Die vorliegende Erfindung betrifft ein Kochfeld mit einer Kochplatte mit zumindest einer
Kochzone, die von einem in oder unterhalb der Kochplatte angeordneten Heizelement
beheizbar ist, mit einer Bedieneinheit zur Vorgabe einer gewünschten Leistungsstufe
des Heizelementes zum Beheizen eines auf der Kochplatte abgestellten Gargerätes,
und weiterhin ein Verfahren zum Einstellen der Leistungsstufe eines Heizelementes
eines Kochfeldes zum Beheizen eines in einer Kochzone auf einer Kochplatte abgestellten
Gargerätes.
Ein derartiges Kochfeld ist bekannt aus der Druckschrift DE 40 07 680 A1, wobei eine
Heizplatte eines Glaskeramik-Elektroherdes mit mehreren eng nebeneinander liegenden
Kochfeldelementen ausgestattet ist. Diese sind über Sensoren gesondert einschaltbar.
Eine Steuerung der Heizplatte sorgt dafür, daß stets genau so viele der
Kochfeldelemente eingeschaltet werden, wie von einem auf dem Kochfeld abgestellten
Kochgeschirr, beispielsweise einem Topf, überdeckt oder nahezu überdeckt werden.
Außerdem ist die Heizleistung der Kochfeldelemente unterschiedlich dergestalt eingestellt,
daß durch ein Verschieben des Kochgeschirrs beispielsweise von einem Kochen
auf höchster Temperatur auf eine niedrigere oder ganz niedrig eingestellte Temperatur
gewechselt wird. Der Benutzer braucht also keine Schalter zu betätigen, um die
Kochtemperatur entsprechend zu verändern, weil dies über die Sensoren und die erwähnte
Einstellung der Steuerung der Heizplatte selbsttätig geschieht. Um die Temperatur
des Kochgeschirrs zu ändern, muß dieses also lediglich auf der Fläche der Glaskeramikplatte
zu anderen Kochfeldelementen verschoben werden. Diese sind von einer
zentralen Steuerung des Herdes bereits auf die gewünschte andere Temperatur
eingestellt. Beispielsweise sind die vorderen Kochfeldelemente der Heizplatte auf volle
Temperatur eingestellt, die mittleren auf mittlere Temperatur und die hinteren Kochfeldelemente
auf niedrige Temperatur. Man muß dann den betreffenden Kochtopf in diesem
Beispiel nur von vorne über die Mitte nach hinter verschieben und durchläuft dann
die erwähnten drei Kochstufen, nämlich Ankochen, Fortkochen und Warmhalten.
Nachteilig an diesem Kochfeld ist insbesondere, daß die gewünschten Temperaturen
weiterhin an der zentralen Steuerung des Herdes einzustellen sind, und daß der Platzbedarf
auf dem Kochfeld für die verschiedenen Temperaturbereiche direkt von der Anzahl
der realisierbaren Kochstufen abhängt. Weiterhin ist nachteilig, daß bei einer
deutlichen Veränderung der Kochstufe das Gargerät über einen relativ großen Weg zu
verschieben ist.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, bei einem Kochfeld nach dem Oberbegriff
des Patentanspruches 1 das Einstellen der Leistungsstufe eines Kochfeldes zu vereinfachen.
Erfindungsgemäß ist dies dadurch erreicht, daß bei einem Kochfeld nach dem Oberbegriff
des Patentanspruches 1 das Gargerät selbst als die Bedieneinheit dient, und
daß dazu der Kochzone eine Detektionseinrichtung zugeordnet ist, die aus einer Position
bzw. Positionsänderung des Gargerätes im Bereich der Kochzone die gewünschte
Leistungsstufe für diese Kochzone ableitet. Das erfindungsgemäße Verfahren zum
Einstellen der Leistungsstufe ist dadurch gekennzeichnet, daß das Gargerät auf der
Kochplatte im Bereich der Kochzone in ausgewählte Positionen geschoben wird, und
daß aus der Anwesenheit des Gargerätes an diesen Positionen bzw aus dem Weg zu
diesen Positionen die gewünschte Leistungsstufe ermittelt wird Zum Einstellen der
gewünschten Leistungsstufe ist der Kochtopf lediglich im Bereich einer Kochzone, also
räumlich eng begrenzt, zu bewegen. Trotz kurzer Verschiebewege für den Kochtopf ist
eine feinstufige Leistungsabstufung beispielsweise in neun Leistungsstufen möglich.
Zum Einstellen der Leistungsstufe ist der Topf höchstens geringfügig aus der betreffenden
Heizzone zu verschieben und kann nach dem Einstellen der gewünschten
Leistungsstufe wieder schnell zurückgeschoben werden, um wärmeübertragungstechnisch
optimal über dem in oder unterhalb der Kochplatte angeordneten Heizelement
positioniert zu sein. Gegebenenfalls kann die Detektionseinrichtung auch an einer dem
Kochfeld zugeordneten Dunstabzugshaube vorgesehen sein.
Vorteilhafterweise weist die Detektionseinrichtung zumindest zwei im Randbereich der
Kochzone angeordnete und sich im wesentlichen gegenüberliegende Sensorelemente
auf. Diese detektieren die Anwesenheit oder Abwesenheit des Gargerätes und ermitteln
in Abhängigkeit von der Zeit dieser Anwesenheit oder Abwesenheit des Gargerätes
am Ort der Sensorelemente die gewünschte Leistungsstufe. Als Sensorelemente
können im Prinzip an sich bekannte Topferkennungselemente dienen, wie beispielsweise
kapazitive, induktive oder optische Elemente. Zum Verstellen der Leistungsstufe
wird der Topf beispielsweise von einem der beiden Topferkennungselemente weggezogen
und damit auf das andere Topferkennungselement geschoben. Dies setzt voraus,
daß der Abstand der Topferkennungselemente größer ist als der Durchmesser
des Topfbodens. Aus der Richtung der Topfbewegung und der Dauer des Verbleibens
des Topfes über dem einen oder anderen Sensorelement ermittelt eine Steuereinheit
des Kochfeldes die gewünschte Leistungsstufe der entsprechenden Kochzone. Alternativ
kann zur Positionserkennung des Topfes dieser zwei Sensorelemente aufweisen
und das Kochfeld lediglich ein korrespondierendes Sensorelement. Dazu sind jedoch
besonders gestaltete Kochtöpfe erforderlich.
Andererseits ist es auch möglich, daß die Detektionseinrichtung zumindest zwei Sensorelemente
aufweist, die den jeweiligen Abstand zum Gargerät detektieren und daraus
die für die betreffende Kochzone gewünschte Leistungsstufe ableiten. Es ist einerseits
möglich, daß der größere Abstand von einer der beiden Sensorelemente als Erhöhungs- oder Erniedrigungskriterium für die Leistungsstufe verwendet wird und mit
zunehmender Dauer des Stehens des Topfes in dieser Stellung die Leistung entsprechend
geändert wird. Andererseits ist es auch möglich, daß unmittelbar aus den unterschiedlichen
Abständen auf eine gewünschte Leistungsstufe geschlossen wird. Dies ist
jedoch meßtechnisch relativ aufwendig
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform weist die Detektionseinrichtung ein berührungslos
arbeitendes Sensorelement auf, daß unterhalb der Kochplatte angeordnet ist.
Entsprechend der Technik zur Topferkennung ist dadurch eine sichere Erkennung der
gewünschten Leistungsstufe möglich ohne störende Elemente oberhalb der Kochplatte.
Alternativ könnte beispielsweise oberhalb der Kochplatte ein Sensorelement
angeordnet sein, das die von der Topfwand abgestrahlte Wärmestrahlung in an sich
bekannter Weise detektiert. An der Topfaußenwand ist umfangsseitig eine entsprechend
strukturierte Schicht angeordnet. Diese weist umfangsseitig abwechselnd
Zonen großen und kleinen Emissionsfaktors auf. Dadurch kann die Sensorik
beispielsweise den Drehwinkel eines auf der Kochzone entsprechend einer
Bedienhandhabe gedrehten Topfes ermitteln und daraus die gewünschte
Leistungsstufe abgeleitet werden.
Um die thermischen Anforderungen an die Sensorelemente der Detektionseinrichtung
reduzieren zu können, sind diese unterhalb der Kochplatte außerhalb einer Wärmeisolation
eines an sich bekannten Heizelementes der Kochzone angeordnet. Weiterhin ist
in diesem Bereich sichergestellt, daß bei Verwendung einer Kochfeldplatte aus Glaskeramikmaterial
diese aufgrund der geringeren Temperaturen in diesem Bereich als
Nichtleiter gilt. Deshalb ist in diesem Falle eine zusätzliche Isolation einer metallischen
Meßelektrode eines beispielsweise kapazitiven Topfdetektors als zusätzliche elektrische
Schutzmaßnahme nicht erforderlich.
Um eine Fehlbedienung des Kochfeldes auszuschließen, weißt die Detektionseinrichtung
eine Prüfeinrichtung auf, die kurzzeitige bzw. unbeabsichtigte Positionen bzw.
Positionsänderungen des Gargerätes als solche erkennt und die Leistungsstufe unverändert
läßt. Entsprechendes wird ebenfalls erreicht, wenn die Prüfeinrichtung langzeitige,
unbeabsichtigte Positionen bzw. Positionsänderungen des Gargerätes als solche
erkennt und die Leistungsstufe unverändert läßt. Typischerweise sollte eine korrekte
Betätigung bzw. Einstellung der Heizstufe durch das Gargerät länger als etwa eine Sekunde
und kürzer als etwa zehn Sekunden dauern. Dadurch ist auch ein Schutz vor
Fehlbedienung beim Wischen zu Reinigungszwecken über die Sensorik der Detektionseinrichtung
und beim unbeabsichtigten Ablegen beispielsweise eines Bestecks realisiert.
Nachfolgend sind anhand schematischer Darstellungen zwei Ausführungsbeispiele des
erfindungsgemäßen Kochfeldes beschrieben.
Es zeigen:
- Fig. 1
- in einer stark schematisierten Seitendarstellung das erfindungsgemäße
Kochfeld gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel,
- Fig. 2
- in einer Draufsicht stark vereinfacht die Darstellung gemäß Figur 1 und
- Fig. 3
- in einer Draufsicht stark vereinfacht das zweite Ausführungsbeispiel.
Ein Kochfeld 1 gemäß Figur 1 weist eine Kochplatte 3 aus Glaskeramik mit einer
kreisförmigen Kochzone 4 auf. Zur Markierung der Kochzone 4 ist auf die Kochplatte 3
ein an sich bekanntes Zonendekor gedruckt. Unterhalb der Kochplatte 3 ist im Bereich
der Kochzone 4 ein an sich bekanntes topfförmiges Heizelement 5 angeordnet. Dieses
weist einen in einem Isolationstopf 7 angeordneten Heizdraht 9 auf. Der Heizdraht 9
kann über einen Schalter 10 an Netzspannung gelegt werden. Zur Steuerung der
Heizleistung bzw. zum Einstellen der gewünschten Kochstufe weist das Kochfeld 1 eine
Steuereinheit 11 auf. Weiterhin ist die Steuereinheit 11 mit einem Hauptschalter 12
verbunden, durch den, wie von den einschlägigen Sicherheitsvorschriften gefordert,
das Kochfeld 1 bzw. all dessen elektrische Verbraucher vom Netz schaltbar sind. Auch
verfügt das Kochfeld 1 über Anzeigeelemente 13, die in Form von Siebensegmentanzeigen,
in an sich bekannter Weise unterhalb der Kochplatte 3 im Kochfeld 1 angeordnet
sind. Gemäß Figur 1 ist für die Kochzone 4 des Kochfeldes 1 die Leistungsstufe
"8" eingestellt und durch die Siebensegment-Anzeige 13 angezeigt. Außerhalb des
Isolationstopfes 7 sind sich einander gegenüberliegend in Form von metallischen
Elektroden ein erstes Sensorelement 15 und ein zweites Sensorelement 17 direkt unterhalb
der Kochplatte 3 angeordnet. Die beiden Sensorelemente 15 und 17 werden
über eine Sensorschaltung 19 bzw. die Steuerschaltung 11 gespeist und deren
Kapazitäten ausgewertet. Im Bereich der Kochzone 4 ist auf der Kochplatte gemäß
Figur 1 exakt über dem Heizelement 5 ein Topf 21 abgestellt. Die Einstellung der gewünschten
Leistungsstufe des Heizelementes 5 erfolgt gemäß Figur 2 wie folgt:
Mit durchgezogenen Linien ist in Figur 2 die Stellung des Topfes 21 gemäß Figur 1
dargestellt. In dieser Position, der Beheizungsposition, steht der Topf 21 exakt über
dem Heizelement 5. Beide Sensorelemente 15 und 17 liefern die Information, daß in
ihrem Bereich kein Topf 21 vorhanden ist. Die bereits davor eingestellte Leistungsstufe
"8" bleibt unverändert. Durch das Verschieben des Topfes 21 in die Position, in der der
Topf mit unterbrochenen Linien dargestellt ist, der Auswahlposition, detektiert das erste
Sensorelement 15, daß der Topf 21 nicht vorhanden ist. Das Sensorelement 17
detektiert hingegen, daß der Topf 21 vorhanden ist. Der Topf 21 befindet sich also in
der Auswahlposition. Mit der ersten Detektion des Topfes 21 in der Auswahlposition
läuft ein Zeitzähler der Steuereinheit 11 los. Etwa alle 0,5 Sekunden wird die Kochstufe
um eine Kochstufe erhöht und die Erhöhung durch das Anzeigeelement 13 visualisiert.
Ist die Bedienperson mit der angezeigten Heizstufe einverstanden, schiebt sie den
Topf 21 wieder in die Beheizungsposition gemäß Figur 1 zurück. Detektiert eines der
beiden Sensorelemente 15 oder 17 eine Anwesenheit des Topfes 21 von kürzer als
etwa eine Sekunde oder länger als etwa zehn Sekunden, wird durch das Blinken des
Anzeigeelementes 13 der Bedienperson ein Fehler angezeigt und zugleich die Heizleistung
der entsprechenden Kochzone 4 abgeschaltet.
Alternativ dazu können die beiden Sensorelemente 15 und 17 auch im Inneren des
Isolationstopfes 7 des Heizelementes 5 unterhalb des Kochtopfes 21 angeordnet sein.
In der Topfstellung gemäß Figur 1, der Beheizungsposition, würden dann zunächst
beide Sensorelemente 15 und 17 die Anwesenheit des Topfes 21 detektieren und die
Leistungsstufe unverändert lassen. Sobald eines der Sensorelemente 15 oder 17 das
Entfernen des Topfes detektiert und das andere gleichzeitig seine Anwesenheit detektiert,
würde entsprechend dem oben beschriebenen Vorgang die Leistungsstufe in Abhängigkeit
von der Bewegungsrichtung des Topfes 21 entsprechend schrittweise erhöht
oder verringert. Zusätzlich kann für Geschirr, dessen Anwesenheit oder Position
nur sehr aufwendig nachweisbar ist, beispielsweise für ein Glasgefäß, eine zusätzliche
nicht näher dargestellte herkömmliche Bedieneinheit vorgesehen sein.
Zur Beschreibung des zweiten Ausführungsbeispiels werden aus Vereinfachungsgründen
in Fig. 3 dieselben Bezugszeichen verwendet. In Abwandlung des ersten Ausführungsbeispieles
wird erstens die Leistungsstufe durch Drehen des Topfes 21 verändert
und zweitens aus der Position des Topfes 21 in der Kochzone 4 direkt auf die gewünschte
Kochstufe der Kochzone 4 geschlossen. Dies ist dadurch erreicht, daß der
Topf in seinem Bodenbereich ein Magnetelement 25 aufweist. Unterhalb der
Glasplatte sind als erstes Sensorelement 15 entlang eines Teilabschnittes des
Umfanges der Kochzone 4 zahlreiche Reedschalter angeordnet. Durch Drehen des
exakt über dem Heizelement abgestellten Topfes 21 im Uhrzeigersinn passiert das
Magnetelement 25 nacheinander die verschiedenen Reedschalter 15. Diese
Bewegung des Topfes 21 rechnen die Sensorschaltung 19 sowie die Steuereinheit 11
unmittelbar in die gewünschte Heizstufe um. Dabei entspricht beispielsweise eine
"Sechs-Uhr-Position" des Magnetelementes 25 bzw. des Topfes 21 einer mittleren
Koch- bzw. Leistungsstufe.