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Anwendungsgebiet und Stand
der Technik
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Die
Erfindung betrifft ein Gas-Kochfeld mit einer Kochfeldplatte und
mindestens einer Kochstelle daran.
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Üblicherweise
weisen Kochstellen an Gas-Kochfeldern mit einer Kochfeldplatte ringartig oder
kronenartig ausgebildete Topfträgereinrichtungen
auf, die mehrere Aufsetzpunkte bilden. Auf diese Aufsetzpunkte kann über einem
Gasbrenner der Kochstelle ein Topf aufgesetzt werden für einen Kochvorgang.
Derartige Topfträgereinrichtungen
bestehen häufig
aus Gusseisen.
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Aufgabe und Lösung
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein eingangs genanntes Gas-Kochfeld zu schaffen, mit
dem Probleme des Standes der Technik gelöst werden können und insbesondere weitere
Funktionalitäten
am Gas-Kochfeld
erreicht werden können.
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Gelöst wird
diese Aufgabe durch ein Gas-Kochfeld mit den Merkmalen des Anspruchs
1. Vorteilhafte sowie bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung sind
Gegenstand der weiteren Ansprüche und
werden im folgenden näher
erläutert.
Der Wortlaut der Ansprüche
wird dabei durch ausdrückliche Bezugnahme
zum Inhalt der Beschreibung gemacht.
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Es
ist vorgesehen, dass das Gas-Kochfeld einen Gasbrenner an der Kochstelle
sowie eine Topfträgereinrichtung
aufweist, die insbesondere die Kochstelle definieren. Üblicherweise
wird ein Topf durch Aufstellen auf diese Topfträgereinrichtung an dem Gasbrenner
bzw. über
dem Gasbrenner gehalten. Erfindungsgemäß weist die Topfträgereinrichtung
einen Innenraum auf, der insbesondere hohl ist, und in dem verschiedene
Funktionselemente angeordnet sein können, insbesondere Sensoren
odgl., was später
noch näher
erläutert
wird. Des weiteren ist die Kochfeldplatte unter den Topfträgern jeweils durchgehend
ausgebildet und ohne Unterbrechungen, insbesondere auch ohne Vertiefungen
odgl.. Dabei kann sie insbesondere mit ihrer sonstigen Dicke und
Oberfläche
kontinuierlich verlaufen.
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In
einer grundsätzlichen
vorteilhaften Ausbildung der Erfindung kann die Topfträgereinrichtung aus
einzelnen bzw. separaten Bauteilen bestehen, die also nicht zusammenhängend ausgebildet
und verteilt angeordnet sind, und die einen Innenraum aufweisen.
Sie werden im folgenden als Topfträgerteile bezeichnet. Sie sind
auf der Kochfeldplatte befestigt, beispielsweise festgeklebt. Vorteilhaft
sind sie jedoch lösbar
befestigt, was durch Festsaugen, eine Magnethalterung oder durch
Aufsetzen auf an der Oberseite der Kochfeldplatte aufgebrachte,
insbesondere aufgeklebte, Vorsprünge
möglich
ist. Diese Befestigung der einzelnen Topfträgerteile auf der Kochfeldplatte
ist deswegen vorteilhaft und in den meisten Fällen auch notwendig, damit
sie in einer vorgegebenen Zuordnung zueinander und rund um den Gasbrenner
verbleiben, damit ein sicheres und definiertes Aufsetzen eines Topfes
möglich
ist.
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In
einer grundsätzlich
anderen und vorteilhaften Ausbildung der Erfindung kann die Topfträgereinrichtung
zusammenhängend
ausgebildet sein für eine
einfachere Handhabung, möglicherweise
auch einstückig
bzw. aus mehreren Topfträgerteilen,
die als einzelne Bereiche odgl. zu einem Teil verbunden oder aus
einem einzigen Materialstück
herausgearbeitet sind. Besonders vorteilhaft kann sie ringartig um
den Gasbrenner herum verteilt zusammenhängen bzw. an einem umlaufenden
Ring vorgesehen bzw. ausgebildet sein. Dies entspricht dann diesbezüglich einer
im wesentlichen bekannten Topfträgereinrichtung.
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In
weiterer Ausbildung der Erfindung können mindestens drei Topfträgerteile
der Topfträgereinrichtung
vorgesehen sein, was eine stabile Dreipunktlagerung eines aufgesetzten
Topfes ergibt. Vorteilhaft können
es noch mehr Topfträgerteile
sein, beispielsweise fünf
Topfträgerteile.
Sie sind rings um den Gasbrenner verteilt, vorteilhaft gleichmäßig verteilt
und insbesondere auch fest miteinander verbunden.
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Die
in dem hohlen Innenraum angeordneten, vorgenannten Funktionselemente
können
Sensoren sein, die vorteilhaft für
mindestens eine der folgenden Funktionen wie Topferkennung, Übertemperaturschutz
und Flammenüberwachung
für die
Gasbrennerflamme ausgebildet sind. Abhängig von der Art und einer
möglichen
Baugröße der Sensoren
kann vorgesehen sein, dass lediglich einer der Topfträgerteile
Sensoren aufweist, es also nur einen Innenraum mit Sensoren gibt.
Insofern kann vorgesehen sein, dass die anderen Topfträgerteile
entweder baugleich ausgebildet sind mit Innenraum, der leer ist.
Alternativ können äußerlich
gleich ausgebildete Topfträgerteile
verwendet werden, die dann auch keinen hohlen Innenraum benötigen.
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Gemäß einer
grundsätzlichen
Alternative kann vorgesehen sein, pro Topfträgerteile bzw. pro Innenraum
nur eine Art von Funktionselement bzw. Sensor vorzusehen. Dies vereinfacht
eine Sensoransteuerung und -auswertung. Des weiteren kann so die
Problematik vermieden werden, dass sich die Sensoren gegenseitig
störend
beeinflussen.
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Die
genannten Sensoren für
einen Übertemperaturschutz
können
an sich bekannte Temperatursensoren sein. Sie können die Temperaturinformation
drahtlos an eine Auswertung unter der geschlossenen nichtmetallischen
Kochfeldplatte weitergeben, beispielsweise mit RFID-Technik. Dabei
kann ein Schwingkreis mit einem temperaturabhängigen Schwingkreiselement
vorgesehen sein. Anhand der Schwingkreischarakteristik kann die
Temperatur ermittelt werden. Alternativ kann eine optische Temperaturmessung
durch die Kochfeldplatte, welche dann vorteilhaft eine lichtdurchlässige Glaskeramikplatte ist,
und durch zumindest in Längsrichtung
lichtdurchlässigen
Topfträgerteile
direkt an der Unterseite eines aufgesetzten Topfbodens vorgenommen
werden. Dies ist aus dem Stand der Technik grundsätzlich für direkt
auf eine Kochfeldplatte aufgesetzte Töpfe bekannt. Eine Flammenüberwachung
für die
Gasbrennerflamme kann auf ähnliche
Art und Weise erfolgen mit optischer Abtastung durch die Kochfeldplatte
und den Innenraum an der Topfträgereinrichtung
hindurch. Möglichkeiten
zur Topferkennung neben optischen Möglichkeiten über eine
Art Lichtschranke bzw. Reflex-Lichtschranke werden nachfolgend noch genauer
dargelegt.
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In
nochmaliger weiterer grundsätzlicher
Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die Topfträgereinrichtung
bzw. mindestens ein Topfträgerteil
an einer Kochstelle Anzeigemittel aufweist, mit denen Anzeigefunktionen
durchgeführt
werden können.
Derartige Anzeigefunktionen sind beispielsweise Statusinformationen
wie Betriebszustand einer Kochstelle bzw. des Gasbrenners, Timer-Anzeigen, Überhitzungsschutz
oder eventuell sogar von Kochstufen bzw. Leistungsstufen der Kochstelle.
Derartige Anzeigemittel sind besonders vorteilhaft für eine optische
Anzeige ausgebildet, entweder durch einfache Leuchtfunktion oder
aber verbunden mit einer durch das Leuchten übermittelten Information, beispielsweise
indem mehrere Lichter bzw. Anzeigen an einer Topfträgereinrichtung
aufleuchten, möglicherweise
in unterschiedlichen Farben. So kann insbesondere eine eingestellte
Leistung angezeigt werden.
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Für eine optische
Anzeige ist es möglich, dass
an einer Seite der Topfträgereinrichtung
bzw. des Topfträgerteils
elektrische Leuchtmittel daran bzw. darin angeordnet sind oder,
da dann keine direkte Energiezufuhr notwendig ist, Lichtaustritte
von Leuchtmitteln, die unterhalb der Kochfeldplatte angeordnet sind.
So ist eine technisch beherrschbare und leichte Realisierung möglich. Insbesondere
können Leuchtmittel
wie LED unterhalb der Kochfeldplatte angeordnet sein und durch diese
hindurch in die Topfträgereinrichtung
bzw. das Topfträgerteil
hineinstrahlen, der dann zumindest bereichsweise lichtdurchlässig ausgebildet
ist bzw. einen entsprechend ausgebildeten Lichtkanal aufweist sowie
an der Unterseite einen Lichteinlass. Durch Lichtverteilmittel wie
Spiegel, Prismen oder eingebaute, gebogene bzw. abgewinkelte Lichtleiter
odgl. kann dann das Licht zur Seite hin entsprechend umgeleitet
werden und an entsprechenden Lichtaustritten, insbesondere nach
Art von lichtdurchlässigen
Kunststofffenstern odgl., seitlich und nach außen abgestrahlt werden. Eine
Abstrahlung kann dabei entweder in mehrere Richtungen oder sogar
ringförmig
nach außen
erfolgen. Alternativ kann eine Abstrahlrichtung für Lichtaustritte
in Richtung der Vorderseite des Gas-Kochfeldes ausgerichtet sein, da hier üblicherweise
eine Bedienperson, die die Leuchtanzeige erkennen können soll,
steht.
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In
nochmals weiterer Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein,
dass zumindest ein Topfträgerteil
bzw. der Innenraum eine zusätzliche Wärmedämmung aufweist,
mit der in seinem Inneren angeordnete Funktionselemente wie die
vorgenannten Sensoren oder die vorgenannten Anzeigemittel vor Wärme von
dem aufgesetzten Topf bzw. vor von dem seitlich daneben befindlichen
Gasbrenner ausgestrahlten Wärme
geschützt
werden können.
Neben einer möglicherweise
reflektierend ausgebildeten Außen-
oder Innenseite können
dies übliche
Wärme dämmungen
sein, entweder durch Materialwahl des Topfträgerteils oder durch zusätzlich angebrachte
Wärmedämmschichten,
beispielsweise aus Vermiculite odgl.. Mit einer solchen Wärmedämmung können auch
weitere, nachfolgend noch erläuterte
Funktionselemente bzw. Einrichtungen in der Topfträgereinrichtung
besser vor Wärme
geschützt
werden, beispielsweise Mikrocontroller oder Schwingkreise.
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In
nochmals weiterer Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein,
dass ein Topfträgerteil
an seiner Unterseite und/oder an seiner Oberseite eine Abdeckung
wie eine Beschichtung odgl. aufweist, die aus einem anderen Material
besteht als das Topfträgerteil
selbst. Dies kann einerseits ein Metall sein, beispielsweise um
eine möglichst
gute thermische Ankopplung an die Unterseite eines aufgestellten
Topfes zu erreichen für
in dem Innenraum angeordnete Temperatursensoren. Alternativ kann
es ein temperaturbeständiger
Kunststoff sein, beispielsweise Silikon, um einen sicheren Stand
des ausgesetzten Topfes zu gewährleisten
sowie ein Verkratzen zu vermeiden. Des weiteren kann bei einem keramischen
Topfträger
eine Beschädigung
der Topfträgereinrichtung
durch einen zu unsanft aufgesetzten oder herab fallenden Topf vermieden
werden.
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Eine
Topfträgereinrichtung
kann einerseits aus Metall bestehen, wodurch sie günstig hergestellt werden
kann, bei einer Herstellung aus Edelstahl oder Aluminium eine ansprechende
Optik hat und auch robust bzw. mechanisch stabil ist. Alternativ kann
sie aus nicht-metallischem Material bestehen, was insbesondere die
Verwendung von kapazitiven Topferkennungssensoren im bzw. an einem
Topfträgerteil
ermöglicht
bzw. verbessert. Hier bieten sich Glas, Keramik oder Porzellan an,
ebenso entsprechend stabiler und temperaturbeständiger Kunststoff.
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Es
ist möglich,
ein Topfträgerteil
oder Teile einer Topfträgereinrichtung
im wesentlichen als Rohr auszubilden, vorteilhaft rund. Es kann
allgemein ein zylindrischer Hohlkörper sein und je nach Ausbildung an
sei nem oberen bzw. unteren Ende verschlossen sein, beispielsweise
als vorgenannte Abdeckung an der Oberseite oder der Unterseite.
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Eingangs
beschriebene Sensoren für
eine Topfträgereinrichtung
können
in einer Ausgestaltung der Erfindung als eine oder mehrere elektrisch
leitfähige
obere Sensorflächen
auf der Oberseite eines Topfträgerteils
angeordnet sein. An dessen Unterseite ist eine weitere elektrisch
leitfähige
untere Sensorfläche
angeordnet, wobei die beiden Sensorflächen elektrisch leitend miteinander
verbunden sind, jedoch von der übrigen
Topfträgereinrichtung
elektrisch isoliert. Unterhalb des Topfträgerteils ist an der Unterseite
der Kochfeldplatte eine elektrisch leitende Verbindungsfläche vorgesehen,
die wiederum mit einer Ansteuerung und/oder einer Auswertung verbunden
ist, möglicherweise
des gesamten Gas-Kochfeldes.
Somit ist diese untere Verbindungsfläche kapazitiv an die Unterseite
eines aufgestellten Topfes angekoppelt, um auf diese Art und Weise
eine Topferkennung zu realisieren.
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Für eine solche
Topferkennung gibt es mehrere Möglichkeiten.
Einerseits ist es möglich,
dass eine Topfträgereinrichtung
einer Kochstelle zwei gleich und wie vorbeschrieben ausgebildete
Topfträgerteile
aufweist, die jeweils eine elektrisch leitfähige untere kapazitive Verbindungsfläche als
eine Art Sensorflächen
aufweisen. An einer dieser kapazitiven Verbindungsflächen bzw.
kapazitiven Sensorflächen
ist eine elektrische Signalerzeugung angeschlossen und an der anderen
kapazitiven Verbindungsfläche
eine Auswertung. So kann die kapazitive Kopplung eines eingespeisten
Ansteuerungssignals gemessen werden, um zu bestimmen, ob ein Topf
aufgestellt worden ist, der dann das Ansteuersignal von der einen
oberen Sensorfläche
an die andere obere Sensorfläche
weitergibt. Dies kann auch bei keramischen oder Glastöpfen mit
Wasser als Kochgut funktionieren. Das Ansteuersignal wird dabei über eine
kapazitive Kopplung von der Verbindungsfläche an die untere Sensorfläche jeweils
weitergegeben.
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Alternativ
zu einer solchen Durchleitung eines Ansteuersignals durch zwei angesteuerte
Sensorflächen
und den aufgestellten Topf kann vorgesehen sein, dass eine der Sensorflächen bzw.
deren entsprechende untere Verbindungsfläche an Masse angeschlossen
ist. Somit wird lediglich die Änderung der
Dämpfung
des Ansteuerungssignals gegen Masse durch Anwesenheit eines Topfes
erfasst.
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Als
weiteres vorgenanntes Funktionselement kann in einem Topftragerteil
ein Übertemperaturschutz
vorgesehen sein. Dazu kann beispielsweise mindestens ein LC-Schwingkreis
vorgesehen sein sowie ein mechanischer Temperaturschalter, vorteilhaft
ein Bimetallschalter, der den Schwingkreis unterbrechen kann. Dieser
Temperaturschalter ist thermisch an die Oberseite des Topfträgerteils
gekoppelt, damit Wärme
vom Topfboden auf ihn übertragen wird.
Die zugehörige
Induktivität
des Schwingkreises ist dann im unteren Bereich des Topfträgers angeordnet,
wobei an der Unterseite der Kochfeldplatte unterhalb des Topfträgerteils
eine korrespondierende Induktivität bzw. Spule angeordnet ist,
die mit dem Schwingkreis zusammenarbeitet bzw. ein System bildet.
Bei einer alternativen Ausgestaltung kann die obere Spule auch mit
einem Ferrit umgeben sein, welcher bei einer kritischen Temperatur
seinen Curie-Punkt überschreitet.
Somit ändert
sich dann dessen typische Resonanzfrequenz, was wiederum über eine
Auswertung unter der Kochfeldplatte erkannt werden kann.
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Die
genannte untere Induktivität
bzw. Spule ist mit einer Auswertung verbunden, vorteilhaft mittels
einer elektrischen Leitung, so dass die Auswertung an einer anderen
Stelle sitzen kann, insbesondere in eine entfernt angeordnete zentrale
Steuerung des Gas-Kochfeldes integriert sein kann. Bei einer für den Temperaturschalter
eingestellten Temperatur, vorteilhaft einer für den Topf kritischen Temperatur von
beispielsweise etwa 300°C,
schaltet der Schalter und unterbricht den Schwingkreis im Topfträgerteil. Dies
kann über
die Induktivität
unter der Kochfeldplatte erkannt werden und somit kann das Überschreiten
der kriti schen Temperatur erfasst werden. Davon abhängig kann
entweder ein akustisches oder optisches Signal, insbesondere auf
vorgenannte Art und Weise, am Topfträgerteil selbst erzeugt werden oder
eine Heizleistung reduziert werden.
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Alternativ
zu einem Öffnen
oder Schließen des
Schwingkreises mittels des mechanischen Temperaturschalters kann
eine weitere Spule im Schwingkreis angeordnet werden, die durch
den Temperaturschalter überbrückt oder
zugeschaltet wird. So kann sozusagen der Schwingkreis auf andere
Art und Weise thermisch beeinflusst werden zur Feststellung des
Erreichens einer bestimmten Temperatur. Alternativ kann hierdurch
das Aufsetzen eines Topfes erkannt werden, insbesondere wenn nämlich die
obere Spule durch das Aufsetzen eines metallischen Topfes beeinflusst
wird und die sich dadurch verändernde
Dämpfung
des Schwingkreises als Topferkennung ausgewertet werden kann. Somit kann
also quasi mit einem Schwingkreis sowohl eine Topferkennung als
auch ein vorbeschriebener Übertemperaturschutz
erreicht werden. Ist die erkannte Temperatur so hoch, dass die obere
Spule durch den Temperaturschalter überbrückt wird und somit quasi nicht
mehr vorhanden ist, so funktioniert die Topferkennung zwar auf einmal
nicht mehr. Allerdings hat sie davor funktioniert, was eben erkannt
werden kann, und dann ist eben aufgrund der erkannten Temperatur
klar, dass ein Topf aufgesetzt sein muss. Insofern kann eine Steuerung
auch dies entsprechend erkennen und korrekt verarbeiten, was vorteilhaft
das Abschalten der Kochstelle ist.
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In
nochmals weiterer grundsätzlicher
Ausgestaltung der Erfindung ist es möglich, dass in dem Topfträgerteil
selbst ein Mikrocontroller angeordnet ist, der Sensoren im Topfträgerteil
direkt ansteuern und auswerten kann. Ein solcher Mikrocontroller
sollte vorteilhaft als hochtemperaturbeständiges Bauteil ausgebildet
sein, z. B. in SOI-Technologie. Seine Energieversorgung kann durch
eine bereits vorbeschriebene Schwingkreisanordnung an der Unterseite
des Topfträgerteils
sowie darunter an der Unterseite der Kochfeldplatte erfolgen. Der
Mikrocontroller kann mit einer Übertragungseinrichtung
verbunden sein zum Senden von Sensordaten per Funk, Nahfeldkommunikation
induktiver oder kapazitiver Kopplung. Unter der Kochfeldplatte kann
eine Empfangselektronik bzw. ein weiterer Schwingkreis vorgesehen sein,
die mit einer Auswertung verbunden ist zur Weitergabe der Auswertung
an eine Steuerung des Gas-Kochfeldes.
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Es
kann eine Vielzahl unterschiedlicher bereits bekannter und üblicher
Sensoren verwendet werden, insbesondere für die vorbeschriebenen Funktionen
wie Topferkennung, und zwar kapazitiv oder induktiv, oder Erfassung
von Temperatur, Gewicht eines aufgesetzten Topfes, Kochgeräten oder Füllstand.
Eine Signalübertragung
vom Mikrocontroller an eine Auswertung oder Kochfeldsteuerung kann entweder
ebenfalls über
Schwingkreiskopplung erfolgen, vorteilhaft aber über Funk oder Nahfeldkommunikation.
Es können
auch Solarzellen oder ein Thermogenerator an der Außenseite
des Topfträgerteils vorgesehen
sein zusammen mit einem Energiespeicher, vorteilhaft einem kleinen
Akkumulator, der zusätzlich
zu der aktuell erzeugten elektrischen Energie eine Energieversorgung
des Mikrocontrollers sowie einer Signalübertragung sicherstellt.
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Denkbar
ist es in einer weiteren grundsätzlichen
Ausgestaltung der Erfindung auch, sowohl eine kapazitive als auch
eine induktive Funktion bzw. Signalübertragung zu nutzen. Somit
ergänzen
sich die Vorteile der jeweiligen Verfahren und führen so zu einer genaueren
Auswertung. Hierbei ist es möglich, die
Spulen für
die induktive Signalübertragung
mit einer zusätzlichen
Fläche
als kapazitive Fläche
zu versehen. Durch die zusätzliche
Fläche
kann eine möglicherweise
zu geringe Koppelkapazität
der Spulen selbst vermieden werden. Eine solche zusätzliche kapazitive
Fläche
ist beispielsweise durch eine Beschichtung der Spule oder von Bereichen
davon möglich.
Die Signalübertragung
sowohl auf kapazitivem als auch auf induktivem Weg kann dann miteinander
verglichen werden und dies führt
zu einer sicheren und genaueren Signalübertragung mit weniger Fehlern
bzw. Problemen.
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In
Erweiterung der Erfindung ist es möglich, die Topfträgereinrichtung
bzw. Topfträgerteile
elektrisch leitend und selbst als Teil einer Sensorik auszubilden.
Diese bilden für
jeweils zwei Kochstellen eine Hälfte
der Topfträgereinrichtung,
wodurch somit zwei unterschiedliche Topfträgerteile an einer Kochstelle vorhanden
sind. In das eine wird ein Signal kapazitiv eingekoppelt und im
anderen ausgekoppelt.
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Diese
und weitere Merkmale gehen außer aus
den Ansprüchen
auch aus der Beschreibung und den Zeichnungen hervor, wobei die
einzelnen Merkmale jeweils für
sich allein oder zu mehreren in Form von Unterkombinationen bei
einer Ausführungsform der
Erfindung und auf anderen Gebieten verwirklicht sein und vorteilhafte
sowie für
sich schutzfähige
Ausführungen
darstellen können,
für die
hier Schutz beansprucht wird. Die Unterteilung der Anmeldung in einzelne
Abschnitte sowie Zwischen-Überschriften beschränken die
unter diesen gemachten Aussagen nicht in ihrer Allgemeingültigkeit.
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Kurzbeschreibung der Zeichnungen
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Ausführungsbeispiele
der Erfindung sind in den Zeichnungen schematisch dargestellt und
werden im folgenden näher
erläutert.
In den Zeichnungen zeigen:
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1 eine
seitliche Schnittdarstellung durch ein Gas-Kochfeld mit mehreren
Topfträgerteilen
einer Topfträgereinrichtung,
einem Gasbrenner darunter sowie einem aufgesetzten Topf,
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2 eine
Draufsicht auf das Gas-Kochfeld gemäß 1 mit Verbindungen
zwischen den Topfträgerteilen
und
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3 bis 6 Variationen
der Funktionselemente in den Topfträgerteilen.
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Detaillierte Beschreibung
der Ausführungsbeispiele
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In 1 ist
ein Gas-Kochfeld 11 mit einer Kochfeldplatte 12 dargestellt,
die beispielsweise aus Glaskeramik besteht. Eine Kochstelle 14 wird
im wesentlichen von einem bzw. um einen Gasbrenner 16 gebildet, über dem
ein Topf 18 mit Gargut 19 darin, beispielsweise
Wasser, angeordnet ist. Der Topf 18 steht auf einer Topfträgereinrichtung 20 an
der Kochstelle 14. Die Topfträgereinrichtung 20 wiederum
besteht aus mehreren, separat voneinander ausgebildeten Topfträgerteilen 22,
von denen ein Topfträgerteil 22a und
ein Topfträgerteil 22b dargestellt
sind. In vorteilhaften Ausgestaltungen sind fünf derartige Topfträgerteile 22 rund
um den Gasbrenner 16 mit gleichmäßigem Abstand vorgesehen.
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Der
Aufbau der Topfträger 22 wird
am linken Topfträgerteil 22a beispielhaft
beschrieben, wobei in 1 das rechte Topfträgerteil 22b identisch
aufgebaut ist. Das Topfträgerteil 22a besteht
im wesentlichen aus einem Keramikrohr 23 mit einem Hohlraum 24.
Das Keramikrohr ist aus einer entsprechend stabilen und optisch
ansprechenden Keramik gebildet mit ausreichender Wandstärke von
beispielsweise wenigen Millimetern und einer Höhe von etwa 3 cm bis 5 cm,
so dass die Unterseite des Topfes 18 mit ausreichendem
Abstand über
dem Gasbrenner 16 steht. An seiner Oberseite weist das
Topfträgerteil 22a eine
obere Abdeckkappe 26 und an seiner Unterseite eine untere
Abdeckkappe 27 auf. Diese bestehen in diesem Ausführungsbeispiel
aus Metall, beispielsweise Edelstahl oder Aluminium, und sind fest mit
dem Keramikrohr 22 verbunden. Eine Verbindung kann entweder
durch bündigen
Sitz oder durch Verkleben odgl. erreicht werden. Die Funktion dieser
Abdeckkappen 26 und 27 liegt zum einen darin,
das Keramikrohr 23 bzw. das Topfträgerteil 22 zu verschließen. Des
weiteren ist eine solche vorteilhaft aus Metall, alternativ aus
Kunststoff, bestehende Abdeckkappe erheblich robuster gegen unsanftes
Aufsetzen des Topfes 18, wobei hier eine Kunststoffoberfläche sogar
noch besser ist wegen der dämpfenden
Eigenschaften, insbesondere aus Silikon wegen des heißen Topfbodens.
Des weiteren bieten metallische Abdeckkappen aber funktionale Vorteile,
die nachfolgend noch näher
erläutert
werden.
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Es
ist zu erkennen, dass die Topfträgerteile 22 jeweils
einzeln voneinander ausgebildet und mit Entfernung zueinander angeordnet
sind. Sie können einzeln
auf der Oberseite der Kochfeldplatte 12 befestigt sein,
entweder durch Verkleben wie im dargestellten Ausführungsbeispiel
oder durch passgenaues Aufsetzen auf entsprechende Vorsprünge oder Halterungen
auf der Kochfeldplatte 12.
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Es
wird darauf hingewiesen, dass aus 1 zu erkennen
ist, dass die Kochfeldplatte 12 im Bereich der Topfträgerteile 22 nicht
durchbrochen ist bzw. keine Ausnehmungen aufweist und vorteilhaft sogar
unverändert
gelassen ist. Im Bereich des Gasbrenners 16 ist dagegen
eine zwingend notwendige, hier jedoch nicht dargestellte Durchführung einer Gasleitung
und eventuell einer Zündleitung
für eine Zündung der
Gasflamme vorgesehen.
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Es
ist zu erkennen, dass bei dem Topfträgerteil 22a eine Verbindungsleitung 28 zwischen
oberer Abdeckkappe 26 und unterer Abdeckkappe 27 vorgesehen
ist. Diese Verbindungsleitung 28 kann vielfältig realisiert
werden und beispielsweise an der Innenseite der Wandung des Keramikrohrs 23 verlaufen.
Somit sind die beiden Abdeckkappen 26 und 27 elektrisch
miteinander verbunden und insbesondere ist dadurch auch die untere
Abdeckkappe 27 elektrisch oder mindestens kapazitiv mit
dem Topf 18, der hier ein Metalltopf ist, verbunden.
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Genau
unterhalb der Topfträgerteile 22a und 22b sind
untere Verbindungsflächen 30a und 30b vorgesehen,
beispielsweise in Form von an die Unterseite der Kochfeldplatte 12 angelegten
oder angeklebten Me tallflächen
bzw. Metallplättchen.
Alternativ ist auch eine metallische Beschichtung der Unterseite
der Kochfeldplatte 12 möglich,
was beispielsweise von Berührungsschalteinrichtungen
für Elektrokochfelder
bekannt ist. Die unteren Verbindungsflächen 30a und 30b sind
mit einer Steuerung 32 mit mindestens einem Mikrocontroller
verbunden. Diese Steuerung 32 bildet eine Ansteuerung sowie
Auswertung, was nachfolgend näher
erläutert
wird.
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Die
unteren Abdeckkappen 27 sind, wie zuvor erläutert worden
ist, elektrisch leitend oder mindestens kapazitiv mit dem Topf 18 verbunden.
Die den unteren Abdeckkappen 27, die in diesem Fall aus
Metall bestehen, gegenüberliegenden
unteren Verbindungsflächen 30a und 30b können ein
von der Steuerung 32 erzeugtes und angelegtes Ansteuersignal,
beispielsweise über
die untere Verbindungsfläche 30a,
an die obere Abdeckkappe 26 geben. Ist ein Topf 18 aufgesetzt,
so wird eine elektrisch leitende Verbindung oder eine kapazitive
Kopplung über
diesen zwischen den unteren Abdeckkappen 27 hergestellt.
Dies kann wiederum an der rechten unteren Verbindungsfläche 30b über die
Verbindung mit der Steuerung 32 erkannt werden. So kann
eine Topferkennung einfach realisiert werden, wobei das Signal mindestens
zweimal kapazitiv übertragen
wird zwischen den unteren Abdeckkappen 27 und den unteren
Verbindungsflächen 30a und 30b.
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Alternativ
zu einem sozusagen durchgeleiteten Ansteuersignal von der Steuerung 32 und
wieder zurück
an die Steuerung 32 könnte
beispielsweise die rechte untere Verbindungsfläche 30b an Masse gelegt
bzw. geerdet sein. Auch dann würde
das Aufsetzen des Topfes 18 mit dem Herstellen der elektrisch
leitenden Verbindung zwischen den oberen sowie den unteren Abdeckkappen 26 bzw. 27 eine
Veränderung
eines Ansteuersignals, das über
die untere Verbindungsfläche 30a eingekoppelt
wird, bewirken. Auch so könnte
eine Topferkennung realisiert werden mittels der beschriebenen,
elektrisch leitfähig
bzw. metallisch ausgebildeten Abdeckkappen. Bei den beschriebenen
Ausführungen
ist eine al ternative Ausbildung dahingehend möglich, dass die unteren Abdeckkappen 27 nicht
zwingend elektrisch leitfähig sein
müssen.
Sind sie es nicht, ist zumindest am unteren Bereich der Topfträgerteile 22 gegenüberliegend
den unteren Verbindungsflächen 30a und 30b eine
entsprechend elektrisch leitfähige
Fläche
vorzusehen, die mit den oberen Abdeckkappen 26 elektrisch
leitend verbunden sein muss. Des weiteren müssen auch die oberen Abdeckkappen 26 nicht zwingend
elektrisch leitfähig
ausgebildet sein, da anstelle einer direkten leitfähigen Verbindung
mittels des Topfes 18 auch wiederum eine kapazitive Kopplung
an den metallischen Boden des Topfes 18 möglich ist.
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Bei
dem Ausführungsbeispiel
gemäß 1 bilden
also die metallischen Abdeckkappen bzw. entsprechend elektrisch
leitfähige
Flächen
samt Verbindungsleitung 28 die beschriebenen Funktionselemente
in den Topfträgerteilen 22.
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Nicht
dargestellt in 1 ist die Möglichkeit, die Topfträgerteile 22 mit
einer Wärmedämmung zu versehen,
insbesondere zur Innenseite hin. Dazu kann leicht vorstellbar entweder
außen
eine wärmereflektierende
Beschichtung vorgesehen sein und/oder innen eine Wärmedämmung aus
entsprechendem Material.
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In 2 ist
die Anordnung aus 1 in Draufsicht dargestellt.
Hier ist gezeigt, dass die einzelnen Topfträgerteile 22, von denen
fünf Stück an der
Kochstelle 14 vorgesehen sind, ringartig mittels Verbindungsstegen 31 verbunden
sind. Diese Verbindungsstegen 31 sind der Übersichtlichkeit
halber in 1 nicht dargestellt. Sie sorgen
dafür,
dass die Topfträgerteile 22 stabil
um die Kochstelle 14 herum bleiben zum Aufsetzen eines
ebenfalls dargestellten Topfes 18. Die Verbindungsstege 31 können einstückig mit
den Topfträgerteilen 22 ausgebildet
sein, beispielsweise aus einem einzigen Materialstück herausgearbeitet
sein. Alternativ können
sie nachträglich
an die Topfträgerteile 22 angebracht
werden, beispielsweise angeschweißt. So können einfach einzelne Rohrab schnitte
als Topfträgerteile 22 verwendet
werden, die dann zu einem Ring verbunden werden. Diese ringartige
Ausbildung kann für
alle hier beschriebenen Ausbildungen gelten.
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Bei
der alternativen Ausbildung gemäß 3 ist
an einem Gas-Kochfeld 111 ein linkes Topfträgerteil 122a wiederum
mit einer oberen Abdeckkappe 126 und einer unteren Abdeckkappe 127 versehen
und bildet so einen Hohlraum 124. Als Funktionseinheit
ist in dem Hohlraum 124 ein Schwingkreis 134 bestehend
aus Spule 136 und Kapazität 137 vorgesehen.
Dieser Schwingkreis 134 ist mit einem temperaturabhängigen Schalter 140 verbunden,
der beispielsweise ein Bimetallschalter sein kann. Der Schalter 140 sollte
relativ nahe an dem Boden des Topfes 118 sein, so dass
er möglichst
gut an dessen Temperatur angekoppelt ist bzw. diese Temperatur aufweist.
Für den
Boden des Topfes 118 kann eine kritische Temperatur definiert
sein, beispielsweise 300°C,
bei der der Schalter 140 öffnet. Dadurch wird der Schwingkreis
unterbrochen. Mögliche
Temperaturunterschiede zwischen Boden des Topfes 118 und Schalter 140 können entsprechend
experimentell ermittelt und berücksichtigt
werden.
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Unterhalb
des linken Topfträgerteils 122a, also
der Spule 136 gegenüberliegend,
ist ein weiterer Schwingkreis bzw. eine weitere Spule 141 angeordnet,
vorteilhaft an der Unterseite der Kochfeldplatte 112 befestigt.
Sie ist wiederum mit einer Steuerung 132 verbunden. Die
Steuerung 132 steuert die untere Spule 141 an,
welche durch den Schwingkreis 134 im Topfträgerteil 122a gedämpft wird.
Diese Dämpfung ändert sich
signifikant bei dem vorbeschriebenen Öffnen des Schalters 140,
wobei für
den Schalter 140 bei Erreichen der kritischen Temperatur
von unten sowohl ein Öffnen
als auch ein Schließen
vorgesehen sein kann. Beides ändert
die genannte Dämpfung
stark. Damit kann die Steuerung 132 das Erreichen der kritischen
Temperatur feststellen und entsprechend in einer Steuerung des Gas-Kochfeldes 111,
welche auch sie selbst sein kann, umsetzen. Mit dieser Lösung kann
ein Übertemperaturschutz
so wohl für
Metalltöpfe
als auch für
Töpfe aus
anderem Material erreicht werden.
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Bei
der Lösung
gemäß 3 ist
zu beachten, dass bei der Kopplung des Schwingkreises 134 im
Topfträgerteil 122a mit
der unteren Spule 141 keine Metallteile dazwischen sein
sollten, insbesondere die untere Abdeckkappe 127 nicht
aus Metall bestehen sollte. In diesem Fall kann sie aus dem vorgenannten
Kunststoff bestehen. Die Ausbildung der oberen Abdeckkappe 126 ist
ohne Belang. Im rechten Topfträgerteil 122b können weitere
Funktionselemente angebracht sein, die noch beschrieben werden,
beispielsweise auch eine am Ende beschriebene Beleuchtung.
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Bei
dem Gas-Kochfeld 211 gemäß 4 ist in
Erweiterung zu der Ausführung
gemäß 3 in dem
linken Topfträgerteil 222a ein
Schwingkreis 234 eingebaut. Dieser Schwingkreis 234 weist
nahe der oberen Abdeckkappe 226 bzw. dem Boden des Topfes 218 wiederum
einen temperaturabhängigen Schalter 240,
eine Spule 236 und eine Kapazität 237 auf. Zusätzlich ist
jedoch eine zweite Spule 238 vorgesehen, die ebenfalls
wie der Schalter 240 im oberen Bereich des Topfträgerteils 222a angeordnet
ist. Der temperaturabhängige
Schalter 240 ist ausgebildet wie für 3 beschrieben
und weist wiederum eine gleiche Schalttemperatur auf.
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Mit
dieser Anordnung kann zum einen bei geöffnetem Schalter 240 über eine
Ansteuerung der unter der Kochfeldplatte 212 angeordneten
Spule 241 eine Bedämpfung
derselben durch den Schwingkreis 234 im Topfträgerteil 222a erreicht
werden. Da sich das Verhalten der zweiten Spule 238 durch
Aufstellen eines Topfes bei geöffnetem
Schalter 240 ändert, ändert sich
auch die Bedämpfung
der Spule 241. Dies kann von der Steuerung 232 somit
als Anwesenheit des Topfes 218 erkannt werden.
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In
einer weiteren Funktionalität
bzw. abhängig
von einer geänderten
Dämpfung
der unteren Spule 241 wird bei Erreichen der kritischen
Temperatur, wie für 3 beschrieben,
der Schalter 240 geschlossen und überbrückt die obere zweite Spule 238.
Auch dies ändert
wiederum die Dämpfung
an der unteren Spule 241 stark, was wiederum von der Steuerung 232 als
Erreichen der kritischen Temperatur ausgewertet werden kann. Als
Folge des Erkennens des Erreichens der kritischen Temperatur kann die
Brennleistung am Gasbrenner 216 reduziert oder er ganz
abgestellt werden.
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Hier
ist zwar zu beachten, dass die beschriebene Topferkennung nicht
funktioniert, wenn die kritische Temperatur überschritten ist, da dann ja
in jedem Fall die obere zweite Spule 238 überbrückt ist. Da
in diesem Fall aber ja die Temperatur zu hoch wäre, müsste die Flamme des Gasbrenners 216 ohnehin
abgeschaltet werden, so dass es keine Rolle spielt. Des weiteren
wird für
den Fall, dass nach Überschreiten
der kritischen Temperatur, wenn also die obere zweite Spule 238 überbrückt ist
und der Topf 218 dann abgenommen wird, dieses Abnehmen zwar
nicht sofort erkannt. Gleichzeitig wird jedoch bei abgenommenem
Topf 218 die Temperatur im oberen Bereich des Topfträgerteils 222a schnell
zurückgehen,
so dass der Schalter 240 wiederum schnell schließen würde. Dann
ist die obere zweite Spule 238 sozusagen wieder aktiviert
und kann feststellen, dass der Topf 218 entfernt worden
ist.
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In
dem Ausführungsbeispiel
der 4 wird also mit dem Schwingkreis 234 eine
Kombination von Übertemperaturschutz
und Topferkennung erreicht. Wegen der Wirkungsweise der oberen zweiten
Spule 238 ist hier darauf zu achten, wie bei 3 für die untere
Abdeckkappe 127 beschrieben, dass die obere Abdeckkappe 226 aus
einem Material besteht, das die Bedämpfung der oberen zweiten Spule 238 zu stark
beeinflusst.
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Der
in 4 dargestellte Schalter ist ein sogenannter Klixon.
Dieser kann als Normalzustand geschlossen sein. Die dargestellte
Anordnung hat eine hohe Induktivität, was als günstig anzusehen
ist, da dann eine kleine Kapazität
ausreicht. Insofern ist auch eine alternative Anordnung möglich, bei
der im Vergleich zur 4 Schalter 240 und
Kapazität 237 vertauscht
sind, also die Kapazität 237 parallel
zur Spule 236 liegt und diese seriell zum Schalter 240 sind.
So kann ein Standard-Klixon verwendet werden.
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Des
weiteren ist anzumerken, dass sich bei Annähern des Topfes nicht nur die
Dämpfung
des Schwingkreises ändert.
Es ändert
sich auch die Induktivität
selbst und damit die Resonanzfrequenz. Aus den beiden Änderungen
der Dämpfung
und der Resonanzfrequenz lassen sich auch Rückschlüsse auf das Topfmaterial ziehen,
was es ermöglicht,
ungeeignete Töpfe
zu erkennen und diesen Zustand einer Bedienperson anzuzeigen.
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In
dem Ausführungsbeispiel
gemäß 5 ist an
dem Gas-Kochfeld 311 ein linker Topfträgerteil 322a dargestellt,
der in seinem Hohlraum 324 im oberen Bereich bzw. an der
Unterseite der oberen Abdeckkappe 326 mindestens einen
Sensor 343 aufweist. Dieser Sensor 343 kann unterschiedliche Funktionen
aufweisen, beispielsweise ein Temperatursensor sein, insbesondere
mit einem temperaturabhängigen
elektrischen Widerstand, oder ein kapazitiver oder induktiver Topferkennungssensor.
Des weiteren könnte
es ein Gewichtssensor sein, auf dessen oberer Abdeckkappe 326 dann
auf entsprechend bekannte Art und Weise der Boden des Topfes 318 liegt
und durch dessen Gewicht gegen die Kochfeldplatte 312 gedrückt wird.
In nochmals weiterer Ausgestaltung der Erfindung könnte ein
Sensor 343 in einem Erfassungsfenster des Keramikrohrs 323 zum Gasbrenner 316 hin
vorgesehen sein als Flammenüberwachung
für die
Gasbrennerflamme. Weitere Sensoren können beispielsweise Kochgeräusche im Topf 318 erkennen
als Erreichen eines Kochpunktes für darin befindliches Gargut 319.
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Unter
dem linken Topfträgerteil 322a ist
wiederum, ähnlich
wie in 4, eine untere Spule 341 samt Steuerung 332 angeordnet.
Durch die Spule 341 und Steuerung 332 wird eine
Spannung in einen Schwingkreis 334 mit verbundener Sensorsteuerung 345 induziert,
um die Sensorsteuerung 345 induktiv mit Energie zu versorgen.
So kann die Sensorsteuerung 345 den Sensor 343 ansteuern
und auswerten.
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Eine Übertragung
der von der Sensorsteuerung 345 über den Sensor 343 ermittelten
Signale an eine Steuerung des Gas-Kochfeldes 311, insbesondere
an die Steuerung 332, kann gemäß einer Ausbildung der Erfindung
auf an sich bekannte Art und Weise über Funk oder sogenannte Nahfeldkommunikation
erfolgen. Alternativ könnte
eine entsprechend variable Dämpfung
an der unteren Spule 341 erzeugt werden mit entsprechender
Auswertung dieser Dämpfung
für unterschiedliche
Sensorsignale. Dies ist vor allem dann leicht durchzuführen, wenn
nicht verschiedene Werte des Sensors 343 übertragen werden
müssen
wie die genaue Temperatur, sondern lediglich Zustände wie
Unterschreiten oder Überschreiten
einer kritischen Temperatur am Topf 318 oder aufgesetzter
Topf oder nicht aufgesetzter Topf.
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In 6 ist
bei einem Gas-Kochfeld 411 eine weitere Variation von Funktionseinheiten
an den Topfträgerteilen 422 dargestellt.
Hier sind keine elektrischen Funktionseinheiten integriert, sondern
eine Beleuchtung bzw. optische Anzeige. Dazu besteht ein Topfträgerteil 422 bzw.
dessen Zylinderkörper aus
einem Glasrohr 423 oder aus anderem Material mit lichtdurchlässigen Bereichen.
In dem inneren Hohlraum 424 sind unterschiedliche Lichtverteilmittel bzw.
Prismen 447a und 447b angeordnet, die alternativ
auch Spiegel sein könnten.
Von unten eingestrahltes Licht wird durch die Prismen 447 seitlich umgelenkt,
und zwar bei dem Prisma 447a im linken Topfträgerteil 422a mehr
oder weniger rundum als leuchtender Ring odgl.. Beim Prisma 447b im
rechten Topfträgerteil 422b wird
das Licht nur in eine Richtung umgelenkt und bildet so eher einen
leuchtenden Punkt oder kleinen Bereich.
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Licht
wird entweder mittels einer unter der Kochfeldplatte 412 angebrachten
LED 449 oder einer Glühbirne 450 durch
die lichtdurchlässige
Kochfeldplatte 412 hindurch nach oben gestrahlt. LED 449 und
Glühbirne 450 werden
entsprechend von einer Steuerung 432 angesteuert, insbesondere
abhängig von
bestimmten Zuständen
am Gas-Kochfeld 411, was hier nicht weiter erläutert werden
muss. Auch die Topfträgerteile 422 sind
an ihrer Unterseite lichtdurchlässig,
indem vorbeschriebene metallische untere Abdeckkappen entweder eine
mittige Öffnung aufweisen,
alternativ die Abdeckkappen aus lichtdurchlässigem Material bestehen oder
gar keine vorgesehen sind. Obere Abdeckkappen 426 können auf vorbeschriebene
Art und Weise ausgebildet sein. In nochmals weiterer Ausbildung
der Erfindung sind auch die oberen Abdeckkappen 426 zumindest
bereichsweise lichtdurchlässig,
so dass auch hier eine Beleuchtung erfolgen kann.
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In
nochmaliger Weiterbildung der Erfindung ist es leicht vorstellbar,
dass von mehreren Leuchtmitteln unterhalb der Kochfeldplatte 412 bei
einem Topfträgerteil 422 unterschiedliche
Lichtstrahlen nach oben in das Topfträgerteil eingekoppelt werden und
dann an unterschiedlichen Stellen seitlich ausgekoppelt werden.
So kann eine Variation der optischen Anzeige realisiert werden.
In nochmals weiterer Ausbildung könnten die gesamten Topfträgerteile 422 beleuchtet
werden, beispielsweise auch durch mehrere darunter angeordnete Leuchtmittel.
Hier sind auch Variationen der Farbe möglich, beispielsweise um bestimmte
Informationen zu übermitteln.
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Anhand
der 6 ist auch leicht zu erkennen, wie eine Topferkennung
mittels einer Reflex-Lichtschranke von unterhalb der Kochfeldplatte 412 realisiert
sein kann, nämlich
ebenfalls durch eine lichtdurchlässige
Kochfeldplatte samt entsprechend lichtdurchlässigen oberen und unteren Be reichen
der Topfträgerteile.
Eine Möglichkeit
einer optischen Anzeige kann beispielsweise eine sogenannte Heißanzeige
sein. Dazu kann vorteilhaft eine Kombination von Topfträgern 422 gemäß 6 mit
Topfträgerteilen
gemäß einer
der vorherigen 3 bis 5 vorgesehen
sein, wenn nämlich
noch eine Temperaturerfassung möglich
ist. Des weiteren kann durch eine solche optische Anzeige beispielsweise
auch überhaupt
die Aktivierung des Gasbrenners 416 dargestellt werden.
Dies ist vor allem dann von Vorteil, wenn dieser eine sehr kleine
Flamme aufweist, die dann möglicherweise
schlecht zu sehen ist. Es können
an einem Gas-Kochfeld
bzw. einer Topfträgereinrichtung
auch mehrere Topfträgerteile
mit optischer Anzeige vorgesehen sein, die dann jeweils unterschiedliche
Anzeigezwecke erfüllen.
Vorstehend ist ja beschrieben worden, dass vorteilhaft fünf Topfträgerteile
vorgesehen sind, so dass eine Vielzahl von funktionellen Kombinationen
erreicht werden kann sowohl was Sensorik angeht als auch eine optische Anzeige.