DE102011103140A1

DE102011103140A1 - Induktionskochfeld und Kochgerät

Info

Publication number: DE102011103140A1
Application number: DE201110103140
Authority: DE
Inventors: Dirk Urban; Markus Schuh; Andreas Jahn
Original assignee: Teka Kuechentechnik GmbH
Current assignee: Teka Industrial SA
Priority date: 2011-05-25
Filing date: 2011-05-25
Publication date: 2012-11-29
Also published as: EP2528411A3; EP2528411A2

Abstract

Dargestellt und beschrieben ist ein Induktionskochfeld (2) mit wenigstens einer Kochfeldzone (3) zum Erwärmen eines induktiv erwärmbaren Kochgerätes (4), insbesondere eines Gar- oder Kochbehältnisses und/oder einer induktiv erwärmbaren Auflage oder dergleichen, mit wenigstens einer der Kochfeldzone (3) zugeordneten Induktionsspule (5), mit wenigstens einem Einstellmittel (7) zur Einstellung wenigstens einer Leistungsstufe bei der Erwärmung des Kochgerätes (4) auf der Kochfeldzone (3) und mit wenigstens einer Schaltungsanordnung (8) ausgebildet zur Steuerung und/oder Regelung der Leistungsabgabe an die Induktionsspule (5) bei Einstellung einer Leistungsstufe. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass die bei Einstellung einer Leistungsstufe vorgesehene Leistungsabgabe an die Induktionsspule (5) veränderbar ist.

Description

Die Erfindung betrifft ein Induktionskochfeld mit wenigstens einer Kochfeldzone zum Erwärmen eines induktiv erwärmbaren Kochgerätes, insbesondere eines Gar- oder Kochbehältnisses, wie einem Topf oder einer Pfanne, und/oder einer induktiv erwärmbaren Auflage bzw. Unterlage zum Warmhalten von Speisen oder dergleichen, mit wenigstens einer der Kochfeldzone zugeordneten Induktionsspule, mit wenigstens einem Einstellmittel zur Einstellung wenigstens einer Leistungsstufe bei der Erwärmung des Kochgerätes auf der Kochfeldzone und mit wenigstens einer Schaltungsanordnung ausgebildet zur Steuerung und/oder Regelung der Leistungsabgabe an die Induktionsspule bei Einstellung einer Leistungsstufe.
Im Übrigen betritt die Erfindung ein Verfahren zur Steuerung und/oder Regelung der Leistungsabgabe an eine Induktionsspule bei der Erwärmung eines Kochgerätes, wobei die Induktionsspule einer Kochfeldzone eines Induktionskochfeldes zugeordnet ist.
Darüber hinaus betrifft die vorliegende Erfindung ein induktiv erwärmbares Kochgerät, insbesondere ein Gar- oder Kochbehältnis und/oder eine Auflage oder dergleichen, zur Verwendung auf einem Induktionskochfeld der oben genannten Art.
Schließlich betrifft die Erfindung eine Induktionskochfeldanordnung mit einem Induktionskochfeld und mit wenigstens einem induktiv erwärmbaren Kochgerät, wobei das Induktionskochfeld wenigstens eine Kochfeldzone, wenigstens eine der Kochfeldzone zugeordnete Induktionsspule, wenigstens ein Einstellmittel zur Einstellung wenigstens einer Leistungsstufe bei der Erwärmung des Kochgerätes auf der Kochfeldzone und wenigstens eine elektronische Schaltungsanordnung ausgebildet zur Steuerung und/oder Regelung der Leistungsabgabe an die Induktionsspule bei Einstellung einer Leistungsstufe aufweist.
Die induktive Erwärmung von Töpfen, Pfannen oder Warmhalteplatten oder dergleichen für das Kochen, Braten oder Warmhalten von Lebensmitteln ist bekannt. Ein Induktionskochfeld beinhaltet im Allgemeinen eine in einem Gehäuse aufgenommene nicht-metallische Auflageplatte, vorzugsweise aus einem glaskeramischen Material, eine Induktionsspule zum Heizen, die in unmittelbarer Nähe zur Auflageplatte angebracht ist und ein magnetisches Wechselfeld erzeugt, welches sich in einem Kochgerät schließt, das auf der Auflageplatte steht. Von der stromdurchflossenen Spule wird ein magnetisches Wechselfeld erzeugt, das in einem auf dem Kochfeld angeordneten metallischen Kochgerät durch Induktion Wirbelströme induziert, die das Kochgerät und durch Wärmeübertragung auch eine im und/oder auf dem Kochgerät angeordnete Speise aufheizen. Eine Anordnung elektrischer und elektronischer Bauteile des Kochfeldes bildet dabei eine Schaltungsanordnung, die eine Stromversorgung der Spule ermöglicht und die Leistungsabgabe an die Spule steuert und/oder regelt.
Über ein Steuerorgan bzw. ein Einstellmittel, wie einen Einstellungsknopf oder Einstellungsschieber, lässt sich eine bestimmte Leistungsstufe bei der Erwärmung des Kochgerätes einstellen. Bei Einstellung einer bestimmten Leistungsstufe kommt es zu einer durch die Höhe der an die Induktionsspule abgegebenen Leistung bestimmten Erwärmung bzw. Aufheizung des Kochgerätes, wobei der Erwärmungsgrad bzw. die Temperaturerhöhung des Kochgerätes abhängt von der Höhe der ausgewählten Leistungsstufe. Die bei der induktiven Erwärmung erreichbare Temperatur des Kochgerätes lässt sich über die eingestellte Leistungsstufe zumindest näherungsweise steuern bzw. regeln. Jeder Leistungsstufe ist dabei eine unterschiedliche der Höhe nach jedoch festgelegte Leistungsabgabe an die Induktionsspule bzw. eine bestimmte Stromstärke zugeordnet, wobei die Zuordnung zurückgeht auf eine zumeist empirisch ermittelte Temperatur-Leistungs-Charakteristik, die für ein Vergleichskochgerät, das als Bezugsnormal dient, ermittelt worden ist.
Die bei der induktiven Erwärmung effektiv auf ein Kochgerät übertragene Leistung bzw. die von dem Kochgerät aufgenommene Leistung hängt unter anderem von der Geometrie und Größe des Kochgerätes, beispielsweise dem Durchmesser eines Bodenteils des Kochgerätes, von der Exzentrizität der Position des Kochgerätes bezüglich einer Induktionsspulenmitte, der Art des Materials bzw. der Materialzusammensetzung des Kochgerätes sowie der Materialverteilung in dem Kochgerät ab. Je nachdem, wie stark die individuellen geometrischen und/oder magnetischen Eigenschaften eines Kochgerätes, das in einem aktuellen Aufheizvorgang erwärmt werden soll, von den geometrischen und/oder magnetischen Eigenschaften des Vergleichskochgerätes als Bezugnormal für die Ermittlung einer in der Schaltungsanordnung des Kochfeldes hinterlegten Temperatur-Leistungs-Charakteristik abweichen, lässt sich eine mehr oder weniger genaue Erwärmung des Kochgerätes bei Einstellung einer bestimmten Leistungsstufe erreichen.
Dies kann zur Folge haben, dass bei Erwärmung eines Kochgerätes mit von dem Vergleichskochgerät abweichenden geometrischen und/oder magnetischen Eigenschaften ein gewünschter Erwärmungsgrad bei einer eingestellten Leistungsstufe nicht erreicht oder der Erwärmungsgrad überschritten wird, wobei letzteres zu einem höheren Energieverbrauch und steigenden Betriebskosten und zu einer nicht gewünschten Überhitzung der Speisen führen kann, Ein Benutzer der bekannten Induktionskochfelder ist daher in der Regel gehalten, durch Ausprobieren festzulegen, welche Leistungsstufe bei Verwendung eines bestimmten Kochgerätes einzustellen ist, um einen gewünschten Erwärmungsgrad bzw. eine bestimmte Temperatur des Kochgerätes möglichst genau zu erreichen. Dies wird von einem Benutzer als wenig komfortabel empfunden.
Durch Wärmeleitung und Wärmestrahlung von dem Kochgerät an die Umgebung geht ein Teil der bei induktiver Erwärmung an das Kochgerät übertragenen Leistung verloren. Die Verlustwärme hängt unter anderem von den oben beschriebenen geometrischen und magnetischen Eigenschaften des Kochgerätes ab.
Für eine optimale Induktion von Wirbelströmen ist ein bestimmter Abstand zwischen der Induktionsspule und dem Kochgerät einzuhalten und eine bestimmte Anordnung des Kochgerätes auf der Kochfeldzone relativ zur Induktionsspule erforderlich. Wird das Kochgerät aus der optimalen Stellung verschoben oder ist beispielsweise eine optimale Stellung relativ zur Induktionsspule aufgrund einer Verformung des Kochgerätes nicht ohne weiteres möglich, hat dies eine negative Auswirkung auf die effektiv auf das Kochgerät bei der Erwärmung übertragbare Leistung bzw. den Aufheizungsgrad des Kochbehältnisses.
Schließlich ist bei den bekannten Induktionskochfeldern von Nachteil, dass es bei Überschreiten einer bestimmten Leistungsabgabe an die Induktionsspule zum Auslösen einer Überstromschutzeinrichtung mit damit verbundener Stromunterbrechung und ggf. zu einer Beschädigung der Schaltungsanordnung kommen kann. Eine zu hohe Bestromung der Induktionsspule kann zudem zu einer ungewollten zu starken Erwärmung des Kochgerätes verbunden mit einer Überhitzung der zu erwärmenden Speise führen.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Induktionskochfeld, ein induktiv erwärmbares Kochgerät sowie eine Induktionskochfeldanordnung und ein Verfahren zur Steuerung und/oder Regelung der Leistungsabgabe an eine Induktionsspule eines Induktionskochfeldes jeweils der eingangs genannten Art zur Verfügung zu stellen, bei denen die vorgenannten Nachteilen nicht oder in abgeschwächter Form auftreten und die es einem Benutzer in einfacher und komfortabler Weise ermöglichen, einen gewünschten Erwärmungsgrad bzw. eine gewünschte Temperatur eines zu erwärmenden Kochgerätes durch Einstellung einer bestimmten Leistungsstufe mit hoher Genauigkeit bei geringem Energieverbrauch, d. h. energieoptimiert, und bei geringen Betriebskosten zu erreichen.
Die vorgenannte Aufgabe wird bei einem Induktionskochfeld der eingangs genannten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die auf einer eingestellten Leistungsstufe vorgesehene Leistungsabgabe an die Induktionsspule veränderbar ist. Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren ist dementsprechend vorgesehen, dass die Höhe der an die Induktionsspule bei Einstellung einer bestimmten Leistungsstufe abgegebenen Leistung in Abhängigkeit von der Geometrie und/oder der Art des Materials und/oder der Materialverteilung des Kochgerätes verändert wird. Mit anderen Worten lässt sich die vom Kochfeld abgegebene Leistung benutzergesteuert oder automatisch der Höhe nach bedarfsweise anpassen an das Leistungsaufnahmevermögen eines aktuell zu erwärmenden Kochgerätes, wobei das Leistungsaufnahmevermögen des Kochgerätes abhängt von den geometrischen und/oder den magnetischen Eigenschaften des Kochgerätes. Vorzugsweise kann der Benutzer über eine Auswahltaste oder dergleichen eine Leistungsanpassungs-Funktion aktivieren, die dazu führt, dass sich die Leistungsabgabe an die Spule bei Einstellung einer bestimmten Leistungsstufe ändert und dann eine größere oder kleinere Leistung auf dieser Leistungsstufe an die Spule abgegeben wird. Die Leistungsanpassungs-Funktion kann aktiviert werden, wenn beispielsweise ein Kochgeschirr mit bestimmten geometrischen oder magnetischen Eigenschaften erwärmt werden soll, das sich von einem „Standardkochgeschirr” im Hinblick auf die geometrischen und/oder magnetischen Eigenschaften unterscheidet. Soll dagegen das Standardkochgeschirr erwärmt werden, bleibt die Leistungsanpassungs-Funktion ausgeschaltet. Dies ermöglicht in einfacher und komfortabler Weise ein energieoptimiertes Erwärmen des Kochgerätes bei geringen Energieverlusten. Durch die Erfindung ist es bei Kenntnis der geometrischen und/oder magnetischen Eigenschaften eines aktuell zu erwärmenden Kochgerätes und durch Anpassung der Leistungsabgabe an die Spule möglich, eine geeignete Leistungsstufe einzustellen, bei der eine gewünschte Erwärmung bzw. eine bestimmte Temperatur des Kochgerätes möglichst genau erreichen wird.
Die Höhe einer zum Erreichen eines gewünschten Erwärmungsgrades erforderlichen Leistungsabgabe an die Induktionsspule bei Einstellung einer bestimmten Leistungsstufe kann aus einer empirisch ermittelten Temperatur-Leistungs-Kennlinie bzw. – Charakteristik bestimmt werden. Die Temperatur-Leistungs-Kennlinie bzw. – Charakteristik kann für ein Vergleichskochgerät als Bezugsnormal die Abhängigkeit einer an wenigstens einer Stelle des Kochgerätes bei der induktiven Erwärmung (gemessenen) Temperatur von der jeweiligen Leistungsabgabe an die Induktionsspule wiedergeben. Die Temperatur-Leistungs-Kennlinie kann empirisch ermittelt sein und auf Messwerten basieren, wobei die Temperatur des Kochgerätes bei der induktiven Erwärmung kontinuierlich oder diskontinuierlich für alle Leistungsstufen in Abhängigkeit von der auf der jeweiligen Leistungsstufe erfolgten Leistungsabgabe an die Spule bestimmt wird. Grundsätzlich kann eine Temperatur-Leistungs-Kennlinie zumindest in Teilen auch berechnet sein. Die Temperatur-Leistungs-Kennlinie umfasst vorzugsweise alle einstellbaren Leistungsstufen. Aus der Temperatur-Leistungs-Kennlinie lässt sich in einfacher Weise eine bestimmte Höhe der Leistungsabgabe an die Induktionsspule entnehmen und festlegen, die erforderlich ist, um bei einer eingestellten Leistungsstufe einen bestimmten (vorgegebenen und/oder definierten) Erwärmungsgrad des (Vergleichs-)kochgerätes zu erreichen.
Die Erfindung sieht in diesem Zusammenhang vorzugsweise vor, dass in der Schaltungsanordnung wenigstens zwei Temperatur-Leistungs-Kennlinien für wenigstens zwei Vergleichskochgeräte mit unterschiedlicher Geometrie und/oder mit unterschiedlicher Art des Materials und/oder unterschiedlicher Materialverteilung hinterlegt und zur Bestimmung der Höhe der Leistungsabgabe bei Einstellung einer bestimmten Leistungsstufe auswählbar sind. Dies ermöglicht in einfacher Weise die Anpassung der bei einer eingestellten Leistungsstufe an die Spule abgegebenen Leistung an das tatsächliche Leistungsaufnahmevermögen eines zu erwärmenden Kochgerätes durch Auswahl einer geeigneten Temperatur-Leistungs-Kennlinie.
Jede hinterlegte Temperatur-Leistungs-Kennlinie bezieht sich auf die Erwärmung eines (Vergleichs-)Kochgerätes mit bestimmter Geometrie und/oder bestimmten magnetischen Eigenschaften. Vorzugsweise wird daher eine hinterlegte Temperatur-Leistungs-Kennlinie ausgewählt, die für ein Vergleichskochgerät mit geometrischen und/oder magnetischen Eigenschaften ermittelt worden ist, die den geometrischen und/oder magnetischen Eigenschaften des aktuell zu erwärmenden Kochgerätes möglichst weitgehend entsprechen.
Die Auswahl einer Temperatur-Leistungs-Kennlinie kann benutzergesteuert mit einer Auswahltaste oder einem -schalter oder dergleichen erfolgen. Durch Betätigung der Auswahltaste kann der Benutzer eine bestimmte Temperatur-Leistungs-Kennlinie auswählen. Aus dieser wird dann für einen nachfolgenden Erwärmungsvorgang eines Kochgerätes die bei der jeweils eingestellten Leistungsstufe an die Induktionsspule zu übertragende Leistung bestimmt, so dass eine gewünschte Temperatur oder ein gewünschter Erwärmungsgrad des Kochgerätes bei der jeweils eingestellten Leistungsstufe möglichst genau erreicht wird. Die Auswahltaste ermöglicht die manuelle Anpassung der Leistungsabgabe bei Einstellung einer bestimmten Leistungsstufe in Abhängigkeit von der Art des zu erwärmenden Behältnisses oder der zu erwärmenden Auflage. Wie oben bereits beschrieben, wird der Benutzer dabei eine solche Temperatur-Leistungs-Kennlinie auswählen, die für ein Vergleichskochgerät mit geometrischen und/oder magnetischen Eigenschaften ermittelt worden ist, die den geometrischen und/oder magnetischen Eigenschaften des aktuell zu erwärmenden Kochgerätes möglichst weit entsprechen. Beispielsweise kann eine erste Temperatur-Leistungs-Kennlinie für ein Standardgeschirr ermittelt worden sein. Eine zweite Temperatur-Leistungs-Kennlinie kann für ein Geschirr mit im Vergleich zum Standardgeschirr unterschiedlichen geometrischen und/oder magnetischen Eigenschaften ermittelt worden sein. Der Benutzer hat so die Möglichkeit, bei Erwärmung des Standardgeschirrs die erste Temperatur-Leistungs-Kennlinie auszuwählen, während für eine Erwärmung des zweiten Geschirrs die zweite Temperatur-Leistungs-Kennlinie auswählbar ist. Dadurch ist es in einfacher Weise möglich, die bei einer bestimmten Leistungsstufe an die Induktionsspule übertragene Leistung an das Leistungsaufnahmevermögen des zu erwärmenden Behältnisses oder der zu erwärmenden Auflage anzupassen, um bei Einstellung einer bestimmten Leistungsstufe möglichst genau eine gewünschte Temperatur bzw. einen gewünschten Erwärmungsgrad eines zu erwärmenden Kochgerätes zu erreichen. Um die Auswahl zu erleichtern, kann das Kochgerät eine Kennung, im einfachsten Fall eine Nummer aufweisen, die von einem Benutzer abgelesen und eine Entsprechung an der Auswahltaste oder dem Auswahlschalter hat, um eine geeignete Temperatur-Leistungs-Kennlinie auszuwählen.
Zusätzlich oder alternativ kann eine Erkennungseinrichtung zur automatischen Erkennung eines Kochgerätes mit bestimmter Geometrie und/oder bestimmter Art des Materials und/oder bestimmter Materialverteilung vorgesehen sein, wobei einem erkannten bzw. identifiziertem Kochgerät automatisch eine Temperatur-Leistungs-Kennlinie für ein Vergleichskochgerät mit ähnlicher oder identischer Geometrie und/oder Art des Materials und/oder Materialverteilung zuzuordnen ist bzw. zugeordnet wird. Die Identifizierung eines Kochgerätes mit bestimmter Geometrie und/oder mit bestimmten magnetischen Eigenschaften kann auf der Grundlage einer individuellen Kennnummer, einer RFID-Kennung oder sonstiger Information zur Identifizierung des Kochgerätes erfolgen. Grundsätzlich ist es auch möglich, dass auf der Grundlage der geometrischen Daten des Kochgerätes eine Zuordnung zu einer bestimmten Temperatur-Leistungs-Kennlinie erfolgt. Dadurch ist in einfacher Weise sichergestellt, dass für ein zu erwärmendes Kochgerät eine möglichst genau „passende” Temperatur-Leistungs-Kennlinie ausgewählt wird.
Bei einer weiter bevorzugten Ausführungsform der Erfindung kann die Schaltungsanordnung eine Kalibrierfunktion aufweisen, die zur Aufnahme bzw. Ermittlung einer Temperatur-Leistungs-Kennlinie bei Erwärmung eines Kochgerätes auf der Kochfeldzone während eines Aufheizvorgangs und zum Hinterlegen der aufgenommenen Temperatur-Leistungs-Kennlinie in der Schaltungsanordnung ausgebildet ist. Dadurch ist es dem Benutzer in einfacher Weise möglich, für ein Kochgerät mit bestimmten geometrischen und/oder magnetischen Eigenschaften eine individuelle Temperatur-Leistungs-Kennlinie selbst zu erstellen bzw. automatisch erstellen zu lassen, auf deren Grundlage die bei einer bestimmten Leistungsstufe vorgesehene Höhe der Leistungsabgabe an die Induktionsspule für einen späteren Erwärmungsvorgang desselben Kochgerätes (oder eines anderen Kochgerätes) bestimmt wird. Dies lässt es in einfacher Weise zu, die bei Auswahl einer Leistungsstufe abgegebene Leistung möglichst genau abzustimmen auf die Leistungsaufnahme des zu erwärmenden Kochgerätes, so dass eine gewünschte Temperatur oder ein gewünschter Erwärmungsgrad des Kochgerätes bei Einstellen einer bestimmten Leistungsstufe mit hoher Genauigkeit erreicht wird.
Die Temperatur des Kochgerätes kann bei der Ermittlung der Temperatur-Leistungs-Kennlinie durch einen am Kochgerät angeordneten Temperatursensor direkt erfasst werden oder auch indirekt über die Temperaturänderung der Kochfeldzone bei Erwärmung des Kochgerätes. Der so ermittelte Temperaturverlauf wird in Beziehung gesetzt zu dem Strom, der bei der jeweils eingestellten Leistungsstufe der Induktionsspule zugeführt worden ist. Die Kalibrierfunktion kann durch Betätigung einer Taste oder eines Schalters aktivierbar sein, so dass der Benutzer entscheiden kann, ob eine Temperatur-Leistungs-Kennlinie neu erstellt oder ob eine bereits gespeicherte Temperatur-Leistungs-Kennlinie für einen nachfolgenden Erwärmungsvorgang ausgewählt werden soll.
Um Verluste bei der Leistungsübertragung von der Induktionsspule auf das Kochgerät möglichst gering zu halten, kann das erfindungsgemäße Induktionskochfeld bei einer weiteren alternativen Ausführungsform der Erfindung wenigstens ein Arretiermittel aufweisen, dass zum Arretieren bzw. zum Feststellen des Kochgerätes auf dem Induktionskochfeld im Bereich einer Kochfeldzone ausgebildet ist. Hier kann eine form- und/oder kraftschlüssige Befestigung des Kochgerätes an der Kochfeldzone vorgesehen sein, um eine (zentrische) Position des Kochgerätes bezüglich der Induktionsspulenmitte und/oder einen sicheren Kontakt zwischen dem Kochgerät und der Oberfläche der Kochfeldzone zu gewährleisten. An der Oberfläche des Kochfeldes kann eine entsprechend der Geometrie des Kochgerätes ausgebildete Klemm- oder Rastaufnahme vorgesehen sein, mit der sich das Kochgerät klemmend oder rastend an dem Kochfeld befestigen lässt. Das Kochgerät kann ein spezielles Zubehörteil als Arretiermittel aufweisen, das eine Befestigung auf bzw. an dem Induktionskochfeld zulässt und vorzugsweise bedarfsweise mit dem Kochgerät verbunden wird. Das Arretiermittel kann mit einer Ausnahme, Aussparung oder dergleichen an dem Kochfeld zusammenwirken. Lässt sich das Kochgerät auf bzw. an dem Kochfeld arretieren, kann dies verbunden sein mit einer vorzugsweise automatischen Identifizierung des Kochgerätes als ein solches, das bestimmte geometrische und/oder magnetische Eigenschaften aufweist und dem dann automatisch eine geeignete Temperatur-Leistungs-Kennlinie zugeordnet werden kann. Beispielsweise kann das Kochfeld eine Aussparung oder Aufnahme aufweisen, deren Größe bzw. deren Geometrie an die Größe und Geometrie eines bestimmten Kochgerätes angepasst ist. Beim Einsetzen oder Einschieben des Kochgerätes in die Ausnehmung bzw. die Aufnahme kann ein Signal generiert werden, das zur automatischen Auswahl einer geeigneten Temperatur-Leistungs-Kennlinie führt.
Zur Lösung der eingangs genannten Aufgabe kann bei einer anderen Ausführungsform der Erfindung vorgesehen sein, dass die Höhe der maximalen Leistungsabgabe an die Induktionsspule auf wenigstens zwei unterschiedliche Werte einstellbar ist. Der Maximalwert kann beispielsweise über ein Menü einstellbar sein. Dadurch können Stromspitzen vermieden werden, die zu Schäden am Kochfeld und/oder zu einer zu starken Erwärmung des Kochgerätes führen können. In Ländern, in denen eine begrenzte Netzleistung bzw. Anschlussleistung zur Verfügung steht, ist es durch die Erfindung in einfacher Weise möglich, die Höhe der maximalen Leistungsabgabe an die verfügbare Leistung anzupassen.
Zur Reduzierung von Verlusten durch Wärmeleitung und Wärmeabstrahlung kann bei einem erfindungsgemäß vorgeschlagenen induktiv erwärmbaren Kochgerät eine zumindest bereichsweise Isolierung einer Außenwand und/oder eines Bodens des Kochgerätes vorgesehen sein. Die Isolierung trägt zu einer Verringerung von Wärmeverlusten bei und kann aus einer Materialschicht mit einer im Vergleich zum (Haupt-)Material der Seitenwand oder des Bodens geringeren Wärmeleitfähigkeit oder einem vorzugsweise luftgefüllten Bereich zwischen einer Innenwand und einer Außenwand des Kochgerätes bei doppelwandiger Ausbildung gebildet sein. Vorzugsweise ist die Isolierung im Bereich der Seitenwände und einer gegebenenfalls vorhandenen Abdeckung (eines Deckels) des Kochgerätes vorgesehen, so dass durch die Isolierung die Leistungsübertragung über den Boden des Kochgerätes bei der induktiven Erwärmung des Kochgerätes nicht gestört wird.
Die erfindungsgemäße Induktionskochfeldanordnung mit einem Induktionskochfeld und mit einem induktiv erwärmbaren Kochgerät sieht zur Lösung der eingangs genannten Aufgabe vor, dass die an die Induktionsspule bei Einstellung einer bestimmten Leistungsstufe zur Erwärmung eines Kochgerätes abgegebene Leistung entsprechend einer in der Schaltungsanordnung hinterlegten Temperatur-Leistungs-Kennlinie desselben Kochgerätes gesteuert ist bzw. wird. Das zuvor beschriebene System aus Kochfeld und Kochgerät zeichnet sich dadurch aus, dass die Leistungsabgabe an die Spule für vorzugsweise jede Leistungsstufe genau abgestimmt ist auf das individuelle Leistungsaufnahmevermögen eines Kochgerätes mit bestimmter Geometrie und/oder bestimmten magnetischen Eigenschaften. Mit anderen Worten, die Höhe der an die Spule bei Einstellung einer bestimmten Leistungsstufe abgegebenen Leistung wird einer Temperatur-Leistungs-Kennlinie bzw. -Charakteristik entnommen, die zuvor für ein Kochgerät mit denselben geometrischen und/oder magnetischen Eigenschaften ermittelt worden ist. Der Benutzer muss folglich nicht durch Herantasten lernen, die eingestellte Leistungsstufe für das verwendete Kochgeschirr zu korrigieren; er kann sich darauf verlassen, dass der mit der Einstellung einer Leistungsstufe verbundene gewünschte Erwärmungsgrad des Kochgerätes mit hoher Genauigkeit erreicht wird.
Im Einzelnen gibt es eine Vielzahl von Möglichkeiten, die zuvor beschriebenen Ausführungsformen der Erfindung auszugestalten und weiterzubilden, wobei einerseits auf die abhängigen Patentansprüche und andererseits auf die nachfolgende Beschreibung eines Ausführungsbeispiels der Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnung verwiesen wird. Dabei können die zuvor beschriebenen und die anhand der Zeichnung nachfolgend erläuterten Merkmale bedarfsweise miteinander kombiniert werden, auch wenn dies nicht im Einzelnen beschrieben ist.
In der einzigen Figur der Zeichnung ist schematisch eine Kochfeldanordnung 1 mit einem Induktionskochfeld 2 und mit wenigstens einer Kochfeldzone 3 zum Erwärmen eines induktiv erwärmbaren Kochgerätes 4 der Kochfeldanordnung 1 gezeigt. Bei dem Kochgerät 4 handelt es sich vorliegend um einen Topf. Der Kochfeldzone 3 ist eine Induktionsspule 5 zugeordnet. Beim Betrieb des Induktionskochfeldes 2 wird die Induktionsspule 5 mit Wechselstrom gespeist und erzeugt ein magnetisches Wechselfeld. Mittels eines Feldflusses dieses Wechselfelds überträgt die Induktionsspule 5 durch Induktion Energie oder Leistung auf das Kochgerät 4. In an sich aus dem Stand der Technik bekannter Weise induziert das magnetische Wechselfeld in dem metallischen Kochgerät 4 durch Induktion Wirbelströme, die das Metall des Kochgerätes 4 und damit durch Wärmeübertragung den Inhalt aufheizen.
Darüber hinaus weist das Induktionskochfeld 2 wenigstens ein schematisch dargestelltes Einstellmittel 7 auf, mit dem es möglich ist, unterschiedliche Leistungsstufen für die Erwärmung des Kochgerätes 4 auf der Kochfeldzone 3 einzustellen. Mit jeder eingestellten Leistungsstufe ist eine der Höhe nach bestimmte Leistungsabgabe an die Induktionsspule 5 bzw. eine bestimmte Stromzufuhr zur Induktionsspule 5 gekoppelt, so dass bei einer eingestellten Leistungsstufe ein bestimmter Erwärmungsgrad bzw. eine bestimmte Temperatur des Kochgerätes 4 erreicht wird. Darüber hinaus ist eine Schaltungsanordnung 8 ausgebildet zur Steuerung und/oder Regelung der Leistungsabgabe an die Induktionsspule 5 bei Einstellung einer bestimmten Leistungsstufe vorgesehen.
Bei gleicher Stellung des Einstellmittels 7 (bei gleicher Leistungsstufe) und der gleichen Leistung, die der Induktionsspule 5 zugeführt wird, schwankt die an das Kochgerät 4 effektiv übertragene Leistung jedoch erheblich in Abhängigkeit von dem Durchmesser des Kochgerätes 4, der Exzentrizität der Position des Kochgerätes 4 bezüglich der Induktionsspulenmitte und der Art des Materials und der Materialverteilung des Kochgerätes 4. Um bei Kochgeräten 4 mit unterschiedlichen geometrischen und/oder magnetischen Eigenschaften und damit unterschiedlichem Leistungsaufnahmevermögen gleichermaßen ein energieoptimiertes Kochen zu erreichen, wobei bei einer eingestellten Leistungsstufe eine gewünschte Temperatur des Kochgerätes 4 bzw. ein bestimmter Erwärmungsgrad möglichst genau erreicht werden soll, ist bei der dargestellten Kochfeldanordnung 1 vorgesehen, die bei Einstellung einer Leistungsstufe vorgesehene Leistungsabgabe an die Induktionsspule 5 in Abhängigkeit von der Art des Kochgerätes 4, d. h. in Abhängigkeit von der Geometrie und/oder der Art des Materials und/oder der Materialverteilung des Kochgerätes 4, bedarfsweise zu verändern.
Zu diesem Zweck ist eine Auswahltaste 9 vorgesehen, mit der ein Benutzer des Kochfeldes 2 eine Leistungsanpassungs-Funktion aktivieren kann, die ein energieoptimiertes Kochen bei gleichem Ergebnis ermöglicht. Es versteht sich, dass die Schaltungsanordnung 8 entsprechend ausgebildet sein muss. Bei aktivierter Leistungsanpassungs-Funktion wird die von der Kochfeldzone 3 abgegebene Leistung angepasst an die spezifische Leistungsaufnahme des Kochgerätes 4, welche durch die Geometrie und/oder die Art des Materials und/oder die Materialverteilung des Kochgerätes 4 beeinflusst wird. In der Schaltungsanordnung 8 können zwei unterschiedliche Temperatur-Leistungs-Kennlinien hinterlegt bzw. gespeichert sein, die durch Betätigung der Auswahltaste 9 bedarfsweise auswählbar sind. Jede Temperatur-Leistungs-Kennlinie beschreibt die Abhängigkeit der Temperatur bzw. des Erwärmungsgrades eines Kochgerätes 4 mit bestimmten geometrischen und/oder magnetischen Eigenschaften von der der Induktionsspule zugeführten elektrischen Leistung. Es versteht sich, dass der Begriff „Temperatur-Leistungs-Kennlinie” jeden allgemeinen Zusammenhang zwischen der Temperatur des Kochgerätes 4 bei dessen Erwärmung und der Leistungsabgabe an die Induktionsspule 5 betreffen kann.
Mit anderen Worten lässt sich aus der Temperatur-Leistungs-Kennlinie die Höhe der zum Erreichen einer bestimmten Temperatur bzw. eines bestimmten Erwärmungsgrades eines Kochgerätes 4 erforderlichen Leistungsabgabe an die Induktionsspule ermitteln. Dabei sind wenigstens zwei unterschiedliche Temperatur-Leistungs-Kennlinien hinterlegt, die auf Kochgeräte 4 mit unterschiedlicher Geometrie und/oder unterschiedlichen magnetischen Eigenschaften abgestimmt sind. Der Benutzer kann durch Betätigen der Auswahltaste 9 festlegen, ob die Höhe der Leistungsabgabe an die Induktionsspule 5 bei Einstellung einer bestimmten Leistungsstufe aus einer ersten Temperatur-Leistungs-Kennlinie oder einer zweiten Temperatur-Leistungs-Kennlinie entnommen wird, und zwar in Abhängigkeit von der Art des Kochgerätes 4, das erwärmt werden soll. Dadurch ist es dem Benutzer in einfacher Weise und bei hoher Genauigkeit möglich, auch bei unterschiedlich ausgebildeten Kochgeräten 4 durch Einstellung einer bestimmten Leistungsstufe eine gewünschte Zieltemperatur zu erreichen.

Claims

Induktionskochfeld (2) mit wenigstens einer Kochfeldzone (3) zum Erwärmen eines induktiv erwärmbaren Kochgerätes (4), insbesondere eines Gar- oder Kochbehältnisses und/oder einer induktiv erwärmbaren Auflage oder dergleichen, mit wenigstens einer der Kochfeldzone (3) zugeordneten Induktionsspule (5), mit wenigstens einem Einstellmittel (7) zur Einstellung wenigstens einer Leistungsstufe bei der Erwärmung des Kochgerätes (4) auf der Kochfeldzone (3) und mit wenigstens einer Schaltungsanordnung (8) ausgebildet zur Steuerung und/oder Regelung der Leistungsabgabe an die Induktionsspule (5) bei Einstellung einer Leistungsstufe, dadurch gekennzeichnet, dass die bei Einstellung einer Leistungsstufe vorgesehene Leistungsabgabe an die Induktionsspule (5) veränderbar ist.
Induktionskochfeld nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Höhe der Leistungsabgabe an die Induktionsspule (5) bei Einstellung einer Leistungsstufe aus einer insbesondere empirisch ermittelten Temperatur-Leistungs-Kennlinie bestimmt wird, wobei, vorzugsweise, in der Schaltungsanordnung (8) wenigstens zwei Temperatur-Leistungs-Kennlinien für wenigstens zwei unterschiedliche Kochgeräte (4) mit unterschiedlicher Geometrie und/oder unterschiedlicher Art des Materials und/oder unterschiedlicher Materialverteilung hinterlegt und zur Bestimmung der Höhe der Leistungsabgabe auswählbar sind.
Induktionskochfeld nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine Temperatur-Leistungs-Kennlinie benutzergesteuert auswählbar ist.
Induktionskochfeld nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine Erkennungseinrichtung zur automatischen Erkennung eines Kochgerätes (4) mit bestimmter Geometrie und/oder Art des Materials und/oder Materialverteilung vorgesehen ist, wobei einem erkannten Kochgerät (4) automatisch eine in der Schaltungsanordnung (8) hinterlegte Temperatur-Leistungs-Kennlinie für ein Kochgerät mit ähnlicher oder identischer Geometrie und/oder Art des Materials und/oder Materialverteilung zuzuordnen ist.
Induktionskochfeld nach einem der vorhergehenden Ansprüche 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltungsanordnung (8) eine Kalibrierfunktion aufweist zur Aufnahme einer Temperatur-Leistungs-Kennlinie bei Erwärmung eines Kochgerätes (4) auf der Kochfeldzone (3) und zum Hinterlegen der aufgenommenen Temperatur-Leistungs-Kennlinie als Bezugsnormal in der Schaltungsanordnung (8).
Induktionskochfeld (2) mit wenigstens einer Kochfeldzone (3) zum Erwärmen eines induktiv erwärmbaren Kochgerätes (4), insbesondere eines Gar- oder Kochbehältnisses und/oder einer induktiv erwärmbaren Auflage oder dergleichen, mit wenigstens einer der Kochfeldzone (3) zugeordneten Induktionsspule (5), mit wenigstens einem Einstellmittel (7) zur Einstellung wenigstens einer Leistungsstufe bei der Erwärmung des Kochgerätes (4) auf der Kochfeldzone (3) und mit wenigstens einer Schaltungsanordnung (8) ausgebildet zur Steuerung und/oder Regelung der Leistungsabgabe an die Induktionsspule (5) bei Einstellung einer Leistungsstufe, insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Arretiermittel ausgebildet zum Arretieren des Kochgerätes (4) auf dem Induktionskochfeld (2) im Bereich einer Kochfeldzone (3) vorgesehen ist.
Induktionskochfeld (2) mit wenigstens einer Kochfeldzone (3) zum Erwärmen eines induktiv erwärmbaren Kochgerätes (4), insbesondere eines Gar- oder Kochbehältnisses und/oder einer induktiv erwärmbaren Auflage oder dergleichen, mit wenigstens einer der Kochfeldzone (3) zugeordneten Induktionsspule (5), mit wenigstens einem Einstellmittel (7) zur Einstellung wenigstens einer Leistungsstufe bei der Erwärmung des Kochgerätes (4) auf der Kochfeldzone (3) und mit wenigstens einer Schaltungsanordnung (8) ausgebildet zur Steuerung und/oder Regelung der Leistungsabgabe an die Induktionsspule (5) bei Einstellung einer Leistungsstufe, insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Höhe einer maximalen Leistungsabgabe an die Induktionsspule (5) einstellbar ist.
Induktiv erwärmbares Kochgerät (4), insbesondere Gar- oder Kochbehältnis und/oder Auflage oder dergleichen, zur Verwendung auf einem Induktionskochfeld (2), insbesondere auf einem Induktionskochfeld nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine zumindest bereichsweise Isolierung einer Außenwand und/oder eines Bodens des Kochgerätes (4) vorgesehen ist.
Induktionskochfeldanordnung (1) mit einem Induktionskochfeld (2), insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 7, und mit wenigstens einem induktiv erwärmbaren Kochgerät (4), insbesondere Gar- oder Kochbehältnis und/oder Auflage oder dergleichen, insbesondere nach Anspruch 8, wobei das Induktionskochfeld (2) wenigstens eine Kochfeldzone (3), wenigstens eine der Kochfeldzone (3) zugeordnete Induktionsspule (5), wenigstens ein Einstellmittel (7) zur Einstellung wenigstens einer Leistungsstufe bei der Erwärmung des Kochgerätes (4) auf der Kochfeldzone (3) und wenigstens eine elektronische Schaltungsanordnung (8) ausgebildet zur Steuerung und/oder Regelung der Leistungsabgabe an die Induktionsspule (5) bei Einstellung einer Leistungsstufe aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die bei Einstellung einer Leistungsstufe an die Induktionsspule (5) zur Erwärmung eines Kochgerätes (4) abgegebene Leistung entsprechend einer in der Schaltungsanordnung (8) hinterlegten Temperatur-Leistungs-Kennlinie desselben Kochgerätes (4) gesteuert ist.
Verfahren zur Steuerung und/oder Regelung der Leistungsabgabe an eine einer Kochfeldzone (3) eines Induktionskochfeldes (2) zugeordneten Induktionsspule (5), insbesondere eines Induktionskochfeldes (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Induktionskochfeld (2) ferner aufweist wenigstens ein Einstellmittel (7) zur Einstellung wenigstens einer Leistungsstufe bei der Erwärmung eines Kochgerätes (4) auf der Kochfeldzone (3) und wenigstens eine elektronische Schaltungsanordnung (8) ausgebildet zur Steuerung und/oder Regelung der Leistungsabgabe an die Induktionsspule (5) bei Einstellung einer Leistungsstufe, dadurch gekennzeichnet, dass die Höhe der an die Induktionsspule (5) bei Einstellung einer Leistungsstufe abgegebenen Leistung in Abhängigkeit von der Geometrie und/oder der Art des Materials und/oder der Materialverteilung des Kochgerätes (4) verändert wird.