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Anwendungsgebiet und Stand der Technik
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Die Erfindung betrifft ein Kochfeld mit einer Kochfeldplatte und mehreren darunter angeordneten Induktionsheizspulen zum Erhitzen eines auf die Kochfeldplatte aufgestellten Kochgefäßes. Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Betrieb eines solchen Kochfeldes.
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Aus der
DE 102015203316 A1 ist es bekannt, dass bei einem Induktionskochfeld die Induktionsheizspulen unter der Kochfeldplatte bewegt werden können. Dabei können sie einzeln oder zu mehreren derart unter ein an einer im Wesentlichen beliebigen Stelle auf die Kochfeldplatte aufgestelltes Kochgefäß bewegt werden, dass sie dieses gut oder sogar optimal beheizen können. Dies dient dazu, dass ein Kochgefäß an im Prinzip beliebiger Stelle auf die Kochfeldplatte aufgestellt werden kann und dann dennoch gut oder sogar optimal beheizt werden kann.
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Aus der
WO 2015/074770 A1 ist ein Verfahren zum Betrieb eines solchen Kochfeldes bekannt. Dabei geht es auch darum, dass mittels einer Topferkennungssensorik festgestellt werden muss, ob und wo ein Kochgefäß auf die Kochfeldplatte aufgestellt ist.
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Das Bewegen von Induktionsheizspulen oder allgemein von Heizelementen in einem Kochfeld wird jedoch als nachteilig oder zumindest sehr aufwändig angesehen, da diese schließlich mit einer elektrischen Energieversorgung und evtl. mit Steuerleitungen verbunden sein müssen.
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Aufgabe und Lösung
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein eingangs genanntes Kochfeld sowie ein Verfahren zu seinem Betrieb zu schaffen, mit denen Probleme des Standes der Technik vermieden werden können und es insbesondere möglich ist, ein Kochfeld gebrauchstauglich aufbauen zu können und gleichzeitig komfortabel und zuverlässig betreiben zu können.
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Gelöst wird diese Aufgabe durch ein Kochfeld mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie durch ein Verfahren zu seinem Betrieb mit den Merkmalen des Anspruchs 11. Vorteilhafte sowie bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der weiteren Ansprüche und werden im Folgenden näher erläutert. Dabei werden manche der Merkmale nur für das Kochfeld oder nur für das Verfahren zu seinem Betrieb genannt und erläutert. Sie sollen jedoch unabhängig davon sowohl für ein solches Kochfeld als auch für ein Verfahren zu seinem Betrieb selbständig und unabhängig voneinander gelten können. Der Wortlaut der Ansprüche wird durch ausdrückliche Bezugnahme zum Inhalt der Beschreibung gemacht.
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Es ist vorgesehen, dass das Kochfeld eine Kochfeldplatte und mehrere darunter angeordnete Induktionsheizspulen aufweist, um ein auf die Kochfeldplatte aufgestelltes Kochgefäß zu erhitzen bzw. beheizen zu können. Vorteilhaft können auch mehrere Kochgefäße darauf aufgestellt und beheizt werden.
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Erfindungsgemäß sind oberhalb der Induktionsheizspulen und unterhalb der Kochfeldplatte, also sozusagen zwischen den Induktionsheizspulen und einem aufgestellten Kochgefäß, sogenannte passive Heizelemente angeordnet. Diese passiven Heizelemente können vorteilhaft in einer Zwischenebene angeordnet sein, die eben unterhalb der Kochfeldplatte und oberhalb der Induktionsheizspulen verläuft bzw. zwischen den Ebenen, die unten von den Induktionsheizspulen gebildet wird und oben von der Kochfeldplatte bzw. ihrer Unterseite gebildet wird. Die passiven Heizelemente sind bewegbar angeordnet bzw. ausgebildet, vorteilhaft in einer vorgenannten Zwischenebene, also seitlich bzw. in seitlicher Richtung.
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Vor allem sind die passiven Heizelemente ausgebildet zur Weiterleitung bzw. zum Transport von Heizleistung oder Heizenergie von mindestens einer Induktionsheizspule zu dem oder in das Kochgefäß. Sie können also vereinfacht ein magnetisches Wechselfeld bzw. dessen Heizleistung oder Heizenergie lenken. Wenn also die Induktionsheizspulen vorteilhaft unbewegt sind bzw. nicht bewegbar ausgebildet sind, so können die passiven Heizelemente so bewegt werden, dass sie die Heizleistung oder die Heizenergie von mindestens einer Induktionsheizspule, möglicherweise auch von mehreren oder mindestens zwei Induktionsheizspulen, an das Kochgefäß bringen bzw. in das Kochgefäß eintragen, insbesondere in dessen Kochgefäßboden. So kann erreicht werden, dass die mindestens eine Induktionsheizspule nicht zwingend bewegt werden muss, um ihre Position an die Position eines aufgestellten Kochgefäßes anzupassen für dessen möglichst gutes Beheizen. Da die passiven Heizelemente vorteilhaft dadurch passiv sind, dass sie keinerlei eigene elektrische Energieversorgung oder Ansteuerung mit elektrischen Signalen benötigen, ist ihre Bewegbarkeit relativ leicht realisierbar. Sie können dann nämlich ohne jegliche elektrische Anschlüsse ausgebildet sein.
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In einer Ausgestaltung der Erfindung ist es möglich, dass mindestens ein passives Heizelement als sogenannte magnetische Linse ausgebildet ist. Derartige magnetische Linsen kennt der Fachmann, sie können ein Magnetfeld sozusagen bündeln bzw. an einer entsprechend gewünschten Stelle verstärken. Somit kann eine Induktionsheizspule mittels einer magnetischen Linse oder mehreren magnetischen Linsen die Heizleistung bzw. Heizenergie auch an eine Stelle bringen bzw. an ein Kochgefäß bringen, das nicht direkt über der Induktionsheizspule sitzt. Unter Umständen bedarf es sogar nur einer geringen oder eventuell sogar gar keiner Überdeckung, damit eine Beheizung des Kochgefäßes gut erfolgen kann. Vorteilhaft besteht eine solche magnetische Linse aus einem Metamaterial. Eine magnetische Linse aus Metamaterial ist beispielsweise aus der
DE 102011006106 A1 bekannt, auf welche diesbezüglich verwiesen wird. Sie ist als sogenannte Nahfeldlinse ausgebildet, könnte aber auch variiert werden für etwas größere Entfernungen.
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Eine weitere Ausbildung einer solchen magnetischen Linse kann mittels einer kurzen Zylinderspule realisiert werden. Unter Umständen kann sogar auch nur eine kreisförmige Leiterschleife realisiert werden.
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In weiterer Ausgestaltung der Erfindung kann mindestens ein passives Heizelement ein sogenanntes Halbach-Array aus Magneten bzw. Permanentmagneten aufweisen oder sein. Hierzu wird beispielsweise auf die
EP 2953424 A1 verwiesen oder auf die
DE 102016206477.0 derselben Anmelderin mit Anmeldetag vom 18. April 2016. Wenn dieses passive Heizelement bzw. das Halbach-Array zwischen Induktionsheizspule und aufgesetztem Kochgefäß an die passende Stelle bewegt wird, kann es ebenfalls das Magnetfeld an unterschiedlichen Stellen bündeln und somit eben auch die Heizleistung bzw. die Heizenergie auf gewünschte Art und Weise an das Kochgefäß weiterleiten bzw. transportieren.
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In Ausgestaltung der Erfindung kann mindestens ein passives Heizelement aus ferritischem Material bestehen oder solches aufweisen. Es kann an sich bekannten flachen Ferritstäben entsprechen bzw. solche aufweisen, wie sie beispielsweise derzeit auch bei Induktionsheizspulen für Kochfelder verwendet werden und dabei an der Unterseite einer Induktionsheizspule platziert sind, wobei das passive Heizelement bzw. das ferritische Material flach auf der Oberseite einer Induktionsheizspule platziert ist. Eine solche flache längliche Stabform wird auch im vorliegenden Fall als vorteilhaft angesehen, da unter anderem eine geringe Bauhöhe gegeben ist. Besonders vorteilhaft weist ein passives Heizelement mehrere solcher Teile aus ferritischem Material auf, die entweder alle einzeln oder gemeinsam, beispielsweise in sternförmiger Anordnung, bewegt werden können.
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Es ist möglich, dass mindestens ein passives Heizelement ein Material zur magnetischen Feldabschirmung aufweist. Auch dadurch kann das Magnetfeld der Induktionsheizspule und somit die Heizleistung bzw. Heizenergie zumindest in gewissem Umfang gelenkt oder gerichtet werden hin zu einem Kochgefäß.
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In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung können pro Induktionsheizspule mindestens zwei vorbeschriebene passive Heizelemente vorgesehen sein, vorteilhaft sogar drei oder vier. Dies hängt auch davon ab, wie viele Induktionsheizspulen in dem Kochfeld vorgesehen sind und wie diese verteilt sind. Wenn entsprechend klassischen Kochfeldern nur vier oder nur sechs Induktionsheizspulen vorgesehen sind, die sozusagen eigene diskrete und genau abgegrenzte Kochstellen bilden, so können in einem ersten Fall beispielsweise zwei oder drei passive Heizelemente für jede Induktionsheizspule vorgesehen sein. Diese sind dann zumindest teilweise, also einige, in räumlicher Nähe zu dieser Induktionsheizspule bewegbar, um Kochgefäße zielgerichtet beheizen zu können, die zwar nicht direkt über diese Induktionsheizspule aufgesetzt sind, wie es an sich optimal wäre, sondern mit etwas Versatz dazu. Ein solcher Versatz kann 1 cm bis 5 cm oder maximal 10 cm betragen.
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In einem zweiten Fall können für solche diskreten Induktionsheizspulen insgesamt sechs bis zehn passive Heizelemente im Kochfeld vorgesehen sein, die dann frei bewegbar sind. Sie können an jeweils genau diejenige Stelle bewegt werden, wo im Bereich einer Induktionsheizspule ein aufgestelltes Kochgefäß beheizt werden soll.
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In alternativer Ausgestaltung der Erfindung kann ein Kochfeld eine Vielzahl von verteilten Induktionsheizspulen aufweisen, die aneinander angrenzen bzw. benachbart sind und im Wesentlichen einen großen Teil des Kochfelds, insbesondere zumindest eines Heizbereichs, bedecken. Ein solches Induktionskochfeld ist beispielsweise aus der
DE 102006054973 A1 bekannt, auf die hiermit explizit verwiesen wird. Da hier Kochgefäße ohnehin im Wesentlichen frei bzw. beliebig aufgesetzt werden können und trotzdem induktiv beheizt werden können, sollten die passiven Heizelemente bestimmungsgemäß dazu dienen, die Heizleistung bzw. Heizenergie von mindestens einer Induktionsheizspule möglichst gut an ein auf die Kochfeldplatte aufgestelltes Kochgefäß zu leiten bzw. zu transportieren. Dabei weist diese Induktionsheizspule die größte Überdeckung aller Induktionsheizspulen durch das Kochgefäß auf. Durch in diesen Bereich hin bewegte passive Heizelemente können dann eventuell auch noch weitere Induktionsheizspulen dazu verwendet werden, Heizleistung bzw. Heizenergie in das Kochgefäß zu dessen Beheizung einzubringen.
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In weiterer möglicher Ausgestaltung der Erfindung können die Induktionsheizspulen gleichartig ausgebildet sein, vorzugsweise identisch, insbesondere bei der vorgenannten alternativen Ausgestaltung mit einer Vielzahl von verteilten Induktionsheizspulen, die aneinander angrenzend einen großen Teil des Heizbereichs mit nur geringen Zwischenräumen bedecken. Grundsätzlich können auch die passiven Heizelemente gleichartig bzw. identisch ausgebildet sein, wobei eben nicht alle passiven Heizelemente zwingend bewegbar sein müssen. Es kann ausreichen, wenn einige oder die meisten der passiven Heizelemente bewegbar sind.
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In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist es allgemein möglich, dass die passiven Heizelemente nicht alle in einer einzige Größe vorgesehen sind, sondern in mehreren unterschiedlichen Größen, beispielsweise zwei Größen. So können kleine und große passive Heizelemente vorgesehen werden, wobei die kleinen passiven Heizelemente besonders bewegbar sein sollten und sozusagen eine fein abgestufte flächenmäßige Abdeckung und Übertragung von Heizleistung ermöglichen.
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Für die Bewegbarkeit der passiven Heizelemente kann vorgesehen sein, wie zuvor erläutert worden ist, dass manche von ihnen nur innerhalb eines Teilbereichs des Kochfelds bzw. innerhalb eines Teilbereichs des Heizbereichs des Kochfelds frei bewegbar sind. So kann ein solcher Teilbereich ein Viertel oder ein Sechstel der Fläche des Heizbereichs sein, wobei vorzugsweise der Heizbereich regelmäßig in gleich große Teilbereiche aufgeteilt ist. So kann für einen solchen Teilbereich auch vorgesehen sein, dass mindestens ein passives Heizelement stationär bzw. ortsfest ausgebildet ist. Mindestens ein weiteres passives Heizelement pro Teilbereich kann dann die eingangs genannte Bewegbarkeit aufweisen und in einer geeigneten Position zusätzlich zu dem anderen stationären passiven Heizelement zur Ausrichtung des Magnetfelds bzw. zum Weiterleiten oder Transportieren der Heizleistung dienen.
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Für die Induktionsheizspulen kann gelten, dass diese in einer ersten Ausgestaltung der Erfindung fest und unbewegbar unter der Kochfeldplatte angeordnet sind. In einer anderen zweiten Ausgestaltung der Erfindung kann zumindest eine Induktionsheizspule bewegbar ausgebildet sein, insbesondere in einer Ebene parallel zur Kochfeldplatte, vorzugsweise mehrere oder sogar alle Induktionsheizspulen. Dies kann zur Anpassung an eine Position eines Kochgefäßes oder zur Abkühlung sein, wobei ihre Heizfunktion in diesem Fall dann durch eine andere heranbewegte Induktionsheizspule übernommen wird.
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Bei einem erfindungsgemäßen Verfahren zum Betrieb eines solchen Kochfeldes ist in einem ersten Schritt vorgesehen, dass eine Steuerung des Kochfelds über eine eingangs genannte Topferkennungssensorik im Kochfeld erkennt, ob ein Kochgefäß auf die Kochfeldplatte aufgestellt worden ist und wo dieses aufgestellt worden ist, zumindest in etwa. Des Weiteren kann unter Umständen eine Größenerkennung des Kochgefässes erfolgen. Eine Topferkennungssensorik kann zwar einerseits auch die Induktionsheizspulen verwenden bzw. heranziehen. Vorteilhaft werden aber zusätzlich noch Topferkennungssensoren verwendet, beispielsweise in Form kleiner flacher Spulen, die oberhalb der Induktionsheizspulen angeordnet sind. Dies ist aus der
EP 3079443 A1 bekannt, auf die diesbezüglich explizit verwiesen wird. Eine andere Topferkennungssensorik kann andersartige Sensoren aufweisen, beispielsweise auch eine Kamera außerhalb des Kochfelds.
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In einem nachfolgenden Schritt wird mindestens eine Induktionsheizspule zum Erzeugen von Heizleistung für das Kochgefäß angesteuert, wobei hierfür diejenige Induktionsheizspule verwendet wird, die eine maximale Überdeckung durch das Kochgefäß aufweist oder die die größte Nähe zu dem Kochgefäß aufweist, zumindest bezüglich irgendeines Punkts ihrer Fläche mit der kürzest möglichen Entfernung zu irgendeinem Punkt des Kochgefäßes. Eine Leistungsstufe zur Ansteuerung kann von einer Bedienperson auf verschiedene Art und Weise am Kochfeld eingegeben werden.
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Anschließend wird mindestens ein passives Heizelement zwischen der mindestens einen betriebenen oder aktivierten Induktionsheizspule und einem Bereich unterhalb des Kochgefäßes bewegt, um die Heizleistung bzw. Heizenergie von der Induktionsheizspule in das Kochgefäß einzubringen bzw. sie dorthin zu leiten. Vorteilhaft werden hierfür insgesamt mindestens zwei passive Heizelemente verwendet, wobei diese eben nicht alle bewegt werden müssen. Das auf alle Fälle zumindest eine bewegte passive Heizelement wird dann so platziert, dass es eben, unter Umständen zusammen mit einem weiteren stationären passiven Heizelement oder einem weiteren bewegten passiven Heizelement, für eine möglichst gute Beheizung des aufgestellten Kochgefäßes sorgt.
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Während des Betriebs des Kochfeldes ist es allgemein möglich, dass zumindest bewegbare passive Heizelemente auch tatsächlich bewegt werden oder ihre Position verändern. So kann beispielsweise eine Wärmebelastung einzelner passiver Heizelemente besser verteilt werden, wenn besonders wärmebelastete passive Heizelemente gegen kühlere durch entsprechende Bewegung ausgewechselt werden können. Ein Austauschen bzw. eine Bewegung ist einerseits innerhalb einer Gruppe von passiven Heizelementen möglich, die für die Beheizung eines Kochgefäßes zuständig sind. Alternativ und vorteilhaft können andererseits passive Heizelemente quasi eingewechselt werden, die davor gar nicht an der Beheizung teilgenommen haben und somit eine deutlich geringere Temperatur aufweisen. Eine solche Erwärmung der passiven Heizelemente kann einerseits durch das Weiterleiten bzw. Weitertransportieren der Heizenergie auftreten. Des Weiteren kann durch ein aufgestelltes, bereits auf hohe Temperaturen aufgeheiztes Kochgefäß ein Erwärmen stattfinden durch dessen Wärmeabgabe nach unten.
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In alternativer Ausgestaltung kann das passive Heizelement mit wärmedämmendem Material bzw. einem Wärmedämmformteil kombiniert sein, das die Aufgabe hat, den Wärmefluss vom aufgestellten Kochgefäß zur Induktionsheizspule oder zum passiven Heizelement zu unterbinden. Ein solches wärmedämmendes Material kann beispielsweise Schaumglas oder pyrogene Kieselsäure bzw. Vermiculite sein oder zumindest teilweise aufweisen, siehe beispielsweise die
DE 102005025207 A1 .
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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 alleine 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 und Zwischen-Überschriften beschränkt die unter diesen gemachten Aussagen nicht in ihrer Allgemeingültigkeit.
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Figurenliste
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Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen schematisch dargestellt und werden im Folgenden näher erläutert. In den Zeichnungen zeigen:
- 1 eine schematische Draufsicht auf ein erfindungsgemäßes Kochfeld mit vier einzelnen verteilt angeordneten Induktionsheizspulen, einer Anzahl von passiven Heizelementen und drei Kochgefäßen,
- 2 eine schematische Draufsicht auf eine alternative Ausbildung eines erfindungsgemäßen Kochfeldes mit acht Induktionsheizspulen, die nahezu durchgängig einen Heizbereich des Kochfeldes bedecken, einer Anzahl von passiven Heizelementen und einem Kochgefäß,
- 3 einen Schnitt durch das erfindungsgemäße Kochfeld aus 1 und
- 4 eine Draufsicht auf eine mögliche Ausgestaltung eines passiven Heizelementes mit flachen Ferritstäben.
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Detaillierte Beschreibung der Ausführungsbeispiele
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In der 1 ist in Draufsicht ein erfindungsgemäßes Kochfeld 11 gemäß einer ersten Ausbildung der Erfindung dargestellt. Das Kochfeld 11 weist eine Kochfeldplatte 12 auf, vorteilhaft aus Glaskeramik, wie sie üblicherweise für solche Kochfelder bzw. Induktionskochfelder verwendet wird. Das Kochfeld 11 ist durch eine horizontale gestrichelte Linie in einen hinteren Heizbereich 14 und in einen vorderen Bedienbereich 16 aufgeteilt, in dem eine schematisch dargestellte Bedieneinrichtung 17 angeordnet ist. Diese kann beispielsweise mit Berührungsschaltern aufgebaut sein und braucht hier nicht weiter erläutert zu werden. Sie kann neben Bedienelementen auch Anzeigeelemente aufweisen, möglicherweise auch ein Display bzw. ein grafikfähiges Display, beispielsweise als Touchscreen.
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Im Heizbereich 14 sind vier Induktionsheizspulen 20a bis 20d angeordnet in verteilter Anordnung als eine Art Viereck oder Rechteck. Durch eine vertikale punktierte Linie ist der Heizbereich 14 in eine linke Hälfte und eine rechte Hälfte eingeteilt. Die beiden Hälften können vorteilhaft die vorgenannten Teilbereiche bilden. Die beiden Induktionsheizspulen 20a und 20c in der linken Hälfte sind gleich groß und mittig hintereinander in der linken Hälfte angeordnet. In der rechten Hälfte ist hinten eine langgestreckte Induktionsheizspule 20b angeordnet, beispielsweise um längliche Bräter odgl. optimal beheizen zu können. Die zweite Induktionsheizspule 20d vorne in der rechten Hälfte ist sehr groß ausgebildet für besonders große Kochgefäße, insbesondere große Pfannen.
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Eine Ansteuerung und Leistungseinstellung der Induktionsheizspulen 20a bis 20d wird hier nicht näher erläutert und kann mittels der Bedieneinrichtung 17 auf an sich bekannte Art und Weise vielfältig erfolgen.
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Gestrichelt dargestellt sind in der
1 mehrere eingangs beschriebene passive Heizelemente 22, und zwar insgesamt 14 Stück. Im hier dargestellten Ausführungsbeispiel sind alle passiven Heizelemente
22 bewegbar. Dabei kann zwar vorgesehen sein, dass nur manche von ihnen, unter Umständen auch alle, nur in der linken Hälfte oder nur in der rechten Hälfte des Heizbereichs
14 bewegbar sind. So kann ihre Bewegbarkeit konstruktiv möglicherweise einfacher ausgestaltet werden. Unter Umständen können sie aber auch vollständig bewegbar sein. Da hier die Induktionsheizspulen
20a bis
20d eindeutig verteilt angeordnet sind, mit Abstand zueinander und fest bzw. unbewegbar, kann vorgesehen sein, dass dafür sämtliche passiven Heizelemente 22 bewegbar sind. Wie nachfolgend noch im Zusammenhang mit der
3 näher erläutert wird, sind die passiven Heizelemente
22 in einer Zwischenebene bewegbar, die zwischen den Induktionsheizspulen
20 und der Unterseite der Kochfeldplatte
12 verläuft. Der genaue Mechanismus zu deren Bewegung ist hier nicht dargestellt, kann vom Fachmann aber einfach und vielfältig realisiert werden, beispielsweise entsprechend der
DE 102015203316 A1 , auf welche diesbezüglich ausdrücklich verwiesen wird. Auch andere Bewegungsmechanismen können konstruktiv realisiert sein.
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Da die passiven Heizelemente 22 passiv sind und keinerlei eigene Energieversorgung oder Ansteuerung mit elektrischen Signalen benötigen, ist ihre Bewegbarkeit relativ leicht realisierbar. Sie können nämlich ohne jegliche Anschlüsse ausgebildet sein. Sie können auch von einer Art Aktuator oder Greifer bewegt und dann platziert werden, wobei sie dann positionsfest sind. So braucht nicht für jedes passive Heizelement ein eigener Aktuator oder eigener Bewegungsmechanismus vorgesehen zu werden.
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Aus der Darstellung der 1 ist zu erkennen, dass ein Kochgefäß 25a etwas links nach oben von der Induktionsheizspule 20a versetzt auf die Kochfeldplatte 12 aufgestellt ist. Normalerweise wäre eine Beheizung mittels der Induktionsheizspule 20a in dieser Position nicht oder nur mit Einschränkungen möglich. Vor allem könnte es sein, dass eine Beheizung des Bodens des Kochgefäßes 25a ungleichmäßig wäre, was unerwünscht ist. Zu diesem Zweck hat eine hier nicht dargestellte Steuerung des Kochfelds 11 mittels ebenfalls nicht dargestellter Topferkennungssensoren, wozu eben auch die Induktionsheizspule 20a verwendet werden kann, in etwa die Position und die Größe dieses Kochgefäßes 25a festgestellt. Dann hat sie vier passive Heizelemente 22 an die dargestellte Position gebracht oder bewegt, die dann die Fläche des Kochgefäßes 25a vollständig bedecken oder abdecken. Die von der Induktionsheizspule 20a induktiv erzeugte Heizleistung wird dann von den passiven Heizelementen 22 sozusagen zum Kochgefäß 25a transportiert bzw. weitergeleitet, insbesondere in einen Boden des Kochgefäßes 25a eingekoppelt, wie dies bei Induktionsheizspulen üblich ist. Durch die dargestellte Platzierung der vier passiven Heizelemente 22 wird, möglicherweise leicht abhängig von ihrer genauen Ausbildung und Funktionsweise, das von der Induktionsheizspule 20a erzeugte magnetische Wechselfeld mit besserer Richtwirkung und Effizienz in den Boden des Kochgefäßes 25a eingekoppelt, so dass dieser beheizt wird.
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Ein weiteres Kochgefäß 25b ist rechts neben der Induktionsheizspule 20c aufgesetzt, und zwar so, dass es diese gerade nicht überdeckt. Insofern sind hier wegen der Größe der Induktionsheizspule 20c und der Größe des Kochgefäßes 25b wiederum vier passive Heizelemente 22 so positioniert worden, dass sie quasi genau dazwischen bzw. zwischen den jeweiligen Mittelpunkten angeordnet sind. So kann ebenfalls, wie zuvor erläutert, das magnetische Wechselfeld der Induktionsheizspule 20c in das Kochgefäß 25b bzw. dessen Boden eingekoppelt werden, obwohl das Kochgefäß 25b nicht über der Induktionsheizspule 20c aufgesetzt ist oder diese auch nur überlappt.
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Ein weiteres kleines Kochgefäß 25c ist in der rechten Hälfte des Heizbereichs 14 genau mittig über der Induktionsheizspule 20d platziert. Aufgrund seiner relativ geringen Größe hat eine Steuerung des Kochfeldes 11 entschieden, dass ein Beheizen direkt und nur mit der Induktionsheizspule 20d nicht optimal ist, da durch deren deutlich größeren Durchmesser möglicherweise störende Magnetfelder und Streufelder entstehen könnten. Deswegen ist ein passives Heizelement 22 genau unter das Kochgefäß 25c bewegt worden, welches das gesamte magnetische Wechselfeld der Induktionsheizspule 20d in den Boden des Kochgefäßes 25c konzentriert einbringt. Zwei oder sogar noch mehr passive Heizelemente 22 wären hier erkennbar aufgrund der geringen Größe des Kochgefäßes 25c nachteilig.
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In der 1 rechts ist gerade am Beispiel der Induktionsheizspule 20d mit dem Kochgefäß 25c dargestellt, dass das zentral unter dem Kochgefäß 25c angeordnete passive Heizelement 22 bewegt werden kann, und zwar derart im Wechsel mit zwei rechts daneben angeordneten passiven Heizelementen 22, dass sie sozusagen im Uhrzeigersinn durchrotieren. Dadurch ist es möglich, dass in dem Fall, dass das passive Heizelement 22 aufgrund des Weiterleitens bzw. Transportierens der Heizleistung warm geworden ist oder von der zurückgestrahlten Wärme des beheizten Kochgefäßes 25c erwärmt worden ist, ausgewechselt wird gegen ein anderes noch kühleres. So kann eine zu starke Erwärmung oder evtl. Beschädigung des passiven Heizelements 22 vermieden werden. Ebenso kann dadurch auch eine zu starke Erwärmung der darunter angeordneten Induktionsheizspule 20d verhindert werden. Schließlich kann auch die Temperatur der Kochfeldplatte 12 in diesem Bereich etwas gesenkt werden. Ein Wechsel der passiven Heizelemente 22 untereinander kann entweder erfolgen sobald eine hier nicht dargestellte Temperaturmessung das Erreichen einer bestimmten Grenztemperatur anzeigt. Alternativ kann eine Steuerung eine Erwärmung aufgrund der von der Induktionsheizspule 20d erzeugten Leistungsstufe entstandene Erwärmung im passiven Heizelement 22 bestimmen und nach Zeitablauf einen Wechsel veranlassen, beispielsweise einmal pro Minute.
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In der 2 ist ein etwas anders ausgebildetes Kochfeld 111 als eine zweite Ausbildung der Erfindung dargestellt. Es weist ebenfalls eine Kochfeldplatte 112 auf, die durch eine horizontale Strichlierung in einen hinteren Heizbereich 114 und einen vorderen Bedienbereich 116 unterteilt wird. Vorne in dem Bedienbereich 116 ist eine Bedieneinrichtung 117 angeordnet wie zuvor zu 1 erläutert.
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Im Heizbereich 114, der durch eine vertikale punktierte Linie in eine linke Hälfte und in eine rechte Hälfte als Teilbereiche unterteilt ist, sind links und rechts jeweils identische Induktionsheizspulen 120 angeordnet. Sie sind rechteckig ausgebildet und so nahe beieinander platziert, dass sie im Wesentlichen die gesamte Fläche des Heizbereichs 14 mit nur geringen Abständen oder Lücken dazwischen überdecken.
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In der 2 ist ein einziges Kochgefäß 125 dargestellt, welches im Prinzip hauptsächlich über der rechten hinteren Induktionsheizspule 120 der linken Hälfte des Heizbereichs 114 angeordnet ist, die anderen drei aber auch noch zumindest zu einem kleinen Teil überdeckt. Bei diesem Kochfeld 111 ist es eine Besonderheit, dass in der linken Hälfte des Heizbereichs 114 drei passive Heizelemente 122 ortsfest angeordnet sind entlang des vertikalen Zwischenbereichs zwischen den linken beiden Induktionsheizspulen und den rechten beiden Induktionsheizspulen. Aufgrund der festgestellten Position und Größe des Kochgefäßes 125 werden von rechts zwei passive Heizelemente 122 heranbewegt, wie durch die Pfeile angedeutet ist. Sie werden so weit an die beiden ortsfesten passiven Heizelemente 122 heranbewegt, dass eine quadratische Anordnung entsteht wie in der 1 links hinten. Dies deckt dann in etwa die Fläche des Kochgefäßes 125 ab. Für eine Beheizung kann entweder nur die rechte hintere Induktionsheizspule 120 verwendet werden, oder aber noch die linke hintere hinzugenommen werden. Dies hängt ab von einer benötigten oder gewünschten Leistungsstufe zur Beheizung des Kochgefäßes 125 sowie der Fähigkeit der passiven Heizelemente 122, das magnetische Wechselfeld einer Induktionsheizspule 120 sozusagen in seitlicher Richtung weiterzuleiten.
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In der rechten Hälfte des Heizbereichs 114 des Kochfelds 111 sind jeweils zentrisch über jeder der Induktionsheizspulen 120 passive Heizelemente 122 ortsfest angeordnet. Falls ein Kochgefäß zumindest teilweise über einer dieser Induktionsheizspulen 120 aufgestellt wird, können ein weiteres frei bewegbares passives Heizelement 122 oder mehrere davon heranbewegt werden. Somit ist hier eine andere Position für ortsfest angeordnete passive Heizelemente 122 dargestellt. Weitere mögliche Positionen könnten entlang eines horizontalen Zwischenraums zwischen vorderen und hinteren Induktionsheizspulen 120 liegen. Ebenso könnten in der rechten Hälfte des Heizbereichs 114 noch weitere, hier nicht dargestellte bewegbare passive Heizelemente 122 vorgesehen sein.
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In der Schnittdarstellung der 3 ist ein Schnitt durch das erfindungsgemäße Kochfeld 11 aus 1 in sehr vereinfachter Form dargestellt. Das Kochfeld 11 weist unter der Kochfeldplatte 12 ein Gehäuse 18 auf, welches beispielsweise eine Art Wanne aus Kunststoff sein kann. In dieses Gehäuse 18 sind die Induktionsheizspulen 20 sowie eine nicht dargestellte Bedieneinrichtung eingelegt. Oberhalb der Induktionsheizspulen 20 verläuft eine Zwischenplatte 19, beispielsweise auch bestehend aus Kunststoff. Sie kann auch ein textiles Gewebe aus unterschiedlichen Materialien sein, die aber vor allem temperaturbeständig sein sollten. Auf dieser Zwischenplatte 19 bzw. in einer Zwischenebene, die parallel dazu und oberhalb der Zwischenplatte 19 verläuft, sind mehrere passive Heizelemente 22 dargestellt. Ein Bewegungsmechanismus dafür ist auch hier nicht dargestellt, ist aber leicht vorstellbar anhand der eingangs gemachten Erläuterungen. Es ist zu sehen, dass die passiven Heizelemente 22 nur knapp oberhalb der Induktionsheizspulen 20 angeordnet sind und in dieser Zwischenebene zumindest teilweise bewegbar sind. Des Weiteren sind sie knapp unterhalb einer Unterseite der Kochfeldplatte 12 vorgesehen und somit relativ nahe zu einem oben auf die Kochfeldplatte 12 aufgestellten Kochgefäß 25. Dadurch kann eine Weiterleitung bzw. ein Transport der Heizleistung oder Heizenergie sehr gut erfolgen.
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In der 4 ist beispielhaft in Draufsicht eine mögliche Ausbildung eines passiven Heizelements 22 dargestellt, welches sechs sternförmig angeordnete Ferritstäbe 23 aufweist. Diese sind flach und vorteilhaft identisch ausgebildet. Sie können in ihrem Mittelbereich einen kleinen Bereich freilassen. Im Vergleich zu an sich bekannten Ferritstäben in einer Anordnung oberhalb einer Induktionsheizspule sind die Ferritstäbe 23 etwas länger bzw. weiter in die Mitte gezogen. Dadurch kann eine bessere Konzentrationswirkung und somit Weiterleitung bzw. Transport der Heizleistung von einer Induktionsheizspule darunter zu einem Kochgefäß darüber erfolgen.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102015203316 A1 [0002, 0032]
- WO 2015/074770 A1 [0003]
- DE 102011006106 A1 [0010]
- EP 2953424 A1 [0012]
- DE 102016206477 [0012]
- DE 102006054973 A1 [0017]
- EP 3079443 A1 [0022]
- DE 102005025207 A1 [0026]
