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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb eines induktiven Kochsystems sowie ein derartiges induktives Kochsystem und ein Gargeschirr hierfür.
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Der Trend beim heimischen Kochen geht immer weiter dazu, die Durchführung der Kochprozesse für den Benutzer einfacher, komfortabler und bzw. oder sicherer hinsichtlich des gewünschten Kochergebnisses zu gestalten. Dies kann dadurch unterstützt werden, dass dem Benutzer vollständige Automatikprogramme bzw. Assistenzfunktionen zur Verfügung gestellt werden, welche dem Benutzer einen Teil der Durchführung oder sogar die vollständige Durchführung des Kochprozesses abnehmen sollen. Auch kann ein Kochprozess z.B. von dem Kochfeld und bzw. oder von einem Mobilgerät unterstützt werden, indem dort der Kochprozess verfolgt, dem Benutzer dargestellt sowie die nächsten Handlungen im Rezeptablauf angezeigt bzw. entsprechende Anweisungen an den Benutzer gegeben werden.
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Ferner sollen die Kochfelder optisch immer weiter aus der Küche verschwinden. Hierzu gehört es auch, die Bedienelemente der Kochfelder immer unauffälliger zu gestalten oder vollständig verschwinden zu lassen. Dies kann dazu führen, die Bedienelemente der Kochfelder auf die Kochgeschirre zu verlagern. Daher kann es erforderlich oder zumindest wünschenswert sein, dass Informationen zwischen dem Kochgeschirr und dem Kochfeld ausgetauscht werden können. Dies kann die Übermittlung von Anweisungen sowie von Messgrößen enthalten.
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Hierzu gehört es auch, Sensoren am bzw. im Gargeschirr vorzusehen, um beispielsweise die Temperatur des Garguts sensorisch zu erfassen und diese Sensorinformation nach außerhalb des Gargeschirrs wie beispielsweise an das Kochfeld bzw. deren Steuerungseinheit, insbesondere drahtlos, zu übertragen. Dies kann beispielsweise einen temperaturgesteuerten oder temperaturgeregelten Garprozess ermöglichen.
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Die
WO 2022/063506 A1 betrifft ein Gargeschirr, umfassend einen Geschirrkörper und mindestens einen an dem Geschirrkörper angeordneten Griff, wobei der Geschirrkörper einen in der Gebrauchslage des Gargeschirrs nach oben offenen Gargutaufnahmeraum zur Aufnahme eines Garguts begrenzt. Um ein derartiges Gargeschirr zu verbessern, wird vorgeschlagen, dass der Geschirrkörper eine mit dem Griff verbundene oder verbindbare Außenschale und eine in einem Montagezustand des Gargeschirrs mit der Außenschale verbundene Innenschale umfasst, wobei die Außenschale die Innenschale in dem Montagezustand des Gargeschirrs aufnimmt und der Gargutaufnahmeraum in der Innenschale ausgebildet ist. Das Gargeschirr weist eine Mehrzahl von Sensoren in Form von Temperatursensoren auf, welche über eine Höhe der Wandinnenseite der Außenschale verteilt sind, wobei die Sensoren mit einer Steuerung des Gargeschirrs signalübertragend verbunden sind, und die Sensoren relativ zu der Außenschale elastisch beweglich an der Außenschale angeordnet sind.
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Die
DE 10 2020 101 983 A1 beschreibt ein Kochgeschirr umfassend wenigstens einen Boden und wenigstens eine Wandung, wobei durch den Boden und die Wandung wenigstens ein Aufnahmevolumen begrenzt wird. Wenigstens zwei Temperatursensoren sind der Wandung zugeordnet, wobei ein erster Temperatursensor in einer ersten Höhe vorgesehen ist und wobei ein zweiter Temperatursensor in einer zweiten Höhe mit einem vorbestimmten Abstand zu dem ersten Temperatursensor vorgesehen ist.
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Problematisch bei der Verwendung von Gargeschirren bzw. Kochgeschirren mit wenigstens einem Temperatursensor an bzw. in der Wandung ist, dass es bei der Verwendung derartiger Geschirre auf Kochfeldern mit mehreren Spulen, welche das Geschirr gleichzeitig bzw. gemeinsam erwärmen sollen, zu einer Positionierung bzw. zu einer Orientierung des Temperatursensors gegenüber den Spulen des Kochfelds kommen kann, bei welcher durch das elektromagnetische Feld eine zusätzlich Erwärmung der Seitenwand dort stattfindet, wo sich der Temperatursensor befindet. Somit wird vom Temperatursensor nicht die tatsächliche Temperatur der Seitenwand bzw. der Wandung des Gar- bzw. Kochgeschirrs erfasst, welche aus der induktiven Erwärmung des Bodens des Gar- bzw. Kochgeschirrs resultiert und eigentlich vom Temperatursensor erfasst werden soll. Stattdessen wird die lokale induktive Erwärmung der Wandung in der Umgebung des Temperatursensors von diesem erfasst, welche sich zufällig aus einer unglücklichen Postierung bzw. Orientierung des Temperatursensors gegenüber den Spulen des Kochfelds ergibt. Diese Temperatur liegt üblicherweise signifikant oberhalb der eigentlich zu erfassten Temperatur, so dass ein temperaturgesteuerter bzw. temperaturgeregelter Betrieb des Gar- bzw. Kochgeschirrs nun zu falschen Ergebnissen führt. Insbesondere kann eine Erwärmung des Garguts reduziert bzw. zu früh beendet werden, weil fälschlicherweise von einer höheren Garguttemperatur ausgegangen wird als tatsächlich vorliegt.
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Der Erfindung stellt sich somit das Problem, ein Verfahren zum Betrieb eines induktiven Kochsystems bzw. ein induktives Kochsystem der eingangs beschrieben Art bereitzustellen, so dass die Garguttemperatur besser bzw. verlässlicher als bisher bekannt sensorisch erfasst werden kann. Zumindest soll eine Alternative zu den bekannten Möglichkeiten der sensorischen Erfassung der Garguttemperatur geschaffen werden.
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Erfindungsgemäß wird dieses Problem durch ein Verfahren zum Betrieb eines induktiven Kochsystems, durch ein induktives Kochsystem sowie durch ein Gargeschirr mit den Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den nachfolgenden Unteransprüchen.
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Somit betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Betrieb eines induktiven Kochsystems, wobei das Kochsystem ein induktives Kochfeld und wenigstens ein Gargeschirr mit wenigstens einem ersten Temperatursensor und mit wenigstens einem zweiten Temperatursensor aufweist, wobei die beiden Temperatursensoren an oder in der Gargeschirrwandung und in der Querrichtung und bzw. oder in der vertikalen Richtung zueinander versetzt angeordnet sind, das Verfahren mit den Schritten:
- • Erfassen des Sensorwertes des ersten Temperatursensors,
- • Erfassen des Sensorwertes des zweiten Temperatursensors,
- • Vergleichen des Sensorwertes des ersten Temperatursensors und des Sensorwertes des zweiten Temperatursensors und
- • Auswählen von zumindest des geringeren Sensorwertes als Wert der Gargeschirrtemperatur.
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Der vorliegenden Erfindung liegt dabei die Erkenntnis zugrunde, dass durch die induktive Erwärmung des Bodens eines Gargeschirrs üblicherweise eine vergleichsweise gleichmäßig, d.h. homogene, Erwärmung des Innenraums des Gargeschirrs und damit auch des Gargut erreicht werden kann. Entsprechend erfassen mehrere Temperatursensoren, welche an unterschiedlichen Stellen des Gargeschirrs positioniert sind, üblicherweise eine zumindest vergleichbare Temperatur, welche als Garraumtemperatur bzw. als Garguttemperatur angesehen werden kann. Und selbst falls diese sensorisch erfassten Temperaturen, beispielsweise aufgrund von in der vertikalen Richtung auf unterschiedlichen Höhen angeordneter Temperatursensoren, doch signifikant voneinander abweichen, so halten sich diese Abweichungen doch in derartigen Grenzen, dass ein gesteuerter oder geregelter Betrieb des Gargeschirrs nicht signifikant beeinflusst wird.
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Optional kann vor dem Vergleichen des Sensorwertes des ersten Temperatursensors und des Sensorwertes des zweiten Temperatursensors eine Vorverarbeitung der Daten erfolgen. Beispielsweise kann zu den einzelnen Sensoren ein Mittelwert über eine Zeitspanne gebildet werden und/oder ein Median innerhalb einer Zeitspanne bestimmt werden und/oder obere sowie untere Abweichungen innerhalb einer Zeitspanne ignoriert werden. Auch können verarbeitete Daten einer weiteren Verarbeitung unterzogen werden.
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Gemäß einem Aspekt ist es möglich, dass die nachfolgende Regelung sich auch auf mehrere Temperatursignale aus verschiedenen Z Höhen bezieht. Beispielsweise wenn sowohl die Wassertemperatur als auch die Dampftemperatur oberhalb der Wasserlinie in den Regel/Steuerungsprozess einbezogen werden soll.
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Kommt es jedoch aufgrund des elektromagnetischen Felds zu einer zusätzlichen Erwärmung der Seitenwand dort, wo einer der Temperatursensoren angeordnet ist, so fällt diese zusätzliche Erwärmung üblicherweise derart größer als die Garguttemperatur aus, dass dieser Unterschied einen gesteuerten oder geregelten Betrieb des Gargeschirrs beeinflussen würde.
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Wird somit erfindungsgemäß stets die sensorisch erfasste geringere Temperatur ausgewählt und verwendet, so kann hierdurch ausgeschlossen werden, dass eine lokal erwärmte Seitenwand einen störenden Einfluss auf den temperaturgesteuerten oder temperaturgeregelten Betrieb des Gargeschirrs haben kann. Ferner wird auch der ungestörte Betrieb, bei dem mehrere Temperatursensoren ohne lokale Erwärmung geringfügig unterschiedliche Temperaturen erfassen, nicht beeinflusst.
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Gemäß einem Aspekt der Erfindung weist das Verfahren ferner den weiteren Schritt auf:
- • gesteuertes oder geregeltes Betreiben des Gargeschirrs auf dem induktiven Kochfeld in Abhängigkeit des Wertes der Gargeschirrtemperatur.
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Hierdurch kann die Nutzung des sensorisch erfassten Temperaturwertes bzw. die Umsetzung des temperaturgesteuerten oder temperaturgeregelten Betriebs des Gargeschirrs wie zuvor bereits erwähnt erfolgen.
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Der Wert der Gargeschirrtemperatur kann ein einziger Messwert eines einzigen Sensors sein. Es ist aber auch möglich, dass in dem Gargeschirr mehrere Sensoren angeordnet sind. Dann ist der Wert der Gargeschirrtemperatur entweder der Wert eines bestimmten Sensors oder der gemittelte Wert mehrerer der Sensoren oder ein Satz mehrerer Werte von mehreren Sensoren. Im Gargeschirr können auch unterschiedliche Temperaturen vorliegen, z.B. Wasser unten heiß, Dampf oben kälter. Die Sensoren messen dann auf den unterschiedlichen Höhen im Idealfall korrekt verschiedene Temperaturen. Diese werden dann als Datensatz als Wert der Gargeschirrtemperatur verstanden.
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Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung sind der erste Temperatursensor und der zweite Temperatursensor in der Querrichtung, vorzugsweise rechtwinkelig, zueinander versetzt und in der vertikalen Richtung auf der gleichen Höhe angeordnet sind. Aufgrund der gleichen Höhe kann erreicht bzw. begünstigt werden, dass die beiden Temperatursensoren grundsätzlich vergleichbare Temperaturwerte erfassen sollten. Gleichzeitig kann aufgrund der versetzten Anordnung in der Querrichtung bzw. in der Umfangsrichtung die Wahrscheinlichkeit erhöht werden, dass höchstens einer der beiden Temperatursensoren von einer lokal erwärmten Gargeschirrwand beeinflusst wird und somit der Sensorwert des anderen Temperatursensors verlässlich verwendet werden kann.
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Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung weist das induktive Kochfeld eine Mehrzahl von Induktionsspulen auf, welche ausgebildet sind, das Gargeschirr zu betreiben, wobei das Gargeschirr pro Induktionsspule, welche unterhalb der Gargeschirrwandung liegt, einen ersten Temperatursensor aufweist, welcher in der Horizontalen, vorzugsweise auf gleicher Höhe in der vertikalen Richtung, gleichmäßig zueinander beabstandet angeordnet sind, und wobei der zweite Temperatursensor in der Horizontalen, vorzugsweise auf gleicher Höhe wie die ersten Temperatursensoren, zu den ersten Temperatursensoren versetzt angeordnet ist. Auch in diesem Fall kann durch den zweiten Temperatursensor ein Temperatursensor ausreichend abweichend angeordnet werden, so dass entweder die ersten Temperatursensoren oder der zweite Temperatursensor von lokalen Erwärmungen ungestört bleiben und einen verlässlichen Messwert der Garraumtemperatur bzw. der Garguttemperatur liefern kann.
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Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung ist der zweite Temperatursensor in der Horizontalen, vorzugsweise auf gleicher Höhe wie die ersten Temperatursensoren, mittig zwischen zwei unmittelbar zueinander benachbarten ersten Temperatursensoren angeordnet. Dies kann die Umsetzung wie zuvor beschrieben ermöglichen bzw. begünstigen.
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Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung sind mehrere erste Temperatursensoren in der vertikalen Richtung auf einer ersten, geringeren Höhe und mehrere zweite Temperatursensoren in der vertikalen Richtung auf wenigstens einer zweiten, größeren Höhe angeordnet, wobei die Anzahl der ersten Temperatursensoren gleich der Anzahl der zweiten Temperatursensoren ist, wobei vorzugsweise die ersten Temperatursensoren und die zweiten Temperatursensoren in der vertikalen Richtung zueinander fluchtend angeordnet sind. Hierdurch kann die Anzahl der Stellen, an denen die Temperatur sensorisch erfasst werden kann, entsprechend erhöht werden. Dabei gleichzeitig mehrere erste und zweite Temperatursensoren auf unterschiedlichen Höhen in der vertikalen Richtung zu platzieren kann die Aussagekräftigkeit der Temperaturerfassung erhöhen. Dabei die übereinander angeordneten Temperatursensoren direkt übereinander anzuordnen kann zusätzlich die Aussagekräftigkeit der Temperaturerfassung erhöhen.
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Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung sind mehrere erste Temperatursensoren in der vertikalen Richtung auf einer ersten, geringeren Höhe und mehrere zweite Temperatursensoren in der vertikalen Richtung auf wenigstens einer zweiten, größeren Höhe angeordnet, wobei die Anzahl der ersten Temperatursensoren größer als die Anzahl der zweiten Temperatursensoren ist. Hierdurch können zweite Temperatursensoren gespart werden.
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Die vorliegende Erfindung betrifft auch ein induktives Kochsystem mit einem induktiven Kochfeld und mit wenigstens einem Gargeschirr mit wenigstens einem ersten Temperatursensor und mit wenigstens einem zweiten Temperatursensor, wobei die beiden Temperatursensoren an oder in der Gargeschirrwandung und in der Querrichtung und bzw. oder in der vertikalen Richtung zueinander versetzt angeordnet sind, wobei das induktive Kochsystem, vorzugsweise das induktive Kochfeld, besonders vorzugsweise eine Steuerungseinheit des induktiven Kochfelds, ausgebildet und eingerichtet ist,
- • den Sensorwert des ersten Temperatursensors zu erfassen,
- • den Sensorwert des zweiten Temperatursensors zu erfassen,
- • den Sensorwert des ersten Temperatursensors und den Sensorwert des zweiten Temperatursensors zu vergleichen und
- • den geringeren Sensorwert als Wert der Gargeschirrtemperatur auszuwählen.
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Hierdurch kann ein induktives Kochsystem zur Verfügung gestellt werden, um die entsprechenden zuvor beschriebenen Aspekt des erfindungsgemäßen Verfahrens umzusetzen.
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Optional kann vor dem Vergleichen des Sensorwertes des ersten Temperatursensors und des Sensorwertes des zweiten Temperatursensors eine Vorverarbeitung der Daten erfolgen. Beispielsweise kann zu den einzelnen Sensoren ein Mittelwert über eine Zeitspanne gebildet werden und/oder ein Median innerhalb einer Zeitspanne bestimmt werden und/oder obere sowie untere Abweichungen innerhalb einer Zeitspanne ignoriert werden. Auch können verarbeitete Daten einer weiteren Verarbeitung unterzogen werden.
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Gemäß einem Aspekt ist es möglich, dass die nachfolgende Regelung sich auch auf mehrere Temperatursignale aus verschiedenen Z Höhen bezieht. Beispielsweise wenn sowohl die Wassertemperatur als auch die Dampftemperatur oberhalb der Wasserlinie in den Regel/Steuerungsprozess einbezogen werden soll.
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Die vorstehende Datenverarbeitung kann auch in einer Elektronik des Gargeschirrs stattfinden. Dann kann die berechnete richtige Temperatur, insbesondere drahtlos, vorzugsweise per Funk, Wlan, Bluetooth, an die Steuereinheit des Kochfeldes übertragen werden.
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Gemäß einem Aspekt der Erfindung ist das induktive Kochsystem, vorzugsweise das induktive Kochfeld, besonders vorzugsweise eine Steuerungseinheit des induktiven Kochfelds, ferner ausgebildet und eingerichtet,
- • das Gargeschirr auf dem induktiven Kochfeld in Abhängigkeit des Wertes der Gargeschirrtemperatur gesteuert oder geregelt zu betreiben.
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Hierdurch kann der entsprechende zuvor beschriebene Aspekt des erfindungsgemäßen Verfahrens mittels eines induktiven Kochsystems umgesetzt werden.
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Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung sind der erste Temperatursensor und der zweite Temperatursensor in der Querrichtung, vorzugsweise rechtwinkelig, zueinander versetzt und in der vertikalen Richtung auf der gleichen Höhe angeordnet. Hierdurch kann der entsprechende zuvor beschriebene Aspekt des erfindungsgemäßen Verfahrens mittels eines induktiven Kochsystems umgesetzt werden.
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Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung weist das induktive Kochfeld eine Mehrzahl von Induktionsspulen auf, welche ausgebildet sind, das Gargeschirr zu betreiben, wobei das Gargeschirr pro Induktionsspule, welche unterhalb der Gargeschirrwandung liegt, einen ersten Temperatursensor aufweist, welcher in der Horizontalen, vorzugsweise auf gleicher Höhe in der vertikalen Richtung, gleichmäßig zueinander beabstandet angeordnet sind, und wobei der zweite Temperatursensor in der Horizontalen, vorzugsweise auf gleicher Höhe wie die ersten Temperatursensoren, zu den ersten Temperatursensoren versetzt angeordnet ist. Hierdurch kann der entsprechende zuvor beschriebene Aspekt des erfindungsgemäßen Verfahrens mittels eines induktiven Kochsystems umgesetzt werden.
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Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung ist der zweite Temperatursensor in der Horizontalen, vorzugsweise auf gleicher Höhe wie die ersten Temperatursensoren, mittig zwischen zwei unmittelbar zueinander benachbarten ersten Temperatursensoren angeordnet. Hierdurch kann der entsprechende zuvor beschriebene Aspekt des erfindungsgemäßen Verfahrens mittels eines induktiven Kochsystems umgesetzt werden.
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Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung sind mehrere erste Temperatursensoren in der vertikalen Richtung auf einer ersten, geringeren Höhe und mehrere zweite Temperatursensoren in der vertikalen Richtung auf wenigstens einer zweiten, größeren Höhe angeordnet, wobei die Anzahl der ersten Temperatursensoren gleich der Anzahl der zweiten Temperatursensoren ist, wobei vorzugsweise die ersten Temperatursensoren und die zweiten Temperatursensoren in der vertikalen Richtung zueinander fluchtend angeordnet sind. Hierdurch kann der entsprechende zuvor beschriebene Aspekt des erfindungsgemäßen Verfahrens mittels eines induktiven Kochsystems umgesetzt werden.
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Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung sind mehrere erste Temperatursensoren in der vertikalen Richtung auf einer ersten, geringeren Höhe und mehrere zweite Temperatursensoren in der vertikalen Richtung auf wenigstens einer zweiten, größeren Höhe angeordnet, wobei die Anzahl der ersten Temperatursensoren größer als die Anzahl der zweiten Temperatursensoren ist. Hierdurch kann der entsprechende zuvor beschriebene Aspekt des erfindungsgemäßen Verfahrens mittels eines induktiven Kochsystems umgesetzt werden.
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Ein Aspekt ist, dass Temperatursensoren in vertikaler Richtung nicht nur auf einer einzigen zweiten, größeren Höhe angeordnet sein können. Es ist auch möglich, dass Temperatursensoren in der vertikalen Richtung auf einer weiteren, dritten, insbesondere gegenüber der zweiten Höhe, größeren Höhe angeordnet sind. Es ist auch möglich, dass Temperatursensoren in der vertikalen Richtung auf einer weiteren, vierten, insbesondere gegenüber der zweiten und dritten Höhe, größeren Höhe angeordnet sind.
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Ein Aspekt ist, dass die Anzahl der ersten Temperatursensoren in der ersten Höhe größer als die Anzahl der Temperatursensoren in jeder der weiteren Höhen ist. Gemäß einer Ausführungsform kann die Anzahl der Temperatursensoren in jeder der weiteren Höhen identisch sein. Alternativ ist es möglich, dass die Anzahl der Temperatursensoren in jeder weiteren Höhe geringer ist als in der vorherigen, wodurch die Anzahl der Temperatursensoren ausgehend von der ersten Höhe in vertikaler Richtung abnimmt. Alternativ ist eine Kombination dieser beiden Ausführungsformen denkbar, wobei in unteren weiteren Höhen die Anzahl der Temperatursensoren gleich ist und in wenigstens einer der oberen weiteren Höhen die Anzahl der Temperatursensoren geringer ist als in einer der unteren weiteren Höhen. Beispielsweise könnte in einer zweiten und dritten Höhe jeweils die gleiche Anzahl Temperatursensoren vorgesehen sein und in der vierten Höhe eine geringere Anzahl Temperatursensoren als in der zweiten oder dritten Höhe. Eine weitere Alternative ist, dass die Anzahl der Temperatursensoren in der ersten Höhe größer als die Anzahl der Temperatursensoren in der zweiten Höhe und die Anzahl der Temperatursensoren in einer dritten und/oder vierten Höhe wieder größer als die Anzahl der Temperatursensoren in der zweiten Höhe ist. Dabei kann die Anzahl der Temperatursensoren in der ersten Höhe größer als die Anzahl der Temperatursensoren in der dritten oder der vierten Höhe sein, es ist aber auch möglich, dass die Anzahl der Temperatursensoren in der dritten und/oder vierten Höhe größer ist als die Anzahl der Temperatursensoren in der ersten Höhe.
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Die vorliegende Erfindung betrifft auch ein Gargeschirr zur Verwendung in einem Verfahren wie zuvor beschrieben und bzw. oder in einem induktiven Kochsystem wie zuvor beschrieben. Auf diese Art und Weise kann ein Gargeschirr bereitgestellt werden, um die Durchführung des zuvor beschriebenen erfindungsgemäßen Verfahrens bzw. induktiven Kochsystems mit dessen Eigenschaften und Vorteilen zu ermöglichen.
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Mit anderen Worten liegt der Erfindung die Erkenntnis zugrunde, dass bei Flächenkochfeldern, bei denen das Gargeschirr beliebig auf verschiedenen Spulen positioniert werden kann, bzw. bei Brückenzonen bei einer ungünstigen Positionierung des Gargeschirrs durch die Magnetfelder zugeschalteter, unbedeckter Spulen eine zusätzliche Seitenwanderwärmung auftreten kann.
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Wenn Sensoren zur Messung der Garguttemperatur an die Seitenwand angebracht werden, können diese durch die zusätzliche Eigenerwärmung der Wand gestört werden. Die Sensoren messen dann eine vermeintlich überhöhte Garguttemperatur, deren Verwendung sich negativ auf potentielle Regel- und Steuersoftware auswirkt.
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Soll eine Software den Störfall der sensorisch erfassten überhöhten Temperatur erkennen und entsprechende Gegenmaßnahmen einleiten können, erhöht sich hierdurch ihre Komplexität und die Performance sinkt ab.
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Für das Gargeschirr bedeutet das, dass falls das Gargeschirr auf eine Position des Flächenkochfeldes gestellt oder geschoben wird, der oben beschriebene Effekt auftreten kann. Der Effekt kann bei Nichtbehandlung dieser Störung zu einem sichtbar schwächeren Siedeeindruck bei Kochprogrammen oder bei Gegensteuern durch die Software zu einer schlechteren Performance aufgrund längerer Ankochzeiten bzw. eines schwankenden Siedeeindruck in der Ankochphase führen. Wird versucht, dieses Problem über Heizpausen in der Ankochphase zu lösen, kann hierdurch ein schwankender Siedeeindruck entstehen und die Ankochzeit kann zusätzlich verlängert werden.
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Erfindungsgemäß soll daher durch die vorteilhafte Positionierung der Temperatorsensoren an der Gargeschirrwand und bzw. oder durch ein einfaches Verfahren der negative Einfluss der Seitenwanderwärmung auf den Steuer- und Regelungsprozess des Gargeschirrs reduziert oder sogar vermieden werden.
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Wenn also bei Flächenkochfeldern bzw. bei Kochfeldern mit mehreren Induktionsspulen unter einer Kochzone ein Gargeschirr so auf den Spulen platziert wird, dass eine oder mehrere eingeschaltete Spulen nur teilweise überdeckt sind, kann es zu einer inhomogenen Erwärmung der Seitenwand des Gargeschirrs kommen. Das Magnetfeld der nur teilweise bedeckten Spulen kann Wirbelströme an der Seitenwand des Gargeschirrs verursachen, die zur lokalen Erwärmung der Seitenwand, „Hotspots“ genannt, führen können.
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Die nicht von Hotspots betroffenen Stellen der Gargeschirrwand sind annähernd im thermischen Gleichgewicht mit dem sich im Gargeschirr befindlichen Gargut oder der Luft darüber. Thermische Sensoren, die an, auf bzw. in der Seitenwand des Gargeschirrs angebracht sind, können hier zur Regelung des Kochprozesses, z.B. durch Leistungsverstellung des Kochfelds anhand von Temperatursignalen, verwendet werden.
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An den Hotspotpositionen messen die Sensoren ein überhöhtes Temperatursignal, wodurch die Regelung negativ beeinflusst wird, da die Temperaturen hier überschätzt werden. Dies führt zum Beispiel bei einer Kochregelung dazu, dass ein eingestellter Siedepunkt nicht erreicht werden kann.
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Im einfachsten Fall bestehend aus zwei eingeschalteten Spulen (Brückenzone), bei der eine Spule nur teilbedeckt ist, kann das Hotspotproblem über zwei gegeneinander versetzte Sensoren, bestenfalls im rechten Winkel positioniert, auf gleicher Höhe gelöst werden. Das Temperatursignal der beiden Sensoren wird miteinander verglichen und das niedrigere Signal für die Regelung ausgewählt.
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Generell lässt sich ableiten, dass die benötigte Sensoranzahl auf einer Seitenwandhöhe von der Symmetrie der zugrunde liegenden Spulenform bzw. -anordnung und dem Durchmesser des Gargeschirrs abhängt.
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Vorzugsweise werden in Sensoren in azimutalen Winkelabständen so angebracht, dass die Sensoranordnung die Symmetrie der zugrunde liegenden Spulen abbildet und zusätzlich noch ein weiterer Sensor mit der Symmetrie bricht bzw. möglichst weit von den Symmetrieachsen entfernt ist.
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Optional kann die Anzahl der Sensoren auf höheren Seitenwandpositionen abnehmen, da hier der Hotspot nicht so stark auftritt.
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Zusätzlich kann das Verhältnis Spulengröße zu Geschirrgröße die benötigte Symmetrie der Sensoranordnung bestimmen. Zum Beispiel kann bei einer kleinen Topfgröße auf einem hexagonalen Spulenraster auch eine zweiachsige Symmetrie angenommen werden, wenn der Durchmesser des Gargeschirrs hinreichend klein ist.
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Die Regelung des Gargeschirrs auf Flächenkochfeldern kann hierdurch effizienter und robuster werden, da auf Verfahrensschritte zur Fehlerkompensation des Hotspots, wie z.B. die wiederholte Siedepunkterkennung, verzichtet werden kann. Der Benutzer bzw. der Kunde kann das Gargeschirr beliebig auf dem Flächenkochfeld positionieren.
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Mehrere Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen rein schematisch dargestellt und werden nachfolgend näher beschrieben. Es zeigt
- 1 eine schematische Darstellung eines induktiven Kochsystems zur Durchführung eines erfindungsgemäßen Verfahrens mit einem Gargeschirr gemäß eines ersten Ausführungsbeispiels von schräg oben;
- 2 ein Ablaufdiagramm eines erfindungsgemäßen Verfahrens;
- 3 das Gargeschirr gemäß des ersten Ausführungsbeispiels von schräg oben;
- 4 das Gargeschirr gemäß des ersten Ausführungsbeispiels direkt von oben;
- 5 das Gargeschirr gemäß eines zweiten Ausführungsbeispiels von schräg oben;
- 6 das Gargeschirr gemäß des zweiten Ausführungsbeispiels direkt von oben;
- 7 das Gargeschirr gemäß eines dritten Ausführungsbeispiels von schräg oben;
- 8 das Gargeschirr gemäß des dritten Ausführungsbeispiels direkt von oben;
- 9 das induktive Kochsystem mit einem Gargeschirr gemäß eines vierten Ausführungsbeispiels direkt von oben;
- 10 das induktive Kochsystem mit einem Gargeschirr gemäß eines fünften Ausführungsbeispiels direkt von oben;
- 11 das induktive Kochsystem mit einem Gargeschirr gemäß eines sechsten Ausführungsbeispiels direkt von oben; und
- 12 das induktive Kochsystem mit einem Gargeschirr gemäß eines siebten Ausführungsbeispiels direkt von oben.
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Die o.g. Figuren werden in kartesischen Koordinaten betrachtet. Es erstreckt sich eine Längsrichtung X, welche auch als Tiefe X oder als Länge X bezeichnet werden kann. Senkrecht zur Längsrichtung X erstreckt sich eine Querrichtung Y, welche auch als Breite Y bezeichnet werden kann. Senkrecht sowohl zur Längsrichtung X als auch zur Querrichtung Y erstreckt sich eine vertikale Richtung Z, welche der Richtung der Schwerkraft entspricht. Die Längsrichtung X und die Querrichtung Y bilden gemeinsam die Horizontale X, Y, welche auch als horizontale Ebene X, Y bezeichnet werden kann.
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1 zeigt eine schematische Darstellung eines induktiven Kochsystems 1, 2 zur Durchführung eines erfindungsgemäßen Verfahrens mit einem Gargeschirr 2 gemäß eines ersten Ausführungsbeispiels von schräg oben. 3 zeigt das Gargeschirr 2 gemäß des ersten Ausführungsbeispiels von schräg oben. 4 zeigt das Gargeschirr 2 gemäß des ersten Ausführungsbeispiels direkt von oben.
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Das erfindungsgemäße Gargeschirr 2 gemäß des ersten Ausführungsbeispiels stell einen Topf 2 dar. Das Gargeschirr 2 weist einen Gargeschirrboden 20 und eine zylindrische Gargeschirrwandung 21 auf. An bzw. in der Gargeschirrwandung 21 sind mehrere Temperatursensoren 22 angeordnet. Gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel handelt es sich um vier Temperatursensoren 22, d.h. um einen ersten Temperatursensor 22a, um einen zweiten Temperatursensor 22b, um einen dritten Temperatursensor 22c und um einen vierten Temperatursensor 22d, welche in der Querrichtung Y bzw. in der Umfangsrichtung der Geschirrwandung 21 sowie in der vertikalen Richtung Z zueinander versetzt angeordnet sind.
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Das Gargeschirr 2 wird auf einem induktiven Kochfeld 1 verwendet, welches eine Trägerplatte 10 zur Aufnahme des Gargeschirrs 2, beispielsweise eine Glaskeramikplatte, mit in der vertikalen Richtung Z darunterliegend angeordneten Induktionsspulen 11 aufweist. Das Gargeschirr 2 wird auf die Trägerplatte 10 derart aufgesetzt bzw. der Gargeschirrboden 20 ist flächig derart groß gegenüber den Induktionsspulen 11 ausgebildet, so dass der Gargeschirrboden 20 von wenigstens zwei Induktionsspulen 11 induktiv erwärmt wird und die entsprechenden Spulen nur teilbedeckt sind. Dies kann bei Flächenkochfeldern oder auf Brückenzonen der Fall sein.
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Dies führt jedoch dazu, dass magnetische Feldlinien B der Induktionsspulen 11 direkt in die Gargeschirrwandung 21 einkoppeln und dort zu lokalen Erwärmungsstellen A führen, welche auch als Hotspots A bezeichnet werden können. Diese lokalen Erwärmungen A können, falls sie ausreichend nahe zu einem der Temperatursensoren 22 liegen, dessen Temperaturerfassung beeinflussen und somit zu einer erfassten Temperatur führen, welche größer als die eigentliche Gargeschirrtemperatur ist.
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Um dies erfindungsgemäß zu reduzieren bzw. zu vermeiden können verschiedene konstruktive Maßnahmen hinsichtlich der Anordnung der Temperatursensoren 22 an bzw. in der Gargeschirrwandung 21 getroffen werden und bzw. oder es kann ein erfindungsgemäß Verfahren wie folgt angewendet werden, siehe Ablaufdiagramm der 2 wie folgt:
- Es erfolgt ein Erfassen 100 des Sensorwertes des ersten Temperatursensors 22a sowie ein Erfassen 200 des Sensorwertes des zweiten Temperatursensors 22b. Anschließend erfolgt ein Vergleichen 300 des Sensorwertes des ersten Temperatursensors 22a und des Sensorwertes des zweiten Temperatursensors 22b, die Sensorwerte können dabei optional vor dem Vergleich auch über einen definierten Zeitraum gemittelt oder gefiltert werden. Es erfolgt ein Auswählen 400 des geringeren Sensorwertes als Wert der Gargeschirrtemperatur. Schließlich erfolgt ein gesteuertes oder geregeltes Betreiben 500 des Gargeschirrs 2 auf dem induktiven Kochfeld 1 in Abhängigkeit des Wertes der Gargeschirrtemperatur. Hierdurch kann erreicht werden, dass eine sensorisch erfasste Temperatur, welche aufgrund eines Hotspots A deutlich oberhalb der Gargeschirrtemperatur liegt, von der Verwendung ausgeschlossen wird.
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5 zeigt das Gargeschirr 2 gemäß eines zweiten Ausführungsbeispiels von schräg oben. 6 zeigt das Gargeschirr 2 gemäß des zweiten Ausführungsbeispiels direkt von oben. In diesem Fall sind mehrere erste Temperatursensoren 22a in der vertikalen Richtung Z auf einer ersten, geringeren Höhe und mehrere zweite Temperatursensoren 22b in der vertikalen Richtung Z auf einer zweiten, größeren Höhe angeordnet. Die Anzahl der ersten Temperatursensoren 22a ist gleich der Anzahl der zweiten Temperatursensoren 22b. Die ersten Temperatursensoren 22a und die zweiten Temperatursensoren 22b sind in der vertikalen Richtung Z zueinander fluchtend angeordnet.
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7 zeigt das Gargeschirr 2 gemäß eines dritten Ausführungsbeispiels von schräg oben. 8 zeigt das Gargeschirr 2 gemäß des dritten Ausführungsbeispiels direkt von oben. Es sind mehrere erste Temperatursensoren 22a in der vertikalen Richtung Z auf einer ersten, geringeren Höhe und mehrere zweite Temperatursensoren 22b in der vertikalen Richtung Z auf einer zweiten, größeren Höhe angeordnet. Die Anzahl der ersten Temperatursensoren 22a ist größer als die Anzahl der zweiten Temperatursensoren 22b und/oder der dritten Temperatursensoren 22c.
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9 zeigt das induktive Kochsystem 1, 2 mit einem Gargeschirr 2, gemäß eines vierten Ausführungsbeispiels direkt von oben. Der erste Temperatursensor 22a und der zweite Temperatursensor 22b sind in der Querrichtung Y bzw. in der Umfangsrichtung rechtwinkelig zueinander versetzt und in der vertikalen Richtung Z auf der gleichen Höhe angeordnet.
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10 zeigt das induktive Kochsystem 1, 2 mit einem Gargeschirr 2 gemäß eines fünften Ausführungsbeispiels direkt von oben. 11 zeigt das induktive Kochsystem 1, 2 mit einem Gargeschirr 2 gemäß eines sechsten Ausführungsbeispiels direkt von oben. 12 zeigt das induktive Kochsystem 1, 2 mit einem Gargeschirr 2 gemäß eines siebten Ausführungsbeispiels direkt von oben.
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In jedem Fall weist das induktive Kochfeld 1 eine Mehrzahl von Induktionsspulen 11 auf, welche ausgebildet sind, das Gargeschirr 2 zu betreiben. Das Gargeschirr 2 weist pro Induktionsspule 11, welche unterhalb der Gargeschirrwandung 21 liegen können, einen ersten Temperatursensor 22a auf, welche in der Horizontalen X, Y auf gleicher Höhe und welche gemäß einer Ausführungsform in der vertikalen Richtung Z vorzugsweise gleichmäßig zueinander beabstandet angeordnet sind. Der zweite Temperatursensor 22b ist in der Horizontalen X, Y auf gleicher Höhe wie die ersten Temperatursensoren 22a und zu den ersten Temperatursensoren 22a versetzt angeordnet. Der zweite Temperatursensor 22b ist in der Horizontalen X, Y auf gleicher Höhe wie die ersten Temperatursensoren 22a und mittig zwischen zwei unmittelbar zueinander benachbarten ersten Temperatursensoren 22a angeordnet.
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Bezugszeichenliste (Bestandteil der Beschreibung)
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- A
- lokale Erwärmungsstelle; Hotspot
- B
- magnetische Feldlinien
- X
- Längsrichtung; Tiefe; Länge
- Y
- Querrichtung; Breite
- Z
- vertikale Richtung
- X, Y
- Horizontale; horizontale Ebene
- 1
- induktives Kochfeld
- 10
- Trägerplatte
- 11
- Induktionsspulen
- 2
- Gargeschirr; Topf
- 20
- Gargeschirrboden
- 21
- Gargeschirrwandung
- 22
- Temperatursensoren
- 22a
- erster Temperatursensor bzw. erste Temperatursensoren
- 22b
- zweiter Temperatursensor bzw. zweite Temperatursensoren
- 22c
- dritter Temperatursensor bzw. dritte Temperatursensoren
- 22d
- vierter Temperatursensor bzw. vierte Temperatursensoren
- 100
- Erfassen des Sensorwertes des ersten Temperatursensors 22a
- 200
- Erfassen des Sensorwertes des zweiten Temperatursensors 22b
- 300
- Vergleichen des Sensorwertes des ersten Temperatursensors 22a und des Sensorwertes des zweiten Temperatursensors 22b
- 400
- Auswählen des geringeren Sensorwertes als Wert der Gargeschirrtemperatur
- 500
- gesteuertes oder geregeltes Betreiben 500 des Gargeschirrs 2 auf dem induktiven Kochfeld 1 in Abhängigkeit des Wertes der Gargeschirrtemperatur
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- WO 2022063506 A1 [0005]
- DE 102020101983 A1 [0006]
