DE19820562A1 - Gargerät - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Gargerät.

Es sind Kochgeräte bekannt mit einer oder mehreren Koch­ stellen zum Aufstellen von Kochgeschirr wie beispielsweise Töpfen oder Pfannen. Jeder Kochstelle ist jeweils eine elektrische Heizeinheit, insbesondere eine Widerstandsheiz­ einheit, eine Strahlungsheizeinheit oder eine Induktions­ heizeinheit, zugeordnet. Zum Auswählen eines Betriebszu­ standes der Heizeinheit, insbesondere der Kochstufe oder eines Ankochstoßes, und zum Ausschalten umfassen die be­ kannten Kochgeräte ein oder mehrere Bedienelemente, bei­ spielsweise Drehknebel. Eine mit den Bedienelementen elek­ trisch verbundene Steuereinrichtung steuert abhängig von dem betätigten Bedienelement und dem an diesem Bedienele­ ment ausgewählten Betriebszustand einen Schalter (Schaltre­ lais, Taktrelais), der in einen Versorgungsstromkreis für die zum betätigten Bedienelement zugehörige Heizeinheit ge­ schaltet ist. Wenn beispielsweise eine Kochstufe, die einer gewünschten Temperatur an der Kochstelle entspricht, ausge­ wählt wird, schließt oder öffnet die Steuereinrichtung den Schalter zur Steuerung der der Heizeinheit zugeführten elektrischen Leistung und Regelung der Energie derart, daß die Kochstellentemperatur auf eine gewünschte Solltempera­ tur geregelt wird (getaktete Leistungssteuerung). Beim Aus­ wählen eines Ankochstoßes kann der Schalter dauernd ge­ schlossen bleiben (maximale Leistungszufuhr), beim Auswäh­ len des ausgeschalteten Zustandes wird der Schalter dauernd geöffnet.

In höherwertigen Ausführungsformen der bekannten Kochgeräte ist auch eine Kochgeschirrerkennungseinrichtung (Topferken­ nungseinrichtung) vorhanden, die einen oder mehrere, im allgemeinen kapazitive oder induktive, Sensoren zum Erken­ nen von auf einer Kochstelle aufgestelltem Kochgeschirr und ein zum Taktrelais elektrisch in Reihe in den Versor­ gungsstromkreis der Heizeinheit geschaltetes Relais umfaßt. Das Relais der Topferkennungseinrichtung wird nur geschlos­ sen, wenn Kochgeschirr auf der Kochstelle steht. In den Versorgungsschaltkreis jeder Heizeinheit sind also jeweils zwei Schaltrelais elektrisch in Reihe geschaltet, die unab­ hängig voneinander angesteuert werden.

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, ein Kochgerät mit einer, insbesondere taktbaren, Leistungssteuerung für eine Heizeinheit und mit wenigstens einer zusätzlichen Si­ gnalgebereinheit zum Entscheiden über eine Inbetriebnahme oder ein Abschalten der Heizeinheit anzugeben, bei dem nur ein Schalter im Versorgungsstromkreis der Heizeinheit er­ forderlich ist.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung gelöst mit den Merk­ malen des Anspruchs 1.

Das Gargerät gemäß Anspruch 1 umfaßt

• a) wenigstens eine elektrische Heizeinheit, die einer Gar­ stelle zugeordnet ist,
• b) eine Bedieneinrichtung zum Auswählen eines Betriebszu­ standes der Heizeinheit (beispielsweise einer Kochstufe oder eines Ankochstoßes) und Erzeugen von dem ausge­ wählten Betriebszustand zugeordneten Bediensignalen,
• c) einen Versorgungsstromkreis für die Heizeinheit, in den eine Schalteinrichtung geschaltet ist, die zum Schlie­ ßen oder Unterbrechen des Versorgungsstromkreises öf­ fenbar bzw. schließbar ist,
• d) wenigstens eine, der Garstelle zugeordnete Signalge­ bereinheit, die ein Betriebssignal zum Betreiben oder ein Abschaltsignal zum Abschalten der Heizeinheit der zugehörigen Garstelle erzeugt,
• e) wenigstens einer mit der Bedieneinrichtung und mit je­ der Signalgebereinheit über wenigstens eine Signalüber­ tragungsstrecke verbundenen Steuereinrichtung, die die Schalteinrichtung öffnet oder geöffnet hält, wenn kein Bediensignal oder ein Abschaltsignal vorliegt, und, wenn ein Bediensignal und zugleich ein Betriebssignal vorliegen, die Schalteinrichtung abhängig von dem vor­ liegenden Bediensignal ansteuert.

Die Erfindung beruht auf der Überlegung, die Steuereinrich­ tung sowohl mit jeder Signalgebereinheit als auch mit der Bedieneinrichtung über wenigstens eine Signalübertragungs­ strecke zu verbinden. Die Bediensignale der Bedieneinrich­ tung, die die Information über den einzustellenden Be­ triebszustand der Heizeinheit enthalten, und die zusätzli­ chen Signale der Signalgebereinheit, die zusätzliche Infor­ mationen über Bedingungen zum Aktivieren (in Betrieb neh­ men, Einschalten) oder Deaktivieren (außer Betrieb setzen, Abschalten) der Heizeinheit enthalten, werden nun der Steu­ ereinrichtung über die Signalübertragungsstrecke bzw. - strecken zugeführt. Die Steuereinrichtung ermittelt durch gleichzeitige Auswertung der Signale der Signalgebereinheit und der Bediensignale, ob die Schalteinrichtung den Versor­ gungsstromkreis schließen oder unterbrechen soll, bei­ spielsweise im Rahmen einer Temperaturregelung als Lei­ stungsstellglied abwechselnd geöffnet und geschlossen wer­ den soll (Leistungstaktung), und steuert die Schalteinrich­ tung entsprechend an.

Es werden also zunächst alle Bedingungen für ein Ab- oder Anschalten der Heizeinheit zentral von der Steuereinrich­ tung geprüft und dann die einzige Schalteinrichtung im Ver­ sorgungsstromkreis der Heizeinheit entsprechend geschaltet. Eine zusätzliche Schalteinrichtung mit einem zusätzlichen Steuerkreis für jede Signalgebereinheit wie beim Stand der Technik ist deshalb nicht mehr erforderlich.

Das Gargerät ist im allgemeinen ein Kochfeld oder eine Kochmulde mit einer oder mehreren Aufstellflächen (Koch­ stellen, Kochzonen) zum Aufstellen von Kochgeschirr, kann aber auch als Garofen einen verschließbaren Garraum mit ei­ ner oder mehreren Garstellen (Garorten, Garebenen) ausge­ bildet sein oder als Herd sowohl ein Kochfeld als auch ei­ nen Garofen umfassen.

Vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen des Garge­ rät es gemäß der Erfindung ergeben sich aus den vom Anspruch I abhängigen Ansprüchen.

Als Signalgebereinheiten können demnach entweder jeweils für sich oder in einer beliebigen Kombination vorgesehen sein: eine Sensoreinrichtung zum Erkennen von Gargeschirr auf der Garstelle und/oder eine Zeitgebereinheit (Timer­ elektronik), die die Steuereinrichtung über den Ablauf oder Nichtablauf einer vorbestimmten oder einstellbaren Zeitdau­ er (Betriebsdauer) durch ein Zeitsignal informiert, und/oder eine Temperaturüberwachungseinheit, die die Steu­ ereinrichtung über ein Überschreiten einer Maximaltempera­ tur an der Garstelle informiert, und/oder - bei mehreren Heizeinheiten - eine Leistungsbegrenzungseinheit (Lastmanagementeinheit), die die Steuereinrichtung über den Vergleich der aktuellen Summe der Leistungsaufnahme aller elektrischen Heizeinheiten mit einer vorgegebenen Maximal­ gesamtleistung informiert.

In einer vorteilhaften Ausführungsform weist das Gargerät eine gemeinsame Signalübertragungsstrecke für alle an die Steuereinrichtung übertragenen Signale auf.

Insbesondere ist wenigstens eine und vorzugsweise jede Si­ gnalübertragungsstrecke ein digitaler Datenbus, vorzugswei­ se ein binärer Datenbus. Die übertragenen Signale sind dann entsprechende Datenwörter (digitale Daten) einer durch den Bus bestimmten Wortbreite (Anzahl der Datenbits). Jede an den Datenbus angeschlossene Einheit weist dann eine ent­ sprechende Kommunikationsschnittstelle auf.

Ferner ist wenigstens eine der Signalübertragungsstrecken vorzugsweise bidirektional, d. h. es kann ein Signal- bzw. Datentransport in beide Richtungen erfolgen. Die Steuerein­ richtung kann dann von der Bedieneinrichtung und/oder jeder Signalgebereinheit nicht nur Signale bzw. Daten empfangen, sondern auch Steuersignale bzw. -daten an diese senden, beispielsweise zum Aktivieren oder Deaktivieren dieser Ein­ heiten oder zum Übertragen von Anzeigesignalen zum Ansteu­ ern von, insbesondere in diesen Einheiten integrierten, An­ zeigeeinrichtungen. Eine Aktivierung einer Signalgeberein­ heit kann beispielsweise erst dann vorgesehen sein, wenn an der Bedieneinrichtung ein Betriebszustand gewählt worden ist.

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus dem nachfolgend beschriebenen Ausführungs­ beispiel sowie anhand der Zeichnungen. Dabei zeigen:

Fig. 1 eine Prinzipskizze eines Gargerätes gemäß der Er­ findung mit Steuereinrichtung und Datenbusnetz und

Fig. 3 ein Gargerät gemäß dem Stand der Technik.

In Fig. 2 ist ein Kochgerät gemäß dem Stand der Technik ge­ zeigt. Das Kochgerät umfaßt einen Steuer- und Versorgungs­ schaltkreis für einen Strahlungsheizkörper als Heizeinheit 4. Der Stromkreis umfaßt einen mechanischen-Schaltkontakt 1, der als Hauptschalter dient und beispielsweise vom Be­ nutzer betätigt wird, wenn ein entsprechender Drehknebel an einer Herdblende betätigt wird. Dies ist stets dann der Fall, wenn eine Kochstelle (Kochplatte, Kochzone) über eine zugehörige Heizeinheit erwärmt werden soll. Ferner gezeigt ist ein Relais 2, welches über eine Sensoreinrichtung 8' gesteuert wird, die erkennt, ob ein Topf auf der jeweiligen Herdplatte vorhanden ist oder nicht. Das Relais 2 schaltet den entsprechenden Schaltkontakt abhängig vom Sensorsignal der Sensoreinrichtung 8' ein, wenn ein Topf vorhanden ist, bzw. hält den Schaltkontakt offen, wenn kein Topf auf der Platte steht. Gezeigt ist ferner ein zweites Relais (Taktrelais) 3, welches ebenfalls einen mechanischen Schaltkontakt öffnet oder schließt und von einer Steuerein­ richtung 5' je nach Knebelstellung, also je nachdem, mit welcher Intensität der Benutzer die Erwärmung der Kochplat­ te wünscht, in einem vorgegebenen Taktzyklus schaltet, so daß der Heizkörper 4 in der Kochmulde entsprechend erwärmt wird. Ein Datenaustausch zwischen der Steuereinrichtung 5, und der Sensoreinrichtung 8' findet hierbei nicht statt.

Demgegenüber zeigt Fig. 1 eine Ausführungsform eines Garge­ rätes gemäß der Erfindung. Diese umfaßt eine in einen Ver­ sorgungsstromkreis geschaltete Heizeinheit 4 mit einem Hauptschalter 1 sowie nur einer weiteren Schalteinrichtung, einem Relais 3, zum Öffnen und Schließen des Schaltkreises und ferner eine zentrale Steuereinrichtung (Steuerungs­ einrichtung) 5, die über eine Steuerleitung 10 das Relais 3 ansteuert. Mit der Steuereinrichtung 5 sind über einen Da­ tenbus 9 eine Timerelektronik (Zeitgebereinheit) 6, eine Bedieneinheit (Bedieneinrichtung) 7 und eine Topferken­ nungssensorik (Sensoreinrichtung) 8 verbunden. Die Steuer­ einrichtung 5 und die Einheiten 6, 7 und 8 sind jeweils über eine Bus-Schnittstelle 11 an den Datenbus 9 ange­ schlossen. Über den Datenbus 9 werden Daten (Signale) der Timerelektronik 6, der Bedieneinheit 7 und der Topferken­ nungssensorik 8 zur Steuereinrichtung 5 übertragen und vor­ zugsweise auch umgekehrt (bidirektionaler Datentransfer) Mit dem hier gezeigten System ist es möglich, über die Steuerungseinrichtung 5 ganz gezielt entsprechende Adressen (Einheiten) anzusteuern und die dort vorhandenen Daten ab­ zufragen. Als Steuereinrichtung 5 wird vorzugsweise ein Mi­ kroprozessor mit einer entsprechenden Peripherie, insbeson­ dere Speichern, verwendet.

Im gezeigten Beispiel erhält damit die Steuerungseinrich­ tung 5 einerseits die von der Timerelektronik 6 gelieferten Daten hinsichtlich der Betriebsdauer für eine Garstelle bzw. deren Heizeinheit 4, wie sie benutzerseitig einge­ stellt werden kann. Die Bedieneinheit 7, die im gezeigten Beispiel integriert ist und als Touchscreen ausgebildet ist, liefert der Steuerungseinrichtung 5 die gewünschten Daten hinsichtlich des gewünschten Betriebszustandes, ins­ besondere der Heizleistung (Erwärmungsgrad, Kochstufe) der Heizeinheit 4. Die Topferkennungssensorik 8 liefert des weiteren Daten darüber, ob ein Topf auf der zu erwärmenden Kochstelle angeordnet ist. Basierend auf diesen Daten er­ zeugt die Steuerungseinrichtung 5 an einem weiteren Ausgang ein Steuersignal oder einen Steuerstrom, das bzw. der über die Steuerleitung 10 an das Relais 3 weitergeleitet wird und beispielsweise durch elektromechanische Kräfte den Kon­ takt des Relais 3 öffnet oder schließt. Anstelle eines elektromechanischen Relais 3 kann auch ein elektronischer Schalter (Halbleiterschalter) vorgesehen sein.

Nur wenn die Bedieneinheit 7 bedient worden ist und zu­ gleich die Zeitdauer der Timerelektronik 6 noch nicht abge­ laufen ist und die Topferekennungssensorik 8 einen Topf auf der Kochstelle registriert hat, wird das Relais 3 von der Steuereinrichtung 5 aktiviert und beispielsweise im Rahmen einer Energieregelung (Temperaturregelung) abwechslend ge­ schlossen und geöffnet (getaktet) entsprechend der ge­ wünschten Kochintensität.

Es ist aus der Fig. 1 zu erkennen, daß die Steuerung der elektrischen Leistung der Heizeinheit 4 allein über das Re­ lais 3 erfolgt und daß aufgrund des Datentransportes über den Datenbus 9 die beim Stand der Technik erforderlichen zusätzlichen Relais, beispielsweise das Relais 2 für die Topferkennungssensorik 8' in Fig. 1 nicht mehr vorhanden sind.

Bei einer Mehrkreiskochstelle mit mehreren Heizeinheiten wird jeder Heizeinheit ein entsprechendes Relais zugeord­ net, das jeweils von der Steuereinrichtung 5 ansteuerbar ist.

Als zusätzliche Bedingungen zum Unterbrechen des Versor­ gungsstromkreises für die Heizeinheit 4 können auch zusätz­ lich das Überschreiten einer Grenztemperatur an der Koch­ stelle und/oder das Überschreiten einer maximalen Gesamt­ leistungsaufnahme bei mehreren Heizeinheiten von der Steu­ ereinrichtung 5 berücksichtigt werden. Eine entsprechende Temperaturüberwachungseinheit mit wenigstens einem an der Garstelle vorgesehenen Temperatursensor oder Leistungsbe­ grenzungseinheit mit einer Leistungsmeßvorrichtung ist dann ebenfalls mit der Steuereinrichtung 5 über den Datenbus 9 verbunden.

Ferner kann die Steuereinrichtung 5 auch mit einer oder mehreren nicht dargestellten Anzeigeeinrichtungen zum An­ zeigen von Betriebszuständen, Uhrzeit und anderen Informa­ tionen oder auch mit einer Fernbedienung über den Datenbus 9 verbunden sein.

Neben der Realisation eines einzelnen Datenbusnetzes mit dem Datenbus 9 können gemäß einer nicht dargestellten Aus­ führungsform innerhalb des Gargerätes auch mehrere separate Buskreise vorgesehen sein, so daß sich mit besonderem Vor­ teil ein modularer Aufbau mit verschiedenen Elektroniken bzw. verschiedenen Buskreisen realisieren läßt.

Anstelle digitaler Datenbusse sind natürlich auch andere Signalübertragungssysteme, beispielsweise analoge Systeme, die frequenzmodulierte, amplitudenmodulierte oder pulsmo­ dulierte Signale verwenden, möglich. Auch können anstelle elektrischer Signalübertragungsstrecken auch akustische (z. B. Ultraschall) oder elektromagnetische Übertragungsstrec­ ken (z. B. Lichtsignale, Funksignale) vorgesehen sein.

Claims (8)

1. Gargerät mit

• a) wenigstens einer elektrischen Heizeinheit (4),
• b) einer Bedieneinrichtung (7) zum Auswählen eines Be­ triebszustandes der Heizeinheit und Erzeugen von dem ausgewählten Betriebszustand entsprechenden Bediensi­ gnalen,
• c) einem Versorgungsstromkreis für die Heizeinheit, in den eine Schalteinrichtung (3) geschaltet ist, die zum Schließen oder Unterbrechen des Versorgungsstromkreises öffenbar bzw. schließbar ist,
• d) wenigstens einer Signalgebereinheit (6, 8), die ein Be­ triebssignal zum Betreiben oder ein Abschaltsignal zum Abschalten der Heizeinheit erzeugt,
• e) wenigstens einer mit der Bedieneinrichtung und mit je­ der Signalgebereinheit über wenigstens eine Signalüber­ tragungsstrecke verbundenen Steuereinrichtung (5), die die Schalteinrichtung öffnet oder geöffnet hält, wenn kein Bediensignal oder ein Abschaltsignal vorliegt, und, wenn ein Bediensignal und zugleich ein Betriebs­ signal vorliegen, die Schalteinrichtung abhängig von dem vorliegenden Bediensignal ansteuert.

2. Gargerät nach Anspruch 1, bei dem eine Signalgeberein­ heit eine Sensoreinrichtung (8) ist, die ein Betriebs­ signal erzeugt, wenn sich Kochgeschirr auf einer Gar­ stelle, der die wenigstens eine Heizeinheit zugeordnet ist, befindet, und ein Abschaltsignal erzeugt, wenn sich kein Kochgeschirr auf der Garstelle befindet.

3. Gargerät nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, bei dem eine Signalgebereinheit eine Zeitsignalgebereinheit ist, die vor Ablauf einer vorbestimmten oder einstellbaren Zeit­ dauer ein Betriebssignal erzeugt und nach Ablauf dieser Zeitdauer ein Abschaltsignal erzeugt.

4. Gargerät nach einem der Ansprüche 1 bis 3 mit

• a) wenigstens zwei Garstellen, denen jeweils wenigstens eine elektrische Heizeinheit zugeordnet ist, wobei
• b) eine Signalgebereinheit eine Leistungsbegrenzungsein­ heit ist, die ein Betriebssignal erzeugt, wenn die Sum­ me der den Heizeinheiten zugeführten elektrischen Lei­ stungen eine vorgegebene Gesamtleistung nicht über­ schreitet, und anderenfalls ein Abschaltsignal für we­ nigstens eine der Heizeinheiten erzeugt.

5. Gargerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem eine Signalgebereinheit eine Temperaturbegrenzungs­ einheit ist, die ein Betriebssignal erzeugt, wenn die Temperatur an der Garstelle eine vorgegebene Maximal­ temperatur nicht überschreitet, und anderenfalls ein Abschaltsignal für wenigstens eine der Heizeinheiten erzeugt.

6. Gargerät nach einem der vorangegangenen Ansprüche, bei dem die Steuereinrichtung mit der Bedieneinrichtung und allen Signalgebereinheiten über eine gemeinsame Si­ gnalübertragungsstrecke verbunden ist.

7. Gargerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem wenigstens eine Signalübertragungsstrecke eine bi­ direktionale Signalübertragungsstrecke ist.

8. Gargerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem wenigstens eine Signalübertragungsstrecke ein di­ gitaler Datenbus ist.