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Die
Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Aufsatzgeräts
an einem Betriebsgeräts und ein zur Durchführung
des Verfahrens eingerichtetes Betriebsgerät.
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Beispielsweise
aus
DE 103 43 011
A1 ,
DE
10 2005 022 352 A1 ,
DE 10 2006 017 800 A1 und
DE 10 2006 017 801 A1 ist
eine Leistungsübertragung von einer Arbeitszone eines Betriebsgeräts
auf ein Aufsatzgerät mittels induktiver Kopplung bekannt.
Unter einer induktiven Kopplung wird dabei die Kopplung einer Primärspule
des Betriebsgeräts und einer Sekundärspule des
Aufsatzgeräts über ein magnetisches Wechselfeld
verstanden, welches von der Primärspule erzeugt und von
der Sekundärspule abgegriffen wird. In der Sekundärspule
wird mittels des magnetischen Wechselfelds eine Induktionsspannung
erzeugt, die zum Betrieb des Aufsatzgeräts verwendet werden
kann. Primärspule und Sekundärspule können
dabei auch als zwei Hälften eines trennbaren Transformators
angesehen werden, weshalb diese Art von Kopplung und Leistungsübertragung
auch ”transformatorische Kopplung” genannt wird.
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US 6,953,919 B1 offenbart
ein System und ein Verfahren zum Bereitstellen verschiedener Garmodi
und die Fähigkeit, Gargeschirre und andere Objekte unter
Verwendung von RFID-Technologie automatisch zu erwärmen,
sowie die Fähigkeit, Heizbefehle zu lesen und zu schreiben
und zu ihrer Ausführung interaktiv beizutragen. Ein Induktionsherd
mit zwei Antennen pro Kochfeld wird bereitgestellt und umfasst eine
Nutzerschnittstellenanzeige und einen Nutzereingabemechanismus.
Das Geschirr umfasst einen RFID-Tag und einen Temperatursensor.
In einem ersten Garmodus wird ein Rezept vom Herd gelesen, und der
Herd hilft einem Nutzer beim Ausführen des Rezepts, indem
er das Geschirr automatisch auf angegebene Temperaturen erhitzt
und den Nutzer auffordert, Zutaten hinzuzugeben. Das Rezept wird
auf den RFID-Tag geschrieben, so dass, falls das Geschirr zu einem
anderen Kochfeld bewegt wird, in welches das Rezept nicht eingelesen
worden ist, das neue Kochfeld das Rezept aus dem RFID-Tag lesen
kann und mit seiner Durchführung fortfahren kann.
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DE 10 2005 043 216
A1 betrifft ein Verfahren zum Garen, Kochen oder Backen
einer Speise in einem Ofen, insbesondere in einem Haushaltsofen, der
eine mit Eingabemitteln und mindestens einem Display versehene Steuerung
mit einem Speicherelement aufweist, mit den Schritten: a) Aktivierung
eines Dialogbetriebes zwischen dem Bediener und der Steuerung durch
den Bediener mittels der Eingabemittel; b) Anzeige gespeicherter,
zuzubereitender Speisen auf dem Display durch die Steuerung; c) Auswahl
einer zuzubereitenden Speise aus den gemäß Schritt
b) angezeigten Speisen durch den Bediener mittels der Eingabemittel,
wobei zu der ausgewählten Speise Gar-, Koch- bzw. Backparameter
in dem Speichermittel hinterlegt sind. Um verbesserte Kochergebnisse
zu erzielen, ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass
das Verfahren weiterhin die Schritte aufweist: d) Aktivierung einer
Sonderfunktion durch den Bediener mittels der Eingabemittel, die
die Definition und/oder Verwendung alternativer Gar-, Koch- bzw.
Backparameter zulässt; e) Eingabe und/oder Bestätigung
alternativer Gar-, Koch- bzw. Backparameter durch den Bediener mittels
der Eingabemittel; f) Start des Garens, Kochens oder Backens der
zuzubereitenden Speise durch den Bediener mittels der Eingabemittel
unter Zugrundelegung der alternativen Gar-, Koch- bzw. Backparameter.
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Es
ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine besonders bedienerfreundliche
Möglichkeit zur Auswahl eines Garprogramms bereitzustellen.
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Diese
Aufgabe wird mittels eines Verfahrens und eines Betriebsgeräts
nach dem jeweiligen unabhängigen Anspruch gelöst.
Bevorzugte Ausführungsformen sind insbesondere den abhängigen
Ansprüchen entnehmbar.
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Das
Verfahren dient zum Betreiben eines Gargeschirrs an einem Betriebsgerät.
Dabei kann das Betriebsgerät das Gargeschirr zunächst
auf beliebige Weise betreiben, z. B. durch Wärmeübertrag (mittels
Widerstandsheizkörper, Strahlungsheizkörper o. ä.)
oder durch Energieübertragung über ein elektromagnetisches
Anregungsfeld (mittels Wirbelstromheizung oder transformatorischer
Kopplung). Das Betriebsgerät führt mindestens
die folgenden Schritte durch: (a) Erkennen einer Art des Gargeschirrs
und (b) Anbieten einer auf die Art des Gargeschirrs beschränkten
Menge an Garprogrammen. Unter einer Art eines Gargeschirrs kann
insbesondere eine gröbere Einteilung in Töpfe,
Pfannen, Bräter usw. verstanden werden als auch eine feinere
Einteilung in verschiedene Arten von Töpfen (Kochtopf, Simmertopf
usw.), Pfannen oder Brätern und so weiter. Im einfachsten
Fall kann zwischen lediglich zwei Arten von Gargeschirren unterschieden
werden, wie zwischen einem Topf und einer Pfanne. Schritt (a) kann
mittels jeglicher geeigneter Erken nungsmethode durchgeführt
werden. So mag die Art des Gargeschirrs mittels einer Datenübertragung
von Identifizierungsdaten vom Gargeschirr auf das Betriebsgerät
erfolgen. Alternativ oder zusätzlich mag die Art des Gargeschirrs
aus einer Antwort des Gargeschirrs auf eine auf das Gargeschirr
gerichtete Aktion des Betriebsgeräts bestimmt werden, z.
B. mittels einer Bestimmung einer charakteristischen Last des Gargeschirrs
bei transformatorischer Kopplung mit dem Betriebsgerät
als Antwort auf einen vom Betriebsgerät ausgesandten Energiepuls.
In Schritt (b) wird dem Bediener am Betriebsgerät eine
auf die Art des Gargeschirrs beschränkte Menge an Garprogrammen angeboten,
also z. B. auf Töpfe beschränkte Garprogramme
(z. B. zum Kochen von Suppen) oder auf Pfannen beschränkte
Garprogramme (z. B. zum Braten oder Frittieren). Ein Garprogramm
kann auch mehreren Arten von Gargeschirr zugeordnet sein, ggf. mit
Abweichungen in einem zugehörigen Steuerungsablauf.
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Durch
dieses übersichtliche Verfahren kann ein Bediener ein Garprogramm
besonders einfach und damit bedienerfreundlich auswählen.
Für das verwendete Gargeschirr nicht mögliche
oder nicht sinnvolle Garprogramme werden standardmäßig
gar nicht erst angeboten. Jedoch mag es über eine gesondert
aufrufbare Funktion möglich sein, sämtliche Garprogramme
zur Auswahl aufzurufen, und zwar unabhängig vom aufgesetzten
Gargeschirr. Selbstverständlich ist ein Betrieb eines Gargeschirrs
auch ohne Durchführung des obigen Verfahrens möglich, beispielsweise
mittels einer Leistungssteuerungsbetriebsart (z. B. Stufensteuerung)
oder einer Temperaturregelungsbetriebsart (z. B. bei Vorhandensein
eines Temperatursensors). Vor Durchführung des Verfahrens
mag eine Auswahl von zum Betrieb des Gargeschirrs möglichen
Betriebsarten durchgeführt werden.
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Schritt
(b) kann mindestens die folgenden Teilschritte aufweisen: (b1) Anbieten
einer auf die Art des Gargeschirrs beschränkten Menge an
Garprogramm-Hauptgruppen; und (b2) Anbieten, nach Auswahl einer
Garprogramm-Hauptgruppe, einer auch auf die ausgewählte
Garprogramm-Hauptgruppe beschränkten Menge an Garprogrammen.
Die Garprogramm-Hauptgruppen können sinnvoll zusammengefasste
Gruppen von Garprogrammen sein, welche vorteilhafterweise gängige
Gruppierungen von zuzubereitendem Gargut umfassen, z. B. im Sinne
eines 'Kochbuchs'. Mögliche Garprogramm-Hauptgruppen können
beispielsweise 'Suppen', Soßen', 'Fleisch', 'Fisch', 'Gemüse'
usw. umfassen. Die Garprogramm-Hauptgruppe 'Suppe' mag beispielsweise
nur dann angeboten werden, wenn zuvor ein Topf erkannt wurde, jedoch
nicht, wenn eine Pfanne erkannt wurde. Hingegen könnte
z. B. die Garprogramm-Hauptgruppe 'Fleisch' sowohl bei Erkennen einer
Pfanne als auch bei Erkennen eines Topfs angeboten werden. Dann
können nach Auswahl einer für mehr als eine Art
von Gargeschirr angebotenen Garprogramm-Hauptgruppe (z. B. 'Fleisch')
nur noch solche Garprogramme der Garprogramm-Hauptgruppe angeboten
werden, welche für die zuvor erkannte Art des Gargeschirrs
geeignet sind. Eine solche beschränkte Auswahl erhöht
die Übersichtlichkeit und damit Bedienerfreundlichkeit
einer Bedienerführung erheblich. Dies ist insbesondere
vorteilhaft, wenn die Teilschritte (b1) und (b2) dann angeboten werden,
falls sich die in Schritt (b) angebotenen Garprogramme nicht vollständig
in einer Anzeigevorrichtung des Betriebsgeräts anzeigen
lassen. Alternativ zu der Schrittfolge (b1) und (b2) können
die aufgrund der Auswahl der Garprogramm-Hauptgruppe übriggebliebenen
Garprogramme mittels einer Scroll-Funktion o. ä. angeboten
werden.
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Schritt
(b2) kann mindestens die folgenden Teilschritte aufweisen: (b2a)
Anbieten, nach Auswahl einer Garprogramm-Hauptgruppe, einer auf
die ausgewählte Garprogramm-Hauptgruppe beschränkten, alphabetisch
sortierten Menge von – vorzugsweise alphabetisch sortierten – Garprogramm-Untergruppen;
und (b2b) Anbieten, nach Auswahl einer Garprogramm-Untergruppe,
einer auch auf die ausgewählte Garprogramm-Untergruppe
beschränkten Menge an Garprogrammen. Die auf die ausgewählte
Garprogramm-Untergruppe beschränkte Menge an Garprogrammen
ist eine Teilmenge der bereits durch die Art des Gargeschirrs und
die ausgewählte Garprogramm-Hauptgruppe beschränkten
Menge an Garprogrammen. Dadurch können – insbesondere
bei einer großen Zahl Garprogrammen, die auch nach der Auswahl
einer Garprogramm-Hauptgruppe noch möglich sind – die
ausgewählten Garprogramme nochmals übersichtlich
dargestellt werden. Dies ist insbesondere vorteilhaft, wenn die
Teilschritte (b2a) und (b2b) dann angeboten werden, falls sich die
in Schritt (b2) angebotenen Garprogramme nicht vollständig
in einer Anzeigevorrichtung des Betriebsgeräts anzeigen
lassen. Alternativ zu der Schrittfolge (b2a) und (b2b) können
die aufgrund der Auswahl der Garprogramm-Hauptgruppe übriggebliebenen
Garprogramme mittels einer Scroll-Funktion angeboten werden.
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Folgend
auf eine Auswahl eines in Schritt (b), (b2) oder (b2b) angebotenen
Garprogramms kann sich ein Schritt (b3) eines Anbietens einer Einstellung von
Garparametern anschließen, die für das letztendlich
ausgewählte Garprogramm eingestellt werden können,
z. B. eine Gargutmenge, ein Gewicht, ein Garzustand, ein Bräunungsgrad
usw.
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Die
Garprogramm-Hauptgruppen, die Garprogramm-Untergruppen und/oder
die Garprogramme (allgemein: sämtliche zur Auswahl stehenden Elemente
einer Gruppe) können vorteilhafterweise jeweils vollständig
auf einer Anzeigevorrichtung des Betriebsgerät angezeigt
werden. Ist dies nicht der Fall, so kann für jede der Gruppen
eine oder mehrere folgende darunterliegende Auswahlebene(n) angeboten
werden, z. B. ähnlich zu Schritt (b2a). Dadurch kann eine
Menge an Garprogrammen immer weiter so eingeschränkt werden,
dass sie mittels einer Anzeigeeinheit als Ganzes angezeigt werden
kann.
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Vorzugsweise
beträgt die maximale Zahl von durchlaufenen Angebotsstufen
acht.
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Es
wird zur Information eines Bedieners über einzelne der
zur Auswahl gestellten Elemente bevorzugt, wenn die Elemente (z.
B. der Garprogramm-Hauptgruppen, der Garprogramm-Untergruppen oder
Garprogramme) anhand von Bildern oder Videos dargestellt werden
können.
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Das
Betriebsgerät ist dazu eingerichtet, ein Verfahren nach
einem der vorhergehenden Ansprüche ablaufen zu lassen.
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Das
Betriebsgerät kann insbesondere dazu eingerichtet sein,
das Verfahren zu aktualisieren. Dazu kann das Betriebsgerät
beispielsweise einen drahtlosen oder drahtgebundenen Netzanschluss aufweisen,
z. B. zur Verbindung mit dem Internet, einem Heimnetzwerk oder einer
Steuerstation. Beispielsweise können bestimmte Garprogramme
hinzugefügt werden oder mehr Gargeschirre erkannt werden.
Dadurch wird die Bedienerfreundlichkeit der Garprogrammauswahl auf
dem neuesten Stand gehalten.
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Das
Betriebsgerät ist vorteilhafterweise mit einer Anzeigeeinheit
in Form eines berührungsempfindlichen Bildschirms ausgerüstet,
da sich so eine besonders komfortable und intuitive Bedienung ergibt.
Selbstverständlich sind aber auch andere Bedienfelder nutzbar,
z. B. eine Kombination aus einer nicht berührungsempfindlichen
Anzeigeeinheit mit einem Betätigungselementfeld.
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In
den folgenden Figuren wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen
schematisch genauer beschrieben. Dabei können zur besseren Übersichtlichkeit
gleiche oder gleichwirkende Elemente mit gleichen Bezugszeichen
versehen sein.
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1 zeigt
ein System aus einem Betriebsgerät zum Betreiben eines
Aufsatzgeräts mittels transformatorischer Energieübertragung
und einem darauf angeordneten Topf als Aufsatzgerät;
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2 zeigt
eine Skizze einer vereinfachten Regelstruktur des Systems aus 1;
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3 zeigt
ein Ablaufdiagramm zur Auswahl eines Garprogramms.
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1 zeigt
ein Aufsatzgerät in Form eines intelligenten Topfs 101,
der einen elektrischen Verbraucher darstellt. Der Topf 101 weist
einen Grundkörper 102 mit einem Deckel und Griffen
sowie eine als Antriebseinheit ausgebildete Sekundärspule 114 auf.
Der Topf 101 ist auf einer Oberfläche einer Arbeitsplatte 105 eines
Betriebsgeräts 106 zum Betrieb des Topfs 101 angeordnet.
Unter der Arbeitsplatte 105 ist eine Energieübertragungseinheit 107 montiert.
Diese weist ein Gehäuse 108 mit einem Betätigungselement 109 zum
Ein- und Ausschalten der Energieübertragungseinheit 107 auf.
Ferner umfasst die Energieübertragungseinheit 107 eine
Primärspule 111 und eine Stromerzeugungseinheit 112 zur
Versorgung der Primärspule 111 mit einem Wechselstrom.
Die Stromerzeugungseinheit 112 ist in diesem Ausführungsbeispiel
als Wechselrichter ausgebildet. Die Primärspule 111 ist
in Form einer ebenen Spiralwicklung gewickelt. Beim Betrieb der
Energieübertragungseinheit 107 und des Topfes 101 wird
die Primärspule 111 mit dem Wechselstrom gespeist
und erzeugt ein magnetisches Wechselfeld. Mittels eines Feldflusses
dieses Wechselfelds überträgt die Primärspule 111 durch
Induktion Energie an die Sekundärspule 114, welche
an einer auf der Oberfläche der Arbeitsplatte 105 gezeichneten
Arbeitszone (Energieübertragungsbereich) 113a angeordnet
ist. An einer benachbarten Arbeitszone 113b ist kein Aufsatzgerät
angeordnet. Die Sekundärspule 114 ist als ebene
Spiralwicklung ausgebildet. Die Arbeitszonen 113a und 113b sind
mittels einer jeweiligen Linie 115a, 115b auf
der Arbeitsplatte 105 eingezeichnet. In der Sekundärspule 114 wird
durch den magnetischen Feldfluss eine Sekundärspannung
induziert, die als Betriebsspannung für einen Betrieb des
Topfs 101 genutzt wird. Der Topf 101 kann von
der Arbeitszone 113 entfernt werden, wodurch die Sekundärspule 114 von
der Primärspule 111 getrennt wird.
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An
die Arbeitszone 113 können dann weitere elektrische
Verbraucher gebracht werden, wie z. B. eine Kaffeemaschine, ein
Mixer, ein Ladegerät, eine Friteuse, ein Toaster, ein Wasserkocher
usw. (auch als 'Haushaltskleingeräte' bezeichnet), die
jeweils eine oder mehrere Sekundärspulen aufweisen und von
einem drahtlosen Zusammenwirken der jeweiligen Sekundärspule
mit der Primärspule 111 eine Betriebsenergie beziehen.
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In
der Arbeitsplatte 105 ist ferner ein Bedienfeld in Form
eines berührungsempfindlichen Bildschirms 104 eingelassen,
auf dem Anzeigeelemente und Betätigungselemente frei programmierbar
sind. Der berührungsempfindliche Bildschirm 104 kann beispielsweise
ein Flüssigkristall- oder LED-Bildschirm sein, der von
einer berührungsempfindlichen Folie, z. B. einer ITO-Folie,
abgedeckt ist. Dadurch kann eine große Zahl unterschiedlicher
Betätigungselemente wie Taster, Zirkularslider, Linearslider
im Wesentlichen beliebig auf dem Bedienfeld dargestellt werden,
was eine sehr flexible Bedienerführung erlaubt. Mittels
des Bedienfelds 104 können insbesondere die beiden
Arbeitszonen 113a und 113b unabhängig
voneinander gesteuert werden, z. B. aktiviert (eingeschaltet) und
deaktiviert (ausgeschaltet) werden und Betriebsparameter dort angeordneter
Aufsatzgeräte 101 eingestellt werden. Auch kann
ein Betriebsablauf eines jeweiligen Aufsatzgeräts 101 gestartet
werden. Insbesondere kann mittels des berührungsempfindlichen
Bildschirms 104 auch eine Bedienerführung zur
Auswahl von Garprogrammen gesteuert werden wie sie beispielsweise
in 3 beschrieben ist.
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Der
Topf 101 ist mit einer integrierten Schaltung 116 zur
Verarbeitung von Daten und zur Ausgabe von Daten an einen Sender
ausgerüstet. An einen Eingang der integrierten Schaltung 116 ist
ein Temperatursensor 127 zur Bestimmung einer Temperatur am
Topf 116 angeschlossen. Die integrierte Schaltung 116 fühlt
den Temperatursensor 127 zyklisch ab, verarbeitet die abgefühlten
Temperatursignale in eine vorbestimmte Daten- und Protokollstruktur
und übermittelt die so verarbeiteten Temperaturdaten an
einen Sender. Der Sender verfügt über einen nicht
eingezeichneten Modulator und eine nachgeschaltete Sendeantenne.
Als Sendeantenne dient hier die bereits zur Leistungsübertragung
herangezogene Sekundärspule 114. Die von der Sekundärspule 114 ausgestrahlten
Datensignale werden von der auch als Empfangsantenne des Betriebsgeräts 106 dienenden
Primärspule 111 aufgenommen, in einem nicht eingezeichneten
Demodulator des Betriebsgeräts 106 demoduliert
und an eine Steuereinheit 110 des Betriebsgeräts 106 weitergeleitet.
Unter anderem mittels der Temperaturdaten steuert oder regelt die
Steuereinheit (”Herdelektronik”) 110,
die hier einen Mikrocontroller umfasst, die Stromerzeugungseinheit 112.
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Die
Steuereinheit 110 weist einen hier nicht eingezeichneten
Speicher auf, in dem verschiedene Garprogramme gespeichert sind,
als auch Zuordnungen oder Verknüpfungen der einzelnen Garprogramme
zu Gargeschirrarten, und verschiedene Gruppenzugehörigkeiten
(Garprogramm-Hauptgruppe, Garprogramm-Untergruppen usw.).
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Zwar
sind an dem Betriebsgerät nur zwei Arbeitszonen 113a, 113b gezeigt,
jedoch sind auch weniger oder mehr Arbeitszonen realisierbar, insbesondere
vier oder fünf Arbeitszonen.
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2 zeigt
eine Skizze einer vereinfachten Regelstruktur eines Systems aus
einem intelligenten Topf 201 und einem Betriebsgerät 206.
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Der
intelligente Topf 201 weist einen Grundkörper 202 auf,
der durch einen Topfboden 220 nach unten abgeschlossen
wird, und in den Gargut 221 eingefüllt werden
kann. An einer Unterseite des Topfbodens 220 verläuft
eine Heizbahn 222 in Form einer verschlungenen Widerstandsdickschicht-Bahn,
welche bei einer Bestromung aufgeheizt wird und so den Topfboden 220 zur
Erwärmung des Garguts 221 aufwärmt. Zu
ihrer Stromversorgung ist die Heizbahn 222 mit einer Sekundärspule 214 in
Form einer spiralförmig ausgebildeten Sekundärwindung
verbunden und stellt deren Last dar. Von der Sekundärspule 214 wird
auch eine elektrische Leistung zur Versorgung einer Topfelektronik 223 abgezweigt.
Dazu weist die Topfelektronik 223 einen Schaltregler 224 auf,
welcher die von der Sekundärspule 214 ausgegebene
Leistungswechselspannung in eine Niedervoltgleichspannung umwandelt.
Mittels der Niedervoltgleichspannung werden die übrigen
Teile der Topfelektronik 223 betrieben, von denen hier
eine analoge Messelektronik 225, eine integrierte Schaltung 216 und
ein Modulator 226 eingezeichnet sind. Mittels der analogen
Messelektronik 225 werden Messsignale verschiedener Sensoren
des Topfs 201 abgefühlt. Zur einfacheren Darstellung
sind hier lediglich drei an der Unterseite des Topfbodens 220 angebrachte
Temperatursensoren 227 eingezeichnet, jedoch können
auch andere Sensoren mit der analogen Messelektronik 225 verbunden
sein, z. B. Drucksensoren oder Feuchtesensoren. Ferner ist direkt
an einem Messeingang der analogen Messelektronik 225 ein
Eigentemperatursensor 217 vorhanden. Dieser misst somit
die Temperatur im Bereich dieses Messeingangs der analogen Messelektronik 225;
da die Topfelektronik 223 vergleichsweise kompakt auf einer
gemeinsamen Platine (o. Abb.) untergebracht ist, wird die Temperatur
an diesem Messeingang als auch repräsentativ für
die Temperatur an der integrierten Schaltung 216 angesehen.
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Die
analoge Messelektronik 225 ist ausgangsseitig mit einer
Eingangsseite der integrierten Schaltung 216 verbunden,
so dass Temperaturdaten von der analogen Messelektronik 225 an
die integrierte Schaltung 216 zur folgenden Verarbeitung weitergeleitet
werden. Zur Verarbeitung der von der Messelektronik 225 analog übermittelten
Temperaturdaten weist die integrierte Schaltung 216 einen A/D-Wandler
(o. Abb.) auf. In der integrierten Schaltung 216 werden
die von der analogen Messelektronik 225 gelieferten digitalen ”Rohdaten” in
ein zur Kommunikation mit dem Betriebsgerät 206 kompatibles
Format umformatiert. Insbesondere werden Rohdaten in ein vorbestimmtes
Datenformat und Protokollformat umgewandelt. Die formatierten Messdaten werden
von der integrierten Schaltung 216 dann zyklisch, z. B.
alle 10 ms, an den Modulator 226 weitergeleitet, wo sie
auf ein Trägersignal aufmoduliert werden, um danach vom
Modulator 226 über eine Antenne 228 an
das Betriebsgerät 206 übermittelt zu
werden. Die Antenne 228 ist hier als eine parallel zum Topfboden 220 verlaufende
Signalwindung ausgestaltet. Es können aber auch andere
Messdaten von der integrierten Schaltung 216 verarbeitet
und an den Modulator 226 weitergeleitet werden, wie ein
Messsignal einer sekundärseitigen Leistungsspannung. Es können
zudem auch andere Daten von der integrierten Schaltung 216 verarbeitet
und an den Modulator 226 weitergeleitet werden, wie Identifizierungsdaten (Identcode
usw.) und Betriebsdaten, und zwar zyklisch oder – bei einer
bidirektionalen Kommunikation – auf Abfrage. Das Betriebsgerät 206 weist
eine Empfangsantenne 229 auf, die ebenfalls als Signalwindung
ausgestaltet ist, welche im Wesentlichen der Signalwindung der Sendeantenne 228 des
Topfs 201 gegenüberliegt. Die Empfangsantenne 229 empfängt das
von der Sendeantenne 228 ausgestrahlte modulierte Trägersignal
und leitet es an einen Demodulator 230 weiter, in welchem
die auf das Trägersignal aufmodulierten Daten extrahiert
und wieder als lesbare digitale Daten ausgegeben werden. Somit liegen
nun sowohl die von der analogen Messelektronik 225 abgefühlten
Daten als auch von der integrierten Schaltung 216 mitgelieferten
Identifizierungsdaten und Betriebsdaten im Betriebsgerät 206 vor.
Diese Daten werden in einer Steuereinheit (”Herdelektronik”) 210 weiterverarbeitet
und zum Betrieb des Topfs 201 ausgewertet. Aufgrund der
spulenartigen Ausgestaltung und gegenüberliegenden Anordnung
von Sendeantenne 228 und Emp fangsantenne 229 wird eine
Nahfeld-Datenübertragung erreicht, welche nicht signifikant
seitlich abstrahlt und somit von anderen Empfängern an
anderen Arbeitszonen nicht aufgenommen wird. Dadurch wird ein Übersprechen verhindert
und eine eindeutige Zuordnung von Topf 201 und Betriebsgerät 206 nur
aufgrund der Datenübermittlung als solches und ohne andere
Mittel erreicht.
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So
können die von dem Topf 201 ausgesandten Temperaturdaten
in Form von Widerstandswerten der verwendeten Temperatursensoren
vorliegen, falls diese als Widerstandstemperatursensoren ausgestaltet
sind. Daraus kann in der Steuereinheit 210 mittels Nachschlagens
entsprechender Widerstands/Temperatur-Kennlinien in einer Nachschlagetabelle
die Ist-Temperatur an der Unterseite des Topfbodens 220 bestimmt
werden und daraus die Garguttemperatur abgeleitet werden. Beispielsweise
kann die Temperatur an der Unterseite des Topfbodens 220 mit
der Garguttemperatur gleichgesetzt werden, oder es kann ein empirisch
bestimmter Temperaturunterschied hinzugefügt werden, welcher
auch von der Höhe der gemessenen Temperatur abhängig sein
kann. Die Steuereinheit 210 erhält auch Eingaben
von einem Bedienfeld 204, beispielsweise über eine
Soll-Garguttemperatur für eine Temperaturregelung. Dazu
hat ein Bediener vorher die Soll-Garguttemperatur am Bedienfeld 204 direkt
oder über ein Kochprogramm eingestellt. Vom Bedienfeld 204 können – unbemerkt
vom Bediener – auch weitere Regelgrößen
wie PID-Koeffizienten an die Steuereinheit übersendet werden. Über
das Bedienfeld 204 kann ferner in einer Garprogrammbetriebsart
auch eine Bedienerführung zur Auswahl von Garprogrammen oder
eine andere Einstellung von Betriebsarten gesteuert werden, wie
z. B. in 3 beschrieben.
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In
der Steuereinheit 210 kann im Fall einer Temperaturregelung
eine Regelabweichung zwischen Soll-Garguttemperatur und Ist-Garguttemperatur
bestimmt werden, als auch eine Stellgröße des Regelkreises,
woraus wiederum eine Steuerspannung zur Steuerung einer Stromerzeugungseinheit 212 in
Form einer Leistungselektronik berechnet und ausgegeben wird. Die
Steuerspannung liegt hier in einem Bereich zwischen 0 V (ausgeschaltet)
und 4 V (maximal). Dazu ist zwischen der Steuereinheit 210 und
der Stromerzeugungseinheit 212 ein Digital/Analog-Wandler 231 eingefügt.
Mittels der Stromerzeugungseinheit 212 wird eine Primärspule 211 in
Form einer spiralförmig ausgeführten Leistungswindung betrieben,
wie schon bezüglich 1 ausgeführt worden
ist. Die Stromerzeugungseinheit 212 erzeugt dazu eine an
der Primärspule 211 anliegende Leistungs wechselspannung,
hier beispielsweise zwischen 10 VAC und 230 VAC bei einer Frequenz
zwischen 400 KHz und 100 KHz. Die Primärspule 211 erzeugt
als Wechselfeld ein magnetisches Wechselfeld, welches wiederum von
der Sekundärspule 214 aufgenommen wird. In anderen
Worten ergibt sich zwischen der Primärspule 211 und
der Sekundärspule 214 ein auf Induktion beruhender
Energieübertrag (”transformatorische Kopplung”).
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Zur
Durchführung einer Garprogrammbetriebsart kann die Steuereinheit 210 verschiedene Garprogramme,
Zuordnungen oder Verknüpfungen der einzelnen Garprogramme
zu Gargeschirrarten speichern, als auch verschiedenen Gruppenzugehörigkeiten
(Garprogramm-Hauptgruppe, Garprogramm-Untergruppen usw.) der einzelnen
Garprogramme.
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Ist
der Topf 201 auf dem Betriebsgerät 206 aufgesetzt,
beispielsweise auf die in 1 dargestellte
Arbeitszone 113a der Arbeitsplatte 105, kann Energie
vom Betriebsgerät 206 auf den Topf 201 und Datensignale
vom Topf 201 auf das Betriebsgerät 206 übertragen
werden. Aufgrund der transformatorischen oder induktiven Kopplung
zwischen Primärspule 211 und Sekundärspule 214 ist
die Energieübertragung jedoch nur in einem Nahfeld der
Primärspule 211 zum Betrieb des Topfs 201 möglich.
Typische maximale senkrechte Abstände (entlang der z-Erstreckung)
zwischen Betriebsgerät 206 und Topf 201 betragen
hier zwischen 0,3 mm und 3 mm. Ein maximaler Versatz in r-Erstreckung
aus einer zentrierten Position beträgt hier bis zu 3 cm.
Wird der Topf 201 weiter von der Primärspule 211 entfernt, reicht
die übertragene Leistung nicht mehr zum Betrieb des Topfs 201 aus.
Dann reicht die übertragene Energie auch nicht mehr zum
Betrieb der Topfelektronik 223, welche sodann ihren Betrieb
einstellt. Die auf den Topf 201 zur Datenübertragung,
einschließlich zum Betrieb der Topfelektronik 223,
benötigte Leistung beträgt weniger als 5 W, vorteilhafterweise
nicht mehr als 3 Watt. Eine Unterbrechung der Datenübertragung
wird als Entfernen des Topfs 201 vom Betriebsgerät 206 gedeutet
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Bei
einer Annäherung des Topfs 201 an ein Betriebsgerät 206 kann
dieses wieder in das Nahfeld der Primärspule 211 eintreten
und somit wieder mit Energie versorgt werden. In diesem Fall sendet
die Topfelektronik 223 wieder Signale über den
Sender 226,228 aus, welche vom Betriebsgerät 206 erkannt werden.
Eine Datenübertragung wird als Aufsetzen des Topfs 201 auf
dem Betriebsgerät 206 gedeutet.
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3 zeigt
ein mögliches Ablaufdiagramm zur Auswahl eines Garprogramms,
z. B. an einem wie in 1 und 2 gezeigten
System.
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In
einem ersten Schritt S1 wird vom Betriebsgerät eine Art
eines daran betreibbaren Gargeschirrs erkannt, z. B. eine Pfanne
oder ein Topf. Dies kann mittels eines Übertragens einer
Gargeschirrkennung oder auf beliebige andere Weise geschehen.
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In
einem folgenden Schritt S2 werden auf der Grundlage der Art des
erkannten Gargeschirrs vom Betriebsgerät dazu zugehörige
Garprogramme identifiziert, z. B. mittels Nachschlagens in einer
Nachschlagetabelle einer Steuereinheit des Betriebsgeräts. Überschreitet
eine Zahl der gefundenen Garprogramme eine festgelegte Maximalzahl,
welche sich im Rahmen der Bedienergonomie (Schriftgröße, Symbolgröße,
Anzeigefläche einer Anzeigeeinheit usw.) in einer Anzeige
vollständig anzeigen lässt oder lassen soll, nicht
(lassen sich also alle aufgefundenen Garprogramme vollständig
in der Anzeigeeinheit anzeigen, z. B. im berührungsempfindlichen
Bildschirm 104 aus 1), werden
in einem folgenden Schritt S3 diese auf die Art des erkannten Gargeschirrs
beschränkten Garprogramme einem Bediener zur Auswahl angeboten,
d. h., in der Anzeigeeinheit auswählbar angezeigt. In einem
folgenden Schritt S4 kann ein Bediener dann ein gewünschtes Garprogramm
aussuchen. Falls zum Starten des Garprogramms mindestens ein Garprogrammparameter
einstellbar ist, z. B. eine Menge, Anzahl, Bräunungsgrad
usw., kann der mindestens eine Garprogrammparameter in einem folgenden
Schritt S5 zur Einstellung angeboten werden. Folgend kann der Bediener
das Garprogramm starten.
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Sind
jedoch so viele Garprogramme für die erkannte Gargeschirrart
aufgefunden worden (die Zahl der aufgefundenen Garprogramme überschreitet
die vorgegebene Maximalzahl), so dass sie im Rahmen der Bedienergonomie
nicht vollständig in einer Anzeigeeinheit angezeigt werden
können, wird in einem auf Schritt S2 folgenden Schritt
S6 eine auf die Art des Gargeschirrs beschränkte Menge
an Garprogramm-Hauptgruppen zur Auswahl angeboten. Diese Menge kann
vorteilhafterweise im Rahmen der Bedienergonomie vollständig
in einer Anzeigeeinheit angezeigt werden, ein Bediener braucht somit
zur Übersicht über die Garprogramm-Hauptgruppen
den Bildschirm der Anzeigeeinheit (z. B. den berührungsempfindlichen
Bildschirm 104 aus 1) nicht
zu verschieben, z. B. nicht zu scrollen o. ä. Eine Garprogramm-Hauptgruppe
kann vorteilhafterweise eine Gruppe von Garprogrammen umfassen,
welche einem Bediener bekannt ist und/oder von ihm intuitiv erfasst
werden kann. Dazu sind die Garprogramm-Hauptgruppen vorteilhafterweise
so definiert, dass sie wie Kapitel eines Kochbuchs erscheinen, z. B.
mit den Bezeichnungen 'Soßen', 'Suppen', 'Fleisch', 'Fisch',
'Gemüse usw.
-
Nach
einer auf Schritt S6 folgenden Auswahl einer der angebotenen Garprogramm-Hauptgruppen durch
einen Bediener in Schritt S7 werden in einem folgenden Schritt S8
vom Betriebsgerät die Garprogramme identifiziert, die der
ausgewählten Garprogramm-Hauptgruppe zugehörig
sind, z. B. mittels Nachschlagens in einer Nachschlagetabelle einer Steuereinheit
des Betriebsgeräts. Diese Menge der in Schritt S8 identifizierten
Garprogramme ist eine Teilmenge der bereits in Schritt S2 identifizierten
Garprogramme.
-
Überschreitet
eine Zahl der in Schritt S8 aufgefundenen Garprogramme eine festgelegte
Maximalzahl, welche sich im Rahmen der Bedienergonomie (Schriftgröße,
Symbolgröße, Anzeigefläche der Anzeigeeinheit
usw.) in einer Anzeige vollständig anzeigen lässt
oder lassen soll, nicht (lassen sich also alle aufgefundenen Garprogramme
vollständig in der Anzeigeeinheit anzeigen), werden in
einem folgenden Schritt S9 diese nun auch auf die ausgewählte Garprogramm-Hauptgruppe
beschränkten Garprogramme einem Bediener zur Auswahl angeboten.
In dem folgenden Schritt S4 kann ein Bediener dann ein gewünschtes
Garprogramm aussuchen. Falls zum Starten des Garprogramms mindestens
ein Garprogrammparameter einstellbar ist, z. B. eine Menge, Anzahl,
Bräunungsgrad usw., wird er in einem folgenden Schritt
S5 zur Einstellung angeboten. Folgend kann der Bediener das Garprogramm
starten. Die in Schritt S8 vorgegebene Maximalzahl kann von der
in Schritt S2 verwendeten Maximalzahl abweichen.
-
Sind
jedoch so viele Garprogramme für die ausgewählte
Garprogramm-Hauptgruppe aufgefunden worden (die Zahl der aufgefundenen
Garprogramme überschreitet die vorgegebene Maximalzahl),
so dass sie im Rahmen der Bedienergonomie nicht vollständig
in einer Anzeigeeinheit angezeigt werden können, wird in
einem folgenden Schritt S10 eine auf die ausgewählte Garprogramm-Hauptgruppe
beschränkte Menge an Garprogramm-Untergruppen zur Auswahl
angeboten. Diese kann vorteilhafterweise im Rahmen der Bedienergonomie
vollständig in einer Anzeigeeinheit angezeigt werden, ein
Bediener braucht somit zur Übersicht über die
Garprogramm-Hauptgruppen nicht zu scrollen o. ä. Eine Garprogramm-Untergruppe
kann vorteilhafterweise eine Gruppe von Garprogram men umfassen,
welche alphabetisch nach ihrem Anfangsbuchstaben zusammengefasst
sind, z. B. 'A-D, 'E-Fa', 'Fe-H', 'I' usw.
-
Nach
Auswahl einer der angebotenen Garprogramm-Untergruppen durch einen
Bediener in Schritt S11 werden in einem folgenden Schritt S12 vom
Betriebsgerät die Garprogramme identifiziert und zur Auswahl
angeboten, die der ausgewählten Garprogramm-Untergruppe
zugehörig sind, z. B. mittels Nachschlagens in einer Nachschlagetabelle
einer Steuereinheit des Betriebsgeräts. Diese Menge der
in Schritt S12 angebotenen Garprogramme ist eine Teilmenge der bereits
in den Schritten S2 und S8 beschränkten Menge von Garprogrammen.
-
Für
das gezeigte Ausführungsbeispiel wird angenommen, dass
sich alle einer Garprogramm-Untergruppe zugehörigen Garprogramme vollständig
in der Anzeigeeinheit anzeigen lassen. In dem folgenden Schritt
S4 kann ein Bediener dann ein gewünschtes Garprogramm auswählen.
Falls zum Starten des Garprogramms mindestens ein Garprogrammparameter
einstellbar ist, z. B. eine Menge, Anzahl, Bräunungsgrad
usw., wird er in einem folgenden Schritt S5 zur Einstellung angeboten.
Folgend kann der Bediener das Garprogramm starten.
-
Selbstverständlich
ist die vorliegende Erfindung nicht auf das gezeigte Ausführungsbeispiel
beschränkt. So können, z. B. abhängig
von der Zahl der Garprogramme, auch mehr als drei Auswahlstufen vorhanden
sein. Beispielsweise kann dann, wenn die Zahl der Garprogramme in
der alphabetisch zu 'A-D' zusammengefassten Garprogramm-Untergruppe eine
gemeinsam darstellbare Maximalzahl überschreitet, im Folgenden
nach Auswahl dieser Garprogramm-Untergruppe 'A-D' eine weitere Auswahl
von feiner unterteilten, z. B. alphabetisch sortierten, Garprogramm-Untergruppen
angeboten werden, z. B. 'Ab-As', 'At-Be' usw. Auch mag eine bidirektionale Kommunikation
zwischen Topf und Betriebsvorrichtung vorliegen. Ein von der Betriebsvorrichtung
betreibbares Gerät ist nicht auf einen Topf eingeschränkt,
sondern kann jedes andere Gargeschirr (Pfanne usw.) umfassen.
-
- 101
- Intelligenter
Topf
- 102
- Grundkörper
- 104
- Bedienfeld
- 105
- Arbeitsplatte
- 106
- Betriebsgerät
- 107
- Energieübertragungseinheit
- 108
- Gehäuse
- 109
- Betätigungselement
- 110
- Steuereinheit
- 111
- Primärspule
- 112
- Stromerzeugungseinheit
- 113
- Arbeitszone
- 114
- Sekundärspule
- 115
- Linie
- 116
- integrierte
Schaltung
- 117
- Eigentemperatursensor
- 127
- Temperatursensor
- 201
- Intelligenter
Topf
- 202
- Grundkörper
- 206
- Betriebsgerät
- 210
- Steuereinheit
- 211
- Primärspule
- 212
- Stromerzeugungseinheit
- 214
- Sekundärspule
- 216
- integrierte
Schaltung
- 217
- Eigentemperatursensor
- 220
- Topfboden
- 221
- Gargut
- 222
- Heizbahn
- 223
- Topfelektronik
- 224
- Schaltregler
- 225
- analoge
Messelektronik
- 226
- Modulator
- 227
- Temperatursensor
- 228
- Sendeantenne
- 229
- Empfangsantenne
- 230
- Demodulator
- 231
- D/A-Wandler
- S
- Ablaufschritt
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
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Zitierte Patentliteratur
-
- - DE 10343011
A1 [0002]
- - DE 102005022352 A1 [0002]
- - DE 102006017800 A1 [0002]
- - DE 102006017801 A1 [0002]
- - US 6953919 B1 [0003]
- - DE 102005043216 A1 [0004]