DE4224934A1 - Sensor device for cooking plate pan detection system - uses at least two sensor elements at outer edge of heating element used to detect size of pan to select correct heating zone - Google Patents

Abstract

The sensor device uses a HF generator coupled to the sensor via a HF module. The sensor uses at least two capacitive, electrically conductive, temp.-resistant elements located at the outer edge (6,8) of the radiation heating element and used to determine the size of the pan, to allow automatic selection of the appropriate heating zone (7,9) via an electronic evaluation circuit. Pref. the sensor elements are provided by stainless steel chips with a thickness of between 0.2 and 0.3 mm and suitable for temps. up to 900 deg.C. ADVANTAGE - Combines pan detection and pan size evaluation functions.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Sensoranordnung für ein Topferkennungssystem bezüglich Kochstellen, wobei die Topf­ erkennung mit Hochfrequenz-Schaltungstechnik erfolgt und ein Hochfrequenzgenerator mit einem durch einen Hochfrequenzmo­ dul beschalteten Topferkennungssensor verbunden ist, wobei der Topferkennungssensor unterhalb von Kochfeldern, bei­ spielsweise Glaskeramik-Kochfeldern, angeordnet ist.The invention relates to a sensor arrangement for a Pot detection system regarding hotplates, the pot Detection with high-frequency circuit technology takes place and a High frequency generator with a high frequency mo dul connected pot detection sensor is connected, wherein the pan detection sensor underneath hobs, at for example, glass ceramic cooktops.

Topferkennungssysteme sind beispielsweise durch die DE-OS 28 31 858 und die DE-PS 37 33 108 bekanntgeworden. Aus der DE-OS 28 31 858 ist eine Schaltungsanordnung entnehmbar, die für eine Topferkennung anwendbar ist. Die durchgeführte Topferkennung erfolgt mit Hochfrequenz-Schaltungstechnik, wobei ein Hochfrequenzgenerator mit einem Sensor verbunden ist. Mit Hilfe dieser Schaltungsanordnung wird vornehmlich die Aufgabe gelöst, die Kochplatte erst nach Aufsetzen eines Kochgeschirrs zu beheizen. Die Erkennung unterschiedlicher Materialien, Kochbehälter betreffend, bzw. eine Topfgrö­ ßen-Erkennung, kann durch diese Lösung nicht nahegelegt wer­ den. Durch die DE-PS 37 33 108 wird eine Schaltungsanordnung beansprucht, mit Hilfe derer es möglich ist, auf einer Koch­ stelle eine Topferkennung zu realisieren, wobei unterschied­ liche Materialien, beispielsweise Metall, Glas oder Porzel­ lan sicher erkannt werden und nur dann eine Energiezufuhr an die Kochstelle erfolgt, wenn ein Topf auf der angewählten Kochstelle vorhanden ist, wobei Besonderheiten von Mikrowel­ len-Kochstellen berücksichtigt sind. Diese Art der Topfer­ kennung vermag jedoch keine Topfgrößenerkennung durchzufüh­ ren.Pot detection systems are, for example, by the DE-OS 28 31 858 and DE-PS 37 33 108 have become known. From the DE-OS 28 31 858 a circuit arrangement can be removed, which is applicable for pot detection. The carried out Pot detection takes place with high-frequency circuit technology, a high frequency generator connected to a sensor is. With the help of this circuit arrangement is primarily the task solved, the hotplate only after putting on a To heat cookware. The detection of different Materials related to cooking containers, or a pot size ß detection, can not be suggested by this solution  the. DE-PS 37 33 108 is a circuit arrangement claimed, with the help of which it is possible to cook place to realize a pot detection, whereby difference Liche materials, such as metal, glass or porcelain lan be recognized reliably and only then an energy supply to the hob when a pot is on the selected one Cooking area is available, with special features of microwaves len hotplates are taken into account. That kind of potty however, pot size detection is not possible ren.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Topferkennung mit einer Topfgrößenerkennung zu kombinieren, wobei es mög­ lich sein soll, schon serienmäßig hergestellte Strahlungs­ heizungen nachträglich mit der Topfgrößenerkennung aus zu­ rüsten.The object of the invention is therefore a pot detection to combine with a pot size detection, where possible radiation that is already mass-produced heaters retrospectively with the pot size detection prepare.

Die erfindungsgemäße Anordnung zur Lösung dieser Aufgabe ist dadurch gekennzeichnet, daß mindestens zwei kapazitiv wirkende, elektrisch leitende, temperaturbeständige Topfer­ kennungssensoren vorzugsweise am äußeren Rand herkömmlicher Strahlungsheizkörper angeordnet sind, wobei eine Topfgrößen­ erkennung erfolgt und mittels einer Auswerteelektronik auto­ matisch die jeweils notwendige aktive Heizzone an die detek­ tierte Topfgröße anpaßbar ist.The arrangement according to the invention for solving this problem is characterized in that at least two capacitive acting, electrically conductive, temperature-resistant pots identification sensors preferably on the outer edge of conventional Radiant heaters are arranged, with a pot sizes Detection takes place and by means of auto evaluation electronics the necessary active heating zone to the detec pot size is adjustable.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Un­ teransprüchen enthalten. Ein Ausführungsbeispiel nach der Erfindung ist im folgenden anhand der Zeichnung näher be­ schrieben. Es zeigtAdvantageous embodiments of the invention are in the Un claims included. An embodiment according to the Invention is in the following with reference to the drawing wrote. It shows

Fig. 1 eine Heizungsaufnahme für Strahlungsheizkörper, Fig. 1 is a receptacle for heating radiant heater,

Fig. 2 einen Strahlungsheizkörper mit Topferkennungs­ sensoren, Fig. 2 sensors with a radiative heating element pot detection,

Fig. 3 einen Strahlungsheizkörper mit zwei Topferken­ nungssensoren, Figure 3 voltage sensors. A radiant heater having two Topferken,

Fig. 4a und Fig. 4b eine erfindungsgemäße Anordnung der Topferken­ nungssensoren am Strahlungsheizkörper. Fig. 4a and Fig. 4b an inventive arrangement of the pot detection sensors on the radiant heater.

Herkömmliche Glaskeramik-Kochrnulden weisen eine 3 bis 4 mm starke Glaskeramikplatte auf, an deren Unterseite Strah­ lungsheizungen (Einkreis-Zonen- oder Bräterheizungen) mit­ tels geeigneter, federnder Elemente an die Glaskeramik-Un­ terseite angedrückt werden. Diese üblichen Strahlungsheizun­ gen bestehen im wesentlichen aus einer, oder bei Zonen-Mehr­ kreisheizungen aus mehreren Heizkreisen, deren Heizdrähte in Form von Heizwendeln freistrahlend in tellerförmigen Schalen aus thermisch und elektrisch isolierendem Material befestigt sind. Um diesen Heizschalen auch mechanische Stabilität zu verleihen, werden diese in der thermischen Isolationsschale offenliegende Heizwendel noch von einem Blechteller umfaßt, an dem auf der Rückseite am äußeren Rand eine Lochreihe, zur Befestigung der Heizung, in einer Kochmulde angebracht ist. Außerdem dient dieser Blechteller noch zur Befestigung von Anschluß-Klemmsteinen in Schutzreglerelementen.Conventional glass ceramic cooktops have a 3 to 4 mm strong glass ceramic plate on the underside of which is strah heating (single-circuit zone or roaster heating) with suitable, resilient elements to the glass ceramic Un be pressed down. These usual radiant heaters gene essentially consist of one, or in zones more Circular heaters from several heating circuits, the heating wires in Form of heating coils radiating freely in plate-shaped bowls made of thermally and electrically insulating material are. To give these heating dishes mechanical stability too lend, they are in the thermal insulation shell exposed heating coil still covered by a sheet metal plate, on which there is a row of holes on the back on the outer edge, for Attachment of the heater, is installed in a hob. This plate is also used to attach Terminal blocks in protection regulator elements.

Die erfindungsgemäße Lösung ermöglicht auch für bisher se­ rienmäßig übliche Strahlungsheizungen ebenso wie für neue­ re, von vornherein mit Topferkennungssensoren ausgerüstete Strahlungsheizungen, eine Topfgrößenerkennung. The solution according to the invention also allows for hitherto Standard radiation heaters as well as new ones right, equipped from the outset with pot detection sensors Radiant heaters, pot size detection.  

Gemäß Fig. 1 und 2 sind eine Heizungsaufnahme und ein Strah­ lungsheizkörper mit den Vorrichtungen für Topferkennungssen­ soren und der Ausrüstung mit diesen dargestellt. Es zeigen die Fig. 1 und 2 einen Blechteller 1, eine Heizdraht- Lochmaske 2, Anschluß-Klemmsteine 3, Sensoranschlüsse 4, Schutzreglerelemente 5, Dichtringe 6 und 8, Heizwendelauf­ nahme für außen 7, Heizwendelaufnahme innen 9, eine Sensor­ anordnung 10 und eine Sensoranordnung 11.According to Fig. 1 and 2, a heater and a recording Strah are lung radiator sensors with the devices and the equipment for Topferkennungssen displayed with these. There, Figs. 1 and 2, a sheet-metal plate 1, a hot wire shadow mask 2, connection terminal stones 3, sensor terminals 4, protection controller elements 5, the sealing rings 6 and 8, Heizwendelauf acquisition for external 7, Heizwendelaufnahme inside 9, a sensor assembly 10 and a Sensor arrangement 11 .

Für die Wirkung der Sensoren 10, 11 ist es wichtig, daß diese so nahe wie möglich an der Glaskeramik-Unterseite zwischen Strahlungsheizung und Glaskeramikplatte angebracht werden. Die Sensoren, die elektrisch leitend sind und hohe Temperaturen bis etwa 900°C aushalten müssen, werden vor­ zugsweise am äußeren Rand der Strahlungsheizungen angebracht und müssen elektrisch vom geerdeten Blechteller der Strah­ lungsheizungen isoliert, mittels geeigneter elektrischer Anschlußmittel kontaktiert werden können. Die geometrische Gestalt der Sensorplättchen ist linsenförmig. Die linsenför­ migen Sensorplättchen müssen zwischen Glaskeramik-Unterseite und dem aus Isolierstoff bestehenden Dichtring 6, 8 der Strahlungsheizungen so befestigt werden, daß sie einerseits zwar möglichst nahe an der Glaskeramik-Unterseite sitzen, andererseits aber zur Vermeidung von Kerbspannungen auf die Glaskeramik möglichst bündig mit dem Dichtring 6, 8 der Strahlungsheizungen abschließen.For the effect of the sensors 10 , 11 , it is important that they are attached as close as possible to the underside of the glass ceramic between the radiant heating and the glass ceramic plate. The sensors, which are electrically conductive and must withstand high temperatures up to about 900 ° C, are preferably attached to the outer edge of the radiant heaters and must be electrically insulated from the grounded plate plate of the radiant heaters, and can be contacted using suitable electrical connection means. The geometrical shape of the sensor plates is lenticular. The linsenför shaped sensor plates must be attached between the underside of the glass ceramic and the sealing ring 6 , 8 of the radiant heaters made of insulating material so that on the one hand they are as close as possible to the underside of the glass ceramic, but on the other hand to avoid notch stresses on the glass ceramic as flush as possible Complete sealing ring 6 , 8 of the radiant heaters.

Die Sensorplättchen bestehen, bedingt durch die hohen Tempe­ raturen, vorzugsweise aus nichtrostendem Stahlblech mit einer Dicke von etwa 0,2 bis 0,3 mm. Die elektrische Verbindung der vorzugsweise geschwärzten Sensorplättchen mit dem vom Heizungsblechteller elektrisch isolierten Steckanschluß erfolgt, je nach Art der Heizung, entweder durch direktes Anschweißen dieser Plättchen an die Steckfahnen oder bei Zo­ nenheizungen durch Anschweißen eines geeigneten Drahtes aus vorzugsweise Reinnickel zwischen Plättchen und Steckfahne.The sensor plates exist due to the high temperature fittings, preferably made of stainless steel sheet with a Thickness of about 0.2 to 0.3 mm. The electrical connection the preferably blackened sensor plate with that of Heating plate, electrically insulated plug connection  takes place, depending on the type of heating, either by direct Weld these plates onto the flags or at Zo heating by welding a suitable wire preferably pure nickel between the plate and the flag.

Gemäß Fig. 3 ist ein Einkreis-Heizkörper gezeigt, der mit Sensortypen 11 ausgerüstet ist. Die Sensortypen 11 besitzen eine unmittelbar am Sensorplättchen befestigte Steckfahne 12, die ein Langloch zum Ausgleich von Dickentoleranzen der Heizungsteller besitzt, wodurch eine stets optimale Einju­ stierung der Sensoren ermöglicht werden kann.Referring to FIG. 3, a single-loop radiator is shown which is equipped with sensor types 11. The sensor types 11 have a directly attached to the sensor plate flag 12 , which has an elongated hole to compensate for thickness tolerances of the heating plate, whereby an optimal Einju stierung the sensors can be made possible.

Gemäß der Fig. 4a) und 4b) sind die konstruktiven Vorrich­ tungen zur Plazierung der Sensoren an den Dichtringen 6 bzw. 8 der Heizkörpereinheit dargestellt. Dabei sind die Sen­ sortypen 10 und 11 mit jeweils Steckfahnen 12 und ihre Ju­ stierweise erkennbar. Die Steckfahnen 12 mit angeschweißten Sensorplättchen 10 werden erfindungsgemäß an den Haltern aus hochtemperaturbeständigem Kunststoff 13, die mittels einer Schraube 15 am Blechteller befestigt werden, mit diesem verbunden. Da die Heizungsteller sehr grobe Dickentoleranzen aufweisen, werden die Steckfahnen 12 mit Langschlitzen aus­ geführt, womit unabhängig von der Dicke bzw. Höhe der Hei­ zungsteller die Möglichkeit besteht, die Sensoren mit oder ohne Drahtverbindung so weit in den Dicht- bzw. Isolierring der Heizung einzudrücken, daß ein überstehen der Sensorteile und somit ein unmittelbares spitzen- oder linienförmiges Anliegen des Verbindungsdrahtes an die Glaskeramik vermieden wird. Über die Arretierschraube 14 werden die Sensoren dann höhenlagenrichtig an der Sensorhalterung 13 befestigt. Der Vorteil der erfindungsgemäßen Ausführung besteht in einer kostengünstigen Möglichkeit der Befestigung von Sensoren auch an marktüblichen Strahlungsheizungen.According to FIG. 4a) and 4b) the constructive Vorrich obligations for placing the sensors on the sealing rings 6 and 8 illustrated the heater unit. The Sen types 10 and 11 are each with flags 12 and their Ju bull-recognizable. The plug-in tabs 12 with welded sensor plates 10 are connected to the holders made of high-temperature-resistant plastic 13 , which are fastened to the sheet metal plate by means of a screw 15 . Since the heating plate have very rough thickness tolerances, the plug-in tabs 12 are made with long slots, so that regardless of the thickness or height of the heating plate there is the possibility of pressing the sensors with or without a wire connection so far into the sealing or insulating ring of the heating that a protrusion of the sensor parts and thus a direct point or line contact of the connecting wire to the glass ceramic is avoided. Via the locking screw 14 , the sensors are then attached to the sensor holder 13 at the correct height. The advantage of the embodiment according to the invention consists in a cost-effective possibility of attaching sensors to standard radiant heaters.

Claims (9)

1. Sensortechnik für ein Topferkennungssystem bezüglich Kochstellen, wobei die Topferkennung mit Hochfrequenz- Schaltungstechnik erfolgt und ein Hochfrequenz-Generator mit einem durch einen Hochfrequenzmodul beschalteten Topferkennungssensor verbunden ist, wobei der Topfer­ kennungssensor unterhalb von Kochfeldern, beispielswei­ se Glaskeramik-Kochfeldern, angeordnet ist, da­ durch gekennzeichnet, daß mindestens zwei kapazitiv wirkende, elektrisch leitende, tempera­ turbeständige Topferkennungssensoren (10, 11) vorzugs­ weise am äußeren Rand (6, 8) von Strahlungsheizkörpern angeordnet sind, wobei eine Topfgrößenerkennung erfolgt und mittels einer Auswerteelektronik automatisch die jeweils notwendige aktive Heizzone (7, 9) an die detek­ tierte Topfgröße anpaßbar ist.1. Sensor technology for a pan detection system with regard to hotplates, the pan detection using high-frequency circuit technology and a high-frequency generator being connected to a pan detection sensor connected by a high-frequency module, the pot detection sensor being arranged below cooktops, for example glass ceramic cooktops, because characterized in that at least two capacitively acting, electrically conductive, temperature-resistant pot detection sensors ( 10 , 11 ) are preferably arranged on the outer edge ( 6 , 8 ) of radiant heaters, with a pot size detection being carried out and by means of evaluation electronics the necessary active heating zone ( 7 , 9 ) is adaptable to the detected pot size. 2. Sensortechnik für ein Topferkennungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Topferkennungssenso­ ren (10, 11) bis etwa 900°C belastbar sind.2. Sensor technology for a pot detection system according to claim 1, characterized in that the pot detection sensors Ren ( 10 , 11 ) can be loaded up to about 900 ° C. 3. Sensortechnik für ein Topferkennungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Topferkennungssenso­ ren (10, 11) geschwärzte, rostbeständige Stahlplättchen sind, die eine Dicke von 0, 2 bis etwa 0,3 mm besitzen. 3. Sensor technology for a pot detection system according to claim 1, characterized in that the pot detection sensors Ren ( 10 , 11 ) are blackened, rust-resistant steel plates which have a thickness of 0, 2 to about 0.3 mm. 4. Sensortechnik für ein Topferkennungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrische Ver­ bindung der Topferkennungssensoren (10, 11) durch einen elektrischen vom Heizungsblechteller isolierten Steckan­ schluß (4) erfolgt.4. Sensor technology for a pot detection system according to claim 1, characterized in that the electrical connection of the pot detection sensors Ver ( 10 , 11 ) by an electrical from the heating plate insulated plug connection ( 4 ). 5. Sensortechnik für ein Topferkennungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Topferkennungssenso­ ren (10, 11) an die Steckanschlußfahnen (12) direkt an­ geschweißt sind.5. Sensor technology for a pot detection system according to claim 1, characterized in that the pot detection sensors Ren ( 10 , 11 ) to the plug-in connection tabs ( 12 ) are welded directly to. 6. Sensortechnik für ein Topferkennungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Topferkennungssensoren (10, 11) mit einem geeigneten Draht verschweißt sind, der am anderen Ende mit der Steckanschlußfahne (12) ver­ bunden ist.6. Sensor technology for a pot detection system according to claim 1, characterized in that the pot detection sensors ( 10 , 11 ) are welded to a suitable wire, which is connected at the other end to the plug-in tab ( 12 ). 7. Sensortechnik für ein Topferkennungssystem nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Halterungsdraht, mit dem die Topferkennungssensoren (10, 11) verschweißt sind, vorzugsweise aus Nickel besteht.7. Sensor technology for a pot detection system according to claim 6, characterized in that the mounting wire with which the pot detection sensors ( 10 , 11 ) are welded, preferably consists of nickel. 8. Sensortechnik für ein Topferkennungssystem nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der isolierte Steckan­ schluß (4) aus der Steckanschlußfahne (12) und den hoch­ temperaturbeständigen Kunststoffhaltern (13) besteht, wobei die Sensorhalterung (13) über eine Schraubverbin­ dung mit den Blechteller-Dichtringen (6, 8) der Strah­ lungsheizung verbunden sind. 8. Sensor art for a pot detection system according to claim 4, characterized in that the insulated Steckan circuit consists of the plug-in connector lug (12) and the high temperature resistant plastic holders (13) (4), wherein the sensor holder (13), applied on a Schraubverbin with the sheet metal plate -Sealing rings ( 6 , 8 ) of the radiant heater are connected. 9. Sensortechnik für ein Topferkennungssystem nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Dickentoleranzen der Strahlungsheizkörper durch in den Steckfahnen (12) be­ findliche Langlochschlitze ausgleichbar sind, wobei die Lage der Sensoren (10, 11) zur über der Strahlungshei­ zung befindlichen Glaskeramik etwa gleich bleibt.9. Sensor technology for a pot detection system according to claim 8, characterized in that the thickness tolerances of the radiant heater can be compensated by in the plug-in tabs ( 12 ) be sensitive elongated slots, the position of the sensors ( 10 , 11 ) to the glass ceramic over the radiation heating approximately the same remains.