DE19964217A1

DE19964217A1 - Kochfeld mit Wägeeinheit

Info

Publication number: DE19964217A1
Application number: DE19964217A
Authority: DE
Inventors: Markus Theine; Franz Fuchs; Dan Neumayer
Original assignee: BSH Bosch und Siemens Hausgeraete GmbH
Current assignee: BSH Hausgeraete GmbH
Priority date: 1999-06-10
Filing date: 1999-06-10
Publication date: 2001-05-17
Also published as: EP1192430A1; DE19926513A1; US6541742B2; AU5075300A; WO2000077481A1; US20020088452A1

Abstract

Bekannt ist ein Kochfeld mit einer Kochfeldplatte, insbesondere aus Glaskeramik, deren Unterseite zumindest ein Heizelement zugeordnet ist zur Beheizung eines auf der Kochfeldplatte abstellbaren Kochgefäßes, mit einer Detektionseinheit, die die Deformation der Kochfeldplatte infolge der Gewichtsbelastung durch das Kochgefäß detektiert und die entsprechende Gewichtsbelastung ermittelt. Um bei einfachem Aufbau eine ausreichende Meßgenauigkeit bereitstellen zu können, sind der Unterseite der Kochfeldplatte 5 ein Betätigungselement 41 und ein Wegaufnehmer 13 zugeordnet, wobei der Wegaufnehmer aus dem aus der Deformation der Kochfeldplatte 5 resultierenden Weg des Betätigungselementes 41 relativ zum Wegaufnehmer 13 die Gewichtsbelastung durch das Kochgefäß 12 ermittelt.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Kochfeld mit einer Kochfeldplatte, insbesondere aus Glaskeramik, deren Unterseite zumindest ein Heizelement zugeordnet ist zur Beheizung eines auf der Kochfeldplatte abstellbaren Kochgefäßes, mit einer Detektionseinheit, die die Deformation der Kochfeldplatte infolge der Gewichtsbelastung durch das Kochgefäß detektiert und die entsprechende Gewichtsbelastung ermittelt.

Ein derartiges Kochfeld ist bekannt aus der Druckschrift WO 95/35483, wobei das Koch feld eine ununterbrochene Oberflächenplatte mit mindestens einer heizbaren Kochstelle und einen Rahmen aufweist. Dieser Rahmen ist auf einer ortsfesten oder transportablen Auflage, beispielsweise einer bekannten Arbeitsplatte mit Kochfeldausschnitt, aufstützbar. Der mindestens eine Sensor ist an der Oberflächenplatte zwischen der Oberflächenplatte und dem Rahmen oder zwischen dem Rahmen und der Auflage angeordnet. Der min destens eine Sensor ist vorzugsweise ein Druck- oder Kraftsensor oder ein mit einem deformierbaren Lagerteil kombinierter Weggeber, wobei der Sensor zwischen der Ober flächenplatte und dem Rahmen oder zwischen dem Rahmen und der Auflage angeordnet ist. Alternativ kann der mindestens eine Sensor auch ein Deformationssensor sein und an der Oberflächenplatte selbst, insbesondere an dessen Unterseite im Randbereich der Oberflächenplatte, angebracht sein. Nachteilig bei einer derartigen Anordnung des De formationssensors ist die geringe Deformation der Kochfeldplatte durch das Eigengewicht des abgestellten Kochgefäßes. Problematisch bei der Anordnung eines Druck- oder Kraftsensors im Bereich des Rahmens ist, daß während des Wägevorgangs auf den Rahmen oder auf die Arbeitsplatte aufgebrachte Kräfte, beispielsweise durch das verse hentliche Abstützen der Bedienperson, als nicht vernachlässigbare und nicht korrigierbare Störgröße wirken. Weiterhin ist problematisch, daß gerade im Bereich zwischen der Kochfeldplatte und dem Rahmen bzw. der Arbeitsplatte das Kochfeld besonders dicht gegen eindringende Flüssigkeiten ausgeführt sein soll.

Weiterhin ist aus der US 4,476,946 ein Kochfeld bekannt, wobei eine kreisförmige Koch platte in einer entsprechenden Öffnung einer Kochfeldplatte beweglich gehaltert ist. An der Unterseite der Kochfeldplatte ist eine Biegebalkenanordnung befestigt, auf der die kreisförmige Kochplatte ruht. Infolge des Eigengewichts der Kochplatte kommt es zu ei ner Auslenkung des Biegebalkens, die durch an sich bekannte Dehnungsmeßstreifen in einer Brückenschaltungsanordnung detektiert wird. Entsprechend wird die Gewichtsbe lastung der Kochplatte bei einem darauf abgestellten Gargefäß, beispielsweise einem Topf, detektiert. Nachteilig dabei ist die ständige Dauerbelastung des Biegebalkens sowie insbesondere das problematische Dichtungsverhalten im umlaufenden Spalt zwischen der Kochplatte und der kreisförmig ausgeschnittenen Kochfeldplatte.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Kochfeld nach dem Oberbegriff des Pa tentanspruches 1 bereitzustellen, das bei einem einfachen Aufbau in der Wägefunktion eine ausreichende Genauigkeit aufweist.

Erfindungsgemäß ist dies bei einem gattungsgemäßen Kochfeld dadurch erreicht, daß die Kochfeldplatte in diesem Bereich als erhabene und geringfügig aus der Oberfläche der Kochfeldplatte ragende Abstellfläche ausgebildet ist. Vorteilhafterweise sind der Un terseite der Kochfeldplatte ein Betätigungselement und ein Wegaufnehmer zugeordnet, wobei der Wegaufnehmer aus dem aus der Deformation der Kochfeldplatte resultieren den Weg des Betätigungselementes relativ zum Wegaufnehmer die Gewichtsbelastung durch das Kochgefäß ermittelt. Dadurch ist eine für den Meßbetrieb beim Kochen ausrei chende Meßgenauigkeit erzielbar. Als Meßgröße dient erfindungsgemäß also nicht die Deformation der Kochfeldplatte im wesentlichen in der Ebene der Kochfeldplatte bzw. pa rallel zur Kochfeldplatte, sondern der Weg infolge der Deformation der Kochfeldplatte senkrecht zur Kochfeldplatte. Dabei kann die Kochfeldplatte unterbrechungsfrei und damit dicht gegen eindringende Flüssigkeit ausgeführt werden.

Vorteilhafterweise ist beispielsweise der Wegaufnehmer an der Unterseite der Kochfeld platte und das Betätigungselement an einem Trägerteil gehaltert, das wiederum selbst an der Unterseite der Kochfeldplatte des Kochfeldes gehaltert ist. Alternativ können die Be festigungsstellen des Wegaufnehmers und des Betätigungselementes auch vertauscht sein. Als Betätigungselement kommen dabei sowohl ein an der Unterseite insbesondere aufgeklebtes zusätzliches Teil als auch eine speziell ausgeformte Unterseite der Koch feldplatte selbst in Frage. Dadurch daß die beiden die Deformation bzw. den daraus re sultierenden Weg der Kochfeldplatte detektierenden Komponenten jeweils an der Unter seite der Kochfeldplatte befestigt sind, sind störende Einflüsse durch Gewichtsbelastun gen der Arbeitsplatte, in die das Kochfeld eingebaut ist, oder des Kochfeldrahmens aus geschlossen. Um die unterschiedlichen Längenausdehnungskoeffizienten zwischen dem Trägerteil und der Kochfeldplatte berücksichtigen zu können, ist das Trägerteil zumindest an zwei Befestigungsstellen an der Kochfeldplatte gehaltert, wobei das Trägerteil zumin dest an einer Befestigungsstelle horizontal beweglich gelagert ist. Durch diese einseitig parallel zur Kochfeldplatte freie Lagerung des Trägerteils sind mechanische Spannungen bei der Erwärmung des Kochfeldes mit seinen Komponenten ausgeschlossen, die auf grund der unterschiedlichen thermisch bedingten Längenausdehnungen der Kochfeld platte und des Trägerteils entstehen könnten. Um eine möglichst große Meßempfindlich keit bereitstellen zu können, sind die Befestigungsstellen des Trägerteils im Randbereich der Kochfeldplatte angeordnet. Dies sind nämlich Bereiche der geringsten Durchbiegung der Kochfeldplatte. Erfindungsgemäß ist das Trägerteil mittels zumindest eines Feder elementes an die Unterseite der Kochfeldplatte gedrückt, um eine exakt definierte Ab standsposition des Trägerteils relativ zur Kochfeldplatte und damit des Betätigungsele mentes relativ zum Wegaufnehmer gewährleisten zu können. Zudem ist in diesem Be reich die Betriebstemperatur eher geringer, was die Befestigung der Wägekomponenten an der Unterseite der Kochfeldplatte erleichtert. Um im Falle einer Überlast die Wägea nordnung und deren Komponenten zu schonen, ist das Trägerteil senkrecht von der Kochfeldplatte weg schwenkbar an einer der Befestigungsstellen gelagert.

Nachfolgend ist anhand schematischer Darstellungen ein Ausführungsbeispiel des erfin dungsgemäßen Kochfeldes beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 in einer Seitenansicht in Schnittdarstellung vereinfacht dargestellt das in einen Arbeitsplattenausschnitt eingebaute Kochfeld mit Wägea nordnung,

Fig. 2 in einer perspektivischen Ansicht von oben in vergrößertem Maßstab die Wägeanordnung, und

Fig. 3 in weiter vergrößertem Maßstab in perspektivischer Ansicht den Wegaufnehmer und das Betätigungselement der Wägeanordnung.

In einen Ausschnitt einer Arbeitsplatte 1 ist ein Kochfeld 3 eingebaut (Fig. 1). Eine recht eckige Kochfeldplatte 5, beispielsweise aus Glaskeramikmaterial, ist von einem Kochfeld rahmen 7 umfangsseitig umzogen. Der Rahmen 7 stützt sich umfangsseitig im Randbe reich des Arbeitsplattenausschnittes an der Oberseite der Arbeitsplatte 1 ab. Dabei sind zwischen der Arbeitsplatte 1 und dem Kochfeldrahmen 7 einerseits und der Kochfeld platte 5 und dem Kochfeldrahmen 7 andererseits geeignete bekannte Dichtungsmittel vorgesehen (nicht gezeigt). Weiterhin weist der Kochfeldrahmen 7 einen umfangsseitig hervorspringenden Ansatz auf, auf dem die Kochfeldplatte 5 ruht. Bodenseitig ist das Kochfeld 3 durch eine mit dem Kochfeldrahmen 7 verbundene Bodenwanne 9 geschlos sen. Das Kochfeld 3 weist weiterhin an sich bekannte Heizelemente und deren bekannte Komponenten auf, um auf dem Kochfeld 3 in den entsprechenden Kochzonen abstellbare Gargefäße entsprechend den eingestellten bzw. vorgebbaren Leistungsstufen mittels ei ner nicht gezeigten Steuereinheit geregelt beheizen zu können.

An der Oberseite der Kochfeldplatte 5 ist im Bereich deren Flächenschwerpunkt ein ring förmiges Wägedekor 11 vorgesehen. Beim Wägevorgang wird ein Topf 12 exakt dort von der Bedienperson positioniert. Abhängig vom Gewicht des Topfes 12 bzw. dessen Inhal tes kommt es zur Durchbiegung der umfangsseitig aufliegenden Kochfeldplatte 5. Die Durchbiegung beträgt dabei im Flächenschwerpunkt der Glaskeramik-Kochfeldplatte 5 etwa 0,2 mm bei einer Topf-Gewichtsbelastung von 7 kg. Im Flächenschwerpunkt ist an die Unterseite der Kochfeldplatte 5 ein Wegaufnehmer 13 befestigt (Fig. 1, 2, 3), der zum Teil in ein ebenfalls an der Unterseite der Kochfeldplatte 5 befestigtes Trägerteil 15 bzw. in dessen längliches U-Profilteil 16 taucht (Fig. 1, Fig. 2). Das Trägerteil 15 ist mittels ei nes Gelenkblockes 17 und eines Befestigungsblockes 23 jeweils im Randbereich der Kochfeldplatte 5 an deren Unterseite geklebt. Dazu ist der Gelenkblock 17 als T-förmiges Profilteil mit einer großen Befestigungs- bzw. Klebefläche 19 ausgestattet. Das U-Profilteil 16 des Trägerteils 15 ist drehbar mittels eines Lagerbolzens 21 am Gelenkblock 17 ge haltert (Fig. 2). Zudem stützt sich eine Druckfeder im Bereich des Lagerbolzens 21 am Gelenkblock 17 ab, um das U-Profilteil 16 in eine definierte Ausgangsposition relativ zur Unterseite der Kochfeldplatte 5 zu drücken (nicht gezeigt). Dadurch wird das Spiel des Lagerbolzens 21 in den entsprechenden beiden Öffnungen des U-Profilteils 16 ausgegli chen. Am gegenüber liegenden Endabschnitt des Trägerteils 15 ist in dem U-Profilteil 16 ein ähnlich dem Gelenkblock 17 ausgeführter Befestigungsblock 23 gehaltert. Der eben falls T-förmige Befestigungsblock 23 weist an seiner Oberseite ebenfalls eine große Be festigungs- bzw. Klebefläche 25 zum großflächigen Befestigen an der Unterseite der Kochfeldplatte 5 auf. In die Unterseite des Befestigungsblocks 23 ist eine Befestigungs schraube 27 geschraubt, die in einem Langloch im Boden des U-Profilteils 16 zusammen mit dem Befestigungsblock 23 im Profilteil 16 längs dessen Längsachse verschiebbar geführt ist. Zwischen der Unterseite des Bodens des U-Profilteils 16 und dem Schrauben kopf ist eine Überlastfeder 29 angeordnet (Fig. 2). Diese drückt das Trägerteil 15 im Be reich des Befestigungsblockes 23 definiert an dessen Unterseite. Im Fall der unterschied lichen Längenausdehnung des Trägerteils 15 im Vergleich zur Kochfeldplatte 5 bei Er wärmung des Kochfeldes 3 kann sich das Trägerteil 15 im Bereich des Befestigungs blocks 23 ungestört ausdehnen, während der Gelenkblock 17 und der Befestigungsblock 23 fest mit der Unterseite der Kochfeldplatte 5 verbunden bleiben. Zur Verringerung von Reibungsverlusten können im Bereich des Befestigungsblocks 23 reibungsverringernde Beilagscheiben verwendet werden (Fig. 2).

Der Wegaufnehmer 13 ist über eine Wegaufnehmer-Befestigungsfläche bzw. -Klebeflä che 31 einer kreisförmigen Befestigungsplatte im Bereich des Wägedekors 11 (Fig. 1) an der Unterseite der Kochfeldplatte 5 befestigt. An der Unterseite der Befestigungsplatte ist einstückig ausgebildet oder damit verbunden ein Biegebalkenteil 33 vorgesehen. Durch eine geeignete Aussparung im Kernbereich dieses Teils 33 ist in dessen unteren Endab schnitt ein sich im wesentlichen über dessen gesamte Länge erstreckender Biegebalken 35 gebildet. In einem Bereich des Biegebalkens 35 sind vier Dehnungsmeßstreifen 37. aufgeklebt und mit einer an sich bekannten elektronischen Verarbeitungsschaltung zur Auswertung der Signale verbunden (nicht gezeigt). Im verstärkten Mittelbereich 39 des Biegebalkens 35 greift ein stösselförmiges Betätigungselement 41 an, das an das U-Pro filteil 16 des Trägerteils 15 geschraubt ist. Das Betätigungselement 41 weist einen Jus tierschraubenabschnitt 43 auf, der mit einer Justiermutter 45 versehen ist. Mit Hilfe der Justierschraube 43 bzw. der Justiermutter 45 wird das Betätigungselement 41 bei fehlen der Gewichtsbelastung der Kochfeldplatte 5 durch einen Topf 12 exakt auf Anlage an die Unterseite des Mittelbereichs 39 des Biegebalkens 35 eingestellt. Im Falle einer Ge wichtsbelastung durch einen aufgesetzten Topf 12 biegt sich nun die Kochfeldplatte 5 durch. Dadurch bewegt sich das Biegebalkenteil 35 und insbesondere der Mittelbereich 39 entsprechend geringfügig nach unten. Dabei drückt das an dem starren Trägerteil 15 befestigte Betätigungselement 41 von unten auf den Mittelbereich 39 und biegt den Bie gebalken 35. Die Überlastfeder 29 ist entsprechend so steif ausgebildet, daß der Weg der Kochfeldplatte 5 vollständig auf den Biegebalken 35 übertragen wird. Die relative Wegän derung zwischen dem Betätigungselement 41 und dem Mittelbereich 39 wird durch eine Steuereinheit (nicht gezeigt) in an sich bekannter Weise ausgewertet und eine entspre chende Gewichtsbelastung ermittelt. Im Falle einer Überlast, beispielsweise wenn sich eine Bedienperson auf der Kochfeldplatte 5 abstützt, wird das Biegebalkenteil 33 infolge der Deformation der Kochfeldplatte 5 soweit nach unten bewegt, bis die Oberseite des Mittelbereichs 39 des Biegebalkens 35 an die Unterseite eines Anschlagelementes 47 des Biegebalkenteils 33 anstößt. Dieser Abstand kann ohne Topfbelastung beispiels weise auf etwa 0,2 mm eingestellt sein. Der weitere Deformationsweg der Kochfeldplatte aufgrund der Gewichts-Überbelastung wird durch das verschwenkbar gelagerte U-Profil teil 16 aufgenommen. Das Biegebalkenteil 33 drückt also entgegen der Kraft der Über lastfeder 29 das Trägerteil 15 gemäß Pfeil in Fig. 2 nach unten.

Claims

1. Kochfeld mit einer Kochfeldplatte, insbesondere aus Glaskeramik, deren Unterseite zumindest ein Heizelement zugeordnet ist zur Beheizung eines auf der Kochfeldplatte abstellbaren Kochgefäßes, mit einer Detektionseinheit, die die Deformation der Kochfeldplatte infolge der Gewichtsbelastung durch das Kochgefäß detektiert und die entsprechende Gewichtsbelastung ermittelt, dadurch gekennzeichnet, daß die Kochfeldplatte im Wägebereich als erhabene und geringfügig aus der Oberfläche der Kochfeldplatte ragende Abstellfläche ausgebildet ist.

2. Kochfeld nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Unterseite der Kochfeldplatte (5) ein Betätigungselement (41) und ein Wegaufnehmer (13) zugeordnet sind, und daß der Wegaufnehmer (13) aus dem aus der Deformation der Kochfeldplatte (5) resultierenden Weg des Betätigungselementes (41) relativ zum Wegaufnehmer (13) die Gewichtsbelastung durch das Kochgefäß (12) ermittelt.

3. Kochfeld nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß entweder der Wegaufnehmer (13) oder das Betätigungselement (41) an der Unterseite der Kochfeldplatte (5) und die andere Komponente an einem Trägerteil (15) gehaltert ist, das an der Unterseite der Kochfeldplatte (5) des Kochfeldes (3) gehaltert ist.

4. Kochfeld nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Trägerteil (15) zumindest an zwei Befestigungsstellen (17, 23) an der Kochfeldplatte (5) gehaltert ist, und daß das Trägerteil (15) zumindest an einer Befestigungsstelle (23) parallel zur Kochfeldplatte (5) bewegbar gelagert ist.

5. Kochfeld nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Befestigungsstellen (17, 23) des Trägerteils (15) im Randbereich der Kochfeldplatte (5) angeordnet sind.

6. Kochfeld nach Anspruch 3, 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Trägerteil (15) mittels eines Federelementes (29) an die Unterseite der Kochfeldplatte (5) gedrückt ist.

7. Kochfeld nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Trägerteil (15) senkrecht von der Kochfeldplatte (5) weg schwenkbar an einer der Befestigungsstellen (17) gelagert ist.