DE3717728A1 - Kochplatte mit einer glaskeramikplatte - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Kochplatte gemäß dem Oberbegriff des ersten Anspruchs.

Es ist bei Glaskeramik-Kochplatten ganz allgemein bekannt, unterhalb einer Glaskeramikplatte mehrere Strahlungs-Heizelemente aus einer Isolierplate mit darauf angeordneter Heizwendel anzuordnen. Im Strom­ kreis der Heizwendel liegt ein manuell zu betätigender Schalter und/oder ein Temperaturregler. Zur Erwärmung eines Koch- oder Bratgeschirrs wird nach dem Aufsetzen desselben auf ein dem Heizelement zugeordnetes Feld der Glaskeramikplatte der manuell betätigbare Schalter eingeschaltet und die Leistungsaufnahme der Heizwendel entsprechend der Einstellung des Temperaturreglers begrenzt. Eine Abschaltung erfolgt wieder durch manuelles Betätigen des Schalters. Wird hierbei das Geschirr bei einge­ schaltetem Heizelement nicht aufgesetzt oder von der Glaskeramikplatte heruntergenommen, dann bleibt die Leistungszufuhr zur Heizwendel auf­ rechterhalten und es tritt ein entsprechender Leistungsverlust auf.

Es ist zwar bei Gußeinzelkochplatten bekannt (AT-PS 1 99 768), einen Fühler vorzusehen, der höhenverstellbar gehalten ist und sich bei aufgesetztem Geschirr an dessen Boden zur Erfassung der Temperatur anlegt sowie die Heizleistung vermindert, wenn kein Geschirr aufgesetzt ist. Hierfür ist jedoch ein Durchbruch in der Oberseite erforderlich.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einer Kochplatte gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 Maßnahmen zu treffen, durch die eine be­ rührungslose Erfassung eines auf die Glaskeramikplatte aufgesetzten Geschirrs ermöglicht wird.

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt gemäß Erfindung durch die kennzeichnenden Merkmale des ersten Anspruchs.

Bei einer Ausgestaltung einer Kochplatte gemäß der Erfindung wird die Durchlässigkeit der Glaskeramikplatte für Licht oder andere Strahlungen ausgenutzt, um mit einem entsprechenden Sensor von der Seite des Heizelementes aus das Vorhandensein oder Fehlen eines Koch- oder Bratgeschirrs festzustellen und das Heizelement nur bei aufgesetztem Geschirr einzuschalten.

Vorzugsweise wird zur Topferkennung ein optischer Näherungsschalter vorgesehen, der über einen Lichtleiter Licht aussendet und mit einem zweiten Lichtleiter am Topfboden reflektiertes Licht empfängt und nur dann ein Einschaltsignal für das Heizelement erzeugt. Damit die ggf. aus zusammengeklebten Glasfasern bestehenden Lichtleiter thermisch nicht überlastet werden, sind sie durch wärmeisolierende Teile insbesondere der Isolierplatte gegen direkte Bestrahlung durch die glühenden Heizwendeln geschützt.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den übrigen Ansprüchen angegeben.

Die Erfindung ist nachfolgend anhand der Zeichnungen von Aus­ führungsbeispielen näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 eine Kochplatte mit zentral und parallel zueinander angeordneten Lichtleitern im Seitenschnitt,

Fig. 2 die Kochplatte nach Fig. 1 in Draufsicht bei abge­ nommener Glaskeramikplatte,

Fig. 3 einen vergrößerten Ausschnitt der Kochplatte nach Fig. 1 im Bereich der Lichtleiter mit Halterung,

Fig. 4 eine Draufsicht auf die Lichtleiter mit Halterung gemäß Fig. 3,

Fig. 5 bis 8 eine Kochplatte mit zentral aber gegenläufig zueinander geneigt angeordneten Lichtleitern in der Darstellungsfolge wie in den Fig. 1 bis 4.

Fig. 9 bis 12 eine Kochplatte mit diametral in einem Rand einer Heizplatte gegenläufig zueinander geneigt angeordneten Lichtleitern in der Darstellungs­ folge wie in den Fig. 1 bis 4,

Fig. 13 bis 16 eine Kochplatte mit zentral und gegenläufig zueinander geneigt in einer Isolierplatte eines Heizelementes vertieft angeordneten Lichtleitern in der Darstellungsfolge wie in den Fig. 1.4

Fig. 17 bis 20 eine Kochplatte mit zentral und gegenläufig zueinander geneigt angeordneten, innerhalb eines zusätzlichen Wärmeleitringes angeordneten Lichtleitern in der Darstellungsfolge wie in den Fig. 1 bis 4 und

Fig. 21 bis 24 eine Kochplatte mit zentral und gegenläufig zueinander geneigt angeordneten, innerhalb eines an seiner Außenseite wärmeisolierten Wärme­ leitringes angeordneten Lichtleitern in der Darstellungsfolge wie in den Fig. 1 bis 4.

Bei einer Kochplatte befindet sich unter einer Glaskeramikplatte (1) ein Heizelement aus einer elektrisch und thermisch schlecht leitenden Isolierplatte (2), auf deren Oberseite (3) eine zur Glaskeramikplatte (1) hin offene Heizwendel (4) festgelegt ist. Die Oberseite (3) verläuft mit Abstand parallel zur Unterseite (5) der Glaskeramikplatte (1), wobei der Abstand durch einen um­ laufenden äußeren Ringrand (6) der Isolierplatte (2) bestimmt ist, der die Ebene der Oberseite (3) bzw. der Heizwendel (4) überragt. Die lsolierplatte (2) besteht aus einer gepreßten, selbsttragenden Wärmeisolierschicht, z.B. aus hochdisperser Kieselsäure, unter welcher sich zusätzlich zur Energieeinsparung eine Wärmedämm­ schicht (7) befindet.

Gemäß den Ausführungsformen nach den Fig. 1 bis 8 und 13 bis 24 wird die Oberseite (3) der Isolierplatte (2) von einer Ausformung (8) überragt, die vorzugsweise bis an die Unterseite (5) der Glaskeramikplatte (1) reicht.

Diese Ausformung (8), die gemäß den Fig. 1 bis 8 und 13 bis 16 sowie 21 bis 24 einstückig an der Isolierplatte (2) ausgebildet ist, umschließt als Wärmeschutz darin angeordnete Lichtleiter (9) und (10). Diese Lichtleiter (9, 10) sind Teil eines nicht dar­ gestellten optischen Näherungsschalters, der über einen Licht­ leiter Licht aussendet und über den anderen Lichtleiter reflek­ tiertes Licht aufnimmt. Die freien Enden der Lichtleiter (9,10) sind so angeordnet, daß ihre Lichtstrahlachsen auf einen gemein­ samen Flächenabschnitt an oder etwas oberhalb der Oberfläche (11) der Glaskeramikplatte (1) gerichtet sind, auf die der Boden eines zu erwärmenden Topfes oder anderen Koch- oder Bratgeschirrs gestellt wird. Durch den Umschluß der Lichtleiter (9, 10) durch die Ausformung (8), die über die Heizwendel (4) hochgezogen ist, liegen auch die Enden der Lichtleiter (9,10) gegen direkte Wärme­ strahlung von der Heizwendel (4) her abgeschirmt. Hierdurch werden die maximal zulässigen Temperaturen an der Lichtleitoptik auch im Bereich der Heizwendel (4) nicht überschritten.

Bei einer Kochplatte dieser Art wird der Stromkreis der Heizwendel (4) von einem manuell zu betätigenden Schalter beherrscht. Zusätz­ lich ist vorliegend der Näherungsschalter in den Steuerstromkreis einbezogen.

Wird nun der manuell zu betätigende Schalter eingeschaltet, um ein auf die Oberfläche (11) der für insbesondere infrarotes Licht durchlässigen Glaskeramikplatte (1) gestelltes Gefäß zu erwärmen, dann wird gleichzeitig der der Kochplatte zugeordnete Näherungs­ schalter aktiviert, der über einen der Lichtleiter (9, 10) Licht aussendet, das am aufgestellten Boden des Gefäßes reflektiert wird und vom anderen Lichtleiter (10, 9) zurück zum Näherungsschalter gelangt.

In diesem Fall wird durch berührungsloses Messen das Vorhandensein eines Gefäßes festgestellt und der Steuerstromkreis so durch den Näherungsschalter aktiviert, daß der Versorgungsstromkreis zum Heizelement (4) durchgeschaltet wird. Fehlt dagegen das Gefäß oder wird es bei eingeschalteter Heizwendel (4) von der Glaskeramik­ platte (1) abgenommen, dann entfällt das reflektierte Licht der Näherungsschalter veranlaßt die Unterbrechnung des Versorgungs­ stromkreises der Heizwendel (4). Hierdurch wird eine erhebliche Stromeinsparung erreicht, weil während des Kochens öfter ein Topf für Zwischenarbeiten von der Kochplatte abgenommen wird und sichergestellt ist, daß in dieser Zeit keine Energie verschwendet wird. Auch versehentliches Einschalten oder Eingeschaltet lassen des manuellen Schalters bei nicht aufgesetztem Topf führt so zu keinem Stromverbrauch. Um die empfindlichen Lichtleiter (9, 10) noch zusätzlich gegen Wärmeeinflüsse zu schützen, sind sie un­ mittelbar in einen hülsenförmigen Halter (12) aus einem gut wärmeleitenden Material eingesetzt, der vom wärmeisolierenden Material der Ausformung (8) umgeben ist. Der Halter (12) durch­ greift die Isolierplatte (2) nach unten von der Glaskeramikplatte (1) weg und weist zur Vergrößerung seiner Oberfläche einen seit­ lich abstehenden Flansch (13) auf.

Gemäß den Fig. 3, 7, 19 greift der Flansch (13) zwischen die lsolierplatte (2) und die Wärmedämmschicht (7), wodurch der Halter (12) festgelegt ist. Der Flansch (13) kann jedoch zur verbesserten Wärmeableitung auch auf der Außenseite der Wärmedämmschicht (7) nach Fig. 15 oder der Isolierplatte (2) nach Fig. 11 aufliegen und darauf festgelegt werden.

Die Lichtleiter (9, 10) verlaufen gemäß Fig. 1 bis 4 parallel, insbesondere koaxial zueinander und sind durch Zwischenschichten optisch voneinander getrennt. Dabei überragt das freie Ende des inneren Lichtleiters (9) das freie Ende des äußeren Lichtleiters (10) zur Verbesserung der optischen Entkoppelung im Leerlauf, also bei fehlender Reflektion von einem Gefäß her. Die Lichtleiter (9, 10) können jedoch auch mit ihren Lichtstrahlachsen (14) gemäß den Fig. 5-24 so geneigt angeordnet werden, daß sich ihre Licht­ strahlachsen (14) im Bereich des vorbestimmten Flächenabschnitts der Oberseite (11) der Glaskeramikplatte (1) in der Weise schnei­ den, daß der Einfallswinkel gleich dem Ausfallswinkel ist.

Die Lichtleitachsen (14) stehen somit gegenüber einer durch den Flächenabschnitt verlaufenen senkrechten Linie unter gleichen Winkeln gegenläufig geneigt. Die Lichtleiter (9, 10) sind dabei einzeln in der Ausformung (8) gemäß den Fig. 9 bis 12 in ent­ sprechend geneigten Bohrungen (15) im Ringrand (6) bzw. gemäß den Fig. 13 bis 16 in der Mitte der Isolierplatte (2) in einem von Heizwendeln (4) freien Bereich vertieft eingebettet. Die freien Enden der Lichtleiter (9, 10) liegen soweit in den zur Glaskeramik (1) hin offenen Bohrungen gegenüber der Heizwendel (4) bzw. der Oberseite (3) der Isolierplatte (2) zurückgesetzt, daß kleine direkte Wärmestrahlung von der Heizwendel (4) zu den Lichtleitern (9, 10) gelangen kann. Die im Ringrand (6) vorgesehenen durch­ gehenden Bohrungen (15) sind demgemäß an diametral gegenüber­ liegenden Stellen angeordnet und gegenüber der durch die Oberseite (3) bzw. die Heizwendel (4) vorgegebenen Ebene zum gemeinsamen Flächenabschnitt an der Oberfläche (11) der Glaskeramikplatte (1) gerichtet.

Bei den Ausführungsformen nach den Fig. 17 bis 24 ist die Aus­ formung (8) durch einen kegelstumpfartigen Wärmeleitring (17) aus gut wärmeleitendem Material gebildet, der in einen angepaßten Durchbruch von unten in die Isolierplatte (2) eingeschoben ist, und sich mit einem radialen Ringbund (18) an der Unterseite der Isolierplatte (2) bzw. der Wärmedämmschicht (7) abstützt.

Innerhalb des Wärmeleitringes (17) sitzen die Lichtleiter (9, 10) in ein Wärmeisoliermittel (19) eingebettet. Der Wärmeleitring (17) kann so außerhalb der Isolierplatte (2) mit den Lichtleitern (9, 10) montiert werden, so daß diese Einheit nur noch in die Isolierplatte (2) eingesetzt zu werden braucht. Der Wärmeleitring (17) erfüllt außerdem die Funktion, von der Heizwendel (4) an die Ausformung (8) abgestrahle Wärmeenergie abzuleiten und nicht zu den Lichtleitern (9, 10) gelangen zu lassen.

Eine zusätzliche Wärmeabschirmung der Lichtleiter (9, 10) läßt sich erreichen, wenn der Wärmeleitring (17) noch von einem äußeren Halsbund (20) aus wärmeisolierendem Material umgeben wird, ein­ stückig mit der Isolierplatte (2) ausgeformt sein kann und über ihre Oberseite (3) bis an die Unterseite (5) der Glaskeramikplatte (1) reicht.

Die Lichtleiter (9, 10) bestehen aus einem Bündel zusammengeklebter Glasfasern, wobei der verwendete Glaskleber die zulässige Be­ triebstemperatur bestimmt, auf die Umgebungstemperatur durch die vorstehend aufgezeigten Maßnahmen beschränkt werden müssen. Werden zumindest im Bereich der Isolierplatte (2) als Lichtleiter (9, 10) massive Glasstäbe, insbesondere Quarzglasstäbe verwendet, dann sind erhöhte Betriebstemperaturen zulässig und die Wärmedämm- Maßnahmen entsprechend reduzierbar.

Claims (17)

1. Kochplatte mit einer Glaskeramikplatte und einer darunter angeordneten Heizplatte mit einer Isolierplatte, die an ihrer der Glaskeramikplatte zugewandten Plattenfläche wenigstens eine offene Heizwendel oder Heizstrahler trägt, dadurch gekennzeichnet, daß der Heizplatte (2, 4) ein auf die Glaskeramikplatte (1) zu ausgerichteter Sensor (9, 10) eines Näherungsschalters zugeordnet ist.

2. Kochplatte nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß durch die Isolierplatte (2) Lichtleiter (9, 10) eines op­ tischen Näherungsschalters geführt sind deren Lichtstrahl­ achsen (14) auf einen gemeinsamen, an oder oberhalb der Oberfläche der Glaskeramikplatte (1) liegenden Flächenpunkt gerichtet sind und deren offene Enden außerhalb des direkten Strahlungsbereichs der Heizwendel (4) liegen.

3. Kochplatte nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß innerhalb ihrer die Heizwendel (4) tragenden Oberseite (3) der Isolierplatte (2) eine zur Glaskeramikplatte (1) hin über die Ebene dieser Oberseite bzw. der Heizwendel (4) hinausragende Ausformung (8) zugeordnet ist, in der die Lichtleiter (9, 10) angeordnet sind.

4. Kochplatte nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtleiter (9, 10) innerhalb der Ausformung (8) nach oben bis nahe an die Glaskeramikplatte (1) herangeführt sind.

5. Kochplatte nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtleiter (9, 10) parallel zu­ einander, insbesondere koaxial angeordnet sind.

6. Kochplatte nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeich­ net, daß die Lichtstrahlachsen (14) der Lichtleiter (9, 10) gegenüber einer durch den Flächenpunkt gehenden, senkrecht zur Ebene der Glaskeramikplatte (1) stehenden Linie unter gleichen Winkeln gegenläufig geneigt verlaufen.

7. Kochplatte nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtleiter (9, 10) in wärmeleiten­ den Hülsen (12) angeordnet sind, die zu einer der Heizwendel (4) abgewandten Seite der Isolierplatte (2) geführt sind.

8. Kochplatte nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die Isolierplatte (2) aus einer gepreßten selbsttragenden Wärmeisolierschicht besteht, auf welcher die Heizwendel (4) und unter welcher eine Wärmedämmschicht (7) angeordnet ist.

9. Kochplatte nach Anspruch 6 und 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülsen (12) seitlich abstehende Flansche (13) aufweisen, die zwischen die Wärmeisolierschicht (2) und die Wärmedämmschicht (7) ragen oder auf einer Außenseite der Wärmedämmschicht (7) bzw. der Isolierplatte (2) aufsitzen.

10. Kochplatte nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtleiter (9,10) wärmeisoliert von einem gemeinsamen Wärmeleitring (17) umgeben sind, der die Isolierplatte (2) bzw. die Wärmeisolierschicht (7) durch­ setzt und bis nahe an die Glaskeramikplatte (1) herausge­ führt ist.

11. Kochplatte nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Wärmeleitring (17) einen radial abstehenden Ringbund (18) aufweist, der zwischen die Isolierplatte (2) und die Wärme­ dämmschicht (7) ragt oder auf einer Außenseite sitzt.

12. Kochplatte nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Wärmeisolierschicht (2) mit einem über ihre Oberseite (3) ragenden Halsbund (20) den Wärmeleitring (17) umgreift.

13. Kochplatte nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 3 und 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Isolierplatte (2) in einem äußeren Ringrand (6), der die Ebene ihrer Oberseite (3) bzw. der Heizwendel (4) überragt, an diametral gegen­ überliegenden Stellen zum Flächenpunkt gerichtete Bohrungen (15) aufweist, die gegen die Horizontale geneigt sind, oberhalb der Ebene der Heizwendel (4) in den vom Ringrand (6) umschlossenen Raum münden und die Lichtleiter (9, 10) aufnehmen, welche gegenüber dem Raum in den Bohrungen (15) zurückgesetzt sind.

14. Kochplatte nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 3 und 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß in der Isolierplatte (2) in einem von Heizwendeln (4) freien Bereich Durchgangs­ bohrungen (15) vorgesehen sind, in welche die Lichtleiter (9′ 10) derart vertieft eingesetzt sind, daß ihre Enden mit Abstand von der die Heizwendel (4) tragenden Oberfläche (3) liegen.

15. Kochplatte nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtleiter (9, 10) aus einem Bündel aus zusammengeklebten Glasfasern bestehen.

16. Kochplatte nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtleiter (9, 10) massive Glasstäbe sind.

17. Kochplatte nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtleiter (9, 10) aus Quarzglas bestehen.