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TECHNISCHER BEREICH
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Die vorliegende Erfindung betrifft Strahlungsvorrichtungen und insbesondere Strahlungsvorrichtungen mit kapazitiven Sensoren, die geeignet sind, das Vorhandensein eines Kochgefäßes zu erkennen, das auf dem Kochfeld einer Kochvorrichtung angeordnet ist.
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STAND DER TECHNIK
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Kochvorrichtungen mit Heizstrahlern, die einen Sensor zur Erkennung der Anwesenheit eines auf dem Kochfeld angeordneten Kochgefäßes aufweisen, sind bekannt. Diese Sensoren sind in der Regel induktive Sensoren, aber auch die Verwendung metallischer kapazitiver Sensoren ist bekannt.
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Die Heizstrahler sind in der Regel über einem Metallgefäß angeordnet, der in der Regel zylindrisch ist. Am Boden des Gefäßes ist ein isolierender Boden angeordnet, und am Umfang des Bodens ist ein isolierender kreisförmiger Ring angeordnet, der zum Kochfeld hin vorsteht. Der Heizstrahler ist auf dem isolierenden Boden angeordnet.
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ES2078593T3 offenbart einen metallischen kapazitiven Sensor, der in einer Kochvorrichtung angeordnet ist, die ein Glaskeramik-Kochfeld und einen Heizstrahler umfasst. Der kapazitive Sensor umfasst eine dielektrische Isolierung und ist unter dem Kochfeld angeordnet.
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OFFENBARUNG DER ERFINDUNG
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Gegenstand der Erfindung ist die Bereitstellung einer Strahlungsvorrichtung für eine Kochvorrichtung, wie in den Ansprüchen definiert.
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Die Strahlungsvorrichtung der Erfindung umfasst einen Heizstrahler mit wenigstens einem Widerstand und einem Metallkörper, der als kapazitiver Anwesenheitssensor eines auf dem Oberteil einer Kochvorrichtung angeordneten Kochgefäßes dient.
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Die Strahlungsvorrichtung umfasst auch einen elektrischen Verbinder mit einer Vielzahl von Anschlüssen, wobei die Enden des Widerstands mit den Anschlüssen verbunden sind und der Metallkörper mit einem Anschluss des elektrischen Verbinders verbunden und an diesem befestigt ist. Der Metallkörper erstreckt sich von diesem Anschluss in Richtung des Kochfeldes.
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Bei der erfindungsgemäßen Strahlungsvorrichtung ist es nicht notwendig, den als kapazitiven Sensor wirkenden Metallkörper thermisch zu isolieren, da er an der Peripherie des Wärmestrahlers angeordnet ist. Da dieser Metallkörper an einem Anschluss des elektrischen Verbinders befestigt ist, verhindert er auch jeglichen Kontakt mit einem nahegelegenen metallischen Element der Kochvorrichtung, wie beispielsweise dem Metallgefäß, auf dem die Isolierung für den Heizstrahler angeordnet ist, der durchlöchert werden müsste, um die Befestigung eines kapazitiven Sensors zu ermöglichen, der in jeder anderen Position des Heizstrahlers angeordnet ist, und daher ist es nicht notwendig, den Metallkörper elektrisch zu isolieren, d.h. eine dielektrische Isolierung ist nicht erforderlich. Darüber hinaus wird die Montage des elektrischen Körpers, der für die Funktion als kapazitiver Sensor konfiguriert ist, weitgehend vereinfacht, da keine elektrischen Kabel für die elektrische Verbindung des Metallkörpers mit dem Anschluss des elektrischen Steckers erforderlich sind.
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Diese und andere Vorteile und Merkmale der Erfindung werden anhand der Zeichnungen und der detaillierten Beschreibung der Erfindung deutlich.
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Figurenliste
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- 1 zeigt eine perspektivische Ansicht der erfindungsgemäßen Strahlungsvorrichtung.
- 2 zeigt eine Draufsicht auf einen Ausschnitt der Strahlungsvorrichtung aus Bild 1.
- 3 zeigt eine perspektivische Ansicht des Metallkörpers der strahlenden Vorrichtung aus Bild 1, die an einem Anschluss des elektrischen Verbinders montiert ist.
- 4 zeigt eine Vorderansicht des Metallkörpers der strahlenden Vorrichtung aus 1.
- 5 zeigt eine Vorderansicht einer zweiten erfindungsgemäßen Ausführungsform des Metallkörpers.
- 6 zeigt eine Teilschnittansicht des Metallkörpers der Strahlungsvorrichtung von 1, die in einer Kochvorrichtung montiert ist, bei der ein Kochgefäß auf dem Kochfeld angeordnet ist.
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AUSFÜHRLICHE OFFENBARUNG DER ERFINDUNG
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Die Kochvorrichtung 200 der Erfindung besteht aus einem Kochfeld 7, unter dem die in 1 gezeigte Strahlungsvorrichtung 100 der Erfindung angeordnet ist.
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In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung umfasst die Strahlungsvorrichtung 100 einen Heizstrahler 2 und einen Metallkörper 1, der so konfiguriert ist, dass er als kapazitiver Anwesenheitssensor eines Kochgefäßes 8 wirkt, das auf der Oberseite 7a des Kochfeldes 7 der Kochvorrichtung 200 angeordnet ist.
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Der Heizstrahler 2 ist auf einem vorzugsweise zylinderförmigen Metallgefäß 9 angeordnet, dessen Rand seitlich erhöht ist. Am Boden des Gefäßes 9 ist eine isolierende Basis 10 angeordnet, und ein isolierender kreisförmiger Ring 11, der dem erhöhten Rand des Metallgefäßes 9 folgend in Richtung des Kochfeldes 7 vorsteht, ist am Umfang dieses Bodens angeordnet, wie in 6 dargestellt. Auf der isolierende Basis 10 ist der Wärmestrahler 2 angeordnet, der zwei elektrische Widerstände R1 und R2 entsprechend der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung umfasst. Die Widerstände R1 und R2 sind vorzugsweise konzentrisch angeordnet, so dass der Widerstand R2 am Randgebiet den im Inneren angeordneten Widerstand R1 umgibt.
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Die Strahlungsvorrichtung 100 umfasst auch einen elektrischen Verbinder 3 mit einer Vielzahl von Anschlüssen 3.1, 3.2, 3.3 und 3.4. Die Enden der Widerstände R1 und R2 sind elektrisch mit den Anschlüssen 3.2, 3.3 und 3.4 verbunden, und der Metallkörper 1 ist direkt mit einem Anschluss 3.1 des elektrischen Verbinders 3 verbunden und befestigt, wie in 1 dargestellt. Der Sensor 1 erstreckt sich von dem Anschluss 3.1 in Richtung des Kochfeldes 7, wie in den 3 und 6 zu sehen ist.
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Wie in 1 dargestellt, ist der Metallkörper 1 des Wärmestrahlers 100 an der Peripherie des Wärmestrahlers 2 angeordnet. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist der Metallkörper 1 so konfiguriert, dass er als kapazitiver Anwesenheitssensor eines Kochgefäßes 8 fungiert, das auf der Oberseite 7 der Kochvorrichtung 200 der Erfindung angeordnet ist.
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Die hohen Temperaturen, denen ein kapazitiver Sensor ausgesetzt werden kann, können das elektrische Signal dieses Sensors stören, so dass der ordnungsgemäße Betrieb des Sensors negativ beeinflusst werden kann. In der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist dieses Problem gelöst, da der Metallkörper 1 im elektrischen Verbinder 3, d.h. am Umfang des Heizstrahlers 2, angeordnet ist.
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Da der Metallkörper 1 direkt an einem Anschluss 3.1 des elektrischen Verbinders 3 befestigt ist, verhindert er auch jeglichen Kontakt mit einem nahegelegenen metallischen Element der Kochvorrichtung 200, wie beispielsweise das Metallgefäß 9, auf dem die Isolierung 10 für den Heizstrahler 2 angeordnet ist, und daher ist es auch nicht notwendig, den Metallkörper 1 der Erfindung elektrisch zu isolieren, d.h. der Metallkörper 1 benötigt keine dielektrische Isolierung.
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Die kapazitiven Sensoren nach dem Stand der Technik, die an einer beliebigen Stelle des Heizstrahlers angeordnet sind, werden in der Regel an der metallischen Aufnahme befestigt, so dass es notwendig ist, den metallischen Sensor elektrisch zu isolieren, so dass er das Metallteil nicht berührt.
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Ebenso wird die Montage der Strahlungsvorrichtung 100 weitgehend vereinfacht, da keine elektrischen Kabel für die elektrische Verbindung des Metallkörpers 1 mit dem Anschluss 3.1 des elektrischen Verbinders 3 erforderlich sind.
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Nach der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung steht der Metallkörper 1 in Kontakt mit dem Kochfeld 7, d.h. mit der unteren Seite 7b des Kochfeldes 7, so dass die resultierende kapazitive Sensorwirksamkeit zunimmt.
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Wenn ein leitender Gegenstand, wie beispielsweise das Kochgefäß 8, näher an die aktive Fläche eines kapazitiven Sensors (in diesem Fall der Metallkörper 1) gebracht wird, ändert sich das elektrische Feld, das durch das durch den Metallkörper 1 zirkulierende elektrische Signal erzeugt wird, und eine Steuereinheit der Kochvorrichtung 200 interpretiert es als Signal für die Anwesenheit oder Abwesenheit eines Kochgefäßes 8 auf dem Heizstrahler 2. Im Zusammenhang mit der Erfindung bezieht sich die aktive Fläche des kapazitiven Sensors auf den Teil des Metallkörpers 1, der mit dem oberen Teil in Kontakt steht.
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Der Metallkörper 1 umfasst elastische Mittel, die den physischen Kontakt zwischen dem Metallkörper 1 und der unteren Fläche 7b des Kochgefäßes 7 sicherstellen und somit den korrekten Betrieb des resultierenden kapazitiven Sensors gewährleisten.
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Der Metallkörper 1 umfasst gemäß der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung eine Befestigungsfläche 1.1, die so gestaltet ist, dass er an dem Anschluss 3.1 des elektrischen Verbinders 3 befestigt werden kann, und einen an der Befestigungsfläche 1.1 angrenzenden Kontaktfläche 1.2. Die elastischen Mittel des Metallkörpers 1 sind in der Kontaktfläche 1.2 enthalten.
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Die elastischen Mittel der Kontaktfläche 1.2 umfassen gemäß der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung eine ebene, vorzugsweise durchgehende Kontaktoberfläche 1.2a, wie in 3, 4 und 5 zu sehen ist, die so konfiguriert ist, dass sie gegen die Unterseite 7b des Kochfeldes 7 abgestützt werden kann, wobei die Kontaktoberfläche 1.2a die aktive Fläche des resultierenden kapazitiven Sensors im Zusammenhang mit der Erfindung ist. Aufgrund der Lage des Metallkörpers 1 in der erfindungsgemäßen Strahlungsvorrichtung 100, d.h. am Umfang des Heizstrahlers 2, ist sichergestellt, dass diese Kontaktoberfläche 1.2a unterhalb des ebenen Teils des Kochgefäßes 8 angeordnet ist und nicht in ihrem konkaven Teil die Glasfläche der Kochfläche 7 nicht berührt. Daher ist es möglich, die aktive Fläche des kapazitiven Sensors, d.h. die Kontaktoberfläche 1.2a der Kontaktfläche 1.2 zu verkleinern und somit die Abmessungen dieser Kontaktfläche 1.2 zu reduzieren, was besonders in den Fällen von Platzmangel vorteilhaft ist.
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3 und 4 zeigen die bevorzugte Ausführungsform des Metallkörpers 1, wobei die elastischen Mittel des Metallkörpers 1 zwei Seitenarme 1.2b umfassen, wobei jeder Arm 1.2b von einem entsprechenden Ende der Kontaktoberfläche 1.2a der Kontaktfläche 1.2 ausgeht. Darüber hinaus umfasst die Befestigungsfläche 1.1 des Metallkörpers 1 zwei parallele ebene Flächen 5, wobei jede Fläche 5 an einem entsprechenden Arm 1.2b der Kontaktfläche 1.2 befestigt ist, so dass ein Spalt h zwischen den beiden Flächen 5 erzeugt wird, wie in 4 gezeigt, wobei der Spalt h geeignet ist, in seinem Inneren wenigstens einen Teil des Anschlusses 3.1 des elektrischen Verbinders 3 aufzunehmen, wie in 3 gezeigt.
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Wie in 4 dargestellt, und entsprechend der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung, ist der Metallkörper 1 symmetrisch in Bezug auf eine vertikale Symmetrieebene S, d.h. in Bezug auf eine Ebene, die sich zwischen dem Anschluss 3.1 des elektrischen Verbinders 3 und dem Kochfeld 7 erstreckt und durch die Hälfte des Spaltes h verläuft.
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5 zeigt eine weitere erfindungsgemäße Ausführungsform des Metallkörpers 1', wobei die elastischen Mittel des Metallkörpers 1' einen einzigen Seitenarm 1.2b umfassen, der sich zwischen einem Ende der oben beschriebenen Kontaktoberfläche 1.2a und der Befestigungsfläche 1.1 erstreckt. In diesem Fall umfasst die Befestigungsfläche 1.1 des Metallkörpers 1' eine einzige ebene Fläche 5, die sich vertikal vom Ende des Seitenarms 1.2b des elastischen Mittels der Kontaktfläche 1.2 erstreckt.
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Entsprechend einer der beschriebenen Ausführungsformen des Metallkörpers 1 oder 1' ist jeder Seitenarm 1.2b so gebogen, dass ein Ellenbogen 4 mit einem Winkel α entsteht. Ebenso umfasst jeder Ellenbogen 4 eines jeweiligen Seitenarms 1.2b eine Öffnung 4.1, wie in 3 zu sehen ist. Diese Öffnung 4.1 ermöglicht es, die Flexibilität des elastischen Mittels zu erhöhen, d.h. der zum Zusammendrücken des elastischen Bereichs erforderliche Druck ist geringer, so dass der Kontakt der Kontaktoberfläche 1.2a des Metallkörpers 1 oder 1' und der unteren Seite 7b des Kochfeldes 7 ohne Beschädigung des Kochfeldes 7 gewährleistet ist.
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Entsprechend der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird der Metallkörper 1 oder 1' entsprechend einer der beschriebenen Ausführungsformen an den Anschluss 3.1 des elektrischen Verbinders 3 geschweißt, wo er montiert wird, obwohl alternative Verfahren nicht ausgeschlossen sind, die es ermöglichen, den Metallkörper 1 oder 1' dauerhaft oder lösbar an dem Anschluss 3.1 des elektrischen Verbinders 3 zu befestigen.
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In der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die Höhe A der Befestigungsfläche 1.1 des Metallkörpers 1 oder 1' größer als die Höhe B der Kontaktfläche 1.2 des Metallkörpers 1 oder 1', wobei sich der Metallkörper 1 oder 1' im Bereitschaftszustand befindet, d.h. die elastischen Mittel unkomprimiert sind, wie in 4 und 5 dargestellt. Diese Konfiguration erlaubt es den elastischen Mitteln zu wirken, d.h. sie können mit weniger Druck zusammengedrückt werden; daher trägt sie auch dazu bei, den Kontakt der Oberfläche 1.2a der Kontaktfläche des Metallkörpers 1 oder 1' und der unteren Oberfläche 7b des Kochfeldes 7 zu gewährleisten, ohne das Kochfeld 7 zu beschädigen. Ebenso gewährleisten die elastischen Mittel der Kontaktfläche 1.2 jederzeit den Kontakt mit der unteren Fläche 7b des Kochfeldes 7, auch wenn letztere nicht völlig eben ist, da sie durch den Gebrauch leicht verformt werden kann.
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Die Gesamthöhe des Metallkörpers 1 oder 1' nach einer der beschriebenen Ausführungsformen vor der Verwendung in der Kochvorrichtung 200 ist größer als der Spalt zwischen dem Anschluss 3.1 des elektrischen Verbinders 3, an dem der Metallkörper 1 oder 1' montiert ist, und der Unterseite 7b des Kochfeldes 7, vorzugsweise etwas größer, so dass bei der Verwendung der Strahlungsvorrichtung 100 in der Kochvorrichtung 200, also sobald der Metallkörper 1 oder 1' in der Kochvorrichtung 200 montiert ist, die elastischen Mittel der Kontaktfläche 1.2 des Metallkörpers 1 oder 1' aufgrund des Drucks, den das Kochfeld 7 auf die Kontaktoberfläche 1.2a dieser Kontaktfläche 1.2 ausübt, zusammengedrückt werden, wobei der Winkel α des Ellenbogens 4 des Metallkörpers 1 oder 1' so verringert wird, dass die elastischen Mittel zusammengedrückt werden, wie in 6 dargestellt.
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In der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird der Metallkörper 1 oder 1' aus einem einzigen Teil gebildet, wie beispielsweise in den 3, 4 und 5 dargestellt, wobei der Metallkörper 1 oder 1' vorzugsweise aus einem Metallstreifen gebildet wird.
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Der Metallkörper 1 oder 1' wird entsprechend der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung aus Federstahl, vorzugsweise aus rostfreiem Stahl wie beispielsweise AISI 301, hergestellt.
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Wie diskutiert, kann die erfindungsgemäße Strahlungsvorrichtung 100 in einer Kochvorrichtung 200 mit einem Kochfeld 7 und einer Vielzahl von Kochstellen verwendet werden, wobei für jede Kochstelle eine Strahlungsvorrichtung 100 unter dem Kochfeld 7 angeordnet sein kann, wobei unter Kochstelle im Zusammenhang mit der Erfindung die Fläche des Kochfeldes 7 verstanden wird, die zur Aufnahme eines Kochgefäßes 8 bestimmt ist, damit dieses erhitzt wird.
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6 zeigt schematisch einen der Heizkörper der erfindungsgemäßen Kochvorrichtung 200. Wie in der genannten 6 dargestellt, ist das Kochgefäß 8 auf dem Kochfeld 7 und die erfindungsgemäße Strahlungsvorrichtung 100 unter diesem Kochfeld 7 angeordnet.
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In der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung umfasst der Strahlungsheizkörper 2 der Strahlungsvorrichtung 100 zwei elektrische Widerstände, einen inneren Widerstand R1 und einen weiteren peripheren Widerstand R2, wobei der periphere Widerstand R2 konzentrisch mit dem inneren Widerstand R1 ist, wie in 1 zu sehen ist. Die Strahlungsvorrichtung 100 der Erfindung ist so konfiguriert, dass sie von einer Steuereinheit gesteuert wird, die den peripheren Widerstand R2 in Abhängigkeit von dem von dem Metallkörper 1 oder 1' empfangenen Signal steuert, d.h. der periphere Widerstand R2 wird von dem Metallkörper 1 oder 1' durch eine nicht in den Zeichnungen gezeigte Steuereinheit der Kochvorrichtung 200 gesteuert, die den peripheren Widerstand R2 in Abhängigkeit von dem von dem Metallkörper 1 oder 1' empfangenen Signal aktiviert oder deaktiviert, wie nachstehend im Einzelnen beschrieben.
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Die Strahlungsvorrichtung 100 der Erfindung kann optional auch einen zusätzlichen Sensor 6' umfassen, der ebenfalls für die Erfassung des Vorhandenseins eines Kochgefäßes 8 konfiguriert ist, wobei sich der zusätzliche Sensor 6' in einem Bereich in der Nähe des Widerstandes R1 befindet, der im Inneren des Strahlungsheizkörpers 2 angeordnet ist. Diese Konfiguration ist interessant, um Gefäße 8 mit unterschiedlichen Größen oder Durchmessern zu erfassen, so dass die Verwendung der verschiedenen Widerstände optimiert werden kann.
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Der zusätzliche Sensor 6', der in der Nähe des inneren Widerstandes R1 angeordnet sein muss, befindet sich vorzugsweise in der Mitte des Heizstrahlers 2 und kann in dem Heizstrahler 100 in einer nach dem Stand der Technik bekannten Weise montiert werden.
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Der Metallkörper 1 bzw. 1', der auf einfache Weise und ohne Verwendung von Hilfselementen wie beispielsweise elektrischen Kabeln an einem Anschluss 3.1 des elektrischen Verbinders 3 befestigt wird, ist, wie besprochen, so konfiguriert, dass er das Vorhandensein von Kochgefäßen 8 mit einem Durchmesser erkennt, der grösser ist als der vom inneren Widerstand R1 abgedeckte. In der bevorzugten Ausführungsform der Kochvorrichtung 200 der Erfindung aktiviert die Steuereinheit daher den peripheren Widerstand R2 nur dann, wenn diese Steuereinheit in Abhängigkeit von dem vom Metallkörper 1 oder 1' empfangenen Signal das Vorhandensein eines Kochgefäßes 8 feststellt, was bedeutet, dass der Durchmesser des Kochgefäßes 8 so bemessen ist, dass die beiden Widerstände R1 und R2 aktiviert werden müssen, um die Erwärmung des Kochgefäßes 8 zu optimieren. Wenn dagegen während der Benutzung der Kochvorrichtung 200 der Erfindung die Steuereinheit durch den Metallkörper 1 oder 1' das Fehlen eines Kochgefäßes 8 feststellt, aber durch das von dem zusätzlichen Sensor 6' empfangene Signal das Vorhandensein eines Kochgefäßes 8 feststellt, bedeutet dies, dass es nicht notwendig ist, den äußeren Widerstand R2 zu aktivieren, um das Kochgefäß 8 in geeigneter Weise zu erwärmen, so dass nur der innere Widerstand R1 aktiviert wird, wodurch die für die geeignete Erwärmung des Kochgefäßes 8 verwendete Energie optimiert wird.
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Darüber hinaus kann die Strahlungsvorrichtung 100 der Erfindung optional auch einen Temperatursensor 6 zur Steuerung der Temperatur des Kochgefäßes 8 durch die Steuereinheit der Kochvorrichtung 200 umfassen. Zur Optimierung der erfindungsgemäßen Strahlungsvorrichtung 100 können der zusätzliche Sensor 6' und der Temperatursensor 6 in ein einziges Bauteil integriert werden, so dass die Isolierung oder der Schutz des Temperatursensors 6 zur Erkennung des Vorhandenseins eines Kochgefäßes 8 konfiguriert werden kann.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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