DE4224934C2

DE4224934C2 - Radiator with sensor technology for a pan detection system

Info

Publication number: DE4224934C2
Application number: DE19924224934
Authority: DE
Inventors: Johann Herbst; Tonoha Ramones; Manfred Plankl; Tomo Pavlinec
Original assignee: BSH Bosch und Siemens Hausgeraete GmbH
Current assignee: BSH Hausgeraete GmbH
Priority date: 1992-07-28
Filing date: 1992-07-28
Publication date: 2003-05-15
Anticipated expiration: 2012-07-29
Also published as: DE4224934A1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Heizkörper mit einer Sensortechnik für ein Topferkennungssystem gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.The present invention relates to a radiator with a sensor technology for a Pot detection system according to the preamble of patent claim 1.

Aus DE 90 12 820 U1 ist eine gattungsgemäße Vorrichtung und Schaltung zur Erkennung eines auf eine Glaskeramikplatte eines Elektroofens gestellten Topfes bekannt. Demgemäß sind unterhalb der Glaskeramikplatte benachbart von einer Strahlungsheizung kapazitive Sensoren angebracht. Die Sensoren liegen auf isolierten Stegen der Heizung. Beim Aufstellen eines Topfes im Heizbereich ändert sich die Kapazität der Sensoren.DE 90 12 820 U1 describes a generic device and circuit for detection a pot placed on a glass ceramic plate of an electric oven known. Accordingly, are adjacent to one below the glass ceramic plate Radiant heating capacitive sensors attached. The sensors are isolated The heating. When a pot is placed in the heating area, the changes Capacity of the sensors.

Aus der DE 92 05 907 U1 ist eine Vorrichtung zur Anzeige der Restwärme an elektrischen Kochplatten bekannt. Die Kochplatte besteht aus einem topfartigen Metallformteil. Am Außenrand des Metallformteiles sind Anschlussteile für den elektrischen Anschluss der Heizspirale und ein elektrisches Geberteil gehaltert, welches mit einem Temperaturfühler gekoppelt ist.DE 92 05 907 U1 discloses a device for displaying the residual heat known electric hot plates. The hotplate consists of a pot-like Metal molding. On the outer edge of the molded metal part there are connection parts for the electrical connection of the heating coil and an electrical transmitter part, which is coupled with a temperature sensor.

Topferkennungssysteme sind beispielsweise durch die DE-OS 28 31 858 und die DE-PS 37 33 108 bekannt geworden. Aus der DE-OS 28 31 858 ist eine Schaltungsanordnung entnehmbar, die für eine Topferkennung anwendbar ist. Die durchgeführte Topferken nung 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 Topfgrößen- Erkennung, kann durch diese Lösung nicht nahegelegt werden. Durch die DE-PS 37 33 108 wird eine Schaltungsanordnung beansprucht, mit Hilfe derer es möglich ist, auf einer Kochstelle eine Topferkennung zu realisieren, wobei unterschiedliche Materialien, bei spielsweise Metall, Glas oder Porzellan sicher erkannt werden und nur dann eine Ener giezufuhr an die Kochstelle erfolgt, wenn ein Topf auf der angewählten Kochstelle vorhan den ist, wobei Besonderheiten von Mikrowellen-Kochstellen berücksichtigt sind. Diese Art der Topferkennung vermag jedoch keine Topfgrößenerkennung durchzuführen. Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Topferkennung mit einer Topfgrößenerkennung zu kombi nieren, wobei es möglich sein soll, schon serienmäßig hergestellte Strahlungsheizungen nachträglich mit der Topfgrößenerkennung auszurüsten.Pot detection systems are described, for example, by DE-OS 28 31 858 and DE-PS 37 33 108 known. From DE-OS 28 31 858 is a circuit arrangement removable, which is applicable for a pot detection. The pot pork carried out voltage with high-frequency circuit technology, with a high-frequency generator is connected to a sensor. With the help of this circuit arrangement, the Task solved to heat the hotplate only after putting on a cookware. The Detection of different materials, regarding cooking containers, or a pot size Detection, can not be suggested by this solution. By DE-PS 37 33 108 is claimed a circuit arrangement with the aid of which it is possible to Cooking area to realize a pot detection, using different materials, at For example, metal, glass or porcelain can be reliably recognized and only then an energy Power is supplied to the hotplate when there is a pan on the selected hotplate that is, taking into account the special features of microwave cookers. This kind the pot detection, however, is unable to detect the pot size. task The invention is therefore to combine a pot detection with a pot size detection kidneys, although it should be possible to use radiant heaters that are already mass-produced retrofitted with the pot size detection.

Die erfindungsgemäße Anordnung zur Lösung dieser Aufgabe ist dadurch gekennzeich net, dass mindestens zwei kapazitiv wirkende, elektrisch leitende, temperaturbeständige Topferkennungssensoren vorzugsweise am äußeren Rand herkömmlicher Strahlungs heizkörper angeordnet sind, wobei eine Topfgrößenerkennung erfolgt und mittels einer Auswerteelektronik automatisch die jeweils notwendige aktive Heizzone an die detektierte Topfgröße anpassbar ist.The arrangement according to the invention for solving this problem is characterized net that at least two capacitive-acting, electrically conductive, temperature-resistant Pot detection sensors preferably on the outer edge of conventional radiation radiators are arranged, with a pot size detection and by means of a Evaluation electronics automatically send the necessary active heating zone to the detected one Pot size is customizable.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen enthalten. Ein Ausführungsbeispiel nach der Erfindung ist im folgenden anhand der Zeichnung näher beschrieben. Es zeigt:Advantageous embodiments of the invention are contained in the subclaims. On Embodiment according to the invention is below with reference to the drawing described. It shows:

Fig. 1 eine Heizungsaufnahme für Strahlungsheizkörper; Figure 1 is a heater holder for radiant heaters.

Fig. 2 einen Strahlungsheizkörper mit Topferkennungssensoren; Fig. 2 shows a radiant heater with pan detection sensors;

Fig. 3 einen Strahlungsheizkörper mit zwei Topferkennungssensoren; Fig. 3 shows a radiant heater with two pan detection sensors;

Fig. 4a und Fig. 4b eine erfindungsgemäße Anordnung der Topferkennungssensoren am Strahlungsheizkörper. FIG. 4a and FIG. 4b shows an inventive arrangement of the pan detection sensors on the radiant heater.

Herkömmliche Glaskeramik-Kochmulden weisen eine 3 bis 4 mm starke Glaskeramikplat te auf, an deren Unterseite Strahlungsheizungen (Einkreis-Zonen- oder Bräterheizungen) mittels geeigneter, federnder Elemente an die Glaskeramik-Unterseite angedrückt wer den. Diese üblichen Strahlungsheizungen bestehen im wesentlichen aus einer, oder bei Zonen-Mehrkreisheizungen aus mehreren Heizkreisen, deren Heizdrähte in Form von Heizwendeln freistrahlend in tellerförmigen Schalen aus thermisch und elektrisch isolie rendem 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 Schutz reglerelementen. Conventional glass ceramic hobs have a 3 to 4 mm thick glass ceramic plate on the underside of which are radiant heaters (single-circuit zone or roaster heaters) who is pressed onto the glass ceramic underside using suitable resilient elements the. These conventional radiant heaters essentially consist of one or two Zone multi-circuit heaters from several heating circuits, the heating wires in the form of Radiant heating coils in plate-shaped shells made of thermal and electrical insulation material are attached. To give these heating dishes mechanical stability too lend, they are exposed in the thermal insulation shell heating coil still surrounded by a tin plate, on the back of which on the outer edge Row of holes for attaching the heater is installed in a hob. Moreover this sheet metal plate is also used to attach terminal clamps in protection regulator elements.

Die erfindungsgemäße Lösung ermöglicht auch für bisher serienmäßig übliche Strah lungsheizungen ebenso wie für neuere, von vornherein mit Topferkennungssensoren aus gerüstete Strahlungsheizungen, eine Topfgrößenerkennung.The solution according to the invention also makes it possible for so far standard series jet heating as well as for newer ones, with pan detection sensors right from the start equipped radiant heaters, pot size detection.

Gemäß Fig. 1 und 2 sind eine Heizungsaufnahme und ein Strahlungsheizkörper mit den Vorrichtungen für Topferkennungssensoren und der Ausrüstung mit diesen dargestellt. Es zeigen die Fig. 1 und 2 einen Blechteller 1, eine Heizdrahtlochmaske 2, Anschluss- Klemmsteine 3, Sensoranschlüsse 4, Schutzreglerelemente 5, Dichtringe 6 und 8, Hei zwendelaufnahme für außen 7, Heizwendelaufnahme innen 9, eine Sensoranordnung 10 und eine Sensoranordnung 11.According to Fig. 1 and 2, a heater receiving and a radiant heater with the devices for saucepan detection sensors and equipment are shown with these. There, Figs. 1 and 2, a sheet-metal plate 1, a Heizdrahtlochmaske 2, connecting the clamping brackets 3, the sensor terminals 4, protection controller elements 5, the sealing rings 6 and 8, Hei zwendelaufnahme for external 7, Heizwendelaufnahme inside 9, a sensor assembly 10 and a sensor assembly 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 vorzugsweise am äußeren Rand der Strahlungsheizungen an gebracht und müssen elektrisch vom geerdeten Blechteller der Strahlungsheizungen iso liert, mittels geeigneter elektrischer Anschlussmittel kontaktiert werden können. Die geo metrische Gestalt der Sensorplättchen ist linsenförmig. Die linsenförmigen Sensorplätt chen 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 placed on the outer edge of the radiant heaters and must be electrically isolated from the grounded plate of the radiant heaters, and can be contacted using suitable electrical connection means. The geometric shape of the sensor plate is lenticular. The lens-shaped sensor plates must be fixed between the underside of the glass ceramic and the sealing ring 6 , 8 of the radiant heaters made of insulating material so that 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 Temperaturen, vorzugsweise aus nichtrostendem Stahlblech mit einer Dicke von etwa 0,2 bis 0,3 mm. Die elektrische Ver bindung der vorzugsweise geschwärzten Sensorplättchen mit dem vom Heizungsblechtel ler elektrisch isolierten Steckanschluss erfolgt, je nach Art der Heizung, entweder durch direktes Anschweißen dieser Plättchen an die Steckfahnen oder bei Zonenheizungen durch Anschweißen eines geeigneten Drahtes aus vorzugsweise Reinnickel zwischen Plättchen und Steckfahne.Due to the high temperatures, the sensor platelets preferably consist of stainless steel sheet with a thickness of about 0.2 to 0.3 mm. The electrical ver Binding of the preferably blackened sensor plate with that of the heating plate Depending on the type of heating, the electrically insulated plug connection is made either by these plates are directly welded to the flags or for zone heating by welding a suitable wire of preferably pure nickel between Tile and 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, wo durch eine stets optimale Einjustierung 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 plug-in tab 12 which is fastened directly to the sensor plate and has an elongated hole to compensate for thickness tolerances of the heating actuators, where an optimal adjustment of the sensors can always be made possible.

Gemäß der Fig. 4a) und 4b) sind die konstruktiven Vorrichtungen zur Platzierung der Sensoren an den Dichtringen 6 bzw. 8 der Heizkörpereinheit dargestellt. Dabei sind die Sensortypen 10 und 11 mit jeweils Steckfahnen 12 und ihre Justierweise 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 große Dickentoleranzen aufweisen, werden die Steckfahnen 12 mit Langschlitzen ausgeführt, womit unabhängig von der Dicke bzw. Höhe der Heizungsteller 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 ver mieden wird. Über die Arretierschraube 14 werden die Sensoren dann höhenlagenrichtig an der Sensorhalterung 13 befestigt. Der Vorteil der erfindungsgemäßen Ausführung be steht in einer kostengünstigen Möglichkeit der Befestigung von Sensoren auch an markt üblichen Strahlungsheizungen.According to FIG. 4a) and 4b) the constructive devices for placement of the sensors on the sealing rings 6 and 8, the radiator unit are illustrated. The sensor types 10 and 11 , each with plug-in tabs 12 and their manner of adjustment, can be seen. The plug-in tabs 12 with welded-on sensor plates 10 are connected to the holders made of high-temperature-resistant plastic 13 , which are fastened to the plate plate by means of a screw 15 . Since the heating plates have very large thickness tolerances, the plug-in tabs 12 are designed with long slots, which means that regardless of the thickness or height of the heating plates, 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 survival of the sensor parts and thus a direct tip or line-shaped contact of the connecting wire to the glass ceramic is avoided ver. 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 is a cost-effective possibility of attaching sensors to standard radiation heaters.

Claims

1. Heizkörper mit einer 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 Topferkennungssensor unterhalb von Kochfeldern, beispielsweise Glaskeramik-Kochfeldern, angeordnet ist, und wobei mindestens zwei kapazitiv wirkende, elektrisch leitende, temperaturbeständige Topferkennungssensoren (10, 11) vorzugsweise am äußeren Rand (6, 8) des Strahlungsheizkörpers angeordnet sind, wobei eine Topfgrößenerkennung erfolgt, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrische Verbindung der Topferkennungssensoren (10, 11) durch einen elektrischen vom Heizungsblechteller isolierten Steckanschluss (4) erfolgt und dass der Steckanschluss (4) über eine Schraubverbindung in einem Loch der äußeren Lochreihe (2) in dem Heizungsblechteller befestigt ist.1. Radiator with a 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 pan detection sensor being arranged below cooktops, for example glass ceramic cooktops, and at least two capacitively acting, electrically conductive, temperature-resistant pot detection sensors ( 10 , 11 ) are preferably arranged on the outer edge ( 6 , 8 ) of the radiant heater, pot size detection being carried out, characterized in that the electrical connection of the pot detection sensors ( 10 , 11 ) by means of an electrical plug connection ( 4 ) which is insulated from the heating plate and that the plug connection ( 4 ) is fastened by means of a screw connection in a hole in the outer row of holes ( 2 ) in the heating plate.

2. Heizkörper nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Topferken nungssensoren (10, 11) bis etwa 900°C belastbar sind.2. Radiator according to claim 1, characterized in that the pot detection sensors ( 10 , 11 ) can be loaded up to about 900 ° C.

3. Heizkörper nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Topferkennungs sensoren (10, 11) geschwärzte, rostbeständige Stahlplättchen sind, die eine Dicke von 0,2 bis etwa 0,3 mm besitzen.3. Radiator according to claim 1, characterized in that the pot detection sensors ( 10 , 11 ) are blackened, rust-resistant steel plates which have a thickness of 0.2 to about 0.3 mm.

4. Heizkörper nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Topferkennungs sensoren (10, 11) an Steckanschlussfahnen (12) direkt angeschweißt sind.4. Radiator according to claim 1, characterized in that the pot detection sensors ( 10 , 11 ) are directly welded to plug-in connection lugs ( 12 ).

5. Heizkörper nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Topferkennungs sensoren (10, 11) mit einem geeigneten Draht verschweißt sind, der am anderen En de mit der Steckanschlussfahne (12) verbunden ist.5. Radiator according to claim 4, 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 connection lug ( 12 ).

6. Heizkörper nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Halterungsdraht, mit dem die Topferkennungssensoren (10, 11) verschweißt sind, vorzugsweise aus Nickel besteht. 6. Radiator according to claim 5, characterized in that the holding wire, with which the pot detection sensors ( 10 , 11 ) are welded, preferably consists of nickel.

7. Heizkörper nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der isolierte Steckan schluss (4) aus der Steckanschlussfahne (12) und den hochtemperaturbeständigen Kunststoffhaltern (13) besteht, wobei die Sensorhalterung (13) über eine Schraubver bindung mit den Blechteller-Dichtringen (6, 8) der Strahlungsheizung verbunden sind.7. Heater according to claim 1, characterized in that the isolated Steckan circuit (4) consists of the plug-in connector lug (12) and the high temperature resistant plastic holders (13), wherein the sensor holder (13) connection via a threaded joint to the sheet metal plate seal rings (6 , 8 ) the radiant heater are connected.

8. Heizkörper nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Dickentoleranzen der Strahlungsheizkörper durch in den Steckfahnen (12) befindliche Langlochschlitze ausgleichbar sind, wobei die Lage der Sensoren (10, 11) zur über der Strahlungshei zung befindlichen Glaskeramik etwa gleich bleibt.8. Radiator according to claim 7, characterized in that the thickness tolerances of the radiant heaters can be compensated for by slot slots located in the plug-in lugs ( 12 ), the position of the sensors ( 10 , 11 ) about the radiation heating glass ceramic remaining approximately the same.