14, 16) in a central opening (24, 26) of the induction coil (10) and the ferrite element (12) engages.
10. Induktionsheizelement nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Verbindungselement (14, 16) dazu ausgelegt ist, die Induktionsspule (10) und das Ferritelement (12) zu zentrieren.10. Induction heating element according to claim 9, characterized in that the connecting element (14, 16) is adapted to center the induction coil (10) and the ferrite element (12).
1 1. Induktionsheizelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verbindungselement (14, 16) zum Halten eines Temperatursensors (28) ausgelegt ist.1 1. induction heating according to one of the preceding claims, characterized in that the connecting element (14, 16) for holding a temperature sensor (28) is designed.
12. Induktionsheizelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verbindungselement (16) einen Kabelkanal (34) zum Führen eines Versorgungskabels (36) der Induktionsspule (10) und/oder eines Temperatursensors (28) umfasst.12. Induction heating element according to one of the preceding claims, characterized in that the connecting element (16) comprises a cable channel (34) for guiding a supply cable (36) of the induction coil (10) and / or a temperature sensor (28).
13. Induktionsheizelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch zwei zusammenwirkende Verbindungselemente (14, 16), wobei ein Verbindungselement (16) einen Rasthaken (38) zum Verrasten mit einem korrespondierenden Rastelement (40) an dem zweiten Verbindungselement (16) aufweist.13. Induction heating element according to one of the preceding claims, characterized by two cooperating connecting elements (14, 16), wherein a connecting element (16) has a latching hook (38) for latching with a corresponding latching element (40) on the second connecting element (16).
14. Induktorträger zum Tragen eines Induktionsheizelements nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch wenigstens eine Verbindungs- struktur (42) zum Herstellen einer Verbindung mit dem Verbindungselement (14,14. An inductor carrier for supporting an induction heating element according to any one of the preceding claims, characterized by at least one connection structure (42) for establishing a connection with the connecting element (14,
16) des Induktionsheizelements.16) of the induction heating element.
15. Induktorträger nach Anspruch 14, gekennzeichnet durch eine Vielzahl von in einem Raster angeordneten Verbindungsstrukturen (42) zum Tragen einer Mehr- zahl von Induktionsheizelementen.15. An inductor carrier according to claim 14, characterized by a plurality of arranged in a grid connection structures (42) for carrying a multiple number of induction heating elements.
16. Induktorträger nach einem der Ansprüche 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Verbindungsstruktur (42) wenigstens zwei Löcher (44, 46) zum Aufnehmen von zwei vorspringenden Elementen (22, 60) einer entsprechenden Struktur (18) des Verbindungselements (14, 16) umfasst. 16. inductor carrier according to one of claims 14 or 15, characterized in that the at least one connecting structure (42) at least two holes (44, 46) for receiving two projecting elements (22, 60) of a corresponding structure (18) of the connecting element ( 14, 16).
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