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Die Erfindung betrifft ein Kochfeld mit mindestens einem Temperatursensor der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 genannten Art.
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Derartige Kochfelder sind in einer Vielzahl von Ausführungsformen aus dem Stand der Technik vorbekannt.
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Beispielsweise zeigt die
WO 2011 055 279 A1 ein Kochfeld mit einer Abdeckplatte, wenigstens einem Temperatursensor zum Messen einer Bodentemperatur eines Kochgeschirrelements an der Abdeckplatte und mit einer Steuereinheit zum Bestimmen der Temperatur des Kochgeschirrelements. Um eine Regelung der Kochgeschirrtemperatur mit geringerer Verzögerung zu erzielen, wird darin vorgeschlagen, dass das bekannte Kochfeld wenigstens einen weiteren Sensor zum Messen wenigstens einer temperaturabhängigen Kenngröße des Kochgeschirrelements aufweist.
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Der Erfindung stellt sich somit das Problem, ein Kochfeld anzugeben, bei dem eine schnelle und hinreichend genaue Temperaturerfassung einer Temperatur einer einem auf die Kochfeldplatte aufgestellten Kochgeschirr zugewandten Oberseite der Kochfeldplatte des Kochfelds und/oder bei einem auf dem Kochfeld aufgestellten Kochgeschirr ermöglicht sind/ist.
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Erfindungsgemäß wird dieses Problem durch ein Kochfeld mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst, das dadurch gekennzeichnet ist, dass das Kochfeld mindestens einen mit der Steuerung signalübertragend verbundenen Körperschallsensor zur Messung einer Ausbreitungsgeschwindigkeit von Körperschallwellen in der Kochfeldplatte aufweist, wobei in der Steuerung mittels der gemessenen Ausbreitungsgeschwindigkeit eine mittlere Kochfeldplattentemperatur ermittelbar ist, und wobei in der Steuerung in Abhängigkeit der gemessenen Unterseitentemperatur und der mittleren Kochfeldplattentemperatur eine Oberseitentemperatur an der Oberseite der Kochfeldplatte und/oder eine Kochgeschirrtemperatur des aufgestellten Kochgeschirrs ermittelbar sind/ist. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den nachfolgenden Unteransprüchen.
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Der mit der Erfindung erreichbare Vorteil besteht insbesondere darin, dass eine schnelle und hinreichend genaue Temperaturerfassung einer Temperatur einer einem auf die Kochfeldplatte aufgestellten Kochgeschirr zugewandten Oberseite der Kochfeldplatte des Kochfelds und/oder bei einem auf dem Kochfeld aufgestellten Kochgeschirr ermöglicht sind/ist. Die Erfindung ermöglicht dies auch bei Kochfeldplatten, die eine hohe Materialstärke aufweisen. Gerade bei derartigen Kochfeldplatten ist die Erfindung sehr vorteilhaft. Beispielsweise kann es sich bei den Kochfeldplatten um Natursteinplatten, Kunststeinplatten oder Keramikplatten, wie Glaskeramikplatten oder dergleichen, handeln. Aufgrund der höheren Bruchempfindlichkeit von beispielsweise Natursteinplatten oder Kunststeinplatten müssen diese dicker ausgebildet sein als beispielsweise Glaskeramikplatten, die üblicherweise eine Materialstärke von 4 mm aufweisen. Ferner weisen beispielsweise die vorgenannten Materialien eine schlechtere Wärmeleitfähigkeit als Glaskeramik auf. Dies alles erschwert eine schnelle und dabei hinreichend genaue Temperaturerfassung einer Temperatur einer einem auf die Kochfeldplatte aufgestellten Kochgeschirr zugewandten Oberseite der Kochfeldplatte des Kochfelds. Die Erfindung schafft hier Abhilfe.
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Grundsätzlich ist das erfindungsgemäße Kochfeld nach Art, Funktionsweise, Dimensionierung und Material in weiten geeigneten Grenzen frei wählbar. Dies gilt auch für die Ausbildung und die Anordnung des mindestens einen Temperatursensors und des mindestens einen Körperschallsensors. Eine vorteilhafte Weiterbildung des erfindungsgemäßen Kochfelds sieht vor, dass der Temperatursensor und/oder der Körperschallsensor an der Unterseite der Kochfeldplatte angeordnet sind/ist. Hierdurch ist zum einen eine gute thermische Anbindung des Temperatursensors und eine gute mechanische Anbindung des Körperschallsensors an die Kochfeldplatte auf konstruktiv einfache Weise ermöglicht. Zum anderen ist dadurch eine optisch gefällige Gestaltung des erfindungsgemäßen Kochfelds realisierbar.
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Eine andere vorteilhafte Weiterbildung des erfindungsgemäßen Kochfelds sieht vor, dass ein Sender des Körperschallsensors zur Aussendung von Körperschallwellen und ein Empfänger des Körperschallsensors zum Empfang von Körperschallwellen in einer Baugruppe zusammengefasst sind, bevorzugt, dass der Sender und der Empfänger als eine Baueinheit ausgebildet sind. Auf diese Weise ist der konstruktive Aufbau des erfindungsgemäßen Kochfelds und dessen Fertigung vereinfacht. Durch die bevorzugte Ausbildung des Senders und des Empfängers als eine Baueinheit ist darüber hinaus die Anzahl der Bauteile reduziert und zusätzlich Bauraum eingespart. Entsprechend ist eine sehr kompakte Bauweise des Körperschallsensors und damit des erfindungsgemäßen Kochfelds ermöglicht.
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Grundsätzlich ist eine Arbeitswellenlänge des Körperschallsensors in weiten geeigneten Grenzen frei wählbar. Zweckmäßigerweise ist die Arbeitswellenlänge des Körperschallsensors um einen Faktor in einem Wertebereich von 5 bis 10 kleiner ist als die Stärke der Kochfeldplatte.
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Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung des erfindungsgemäßen Kochfelds sieht vor, dass das Kochfeld als ein Induktionskochfeld mit mindestens einer an der Unterseite der Kochfeldplatte angeordneten und einer Kochstelle des Kochfelds zugeordneten Induktionspule ausgebildet ist, wobei der Temperatursensor und/oder der Körperschallsensor zwischen der Induktionsspule und der Unterseite der Kochfeldplatte angeordnet sind/ist. Hierdurch ist eine sehr kompakte und damit platzsparende Ausbildung des erfindungsgemäßen Kochfelds ermöglicht. Ferner ist dadurch eine Temperaturmessung mittels des Temperatursensors und/oder eine Messung der Ausbreitungsgeschwindigkeit von Körperschallwellen mittels des Körperschallsensors in unmittelbarer Nähe zu der jeweiligen Kochstelle des Kochfelds, auf der das Kochgeschirr aufstellbar ist, realisierbar.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung rein schematisch dargestellt und wird nachfolgend näher beschrieben. Es zeigt die einzige
- 1 ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Kochfelds in einer geschnittenen Seitenansicht.
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In der 1 ist ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Kochfelds exemplarisch dargestellt. Das Kochfeld 2 umfasst eine Kochfeldplatte 4 aus Glaskeramik mit einer einem auf der Kochfeldplatte 4 aufgestellten Kochgeschirr zugewandten Oberseite 6 und einer dem aufgestellten Kochgeschirr abgewandten Unterseite 8, einen Temperatursensor 10 zur Messung einer Unterseitentemperatur an der Unterseite 8 der Kochfeldplatte 4 und einer Steuerung 12, wobei der Temperatursensor 10 mit der Steuerung 12 signalübertragend verbunden ist. Der Temperatursensor 10 ist als ein sogenannter NTC-Sensor ausgebildet und in wärmeleitenden Kontakt mit der Unterseite 8 an der Unterseite 8 der Kochfeldplatte 4 angeordnet. Das Kochgeschirr ist in der 1 nicht dargestellt.
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Ferner weist das Kochfeld 2 einen mit der Steuerung 12 signalübertragend verbundenen Körperschallsensor 14 zur Messung einer Ausbreitungsgeschwindigkeit von Körperschallwellen in der Kochfeldplatte 4 auf, wobei in der Steuerung 12 mittels der gemessenen Ausbreitungsgeschwindigkeit eine mittlere Kochfeldplattentemperatur ermittelbar ist, und wobei in der Steuerung 12 in Abhängigkeit der gemessenen Unterseitentemperatur und der mittleren Kochfeldplattentemperatur eine Oberseitentemperatur an der Oberseite 6 der Kochfeldplatte 4 und eine Kochgeschirrtemperatur des aufgestellten Kochgeschirrs ermittelbar sind. Der Körperschallsensor 14 ist in Körperschallübertragungsverbindung an der Unterseite 8 der Kochfeldplatte 4 angeordnet. Siehe 1.
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Der Körperschallsensor 14 weist einen Sender 16 zur Aussendung von Körperschallwellen in die Kochfeldplatte 4 und einen Empfänger 18 zum Empfang von durch die Kochfeldplatte 4 reflektierten Körperschallwellen auf, wobei der Sender 16 und der Empfänger 18 des Körperschallsensors 14 in einer Baugruppe zusammengefasst sind. Denkbar ist jedoch auch, dass der Sender und der Empfänger als eine Baueinheit ausgebildet sind.
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Der Körperschallsensor 14 ist dabei derart ausgebildet und eingerichtet, dass eine Arbeitswellenlänge des Körperschallsensors 14 um einen Faktor in einem Wertebereich von 5 bis 10 kleiner ist als die Stärke der Kochfeldplatte 4. Entsprechend würde die Arbeitswellenlänge des Körperschallsensors 4 bei einer beispielhaft angenommenen Materialstärke der Kochfeldplatte 4 von 4 mm eine Arbeitswellenlänge in einem Wertebereich von 0,4 mm bis 0,8 mm aufweisen.
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Das Kochfeld 2 ist als ein Induktionskochfeld mit mindestens einer an der Unterseite 8 der Kochfeldplatte 4 angeordneten und einer Kochstelle des Kochfelds 2 zugeordneten Induktionsspule 20 ausgebildet, wobei der Temperatursensor 10 und der Körperschallsensor 14 zwischen der Induktionsspule 20 und der Unterseite 8 der Kochfeldplatte 4 angeordnet sind. Siehe 1.
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Nachfolgend wird die Funktionsweise des erfindungsgemäßen Kochfelds gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel anhand der 1 näher erläutert.
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Ein nicht dargestellter Benutzer stellt das ebenfalls nicht dargestellte Kochgeschirr auf die Oberseite 6 der Kochfeldplatte 4, nämlich auf die Kochstelle oberhalb der Induktionsspule 20. Der Benutzer schaltet das Kochfeld 2 auf dem Fachmann bekannte Weise ein, so dass die Induktionsspule 20 bestromt wird und dadurch das Kochgeschirr erwärmt. Zum einen wird mittels des Temperatursensors 10 die Unterseitentemperatur der Unterseite 8 der Kochfeldplatte 4 erfasst. Zum anderen wird mittels des Körperschallsensors 14 die Ausbreitungsgeschwindigkeit von Körperschallwellen in der Kochfeldplatte 4 ermittelt. Hierfür wird mittels des Senders 16 des Körperschallsensors 14 beispielsweise ein Burst an der Unterseite 8 der Kochfeldplatte 4 in die Kochfeldplatte 4 eingekoppelt. Dieser Burst löst in der Kochfeldplatte 4 eine Körperschallwelle aus, die die Kochfeldplatte 4 von der Unterseite 8 in Richtung der Oberseite 6 durchläuft, an der Oberseite 6 reflektiert wird, die Kochfeldplatte 4 von der Oberseite 6 in Richtung der Unterseite 8 durchläuft und von dem Empfänger 18 des Körperschallsensors 14 detektiert wird. In der mit dem Körperschallsensor 14 signalübertragend verbundenen Steuerung 12 wird die Ausbreitungsgeschwindigkeit der die Kochfeldplatte 4 durchlaufenden Körperschallwelle ermittelt und auf dem Fachmann bekannte Weise in eine mittlere Kochfeldplattentemperatur umgewandelt.
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Anstelle der Erzeugung und der Aussendung eines Bursts sind auch andere Verfahren zur Ermittlung der Ausbreitungsgeschwindigkeit der die Kochfeldplatte durchlaufenden Körperschallwelle denkbar. Beispielsweise sei hier lediglich auf eine Variierung der Arbeitswellenlänge des Körperschallsensors verwiesen, die solange variiert wird, bis die Arbeitswellenlänge einer Resonanzwellenlänge entspricht.
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Mittels der gemessenen Unterseitentemperatur an der Unterseite 8 der Kochfeldplatte 4 und der mittleren Kochfeldplattentemperatur der Kochfeldplatte 4 wird in der Steuerung 12 die Oberseitentemperatur an der Oberseite 6 der Kochfeldplatte 4 ermittelt. Entsprechend lässt sich beispielsweise feststellen, ob die Oberseitentemperatur einen vorher festgelegten Grenzwert für einen sicheren Betrieb des Kochfelds 2 überschreiten wird oder bereits überschritten hat, so dass dann das Kochfeld 2 mittels der Steuerung 12 automatisch ausgeschaltet werden kann.
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Alternativ oder zusätzlich dazu ist es möglich, mittels der auf die oben erläuterte Weise ermittelten Oberseitentemperatur der Oberseite 6 der Kochfeldplatte 4 in der Steuerung 12 die Kochgeschirrtemperatur des auf das Kochfeld 2 aufgestellten Kochgeschirrs auf dem Fachmann bekannte Weise zu bestimmen. Entsprechend lässt sich hierdurch beispielsweise eine Bratregelung realisieren.
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Die Erfindung ist nicht auf das vorliegende Ausführungsbeispiel begrenzt. Beispielsweise kann die Erfindung auch bei andersartigen Kochfeldern vorteilhaft eingesetzt werden. Bei den erfindungsgemäßen Kochfeldern kann es sich sowohl um Kochfelder für den Haushalt wie auch um Kochfelder für den professionellen Einsatz, also für den gewerblichen Betrieb, handeln.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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