DE19734960A1 - Cooking zone - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft eine Kochzone gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to a cooking zone according to the preamble of claim 1.
Aus der DE 32 25 486 A1 ist ein Verfahren zur Speisung eines Fernmeßsystems mit drahtloser Datenübertragung sowie eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens bekannt. Verfahrensgemäß erfolgt dort die Energieversorgung von Meßstationen aus einem von der Abfragestation abgestrahlten Energiefeld. Die hierfür vorgesehene Vorrichtung weist wenigstens eine Abfragestation mit mindestens einer Antenne, einen Energiesender, einen Empfänger und eine Auswerteeinheit sowie wenigstens eine Antwortstation mit mindestens einer Antenne, einen Energieempfänger und einen Energiewandler, einen Sender sowie gegebenenfalls einen Kennzeichenspeicher und Kennzeichensender auf. Die Antwortstationen sind jeweils mit mindestens einem Meßfühler verbunden und enthalten einen Meßwertwandler. Diese bekannte Vorrichtung dient zur Automatisierung des Kochens bzw. Garens von Lebensmitteln in Kochtöpfen auf einem Herd mit mehreren Platten, d. h. mit mehreren Kochzonen. Zu diesem Zwecke befindet sich über dem Herd eine ortsfeste Abfragestation, die mit Hilfe eines Mikrocomputers oder einer elektronischen Schaltung die Energiezufuhr zu den Herdplatten in Abhängigkeit von vorgegebenen Sollwerten und in Abhängigkeit von empfangenen Meßwerten steuert. Zu diesem Zwecke sind in den Deckeln bzw. in den Deckelgriffen der Kochtöpfe Meßstationen enthalten.DE 32 25 486 A1 describes a method for feeding a telemetry system with wireless data transmission as well an apparatus for performing this method known. According to the process, the energy supply takes place there from measuring stations from one of the interrogation station radiated energy field. The intended one The device has at least one interrogation station at least one antenna, one energy transmitter, one Receiver and an evaluation unit and at least one Answering station with at least one antenna, one Energy receiver and an energy converter, a transmitter as well as a license plate memory and License plate transmitter on. The answering stations are each connected and included with at least one sensor a transducer. This known device is used for Automation of cooking or cooking food in pots on a multi-burner stove, d. H. With several cooking zones. For this purpose it is located above the Herd a stationary interrogation station that can be operated with the help of a Microcomputers or an electronic circuit the Energy supply to the hot plates depending on predetermined setpoints and depending on received Controls measured values. For this purpose are in the lids or in the lid handles of the saucepans measuring stations contain.
Aus der DE 43 41 485 A1 ist eine Steuerung für Haushaltsgeräte zur Auswertung von Sensorsignalen, insbes. für Strahlungsheizungen bei Glaskeramik-Kochflächen bekannt, wobei die Steuerung sensorisch betriebene, direkte und indirekte Temperaturmessungen der jeweiligen Kochstelle einer Glaskeramik-Kochfläche entschlüsselt und mit typischen zeitlichen Temperaturverläufen vergleicht, so daß die Steuerung eine Topferkennung leistet und im Falle eines Kochstellen-Leerlaufes mit Hilfe der Steuerung die Strahlungsheizung abgeschaltet wird. Hier handelt es sich also um eine Strahlungsheizung für die Glaskeramik- Kochfläche.A control for is known from DE 43 41 485 A1 Household appliances for evaluating sensor signals, esp. for radiant heating on glass ceramic cooktops known, the control operated by sensors, direct and indirect temperature measurements of the respective hotplate decoded and with a glass ceramic cooktop compares typical temperature profiles over time, so that the controller provides pot detection and in the case of a Hotplate idle with the help of the controller Radiant heating is switched off. Here it is a radiant heater for the glass ceramic Cooking surface.
Die DE 32 36 005 A1 beschreibt eine Steuereinheit für eine elektronische Kochstellen-Temperaturregelung mit Temperatursensoren, die bspw. von Platinsensoren gebildet sind. Diese bekannte Steuereinheit ist für Einzelkochstellen und für Glaskeramik-Kochfelder anwendbar, da die Steuereinheit so gestaltet ist, daß die in der Steuereinheit angeordneten Auswerteschaltungen je nach Verwendungszweck aufrüstbar sind. In der vom Temperatursensor geregelten Steuereinheit sind Auswerteschaltungen für eine Kochstellen- Temperaturregelung, eine Wärmekapazitätserkennung, eine Übertemperatursicherung sowie eine Restwärme-Mengenanzeige angeordnet. DE 32 36 005 A1 describes a control unit for a electronic hotplate temperature control with Temperature sensors, for example formed by platinum sensors are. This known control unit is for Individual hotplates and applicable for glass ceramic hobs, since the control unit is designed so that the in the Control units arranged depending on the control unit Use can be upgraded. In the from Temperature sensor controlled control unit Evaluation circuits for a hotplate Temperature control, heat capacity detection, one Overtemperature protection and a residual heat quantity display arranged.
Eine Einrichtung zum Erkennen eines an einer Heizzone eines Koch- oder Wärmegerätes aufgestellten Kochgefäßes, wobei die Heizzone auch hier eine Strahlungsheizung aufweist, ist bspw. aus der EP 0 442 275 B1 bekannt. Diese bekannte Einrichtung weist einen Sensor auf, der ein sich beim Aufstellen bzw. Wegnehmen des Kochgefäßes änderndes Sensorsignal abgibt. Der Sensor ist mit einer Auswerteschaltung kombiniert, die in Abhängigkeit vom jeweiligen Sensorsignal ein Ausgangssignal abgibt. Dabei erzeugt die Auswerteschaltung das Ausgangssignal in Abhängigkeit von der Änderungsgeschwindigkeit des Sensorsignals. Bei dieser bekannten Einrichtung ist der Sensor vorzugsweise als induktiver Sensor ausgebildet, der in der Heizzone oder unmittelbar zur Heizzone benachbart angeordnet ist. Vorzugsweise ist der induktive Sensor an der Unterseite einer die Kochfläche des Koch- oder Wärmegerätes bildenden Heizplatte, wie einer Glaskeramikplatte, angeordnet. Der Sensor kann Teil eines Schwingkreises sein, dessen Schwingfrequenz sich in Abhängigkeit von der temperaturbedingten Beeinflussung der Sensorinduktivität ändert.A device for recognizing one at a heating zone Cooking or heating device set up cooking vessel, wherein the heating zone here also has radiant heating known for example from EP 0 442 275 B1. This well-known Device has a sensor, which is a Setting up or taking away the changing cooking vessel Emits sensor signal. The sensor is with a Combined evaluation circuit, depending on outputs an output signal for each sensor signal. Here the evaluation circuit generates the output signal in Depending on the rate of change of the Sensor signal. In this known device is the Sensor preferably designed as an inductive sensor in the heating zone or directly adjacent to the heating zone is arranged. The inductive sensor is preferably on the bottom of the cooking surface of the cooking or Heating device forming heating plate, such as one Glass ceramic plate, arranged. The sensor can be part of a Be resonant circuit, the oscillation frequency in Dependence on the temperature-related influencing of the Sensor inductance changes.
Aus der Produktinformation PL 20.11-34/3.91 der Firma Industrieelektronik Klaschka, Tiefenbronn-Lehningen, sind induktive und kapazitive Sensoren für Temperaturen bis 650°C bekannt, die zur Anwendung bei Kochplatten vorgesehen sind. Auch hier handelt es sich um Strahlungsheizungen ähnlich den in der eingangs erwähnten DE 43 41 485 A1 offenbarten Strahlungsheizungen.From the product information PL 20.11-34 / 3.91 from the company Industrial electronics Klaschka, Tiefenbronn-Lehningen, are inductive and capacitive sensors for temperatures up to Known 650 ° C, intended for use in hot plates are. Here, too, there are radiant heaters similar to DE 43 41 485 A1 mentioned in the introduction disclosed radiant heaters.
Die DE 44 13 979 A1 beschreibt eine sensorgesteuerte Garungseinheit, die aus einem Gargerät, einer Sensorik und einem Kochfeld besteht. Bei dem Kochfeld handelt es sich bspw. um ein Glaskeramik-Kochfeld. Das Kochfeld kann aus Materialien mit geringerer Temperaturbeständigkeit als Glaskeramik hergestellt sein. Das Gargerät besitzt in Wirkungseinheit mit einer kochstellenbezogenen Kochfeldgeometrie ein durch eine Auswerteschaltung temperaturmäßig auswertbares, im Gargeräteboden befindliches und materialmäßig integriertes Sensorelement. Ein zweites Sensorelement ist im oder an dem Kochfeld angeordnet. Bei diesem Sensorelement kann es sich um ein kapazitives oder um ein ferromagnetisches Sensorelement handeln. Im zuerst genannten Fall wird die Temperaturabhängigkeit der Dielektrizitätskonstante und im zuletzt genannten Falle wird die Temperaturabhängigkeit der Permeabilität ausgenutzt.DE 44 13 979 A1 describes a sensor-controlled Cooking unit consisting of a cooking device, a sensor system and a hob. The cooktop is for example around a glass ceramic cooktop. The hob can be turned off Materials with lower temperature resistance than Glass ceramic be made. The cooking appliance has in Effect unit with a hotplate-related Hob geometry on by an evaluation circuit Temperature evaluable, in the bottom of the cooking appliance located and material-integrated sensor element. A second sensor element is in or on the hob arranged. This sensor element can be a capacitive or around a ferromagnetic sensor element act. In the former case, the Temperature dependence of the dielectric constant and in the latter case, the temperature dependence of the Permeability exploited.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Kochzone der eingangs genannten Art zu schaffen, die relativ einfach aufgebaut eine dynamische Topferkennung unabhängig vom Material für den jeweiligen Kochtopf ermöglicht, wobei mit mindestens einem Temperatursensor auch die jeweilige Kochgutmenge bestimmbar ist.The invention has for its object a cooking zone to create the kind mentioned above, the relatively simple built a dynamic pot detection regardless of Material for the respective saucepan allows, with the respective at least one temperature sensor Amount of food can be determined.
Diese Aufgabe wird bei einer Kochzone der eingangs genannten Art erfindungsgemäß durch die Merkmale des Kennzeichenteiles des Anspruchs 1 gelöst. Bevorzugte Aus- bzw. Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Kochzone sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.This task is at the beginning of a cooking zone mentioned type according to the invention by the features of Characteristic part of claim 1 solved. Preferred training or Further developments of the cooking zone according to the invention are shown in marked the subclaims.
Die erfindungsgemäße Kochzone läßt in vorteilhafter Weise bei einer einfachen Ausbildung bzw. bei einem einfachen Aufbau eine dynamische Topferkennung durch Messung der Kochzonentemperatur zu. Dabei ist es erforderlich, daß von der erfindungsgemäßen Kochzone zu dem auf ihr ruhenden Kochgerät eine gute thermische Ankopplung gegeben ist. Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß die erfindungsgemäße dynamische Topferkennung vom Material für das Kochgerät, d. h. vom Material für den auf der Kochzone angeordneten Kochtopf o. dgl. unabhängig ist. Im Vergleich zur erfindungsgemäßen Topferkennung sind induktive Verfahren, wie sie oben beschrieben worden sind, bspw. gegenüber Kochtöpfen aus Glas bzw. bzw. aus Glaskeramik oder aus Keramik "blind", d. h. induktive Verfahren können derartige Töpfe nicht erkennen. Im Vergleich hierzu ist es erfindungsgemäß möglich, thermisch in den jeweiligen, auf der Kochzone befindlichen Kochtopf o. dgl. "hineinzusehen". D.h. infolge der guten Wärmeleitung der Kochzonenabdeckung der erfindungsgemäßen Kochzone ist auch die im jeweiligen Kochgerät befindliche Kochgutmenge erkennbar. Weitere Vorteile bestehen darin, daß gegebenenfalls ein einziger Temperatursensor ausreichend sein kann, wobei es sich versteht, daß entsprechend der Anzahl Temperatursensoren der Informationsgehalt vergrößert und die Topferkennung entsprechend verbessert wird, d. h. eine sehr gute dynamische Topferkennung möglich ist, daß eine Positionserkennung des jeweiligen Kochtopfes auf der erfindungsgemäßen Kochzone möglich ist, und daß es außerdem möglich ist, eine verschmutzte Kochzone zu erkennen und eine entsprechende Anzeige zu realisieren. Aus dem Zeitverlauf der Temperatur, d. h. aus dem Quotienten dT/dt ist eine Kochgut-Erkennung möglich - wie bereits ausgeführt worden ist -. Durch einen Kennlinienvergleich ist außerdem eine Kochpunkt-Erkennung möglich. Bei der Anwendung mehrerer Temperatursensoren ist ferner eine Erkennung der Temperaturverteilung und der Temperaturabfuhr durch den jeweiligen Kochtopf möglich.The cooking zone according to the invention can be advantageously with a simple training or with a simple Development of a dynamic pot detection by measuring the Cooking zone temperature too. It is necessary that from the cooking zone according to the invention to that resting on it Cooking appliance has a good thermal coupling. A Another advantage is that the invention dynamic pot detection of the material for the cooking device, d. H. of the material for the arranged on the cooking zone Cooking pot or the like is independent. In comparison to Pot detection according to the invention are inductive methods, as described above, for example Cooking pots made of glass or glass ceramic or Ceramic "blind", d. H. Inductive methods can be used Do not recognize pots. In comparison, it is possible according to the invention, thermally in the respective the saucepan or the like "to look into" the cooking zone. I.e. due to the good heat conduction of the cooking zone cover the cooking zone according to the invention is also the respective one The amount of food to be cooked is recognizable. Further Advantages are that there may be a single one Temperature sensor may be sufficient, however understands that according to the number of temperature sensors the information content increases and the pot detection is improved accordingly, d. H. a very good one dynamic pot detection is possible that a Position detection of the respective saucepan on the cooking zone according to the invention is possible, and that it is also it is possible to recognize a dirty cooking zone and to implement a corresponding display. From the Time course of the temperature, d. H. from the quotient dT / dt is a cookware detection possible - as already stated has been -. By comparing the characteristics is also Cooking point detection possible. When using A plurality of temperature sensors is also a detection of Temperature distribution and the temperature dissipation by the each saucepan possible.
Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen der erfindungsgemäßen Kochzone sowie der Funktions- bzw. Wirkungsweise von Ausbildungen der Kochzone mit diversen Temperatursensor- Anordnungen. Es zeigen:Further details, features and advantages emerge from the following description of in the drawing illustrated embodiments of the invention Cooking zone and the function or mode of operation of Training of the cooking zone with various temperature sensor Orders. Show it:
Fig. 1 eine Draufsicht auf eine Ausbildung der Kochzone mit vier Temperatursensoren, Fig. 1 is a plan view of a configuration of the cooking zone with four temperature sensors
Fig. 2 einen Schnitt entlang der abgewinkelten Schnittlinie II-II in Fig. 1 durch die Kochzone, Fig. 2 shows a section along the angled section line II-II in Fig. 1 by the cooking zone,
Fig. 3 in einer der Fig. 1 ähnlichen Draufsicht eine zweite Ausbildung der Kochzone ohne zentralen Temperatursensor, Fig. 3 in one of the Fig. 1 similar plan view of a second embodiment of the cooking zone without a central temperature sensor,
Fig. 4 in einer den Fig. 1 bzw. 3 ähnlichen Draufsicht eine Ausbildung der Kochzone mit einem einzigen, zentralen Temperatursensor, Fig. 4 in a FIGS. 1 and 3 similar plan view of a configuration of the cooking zone with a single, central temperature sensor,
Fig. 5 eine schematische Seitenansicht einer Kochzone mit einer Kochgerät-Zentriereinrichtung und mit einem dazu passenden Kochgerät, Fig. 5 is a schematic side view of a cooking zone of a cooking device and centering device with a matching cooking appliance,
Fig. 6 eine der Fig. 5 ähnliche Seitenansicht einer Kochzone mit einer diese umgebenden zentrierenden Arbeitsplatte, welche eine Kochgerät-Zentriereinrichtung bildet, in Kombination mit einem normalen Kochgerät, d. h. mit einem handelsüblichen Kochtopf mit ebenem Boden, Fig. 6 is a Fig. 5 similar side view of a cooking zone with a surrounding centering work plate forming a cooking appliance-centering device, in combination with a normal cooking apparatus, ie with a commercial cooking pot with a flat base,
Fig. 7 eine Kochzone gemäß Fig. 1 mit einem seitlich daneben vorgesehenen Kochgerät in einer Ansicht von oben, Fig. 7 is a cooking zone of FIG. 1 with a laterally provided next cooking apparatus in a view from above,
Fig. 8 die Kombination aus Kochzone und Kochgerät gemäß Fig. 7, wobei das Kochgerät nicht zentrisch auf der Kochzone angeordnet ist, in Blickrichtung von oben, Fig. 8, the combination of the cooking zone and cooking device in accordance with Fig. 7, wherein the cooking apparatus is not arranged centrally on the cooking zone, in a viewing direction from above,
Fig. 9 in einer Seitenansicht eine Kochzone mit einem darauf angeordneten leeren Kochtopf, Fig. 9 is a side view of a cooking zone with a saucepan blank arranged thereon,
Fig. 10 in einer der Fig. 9 ähnlichen Seitenansicht eine Kochzone mit einem mit Kochgut gefüllten Kochtopf, Fig. 10 in FIG. 9 similar side view of a cooking zone with a saucepan full of food to be cooked,
Fig. 11 in einer der Fig. 10 ähnlichen Ansicht eine Kochzone mit einem Kochtopf, wobei zwischen dem Kochtopf und der Kochzone eine Verschmutzung schematisch dargestellt ist, Fig. 11 in FIG. 10 similar view of a cooking zone with a saucepan, wherein contamination is shown schematically between the pan and the cooking zone,
Fig. 12 eine Diagrammdarstellung des Funktionszusammenhangs zwischen der Temperatur und der Zeit einer leerlaufenden Kochzone, eines leeren Kochtopfes bzw. gefüllter Kochtöpfe, und Fig. 12 is a diagrammatic representation of the functional relationship between the temperature and the time of idling cooking zone, a cooking pot empty or filled pots, and
Fig. 13 den exponentiellen Funktionszusammenhang zwischen der Temperatur und der Zeit eines bestimmten Kochguts. Fig. 13 shows the exponential function relation between the temperature and the time of a particular cooked and reduce.
Die Fig. 1 und 2 zeigen eine Kochzone 10 mit einem Grundteil 12, einem Heizelement 14 und einer Kochzonenabdeckung 16. Das Grundteil 12 weist einen Isolierkörper 18 auf, der als ebenflächige Scheibe ausgebildet ist. Das Grundteil 12 weist außerdem ein Topfelement 20 auf, in welchem der Isolierkörper 18 angeordnet ist. Figs. 1 and 2 show a cooking zone 10 with a base 12, a heating element 14 and cover 16 of a cooking zone. The base part 12 has an insulating body 18 which is designed as a flat disk. The base part 12 also has a pot element 20 , in which the insulating body 18 is arranged.
Das Heizelement 14 ist von einem Folienheizleiter 22 gebildet, der freie Flächenabschnitte 24 besitzt. Die freien Flächenabschnitte 24 dienen zur Anordnung von Temperatursensoren 26, bei welchen es sich bspw. um Platin- Temperatursensoren handelt.The heating element 14 is formed by a foil heating conductor 22 which has free surface sections 24 . The free surface sections 24 serve to arrange temperature sensors 26 , which are, for example, platinum temperature sensors.
Der Folienheizleiter 22 und die schichtförmigen Temperatursensoren 26 sind zwischen dem Isolierkörper 18 des Grundteiles 12 und der Kochzonenabdeckung 16 eng anliegend vorgesehen.The foil heating conductor 22 and the layered temperature sensors 26 are provided in a tight fit between the insulating body 18 of the base part 12 and the cooking zone cover 16 .
Wie aus Fig. 1 ersichtlich ist, sind bei dieser Ausbildung der Kochzone vier Temperatursensoren 26 vorhanden, wobei ein Temperatursensor 26 im Zentrum der Kochzone 10 positioniert ist. Drei Temperatursensoren 26 sind in Umfangsrichtung der Kochzone 10 voneinander gleichmäßig beabstandet positioniert. Dieser Abstand zwischen benachbarten Temperatursensoren 26 ist mit w bezeichnet.As can be seen from FIG. 1, in this embodiment of the cooking zone there are four temperature sensors 26 , one temperature sensor 26 being positioned in the center of the cooking zone 10 . Three temperature sensors 26 are positioned uniformly spaced apart from one another in the circumferential direction of the cooking zone 10 . This distance between adjacent temperature sensors 26 is denoted by w.
Fig. 3 zeigt in einer der Fig. 1 ähnlichen Draufsicht eine Ausbildung der Kochzone 10, bei welcher auf einen zentralen Temperatursensor 26 verzichtet ist. D.h. die in Fig. 3 gezeichnete Ausführungsform der Kochzone 10 weist drei Temperatursensoren 26 auf, die entlang eines konzentrischen Kreises voneinander äquidistant beabstandet positioniert sind. Dieser Abstand ist auch in Fig. 3 mit w bezeichnet. Im übrigen ist die Kochzone 10 gemäß Fig. 3 ähnlich wie die in den Fig. 1 und 2 dargestellte Kochzone 10 ausgebildet. FIG. 3 shows, in a plan view similar to FIG. 1, an embodiment of the cooking zone 10 in which a central temperature sensor 26 is dispensed with. That is, the embodiment of the cooking zone 10 shown in FIG. 3 has three temperature sensors 26 which are positioned equidistantly apart from one another along a concentric circle. This distance is also denoted by w in FIG. 3. Moreover, the cooking zone 10 3 is shown in FIG. Similar to the cooking zone 10 shown in FIGS. 1 and 2 is formed.
Fig. 4 zeigt eine Ausführungsform der Kochzone 10, die sich den Ausbildungen gemäß den Fig. 1 und 2 bzw. Fig. 3 dadurch unterscheidet, daß nur ein einziger Temperatursensor 26 vorgesehen ist, der im Zentrum der Kochzone 10 positioniert ist. FIG. 4 shows an embodiment of the cooking zone 10 , which differs from the designs according to FIGS. 1 and 2 or FIG. 3 in that only a single temperature sensor 26 is provided, which is positioned in the center of the cooking zone 10 .
Fig. 5 zeigt in einer Seitenansicht eine Kochzone 10 in Kombination mit einem über der Kochzone 10 gezeichneten Kochtopf 28. Die Kochzone 10 ist mit einer konisch verjüngten Vertiefung 30 ausgebildet, die eine Kochgerät- Zentriereinrichtung bildet. Der Vertiefung 30 formmäßig entsprechend ist der Kochtopf 28 an seiner Bodenunterseite mit einer Erhöhung 32 ausgebildet. Fig. 5 shows a side view of a cooking zone 10 in combination with a subscribed through the cooking zone 10 saucepan 28th The cooking zone 10 is formed with a conically tapered depression 30 , which forms a cooking device centering device. Corresponding to the shape of the recess 30 , the saucepan 28 is formed on its underside with an elevation 32 .
Fig. 6 zeigt eine ebene Kochzone 10 sowie einen über der Kochzone 10 gezeichneten Kochtopf 28, der mit einem einfach ebenen Boden ausgebildet ist. Um auch einen derartigen Kochtopf 28 auf der Kochzone 10 genau zentriert anordnen zu können, ist die Kochzone 10 in eine über die Kochzone 10 überstehende Arbeitsplatte 34 eingefaßt. FIG. 6 shows a flat cooking zone 10 and a saucepan 28 which is drawn over the cooking zone 10 and is designed with a simply flat bottom. To be able to also arrange such a pot 28 is accurately centered on the cooking zone 10, the cooking zone is enclosed in a projecting beyond the cooking zone 10 worktop 34 10th
Die Fig. 7 zeigt in einer Draufsicht auf der linken Seite eine Kochzone 10 mit einem Grundteil 12, einem Heizelement 14, und einer Kochzonenabdeckung 16 ähnlich der in den Fig. 1 und 2 gezeichneten Ausführungsform der Kochzone 10. Die Kochzone 10 weist einen zentralen Temperatursensor 26 sowie drei Temperatursensoren 26 auf, die in Umfangsrichtung der Kochzone 10 entlang eines zum zentralen Temperatursensor 26 konzentrischen Kreises voneinander äquidistant vorgesehen sind. Seitlich neben der Kochzone 10 ist in Fig. 7 ein Kochtopf 28 oder ein beliebiges anderes, an sich bekanntes Gargerät gezeichnet. Demgegenüber verdeutlicht die Fig. 8 in einer Ansicht von oben den Kochtopf 28 in einer die Kochzone 10 teilweise überdeckenden Position. FIG. 7 shows a top view on the left side of a cooking zone 10 with a base part 12 , a heating element 14 , and a cooking zone cover 16 similar to the embodiment of the cooking zone 10 shown in FIGS. 1 and 2. The cooking zone 10 has a central temperature sensor 26 and three temperature sensors 26 which are provided equidistantly from one another in the circumferential direction of the cooking zone 10 along a circle which is concentric with the central temperature sensor 26 . A cooking pot 28 or any other cooking device known per se is drawn to the side of the cooking zone 10 in FIG. 7. In contrast, FIG. 8 illustrates the saucepan 28 in a view from above in a position partially covering the cooking zone 10 .
Fig. 9 zeigt eine Kochzone 10 sowie einen auf der Kochzone 10 stehenden leeren Kochtopf 28. Demgegenüber zeigt die Fig. 10 eine Kochzone 10 mit einem Kochtopf 28, in welchem sich ein zu garendes Gut 36 befindet. Fig. 9 shows a cooking zone 10 and a stationary on the cooking zone 10 empty pan 28th In contrast, FIG. 10 shows a cooking zone 10 with a saucepan 28 , in which a product 36 to be cooked is located.
Fig. 11 zeigt eine der Fig. 10 ähnliche Situation, wobei jedoch zwischen der Kochzone 10 und dem mit einem Gargut 36 gefüllten Kochtopf 28 eine Verunreinigung 38 vorhanden ist. FIG. 11 shows a situation similar to that of FIG. 10, but an impurity 38 is present between the cooking zone 10 and the saucepan 28 filled with a food 36 .
Fig. 12 zeigt in einer Diagrammdarstellung den Funktionszusammenhang zwischen der Temperatur T und der Zeit t für eine leerlaufende Kochzone 10, was durch die Linie 40 angedeutet ist, sowie für einen leeren Kochtopf (sh. Fig. 9), was durch die Linie 42 verdeutlicht ist. Die strichpunktierte Linie 44 verdeutlicht eine Verbrennschutz- Temperatur, die bspw. kleiner als 50°C sein soll. Die strichlierte Linie 46 verdeutlicht die Maximaltemperatur der Kochzonenabdeckung 16 der Kochzone 10, bei welcher eine Schutzabschaltung der Kochzone 10 erfolgt. Diese Maximaltemperatur kann bspw. bei < 250°C liegen. Der bogenförmige Pfeil 48 von der Linie 42 des leeren Kochtopfes zur Linie 40 der leerlaufenden Kochzone 10 verdeutlicht den Temperatur-Zeit-Bereich, wie er durch Verunreinigungen 38 (sh. Fig. 11) gegeben ist. Der bogenförmige Pfeil 50 verdeutlicht den Bereich der Masseerkennung, d. h. der Erkennung des jeweiligen Garguts 36 im Kochtopf 28, wobei die Steigung der entsprechenden Linie in diesem durch den bogenförmigen Pfeil 50 dargestellten Bereich von der jeweiligen Gargut-Masse abhängt. Je größer die Gargut-Masse ist, umso kleiner ist die Steigung der entsprechenden Linie. FIG. 12 shows in a diagram the functional relationship between the temperature T and the time t for an empty cooking zone 10 , which is indicated by the line 40 , and for an empty saucepan (see FIG. 9), which is illustrated by the line 42 is. The dash-dotted line 44 illustrates a combustion protection temperature which, for example, should be less than 50 ° C. The broken line 46 illustrates the maximum temperature of the cooking zone cover 16 of the cooking zone 10 , at which the cooking zone 10 is switched off in a protective manner. This maximum temperature can be, for example, <250 ° C. The arc-shaped arrow 48 from line 42 of the empty saucepan to line 40 of the empty cooking zone 10 illustrates the temperature-time range as it is given by impurities 38 (see FIG. 11). The arc-shaped arrow 50 clarifies the area of the mass recognition, ie the recognition of the respective food 36 in the saucepan 28 , the slope of the corresponding line in this area depicted by the arc-shaped arrow 50 depending on the respective food mass. The greater the mass of the food, the smaller the slope of the corresponding line.
Die Fig. 13 zeigt den Funktionszusammenhang zwischen Kochguttemperatur TG und der Zeit t, wobei mit der strichlierten Linie 52 der Temperaturgradient dT/dt = 0, d. h. auf der Ordinate der Kochpunkt TK verdeutlicht ist. Der Temperaturgradient dT/dt zu einer beliebigen Zeit t1 ist durch die Linie 54 dargestellt. FIG. 13 shows the functional relationship between the temperature of the food to be cooked T G and the time t, the temperature gradient dT / dt = 0, ie the cooking point T K being illustrated on the ordinate by the dashed line 52 . The temperature gradient dT / dt at any time t1 is represented by line 54 .
Nachfolgend wird anhand der Zeichnungen die Funktionsweise der erfindungsgemäßen Kochzone 10 beschrieben:The mode of operation of the cooking zone 10 according to the invention is described below with reference to the drawings:
Wie bereits ausgeführt worden ist, weist die Kochzone 10 eine Kochzonenabdeckung 16, einen Folienheizleiter 22 sowie einen Isolierkörper 18 und Temperatursensoren 26 auf. Der zentrale Temperatursensor 26 kann entfallen, wenn die in Umfangsrichtung der Kochzone 10 vorgesehenen Temperatursensoren 26 näher zum Zentrum der Kochzone 10 gerückt sind. Eine solche Ausbildung ist in Fig. 3 gezeichnet. Sind weniger als drei Temperatursensoren 26 in Umfangsrichtung der Kochzone 10 vorgesehen, so ergibt sich das Problem, daß die Kochzone 10 nicht mehr eindeutig überwachbar ist. Bei Anwendung von vier oder mehr Temperatursensoren 26 wird die Überwachung der Kochzone 10 - bezogen auf die räumliche Zuordnung - entsprechend genauer. Andererseits steigen jedoch die Kosten für die Auswertung der Signale der Temperatursensoren 26, weil der Aufwand für die Auswerte-Elektronik, für die Zuleitungen usw. entsprechend vergrößert wird.As has already been stated, the cooking zone 10 has a cooking zone cover 16 , a film heating conductor 22 and an insulating body 18 and temperature sensors 26 . The central temperature sensor 26 may be omitted if the intended in the circumferential direction of the cooking zone 10 temperature sensors are moved 26 closer to the center of the cooking zone 10th Such an embodiment is shown in FIG. 3. If fewer than three temperature sensors 26 are provided in the circumferential direction of the cooking zone 10 , the problem arises that the cooking zone 10 can no longer be clearly monitored. When four or more temperature sensors 26 are used, the monitoring of the cooking zone 10 becomes correspondingly more precise, based on the spatial assignment. On the other hand, however, the costs for evaluating the signals of the temperature sensors 26 increase because the effort for the evaluation electronics, for the supply lines, etc. is increased accordingly.
Die dynamische Topferkennung basiert auf kontinuierlichen Temperaturmessungen mittels der Temperatursensoren 26 und auf der Verrechnung der jeweiligen Temperaturwerte zueinander. The dynamic pot detection is based on continuous temperature measurements by means of the temperature sensors 26 and on the calculation of the respective temperature values.
In allen Erkennungsfällen wird die Kochzone 10 kurz aufgeheizt. Der Erkennungsvorgang muß abgeschlossen sein, bevor man sich an der aufgeheizten Kochzone 10 verbrennen kann, oder bevor empfindliche Speisen wie bspw. Baby- Nahrung o. dgl. übermäßig erhitzt werden. Die Topferkennung und der Aufheizvorgang ist bspw. nach ca. 8 Sekunden beendet. Im ungünstigen Leerlauffall - sh. die Linie 40 in Fig. 12 - erreicht die Kochzonenabdeckung 16 der Kochzone 10 dabei bspw. eine Temperatur von 40°C bis maximal 50°C, was in Fig. 12 durch die strichlierte Linie 44 angedeutet ist. Das wird durch die gute Wärmeleitung der Kochzonenabdeckung 16, durch die direkte Wärmekopplung des Folienheizleiters 22 und durch reaktionsschnelle Temperatursensoren 26 erzielt.In all detection cases, the cooking zone 10 is heated up briefly. The detection process must be completed before you can burn yourself in the heated cooking zone 10 or before sensitive foods such as baby food or the like are overheated. The pot detection and the heating process is finished after approx. 8 seconds, for example. In the unfavorable idle case - sh. line 40 in FIG. 12 - the cooking zone cover 16 of the cooking zone 10 thereby reaches, for example, a temperature of 40 ° C. to a maximum of 50 ° C., which is indicated in FIG. 12 by the dashed line 44 . This is achieved by the good heat conduction of the cooking zone cover 16 , by the direct heat coupling of the foil heating conductor 22 and by fast-reacting temperature sensors 26 .
Es gibt auch die Möglichkeit, zur dynamischen Topferkennung nur einen einzigen Temperatursensor 26 zu verwenden, wie in Fig. 4 dargestellt ist. Dabei ist es erforderlich, die Zentrizität durch konstruktive mechanische Lösungen sicherzustellen, wie sie bspw. in den Fig. 5 und 6 verdeutlicht sind. Aus Fig. 4 ist ersichtlich, daß der Temperatursensor 26 im Zentrum der Kochzone 10 positioniert ist. Bei einer derartigen Ausbildung erfolgt ein Vergleich zweier aufeinanderfolgenden Temperaturmessungen an diesem einzigen Temperaturmesser 26. Um das genau zentrierte Aufsetzen eines Kochtopfes 28 mechanisch sicherzustellen, kann die Kochzone 10 bspw. mit einer Vertiefung 30 (sh. Fig. 5) oder mit einer Arbeitsplatte 34 kombiniert sein, in welcher die Kochzone 10 selbst eine Vertiefung darstellt (sh. Fig. 6).There is also the possibility of using only a single temperature sensor 26 for dynamic pot detection, as shown in FIG. 4. It is necessary to ensure the centricity by means of constructive mechanical solutions, as are illustrated, for example, in FIGS. 5 and 6. From Fig. 4 it can be seen that the temperature sensor 26 is positioned in the center of the cooking zone 10. With such a design, a comparison of two successive temperature measurements is carried out on this single temperature meter 26 . In order to mechanically ensure that a saucepan 28 is placed exactly in the center, the cooking zone 10 can be combined, for example, with a depression 30 (see FIG. 5) or with a worktop 34 in which the cooking zone 10 itself represents a depression (see FIG. 6).
In Verbindung mit der Ausbildung gemäß den Fig. 1 und 2,
d. h. der Ausbildung der Kochzone 10 mit vier
Temperatursensoren 26 sind dynamisch bspw. folgende
Situationen erkennbar:
In connection with the design according to FIGS. 1 and 2, ie the design of the cooking zone 10 with four temperature sensors 26 , the following situations, for example, are dynamically recognizable:
-
1. Die Kochzone befindet sich im Leerlauf, d. h. auf der
Kochzone 10 ist kein Kochtopf 28 angeordnet:
Nach dem Einschalten der Kochzone 10 heizt sich die Kochzonenabdeckung 16 auf. Die Temperatur an den Sensoren 26 steigt gleichmäßig an. Die Temperaturdifferenz zwischen den Temperatursensoren 26 ist annähernd Null. Der Differenzwert zweier aufeinanderfolgender Messungen an ein und demselben Temperatursensor 26 ergibt einen maximalen, systemtypischen Anstiegswert - sh. die Linie 40 in Fig. 12. Dieser Anstiegswert beträgt bspw. dT/dT, max = 12 Ks⁻1. Eine elektronische Auswerteschaltung, die mit der Kochzone 10 zusammengeschaltet ist, vergleicht den aus den Meßwerten errechneten Ist-Wert mit dem im System hinterlegten maximalen Anstiegswert. Ist die Bedingung: "Ist-Wert < hin terlegter Wert" erfüllt, so folgt daraus, daß auf der Kochzone 10 kein Kochtopf 28 steht; die Kochzone 10 schaltet sich automatisch aus.1. The cooking zone is idle, ie there is no saucepan 28 on the cooking zone 10 :
After switching on the cooking zone 10 , the cooking zone cover 16 heats up. The temperature at the sensors 26 rises evenly. The temperature difference between the temperature sensors 26 is approximately zero. The difference value of two successive measurements on one and the same temperature sensor 26 results in a maximum, system-typical increase value - sh. line 40 in FIG. 12. This increase value is, for example, dT / dT, max = 12 Ks⁻ 1 . An electronic evaluation circuit, which is connected to the cooking zone 10 , compares the actual value calculated from the measured values with the maximum rise value stored in the system. If the condition: "Actual value <stored value" is met, it follows that there is no saucepan 28 on the cooking zone 10 ; the cooking zone 10 switches off automatically. -
2. Auf der Kochzone 10 befindet sich versetzt, d. h.
nicht zentrisch, ein Kochtopf (sh. Fig. 8):
Nach dem Einschalten der Kochzone 10 bzw. des Heizelementes 14 führt der Kochtopf 28 einen Teil der zugeführten Energie wieder ab. Die Temperatursensoren 26, die sich unter dem Kochtopf 28 befinden, stellen einen langsameren Temperaturanstieg dT/dt fest, als oben unter Punkt 1. beschrieben worden ist. An den Flächenbereichen, an welchen der Kochtopf 28 die Kochzone 10 nicht abdeckt, steigt die Temperatur schneller als an den vom Kochtopf 28 bedeckten Flächenabschnitten der Kochzone 10. Die Temperaturdifferenz zwischen einem vom Kochtopf 28 abgedeckten und einem nicht abgedeckten Temperatursensor 26 ergibt also einen von Null verschiedenen Wert. Durch jeweils paarweise Verrechnung der entsprechenden Signale der Temperatursensoren 26 und aufgrund der symmetrischen Anordnung der Temperatursensoren 26 ist folglich erkennbar, in welche Richtung der Kochtopf 28 in Bezug auf die Kochzone 10 verschoben ist.2. On the cooking zone 10 there is a saucepan (see FIG. 8) offset, ie not centrically:
After switching on the cooking zone 10 or the heating element 14 , the saucepan 28 dissipates part of the energy supplied. The temperature sensors 26 , which are located under the saucepan 28 , detect a slower temperature rise dT / dt than has been described under point 1 above. At the surface areas where the saucepan 28 does not cover the cooking zone 10 , the temperature rises faster than at the surface sections of the cooking zone 10 covered by the saucepan 28 . The temperature difference between a temperature sensor 26 covered by the saucepan 28 and an uncovered temperature sensor 26 thus results in a value different from zero. By calculating the corresponding signals of the temperature sensors 26 in pairs and on the basis of the symmetrical arrangement of the temperature sensors 26, it is consequently possible to see in which direction the saucepan 28 is shifted with respect to the cooking zone 10 . -
3. Kochzone mit richtig, d. h. zentrisch auf die Kochzone
10 aufgesetztem Kochtopf 28; Kochgut-Massenerkennung:
- a: Es befindet sich auf der Kochzone 10 ein leerer
Kochtopf 28 (sh. Fig. 9);
in der Praxis soll die Kochzonenabdeckung 16 und der Boden des Kochtopfes 28 aus den gleichen Materialien bei gleichen Geometrien die gleiche Masse besitzen. Bei einem leeren, auf die Kochzone 10 aufgesetzten Kochtopf 28 stellt sich somit eine Anstiegsgeschwindigkeit der Temperatur ein, die dem halben Maximalwert bei Leerlauf entspricht, d. h. die Linie 42 besitzt die halbe Steigung der Linie 40 in Fig. 12. Ein leerer Kochtopf 28 ist also aus dem zeitlichen Temperaturverlauf, d. h. dem zeitlichen Temperaturgradienten, erkennbar. - b: Der Kochtopf 28 ist mit Kochgut 36 befüllt (sh. Fig. 10).
- a: There is an empty saucepan 28 on the cooking zone 10 (see FIG. 9);
in practice, the cooking zone cover 16 and the bottom of the saucepan 28 are made of the same materials and have the same dimensions and the same geometries. In the case of an empty saucepan 28 placed on the cooking zone 10, a rate of increase in the temperature thus arises which corresponds to half the maximum value when idling, ie line 42 has half the slope of line 40 in FIG. 12. An empty saucepan 28 is therefore recognizable from the temporal temperature profile, ie the temporal temperature gradient. - b: The saucepan 28 is filled with food 36 (see FIG. 10).
- a: Es befindet sich auf der Kochzone 10 ein leerer
Kochtopf 28 (sh. Fig. 9);
Bei einem mit Kochgut 36 befüllten Kochtopf 28 nimmt die Anstiegsgeschwindigkeit der Temperatur einen Wert an, der kleiner ist als der bei einem leeren, auf die Kochzone 10 aufgesetzten Kochtopf 28. Da die Anstiegsgeschwindigkeit bei einem leeren Topf bekannt ist (sh. die Linie 42 in Fig. 12), läßt sich aus dem Differenzwert zwischen dem aktuellen Gradientenwert und dem Gradientenwert bei einem leeren Kochtopf die Masse des im Kochgerät 28 befindlichen Kochguts 36 bestimmen. Der besagte Differenzwert ist nämlich proportional zur absoluten Masse des Kochguts 36. Das bedeutet, daß mit Hilfe der erfindungsgemäßen dynamischen Topferkennung auch die jeweilige Kochgutmasse erkennbar ist.In the case of a saucepan 28 filled with cooking stock 36 , the rate of increase in temperature takes on a value which is lower than that of an empty saucepan 28 placed on the cooking zone 10 . Since the rate of increase in an empty pot is known (see line 42 in FIG. 12), the mass of the cookware 36 located in the cooking device 28 can be determined from the difference value between the current gradient value and the gradient value in the case of an empty saucepan. The said difference value is namely proportional to the absolute mass of the food 36 . This means that with the aid of the dynamic pot detection according to the invention, the respective mass of the cooking material can also be recognized.
-
4. Ein weiterer Situationsfall ist eine verschmutzte
Kochzone 10 mit richtig, d. h. zentrisch aufgesetztem
Kochtopf 28 (sh. Fig. 11). Oftmals ist nicht
ausschließbar, daß die Kochzone 10 durch Fremdkörper
38 wie Salzkörner o. dgl. verschmutzt ist. Infolge
solcher Verunreinigungen 38 liegt der Kochtopf 28
nicht großflächig auf der Kochzone 10 auf. Der
zeitliche Temperaturanstieg an den Temperatursensoren
26 wird also einen Wert annehmen, der zwischen
leerlaufender Kochzone 10 (Linie 40 in Fig. 12) und
leer auf die Kochzone 10 aufgestelltem Kochtopf 28
(sh. Linie 42 in Fig. 12) liegt. Das kann dazu
genutzt werden, eine Sicherheitsabschaltung der
Kochzone 10 zu bewirken, wobei für den Benutzer der
Kochzone 10 ein entsprechender Hinweis gegeben werden
kann.
Auch bei richtig, d. h. genau zentriert aufgesetztem Kochtopf 28 können die Temperatursensoren 26 unterschiedliche Temperaturen messen. Das ist bspw. der Fall, wenn eine Bratpfanne auf der Kochzone 10 steht. Das Kochgut, bei dem es sich bspw. um ein Schnitzel handelt, bedeckt den Boden der Bratpfanne nicht vollständig, so daß die Wärmeabfuhr am Boden der Bratpfanne entsprechend ungleichmäßig ist. Es ergibt sich folglich eine Kombination aus "leerer Topf erkannt" und "Topf richtig aufgesetzt - Massen werden erkannt". Aus dieser Mehrdeutigkeit der Temperaturmessungen ergibt sich ein weiterer Vorteil: Mindestens ein Temperatursensor 26 mißt gegenüber den anderen Temperatursensoren 26 eine höhere Temperatur - entsprechend der Situation "leerer Topf". Die anderen Temperatursensoren 26 messen in Abhängigkeit von der Wärmeabfuhr durch die Kochgut-Masse eine niedrigere Temperatur. Allen Temperatursensoren 26 ist gemeinsam, daß die Kochzone 10 heruntergeregelt bzw. abgeschaltet werden muß, wenn an mindestens einem Temperatursensor 26 ein vorgegebener maximaler Temperaturwert überschritten wird. Auf diese Weise ergibt sich ein Schutz der Kochzone bzw. ihrer Kochzonenabdeckung 16 gegen Überhitzung. Es ist also möglich, daß der Temperatursensor 26, der im jeweils aktuellen Kochvorgang die höchste Temperatur mißt, den Schutz der Kochzonenabdeckung 16 übernimmt. Die Heizenergie kann maximiert werden, bis dieser Temperatursensor 26 gerade noch den entsprechenden Schutz der Kochzonenabdeckung 16 bewirkt. Der Bratvorgang wird durch die entsprechend heißere Kochzone 10 in vorteilhafter Weise folglich verkürzt, d. h. optimiert. Andererseits ist der schwächste, d. h. heißeste Punkt der Kochzone 10 sehr gut unter Kontrolle.4. Another situation is a soiled cooking zone 10 with a correct, that is, centrally positioned, cooking pot 28 (see FIG. 11). Often it cannot be excluded that the cooking zone 10 is contaminated by foreign objects 38 such as salt grains or the like. As a result of such contaminations 38 , the saucepan 28 does not lie on the cooking zone 10 over a large area. The temperature rise over time at the temperature sensors 26 will therefore assume a value which lies between the empty cooking zone 10 (line 40 in FIG. 12) and the empty saucepan 28 placed on the cooking zone 10 (see line 42 in FIG. 12). This can be used to bring about a safety shutdown of the cooking zone 10 , and a corresponding message can be given to the user of the cooking zone 10 .
The temperature sensors 26 can measure different temperatures even when the saucepan 28 is placed correctly, ie precisely centered. This is the case, for example, when there is a frying pan on the cooking zone 10 . The food to be cooked, which is, for example, a schnitzel, does not completely cover the bottom of the frying pan, so that the heat dissipation at the bottom of the frying pan is correspondingly uneven. The result is a combination of "empty pot recognized" and "pot correctly placed - masses are recognized". This ambiguity of the temperature measurements results in a further advantage: at least one temperature sensor 26 measures a higher temperature than the other temperature sensors 26 - in accordance with the "empty pot" situation. The other temperature sensors 26 measure a lower temperature as a function of the heat dissipation by the mass of the cooking material. All temperature sensors 26 have in common that the cooking zone 10 must be turned down or switched off if a predetermined maximum temperature value is exceeded at at least one temperature sensor 26 . In this way, the cooking zone or its cooking zone cover 16 is protected against overheating. It is therefore possible that the temperature sensor 26 , which measures the highest temperature in the current cooking process, takes over the protection of the cooking zone cover 16 . The heating energy can be maximized until this temperature sensor 26 just provides the appropriate protection for the cooking zone cover 16 . The roasting process is consequently advantageously shortened, ie optimized, by the correspondingly hotter cooking zone 10 . On the other hand, the weakest, ie the hottest point of the cooking zone 10 is very well under control.
Claims (6)
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| DE1997134960 DE19734960A1 (en) | 1997-08-13 | 1997-08-13 | Cooking zone |
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ID=7838775
Family Applications (1)
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| DE (1) | DE19734960A1 (en) |
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-
1997
- 1997-08-13 DE DE1997134960 patent/DE19734960A1/en not_active Withdrawn
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|---|---|---|---|
| 8127 | New person/name/address of the applicant |
Owner name: DIEHL AKO STIFTUNG & CO.KG, 88239 WANGEN, DE |
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| 8110 | Request for examination paragraph 44 | ||
| 8127 | New person/name/address of the applicant |
Owner name: DIEHL AKO STIFTUNG & CO. KG, 88239 WANGEN, DE |
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| 8125 | Change of the main classification |
Ipc: E03F 502 |
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