DE19825321C1 - Kochfeld mit Bedieneinheit zur Vorgabe der Leistungsstufe und Verfahren zum Einstellen der Leistungsstufe eines Heizelementes eines Kochfeldes - Google Patents

Abstract

Bekannt ist ein Kochfeld mit einer Kochplatte mit zumindest einer Kochzone, die von einem unterhalb der Kochplatte angeordneten Heizelement beheizbar ist, mit einer Bedieneinheit zur Vorgabe einer gewünschten Leistungsstufe des Heizelementes zum Beheizen eines auf der Kochplatte abgestellten Gargerätes. Um die Bedienung des Kochfeldes zu vereinfachen, dient das Gargerät selbst als Bedieneinheit, wobei dem Kochfeld eine Detektionseinrichtung zugeordnet ist, die aus einer Position bzw. Positionsänderung des Gargerätes im Bereich der Kochzone die gewünschte Leistungsstufe ableitet.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Kochfeld nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 sowie ein Verfahren zum Einstellen der Leistungsstufe eines Kochfeldes nach dem Ober­ begriff des Patentanspruches 8.

Ein derartiges Kochfeld ist bekannt aus der Druckschrift DE 32 09 260 A1, wobei jeder Kochstelle mindestens drei Annäherungsschalter bzw. Sensoren zugeordnet sind, die au­ ßerhalb der Heizfläche der Kochstelle um je 120° versetzt zueinander angeordnet sind. Da­ bei weist jeder der drei Sensoren drei Arbeitskontakte zum Schließen der Stromkreise für die Heizeinrichtung der Kochstelle auf. Durch Verschieben des Kochgeschirrs im Bereich der Kochstelle sind sämtliche Leistungsabstufungen eines an sich bekannten Siebentakt­ schalters durch entsprechendes Aktivieren eines Teils oder sämtlicher der Sensoren schaltbar.

Ein weiteres Kochfeld ist bekannt aus der Druckschrift DE 40 07 680 A1, wobei eine Heiz­ platte eines Glaskeramik-Elektroherdes mit mehreren eng nebeneinander liegenden Koch­ feldelementen ausgestattet ist. Diese sind über Sensoren gesondert einschaltbar. Eine Steuerung der Heizplatte sorgt dafür, daß stets genau so viele der Kochfeldelemente ein­ geschaltet werden, wie von einem auf dem Kochfeld abgestellten Kochgeschirr, beispiels­ weise einem Topf, überdeckt oder nahezu überdeckt werden. Außerdem ist die Heizlei­ stung der Kochfeldelemente unterschiedlich dergestalt eingestellt, daß durch ein Verschie­ ben des Kochgeschirrs beispielsweise von einem Kochen auf höchster Temperatur auf eine niedrigere oder ganz niedrig eingestellte Temperatur gewechselt wird. Der Benutzer braucht also keine Schalter zu betätigen, um die Kochtemperatur entsprechend zu verän­ dern, weil dies über die Sensoren und die erwähnte Einstellung der Steuerung der Heiz­ platte selbsttätig geschieht. Um die Temperatur des Kochgeschirrs zu ändern, muß dieses also lediglich auf der Fläche der Glaskeramikplatte zu anderen Kochfeldelementen ver­ schoben werden. Diese sind von einer zentralen Steuerung des Herdes bereits auf die ge­ wünschte andere Temperatur eingestellt. Beispielsweise sind die vorderen Kochfeldele­ mente der Heizplatte auf volle Temperatur eingestellt, die mittleren auf mittlere Temperatur und die hinteren Kochfeldelemente auf niedrige Temperatur. Man muß dann den betreffen­ den Kochtopf in diesem Beispiel nur von vorne über die Mitte nach hinter verschieben und durchläuft dann die erwähnten drei Kochstufen, nämlich Ankochen, Fortkochen und Warm­ halten. Nachteilig an diesem Kochfeld ist insbesondere, daß die gewünschten Temperatu­ ren weiterhin an der zentralen Steuerung des Herdes einzustellen sind, und daß der Platz­ bedarf auf dem Kochfeld für die verschiedenen Temperaturbereiche direkt von der Anzahl der realisierbaren Kochstufen abhängt. Weiterhin ist nachteilig, daß bei einer deutlichen Veränderung der Kochstufe das Gargerät über einen relativ großen Weg zu verschieben ist.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, bei einem Kochfeld nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 das Einstellen der Heizleistungsstufe zu vereinfachen, und ein ent­ sprechendes Einstellverfahren bereitzustellen.

Erfindungsgemäß ist dies dadurch erreicht, daß bei einem Kochfeld nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 die Detektionseinrichtung zwei im Randbereich der Kochzone angeordnete und sich im wesentlichen gegenüberliegende Sensorelemente auf­ weist. Diese detektieren die Anwesenheit oder Abwesenheit des Gargerätes und ermitteln in Abhängigkeit von der Zeit dieser Anwesenheit oder Abwesenheit des Gargerätes am Ort der Sensorelemente die gewünschte Leistungsstufe. Als Sensorelemente können im Prin­ zip an sich bekannte Topferkennungselemente dienen, wie beispielsweise kapazitive, in­ duktive oder optische Elemente. Zum Verstellen der Leistungsstufe wird der Topf bei­ spielsweise von einem der beiden Topferkennungselemente weggezogen und damit auf das andere Topferkennungselement geschoben. Dies setzt voraus, daß der Abstand der Topferkennungselemente größer ist als der Durchmesser des Topfbodens. Aus der Rich­ tung der Topfbewegung und der Dauer des Verbleibens des Topfes über dem einen oder anderen Sensorelement ermittelt eine Steuereinheit des Kochfeldes die gewünschte Lei­ stungsstufe der entsprechenden Kochzone. Alternativ kann zur Positionserkennung des Topfes dieser zwei Sensorelemente aufweisen und das Kochfeld lediglich ein korrespondie­ rendes Sensorelement. Dazu sind jedoch besonders gestaltete Kochtöpfe erforderlich. Das erfindungsgemäße Verfahren zum Einstellen der Leistungsstufe ist dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Leistungsstufe aus der Dauer der Anwesenheit des Gargerätes in der ausgewählten Position ermittelt wird. Zum Einstellen der gewünschten Leistungsstufe ist der Kochtopf lediglich im Bereich einer Kochzone, also räumlich eng begrenzt, zu bewe­ gen. Trotz kurzer Verschiebewege für den Kochtopf ist eine feinstufige Leistungsabstufung beispielsweise in neun Leistungsstufen möglich. Zum Ein­ stellen der Leistungsstufe ist der Topf höchstens geringfügig aus der betreffenden Heizzone zu verschieben und kann nach dem Einstellen der gewünschten Leistungs­ stufe wieder schnell zurückgeschoben werden, um wärmeübertragungstechnisch optimal über dem in oder unterhalb der Kochplatte angeordneten Heizelement posi­ tioniert zu sein.

Zusätzlich ist es auch möglich, daß zur Ermittlung der gewünschten Leistungsstufe der jeweilige Abstand zum Gar­ gerät (21) detektiert wird.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform weist die Detektionseinrichtung ein berüh­ rungslos arbeitendes Sensorelement auf, daß unterhalb der Kochplatte angeordnet ist. Entsprechend der Technik zur Topferkennung ist dadurch eine sichere Erkennung der gewünschten Leistungsstufe möglich ohne störende Elemente oberhalb der Koch­ platte.

Um die thermischen Anforderungen an die Sensorelemente der Detektionseinrichtung reduzieren zu können, sind diese unterhalb der Kochplatte außerhalb einer Wärmeiso­ lation eines an sich bekannten Heizelementes der Kochzone angeordnet. Weiterhin ist in diesem Bereich sichergestellt, daß bei Verwendung einer Kochfeldplatte aus Glas­ keramikmaterial diese aufgrund der geringeren Temperaturen in diesem Bereich als Nichtleiter gilt. Deshalb ist in diesem Falle eine zusätzliche Isolation einer metallischen Meßelektrode eines beispielsweise kapazitiven Topfdetektors als zusätzliche elektri­ sche Schutzmaßnahme nicht erforderlich.

Um eine Fehlbedienung des Kochfeldes auszuschließen, weist die Detektionseinrich­ tung eine Prüfeinrichtung auf, die kurzzeitige und/oder unbeabsichtigte Positionen des Gargerätes als solche erkennt und die Leistungsstufe unver­ ändert läßt. Entsprechendes wird ebenfalls erreicht, wenn die Prüfeinrichtung langzei­ tige und/oder unbeabsichtigte Positionen des Gargerätes als solche erkennt und die Leistungsstufe unverändert läßt. Typischerweise sollte eine korrekte Betätigung bzw. Einstellung der Heizstufe durch das Gargerät länger als etwa eine Se­ kunde und kürzer als etwa zehn Sekunden dauern. Dadurch ist auch ein Schutz vor Fehlbedienung beim Wischen zu Reinigungszwecken über die Sensorik der Detektion­ seinrichtung und beim unbeabsichtigten Ablegen beispielsweise eines Bestecks reali­ siert.

Nachfolgend ist anhand schematischer Darstellungen ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Kochfeldes beschrieben.

Es zeigen:

Fig. 1 in einer stark schematisierten Seitendarstellung das erfindungsgemäße Kochfeld gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel, und

Fig. 2 in einer Draufsicht stark vereinfacht die Darstellung gemäß Fig. 1.

Ein Kochfeld 1 gemäß Fig. 1 weist eine Kochplatte 3 aus Glaskeramik mit einer kreisförmigen Kochzone 4 auf. Zur Markierung der Kochzone 4 ist auf die Kochplatte 3 ein an sich bekanntes Zonendekor gedruckt. Unterhalb der Kochplatte 3 ist im Bereich der Kochzone 4 ein an sich bekanntes topfförmiges Heizelement 5 angeordnet. Dieses weist einen in einem Isolationstopf 7 angeordneten Heizdraht 9 auf. Der Heizdraht 9 kann über einen Schalter 10 an Netzspannung gelegt werden. Zur Steuerung der Heizleistung bzw. zum Einstellen der gewünschten Kochstufe weist das Kochfeld 1 ei­ ne Steuereinheit 11 auf. Weiterhin ist die Steuereinheit 11 mit einem Hauptschalter 12 verbunden, durch den, wie von den einschlägigen Sicherheitsvorschriften gefordert, das Kochfeld 1 bzw. all dessen elektrische Verbraucher vom Netz schaltbar sind. Auch verfügt das Kochfeld 1 über Anzeigeelemente 13, die in Form von Siebensegmentan­ zeigen, in an sich bekannter Weise unterhalb der Kochplatte 3 im Kochfeld 1 angeord­ net sind. Gemäß Fig. 1 ist für die Kochzone 4 des Kochfeldes 1 die Leistungsstufe "8" eingestellt und durch die Siebensegment-Anzeige 13 angezeigt. Außerhalb des Isolationstopfes 7 sind sich einander gegenüberliegend in Form von metallischen Elektroden ein erstes Sensorelement 15 und ein zweites Sensorelement 17 direkt un­ terhalb der Kochplatte 3 angeordnet. Die beiden Sensorelemente 15 und 17 werden über eine Sensorschaltung 19 bzw. die Steuerschaltung 11 gespeist und deren Kapazitäten ausgewertet. Im Bereich der Kochzone 4 ist auf der Kochplatte gemäß Fig. 1 exakt über dem Heizelement 5 ein Topf 21 abgestellt. Die Einstellung der ge­ wünschten Leistungsstufe des Heizelementes 5 erfolgt gemäß Fig. 2 wie folgt:

Mit durchgezogenen Linien ist in Fig. 2 die Stellung des Topfes 21 gemäß Fig. 1 dargestellt. In dieser Position, der Beheizungsposition, steht der Topf 21 exakt über dem Heizelement 5. Beide Sensorelemente 15 und 17 liefern die Information, daß in ihrem Bereich kein Topf 21 vorhanden ist. Die bereits davor eingestellte Leistungsstufe "8" bleibt unverändert. Durch das Verschieben des Topfes 21 in die Position, in der der Topf mit unterbrochenen Linien dargestellt ist, der Auswahlposition, detektiert das er­ ste Sensorelement 15, daß der Topf 21 nicht vorhanden ist. Das Sensorelement 17 detektiert hingegen, daß der Topf 21 vorhanden ist. Der Topf 21 befindet sich also in der Auswahlposition. Mit der ersten Detektion des Topfes 21 in der Auswahlposition läuft ein Zeitzähler der Steuereinheit 11 los. Etwa alle 0,5 Sekunden wird die Kochstufe um eine Kochstufe erhöht und die Erhöhung durch das Anzeigeelement 13 visualisiert. Ist die Bedienperson mit der angezeigten Heizstufe einverstanden, schiebt sie den Topf 21 wieder in die Beheizungsposition gemäß Fig. 1 zurück. Detektiert eines der beiden Sensorelemente 15 oder 17 eine Anwesenheit des Topfes 21 von kürzer als etwa eine Sekunde oder länger als etwa zehn Sekunden, wird durch das Blinken des Anzeigeelementes 13 der Bedienperson ein Fehler angezeigt und zugleich die Heiz­ leistung der entsprechenden Kochzone 4 abgeschaltet.

Alternativ dazu können die beiden Sensorelemente 15 und 17 auch im Inneren des Isolationstopfes 7 des Heizelementes 5 unterhalb des Kochtopfes 21 angeordnet sein. In der Topfstellung gemäß Fig. 1, der Beheizungsposition, würden dann zunächst beide Sensorelemente 15 und 17 die Anwesenheit des Topfes 21 detektieren und die Leistungsstufe unverändert lassen. Sobald eines der Sensorelemente 15 oder 17 das Entfernen des Topfes detektiert und das andere gleichzeitig seine Anwesenheit detek­ tiert, würde entsprechend dem oben beschriebenen Vorgang die Leistungsstufe in Ab­ hängigkeit von der Bewegungsrichtung des Topfes 21 entsprechend schrittweise er­ höht oder verringert. Zusätzlich kann für Geschirr, dessen Anwesenheit oder Position nur sehr aufwendig nachweisbar ist, beispielsweise für ein Glasgefäß, eine zusätzliche nicht näher dargestellte herkömmliche Bedieneinheit vorgesehen sein.

Claims (8)

1. Kochfeld (1) mit einer Kochplatte (3) mit zumindest einer Kochzone (4), die von einem in oder unterhalb der Kochplatte angeordneten Heizelement (9) beheizbar ist, mit einer Bedieneinheit zur Vorgabe einer gewünschten Lei­ stungsstufe des Heizelementes zum Beheizen eines auf der Kochplatte abgestellten Gargerätes (21), wobei das Gargerät selbst als die Bedienein­ heit dient, und der Kochzone eine Detektionseinrichtung zugeordnet ist, die aus einer Position des Gargerätes (21) im Bereich der Kochzone (4) die für diese gewünschte Leistungsstufe ableitet, dadurch gekennzeichnet, daß die Detektionseinrichtung zwei im Randbereich der Kochzone (4) angeordnete und sich im wesentlichen gegenüberliegende Sensorele­ mente (15, 17) aufweist, die die Anwesenheit des Gargerätes (21) detektie­ ren und in Abhängigkeit von der Zeit der Anwesenheit oder Abwesenheit des Gargerätes (21) am Ort der Sensorelemente die gewünschte Lei­ stungsstufe ermitteln.

2. Kochfeld nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Ermittlung der gewünschten Leistungsstufe zusätzlich der je­ weilige Abstand zum Gargerät (21) detektiert wird.

3. Kochfeld nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die De­ tektionseinrichtung ein berührungslos arbeitendes Sensorelement (15, 17) aufweist, das unterhalb der Kochplatte (3) angeordnet ist.

4. Kochfeld nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Sensorelemente (15, 17) der Detektionseinrichtung un­ terhalb der Kochplatte (3) außerhalb einer Wärmeisolation (13) des Heize­ lementes (5) der Kochzone (4) angeordnet sind.

5. Kochfeld nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Detektionseinrichtung eine Prüfeinrichtung (7) aufweist, die kurzzeitige und/oder unbeabsichtigte Positionen des Gargerätes (21) als solche erkennt und die Leistungsstufe unverändert läßt.

6. Kochfeld nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Detektionseinrichtung eine Prüfeinrichtung (7) aufweist, die langzeitige und/oder unbeabsichtigte Positionen des Gargerätes (21) als solche erkennt und die Leistungsstufe unverändert läßt.

7. Kochfeld nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn­ zeichnet, daß eine Auswahlposition des Gargerätes (21), in der die ge­ wünschte Leistungsstufe abgeleitet wird, geringfügig seitlich versetzt zu ei­ ner Beheizungsposition des Gargerätes (21), in der das Gargerät (21) auf oder über dem Heizelement (5) steht, auf der Kochplatte (3) vorgesehen ist.

8. Verfahren zum Einstellen der Leistungsstufe eines Heizelementes eines Kochfeldes zum Beheizen eines in einer Kochzone auf einer Kochplatte ab­ gestellten Gargerätes, wobei das Gargerät auf der Kochplatte im Bereich der Kochzone in ausgewählte Positionen geschoben wird, und aus der An­ wesenheit des Gargerätes an diesen Positionen die gewünschte Lei­ stungsstufe ermittelt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Leistungsstu­ fe aus der Dauer der Anwesenheit des Gargerätes in der ausgewählten Position ermittelt wird.