DE102004059822A1

DE102004059822A1 - Sensorvorrichtung für ein Kochfeld, Verfahren zum Betrieb einer Sensorvorrichtung und Verwendung eines Temperatursensors als Topferkennungssensor

Info

Publication number: DE102004059822A1
Application number: DE200410059822
Authority: DE
Inventors: Martin Baier
Original assignee: EGO Elektro Geratebau GmbH
Current assignee: EGO Elektro Geratebau GmbH
Priority date: 2004-12-03
Filing date: 2004-12-03
Publication date: 2006-06-08
Anticipated expiration: 2024-12-04
Also published as: DE102004059822B4

Abstract

Eine Sensorvorrichtung für ein Kochfeld (11) zur Erfassung der Temperatur am Kochfeld sowie zur Erfassung der Anwesenheit eines Kochgeschirrs (25) auf dem Kochfeld und/oder der Berührung eines anwesenden Kochgeschirrs weist eine Sensoranordnung (22, 122) unter dem Kochfeld auf mit einem langen, eine Fläche einschließenden elektrischen Leiter (31, 131) als Sensor mit einem temperaturabhängigen elektrischen Widerstand. Der elektrische Leiter ist an eine Ansteuer- und Auswerteeinrichtung (18) angeschlossen zur Erkennung der Anwesenheit oder der Berührung des anwesenden Kochgeschirrs (25) über eine kapazitive Kopplung zwischen Sensoranordnung (22, 122) und Finger (27) einer Bedienperson über das Kochgeschirr (25). Über den temperaturabhängigen Widerstand des Leiters (31, 131) kann die Temperatur erkannt werden.

Description

Die Erfindung betrifft eine Sensorvorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1, ein Kochfeld mit einer solchen Sensorvorrichtung, ein Verfahren zum Betrieb eines solchen Kochfelds sowie eine Verwendung eines Temperatursensors für weitere Funktionen bei einem Elektrokochgerät, insbesondere ein Kochfeld.

Für die Leistungseinstellung von Kochfeldern mit Berührschaltern ist es beispielsweise bekannt, für jede Kochstelle eine sogenannte Auswahl/Select-Taste vorzusehen, sowie eine Plus- und eine Minus-Taste für die Einstellung der Leistung. Durch Betätigung jeweils einer Auswahl-Taste wird eine Kochstelle ausgewählt. In diesem ausgewählten Zustand kann mittels der Plus- oder Minus-Taste die Leistung eingestellt werden. Eine solche Einstellung der Leistung ist nur dann möglich, wenn eine Kochstelle vorher ausgewählt worden ist. Auf diese Weise ist es möglich, die Zahl der Plus-/Minus-Tasten zu verringern, da für das gesamte Kochfeld nur ein einziges solches Paar vorzusehen ist und nur eine Auswahl-Taste pro Kochstelle.

Teilweise sind Anstrengungen unternommen worden, die Anzahl der notwendigen Berührschalter noch weiter zu verringern. Es ist beispielsweise aus der DE 102 11 047 A bekannt, eine Kochstelle durch Aufstellen eines Kochgeschirrs zu selektieren. Ein sogenannter Topferkennungssensor erkennt das aufgestellte Kochgeschirr und versetzt diese Kochstelle in den selektierten Zustand, so dass nach Aufsetzen des Kochgeschirrs eine Leistungseinstellung möglich ist. Dieses Verfahren eignet sich jedoch offensichtlich nur für die erste Leistungseinstellung bei Beginn des Betriebs der Kochstelle. Für nachfolgende Leistungseinstellungen ist es nicht mehr geeignet. Das Vorsehen eines zusätzlichen Sensors wäre hier aufwändig, insbesondere beispielsweise bei Kochstellenbeheizungen, welche aufgrund ihrer konstruktiven Ausgestaltung eine zusätzliche Sensorspule oder dergleichen verhindern.

Aufgabe und Lösung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine eingangs genannte Sensorvorrichtung, ein Kochfeld, ein Verfahren sowie eine Verwendung zu schaffen, mit denen die Probleme des Standes der Technik vermieden werden können und insbesondere Kochfelder bzw. Elektrokochgeräte sowie deren Bedienung weiter entwickelt werden können, vor allem bezüglich einer Auswahl einer Kochstelle bei beliebigen möglichen Betriebszuständen.

Gelöst wird diese Aufgabe durch eine Sensorvorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1, ein Kochfeld mit den Merkmalen des Anspruchs 5, ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 7 sowie eine Verwendung mit den Merkmalen des Anspruchs 14. Vorteilhafte sowie bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der weiteren Ansprüche und werden im folgenden näher erläutert. Der Wortlaut der Ansprüche wird dabei durch ausdrückliche Bezugnahme zum Inhalt der Beschreibung gemacht. Erfindungsgemäße Merkmale werden im folgenden teilweise nur einmal beschrieben, gelten jedoch für alle vorgenannten Aspekte der Erfindung.

Die vorgenannte Sensorvorrichtung soll an einem Kochfeld die Temperatur am Kochfeld erfassen, genauso wie eine Berührung eines anwesenden Kochgeschirrs auf dem Kochfeld durch eine Bedienperson. Dazu weist sie eine Sensoranordnung unter dem Kochfeld auf mit einem elektrischen Leiter als Sensor, der einen temperaturabhängigen elektrischen Widerstand aufweist. Er kann lang sein und schließt dabei jedenfalls durch seinen Verlauf eine Fläche ein bzw. umschließt eine solche Fläche, wozu er beispielsweise mäanderförmig, gewellt, spiralförmig odgl. ausgebildet sein kann. Er ist an eine Ansteuer- und Auswerteeinrichtung angeschlossen, über welche das Berühren eines anwesenden Kochgeschirrs erkannt werden kann. Dazu wird eine kapazitive Kopplung zwischen dem elektrischen Leiter und dem Kochgeschirr bzw. einem möglicherweise anwesenden Kochgeschirr genutzt bzw. hergestellt. Das zu diesem Zweck metallische Kochgeschirr stellt dabei sozusagen die Verlängerung des Fingers einer Bedienperson zu der Fläche des Sensors her, der hierzu vorteilhaft ein kapazitiver Sensor ist. Das Kochgeschirr wirkt also als Kopplung wie bei einem üblichen kapazitiven Berührungsschalter, der durch Auflegen eines Fingers betätigt wird.

Es ist in einer weiteren Version auch möglich, die Anwesenheit eines Kochgeschirrs auf dem Kochfeld zu detektieren. Dies ist jedoch eher für andere Beheizungsarten außer Induktion von Vorteil.

Auf diese Art und Weise kann ein Temperatursensor, wie er für eine Temperaturmessung bei einem Kochfeld vorhanden ist, auch noch verwendet werden zur Erfassung der Berührung eines anwesenden Koch geschirrs. Der Temperatursensor kann also, kurz gesagt, mit zusätzlichen Funktionen versehen werden um insgesamt Aufwand einzusparen, insbesondere hinsichtlich des Aufbaus eines Kochfelds.

In besonders vorteilhafter Ausgestaltung wird eine solche Sensorvorrichtung in ein Kochfeld mit induktiven Heizeinrichtungen eingebaut. Eine solche Ausgestaltung ist besonders vorteilhaft, da auch bei induktiven Heizeinrichtungen eine darüber verlaufende Glaskeramikkochplatte gegen Wärmespannungsbruch und somit gegen Übertemperatur gesichert sein muss und deswegen ein Temperatursensor vorhanden sein sollte.

Der elektrische Leiter ist vorteilhaft auf einem flächigen bzw. flachen Träger einer Sensoranordnung ausgebildet, beispielsweise als Leiterbahn auf einem Keramikträger. Um eine Fläche einzuschließen oder zu umschließen, kann er mäanderartig odgl. darauf verlaufen. Er kann lang sein für eine verbesserte Temperaturmessung, wobei seine Länge wesentlich über der Länge des Trägers liegen kann, vorteilhaft mindestens drei bis zehn Mal so lang. Dadurch wird bei einem relativ langen elektrischen Leiter des Sensors die Größe des Trägers begrenzt, ohne dass dieser unhandlich oder zu groß für einen sinnvollen Einbau würde.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist es möglich, dass auf dem gleichen Träger sowohl ein elektrischer Leiter für die Erkennung der Anwesenheit oder Berührung eines anwesenden Kochgeschirrs als auch ein temperaturabhängiger elektrischer Widerstand vorgesehen ist zur Temperaturmessung. Diese beiden an sich separaten Leiter können beispielsweise auf verschiedenen bzw. gegenüberliegenden Seiten eines Trägers angeordnet sein. Auf diese Art und Weise erfolgt eine erfindungsgemäße funktionelle Integration der verschiedenen Funktionen der Temperaturmessung sowie der Erkennung der Berührung oder Anwesenheit eines Kochgeschirrs nicht mit demselben elektrischen Leiter, sondern mit mehreren Leitern, aber immer noch auf demselben Träger.

Dadurch wird immer noch die Möglichkeit einer vorteilhaften Integration von Funktionen erreicht.

Bei einer solchen gemeinsamen Anordnung, auch mit separaten Leitern, können die Sensoren zumindest einen gemeinsamen elektrischen Anschluss zur Kontaktierung aufweisen. Auf diese Art und Weise können die notwendigen elektrischen Kontaktierungen verringert und einfach gehalten werden.

Es ist vorteilhaft, wenn ein solcher Sensor als Betätigungssensor unterhalb des Kochfeldes bzw. einer Kochfeld-Platte angeordnet ist. So stört er das Erscheinungsbild nicht, ist leicht an dem Kochfeld vorzusehen und ist auch vor Beeinträchtigung wie beispielsweise Verschmutzung geschützt. Es können sogar mehrere Betätigungssensoren pro Auswahleinrichtung bzw. pro Kochstelle vorgesehen sein. Diese sind vorteilhaft an unterschiedlichen Positionen angeordnet. So ist eine Anpassung an verschiedene Größen eines Kochgeschirrs auf dieser Kochstelle möglich, beispielsweise bei einer Mehrkreis-Heizung. Mehrere Betätigungssensoren können dabei in Abstimmung auf mögliche Größen des Kochgeschirrs so angeordnet sein, dass abhängig von dessen Größe jeweils nur ein Betätigungssensor auf das Berühren anspricht.

Des weiteren kann vorgesehen sein, dass für die bedienerabhängige Änderung des Betriebszustands der Kochstelle, beispielsweise eine Einstellung einer Leistung, gemeinsame Bedienelemente vorgesehen sind, welche die ihnen zugeordnete Funktion genau gleich für alle Kochstellen aufweisen. Vorteilhaft sind dies ein sogenanntes Plus- und ein Minus-Bedienelement, mit denen die Leistung stufenlos oder in Stufen erhöht oder herabgesetzt werden kann. Wird eine Kochstelle durch Berühren des daraufgestellten Kochgeschirrs ausgewählt, so sind die gemeinsamen Bedienelemente auf diese Kochstelle ausgerichtet bzw. verändern mit ihrer Funktion den Betriebszustand dieser Kochstelle.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zum Betrieb eines vorbeschriebenen Kochfeldes kann die Sensorvorrichtung, insbesondere wenn die Funktionen in einem einzigen elektrischen Leiter verwirklicht sind, abwechselnd zur Temperaturerfassung einerseits und zur Erfassung der Berührung eines anwesenden Kochgeschirrs auf einer Kochstelle des Kochfelds andererseits verwendet werden. Die Ansteuerung und Auswertung der Sensorvorrichtung bzw. des Leiters erfolgt dann entsprechend, insbesondere in einer Art Intervallbetrieb. Der Betrieb einer induktiven Heizeinrichtung kann so lange unterbrochen werden, wie mit dem Sensor gemäß einer seiner Funktionen gemessen wird. So können Störungen einigermaßen sicher vermieden werden.

Es kann vorgesehen sein, dass durch entsprechende Einrichtungen eine Rückmeldung an eine Bedienperson ausgegeben wird über einen Auswahlzustand oder eine Änderung des Betriebszustandes einer Kochstelle. Wird beispielsweise eine Auswahl als solche erkannt, kann eine optische oder akustische Rückmeldung an den Bediener erfolgen.

Des weiteren kann zur Erhöhung des Bedienkomforts sowie der Bediensicherheit vorgesehen sein, dass die Auswahl einer Kochstelle für eine bestimmte Zeit als solche aufrechterhalten wird, um sozusagen der Bedienperson Zeit zu geben, den Betriebszustand zu ändern. Eine solche Zeitdauer sollte im Bereich mehrerer Sekunden liegen, beispielsweise maximal 10 Sekunden. So können Fehlbedienungen durch zu lange Auswahlzeiten vermieden werden.

In weiterer Ausgestaltung kann vorgesehen sein, dass die Auswahl einer Kochstelle umgehend aufgehoben wird, wenn ein nicht passender Betätigungszustand eintritt bzw. beispielsweise eine andere Kochstelle ausgewählt wird. Entweder ist dann diese weitere Kochstelle ausgewählt oder lediglich die Auswahl der vorherigen aufgehoben.

Als weiteres Sicherheitsmerkmal kann vorgesehen sein, dass nur dann eine Auswahl als solche erkannt wird, wenn ein auf der Kochstelle stehendes Kochgeschirr für eine bestimmte Zeit berührt wird. Diese Zeit sollte ebenfalls im Bereich von Sekunden liegen, vorzugsweise mindestens eine Sekunde betragen. So kann vermieden werden, dass bereits bei einer flüchtigen Berührung, welche aufgrund ihrer kurzen Zeit tatsächlich nur unbeabsichtigt sein kann, eine Auswahl stattfindet.

Des weiteren kann vorgesehen sein, dass für den Fall, dass zwei Kochgeschirre zur gleichen Zeit berührt sind, also entweder die Berührung gleichzeitig stattgefunden hat oder sich zumindest zeitlich überschneidet, gar keine Auswahl gewertet wird. In diesem Fall kann nämlich nicht unbedingt unterschieden werden, welche Kochstelle tatsächlich ausgewählt werden soll. Ein Auswahl zwischen den beiden kann von der Steuerung auch per Zufallsverfahren vorgenommen werden. Es ist auch von Vorteil, weiterhin Select-Tasten zur gezielten Auswahl einer Kochstelle vorzusehen, beispielsweise auch für den Betrieb mit Kochgeschirr aus Glas oder Steingut.

Wird ein sogenannter induktiver Kochgeschirrerkennungs-Sensor als Betätigungssensor verwendet und mit Schwingkreisverstimmung ausgewertet, so kann er mit einer höheren Frequenz betrieben werden, um ein Berühren des Kochgeschirrs zu erkennen. Beispielsweise bei den vorgenannten Arten von Sensoren kann diese Frequenz im Bereich von 2 MHz bis 30 MHz liegen, bevorzugt zwischen 8 MHz und 20 MHz. Dies liegt an dem angewendeten Auswertungsverfahren der Frequenzmessung. Um die äußerst geringe Änderung der Schwingkreiskapazität von etwa 5 pF durch Berühren des Kochgeschirrs auswerten zu können, ist es erforderlich, den Schwingkreis in der Nähe der Eigenresonanz des Sensors zu betreiben. Aus Streukapazität des Kochgeschirrerkennungs-Sensors, etwa 50 pF bis 200 pF, und einer kleinen Schwingkreiskapazi tät, etwa 50 pF bis 220 pF, und der Induktivität des Kochgeschirrerkennungs-Sensors, etwa 300 nH bis 800 nH, mit aufgestelltem Kochgeschirr ergibt sich eine hohe Resonanzfrequenz.

Diese und weitere Merkmale gehen außer aus den Ansprüchen auch aus der Beschreibung und der Zeichnung 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 darstellen können, für die hier Schutz beansprucht wird. Die Unterteilung der Anmeldung in einzelne Abschnitte sowie Zwischen-Überschriften beschränken die unter diesen gemachten Aussagen nicht in ihrer Allgemeingültigkeit.

Kurzbeschreibung der Zeichnungen
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen schematisch dargestellt und werden im folgenden nähert erläutert. In den Zeichnungen zeigen:
1 eine schematische Schrägansicht einer erfindungsgemäßen Sensorvorrichtung an einem Kochfeld mit vier Kochstellen und eine als Auswahleinrichtung und Temperatursensor dienenden Kochgeschirr-Erkennung,
2 die Sensorvorrichtung aus 1 in einer Variante in vergrößerter Darstellung und
3 die Sensorvorrichtung aus 1 in einer anderen Variante in vergrößerter Darstellung.
Detaillierte Beschreibung der Ausführungsbeispiele
In 1 ist schematisch ein Kochfeld 11 dargestellt. Das Kochfeld 11 weist eine Glaskeramik-Platte 12 auf. Die Platte könnte jedoch auch aus anderem Material bestehen. Auf der Glaskeramik-Platte 12 sind mehrere Kochstellen 14a–d vorgesehen. Es ist es hier auch möglich, zuschaltbare sogenannte Mehrkreis-Kochstellen vorzusehen, sei es in runder oder länglicher Form.
Unter jeder Kochstelle 14a–d ist jeweils eine Heizung 16a–d vorgesehen. Dargestellt sind hier Induktionsheizungen 16. Es können alternativ auch Strahlungsheizkörper verwendet werden, wobei der verwendete Typ von Heizung für die Erfindung diesbezüglich keine Rolle spielt. Jede der Induktionsheizungen 16a–d wird über eine Steuerung 18 angesteuert und entsprechend einer ausgewählten Koch- oder Leistungsstufe mit Energie versorgt. Hierzu ist für jede Heizung 16 ein Leistungsschalter 20a–d vorgesehen. Mittels Berührungsschaltern 21 am rechten Rand der Glaskeramik-Platte 12 kann die Bedienung des Kochfelds 11 erfolgen, beispielsweise als Einstellung einer Koch- oder Leistungsstufe für die Heizung 16 einer Kochstelle 14. Dazu sind die Berührungsschalter 21 mit Plus- und Minus-Symbolen versehen zum Erhöhen bzw. Herabsetzen der Leistung. Die Berührungsschalter 21 können beispielsweise als kapazitive Berührungsschalter ausgebildet sein und durch Auflegen eines Fingers 27 entsprechend ihrer Funktion betätigt werden.
Unterhalb der Kochstellen 14 befinden sich, vorteilhaft zwischen Glaskeramik-Platte 12 und Heizung 16, die Sensoranordnungen 22a und d. Diese können in unterschiedlicher Form ausgebildet sein, wie nachfolgend noch ausgeführt wird. Dabei kann die Sensoranordnung 22a zwar die Funktion eines Kochgeschirrerkennungs-Sensors aufweisen, der in etwa Spulenform aufweist und mit der Steuerung 18 verbunden ist. Ein solcher Sensor ist beispielsweise in der EP 788 293 A beschrieben, auf welche bezüglich möglicher Realisierungen ausdrücklich Bezug genommen wird. Ein solcher Kochgeschirrerkennungs-Sensor ist jedoch bei einer Induktionsheizung an sich nicht notwendig, da hier die Kochgeschirrerkennung vorteilhaft durch Überwachen des Stroms an der Induktionsspule erfolgt.
Ein solcher Sensor 22a kann dazu verwendet werden, das Aufsetzen eines Kochgeschirrs 25a auf die Kochstelle 14a zu erkennen und nur dann eine Leistungsfreigabe an der Heizung 16a zu ermöglichen. So kann ein Fehlbetrieb einer Kochstelle bzw. einer zugehörigen Heizung ohne aufgesetztes Kochgeschirr mit entweder Verbrennungsgefahr oder zumindest Energieverlust vermieden werden. Vorteilhaft jedoch liegt der Hauptzweck der Sensoranordnung 22 darin, die Auswahl einer Kochstelle 14 durch Berühren eines darauf stehenden Kochgeschirrs 25 vorzunehmen über Erkennen der kapazitiven Kopplung zwischen Finger 27 einer Bedienperson und Sensoranordnung über ein metallisches Kochgeschirr.
In 2 ist eine Sensoranordnung 22 vergrößert dargestellt, wie sie beispielsweise der linken aus 1 entspricht. Auf einer Oberfläche 30 eines Trägers 29, der beispielsweise ein Kunststoff- oder Keramiksubstrat sein kann und lang und flach ausgebildet ist, ist eine Leiterbahn 31 aufgebracht. Das Aufbringen kann durch bekannte Verfahren wie Dünnschicht- oder Dickschichtverfahren erfolgen. Die Leiterbahn 31 weist nach außen abstehende Anschlüsse 33 auf, welche zur elektrischen Kontaktierung dienen. Insbesondere wird die Sensoranordnung 22 damit an die Steuerung 18 angeschlossen.
Es ist zu erkennen, wie der Verlauf der Leiterbahn 31 so ausgebildet ist, dass sie zum einen möglichst lang ist und zum anderen die zur Verfügung stehende Fläche des Trägers 29 möglichst gut nutzt. Auf diese Art und Weise bildet die Leiterbahn 31 auch eine gewisse Fläche, welche die vorgenannte Wirkung der kapazitiven Kopplung mit dem Kochgeschirr darüber hervorruft. Die Länge kann auch der Funktion der vorgenannten Spule für eine Kochgeschirrerkennung dienen.
Bei dieser Sensoranordnung 22 dient die Leiterbahn 31 zum einen als leitende Fläche bzw. bildet eine Fläche. Diese wird für die Erfassung des Berührens eines Kochgeschirrs durch einen Finger 27 verwendet. Des weiteren dient die Leiterbahn 31 dazu, über die Bestimmung ihres elektrischen Widerstands, der eine vorbestimmte und bekannte Temperaturabhängigkeit aufweist, die Temperatur an der Sensoranordnung 22 zu bestimmen. Damit kann auch die Temperatur an der Heizung 16a bestimmt werden. Je nach Ausbildung der Heizung kann dies als Schutz der Glaskeramik-Platte des Kochfeldes 12 gegen Über-Temperatur verwendet werden, was insbesondere bei Strahlungsheizkörpern notwendig ist, aber auch bei Induktionsheizungen.
Des weiteren kann, vor allem bei Induktionsheizungen, die Temperatur der Induktionsheizung selber überwacht werden, um hier unzulässig hohe Temperaturen zu vermeiden. Darüber hinaus kann mit der Sensoranordnung 22 als Temperatursensor auch die Temperatur an der Unterseite des Kochfelds 12 gemessen werden. Daraus kann die Temperatur eines auf dem Kochfeld bzw. einer zugehörigen Kochstelle stehenden Kochgeschirrs 25 ermittelt werden, um auf die Temperatur im Kochgeschirr 25 zu schließen. So ist der Betrieb mit automatischen Kochprogrammen mit vorgegebenen Temperaturprofilen möglich.
Der Betrieb der Sensoranordnung wird einerseits als Berührungs- oder Betätigungssensor und andererseits als Temperatursensor vorteilhaft abwechselnd durchgeführt. Es ist jedoch auch möglich, durch entsprechende Auswertung der Ansteuersignale an die Leiterbahn 31 beide Funktionen gleichzeitig zu überwachen.
In 3 ist eine alternative Sensoranordnung 122 dargestellt. Auf einem Träger 129 ist auf der oberen Trägeroberfläche 130a eine Leiterbahn 131a vorgesehen, und auf einer unteren Trägeroberfläche 130b eine untere Leiterbahn 131b. Die Zuordnung der Funktionen des Betätigungssensors und Temperatursensors zu den beiden Leiterbahnen 131a und 131b steht grundsätzlich frei. Je nach Ausbildung der Heizung kann hier eine Optimierung erfolgen. So kann es beispielsweise bei Strahlungsheizungen von Vorteil sein, wegen der direkten Anstrahlung die untere Leiterbahn 131b als Temperatursensor und die obere als Betätigungssensor auszubilden und zu verwenden. Bei Induktionsheizungen ist es beliebig.
Der Verlauf der Leiterbahnen 131a und 131b kann demjenigen aus 2 entsprechen, also mäanderartig. Alternativ können auch andere Ausbildungen vorgesehen sein. Dabei sollte jedoch darauf geachtet werden, dass die Leiterbahnen in Flächen verlaufen, die im wesentlichen parallel zur Fläche des Kochfelds 12 sind. So ist sowohl die Funktion der Sensoranordnung 122 als Betätigungssensor als auch die Funktion als Temperatursensor möglichst gut.
Des weiteren ist in 3 zur Vereinfachung des elektrischen Anschlusses der Sensoranordnung 122 vorgesehen, dass jeweils zwei Anschlüsse 133 der Leiterbahnen 131a und 131b zusammengeführt sind. So müssen insgesamt lediglich drei Anschlüsse 133 an die Sensoranordnung 122 hergestellt werden.
Funktion
Zur Funktion als Temperatursensor brauchen keine ausführlichen Erläuterungen gemacht werden. Die Ansteuerung eines temperaturabhängigen elektrischen Widerstands bzw. eines solchen Leiters als Tempera tursensor, um in Abhängigkeit von dem ermittelten elektrischen Widerstand die Temperatur zu bestimmen, ist dem Fachmann geläufig.
Im folgenden soll die Funktion als Betätigungssensor anhand der Kochstelle 14a mit dem flächigen kapazitiven Sensor 22a beschrieben werden. Die Funktionsbeschreibung ist jedoch ausdrücklich nicht auf die spezielle Ausbildung der Sensoranordnung 22a beschränkt. Sie kann, entweder direkt oder in entsprechender Abwandlung, auch mit Kochgeschirrerkennungs-Sensoren odgl. verwendet werden, insbesondere wenn diese mit elektromagnetischen Feldern arbeiten, also entweder induktiv oder kapazitiv ausgebildet sind.
Da bei dem dargestellten erfindungsgemäßen Kochfeld 11 für die Leistungseinstellung sämtlicher Kochstellen 14a–d nur die beiden Berührungsschalter 21 vorgesehen sind, muss zuerst eine Auswahl bzw. Selektion stattfinden. Mit dieser wird festgelegt, bei welcher Kochstelle 14 bei einem darauffolgenden Vorgang die Leistungsstufe verändert wird. Wird ein Kochgeschirr 25 aufgestellt, so erkennt dies ein Sensor 22 zusammen mit der Steuerung 18. Die Steuerung 18 wertet dies als Auswahl der entsprechenden Kochstelle 14 und zeigt es beispielsweise über die Leuchtanzeige 15, insbesondere wie bei der Leuchtanzeige 15a symbolisiert, an. Dies bedeutet, dass eine nachfolgende Betätigung der Berührungsschalter 21 für den Zustand dieser speziellen Kochstelle 14a bzw. der zugehörigen Heizung 16a gilt. Hierzu wird auch auf die DE 102 11 047 A1 verwiesen.
Um nun jedoch auch einige Zeit nach dem Aufstellen des Kochgeschirrs bzw. zu beliebiger Zeit während des Kochens, insbesondere auch mit mehreren Kochstellen des Kochfelds 11, eine Veränderung der Koch- oder Leistungsstufe einer Kochstelle 14 vorzunehmen, muss diese erneut ausgewählt werden. Erfindungsgemäß erfolgt dies dadurch, dass mit einem Finger 27 das Kochgeschirr 25 berührt wird. Dabei wird be tont, dass ein Verschieben des Kochgeschirrs zwar möglich ist und unter Umständen die Deutlichkeit einer Auswahl noch unterstreichen kann.
Wurde über die Sensoranordnung 22 und die Steuerung 18 registriert, dass das Kochgeschirr berührt worden ist, wird dies als Auswahl gewertet. Eine anschließende Betätigung der Berührungsschalter 21 oder auch sonstiger Zustandsschalter gilt dann genau für diese Kochstelle, beispielsweise kann auch eine Zusatz-Heizzone zugeschaltet werden.
Nach Betätigung der Berührungsschalter 21 kann der Auswahl-Zustand der Kochstelle zügig wieder automatisch gelöscht werden. Alternativ kann vorgesehen sein, diesen Zustand zumindest für einige Sekunden noch aufrecht zu halten, um bei einer kurz darauf folgenden schnellen Änderung nicht wieder einen Auswahlvorgang vorschalten zu müssen.
Ebenso ist es möglich, nach Auswahl einer Kochstelle durch Berühren des draufstehenden Kochgeschirrs 25 diesen Auswahlzustand einige Sekunden, beispielsweise 3 bis 10 Sekunden, aufrechtzuerhalten. So wird einer Bedienperson ausreichend Zeit gegeben, nach der Auswahl einer bestimmten Kochstelle deren Leistung bzw. Zustand zu ändern.
Wird nach der Auswahl einer Kochstelle und vor Betätigung der Berührungsschalter 21 ein anderes Kochgeschirr 25 berührt, so wechselt vorteilhaft die Auswahl der Kochstelle zur als letzte betätigten bzw. die Auswahl der zuerst betätigten Kochstelle wird aufgehoben.
Vor allem ist bei der Erfindung mit Vorteil vorgesehen, nach erkannter Berührung eines Kochgeschirrs 25 ein entsprechendes Signal an einen Benutzer auszugeben, entweder akustisch oder optisch über die Leuchtanzeige 15. Es ist nicht notwendig, während der Änderung des Zustands der Kochstelle über die Berührungsschalter 21 das Kochgeschirr 25 weiter zu berühren. Ein einmaliges Berühren, unter Umständen für eine Mindestzeit, kann als ausreichend angesehen werden. Durch die Kombination mit dem Temperatursensor bzw. die Nutzung eines ohnehin vorzusehenden Temperatursensors kann eine vorteilhafte Integration von Funktionen in wenige Bauteile erfolgen.

Claims

Sensorvorrichtung für ein Kochfeld (11) zur Erfassung der Temperatur am Kochfeld sowie zur Erfassung der Berührung eines anwesenden Kochgeschirrs (25) durch eine Bedienperson, wobei die Sensorvorrichtung eine Sensoranordnung (22, 122) unter dem Kochfeld aufweist mit einem eine Fläche einschließenden bzw. umschließenden elektrischen Leiter (31, 131) als Sensor mit einem elektrischen Widerstand, dadurch gekennzeichnet, dass der elektrische Leiter an eine Ansteuer- und Auswerteeinrichtung (18) zur Erkennung der Berührung des anwesenden Kochgeschirrs (25) über eine kapazitive Kopplung zwischen elektrischem Leiter (31, 131) und Kochgeschirr (25) angeschlossen ist.
Sensorvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der elektrische Leiter (31, 131) auf einem flächigen bzw. flachen Träger (29, 129) angeordnet ist, wobei er insbesondere mäanderförmig auf dem Träger verläuft mit einer Gesamtlänge, die wesentlich, insbesondere fünf- bis zehnfach, über der maximalen Länge des Trägers liegt.
Sensorvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der elektrische Leiter (31, 131a) als Leiterbahn auf einem Träger (29, 129) aufgebracht ist, wobei vorzugsweise zusätzlich auf dem Träger ein Temperatursensor mit einem temperaturabhängigen elektrischen Widerstand als separate Leiterbahn (131b) angeordnet ist, insbesondere auf einer anderen Außenseite des Trägers (129).
Sensorvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Temperatursensor (131b) und die Sensoranordnung (22, 122) zur Erfassung der Anwesenheit und/oder der Berührung eines Kochgeschirrs (25) auf dem Kochfeld (11) einen gemeinsamen elektrischen Anschluss (133) aufweisen zur Kontaktierung.
Sensorvorrichtung, nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ansteuer- und Auswerteeinrichtung (18) auch zur Erfassung von Temperaturen ausgebildet ist.
Kochfeld, dadurch gekennzeichnet, dass es mehrere Kochstellen (14) und eine Sensorvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche aufweist, wobei es vorzugsweise auch induktive Heizungseinrichtungen (16) für die Kochstellen (14) aufweist.
Kochfeld nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensoranordnung (22) unterhalb des Kochfelds (11) bzw. unterhalb einer Kochfeld-Platte (12) angeordnet ist, die vorzugsweise aus Glaskeramik besteht.
Verfahren zum Betrieb eines Kochfelds nach Anspruch 5 oder 6 mit einer Sensorvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensoranordnung (22, 122) abwechselnd zur Temperaturerfassung einerseits und zur Erfassung der Anwesenheit oder der Berührung eines Kochgeschirrs (25) auf einer Kochstelle des Kochfelds (11) andererseits angesteuert und ausgewertet wird.
Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass durch Berühren eines auf einer Kochstelle (14) aufgestellten Kochgeschirrs (25) diese Kochstelle ausgewählt wird für eine bedienerabhängige Änderung ihres Betriebszustands, wobei die Änderung des Betriebszustands durch Bedienung weiterer Bedienelemente (21) des Kochfelds (11) erfolgt, insbesondere als Änderung der Leistung.
Verfahren nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass nach der Auswahl einer Kochstelle (14) durch Berühren eines darüber stehenden Kochgeschirrs (25) eine Rückmeldung an eine Bedienperson ausgegeben wird, welche vorzugsweise akustisch und/oder optisch (15) ist.
Verfahren nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass eine Kochstelle (14) nur dann als ausgewählt angesehen wird, wenn das darauf stehende Kochgeschirr (25) für eine bestimmte Zeit im Bereich von Sekunden, vorzugsweise mindestens eine Sekunde, von einer Bedienperson berührt worden ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswahl der Kochstelle (14) für eine bestimmte Zeit aufrechterhalten wird, vorzugsweise maximal 10 Sekunden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswahl einer Kochstelle (14) umgehend aufgehoben wird, wenn eine andere Kochstelle (14) durch Berühren eines darauf stehenden Kochgeschirrs (25) ausgewählt worden ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass ein Kochgeschirrerkennungs-Sensor als Sensoranordnung (22, 122) verwendet wird, wobei er vorzugsweise mit einer Frequenz in der Nähe der Eigenresonanz betrieben wird.
Verwendung eines Temperatursensors (22, 122) mit einem eine Fläche einschließenden bzw. umschließenden elektrischen Sen sor-Leiter (31, 131) mit einem temperaturabhängigen elektrischen Widerstand, wobei der Leiter auf einen flächigen bzw. flachen Träger (29, 129) aufgebracht ist, als Sensor zur Erfassung der Anwesenheit eines Kochgeschirrs (25) auf einem Kochfeld (11) oder der Berühren eines anwesenden Kochgeschirrs.