DE19820108C2 - Arrangement of a heat-conducting ceramic carrier with a heating element as a cooking zone in a recess in a cooking surface - Google Patents
Arrangement of a heat-conducting ceramic carrier with a heating element as a cooking zone in a recess in a cooking surfaceInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Anordnung eines wärmeleitenden keramischen Trägers mit einem Heizkörper als Kochzone in einer Aussparung einer Kochfläche, insbesondere aus Glaskeramik, Glas, Keramik, Metall oder Kunststoff.The invention relates to an arrangement of a heat-conducting ceramic Carrier with a radiator as a cooking zone in a recess Cooking surface, in particular made of glass ceramic, glass, ceramic, metal or Plastic.
Kochgeräte mit Glaskeramikkochflächen sind bekannt. Die Beheizung der Kochzonen erfolgt bei diesen Geräten im allgemeinen mittels elektrisch oder gasbetriebenen Beheizungseinrichtungen, die unterhalb der Glaskeramikkochfläche angeordnet sind. Als nachteilig wird die verzögerte Wärmeabgabe durch die Glaskeramikplatte hindurch an das zu erhitzende Gut mit einem dementsprechend geringeren Wirkungsgrad und daraus resultierend einer längeren Ankochdauer empfunden.Cooking appliances with glass ceramic cooking surfaces are known. Heating the Cooking zones on these devices are generally electrical or gas powered heaters below the Glass ceramic cooktop are arranged. The delayed is considered a disadvantage Heat dissipation through the glass ceramic plate to the material to be heated with a correspondingly lower efficiency and resulting from it a longer heating time.
In der EP 0 069 298 B1 wird auf die besondere Eignung von Siliziumnitrid als Kochplattenmaterial aufgrund seiner hohen Wärmeleitfähigkeit und geringen thermischen Ausdehnung sowie gleichzeitig hohen Temperaturwechselbeständigkeit hingewiesen. Dieses Material besitzt eine hohe mechanische Festigkeit und kann daher als dünne Platte ausgebildet werden. Hieraus resultiert eine geringe Wärmekapazität der Platte, so daß auch eine schnelle trägheitslose Regulierbarkeit der Wärmezufuhr gewährleistet ist.EP 0 069 298 B1 refers to the particular suitability of silicon nitride as Hotplate material due to its high thermal conductivity and low thermal expansion as well as high Resistance to temperature changes noted. This material has a high mechanical strength and can therefore be designed as a thin plate. This results in a low heat capacity of the plate, so that a rapid, inertia-free controllability of the heat supply is guaranteed.
Die WO 96/09738 A1 beschreibt ein Kochsystem mit einem elektrisch isolierenden, wärmeleitenden Träger aus Keramik, insbesondere aus Siliziumnitrid, auf dem eine elektrisch leitende Schicht oder Folie aufgebracht ist.WO 96/09738 A1 describes a cooking system with an electric insulating, heat-conducting carrier made of ceramic, in particular Silicon nitride, on which an electrically conductive layer or film is applied.
Kochsysteme mit gut wärmeleitenden Keramiken als Kochzonenmaterial sind insbesondere in bezug auf Ankochzeit und Wirkungsgrad den Glaskeramikkochflächen überlegen. Andererseits ist es aufgrund der sehr hohen Wärmeleitfähigkeit der Keramik nicht möglich, eine einstückige Kochfläche zu schaffen, da ansonsten der Bereich neben den Kochstellen mit aufgeheizt wird, was zu Energieverlusten und zu Verbrennungsgefahr führt. Daher wird der wärmeleitende keramische Träger in ein Material mit schlechter Wärmeleitung, z. B. Glaskeramik, Glas, oder Kunststoff eingefügt.Cooking systems with good heat-conducting ceramics as the cooking zone material especially with regard to parboiling time and efficiency of the glass ceramic cooktop think. On the other hand, it is due to the very high thermal conductivity of the ceramic not possible to create a one-piece cooking surface, otherwise the area next to it the hotplates are also heated, which leads to energy losses and Risk of burns. Therefore, the heat-conductive ceramic carrier in one Material with poor heat conduction, e.g. B. glass ceramic, glass, or plastic inserted.
Die bekannten Kochsysteme, die über einen wärmeleitenden keramischen Träger mit einem Heizkörper als Kochzone verfügen, haben gemeinsam, daß der keramische Träger an seiner Unterseite von dem Heizkörper ganzflächig beheizt wird. Die hohen Temperaturen am Rand der Kochzone bedingen einen ausreichend temperaturbeständigen Einbau in das umgebende, schlecht wärmeleitende Material.The well-known cooking systems that have a heat-conducting ceramic carrier have a radiator as a cooking zone have in common that the ceramic support is heated over its entire surface by the radiator on its underside. The high Temperatures at the edge of the cooking zone require a sufficiently high temperature resistance Installation in the surrounding, poorly heat-conducting material.
Eine Vorrichtung zum Erkennen des Kochpunktes von Kochgut ist aus der DE 196 48 397 A1 bekannt, die über äußere Temperaturfühler im Randbereich des Kochfeldes sowie einen mittleren Temperaturfühler in der Mitte des Kochfeldes verfügt. Sollte ein Behälter unsymmetrisch auf dem Kochfeld stehen oder einen nicht planen Boden aufweisen, so wird dies anhand des gemessenen Temperaturunterschiedes zwischen den äußeren und mittleren Temperaturfühlern erkannt.A device for recognizing the cooking point of food is from the DE 196 48 397 A1 is known which has external temperature sensors in the edge area of the Cooktop and a medium temperature sensor in the middle of the cooktop. Should a container stand asymmetrically on the hob or not plan one Soil, this is based on the measured temperature difference detected between the outer and middle temperature sensors.
Die DE 38 37 096 A1 schlägt vor, die Heizeinheit unter der Glaskeramikfläche auf einem Leistungswert zu betreiben, der von dem vom Benutzer vorgegebenen Leistungswert verschieden ist, wenn die über Temperaturfühler gemessene Temperatur an der Glaskeramikfläche nicht dem gewünschten Temperaturwert entspricht. Auf diese Weise soll die gewünschte Temperatur an der Glaskeramikfläche schneller erreicht werden.DE 38 37 096 A1 proposes opening the heating unit under the glass ceramic surface to operate at a power value that is specified by the user Power value is different if the temperature measured via temperature sensors does not correspond to the desired temperature value on the glass ceramic surface. To this In this way, the desired temperature on the glass ceramic surface should be reached more quickly become.
Bei dem aus der DE 197 01 640 A1 (Stand der Technik nach PatG § 3(2)) bekannten Kochsystem sind ebenfalls Temperatursensoren im unbeheizten Randbereich vorgesehen, wobei die Heizung abgeschaltet wird, wenn eine vorgegebene Abschalttemperatur an nur einem der Temperatursensoren überschritten wird.In the cooking system known from DE 197 01 640 A1 (prior art according to PatG § 3 ( 2 )), temperature sensors are also provided in the unheated edge area, the heating being switched off when a predetermined switch-off temperature is exceeded at only one of the temperature sensors.
Eine wesentliche Voraussetzung für die ordnungsgemäße Funktionsfähigkeit ist, daß das Geschirr korrekt auf dem keramischen Träger steht, das Geschirr die gesamte Fläche der Kochzone abdeckt und eine gute thermische Ankopplung zwischen dem Geschirr und dem Kochzonenmaterial gegeben ist. Die bekannten Kochzonen haben sich in der Praxis bewährt, nachteilig ist jedoch, daß eine schlecht thermische Ankopplung an das Kochzonenmaterial, wie sie insbesondere dann gegeben ist, wenn Geschirr mit einem zu großen Bodeneinzug verwendet wird, nicht erkannt werden kann.An essential prerequisite for proper functioning is that the Dishes stand correctly on the ceramic support, the dishes cover the entire surface of the Cooking zone covers and a good thermal coupling between the dishes and the cooking zone material is given. The well-known cooking zones have been put into practice proven, disadvantage is that a poor thermal coupling to the Cooking zone material, as is particularly the case when dishes with one too large floor feed is used, can not be recognized.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Anordnung eines wärmeleitenden keramischen Trägers mit einem Heizkörper als Kochzone in einer Aussparung einer Kochfläche zu schaffen, die eine zuverlässige Erkennung einer schlechten thermischen Ankopplung an das Kochzonenmaterial erlaubt.The invention is therefore based on the object of an arrangement of a heat-conducting ceramic support with a radiator as a cooking zone in a recess Cooking surface to create a reliable detection of poor thermal Coupling to the cooking zone material allowed.
Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß mit den im Patentanspruch 1 angegebenen Merkmalen.This object is achieved according to the invention with the in claim 1 specified features.
Bei der erfindungsgemäßen Anordnung ist der Heizkörper derart ausgebildet, daß der keramische Träger nur im Mittenbereich der Kochzone beheizbar ist, während der Kochzonenrandbereich unbeheizt ist. Die Vorteile dieser Anordnung kommen dann zum Tragen, wenn ein Kochgeschirr Verwendung findet, das die gesamte Fläche der Kochzone abdeckt, obwohl nur ein Teil der Kochfläche beheizt wird.In the arrangement according to the invention, the radiator is designed such that the ceramic support can only be heated in the middle of the cooking zone, during the Cooking zone edge area is unheated. The advantages of this arrangement then come to Wear when using cookware that covers the entire surface of the Covers the cooking zone, although only part of the cooking surface is heated.
Die durch Wärmequerleitung im Kochzonenmaterial über den aktiv beheizten Bereich zum Kochzonenrand hin abfließende Wärmeenergie wird durch das die gesamte Kochzone abdeckende Geschirr abgeführt. Die Temperatur am Kochzonenrand und somit an der Fügenaht ist daher im Gegensatz zu den bekannten Kochsystemen, bei welchen der keramische Träger bis zum Rand beheizt wird, deutlich niedriger als die Temperatur im Mittenbereich der Kochzone. Dies wird noch begünstigt durch die vorzugsweise geringe Dicke des keramischen Trägers und der damit verbundenen geringen Fläche für die Wärmeleitung innerhalb des Kochzonenmaterials in radialer Richtung, verglichen mit der großen Fläche des den keramischen Träger abdeckenden Geschirrs. So kann der keramische Träger aufgrund der niedrigen Temperatur im Kochzonenrand beispielsweise direkt in einen temperaturbeständigen Kunststoff als umgebendes Material eingefügt werden.Through heat cross-conduction in the cooking zone material over the actively heated area The heat energy flowing to the edge of the cooking zone becomes the total Dishes covering the cooking zone are removed. The temperature at the edge of the cooking zone and therefore at the seam is therefore in contrast to the known cooking systems, which the ceramic support is heated to the edge, significantly lower than the temperature in the middle of the cooking zone. This is further favored by the preferred small thickness of the ceramic carrier and the associated small area for the heat conduction within the cooking zone material in the radial direction compared to the large area of the tableware covering the ceramic carrier. So he can ceramic supports due to the low temperature in the edge of the cooking zone, for example inserted directly into a temperature-resistant plastic as the surrounding material become.
Für die Temperaturverteilung ist unerheblich, welcher Heizkörper Verwendung findet. So können Heizleiterbahnen direkt auf den keramischen Träger aufgebracht, Flachheizkörper angedrückt oder Strahlungsheizkörper, wie sie unter Glaskeramikkochflächen üblich sind, verwendet werden.Which radiator is used is irrelevant for the temperature distribution. So heating conductor tracks can be applied directly to the ceramic carrier, Flat radiators pressed or radiant heaters, such as those under Glass ceramic cooktops are common.
Bei der erfindungsgemäßen Anordnung kann eine deutlich höhere Temperatur in der Mitte der Kochzone eingestellt werden, ohne daß die Temperatur am Kochzonenrand höher als bei den bekannten Kochsystemen ist, so daß die Fügenaht bzw. das Fügematerial zwischen dem keramischen Träger und der diesen umgebenden Kochfläche bei erhöhter Leistungsabgabe an das Geschirr thermisch nicht höher beansprucht wird. Die Temperatur in der Mitte der Kochzone kann aber bei der erfindungsgemäßen Anordnung auch so eingestellt werden, daß bei gleicher Leistungsfähigkeit, d. h. Energieabgabe je Zeiteinheit an das Geschirr, die Randtemperatur unter der Randtemperatur der bekannten Kochsysteme liegt. Damit sind bei gleicher Leistungsfähigkeit insbesondere die thermischen Anforderungen an das Fügematerial bzw. die Fügennaht sowie an das die Kochzone umgebende Material geringer. Darüber hinaus sind auch die Energieverluste durch Wärmeabgabe an das die Kochzone umgebende Material geringer.In the arrangement according to the invention, a significantly higher temperature in the Center of the cooking zone can be set without the temperature at the edge of the cooking zone is higher than in the known cooking systems, so that the seam or the Joining material between the ceramic carrier and the cooking surface surrounding it with higher power output to the dishes is not thermally stressed. The temperature in the middle of the cooking zone can, however, in the inventive Arrangement can also be set so that with the same performance, d. H. Energy delivery per unit of time to the dishes, the edge temperature below the Edge temperature of the known cooking systems is. So are at the same Efficiency especially the thermal requirements on the joining material or the joint seam and to the material surrounding the cooking zone less. About that In addition, there are also energy losses due to heat being given off to the cooking zone surrounding material less.
Bei der erfindungsgemäßen Anordnung wird die Temperatur im Kochzonenrandbereich überwacht. Hierzu ist mindestens ein die Temperatur im Kochzonenrandbereich messender Sensor vorgesehen, der mit einer Einrichtung zur Regelung der Energiezufuhr für den Heizkörper derart zusammenwirkt, daß bei Überschreiten einer Maximaltemperatur im Kochzonenrandbereich die Energiezufuhr unterbrochen wird.In the arrangement according to the invention, the temperature in the edge of the cooking zone supervised. For this purpose, at least one is the temperature in the edge of the cooking zone Measuring sensor provided with a device for regulating the energy supply for the radiator cooperates such that when a Maximum temperature in the cooking zone edge area the energy supply is interrupted.
Darüber hinaus verfügt die Anordnung über eine Einrichtung zur Erkennung einer schlechten thermische Ankopplung an das Kochzonenmaterial, wie sie insbesondere dann gegeben ist, wenn Geschirr mit einem zu großen Bodeneinzug verwendet wird, das nur an seinem Rand aufsteht. Wenn das Geschirr nur an seinem Randbereich aufsteht, entsteht in der Mitte der Kochzone ein Wärmestau. Da die Temperatur im Kochzonenrandbereich begrenzt ist, stellen sich bei Geschirr, das nicht vollflächig auf der Kochzone aufsteht, im Kochzonenrandbereich die gleichen Temperaturen ein, als wenn Geschirr verwendet wird, das vollflächig aufsteht. Diese Temperaturen stellen sich jedoch bei deutlich niedrigerer Leistungsaufnahme des Heizkörpers ein. Die Einrichtung zur Erkennung einer schlechten thermischen Ankopplung an das Kochzonenmaterial wirkt derart mit dem mindestens einen Temperatursensor im Kochzonenrandbereich zusammen, daß dieser fehlerhafte Zustand dann erkannt wird, wenn bei einer vorgegebenen Temperatur im Kochzonenrandbereich die Leistungsaufnahme des Heizkörpers einen vorgegebenen Grenzwert unterschreitet.In addition, the arrangement has a device for detecting a poor thermal coupling to the cooking zone material, as is particularly the case is given when using dishes with a too large bottom indentation that only gets up on its edge. If the dishes only stand up at the edge, heat builds up in the middle of the cooking zone. Since the temperature in the Cooking zone edge area is limited, for dishes that do not cover the entire surface the cooking zone gets up, in the cooking zone edge area the same temperatures as when using dishes that stand up over their entire surface. These temperatures arise but with a significantly lower power consumption of the radiator. The facility to detect poor thermal coupling to the cooking zone material acts in this way with the at least one temperature sensor in the edge of the cooking zone together that this faulty condition is recognized when a predetermined temperature in the cooking zone edge area the power consumption of the Radiator falls below a predetermined limit.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist eine Einrichtung vorgesehen, mit der sich ein zu kleiner Topf erkennen läßt, der auf der Kochzone aufsteht. Bei Betrieb mit einem Topf, der die gesamte Kochzone abdeckt, stellt sich eine höhere Temperatur in der Mitte der Kochzone ein als am Kochzonenrand. Wenn die Kochzonenrandtemperatur begrenzt wird, ist die Temperatur in der Mitte der Kochzone bei Betrieb mit einem zu kleinen Topf niedriger als bei einem Topf, der die Kochzone vollständig abdeckt. Die Einrichtung zur Erkennung eines zu kleinen Topfes wirkt derart mit dem mindestens einen Temperatursensor im Kochzonenrandbereich und einem Temperatursensor im Mittenbereich der Kochzone zusammen, daß dieser fehlerhafte Zustand dann erkannt wird, wenn die Differenz zwischen der Temperatur im Mittenbereich der Kochzone und der Temperatur im Kochzonenrandbereich einen vorgegebenen Grenzwert unterschreitet. Die Funktionsfähigkeit der erfindungsgemäßen Anordnung ist auch dann nicht gewährleistet, wenn das Geschirr zwar die richtige Größe hat, aber seitlich versetzt auf der Kochzone aufsteht. In diesem Fall tritt eine Temperaturdifferenz zwischen den abgedeckten und nicht abgedeckten Flächen der Kochzone auf. In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform sind mehrere die Temperatur an unterschiedlichen Stellen des Kochzonenrandbereichs messende Temperatursensoren und eine Einrichtung vorgesehen, die derart mit den Temperatursensoren im Kochzonenrandbereich zusammenwirkt, daß dieser fehlerhafte Zustand dann erkannt wird, wenn die Differenz zwischen der von einem der Temperatursensoren gemessenen Temperatur und der von einem anderen der Temperatursensoren gemessenen Temperatur einen vorgegebenen Grenzwert überschreitet.In a further preferred embodiment, a device is provided with which a pot that is too small can be seen standing on the cooking zone. When operating with in a pot that covers the entire cooking zone, the temperature rises in the middle of the cooking zone than at the edge of the cooking zone. If the cooking zone edge temperature is limited, the temperature in the middle of the cooking zone when operating with a small saucepan lower than a saucepan that completely covers the cooking zone. The Device for detecting a pot that is too small acts in this way with the at least one a temperature sensor in the edge of the cooking zone and a temperature sensor in the Center area of the cooking zone together that this faulty condition is then recognized when the difference between the temperature in the middle of the cooking zone and the temperature in the edge of the cooking zone falls below a predetermined limit. Even then, the functionality of the arrangement according to the invention is not guaranteed if the dishes are the right size, but laterally offset the cooking zone gets up. In this case there is a temperature difference between the covered and uncovered areas of the cooking zone. In another preferred embodiment are several the temperature at different points of the cooking zone edge area measuring temperature sensors and a device provided that with the temperature sensors in the cooking zone edge area cooperates that this faulty condition is recognized when the Difference between that measured by one of the temperature sensors Temperature and that measured by another of the temperature sensors Temperature exceeds a predetermined limit.
Die fehlerhaften Zustände, die von den Einrichtungen erkannt werden, können dem Benutzer durch optische und/oder akustische Signale angezeigt werden.The faulty conditions that are recognized by the devices can are indicated to the user by optical and / or acoustic signals.
In Versuchen hat sich gezeigt, daß bei einer runden Kochzone das Verhältnis zwischen dem Durchmesser der Kochzone und dem Durchmesser des beheizten Mittenbereichs der Kochzone vorteilhafterweise 1,1 bis 1,3, vorzugsweise 1,2 beträgt.Experiments have shown that with a round cooking zone the ratio between the diameter of the cooking zone and the diameter of the heated Center region of the cooking zone advantageously 1.1 to 1.3, preferably 1.2 is.
Die Kochzone braucht nicht zwingend rund, sondern kann auch oval sein. Allein entscheidend ist, daß der keramische Träger nicht in seinem Randbereich beheizt wird, so daß die Wärmeenergie im Kochzonenrandbereich von dem Geschirr abgeleitet werden kann.The cooking zone does not necessarily need to be round, but can also be oval. The only decisive thing is that the ceramic carrier is not in its Edge area is heated so that the thermal energy in the cooking zone edge area from which dishes can be derived.
Die erfindungsgemäße Anordnung kann einen wärmeleitenden keramischen Träger mit einem Heizkörper oder auch mehrere keramische Träger umfassen, denen jeweils ein Heizkörper zugeordnet ist.The arrangement according to the invention can be a heat-conducting ceramic Comprise supports with a radiator or also several ceramic supports, to which a radiator is assigned.
Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen naher erläutert.The following is an embodiment of the invention with reference explained in more detail on the drawings.
Es zeigen:Show it:
Fig. 1 eine Prinzipskizze einer Kochfläche mit einem auf deren Kochzone aufstehenden Topf, Fig. 1 is a schematic diagram of a cooking surface with an upstanding their cooking zone pot,
Fig. 2 die Anordnung der die Temperatur der Kochzone erfassenden Temperatursensoren und Fig. 2 shows the arrangement of the temperature sensors and the temperature of the cooking zone
Fig. 3 ein Blockschaltbild der elektrischen Schaltkreise zur Regelung der Energiezufuhr für den Heizkörper und zur Überwachung von fehlerhaften Betriebszuständen. Fig. 3 is a block diagram of the electrical circuits for controlling the energy supply for the radiator and for monitoring faulty operating conditions.
Das Kochsystem weist einen Formkörper 1 als Kochfläche aus einem Material mit niedriger Wärmeleitfähigkeit auf, in die ein keramischer Träger 2 mit hoher Wärmeleitfähigkeit eingefügt ist (Fig. 1). Der Formkörper 1 kann aus Glaskeramik, einem metallischen Werkstoff oder auch aus temperaturbeständigem Kunststoff, z. B. einem duroplastischen oder thermoplastischen Material bestehen. Der keramische Träger 2 ist eine kreisrunde dünne Keramikplatte mit dem Radius R2, die in eine kreisrunde Aussparung 3 des Formkörpers 1 eingefügt ist. Die Fügenaht 4 zwischen Formkörper und Keramikplatte kann entfallen, wenn eine Preßpassung vorgesehen ist oder die Keramikplatte mit Kunststoff umspritzt ist.The cooking system has a molded body 1 as a cooking surface made of a material with low thermal conductivity, into which a ceramic carrier 2 with high thermal conductivity is inserted ( FIG. 1). The molded body 1 can be made of glass ceramic, a metallic material or also of temperature-resistant plastic, e.g. B. consist of a thermosetting or thermoplastic material. The ceramic carrier 2 is a circular thin ceramic plate with the radius R2, which is inserted into a circular recess 3 of the molded body 1 . The seam 4 between the molded body and the ceramic plate can be omitted if a press fit is provided or the ceramic plate is extrusion-coated with plastic.
An der Unterseite des keramischen Trägers 2 ist ein kreisrunder Flachheizkörper 5 mit dem Radius R1 befestigt, der nur den Mittenbereich 6a der Kochzone 6, nicht aber deren Randbereich 6b beheizt.On the underside of the ceramic carrier 2 , a circular flat radiator 5 with the radius R1 is attached, which heats only the central region 6 a of the cooking zone 6 , but not the edge region 6 b.
Auf der Kochzone 6 steht ein Kochtopf 7, dessen Durchmesser dem Durchmesser der Kochzone entspricht.On the cooking zone 6 there is a saucepan 7 , the diameter of which corresponds to the diameter of the cooking zone.
Zur Überwachung der Temperatur der Kochzone sind ein Temperatursensor 8 in der Kochzonenmitte und drei umfangsmäßig verteilt angeordnete Temperatursensoren 9, 10, 11 am Kochzonenrand vorgesehen (Fig. 2). To monitor the temperature of the cooking zone, a temperature sensor 8 in the middle of the cooking zone and three circumferentially distributed temperature sensors 9 , 10 , 11 are provided on the edge of the cooking zone ( FIG. 2).
Fig. 3 zeigt das Blockschaltbild des Kochsystems. Der Heizkörper 5 ist mit elektrischen Anschlußleitungen 12, 13 an eine Einrichtung 14 zur Energieversorgung angeschlossen. Die Temperatursensoren 8, 9, 10, 11 in der Kochzonenmitte und am Kochzonenrand sind mit elektrischen Verbindungsleitungen 15, 16, 17, 18 jeweils an dem Eingang eines Meßwertumformers 19, 20, 21, 22 angeschlossen. Der Ausgang jedes Meßwertumformers 19, 20, 21 der Temperatursensoren 9, 10, 11 am Kochzonenrand ist mit elektrischen Verbindungsleitungen 23, 24, 25 mit dem Eingang eines Komparators 27, 28, 29 verbunden. Die Ausgänge der Komparatoren sind mit elektrischen Verbindungsleitungen 30, 31, 32 jeweils mit einem Relais 33, 34, 35 zur Unterbrechung der Stromzufuhr von der Einrichtung 14 zur Energieversorgung verbunden. Fig. 3 shows the block diagram of the cooking system. The heater 5 is connected to a device 14 for energy supply with electrical connecting lines 12 , 13 . The temperature sensors 8 , 9 , 10 , 11 in the middle of the cooking zone and at the edge of the cooking zone are each connected to the input of a transducer 19 , 20 , 21 , 22 by means of electrical connecting lines 15 , 16 , 17 , 18 . The output of each transducer 19 , 20 , 21 of the temperature sensors 9 , 10 , 11 at the edge of the cooking zone is connected by electrical connecting lines 23 , 24 , 25 to the input of a comparator 27 , 28 , 29 . The outputs of the comparators are connected to electrical connecting lines 30 , 31 , 32 each with a relay 33 , 34 , 35 for interrupting the current supply from the device 14 for energy supply.
Die Temperatursensoren 9, 10, 11 am Kochzonenrand bilden zusammen mit den Meßwertumformern 19, 20, 21, den Komparatoren 27, 28, 29 und den Relais 33, 34, 35 eine Einrichtung zur Steuerung der Energiezufuhr für den Heizkörper 5. Anstelle der die Stromzufuhr unterbrechenden Relais können aber auch Temperaturregler mit Thyristorsteuerung oder dgl. vorgesehen sein.The temperature sensors 9 , 10 , 11 on the edge of the cooking zone together with the measuring transducers 19 , 20 , 21 , the comparators 27 , 28 , 29 and the relays 33 , 34 , 35 form a device for controlling the energy supply for the heating element 5 . Instead of the relay interrupting the power supply, temperature regulators with thyristor control or the like can also be provided.
Die Temperaturwerte am Kochzonenrand werden in den Meßwertumformern 19, 20, 21 in Spannungssignale umgewandelt, welche den Komparatoren 27, 28, 29 zugeführt werden. Die Komparatoren vergleichen die Spannungswerte mit vorgegebenen Maximalwerten und schalten, wenn an einer oder mehrerer Meßstellen die maximal zulässige Randtemperatur überschritten wird, die Stromzufuhr zu der Einrichtung 14 zur Energieversorgung des Heizkörpers 5 mittels der Relais 33, 34, 35 ab.The temperature values at the edge of the cooking zone are converted in the measuring transducers 19 , 20 , 21 into voltage signals which are fed to the comparators 27 , 28 , 29 . The comparators compare the voltage values with predetermined maximum values and switch off the power supply to the device 14 for supplying energy to the radiator 5 by means of the relays 33 , 34 , 35 if the maximum permissible marginal temperature is exceeded at one or more measuring points.
Das Kochsystem weist darüber hinaus drei Einrichtungen 36, 37, 38 zur Erkennung fehlerhafter Zustände auf. Diese Einrichtungen sind mit elektrischen Verbindungsleitungen 39, 40, 41 an einer Anzeigeeinheit 42 angeschlossen, auf der die fehlerhaften Zustände dem Benutzer optisch und/oder akustisch signalisiert werden.The cooking system also has three devices 36 , 37 , 38 for detecting faulty conditions. These devices are connected with electrical connecting lines 39 , 40 , 41 to a display unit 42 on which the faulty states are visually and / or acoustically signaled to the user.
Die erste Einrichtung 36 dient zur Erkennung eines Topfes, dessen Durchmesser nicht dem Durchmesser der Kochzone 6 entspricht. Sie ist mit elektrischen Verbindungsleitungen 43 mit den Meßwertumformern 19, 20, 21 der Temperatursensoren 9, 10, 11 am Kochzonenrand und mit der elektrischen Verbindungsleitung 26 mit dem Meßwertumformer 22 des Temperatursensors 8 in der Kochzonenmitte verbunden und erfaßt die Temperaturwerte in der Kochzonenmitte und am Kochzonenrand. Wenn der Topf zu klein und die Randtemperatur begrenzt ist, stellt sich in der Mitte der Kochzone eine niedrigere Temperatur ein als bei einem Topf mit richtiger Größe. Die Einrichtung 36 zur Erkennung dieses fehlerhaften Zustandes ermittelt die Differenz zwischen der Temperatur in der Mitte der Kochzone und am Kochzonenrand und vergleicht die Differenz mit einem vorgegebenen Grenzwert. Wenn die Temperaturdifferenz den vorgegebenen Grenzwert unterschreitet, gibt die Einrichtung 36 ein entsprechendes Alarmsignal an die Anzeigeeinheit 42 ab, die diesen fehlerhaften Zustand signalisiert.The first device 36 is used to recognize a pot, the diameter of which does not correspond to the diameter of the cooking zone 6 . It is connected with electrical connecting lines 43 to the measuring transducers 19 , 20 , 21 of the temperature sensors 9 , 10 , 11 at the edge of the cooking zone and with the electrical connecting line 26 to the measuring transducer 22 of the temperature sensor 8 in the middle of the cooking zone and detects the temperature values in the middle of the cooking zone and at the edge of the cooking zone . If the pot is too small and the edge temperature is limited, the temperature in the center of the cooking zone will be lower than that of a pot of the correct size. The device 36 for recognizing this defective state determines the difference between the temperature in the middle of the cooking zone and at the edge of the cooking zone and compares the difference with a predetermined limit value. If the temperature difference falls below the predetermined limit value, the device 36 emits a corresponding alarm signal to the display unit 42 , which signals this faulty state.
Die zweite Einrichtung 37 dient zur Erkennung eines Topfes, der zwar die richtige Größe hat, aber seitlich versetzt auf der Kochzone aufsteht. Sie ist mit elektrischen Verbindungsleitungen 44 mit den Meßwertumformern 19, 20, 21 der Temperatursensoren 9, 10, 11 am Kochzonenrand verbunden und erfaßt die Temperaturwerte am Kochzonenrand. Wenn der Topf versetzt ist, tritt eine Temperaturdifferenz zwischen den abgedeckten und nicht abgedeckten Meßstellen auf, wobei die nicht abgedeckten Bereiche die höhere Temperatur aufweisen und somit die Stromzufuhr zum Heizkörper bei Überschreiten der Maximaltemperatur unterbrechen. Die Einrichtung 37 ermittelt die Differenzen zwischen den Temperaturen am Kochzonenrand und vergleicht diese mit einem vorgegebenen Grenzwert. Liegt eine der Temperaturdifferenzen über dem vorgegebenen Grenzwert, so gibt die Einrichtung ein entsprechendes Alarmsignal an die Anzeigeeinheit 42 ab, die diesen fehlerhaften Zustand signalisiert.The second device 37 is used to recognize a pot, which is of the correct size, but stands laterally offset on the cooking zone. It is connected to the measuring transducers 19 , 20 , 21 of the temperature sensors 9 , 10 , 11 at the edge of the cooking zone by means of electrical connecting lines 44 and detects the temperature values at the edge of the cooking zone. If the pot is moved, there is a temperature difference between the covered and uncovered measuring points, the uncovered areas being at the higher temperature and thus interrupting the power supply to the radiator when the maximum temperature is exceeded. The device 37 determines the differences between the temperatures at the edge of the cooking zone and compares them with a predetermined limit value. If one of the temperature differences is above the predetermined limit value, the device emits a corresponding alarm signal to the display unit 42 , which signals this faulty state.
Die dritte Einrichtung 38 dient zur Erkennung eines Topfes, der aufgrund eines zu großen Bodeneinzugs nur am Rand aufsteht. Sie ist über elektrische Verbindungsleitungen 45 sowohl mit den Meßwertumformern 19, 20, 21 der Temperatursensoren 9, 10, 11 am Kochzonenrand als auch mit der Einrichtung 14 zur Energieversorgung des Heizkörpers 5 verbunden, die über eine Einrichtung zur Erfassung der Leistungsaufnahme des Heizkörpers verfügt und erfaßt die Temperaturwerte am Kochzonenrand und den Wert der Leistungsaufnahme des Heizkörpers. Wenn der Topf nur am Rand aufsteht, entsteht in der Mitte der Kochzone ein Wärmestau. Da die Randtemperatur begrenzt ist, werden an den drei Meßstellen die gleichen Temperaturen gemessen. Die Temperaturen stellen sich aber bei einer deutlich niedrigeren Leistungsaufnahme des Heizkörpers ein. Die Einrichtung 38 vergleicht die Leistungsaufnahme bei der gemessenen Randtemperatur mit einem vorgegebenen Grenzwert, der für diese Randtemperatur charakteristisch ist. Unterschreitet die Leistungsaufnahme den vorgegebenen Grenzwert, so gibt die Einrichtung 38 ein entsprechendes Alarmsignal an die Anzeigeeinheit 42 ab, die diesen fehlerhaften Zustand signalisiert.The third device 38 is used to detect a pot that only stands up at the edge due to a too large bottom indentation. It is connected via electrical connecting lines 45 both to the measuring transducers 19 , 20 , 21 of the temperature sensors 9 , 10 , 11 at the edge of the cooking zone and to the device 14 for supplying energy to the radiator 5 , which has and detects a device for detecting the power consumption of the radiator the temperature values at the edge of the cooking zone and the value of the radiator's power consumption. If the pot only gets up at the edge, heat builds up in the middle of the cooking zone. Since the boundary temperature is limited, the same temperatures are measured at the three measuring points. However, the temperatures are set when the radiator's power consumption is significantly lower. The device 38 compares the power consumption at the measured edge temperature with a predetermined limit value which is characteristic of this edge temperature. If the power consumption falls below the predetermined limit value, the device 38 emits a corresponding alarm signal to the display unit 42 , which signals this faulty state.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann beispielsweise mit einer Mittentemperatur von 320°C betrieben werden, wobei sich eine Randtemperatur von 250°C einstellt, die der Randtemperatur der bekannten Systeme entspricht. Es ist aber auch möglich, eine Mittentemperatur von beispielsweise 290°C einzustellen, wobei sich eine Randtemperatur von 220°C ergibt, die unter der Randtemperatur der bekannten Systeme liegt.The device according to the invention can, for example, with a Average temperature of 320 ° C operated, with a Border temperature of 250 ° C sets that of the known boundary temperature Systems. But it is also possible to have a mean temperature of For example, set 290 ° C, with an edge temperature of 220 ° C results, which is below the boundary temperature of the known systems.
Versuche haben ergeben, daß die Randtemperatur bei einer Anordnung mit einem Heizkörperdurchmesser von 145 mm, einem Kochzonendurchmesser von 180 mm und einem Topfdurchmesser von 180 mm nur knapp (ca. 20°C) oberhalb der Temperatur des Kochgutes (Wasser) lag und somit ca. 100°C unter der gewählten Kochzonentemperatur in der Kochzonenmitte (hier: ca. 200°C).Experiments have shown that the edge temperature with an arrangement with a radiator diameter of 145 mm, a cooking zone diameter of 180 mm and a pot diameter of 180 mm barely (approx. 20 ° C) was above the temperature of the food (water) and thus approx. 100 ° C below the selected cooking zone temperature in the middle of the cooking zone (here: approx. 200 ° C).
Beim Aufheizen von Öl entsprach die Kochzonentemperatur am Kochzonenrand im Beharrungszustand der des Öls (ca. 180°C) bei einer Mittentemperatur der Kochzone von ca. 260°C.When heating oil, the cooking zone temperature corresponded to Cooking zone edge in the steady state of that of the oil (approx. 180 ° C) at one Average temperature of the cooking zone of approx. 260 ° C.
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