DE19964217A1 - Kochfeld mit Wägeeinheit - Google Patents
Kochfeld mit WägeeinheitInfo
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Abstract
Bekannt ist ein Kochfeld mit einer Kochfeldplatte, insbesondere aus Glaskeramik, deren Unterseite zumindest ein Heizelement zugeordnet ist zur Beheizung eines auf der Kochfeldplatte abstellbaren Kochgefäßes, mit einer Detektionseinheit, die die Deformation der Kochfeldplatte infolge der Gewichtsbelastung durch das Kochgefäß detektiert und die entsprechende Gewichtsbelastung ermittelt. Um bei einfachem Aufbau eine ausreichende Meßgenauigkeit bereitstellen zu können, sind der Unterseite der Kochfeldplatte 5 ein Betätigungselement 41 und ein Wegaufnehmer 13 zugeordnet, wobei der Wegaufnehmer aus dem aus der Deformation der Kochfeldplatte 5 resultierenden Weg des Betätigungselementes 41 relativ zum Wegaufnehmer 13 die Gewichtsbelastung durch das Kochgefäß 12 ermittelt.
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Kochfeld mit einer Kochfeldplatte, insbesondere aus
Glaskeramik, deren Unterseite zumindest ein Heizelement zugeordnet ist zur Beheizung
eines auf der Kochfeldplatte abstellbaren Kochgefäßes, mit einer Detektionseinheit, die
die Deformation der Kochfeldplatte infolge der Gewichtsbelastung durch das Kochgefäß
detektiert und die entsprechende Gewichtsbelastung ermittelt.
Ein derartiges Kochfeld ist bekannt aus der Druckschrift WO 95/35483, wobei das Koch
feld eine ununterbrochene Oberflächenplatte mit mindestens einer heizbaren Kochstelle
und einen Rahmen aufweist. Dieser Rahmen ist auf einer ortsfesten oder transportablen
Auflage, beispielsweise einer bekannten Arbeitsplatte mit Kochfeldausschnitt, aufstützbar.
Der mindestens eine Sensor ist an der Oberflächenplatte zwischen der Oberflächenplatte
und dem Rahmen oder zwischen dem Rahmen und der Auflage angeordnet. Der min
destens eine Sensor ist vorzugsweise ein Druck- oder Kraftsensor oder ein mit einem
deformierbaren Lagerteil kombinierter Weggeber, wobei der Sensor zwischen der Ober
flächenplatte und dem Rahmen oder zwischen dem Rahmen und der Auflage angeordnet
ist. Alternativ kann der mindestens eine Sensor auch ein Deformationssensor sein und an
der Oberflächenplatte selbst, insbesondere an dessen Unterseite im Randbereich der
Oberflächenplatte, angebracht sein. Nachteilig bei einer derartigen Anordnung des De
formationssensors ist die geringe Deformation der Kochfeldplatte durch das Eigengewicht
des abgestellten Kochgefäßes. Problematisch bei der Anordnung eines Druck- oder
Kraftsensors im Bereich des Rahmens ist, daß während des Wägevorgangs auf den
Rahmen oder auf die Arbeitsplatte aufgebrachte Kräfte, beispielsweise durch das verse
hentliche Abstützen der Bedienperson, als nicht vernachlässigbare und nicht korrigierbare
Störgröße wirken. Weiterhin ist problematisch, daß gerade im Bereich zwischen der
Kochfeldplatte und dem Rahmen bzw. der Arbeitsplatte das Kochfeld besonders dicht
gegen eindringende Flüssigkeiten ausgeführt sein soll.
Weiterhin ist aus der US 4,476,946 ein Kochfeld bekannt, wobei eine kreisförmige Koch
platte in einer entsprechenden Öffnung einer Kochfeldplatte beweglich gehaltert ist. An
der Unterseite der Kochfeldplatte ist eine Biegebalkenanordnung befestigt, auf der die
kreisförmige Kochplatte ruht. Infolge des Eigengewichts der Kochplatte kommt es zu ei
ner Auslenkung des Biegebalkens, die durch an sich bekannte Dehnungsmeßstreifen in
einer Brückenschaltungsanordnung detektiert wird. Entsprechend wird die Gewichtsbe
lastung der Kochplatte bei einem darauf abgestellten Gargefäß, beispielsweise einem
Topf, detektiert. Nachteilig dabei ist die ständige Dauerbelastung des Biegebalkens sowie
insbesondere das problematische Dichtungsverhalten im umlaufenden Spalt zwischen der
Kochplatte und der kreisförmig ausgeschnittenen Kochfeldplatte.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Kochfeld nach dem Oberbegriff des Pa
tentanspruches 1 bereitzustellen, das bei einem einfachen Aufbau in der Wägefunktion
eine ausreichende Genauigkeit aufweist.
Erfindungsgemäß ist dies bei einem gattungsgemäßen Kochfeld dadurch erreicht, daß
die Kochfeldplatte in diesem Bereich als erhabene und geringfügig aus der Oberfläche
der Kochfeldplatte ragende Abstellfläche ausgebildet ist. Vorteilhafterweise sind der Un
terseite der Kochfeldplatte ein Betätigungselement und ein Wegaufnehmer zugeordnet,
wobei der Wegaufnehmer aus dem aus der Deformation der Kochfeldplatte resultieren
den Weg des Betätigungselementes relativ zum Wegaufnehmer die Gewichtsbelastung
durch das Kochgefäß ermittelt. Dadurch ist eine für den Meßbetrieb beim Kochen ausrei
chende Meßgenauigkeit erzielbar. Als Meßgröße dient erfindungsgemäß also nicht die
Deformation der Kochfeldplatte im wesentlichen in der Ebene der Kochfeldplatte bzw. pa
rallel zur Kochfeldplatte, sondern der Weg infolge der Deformation der Kochfeldplatte
senkrecht zur Kochfeldplatte. Dabei kann die Kochfeldplatte unterbrechungsfrei und damit
dicht gegen eindringende Flüssigkeit ausgeführt werden.
Vorteilhafterweise ist beispielsweise der Wegaufnehmer an der Unterseite der Kochfeld
platte und das Betätigungselement an einem Trägerteil gehaltert, das wiederum selbst an
der Unterseite der Kochfeldplatte des Kochfeldes gehaltert ist. Alternativ können die Be
festigungsstellen des Wegaufnehmers und des Betätigungselementes auch vertauscht
sein. Als Betätigungselement kommen dabei sowohl ein an der Unterseite insbesondere
aufgeklebtes zusätzliches Teil als auch eine speziell ausgeformte Unterseite der Koch
feldplatte selbst in Frage. Dadurch daß die beiden die Deformation bzw. den daraus re
sultierenden Weg der Kochfeldplatte detektierenden Komponenten jeweils an der Unter
seite der Kochfeldplatte befestigt sind, sind störende Einflüsse durch Gewichtsbelastun
gen der Arbeitsplatte, in die das Kochfeld eingebaut ist, oder des Kochfeldrahmens aus
geschlossen. Um die unterschiedlichen Längenausdehnungskoeffizienten zwischen dem
Trägerteil und der Kochfeldplatte berücksichtigen zu können, ist das Trägerteil zumindest
an zwei Befestigungsstellen an der Kochfeldplatte gehaltert, wobei das Trägerteil zumin
dest an einer Befestigungsstelle horizontal beweglich gelagert ist. Durch diese einseitig
parallel zur Kochfeldplatte freie Lagerung des Trägerteils sind mechanische Spannungen
bei der Erwärmung des Kochfeldes mit seinen Komponenten ausgeschlossen, die auf
grund der unterschiedlichen thermisch bedingten Längenausdehnungen der Kochfeld
platte und des Trägerteils entstehen könnten. Um eine möglichst große Meßempfindlich
keit bereitstellen zu können, sind die Befestigungsstellen des Trägerteils im Randbereich
der Kochfeldplatte angeordnet. Dies sind nämlich Bereiche der geringsten Durchbiegung
der Kochfeldplatte. Erfindungsgemäß ist das Trägerteil mittels zumindest eines Feder
elementes an die Unterseite der Kochfeldplatte gedrückt, um eine exakt definierte Ab
standsposition des Trägerteils relativ zur Kochfeldplatte und damit des Betätigungsele
mentes relativ zum Wegaufnehmer gewährleisten zu können. Zudem ist in diesem Be
reich die Betriebstemperatur eher geringer, was die Befestigung der Wägekomponenten
an der Unterseite der Kochfeldplatte erleichtert. Um im Falle einer Überlast die Wägea
nordnung und deren Komponenten zu schonen, ist das Trägerteil senkrecht von der
Kochfeldplatte weg schwenkbar an einer der Befestigungsstellen gelagert.
Nachfolgend ist anhand schematischer Darstellungen ein Ausführungsbeispiel des erfin
dungsgemäßen Kochfeldes beschrieben. Es zeigen:
Fig. 1 in einer Seitenansicht in Schnittdarstellung vereinfacht dargestellt das
in einen Arbeitsplattenausschnitt eingebaute Kochfeld mit Wägea
nordnung,
Fig. 2 in einer perspektivischen Ansicht von oben in vergrößertem Maßstab
die Wägeanordnung, und
Fig. 3 in weiter vergrößertem Maßstab in perspektivischer Ansicht den
Wegaufnehmer und das Betätigungselement der Wägeanordnung.
In einen Ausschnitt einer Arbeitsplatte 1 ist ein Kochfeld 3 eingebaut (Fig. 1). Eine recht
eckige Kochfeldplatte 5, beispielsweise aus Glaskeramikmaterial, ist von einem Kochfeld
rahmen 7 umfangsseitig umzogen. Der Rahmen 7 stützt sich umfangsseitig im Randbe
reich des Arbeitsplattenausschnittes an der Oberseite der Arbeitsplatte 1 ab. Dabei sind
zwischen der Arbeitsplatte 1 und dem Kochfeldrahmen 7 einerseits und der Kochfeld
platte 5 und dem Kochfeldrahmen 7 andererseits geeignete bekannte Dichtungsmittel
vorgesehen (nicht gezeigt). Weiterhin weist der Kochfeldrahmen 7 einen umfangsseitig
hervorspringenden Ansatz auf, auf dem die Kochfeldplatte 5 ruht. Bodenseitig ist das
Kochfeld 3 durch eine mit dem Kochfeldrahmen 7 verbundene Bodenwanne 9 geschlos
sen. Das Kochfeld 3 weist weiterhin an sich bekannte Heizelemente und deren bekannte
Komponenten auf, um auf dem Kochfeld 3 in den entsprechenden Kochzonen abstellbare
Gargefäße entsprechend den eingestellten bzw. vorgebbaren Leistungsstufen mittels ei
ner nicht gezeigten Steuereinheit geregelt beheizen zu können.
An der Oberseite der Kochfeldplatte 5 ist im Bereich deren Flächenschwerpunkt ein ring
förmiges Wägedekor 11 vorgesehen. Beim Wägevorgang wird ein Topf 12 exakt dort von
der Bedienperson positioniert. Abhängig vom Gewicht des Topfes 12 bzw. dessen Inhal
tes kommt es zur Durchbiegung der umfangsseitig aufliegenden Kochfeldplatte 5. Die
Durchbiegung beträgt dabei im Flächenschwerpunkt der Glaskeramik-Kochfeldplatte 5
etwa 0,2 mm bei einer Topf-Gewichtsbelastung von 7 kg. Im Flächenschwerpunkt ist an
die Unterseite der Kochfeldplatte 5 ein Wegaufnehmer 13 befestigt (Fig. 1, 2, 3), der zum
Teil in ein ebenfalls an der Unterseite der Kochfeldplatte 5 befestigtes Trägerteil 15 bzw.
in dessen längliches U-Profilteil 16 taucht (Fig. 1, Fig. 2). Das Trägerteil 15 ist mittels ei
nes Gelenkblockes 17 und eines Befestigungsblockes 23 jeweils im Randbereich der
Kochfeldplatte 5 an deren Unterseite geklebt. Dazu ist der Gelenkblock 17 als T-förmiges
Profilteil mit einer großen Befestigungs- bzw. Klebefläche 19 ausgestattet. Das U-Profilteil
16 des Trägerteils 15 ist drehbar mittels eines Lagerbolzens 21 am Gelenkblock 17 ge
haltert (Fig. 2). Zudem stützt sich eine Druckfeder im Bereich des Lagerbolzens 21 am
Gelenkblock 17 ab, um das U-Profilteil 16 in eine definierte Ausgangsposition relativ zur
Unterseite der Kochfeldplatte 5 zu drücken (nicht gezeigt). Dadurch wird das Spiel des
Lagerbolzens 21 in den entsprechenden beiden Öffnungen des U-Profilteils 16 ausgegli
chen. Am gegenüber liegenden Endabschnitt des Trägerteils 15 ist in dem U-Profilteil 16
ein ähnlich dem Gelenkblock 17 ausgeführter Befestigungsblock 23 gehaltert. Der eben
falls T-förmige Befestigungsblock 23 weist an seiner Oberseite ebenfalls eine große Be
festigungs- bzw. Klebefläche 25 zum großflächigen Befestigen an der Unterseite der
Kochfeldplatte 5 auf. In die Unterseite des Befestigungsblocks 23 ist eine Befestigungs
schraube 27 geschraubt, die in einem Langloch im Boden des U-Profilteils 16 zusammen
mit dem Befestigungsblock 23 im Profilteil 16 längs dessen Längsachse verschiebbar
geführt ist. Zwischen der Unterseite des Bodens des U-Profilteils 16 und dem Schrauben
kopf ist eine Überlastfeder 29 angeordnet (Fig. 2). Diese drückt das Trägerteil 15 im Be
reich des Befestigungsblockes 23 definiert an dessen Unterseite. Im Fall der unterschied
lichen Längenausdehnung des Trägerteils 15 im Vergleich zur Kochfeldplatte 5 bei Er
wärmung des Kochfeldes 3 kann sich das Trägerteil 15 im Bereich des Befestigungs
blocks 23 ungestört ausdehnen, während der Gelenkblock 17 und der Befestigungsblock
23 fest mit der Unterseite der Kochfeldplatte 5 verbunden bleiben. Zur Verringerung von
Reibungsverlusten können im Bereich des Befestigungsblocks 23 reibungsverringernde
Beilagscheiben verwendet werden (Fig. 2).
Der Wegaufnehmer 13 ist über eine Wegaufnehmer-Befestigungsfläche bzw. -Klebeflä
che 31 einer kreisförmigen Befestigungsplatte im Bereich des Wägedekors 11 (Fig. 1) an
der Unterseite der Kochfeldplatte 5 befestigt. An der Unterseite der Befestigungsplatte ist
einstückig ausgebildet oder damit verbunden ein Biegebalkenteil 33 vorgesehen. Durch
eine geeignete Aussparung im Kernbereich dieses Teils 33 ist in dessen unteren Endab
schnitt ein sich im wesentlichen über dessen gesamte Länge erstreckender Biegebalken
35 gebildet. In einem Bereich des Biegebalkens 35 sind vier Dehnungsmeßstreifen 37.
aufgeklebt und mit einer an sich bekannten elektronischen Verarbeitungsschaltung zur
Auswertung der Signale verbunden (nicht gezeigt). Im verstärkten Mittelbereich 39 des
Biegebalkens 35 greift ein stösselförmiges Betätigungselement 41 an, das an das U-Pro
filteil 16 des Trägerteils 15 geschraubt ist. Das Betätigungselement 41 weist einen Jus
tierschraubenabschnitt 43 auf, der mit einer Justiermutter 45 versehen ist. Mit Hilfe der
Justierschraube 43 bzw. der Justiermutter 45 wird das Betätigungselement 41 bei fehlen
der Gewichtsbelastung der Kochfeldplatte 5 durch einen Topf 12 exakt auf Anlage an die
Unterseite des Mittelbereichs 39 des Biegebalkens 35 eingestellt. Im Falle einer Ge
wichtsbelastung durch einen aufgesetzten Topf 12 biegt sich nun die Kochfeldplatte 5
durch. Dadurch bewegt sich das Biegebalkenteil 35 und insbesondere der Mittelbereich
39 entsprechend geringfügig nach unten. Dabei drückt das an dem starren Trägerteil 15
befestigte Betätigungselement 41 von unten auf den Mittelbereich 39 und biegt den Bie
gebalken 35. Die Überlastfeder 29 ist entsprechend so steif ausgebildet, daß der Weg der
Kochfeldplatte 5 vollständig auf den Biegebalken 35 übertragen wird. Die relative Wegän
derung zwischen dem Betätigungselement 41 und dem Mittelbereich 39 wird durch eine
Steuereinheit (nicht gezeigt) in an sich bekannter Weise ausgewertet und eine entspre
chende Gewichtsbelastung ermittelt. Im Falle einer Überlast, beispielsweise wenn sich
eine Bedienperson auf der Kochfeldplatte 5 abstützt, wird das Biegebalkenteil 33 infolge
der Deformation der Kochfeldplatte 5 soweit nach unten bewegt, bis die Oberseite des
Mittelbereichs 39 des Biegebalkens 35 an die Unterseite eines Anschlagelementes 47
des Biegebalkenteils 33 anstößt. Dieser Abstand kann ohne Topfbelastung beispiels
weise auf etwa 0,2 mm eingestellt sein. Der weitere Deformationsweg der Kochfeldplatte
aufgrund der Gewichts-Überbelastung wird durch das verschwenkbar gelagerte U-Profil
teil 16 aufgenommen. Das Biegebalkenteil 33 drückt also entgegen der Kraft der Über
lastfeder 29 das Trägerteil 15 gemäß Pfeil in Fig. 2 nach unten.
Claims (7)
1. Kochfeld mit einer Kochfeldplatte, insbesondere aus Glaskeramik, deren Unterseite
zumindest ein Heizelement zugeordnet ist zur Beheizung eines auf der
Kochfeldplatte abstellbaren Kochgefäßes, mit einer Detektionseinheit, die die
Deformation der Kochfeldplatte infolge der Gewichtsbelastung durch das Kochgefäß
detektiert und die entsprechende Gewichtsbelastung ermittelt, dadurch
gekennzeichnet, daß die Kochfeldplatte im Wägebereich als erhabene und
geringfügig aus der Oberfläche der Kochfeldplatte ragende Abstellfläche ausgebildet
ist.
2. Kochfeld nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Unterseite der
Kochfeldplatte (5) ein Betätigungselement (41) und ein Wegaufnehmer (13)
zugeordnet sind, und daß der Wegaufnehmer (13) aus dem aus der Deformation
der Kochfeldplatte (5) resultierenden Weg des Betätigungselementes (41) relativ
zum Wegaufnehmer (13) die Gewichtsbelastung durch das Kochgefäß (12) ermittelt.
3. Kochfeld nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß entweder der
Wegaufnehmer (13) oder das Betätigungselement (41) an der Unterseite der
Kochfeldplatte (5) und die andere Komponente an einem Trägerteil (15) gehaltert
ist, das an der Unterseite der Kochfeldplatte (5) des Kochfeldes (3) gehaltert ist.
4. Kochfeld nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Trägerteil (15)
zumindest an zwei Befestigungsstellen (17, 23) an der Kochfeldplatte (5) gehaltert
ist, und daß das Trägerteil (15) zumindest an einer Befestigungsstelle (23) parallel
zur Kochfeldplatte (5) bewegbar gelagert ist.
5. Kochfeld nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die
Befestigungsstellen (17, 23) des Trägerteils (15) im Randbereich der Kochfeldplatte
(5) angeordnet sind.
6. Kochfeld nach Anspruch 3, 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Trägerteil
(15) mittels eines Federelementes (29) an die Unterseite der Kochfeldplatte (5)
gedrückt ist.
7. Kochfeld nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das
Trägerteil (15) senkrecht von der Kochfeldplatte (5) weg schwenkbar an einer der
Befestigungsstellen (17) gelagert ist.
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