DE102013102107A1 - Cooking device and method of operation - Google Patents
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Abstract
Kocheinrichtung umfassend ein Kochfeld mit einer Kochstelle und eine zur Beheizung eines Kochbereiches vorgesehene Heizeinrichtung. Es ist eine Sensoreinrichtung zur Erfassung einer einen Zustand des Kochbereichs charakterisierenden physikalischen Größe vorgesehen. Die Sensoreinrichtung weist wenigstens eine magnetische Abschirmeinrichtung auf.Cooking device comprising a hob with a hotplate and a heating device provided for heating a cooking area. A sensor device is provided for detecting a physical quantity characterizing a state of the cooking area. The sensor device has at least one magnetic shielding device.
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Kocheinrichtung und ein Verfahren zum Betreiben einer solchen. Die Kocheinrichtung dient insbesondere zur Zubereitung von Speisen. Die Kocheinrichtung umfasst wenigstens ein Kochfeld mit wenigstens einer Kochstelle und wenigstens eine zur Beheizung wenigstens eines Kochbereiches vorgesehene Heizeinrichtung. The present invention relates to a cooking device and a method of operating such. The cooking device is used in particular for the preparation of food. The cooking device comprises at least one hob with at least one cooking point and at least one heating device provided for heating at least one cooking area.
Bei Kocheinrichtungen werden zunehmend Automatikfunktionen gewünscht. Voraussetzung für einen Automatikbetrieb einer Kocheinrichtung ist mitunter eine genaue Erfassung verschiedener Parameter, welche für den Garvorgang charakteristisch sind, wie z. B. die Temperatur des Kochgeschirrs oder Gargutbehälters. In Abhängigkeit der erfassten Parameter wird bei einer Automatikfunktion einer Kocheinrichtung z. B. die Heizquelle automatisch gesteuert, um z. B. eine Überhitzung des Gargutes zu vermeiden. Die Reproduzierbarkeit und die Genauigkeit der erfassten Parameter ist deshalb wichtig für die Funktionalität der Automatikfunktion und somit ein wichtiges Qualitätsmerkmal einer modernen Kocheinrichtung mit Automatikfunktionen. For cooking appliances, automatic functions are increasingly desired. A prerequisite for an automatic operation of a cooking device is sometimes an accurate detection of various parameters that are characteristic of the cooking process, such. As the temperature of the cookware or Gargutbehälters. Depending on the detected parameters z. B. the heat source automatically controlled to z. B. to avoid overheating of the food. The reproducibility and the accuracy of the recorded parameters is therefore important for the functionality of the automatic function and thus an important quality feature of a modern cooking appliance with automatic functions.
Eine Möglichkeit zur Temperaturermittlung bei Gar- und Kochvorgängen ist beispielsweise ein im Gargutbehälter integrierter Temperatursensor. Allerdings muss der Benutzer dazu spezielle Gargutbehälter benutzen und könnte sein bisheriges Kochgeschirr nicht mehr einsetzen. Ebenfalls nachteilig ist auch ein Temperatursensor, welcher mit dem Gargut in das Kochgeschirr gegeben wird, da der Sensor später aus den Speisen „herausgefischt“ werden muss und nicht aus Versehen mitgegessen werden sollte. One way of determining temperature during cooking and cooking processes is, for example, a temperature sensor integrated in the food container. However, the user must use special food containers and could not use his previous cookware. Also disadvantageous is a temperature sensor which is placed with the food in the cookware, since the sensor must be "fished out" of the food later and should not be eaten by mistake.
Im Stand der Technik sind daher Vorrichtungen bekannt geworden, welche die Temperatur eines Kochtopfs berührungslos ermitteln. In der
Mit der
Die bekannten Vorrichtungen und Verfahren sind im Hinblick auf eine Verwendung bei Automatikfunktionen von Kocheinrichtungen, wie z. B. einem Herd, jedoch noch verbesserungsfähig. Beispielsweise stellt ein automatisches Aufkochen von Milch, ohne dass die Milch dabei überkocht, sehr hohe Anforderungen an die entsprechenden Vorrichtungen und Verfahren bezüglich der Reproduzierbarkeit und der Genauigkeit. Weiterhin sollte die Automatikfunktion auch bei unterschiedlichen Gargutbehältern wie Kupferpfannen und z. B. Edelstahltöpfen zufriedenstellend funktionieren. The known devices and methods are with regard to a use in automatic functions of cooking appliances, such. As a stove, but still capable of improvement. For example, an automatic boil-up of milk without overcooking the milk places very high demands on the corresponding devices and methods with regard to the reproducibility and the accuracy. Furthermore, the automatic function should also with different food containers such as copper pans and z. B. stainless steel pots work satisfactorily.
Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Kocheinrichtung zur Verfügung zu stellen, welche eine besser reproduzierbare Erfassung einer physikalischen Größe ermöglicht. It is therefore the object of the present invention to provide a cooking device which enables a more reproducible detection of a physical quantity.
Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Kocheinrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und durch ein Verfahren zum Betreiben einer Kocheinrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 15. Bevorzugte Merkmale sind Gegenstand der Unteransprüche. Weitere Vorteile und Merkmale ergeben sich aus der allgemeinen Beschreibung der Erfindung und der Beschreibung der Ausführungsbeispiele. This object is achieved by a cooking appliance with the features of
Die erfindungsgemäße Kocheinrichtung umfasst wenigstens ein Kochfeld mit wenigstens einer Kochstelle und wenigstens eine Heizeinrichtung, welche zur Beheizung wenigstens eines Kochbereiches vorgesehenen ist. Es ist wenigstens eine Sensoreinrichtung zur Erfassung wenigstens einer einen Zustand des Kochbereichs charakterisierenden physikalischen Größe vorgesehen. Dabei weist die Sensoreinrichtung wenigstens eine magnetische Abschirmeinrichtung auf. The cooking device according to the invention comprises at least one hob with at least one cooking point and at least one heating device which is provided for heating at least one cooking area. At least one sensor device is provided for detecting at least one physical variable characterizing a state of the cooking region. In this case, the sensor device has at least one magnetic shielding device.
Die erfindungsgemäße Kocheinrichtung hat viele Vorteile. Ein erheblicher Vorteil ist, dass die Sensoreinrichtung wenigstens eine magnetische Abschirmeinrichtung aufweist, wodurch störende magnetische Felder in einem erheblichen Ausmaß abgeschirmt werden. The cooking device according to the invention has many advantages. A significant advantage is that the sensor device has at least one magnetic shielding device, whereby disturbing magnetic fields are shielded to a considerable extent.
Die Sensoreinrichtung kann in bevorzugten Ausgestaltungen als separates Modul und z. B. als sogenanntes Sensormodul oder Optikmodul ausgebildet sein. The sensor device can in preferred embodiments as a separate module and z. B. be designed as a so-called sensor module or optical module.
Die Sensoreinrichtung ist bevorzugt zur Erfassung wenigstens eines charakteristischen Parameters für Temperaturen vorgesehen. The sensor device is preferably provided for detecting at least one characteristic parameter for temperatures.
Besonders bevorzugt umfasst die Heizeinrichtung wenigstens eine Induktionseinrichtung. Die Induktionseinrichtung ist insbesondere als eine Induktionsheizquelle ausgebildet und umfasst wenigstens eine Induktionsspule. Es ist möglich, dass die Induktionseinrichtung eine Mehrzahl oder auch eine Vielzahl kleinerer Induktionsspulen umfasst. Dann ist es möglich, dass sich der Kochbereich beispielsweise flexibel durch Platzierung eines Kochgeschirrs ergibt. Möglich ist es auch, dass feste Kochbereiche vorgegeben werden. Particularly preferably, the heating device comprises at least one induction device. The induction device is designed in particular as an induction heating source and comprises at least one induction coil. It is possible that the induction device comprises a plurality or a plurality of smaller induction coils. Then it is possible that the cooking area, for example, flexible results by placing a cookware. It is also possible that fixed cooking areas are specified.
Die magnetische Abschirmeinrichtung ist insbesondere zur Abschirmung von elektromagnetischen Wechselwirkungen und insbesondere zur Abschirmung vor dem elektromagnetischen Feld der Induktionseinrichtung ausgebildet und geeignet. Insbesondere ist die magnetische Abschirmeinrichtung dazu vorgesehen und ausgebildet, die Sensoreinrichtung abzuschirmen. The magnetic shielding device is designed and suitable in particular for shielding electromagnetic interactions and in particular for shielding from the electromagnetic field of the induction device. In particular, the magnetic shielding means is provided and adapted to shield the sensor device.
Die magnetische Abschirmeinrichtung umgibt vorzugsweise wenigstens teilweise und besonders bevorzugt wenigstens im Wesentlichen ringartig wenigstens einen Teil der Sensoreinrichtung und/oder wenigstens eine Sensoreinheit der Sensoreinrichtung. The magnetic shielding device preferably surrounds at least partially and particularly preferably at least substantially annularly at least part of the sensor device and / or at least one sensor unit of the sensor device.
Die magnetische Abschirmeinrichtung ist dazu ausgebildet und geeignet, wenigstens teilweise gegen das magnetische Feld der Induktionseinrichtung abzuschirmen. Eine solche Abschirmung des magnetischen Feldes der Induktionseinrichtung ist sehr vorteilhaft, weil dadurch einer Induktion eines elektrischen Feldes wenigstens in Teilen der Sensoreinrichtung entgegengewirkt wird. Die unerwünschte Induktion eines elektrischen Feldes wenigstens in Teilen der Sensoreinrichtung könnte z. B. zu einer Erwärmung der Sensoreinrichtung führen, welche einen negativen Einfluss auf die Reproduzierbarkeit der Erfassung hätte. Da die magnetische Abschirmeinrichtung einer Erwärmung der Sensoreinrichtung entgegenwirkt, hat sie einen vorteilhaften und erheblichen Einfluss auf die Reproduzierbarkeit der Erfassung bzw. auf die Zuverlässigkeit der mit der Sensoreinrichtung erfassten Größen bzw. Parameter. The magnetic shielding device is designed and suitable to shield at least partially against the magnetic field of the induction device. Such a shielding of the magnetic field of the induction device is very advantageous, because thereby an induction of an electric field is counteracted at least in parts of the sensor device. The unwanted induction of an electric field at least in parts of the sensor device could, for. B. lead to a warming of the sensor device, which would have a negative impact on the reproducibility of detection. Since the magnetic shielding device counteracts heating of the sensor device, it has an advantageous and considerable influence on the reproducibility of the detection or on the reliability of the variables or parameters detected by the sensor device.
Durch die magnetische Abschirmeinrichtung können so z. B. störende magnetische Einflüsse von der Sensoreinrichtung in erheblichem Ausmaß abgehalten werden. Eine solche Abschirmung wirkt sich sehr vorteilhaft auf die Reproduzierbarkeit der Erfassung der Messwerte aus. Störende magnetische Felder, die auch zur Aufheizung der Sensoreinrichtung führen können, werden so vorzugsweise weitestgehend abgehalten. Durch die wesentliche Reduktion von magnetischen Feldern im Bereich der Sensoreinrichtung kann überraschenderweise eine erheblich genauere Messung durchgeführt werden. Due to the magnetic shielding z. B. disturbing magnetic influences are prevented by the sensor device to a considerable extent. Such a shield has a very advantageous effect on the reproducibility of the acquisition of the measured values. Disturbing magnetic fields, which can also lead to heating of the sensor device, are thus preferably kept as far as possible. Due to the substantial reduction of magnetic fields in the region of the sensor device, surprisingly a considerably more accurate measurement can be carried out.
Eine erstaunliche Erkenntnis bei der Erfindung ist, dass durch eine magnetische Abschirmung der Sensoreinrichtung eine wesentliche Reduktion der thermischen Belastung der Sensoreinrichtung erzielt wird, wodurch die Genauigkeit der Messung durch ein deutlich verbessertes Signal- zu Rauschverhältnis weit erhöht werden kann. An astonishing finding in the invention is that a magnetic shielding of the sensor device results in a substantial reduction of the thermal load on the sensor device, whereby the accuracy of the measurement can be greatly increased by a significantly improved signal-to-noise ratio.
Praktisch wird durch die magnetische Abschirmeinrichtung auch eine thermische Isolierungseinrichtung zur Verfügung gestellt, da auch Wärmestrahlung abgehalten wird. In practice, a thermal insulation device is also provided by the magnetic shielding device since heat radiation is also prevented.
Insbesondere besteht die magnetische Abschirmeinrichtung wenigstens zu einem Teil aus wenigstens einem wenigstens teilweise magnetischen Material und einem wenigstens teilweise elektrisch nicht-leitenden Material. Möglich ist auch der wenigstens teilweise Einsatz eines Materials mit geringer elektrischer Leitfähigkeit und/oder eines elektrischen Isolators. Das magnetische Material und das elektrisch nicht-leitende Material können dabei abwechselnd und schichtartig angeordnet sein, wie es bei elektrischen Transformatoren der Fall ist. Dadurch kann in der insbesondere ringartig ausgebildeten magnetischen Abschirmeinrichtung kein Ringstrom fließen, der zu einer erheblichen Erwärmung der magnetischen Abschirmeinrichtung führen würde. Auch andere elektrische Bauteile radial innerhalb der z. B. zylinderförmigen oder ringförmigen magnetischen Abschirmeinrichtung, die beispielsweise als Ferritring ausgeführt sein kann, werden thermische Aufheizungen durch induzierte Ringströme zuverlässig reduziert oder weitgehend oder sogar weitestgehend verhindert. In particular, at least part of the magnetic shielding means consists of at least one at least partially magnetic material and one at least partially electrically non-conductive material. Also possible is the at least partial use of a material with low electrical conductivity and / or an electrical insulator. The magnetic material and the electrically non-conductive material may be arranged alternately and in layers, as is the case with electrical transformers. As a result, no annular current can flow in the magnetic ring shield device, which is in particular a ring-like design, which would lead to considerable heating of the magnetic shielding device. Other electrical components radially within the z. B. cylindrical or annular magnetic shielding device, which may be embodied for example as a ferrite ring, thermal heaters are reliably reduced by induced ring currents or largely or even largely prevented.
Es ist bevorzugt, dass die magnetische Abschirmeinrichtung wenigstens teilweise aus einem ferrimagnetischen Material und/oder aus einem Ferritmaterial gefertigt ist. Möglich ist auch ein ferrimagnetischer keramischer Werkstoff. Die magnetische Abschirmeinrichtung kann wenigstens ein Metalloxid und insbesondere wenigstens ein Eisenoxid umfassen, wie z. B. Hämatit (Fe2O3) und/oder Magnetit (Fe3O4). Möglich sind auch andere Materialien bzw. Werkstoffe, welche wenigstens teilweise magnetische Eigenschaften aufweisen und zudem elektrisch isolierende Eigenschaften oder wenigstens eine geringe elektrische Leitfähigkeit aufweisen. Die elektrische Leitfähigkeit ist dabei vorzugsweise < 10–3 S/m. It is preferred that the magnetic shielding device is at least partially made of a ferrimagnetic material and / or of a ferrite material. Also possible is a ferrimagnetic ceramic material. The magnetic shielding device may comprise at least one metal oxide and in particular at least one iron oxide, such as. Hematite (Fe2O3) and / or magnetite (Fe3O4). Also possible are other materials or materials which have at least partially magnetic properties and also have electrically insulating properties or at least low electrical conductivity. The electrical conductivity is preferably <10 -3 S / m.
Besonders bevorzugt ist die magnetische Abschirmeinrichtung als ein Ferritring und/oder ein Ferritkörper ausgebildet oder umfasst wenigstens einen solchen. Particularly preferably, the magnetic shielding device is designed as a ferrite ring and / or a ferrite body or comprises at least one such.
In einer bevorzugten Weiterbildung weist das Kochfeld wenigstens eine Trägereinrichtung auf, welche zum Positionieren wenigstens eines Kochgeschirrs und/oder Gargutbehälters geeignet und ausgebildet ist. Insbesondere ist die Sensoreinrichtung dabei in Einbaulage des Kochfeldes wenigstens teilweise unterhalb der Trägereinrichtung und benachbart zu wenigstens einem Teil der Heizeinrichtung und insbesondere benachbart zu der Induktionseinrichtung und/oder zu der bzw. wenigstens einer Induktionsspule vorgesehen. Vorzugsweise ist die Sensoreinrichtung in unmittelbarer Nähe und/oder in einem zentrischen Bereich der Heizeinrichtung angeordnet. Möglich und bevorzugt ist es, dass die Sensoreinrichtung in einer Ebene parallel zu der Trägereinrichtung vollständig oder im Wesentlichen vollständig von der Heizeinrichtung umgeben ist. In a preferred development, the hob has at least one carrier device which is suitable and designed for positioning at least one cookware and / or food container. In particular, the sensor device is provided in the installation position of the hob at least partially below the support means and adjacent to at least a portion of the heater and in particular adjacent to the induction device and / or to the or at least one induction coil. Preferably, the sensor device is arranged in the immediate vicinity and / or in a central region of the heating device. It is possible and preferred for the sensor device to be completely or substantially completely surrounded by the heating device in a plane parallel to the carrier device.
Die Trägereinrichtung kann dabei wenigstens eine Glasplatte bzw. Glaskeramikplatte und/oder dergleichen umfassen oder als eine solche ausgebildet sein. Die Trägereinrichtung kann auch wenigstens teilweise als ein sogenanntes Ceranfeld ausgebildet sein. The support means may comprise at least one glass plate or glass ceramic plate and / or the like or be formed as such. The support device may also be at least partially formed as a so-called ceran field.
Bevorzugt ist wenigstens eine Dichtungseinrichtung vorgesehen. Dabei ist insbesondere wenigstens ein Teil der Dichtungseinrichtung wenigstens teilweise zwischen der Trägereinrichtung und einem Teil der Sensoreinrichtung und/oder der magnetischen Abschirmeinrichtung angeordnet ist. Die Dichtungseinrichtung besteht insbesondere aus einem Material mit geringer Wärmeleitung, wie z. B. Silikon oder dergleichen. Vorzugsweise besteht die Dichtungseinrichtung auch wenigstens teilweise aus wenigstens einem Glimmermaterial und insbesondere aus Mikanit. At least one sealing device is preferably provided. In particular, at least part of the sealing device is arranged at least partially between the carrier device and a part of the sensor device and / or the magnetic shielding device. The sealing device consists in particular of a material with low heat conduction, such. As silicone or the like. Preferably, the sealing device also consists at least partially of at least one mica material and in particular of micanite.
Die Dichtungseinrichtung kann auch wenigstens abschnittsweise zur thermischen Isolierung der Trägereinrichtung von der Heizeinrichtung dienen. The sealing device can also serve at least in sections for thermal insulation of the carrier device from the heating device.
Es ist möglich und bevorzugt, dass die Sensoreinrichtung wenigstens eine optische Schirmeinrichtung aufweist. Die optische Schirmeinrichtung ist vorzugsweise wenigstens teilweise von der magnetischen Abschirmeinrichtung umgeben angeordnet. Die optische Schirmeinrichtung kann als eine Wandung ausgestaltet sein, welche die Sensoreinrichtung wenigstens teilweise und bevorzugt ringartig umgibt. Dabei kann die optische Schirmeinrichtung als ein rohrartiger Körper und/oder ein Ring und/oder Zylinder oder dergleichen ausgebildet sein oder einen solchen umfassen. Möglich ist auch eine Ausgestaltung als Konus bzw. als ein sogenannter Winston-Konus. Insbesondere ist die optische Schirmeinrichtung wenigstens bereichsweise in einem Innenbereich hohl ausgebildet und/oder weist wenigstens eine Ausnehmung auf. Vorzugsweise weist die optische Schirmeinrichtung an wenigstens einem Oberflächenbereich und besonders bevorzugt an einem inneren und/oder äußeren Oberflächenbereich ein hohes Reflexionsvermögen für Licht und Wärmestrahlung auf. Bevorzugt ist auch, dass die optische Schirmeinrichtung wenigstens teilweise aus einem metallischen Werkstoff und insbesondere aus einem Edelstahl gefertigt ist. It is possible and preferred that the sensor device has at least one optical screen device. The optical screen device is preferably at least partially surrounded by the magnetic shielding device. The optical screen device can be configured as a wall, which surrounds the sensor device at least partially and preferably like a ring. In this case, the optical shield device may be formed as a tubular body and / or a ring and / or cylinder or the like or include such. Also possible is a configuration as a cone or as a so-called Winston cone. In particular, the optical screen device is at least partially hollow in an inner region and / or has at least one recess. Preferably, the optical shielding device has a high reflectance for light and thermal radiation on at least one surface area and particularly preferably on an inner and / or outer surface area. It is also preferred that the optical shielding device is at least partially made of a metallic material and in particular of a stainless steel.
Es kann auch wenigstens eine Isolierungseinrichtung vorgesehen sein, wobei die Isolierungseinrichtung wenigstens teilweise zwischen der optischen Schirmeinrichtung und der magnetischen Abschirmeinrichtung angeordnet ist. Die Isolierungseinrichtung ist insbesondere dazu geeignet und ausgebildet, thermisch zu isolieren. Dabei umfasst die Isolierungseinrichtung vorzugsweise wenigstens ein Medium mit einer entsprechend geringen Wärmeleitung, wie z. B. ein Schaumstoffmaterial und/oder ein Polystrolkunststoff oder einen anderen geeigneten Isolierstoff. Besonders bevorzugt umfasst die Isolierungseinrichtung wenigstens eine Gasschicht und/oder Luftschicht bzw. ist aus einer solchen gebildet. Die Luftschicht ist insbesondere durch Begrenzungswände eingegrenzt bzw. in einem wenigstens teilweise begrenzten Raum vorgesehen. Möglich ist auch, dass die Isolierungseinrichtung wenigstens einen Bereich mit einem verminderten Druck aufweist, wobei der Druck geringer als 1000mbar und vorzugsweise geringer als 100mbar sein kann. Möglich ist dabei auch ein Grobvakuum oder ein Feinvakuum oder ein Vakuum einer anderen Qualität. It is also possible to provide at least one insulation device, wherein the insulation device is arranged at least partially between the optical shield device and the magnetic shielding device. The isolation device is particularly suitable and designed to thermally isolate. In this case, the isolation device preferably comprises at least one medium with a correspondingly low heat conduction, such. As a foam material and / or a polystyrene plastic or other suitable insulating material. The insulation device particularly preferably comprises or is formed from at least one gas layer and / or air layer. The air layer is bounded in particular by boundary walls or provided in an at least partially limited space. It is also possible that the isolation device has at least one area with a reduced pressure, wherein the pressure may be less than 1000mbar and preferably less than 100mbar. It is also possible a rough vacuum or a fine vacuum or a vacuum of a different quality.
Es ist bevorzugt, dass die Sensoreinrichtung wenigstens eine Sensoreinheit umfasst. Dabei ist insbesondere wenigstens eine der wenigstens einen Sensoreinheit zur berührungslosen Erfassung wenigstens eines charakteristischen Parameters für Temperaturen geeignet. Die Sensoreinheit ist vorzugsweise dazu ausgebildet und geeignet, elektromagnetische Strahlung, insbesondere im Wellenlängenbereich der Infrarotstrahlung, zu erfassen bzw. zu absorbieren. Besonders bevorzugt ist die Sensoreinheit als eine Thermosäule bzw. ein Thermopile ausgebildet oder umfasst wenigstens eine solche. Die Sensoreinheit kann auch wenigstens ein Thermoelement und insbesondere mehrere miteinander wirkverbundene Thermoelemente aufweisen. Möglich sind auch andere thermische und/oder pyroelektrische Sensoren und/oder Bolometer und/oder fotoelektrische Detektoren bzw. Fotodioden. Die Sensoreinheit kann auch wenigstens teilweise in ein wenigstens annäherndes Vakuum eingelagert sein. It is preferred that the sensor device comprises at least one sensor unit. In particular, at least one of the at least one sensor unit is suitable for non-contact detection of at least one characteristic parameter for temperatures. The sensor unit is preferably designed and suitable for detecting or absorbing electromagnetic radiation, in particular in the wavelength range of the infrared radiation. Particularly preferably, the sensor unit is designed as a thermopile or a thermopile or comprises at least one such. The sensor unit can also have at least one thermocouple and in particular a plurality of thermocouples operatively connected to one another. Also possible are other thermal and / or pyroelectric sensors and / or bolometers and / or photoelectric detectors or photodiodes. The sensor unit may also be at least partially incorporated in an at least approximately vacuum.
Die Sensoreinrichtung kann wenigstens zwei, drei oder mehr Sensoreinheiten umfassen. Dabei können gleiche und/oder wenigstens teilweise unterschiedliche Sensoreinheiten vorgesehen sein. Bevorzugt sind wenigstens zwei Sensoreinheiten zur berührungslosen Erfassung jeweils wenigstens eines charakteristischen Parameters für Temperaturen ausgebildet. Es kann auch wenigstens eine Sensoreinheit zur berührenden Erfassung wenigstens eines charakteristischen Parameters für Temperaturen ausgebildet sein, z. B. als ein Widerstandsthermometer und/oder als ein Thermistor und/oder als ein Heißleiter bzw. NTC und/oder als ein Halbleiter-Temperatursensor. The sensor device may comprise at least two, three or more sensor units. In this case, the same and / or at least partially different sensor units may be provided. At least two sensor units for non-contact detection of at least one characteristic parameter for each are preferred Temperatures formed. It can also be formed at least one sensor unit for touching detection of at least one characteristic parameter for temperatures, for. B. as a resistance thermometer and / or as a thermistor and / or as a thermistor NTC and / or as a semiconductor temperature sensor.
Bevorzugterweise weist die Sensoreinrichtung wenigstens eine Filtereinrichtung auf. Die Filtereinrichtung ist insbesondere dazu ausgebildet und geeignet, elektromagnetische Strahlung in Abhängigkeit der Wellenlänge und/oder der Polarisation und/oder des Einfallswinkels zu reflektieren und/oder zu transmittieren. Besonders bevorzugt ist für jede Sensoreinheit, welche zur berührungslosen Erfassung wenigstens eines charakteristischen Parameters für Temperaturen ausgebildet ist, jeweils wenigstens eine Filtereinrichtung vorgesehen. Bevorzugt ist die Filtereinrichtung wenigstens teilweise als ein Interferenzfilter ausgebildet oder umfasst wenigstens ein solches Filter. The sensor device preferably has at least one filter device. The filter device is in particular designed and suitable for reflecting and / or transmitting electromagnetic radiation as a function of the wavelength and / or the polarization and / or the angle of incidence. Particularly preferably, at least one filter device is provided for each sensor unit, which is designed for non-contact detection of at least one characteristic parameter for temperatures. Preferably, the filter device is at least partially designed as an interference filter or comprises at least one such filter.
Die Sensoreinrichtung kann wenigstens eine Strahlungsquelle aufweisen. Die Strahlungsquelle sendet vorzugsweise wenigstens ein Signal insbesondere im Wellenlängenbereich des Infrarotlichts und/oder sichtbaren Lichts aus. Die Strahlungsquelle kann als Lampe und/oder als Diode oder dergleichen ausgebildet sein. The sensor device can have at least one radiation source. The radiation source preferably emits at least one signal, in particular in the wavelength range of the infrared light and / or visible light. The radiation source can be designed as a lamp and / or as a diode or the like.
Die Sensoreinrichtung kann auch wenigstens eine thermische Ausgleichseinrichtung umfassen. Die thermische Ausgleichseinrichtung weist insbesondere wenigstens eine Koppeleinrichtung auf, welche dazu geeignet und ausgebildet ist, wenigstens eine der wenigstens einen Sensoreinheit mit der thermischen Ausgleichseinrichtung wenigstens teilweise thermisch leitend zu verbinden. Eine solche Ausgestaltung ist besonders vorteilhaft, weil dadurch Temperaturspitzen ausgleichbar sind und die Sensoreinheit somit zeitlich relativ konstanten Bedingungen unterliegt. Besonders bei Sensoreinheiten zur berührungslosen Erfassung wenigstens eines charakteristischen Parameters für Temperaturen ist ein solcher thermischer Ausgleich vorteilhaft für die Zuverlässigkeit der Erfassung. The sensor device may also comprise at least one thermal compensation device. The thermal compensation device has in particular at least one coupling device which is suitable and designed to at least partially thermally conductively connect at least one of the at least one sensor unit to the thermal compensation device. Such a configuration is particularly advantageous because temperature peaks can be compensated thereby and the sensor unit is thus subject to relatively constant conditions over time. Particularly in the case of sensor units for the contactless detection of at least one characteristic parameter for temperatures, such a thermal compensation is advantageous for the reliability of the detection.
Die thermische Ausgleichseinrichtung besteht insbesondere wenigstens teilweise und vorzugsweise wenigstens im Wesentlichen insgesamt aus einem Werkstoff mit einer hohen Wärmekapazität und/oder einer hohen Wärmeleitfähigkeit und vorzugsweise aus einem metallischen Werkstoff, wie beispielsweise einem Kupfermaterial. Die thermische Ausgleichseinrichtung kann wenigstens teilweise als ein Reflektor für die Strahlungsquelle geeignet und ausgebildet sein. Dazu kann die thermische Ausgleichseinrichtung auch wenigstens eine wenigstens teilweise reflektierende Beschichtung aufweisen, wie z. B. eine metallhaltige oder metallische Beschichtung. Es kann auch wenigstens eine Beschichtung bzw. Schutzschicht vorgesehen sein, welche die thermische Ausgleichseinrichtung wenigstens teilweise vor Korrosion schützt. Die Beschichtung kann wenigstens teilweise aus einem Metall bestehen. Möglich und bevorzugt sind Edelmetallbeschichtungen, wie z. B. eine dünne Lage Gold. The thermal compensation device consists in particular at least partially, and preferably at least substantially, of a material with a high heat capacity and / or a high thermal conductivity, and preferably a metallic material, such as a copper material. The thermal compensation device may be at least partially suitable and configured as a reflector for the radiation source. For this purpose, the thermal compensation device may also have at least one at least partially reflective coating, such as. As a metal-containing or metallic coating. It is also possible to provide at least one coating or protective layer which at least partially protects the thermal compensation device from corrosion. The coating may be at least partially made of a metal. Possible and preferred are precious metal coatings such. B. a thin layer of gold.
Möglich ist, dass die Sensoreinrichtung wenigstens eine Halteeinrichtung aufweist. Durch die Halteeinrichtung sind wenigstens zwei Einheiten in einer definierten Anordnung zueinander aufnehmbar. Die Einheiten sind dabei einer Gruppe von Einheiten entnommen, umfassend die Sensoreinheit und die magnetische Abschirmeinrichtung und die optische Schirmeinrichtung und die Isolierungseinrichtung und die Strahlungsquelle und die thermische Ausgleichseinrichtung und die Filtereinrichtung. Insbesondere ist die Halteeinrichtung wenigstens teilweise dazu geeignet und ausgebildet, die Abstände von wenigstens zwei oder mehr Einheiten zueinander zu definieren. It is possible that the sensor device has at least one holding device. By the holding device at least two units in a defined arrangement are receivable each other. The units are taken from a group of units comprising the sensor unit and the magnetic shielding device and the optical shielding device and the insulation device and the radiation source and the thermal compensation device and the filter device. In particular, the holding device is at least partially suitable and designed to define the distances of at least two or more units from each other.
Das erfindungsgemäße Verfahren ist zum Betreiben einer Kocheinrichtung vorgesehen, wobei die Kocheinrichtung wenigstens ein Kochfeld mit wenigstens einer Kochstelle und wenigstens eine zur Beheizung wenigstens eines Kochbereiches vorgesehene Heizeinrichtung umfasst. Es ist wenigstens eine Sensoreinrichtung zur Erfassung wenigstens einer einen Zustand des Kochbereichs charakterisierenden physikalischen Größe vorgesehen. Dabei schirmt wenigstens eine magnetische Abschirmeinrichtung elektromagnetische Wechselwirkungen wenigstens teilweise von der Sensoreinrichtung ab. The method according to the invention is intended for operating a cooking device, wherein the cooking device comprises at least one cooking field with at least one cooking point and at least one heating device provided for heating at least one cooking area. At least one sensor device is provided for detecting at least one physical variable characterizing a state of the cooking region. At least one magnetic shielding device at least partially shields electromagnetic interactions from the sensor device.
Das erfindungsgemäße Verfahren hat viele Vorteile. Ein erheblicher Vorteil ist, dass elektromagnetische Wechselwirkungen, wie beispielsweise ein magnetisches Feld einer Induktionseinrichtung, wenigstens teilweise von der Sensoreinrichtung abgeschirmt werden. Dadurch kann der Einfluss störender Wechselwirkungen auf die Sensoreinrichtung erheblich verringert werden, was die Zuverlässigkeit der mit der Sensoreinrichtung durchgeführten Erfassung deutlich erhöht. The method according to the invention has many advantages. A significant advantage is that electromagnetic interactions, such as a magnetic field of an induction device, are at least partially shielded from the sensor device. As a result, the influence of interfering interactions on the sensor device can be considerably reduced, which significantly increases the reliability of the detection performed with the sensor device.
Die im Verfahren betriebene Kocheinrichtung und insbesondere die magnetische Abschirmeinrichtung sind vorzugsweise gemäß einer zuvor beschriebenen Ausgestaltung ausgebildet. The cooking device operated in the method and in particular the magnetic shielding device are preferably designed in accordance with a previously described embodiment.
In allen Fällen können neben runden, rechteckigen und abgerundeten Kochzonen auch z. B. ovale Bräterzonen vorgesehen sein. In all cases, in addition to round, rectangular and rounded cooking zones also z. B. oval roaster zones may be provided.
Möglich ist auch die Realisierung einer Vollflächeninduktion, bei der eine Vielzahl kleiner Induktionsspulen vorgesehen ist. Für die Vielzahl der Induktionsspulen kann eine Mehrzahl an Sensoreinrichtung in Form von z. B. Optikmodulen vorgesehen sein, sodass bei beliebiger Positionierung eines Gargutbehälters wenigstens eine Sensoreinrichtung geeignet angeordnet ist, um eine Temperatur des Bodens des Gargutbehälters zu erfassen. It is also possible to realize a full-surface induction, in which a large number of small induction coils is provided. For the plurality of induction coils, a plurality of Sensor device in the form of z. As optical modules may be provided so that at any position of a Gargutbehälters at least one sensor device is arranged to detect a temperature of the bottom of the Gargutbehälters.
Vorzugsweise soll mit der Erfindung wenigstens eine Temperatur wenigstens eines Gargefäßbodens berührungslos erfasst werden. Bevorzugterweise soll auf Basis der gemessenen Temperatur(-en) wenigstens eine Automatikfunktion wie insbesondere eine Brat- und/oder Kochautomatik für das Kochfeld realisiert werden. Preferably, with the invention, at least one temperature of at least one Gargefäßbodens should be detected without contact. Preferably, based on the measured temperature (s), at least one automatic function, such as, in particular, a roasting and / or cooking automatic for the cooktop, should be realized.
Durch die Erfindung wird eine gesteigerte Messgenauigkeit der insbesondere als Optikmodul ausgeführten Sensoreinrichtung erreicht, die für Automatikfunktionen sinnvoll und gegebenenfalls auch erforderlich ist. Der Aufbau der Sensoreinrichtung ermöglicht einen geringeren Einfluss der in der Sensoreinrichtung bzw. dem Optikmodul vorliegenden Wärmeflüsse auf das Messsignal. By means of the invention, an increased measuring accuracy of the sensor device, which is designed in particular as an optical module, is achieved, which is useful and optionally also necessary for automatic functions. The construction of the sensor device enables a smaller influence of the heat flows present in the sensor device or the optical module on the measurement signal.
Aus dem Stand der Technik ist ein Verfahren zur berührungslosen Temperaturmessung eines Gargefäßbodens bekannt, welches auf der exakten Messung der Wärmestrahlung des Gargefäßbodens und der Glaskeramikplatte beruht. Durch eine Verrechnung der Signale wird auf die Gargefäßtemperatur geschlossen. Mit der vorliegenden Erfindung wird im Vergleich dazu eine erheblich verbesserte Genauigkeit erreicht. Bei einer konkreten vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wurden gute Ergebnisse mit folgenden Abmessungen erzielt:
Die Dicke der Dichtungseinrichtung zwischen der insbesondere als Ferritring oder dgl. ausgeführten magnetischen Abschirmeinrichtung und der als Glaskeramikplatte realisierten Trägereinrichtung beträgt vorzugsweise wenigstens 0,25 mm und insbesondere zwischen etwa 0,35 mm und 2 mm und besonders bevorzugt etwa 0,5 mm +/– 20%. From the prior art, a method for non-contact temperature measurement of a Gargefäßbodens is known, which is based on the exact measurement of the heat radiation of the Gargefäßbodens and the glass ceramic plate. By clearing the signals, the cooking vessel temperature is closed. With the present invention, a significantly improved accuracy is achieved in comparison. In a specific advantageous embodiment of the invention, good results were achieved with the following dimensions:
The thickness of the sealing device between the magnetic shielding device designed in particular as a ferrite ring or the like and the carrier device realized as a glass ceramic plate is preferably at least 0.25 mm and in particular between about 0.35 mm and 2 mm and particularly preferably about 0.5 mm +/- 20%.
Die Dicke der insbesondere als Ferritring oder dgl. ausgeführten magnetischen Abschirmeinrichtung ist vorzugsweise größer als 1,5 mm und liegt insbesondere zwischen etwa 2 mm und 7 mm und besonders bevorzugt zwischen etwa 3 mm bis 5 mm. The thickness of the magnetic shielding device designed in particular as a ferrite ring or the like is preferably greater than 1.5 mm and, in particular, between approximately 2 mm and 7 mm and particularly preferably between approximately 3 mm and 5 mm.
Die Dicke der insbesondere als wärmeisolierende Schicht ausgeführten Isolierungseinrichtung ist vorzugsweise größer als 0,3 mm. Insbesondere liegt die Dicke zwischen etwa 0,5 mm und 5 mm und besonders bevorzugt zwischen etwa 0,8 mm und 2 mm. The thickness of the insulating device designed in particular as a heat-insulating layer is preferably greater than 0.3 mm. In particular, the thickness is between about 0.5 mm and 5 mm, and more preferably between about 0.8 mm and 2 mm.
Die Dicke der insbesondere als Kupferplatte oder dgl. ausgeführten thermischen Ausgleichseinrichtung beträgt vorzugsweise mehr als 0,3 mm. Insbesondere liegt die Dicke zwischen etwa 0,5 mm und 5 mm und besonders bevorzugt zwischen etwa 0,75 mm und 2 mm. The thickness of the thermal compensation device designed in particular as a copper plate or the like is preferably more than 0.3 mm. In particular, the thickness is between about 0.5 mm and 5 mm, and more preferably between about 0.75 mm and 2 mm.
Die Dicke der insbesondere aus wenigstens einem Kunststoff bestehenden Halteeinrichtung beträgt vorzugsweise mehr als 0,5 mm und insbesondere mehr als 1 mm. Die Halteeinrichtung isoliert die Sensoreinrichtung bzw. die Sensoreinheiten nach unten hin. The thickness of the holding device, which consists in particular of at least one plastic, is preferably more than 0.5 mm and in particular more than 1 mm. The holding device isolates the sensor device or the sensor units downwards.
In allen Ausgestaltungen wird vorzugsweise eine Strahlungseinrichtung eingesetzt, um z. B. ein Maß für die Temperatur der als Glaskeramikplatte ausgeführten Trägereinrichtung zu erhalten bzw. zu ermitteln. Dabei kann die Strahlungseinrichtung zum Beispiel als Lampe ausgeführt sein. Ausgestaltungen ohne eine Strahlungseinrichtung sind auch möglich. Eine Lösung ohne eine Strahlungseinrichtung kann z. B. realisiert werden, wenn z. B. der Emissionsgrad des Gargefäßes als konstant angenommen wird, was beispielsweise über die Verwendung eines vom Hersteller vorgeschlagenen Kochgeschirrs sichergestellt werden kann. Möglich ist auch die Präparation des Gargefäßbodens mit einer vom Hersteller vorgeschlagenen Vorrichtung oder dergleichen. In all embodiments, a radiation device is preferably used to z. B. to obtain a measure of the temperature of the running as a glass ceramic plate support means or to determine. In this case, the radiation device can be designed, for example, as a lamp. Embodiments without a radiation device are also possible. A solution without a radiation device can, for. B. be realized when z. B. the emissivity of the cooking vessel is assumed to be constant, which can be ensured for example via the use of a proposed manufacturer by the cookware. Also possible is the preparation of the Gargefäßbodens with a device proposed by the manufacturer or the like.
Außerdem sind Ausgestaltungen möglich, bei denen jeweils mit und ohne Strahlungseinrichtung
- a) zwei z. B. als Thermopile ausgeführte Sensoreinheiten mit jeweils einem Filter eingesetzt werden, oder
- b) eine z. B. als Thermopile ausgeführte Sensoreinheit mit einem Filter und ein Kontaktsensor für die Trägerplatte eingesetzt wird (z. B. NTC), oder
- c) ein gemeinsames Gehäuse für zwei z. B. als Thermopile ausgeführte Sensoreinheiten vorgesehen ist, dem zwei insbesondere unterschiedliche Filter zugeordnet sind.
- a) two z. B. designed as thermopile sensor units are each used with a filter, or
- b) a z. B. is designed as a thermopile sensor unit with a filter and a contact sensor for the support plate is used (eg., NTC), or
- c) a common housing for two z. B. designed as a thermopile sensor units is provided, the two are assigned in particular different filters.
Vorzugsweise dient die insbesondere als rohrartiger Körper, Konus oder Zylinder ausgeführte optische Schirmeinrichtung zur Abschirmung von Strahlungseinflüssen außerhalb eines Erfassungsbereichs oder Sichtflecks der Sensoreinrichtung und insbesondere auch zur gezielten Lenkung der Wärmestrahlung von dem Boden des Kochgeschirrs bzw. von dem Gargefäßboden und der insbesondere als Glaskeramik ausgeführten Trägereinrichtung. The optical shielding device, in particular embodied as a tube-like body, cone or cylinder, preferably serves for shielding from the influence of radiation outside a detection area or visual spot of the sensor device and in particular also for directing the heat radiation from the bottom of the cookware or from the cooking vessel bottom and the carrier device, in particular as a glass ceramic ,
Die optische Schirmeinrichtung in Form von z. B. im Wesentlichen einem Zylinder oder rohrförmigen Körper ist bevorzugt, da es vorzugsweise nicht erforderlich ist, die einfallende Wärmestrahlung wie mit einem Winston-Konus zu verstärken bzw. zu bündeln. Je nach Ausgestaltung ist der Einsatz eines Winston-Konus und/oder von z. B. Quaderformen und/oder Kegelformen und/oder anderer Formen auch möglich. The optical screen device in the form of z. B. substantially a cylinder or tubular body is preferred because it is preferably not necessary to reinforce the incident heat radiation as with a Winston cone or bundle. Depending on the configuration, the use of a Winston cone and / or z. As cuboid shapes and / or conical shapes and / or other shapes also possible.
Besonders bevorzugt ist die Abschirmung von Strahlungseinflüssen außerhalb des Sichtflecks. Das Material und die Oberflächenbeschaffenheit dieses Zylinders weisen vorzugsweise eine entsprechend hohe Reflektivität auf. Hier können z. B. verschiedene beschichtete und unbeschichtete Metalle zum Einsatz kommen oder auch nichtmetallische Zylinder oder Körper, die mit einer reflektierenden Schicht versehen werden. Ein bevorzugter Werkstoff ist ein nicht-rostender Stahl, wie z. B. Edelstahl, da dieser nicht zusätzlich beschichtet werden muss, um z. B. langzeitstabil zu sein. Particularly preferred is the shielding of radiation outside the sighting spot. The material and the surface finish of this cylinder preferably have a correspondingly high reflectivity. Here can z. B. different coated and uncoated metals are used or non-metallic cylinder or body, which are provided with a reflective layer. A preferred material is a stainless steel, such as. B. stainless steel, since this does not need to be additionally coated to z. B. long-term stability.
Die insbesondere als wärmeisolierende Schicht ausgeführte Isolierungseinrichtung befindet sich vorzugsweise zwischen der optischen Schirmeinrichtung und der insbesondere als Ferritring ausgeführten magnetischen Abschirmeinrichtung und kann in einem einfachen Fall aus Luft bestehen. Es können aber aber auch andere Materialen zum Einsatz kommen, welche eine hinreichend geringe Wärmeleitung aufweisen. Es ist von Vorteil, wenn möglichst wenig Wärme von dem Ferritring auf die insbesondere zylinderförmige optische Schirmeinrichtung übergeht. The insulating device embodied in particular as a heat-insulating layer is preferably located between the optical shield device and the magnetic shielding device, which is designed in particular as a ferrite ring, and may in a simple case consist of air. But it can also be used other materials, which have a sufficiently low heat conduction. It is advantageous if as little heat as possible passes from the ferrite ring to the particular cylindrical optical screen device.
Die magnetische Abschirmeinrichtung dient insbesondere zur elektromagnetischen Abschirmung. Durch eine effektive elektromagnetische Abschirmung kann eine unkontrollierte Erwärmung mehrerer und insbesondere aller metallischen Komponenten der insbesondere als Optikmodul ausgeführten Sensoreinrichtung weitgehend vermieden werden. Die Sensoreinrichtung ist vorzugsweise wenigstens etwa im Zentrum einer großen Induktionsspule oder zwischen mehreren kleineren Induktionsspulen angeordnet. Durch die magnetische Abschirmeinrichtung wird bei Betrieb einer Induktionskochzone das Optikmodul bzw. die Sensoreinrichtung entsprechend abgeschirmt. The magnetic shielding device is used in particular for electromagnetic shielding. By means of an effective electromagnetic shielding, uncontrolled heating of a plurality of, and in particular of all metallic, components of the sensor device, in particular embodied as an optical module, can be largely avoided. The sensor device is preferably arranged at least approximately in the center of a large induction coil or between a plurality of smaller induction coils. By the magnetic shielding device, the optical module or the sensor device is shielded accordingly when operating an induction cooking zone.
Um den magnetischen Fluss von dem Optikmodul bzw. dessen metallischen Komponenten wenigstens im Wesentlichen abzuhalten, werden vorzugsweise die meisten und insbesondere die wesentlichen Komponenten und besonders bevorzugt alle metallischen Komponenten mit einem z. B. als Ferritring bzw. Ferritzylinder umschlossen, der als eine oder die magnetische Abschirmeinrichtung dient. Ferrite haben die Eigenschaft, dass sie bei geringer Eigenerwärmung den magnetischen Fluss im nicht gesättigten Fall sehr gut leiten. Bei einer solchen Anordnung liegen alle metallischen Komponenten, wie insbesondere die Sensoreinheiten, die z. B. als Thermopiles ausgeführt werden können, in einem im Wesentlichen oder sogar nahezu feldfreien Raum. In order to at least substantially prevent the magnetic flux from the optical module or its metallic components, preferably most and in particular the essential components, and particularly preferably all metallic components with a z. B. enclosed as a ferrite ring or ferrite cylinder, which serves as one or the magnetic shielding device. Ferrites have the property that they conduct the magnetic flux very well in the non-saturated case with low self-heating. In such an arrangement are all metallic components, in particular the sensor units, the z. B. can be performed as thermopiles, in a substantially or even almost field-free space.
Die magnetische Abschirmeinrichtung schützt in Verbindung mit einer zwischen der magnetischen Abschirmeinrichtung und der Trägereinrichtung vorgesehenen Dichtungseinrichtung die Sensoreinrichtung insgesamt und insbesondere die Sensoreinheiten, Filtereinrichtungen und die optische Schirmeinrichtung vor eventuell auftretender Umgebungs-Luftfeuchtigkeit. The magnetic shielding device, in combination with a sealing device provided between the magnetic shielding device and the carrier device, protects the sensor device as a whole and in particular the sensor units, filter devices and the optical shielding device from possibly occurring ambient atmospheric moisture.
Weiterhin schützt die magnetische Abschirmeinrichtung die Sensoreinheit bzw. Sensoreinheiten und auch die thermische Ausgleichseinrichtung vor eventuell vorhandenem Umgebungslicht bzw. Umgebungswärmestrahlung. Furthermore, the magnetic shielding device protects the sensor unit or sensor units and also the thermal compensation device from any ambient light or ambient heat radiation present.
Eine Dichtungseinrichtung zwischen der magnetischen Abschirmeinrichtung und der Trägereinrichtung trägt zur Wärmeisolierung bei. Die Dichtungseinrichtung mindert einen Wärmefluss von einer warmen Glaskeramikplatte in die magnetische Abschirmeinrichtung und/oder in die optische Schirmeinrichtung hinein erheblich. Dadurch wird zusätzliche Wärmestrahlung auf die Sensoreinheiten reduziert. Sealing means between the magnetic shielding means and the support means contribute to heat insulation. The sealing device significantly reduces heat flow from a hot glass ceramic plate into the magnetic shielding device and / or into the optical shielding device. This reduces additional heat radiation to the sensor units.
Die Dichtungseinrichtung trägt weiterhin auch zu einer mechanischen Isolierung bei. Die Dichtungseinrichtung isoliert zusätzlich die Glaskeramikplatte mechanisch von der insbesondere als Ferritring ausgebildeten magnetischen Abschirmeinrichtung und hat somit eine dämpfende Wirkung. Fehlt die Dichtungseinrichtung, besteht gegebenenfalls die Möglichkeit, dass die Glaskeramikplatte bzw. Glaskeramikscheibe beschädigt wird, falls insbesondere im Bereich der magnetischen Abschirmeinrichtung ein Gegenstand auf die Glaskeramikplatte fällt. Daher erhöht die Dichtungseinrichtung die Schlagfestigkeit. Gleichzeitig dient die Dichtung als Staubdichtung. The sealing device further contributes to a mechanical insulation. The sealing device additionally mechanically insulates the glass-ceramic plate from the magnetic shielding device, in particular as a ferrite ring, and thus has a damping effect. If the sealing device is missing, there is possibly the possibility that the glass-ceramic plate or glass-ceramic pane is damaged if, in particular in the area of the magnetic shielding device, an object falls onto the glass-ceramic plate. Therefore, the sealing device increases the impact resistance. At the same time the seal serves as a dust seal.
Die Dichtungseinrichtung hält auch eventuell vorhandenes Umgebungslicht bzw. Umgebungswärmestrahlung aus dem Bereich des Kochfeldes von den Sensoreinheiten ab. The sealing device also prevents any existing ambient light or ambient heat radiation from the region of the hob from the sensor units.
Es kommen verschiedene Materialien für eine derartige Dichtungseinrichtung infrage. Beispielsweise kann ein Silikonring verwendet werden. Ein solcher Dichtungsring hat vorzugsweise eine geringe Auflagefläche. Möglich ist es auch, eine Dichtungseinrichtung aus Mikanit oder einer Mikanitscheibe zu verwenden. Möglich ist es auch, andere Materialien mit einer geringen Wärmeleitung einzusetzen. There are various materials for such a sealing device in question. For example, a silicone ring can be used. Such a sealing ring preferably has a small contact surface. It is also possible to use a sealing device made of micanite or a Mikanitscheibe. It is also possible to use other materials with a low heat conduction.
Die thermische Ausgleichseinrichtung dient zu einem thermischen Ausgleich der Komponenten und kann insbesondere aus Kupfer bestehen und beispielsweise als Kupferplatte ausgeführt sein. The thermal compensation device serves for a thermal compensation of the components and can in particular consist of copper and be designed, for example, as a copper plate.
Die insbesondere als Optikmodul ausgeführte Sensoreinrichtung wird vorzugsweise hinsichtlich der Aufnahme der Sensoreinheit bzw. Sensoreinheiten konstruktiv derart ausgeführt, dass sich alle Sensoreinheiten des Optikmoduls sehr homogen erwärmen und sich somit alle Sensoreinheiten auf im Wesentlichen dem gleichen Temperaturniveau befinden. Mit zunehmender Temperaturabweichung bei den einzelnen Komponenten der Sensoreinrichtung nimmt die erzielbare Messgenauigkeit ab, da eine inhomogene Eigentemperatur der z. B. als Thermopiles ausgeführten Sensoreinheiten systembedingt zu Signalanteilen führt, die ihren Ursprung nicht in der Wärmestrahlung des Messobjekts, sondern im Thermopile selbst haben. The sensor device, which is embodied in particular as an optical module, is preferably constructed in such a way that the sensor units of the optical module heat up very homogeneously and thus all the sensor units are at substantially the same temperature level. With increasing temperature deviation at the individual components of the sensor device decreases the achievable accuracy, since an inhomogeneous temperature of the z. B. as Thermopiles running sensor units due to system leads to signal components that have their origin not in the heat radiation of the test object, but in the thermopile itself.
Zur Reduktion solcher Effekte sind die Gehäuse der Sensoreinheiten bzw. Thermopiles vorzugsweise an einer Platte aus massivem Metall und insbesondere Kupfer oder dergleichen angebunden, in welche die Sensoreinheiten insbesondere eingelassen werden und welche aufgrund ihrer hohen Wärmekapazität sowie Wärmeleitfähigkeit für eine effektive Homogenisierung sorgt. To reduce such effects, the housings of the sensor units or thermopiles are preferably connected to a plate made of solid metal and in particular copper or the like, in which the sensor units are embedded in particular and which ensures effective homogenization due to their high heat capacity and thermal conductivity.
Vorzugsweise wird dabei ein hinreichend großer Abstand zwischen der Kupferplatte als thermischer Ausgleichseinrichtung und der optischen Schirmeinrichtung eingehalten, damit die Kupferplatte nicht von der optischen Schirmeinrichtung erwärmt wird. Insbesondere ist eine oder die Hautfunktion der thermischen Ausgleichseinrichtung die thermische Homogenisierung. Des Weiteren kann die thermische Ausgleichseinrichtung einen Reflektor für die Strahlungsquelle aufweisen. Die insbesondere als Kupferplatte ausgeführte thermische Ausgleichseinrichtung kann zusätzlich mit einer nicht oxidierenden Schicht wie z.B. Gold versehen sein. Preferably, a sufficiently large distance between the copper plate as a thermal compensation device and the optical shield device is maintained so that the copper plate is not heated by the optical shield device. In particular, one or the skin function of the thermal compensation device is the thermal homogenization. Furthermore, the thermal compensation device can have a reflector for the radiation source. The thermal compensator, which is designed in particular as a copper plate, may additionally be provided with a non-oxidizing layer, e.g. Be provided with gold.
Die insbesondere als Kunststoffhalter ausgeführte Halteeinrichtung dient vorzugsweise als Halterung für die Sensoreinheiten in Form von z. B. Thermopiles, für die optische Schirmeinrichtung, die Lampe als Strahlungseinrichtung, den Ferritring als magnetische Abschirmeinrichtung und die eventuell vorhandene wärmeisolierende Schicht als Isolierungseinrichtung. Weiterhin kann die Halteeinrichtung als Verbindungselement zur Platine und als Montagehilfe sowie als Wärmeisolierung dienen. The particular designed as a plastic holder holding device is preferably used as a holder for the sensor units in the form of z. As thermopiles, for the optical shield device, the lamp as a radiation device, the ferrite ring as a magnetic shielding device and the possibly existing heat-insulating layer as insulation means. Furthermore, the holding device can serve as a connecting element to the board and as an assembly aid and as thermal insulation.
Eine Auflageeinrichtung kann insbesondere als Leiterkarte oder Platine ausgeführt sein und dient insbesondere zur mechanischen und/oder elektrischen Kontaktierung für das Optikmodul. A support device can be designed in particular as a printed circuit board or board and serves in particular for mechanical and / or electrical contact for the optical module.
Mit den insbesondere als Thermopiles ausgeführten Sensoreinheiten und mittels geeigneter Filtereinrichtungen wird vorzugsweise einmal die Wärmestrahlung nur der Glaskeramikplatte und einmal die Wärmestrahlung des Gargefäßbodens, also einer Mischstrahlung von Gargefäßboden und Glaskeramikplatte, gemessen. Diese Signale werden dann vorzugsweise in einer separaten Einheit zur Gargefäßbodentemperatur verrechnet. With the sensor units, which are designed in particular as thermopiles, and by means of suitable filter devices, the heat radiation of only the glass ceramic plate and once the thermal radiation of the cooking vessel bottom, ie a mixed radiation of the cooking vessel bottom and glass ceramic plate, is preferably measured once. These signals are then preferably charged in a separate unit to Gargefäßbodentemperatur.
Die Strahlungseinrichtung kann als Lampe ausgeführt sein und dient insbesondere auch dazu, die Emissivität bzw. den Emissionsgrad des Gargefäßbodens zu bestimmen. Weiterhin kann die Lampe für den Benutzer als Anzeigeelement dienen und z. B. einen Automatikbetrieb verdeutlichen. The radiation device can be designed as a lamp and in particular also serves to determine the emissivity or the emissivity of the cooking vessel bottom. Furthermore, the lamp can serve as a display element for the user and z. B. clarify an automatic mode.
Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Ausführungsbeispielen, welche im Folgenden mit Bezug auf die beiliegenden Figuren erläutert wird. Further advantages and features of the invention will become apparent from the embodiments, which will be explained below with reference to the accompanying figures.
In den Figuren zeigen: In the figures show:
Die
Die Kocheinrichtung
Die Kocheinrichtung
Das Gargerät
Weiterhin weist die Kocheinrichtung
Die Kocheinrichtung
Mittels der Sensoreinrichtung
In der
Die
Die Sensoreinrichtung
Weiterhin ist eine magnetische Abschirmeinrichtung
Die magnetische Abschirmeinrichtung
Die Sensoreinrichtung
Weiterhin ist eine Isolierungseinrichtung
Die Isolierungseinrichtung
Die Sensoreinheiten
Um eine geeignete thermische Stabilisierung zu ermöglichen, ist die thermische Ausgleichseinrichtung
Die Sensoreinrichtung
Um die Strahlung der Lampe
Die thermische Ausgleichseinrichtung
Zwischen der Glaskeramikplatte
Die Kocheinrichtung
Die Federeinrichtung
Eine beispielhafte Messung, bei welcher die Temperatur des Bodens eines auf der Glaskeramikplatte
Bei der Messung erfasst die erste Sensoreinheit
During the measurement, the first sensor unit detects
Für ein gutes Messergebnis ist es wünschenswert, dass ein möglichst großer Teil der vom Topfboden ausgehenden Wärmestrahlung auf die erste Sensoreinheit
Die Ermittlung einer Temperatur aus einer bestimmten Strahlungsleistung ist ein an sich bekanntes Verfahren. Entscheidend dabei ist, dass der Emissionsgrad des Körpers bekannt ist, von welchem die Temperatur bestimmt werden soll. Im vorliegenden Fall muss für eine zuverlässige Temperaturbestimmung also der Emissionsgrad des Topfbodens bekannt sein oder ermittelt werden. Die Sensoreinrichtung
Um den Emissionsgrad des Topfbodens zu bestimmten, sendet die Lampe
Gemäß einer Ausführungsform ist wenigstens ein Referenzwert hinsichtlich reflektierter Strahlung und zugehörigem Emissionsgrad in einer mit der Sensoreinrichtung zusammenwirkenden und in den Figuren nicht dargestellten Speichereinheit hinterlegt, wobei die Speichereinheit beispielsweise an der Leiterplatte
Gemäß einer weiteren Ausführungsform wird der Anteil der vom Topfboden absorbierten Signalstrahlung bestimmt. Dieser ergibt sich nach an sich bekannten Verfahren aus der von der Lampe
Der Emissionsgrad wird bevorzugt in möglichst kurzen Intervallen fortlaufend neu bestimmt. Das hat den Vorteil, dass eine spätere Veränderung des Emissionsgrades nicht zu einem verfälschten Messergebnis führt. Eine Veränderung des Emissionsgrades kann beispielsweise dann auftreten, wenn der Kochgeschirrboden unterschiedliche Emissionsgrade aufweist und auf der Kochstelle
Die Lampe
Für die notwendigen Berechnungen zur Bestimmung der Temperatur sowie für die Auswertung der erfassten Größen kann wenigstens eine Recheneinheit vorgesehen sein. Die Recheneinheit kann dabei wenigstens teilweise auf der Leiterkarte
Die
Zusätzlich ist der Sicherheitssensor
In der
Eine weitere Ausführung einer Kocheinrichtung
Die
In der
Eine thermische Ausgleichseinrichtung
In
Der Klebstoff kann beispielsweise ein thermisch härtender, einkomponentiger, lösungsmittelfreier silbergefüllter Epoxid-Leitkleber sein. Durch den Anteil an Silber bzw. silberhaltiger Verbindungen wird eine sehr günstige Wärmeleitfähigkeit erreicht. Möglich ist auch ein Anteil anderer Metalle bzw. Metallverbindungen mit einer entsprechenden Wärmeleitfähigkeit. Ein solcher Klebstoff gewährleistet eine thermisch leitende Verbindung, welche auch bei den bei einer Kocheinrichtung
Die Filtereinrichtung
In der
Da die Sensoreinrichtung
Die
Bei der Montage der Sensoreinrichtung
Zum Beispiel wird als erstes die als Kunststoffhalter ausgeführte Halteeinrichtung
Die Montage der Halteeinrichtung
Die Kontaktierung der als Lampe
Dann folgt die Montage der als Zylinder
Es können an verschiedenen Teilen der Sensoreinrichtung
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 1 1
- Kocheinrichtung cooking facility
- 2 2
- Heizeinrichtung heater
- 3 3
- Sensoreinrichtung sensor device
- 4 4
- magnetische Abschirmeinrichtung magnetic shielding device
- 5 5
- Trägereinrichtung support means
- 6 6
- Dichtungseinrichtung seal means
- 7 7
- optische Schirmeinrichtung optical screen device
- 8 8th
- Isolierungseinrichtung isolation facility
- 9 9
- thermische Ausgleichseinrichtung thermal compensation device
- 10 10
- Halteeinrichtung holder
- 11 11
- Kochfeld hob
- 12 12
- Induktionseinrichtung inductor
- 13 13
- Sensoreinheit sensor unit
- 14 14
- Ferritkörper ferrite
- 15 15
- Glaskeramikplatte Ceramic plate
- 16 16
- Mikanitschicht Mika Nitsch layer
- 17 17
- Zylinder cylinder
- 18 18
- Luftschicht layer of air
- 19 19
- Kupferplatte copperplate
- 20 20
- Verbindungseinrichtung connecting device
- 21 21
- Kochstelle cooking
- 23 23
- Sensoreinheit sensor unit
- 27 27
- Boden ground
- 29 29
- Koppeleinrichtung coupling device
- 30 30
- Auflageeinrichtung support device
- 31 31
- Kochbereich cooking area
- 33 33
- Sensoreinheit sensor unit
- 39 39
- Reflektoreinrichtung reflector device
- 40 40
- Aufnahmeeinrichtung recording device
- 41 41
- Abdeckeinrichtung cover
- 43 43
- Filtereinrichtung filter device
- 50 50
- Leiterkarte PCB
- 53 53
- Filtereinrichtung filter device
- 60 60
- Gehäuse casing
- 63 63
- Strahlungsquelle radiation source
- 70 70
- Aufnahmeöffnungen receiving openings
- 73 73
- Sicherheitssensor security sensor
- 80 80
- Rasteinrichtung locking device
- 83 83
- Erfassungsbereich detection range
- 100 100
- Gargerät Cooking appliance
- 102 102
- Dämpfungseinrichtung attenuator
- 103 103
- Garraum oven
- 104 104
- Garraumtür oven door
- 105 105
- Bedieneinrichtung operating device
- 106 106
- Steuereinrichtung control device
- 111 111
- Lampe lamp
- 112 112
- Federeinrichtung spring means
- 122 122
- Verschraubung screw
- 200 200
- Gargutbehälter food to be cooked
- 430 430
- Verbindungsmittel connecting means
- 431 431
- Filterbasis filter base
- 432 432
- Filterschicht filter layer
- 433 433
- Interferenzfilter interference filters
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
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- DE 102007013839 A [0004] DE 102007013839 A [0004]
- DE 102004002058 B3 [0005] DE 102004002058 B3 [0005]
- WO 2008/148529 A1 [0005, 0005] WO 2008/148529 A1 [0005, 0005]
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