DE19734960A1 - Kochzone - Google Patents
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- H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
- H05B3/00—Ohmic-resistance heating
- H05B3/68—Heating arrangements specially adapted for cooking plates or analogous hot-plates
- H05B3/74—Non-metallic plates, e.g. vitroceramic, ceramic or glassceramic hobs, also including power or control circuits
- H05B3/746—Protection, e.g. overheat cutoff, hot plate indicator
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
- H05B2213/00—Aspects relating both to resistive heating and to induction heating, covered by H05B3/00 and H05B6/00
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Description
Die Erfindung betrifft eine Kochzone gemäß dem Oberbegriff
des Anspruchs 1.
Aus der DE 32 25 486 A1 ist ein Verfahren zur Speisung
eines Fernmeßsystems mit drahtloser Datenübertragung sowie
eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens
bekannt. Verfahrensgemäß erfolgt dort die Energieversorgung
von Meßstationen aus einem von der Abfragestation
abgestrahlten Energiefeld. Die hierfür vorgesehene
Vorrichtung weist wenigstens eine Abfragestation mit
mindestens einer Antenne, einen Energiesender, einen
Empfänger und eine Auswerteeinheit sowie wenigstens eine
Antwortstation mit mindestens einer Antenne, einen
Energieempfänger und einen Energiewandler, einen Sender
sowie gegebenenfalls einen Kennzeichenspeicher und
Kennzeichensender auf. Die Antwortstationen sind jeweils
mit mindestens einem Meßfühler verbunden und enthalten
einen Meßwertwandler. Diese bekannte Vorrichtung dient zur
Automatisierung des Kochens bzw. Garens von Lebensmitteln
in Kochtöpfen auf einem Herd mit mehreren Platten, d. h. mit
mehreren Kochzonen. Zu diesem Zwecke befindet sich über dem
Herd eine ortsfeste Abfragestation, die mit Hilfe eines
Mikrocomputers oder einer elektronischen Schaltung die
Energiezufuhr zu den Herdplatten in Abhängigkeit von
vorgegebenen Sollwerten und in Abhängigkeit von empfangenen
Meßwerten steuert. Zu diesem Zwecke sind in den Deckeln
bzw. in den Deckelgriffen der Kochtöpfe Meßstationen
enthalten.
Aus der DE 43 41 485 A1 ist eine Steuerung für
Haushaltsgeräte zur Auswertung von Sensorsignalen, insbes.
für Strahlungsheizungen bei Glaskeramik-Kochflächen
bekannt, wobei die Steuerung sensorisch betriebene, direkte
und indirekte Temperaturmessungen der jeweiligen Kochstelle
einer Glaskeramik-Kochfläche entschlüsselt und mit
typischen zeitlichen Temperaturverläufen vergleicht, so daß
die Steuerung eine Topferkennung leistet und im Falle eines
Kochstellen-Leerlaufes mit Hilfe der Steuerung die
Strahlungsheizung abgeschaltet wird. Hier handelt es sich
also um eine Strahlungsheizung für die Glaskeramik-
Kochfläche.
Die DE 32 36 005 A1 beschreibt eine Steuereinheit für eine
elektronische Kochstellen-Temperaturregelung mit
Temperatursensoren, die bspw. von Platinsensoren gebildet
sind. Diese bekannte Steuereinheit ist für
Einzelkochstellen und für Glaskeramik-Kochfelder anwendbar,
da die Steuereinheit so gestaltet ist, daß die in der
Steuereinheit angeordneten Auswerteschaltungen je nach
Verwendungszweck aufrüstbar sind. In der vom
Temperatursensor geregelten Steuereinheit sind
Auswerteschaltungen für eine Kochstellen-
Temperaturregelung, eine Wärmekapazitätserkennung, eine
Übertemperatursicherung sowie eine Restwärme-Mengenanzeige
angeordnet.
Eine Einrichtung zum Erkennen eines an einer Heizzone eines
Koch- oder Wärmegerätes aufgestellten Kochgefäßes, wobei
die Heizzone auch hier eine Strahlungsheizung aufweist, ist
bspw. aus der EP 0 442 275 B1 bekannt. Diese bekannte
Einrichtung weist einen Sensor auf, der ein sich beim
Aufstellen bzw. Wegnehmen des Kochgefäßes änderndes
Sensorsignal abgibt. Der Sensor ist mit einer
Auswerteschaltung kombiniert, die in Abhängigkeit vom
jeweiligen Sensorsignal ein Ausgangssignal abgibt. Dabei
erzeugt die Auswerteschaltung das Ausgangssignal in
Abhängigkeit von der Änderungsgeschwindigkeit des
Sensorsignals. Bei dieser bekannten Einrichtung ist der
Sensor vorzugsweise als induktiver Sensor ausgebildet, der
in der Heizzone oder unmittelbar zur Heizzone benachbart
angeordnet ist. Vorzugsweise ist der induktive Sensor an
der Unterseite einer die Kochfläche des Koch- oder
Wärmegerätes bildenden Heizplatte, wie einer
Glaskeramikplatte, angeordnet. Der Sensor kann Teil eines
Schwingkreises sein, dessen Schwingfrequenz sich in
Abhängigkeit von der temperaturbedingten Beeinflussung der
Sensorinduktivität ändert.
Aus der Produktinformation PL 20.11-34/3.91 der Firma
Industrieelektronik Klaschka, Tiefenbronn-Lehningen, sind
induktive und kapazitive Sensoren für Temperaturen bis
650°C bekannt, die zur Anwendung bei Kochplatten vorgesehen
sind. Auch hier handelt es sich um Strahlungsheizungen
ähnlich den in der eingangs erwähnten DE 43 41 485 A1
offenbarten Strahlungsheizungen.
Die DE 44 13 979 A1 beschreibt eine sensorgesteuerte
Garungseinheit, die aus einem Gargerät, einer Sensorik und
einem Kochfeld besteht. Bei dem Kochfeld handelt es sich
bspw. um ein Glaskeramik-Kochfeld. Das Kochfeld kann aus
Materialien mit geringerer Temperaturbeständigkeit als
Glaskeramik hergestellt sein. Das Gargerät besitzt in
Wirkungseinheit mit einer kochstellenbezogenen
Kochfeldgeometrie ein durch eine Auswerteschaltung
temperaturmäßig auswertbares, im Gargeräteboden
befindliches und materialmäßig integriertes Sensorelement.
Ein zweites Sensorelement ist im oder an dem Kochfeld
angeordnet. Bei diesem Sensorelement kann es sich um ein
kapazitives oder um ein ferromagnetisches Sensorelement
handeln. Im zuerst genannten Fall wird die
Temperaturabhängigkeit der Dielektrizitätskonstante und im
zuletzt genannten Falle wird die Temperaturabhängigkeit der
Permeabilität ausgenutzt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Kochzone der
eingangs genannten Art zu schaffen, die relativ einfach
aufgebaut eine dynamische Topferkennung unabhängig vom
Material für den jeweiligen Kochtopf ermöglicht, wobei mit
mindestens einem Temperatursensor auch die jeweilige
Kochgutmenge bestimmbar ist.
Diese Aufgabe wird bei einer Kochzone der eingangs
genannten Art erfindungsgemäß durch die Merkmale des
Kennzeichenteiles des Anspruchs 1 gelöst. Bevorzugte Aus- bzw.
Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Kochzone sind in
den Unteransprüchen gekennzeichnet.
Die erfindungsgemäße Kochzone läßt in vorteilhafter Weise
bei einer einfachen Ausbildung bzw. bei einem einfachen
Aufbau eine dynamische Topferkennung durch Messung der
Kochzonentemperatur zu. Dabei ist es erforderlich, daß von
der erfindungsgemäßen Kochzone zu dem auf ihr ruhenden
Kochgerät eine gute thermische Ankopplung gegeben ist. Ein
weiterer Vorteil besteht darin, daß die erfindungsgemäße
dynamische Topferkennung vom Material für das Kochgerät,
d. h. vom Material für den auf der Kochzone angeordneten
Kochtopf o. dgl. unabhängig ist. Im Vergleich zur
erfindungsgemäßen Topferkennung sind induktive Verfahren,
wie sie oben beschrieben worden sind, bspw. gegenüber
Kochtöpfen aus Glas bzw. bzw. aus Glaskeramik oder aus
Keramik "blind", d. h. induktive Verfahren können derartige
Töpfe nicht erkennen. Im Vergleich hierzu ist es
erfindungsgemäß möglich, thermisch in den jeweiligen, auf
der Kochzone befindlichen Kochtopf o. dgl. "hineinzusehen".
D.h. infolge der guten Wärmeleitung der Kochzonenabdeckung
der erfindungsgemäßen Kochzone ist auch die im jeweiligen
Kochgerät befindliche Kochgutmenge erkennbar. Weitere
Vorteile bestehen darin, daß gegebenenfalls ein einziger
Temperatursensor ausreichend sein kann, wobei es sich
versteht, daß entsprechend der Anzahl Temperatursensoren
der Informationsgehalt vergrößert und die Topferkennung
entsprechend verbessert wird, d. h. eine sehr gute
dynamische Topferkennung möglich ist, daß eine
Positionserkennung des jeweiligen Kochtopfes auf der
erfindungsgemäßen Kochzone möglich ist, und daß es außerdem
möglich ist, eine verschmutzte Kochzone zu erkennen und
eine entsprechende Anzeige zu realisieren. Aus dem
Zeitverlauf der Temperatur, d. h. aus dem Quotienten dT/dt
ist eine Kochgut-Erkennung möglich - wie bereits ausgeführt
worden ist -. Durch einen Kennlinienvergleich ist außerdem
eine Kochpunkt-Erkennung möglich. Bei der Anwendung
mehrerer Temperatursensoren ist ferner eine Erkennung der
Temperaturverteilung und der Temperaturabfuhr durch den
jeweiligen Kochtopf möglich.
Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile ergeben sich
aus der nachfolgenden Beschreibung von in der Zeichnung
dargestellten Ausführungsbeispielen der erfindungsgemäßen
Kochzone sowie der Funktions- bzw. Wirkungsweise von
Ausbildungen der Kochzone mit diversen Temperatursensor-
Anordnungen. Es zeigen:
Fig. 1 eine Draufsicht auf eine Ausbildung der
Kochzone mit vier Temperatursensoren,
Fig. 2 einen Schnitt entlang der abgewinkelten
Schnittlinie II-II in Fig. 1 durch die
Kochzone,
Fig. 3 in einer der Fig. 1 ähnlichen Draufsicht eine
zweite Ausbildung der Kochzone ohne zentralen
Temperatursensor,
Fig. 4 in einer den Fig. 1 bzw. 3 ähnlichen
Draufsicht eine Ausbildung der Kochzone mit
einem einzigen, zentralen Temperatursensor,
Fig. 5 eine schematische Seitenansicht einer Kochzone
mit einer Kochgerät-Zentriereinrichtung und mit
einem dazu passenden Kochgerät,
Fig. 6 eine der Fig. 5 ähnliche Seitenansicht einer
Kochzone mit einer diese umgebenden
zentrierenden Arbeitsplatte, welche eine
Kochgerät-Zentriereinrichtung bildet, in
Kombination mit einem normalen Kochgerät, d. h.
mit einem handelsüblichen Kochtopf mit ebenem
Boden,
Fig. 7 eine Kochzone gemäß Fig. 1 mit einem seitlich
daneben vorgesehenen Kochgerät in einer Ansicht
von oben,
Fig. 8 die Kombination aus Kochzone und Kochgerät
gemäß Fig. 7, wobei das Kochgerät nicht
zentrisch auf der Kochzone angeordnet ist, in
Blickrichtung von oben,
Fig. 9 in einer Seitenansicht eine Kochzone mit einem
darauf angeordneten leeren Kochtopf,
Fig. 10 in einer der Fig. 9 ähnlichen Seitenansicht
eine Kochzone mit einem mit Kochgut gefüllten
Kochtopf,
Fig. 11 in einer der Fig. 10 ähnlichen Ansicht eine
Kochzone mit einem Kochtopf, wobei zwischen dem
Kochtopf und der Kochzone eine Verschmutzung
schematisch dargestellt ist,
Fig. 12 eine Diagrammdarstellung des
Funktionszusammenhangs zwischen der Temperatur
und der Zeit einer leerlaufenden Kochzone,
eines leeren Kochtopfes bzw. gefüllter
Kochtöpfe, und
Fig. 13 den exponentiellen Funktionszusammenhang
zwischen der Temperatur und der Zeit eines
bestimmten Kochguts.
Die Fig. 1 und 2 zeigen eine Kochzone 10 mit einem
Grundteil 12, einem Heizelement 14 und einer
Kochzonenabdeckung 16. Das Grundteil 12 weist einen
Isolierkörper 18 auf, der als ebenflächige Scheibe
ausgebildet ist. Das Grundteil 12 weist außerdem ein
Topfelement 20 auf, in welchem der Isolierkörper 18
angeordnet ist.
Das Heizelement 14 ist von einem Folienheizleiter 22
gebildet, der freie Flächenabschnitte 24 besitzt. Die
freien Flächenabschnitte 24 dienen zur Anordnung von
Temperatursensoren 26, bei welchen es sich bspw. um Platin-
Temperatursensoren handelt.
Der Folienheizleiter 22 und die schichtförmigen
Temperatursensoren 26 sind zwischen dem Isolierkörper 18
des Grundteiles 12 und der Kochzonenabdeckung 16 eng
anliegend vorgesehen.
Wie aus Fig. 1 ersichtlich ist, sind bei dieser Ausbildung
der Kochzone vier Temperatursensoren 26 vorhanden, wobei
ein Temperatursensor 26 im Zentrum der Kochzone 10
positioniert ist. Drei Temperatursensoren 26 sind in
Umfangsrichtung der Kochzone 10 voneinander gleichmäßig
beabstandet positioniert. Dieser Abstand zwischen
benachbarten Temperatursensoren 26 ist mit w bezeichnet.
Fig. 3 zeigt in einer der Fig. 1 ähnlichen Draufsicht eine
Ausbildung der Kochzone 10, bei welcher auf einen zentralen
Temperatursensor 26 verzichtet ist. D.h. die in Fig. 3
gezeichnete Ausführungsform der Kochzone 10 weist drei
Temperatursensoren 26 auf, die entlang eines konzentrischen
Kreises voneinander äquidistant beabstandet positioniert
sind. Dieser Abstand ist auch in Fig. 3 mit w bezeichnet.
Im übrigen ist die Kochzone 10 gemäß Fig. 3 ähnlich wie die
in den Fig. 1 und 2 dargestellte Kochzone 10
ausgebildet.
Fig. 4 zeigt eine Ausführungsform der Kochzone 10, die sich
den Ausbildungen gemäß den Fig. 1 und 2 bzw. Fig. 3
dadurch unterscheidet, daß nur ein einziger
Temperatursensor 26 vorgesehen ist, der im Zentrum der
Kochzone 10 positioniert ist.
Fig. 5 zeigt in einer Seitenansicht eine Kochzone 10 in
Kombination mit einem über der Kochzone 10 gezeichneten
Kochtopf 28. Die Kochzone 10 ist mit einer konisch
verjüngten Vertiefung 30 ausgebildet, die eine Kochgerät-
Zentriereinrichtung bildet. Der Vertiefung 30 formmäßig
entsprechend ist der Kochtopf 28 an seiner Bodenunterseite
mit einer Erhöhung 32 ausgebildet.
Fig. 6 zeigt eine ebene Kochzone 10 sowie einen über der
Kochzone 10 gezeichneten Kochtopf 28, der mit einem einfach
ebenen Boden ausgebildet ist. Um auch einen derartigen
Kochtopf 28 auf der Kochzone 10 genau zentriert anordnen zu
können, ist die Kochzone 10 in eine über die Kochzone 10
überstehende Arbeitsplatte 34 eingefaßt.
Die Fig. 7 zeigt in einer Draufsicht auf der linken Seite
eine Kochzone 10 mit einem Grundteil 12, einem Heizelement
14, und einer Kochzonenabdeckung 16 ähnlich der in den
Fig. 1 und 2 gezeichneten Ausführungsform der Kochzone
10. Die Kochzone 10 weist einen zentralen Temperatursensor
26 sowie drei Temperatursensoren 26 auf, die in
Umfangsrichtung der Kochzone 10 entlang eines zum zentralen
Temperatursensor 26 konzentrischen Kreises voneinander
äquidistant vorgesehen sind. Seitlich neben der Kochzone 10
ist in Fig. 7 ein Kochtopf 28 oder ein beliebiges anderes,
an sich bekanntes Gargerät gezeichnet. Demgegenüber
verdeutlicht die Fig. 8 in einer Ansicht von oben den
Kochtopf 28 in einer die Kochzone 10 teilweise
überdeckenden Position.
Fig. 9 zeigt eine Kochzone 10 sowie einen auf der Kochzone
10 stehenden leeren Kochtopf 28. Demgegenüber zeigt die
Fig. 10 eine Kochzone 10 mit einem Kochtopf 28, in welchem
sich ein zu garendes Gut 36 befindet.
Fig. 11 zeigt eine der Fig. 10 ähnliche Situation, wobei
jedoch zwischen der Kochzone 10 und dem mit einem Gargut 36
gefüllten Kochtopf 28 eine Verunreinigung 38 vorhanden ist.
Fig. 12 zeigt in einer Diagrammdarstellung den
Funktionszusammenhang zwischen der Temperatur T und der
Zeit t für eine leerlaufende Kochzone 10, was durch die
Linie 40 angedeutet ist, sowie für einen leeren Kochtopf
(sh. Fig. 9), was durch die Linie 42 verdeutlicht ist. Die
strichpunktierte Linie 44 verdeutlicht eine Verbrennschutz-
Temperatur, die bspw. kleiner als 50°C sein soll. Die
strichlierte Linie 46 verdeutlicht die Maximaltemperatur
der Kochzonenabdeckung 16 der Kochzone 10, bei welcher eine
Schutzabschaltung der Kochzone 10 erfolgt. Diese
Maximaltemperatur kann bspw. bei < 250°C liegen. Der
bogenförmige Pfeil 48 von der Linie 42 des leeren
Kochtopfes zur Linie 40 der leerlaufenden Kochzone 10
verdeutlicht den Temperatur-Zeit-Bereich, wie er durch
Verunreinigungen 38 (sh. Fig. 11) gegeben ist. Der
bogenförmige Pfeil 50 verdeutlicht den Bereich der
Masseerkennung, d. h. der Erkennung des jeweiligen Garguts
36 im Kochtopf 28, wobei die Steigung der entsprechenden
Linie in diesem durch den bogenförmigen Pfeil 50
dargestellten Bereich von der jeweiligen Gargut-Masse
abhängt. Je größer die Gargut-Masse ist, umso kleiner ist
die Steigung der entsprechenden Linie.
Die Fig. 13 zeigt den Funktionszusammenhang zwischen
Kochguttemperatur TG und der Zeit t, wobei mit der
strichlierten Linie 52 der Temperaturgradient dT/dt = 0,
d. h. auf der Ordinate der Kochpunkt TK verdeutlicht ist.
Der Temperaturgradient dT/dt zu einer beliebigen Zeit t1
ist durch die Linie 54 dargestellt.
Nachfolgend wird anhand der Zeichnungen die Funktionsweise
der erfindungsgemäßen Kochzone 10 beschrieben:
Wie bereits ausgeführt worden ist, weist die Kochzone 10
eine Kochzonenabdeckung 16, einen Folienheizleiter 22 sowie
einen Isolierkörper 18 und Temperatursensoren 26 auf. Der
zentrale Temperatursensor 26 kann entfallen, wenn die in
Umfangsrichtung der Kochzone 10 vorgesehenen
Temperatursensoren 26 näher zum Zentrum der Kochzone 10
gerückt sind. Eine solche Ausbildung ist in Fig. 3
gezeichnet. Sind weniger als drei Temperatursensoren 26 in
Umfangsrichtung der Kochzone 10 vorgesehen, so ergibt sich
das Problem, daß die Kochzone 10 nicht mehr eindeutig
überwachbar ist. Bei Anwendung von vier oder mehr
Temperatursensoren 26 wird die Überwachung der Kochzone 10 -
bezogen auf die räumliche Zuordnung - entsprechend
genauer. Andererseits steigen jedoch die Kosten für die
Auswertung der Signale der Temperatursensoren 26, weil der
Aufwand für die Auswerte-Elektronik, für die Zuleitungen
usw. entsprechend vergrößert wird.
Die dynamische Topferkennung basiert auf kontinuierlichen
Temperaturmessungen mittels der Temperatursensoren 26 und
auf der Verrechnung der jeweiligen Temperaturwerte
zueinander.
In allen Erkennungsfällen wird die Kochzone 10 kurz
aufgeheizt. Der Erkennungsvorgang muß abgeschlossen sein,
bevor man sich an der aufgeheizten Kochzone 10 verbrennen
kann, oder bevor empfindliche Speisen wie bspw. Baby-
Nahrung o. dgl. übermäßig erhitzt werden. Die Topferkennung
und der Aufheizvorgang ist bspw. nach ca. 8 Sekunden
beendet. Im ungünstigen Leerlauffall - sh. die Linie 40 in
Fig. 12 - erreicht die Kochzonenabdeckung 16 der Kochzone
10 dabei bspw. eine Temperatur von 40°C bis maximal 50°C,
was in Fig. 12 durch die strichlierte Linie 44 angedeutet
ist. Das wird durch die gute Wärmeleitung der
Kochzonenabdeckung 16, durch die direkte Wärmekopplung des
Folienheizleiters 22 und durch reaktionsschnelle
Temperatursensoren 26 erzielt.
Es gibt auch die Möglichkeit, zur dynamischen Topferkennung
nur einen einzigen Temperatursensor 26 zu verwenden, wie in
Fig. 4 dargestellt ist. Dabei ist es erforderlich, die
Zentrizität durch konstruktive mechanische Lösungen
sicherzustellen, wie sie bspw. in den Fig. 5 und 6
verdeutlicht sind. Aus Fig. 4 ist ersichtlich, daß der
Temperatursensor 26 im Zentrum der Kochzone 10 positioniert
ist. Bei einer derartigen Ausbildung erfolgt ein Vergleich
zweier aufeinanderfolgenden Temperaturmessungen an diesem
einzigen Temperaturmesser 26. Um das genau zentrierte
Aufsetzen eines Kochtopfes 28 mechanisch sicherzustellen,
kann die Kochzone 10 bspw. mit einer Vertiefung 30 (sh.
Fig. 5) oder mit einer Arbeitsplatte 34 kombiniert sein, in
welcher die Kochzone 10 selbst eine Vertiefung darstellt
(sh. Fig. 6).
In Verbindung mit der Ausbildung gemäß den Fig. 1 und 2,
d. h. der Ausbildung der Kochzone 10 mit vier
Temperatursensoren 26 sind dynamisch bspw. folgende
Situationen erkennbar:
- 1. Die Kochzone befindet sich im Leerlauf, d. h. auf der
Kochzone 10 ist kein Kochtopf 28 angeordnet:
Nach dem Einschalten der Kochzone 10 heizt sich die Kochzonenabdeckung 16 auf. Die Temperatur an den Sensoren 26 steigt gleichmäßig an. Die Temperaturdifferenz zwischen den Temperatursensoren 26 ist annähernd Null. Der Differenzwert zweier aufeinanderfolgender Messungen an ein und demselben Temperatursensor 26 ergibt einen maximalen, systemtypischen Anstiegswert - sh. die Linie 40 in Fig. 12. Dieser Anstiegswert beträgt bspw. dT/dT, max = 12 Ks⁻1. Eine elektronische Auswerteschaltung, die mit der Kochzone 10 zusammengeschaltet ist, vergleicht den aus den Meßwerten errechneten Ist-Wert mit dem im System hinterlegten maximalen Anstiegswert. Ist die Bedingung: "Ist-Wert < hin terlegter Wert" erfüllt, so folgt daraus, daß auf der Kochzone 10 kein Kochtopf 28 steht; die Kochzone 10 schaltet sich automatisch aus. - 2. Auf der Kochzone 10 befindet sich versetzt, d. h.
nicht zentrisch, ein Kochtopf (sh. Fig. 8):
Nach dem Einschalten der Kochzone 10 bzw. des Heizelementes 14 führt der Kochtopf 28 einen Teil der zugeführten Energie wieder ab. Die Temperatursensoren 26, die sich unter dem Kochtopf 28 befinden, stellen einen langsameren Temperaturanstieg dT/dt fest, als oben unter Punkt 1. beschrieben worden ist. An den Flächenbereichen, an welchen der Kochtopf 28 die Kochzone 10 nicht abdeckt, steigt die Temperatur schneller als an den vom Kochtopf 28 bedeckten Flächenabschnitten der Kochzone 10. Die Temperaturdifferenz zwischen einem vom Kochtopf 28 abgedeckten und einem nicht abgedeckten Temperatursensor 26 ergibt also einen von Null verschiedenen Wert. Durch jeweils paarweise Verrechnung der entsprechenden Signale der Temperatursensoren 26 und aufgrund der symmetrischen Anordnung der Temperatursensoren 26 ist folglich erkennbar, in welche Richtung der Kochtopf 28 in Bezug auf die Kochzone 10 verschoben ist. - 3. Kochzone mit richtig, d. h. zentrisch auf die Kochzone
10 aufgesetztem Kochtopf 28; Kochgut-Massenerkennung:
- a: Es befindet sich auf der Kochzone 10 ein leerer
Kochtopf 28 (sh. Fig. 9);
in der Praxis soll die Kochzonenabdeckung 16 und der Boden des Kochtopfes 28 aus den gleichen Materialien bei gleichen Geometrien die gleiche Masse besitzen. Bei einem leeren, auf die Kochzone 10 aufgesetzten Kochtopf 28 stellt sich somit eine Anstiegsgeschwindigkeit der Temperatur ein, die dem halben Maximalwert bei Leerlauf entspricht, d. h. die Linie 42 besitzt die halbe Steigung der Linie 40 in Fig. 12. Ein leerer Kochtopf 28 ist also aus dem zeitlichen Temperaturverlauf, d. h. dem zeitlichen Temperaturgradienten, erkennbar. - b: Der Kochtopf 28 ist mit Kochgut 36 befüllt (sh. Fig. 10).
- a: Es befindet sich auf der Kochzone 10 ein leerer
Kochtopf 28 (sh. Fig. 9);
Bei einem mit Kochgut 36 befüllten Kochtopf 28 nimmt die
Anstiegsgeschwindigkeit der Temperatur einen Wert an, der
kleiner ist als der bei einem leeren, auf die Kochzone 10
aufgesetzten Kochtopf 28. Da die Anstiegsgeschwindigkeit
bei einem leeren Topf bekannt ist (sh. die Linie 42 in Fig. 12),
läßt sich aus dem Differenzwert zwischen dem aktuellen
Gradientenwert und dem Gradientenwert bei einem leeren
Kochtopf die Masse des im Kochgerät 28 befindlichen
Kochguts 36 bestimmen. Der besagte Differenzwert ist
nämlich proportional zur absoluten Masse des Kochguts 36.
Das bedeutet, daß mit Hilfe der erfindungsgemäßen
dynamischen Topferkennung auch die jeweilige Kochgutmasse
erkennbar ist.
- 4. Ein weiterer Situationsfall ist eine verschmutzte
Kochzone 10 mit richtig, d. h. zentrisch aufgesetztem
Kochtopf 28 (sh. Fig. 11). Oftmals ist nicht
ausschließbar, daß die Kochzone 10 durch Fremdkörper
38 wie Salzkörner o. dgl. verschmutzt ist. Infolge
solcher Verunreinigungen 38 liegt der Kochtopf 28
nicht großflächig auf der Kochzone 10 auf. Der
zeitliche Temperaturanstieg an den Temperatursensoren
26 wird also einen Wert annehmen, der zwischen
leerlaufender Kochzone 10 (Linie 40 in Fig. 12) und
leer auf die Kochzone 10 aufgestelltem Kochtopf 28
(sh. Linie 42 in Fig. 12) liegt. Das kann dazu
genutzt werden, eine Sicherheitsabschaltung der
Kochzone 10 zu bewirken, wobei für den Benutzer der
Kochzone 10 ein entsprechender Hinweis gegeben werden
kann.
Auch bei richtig, d. h. genau zentriert aufgesetztem Kochtopf 28 können die Temperatursensoren 26 unterschiedliche Temperaturen messen. Das ist bspw. der Fall, wenn eine Bratpfanne auf der Kochzone 10 steht. Das Kochgut, bei dem es sich bspw. um ein Schnitzel handelt, bedeckt den Boden der Bratpfanne nicht vollständig, so daß die Wärmeabfuhr am Boden der Bratpfanne entsprechend ungleichmäßig ist. Es ergibt sich folglich eine Kombination aus "leerer Topf erkannt" und "Topf richtig aufgesetzt - Massen werden erkannt". Aus dieser Mehrdeutigkeit der Temperaturmessungen ergibt sich ein weiterer Vorteil: Mindestens ein Temperatursensor 26 mißt gegenüber den anderen Temperatursensoren 26 eine höhere Temperatur - entsprechend der Situation "leerer Topf". Die anderen Temperatursensoren 26 messen in Abhängigkeit von der Wärmeabfuhr durch die Kochgut-Masse eine niedrigere Temperatur. Allen Temperatursensoren 26 ist gemeinsam, daß die Kochzone 10 heruntergeregelt bzw. abgeschaltet werden muß, wenn an mindestens einem Temperatursensor 26 ein vorgegebener maximaler Temperaturwert überschritten wird. Auf diese Weise ergibt sich ein Schutz der Kochzone bzw. ihrer Kochzonenabdeckung 16 gegen Überhitzung. Es ist also möglich, daß der Temperatursensor 26, der im jeweils aktuellen Kochvorgang die höchste Temperatur mißt, den Schutz der Kochzonenabdeckung 16 übernimmt. Die Heizenergie kann maximiert werden, bis dieser Temperatursensor 26 gerade noch den entsprechenden Schutz der Kochzonenabdeckung 16 bewirkt. Der Bratvorgang wird durch die entsprechend heißere Kochzone 10 in vorteilhafter Weise folglich verkürzt, d. h. optimiert. Andererseits ist der schwächste, d. h. heißeste Punkt der Kochzone 10 sehr gut unter Kontrolle.
Claims (6)
1. Kochzone mit einem Grundteil (12), einem Heizelement
(14) und einer Kochzonenabdeckung (16),
dadurch gekennzeichnet,
daß das Heizelement (14) von einem Folienheizleiter
(22) gebildet ist, der zwischen einem ebenflächigen
Isolierkörper (18) des Grundteiles (12) und der
Kochzonenabdeckung (16) vorgesehen ist und an diesen
eng anliegt, und daß zwischen dem Isolierkörper (18)
und der Kochzonenabdeckung (16) mindestens ein
Temperatursensor (26) eng anliegend angeordnet ist,
der vom Folienheizleiter (22) umschlossen und der zur
kontinuierlichen Bestimmung des jeweiligen zeitlichen
Temperaturverlaufs vorgesehen ist.
2. Kochzone nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß der ebenflächige Isolierkörper (18) in einem
Topfelement (20) angeordnet ist.
3. Kochzone nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß ein einziger Temperatursensor (26) im Zentrum der
Kochzone (10) vorgesehen ist und/oder daß eine Anzahl
Temperatursensoren (26) in Umfangsrichtung der
Kochzone (10) voneinander gleichmäßig beabstandet
vorgesehen sind.
4. Kochzone nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet,
daß mindestens drei Temperatursensoren (26) am
Randbereich der Kochzone (10) voneinander äquidistant
beabstandet vorgesehen sind.
5. Kochzone nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Kochzone (10) eine Kochgerät-
Zentriereinrichtung (30, 32) aufweist.
6. Kochzone nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Kochzonenabdeckung (16) aus einem gut
thermisch leitfähigem Material besteht.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE1997134960 DE19734960A1 (de) | 1997-08-13 | 1997-08-13 | Kochzone |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE1997134960 DE19734960A1 (de) | 1997-08-13 | 1997-08-13 | Kochzone |
Publications (1)
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1997
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