DE4312975C1 - Induktions-Koch-System mit Kochgeschirr - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Induktions-Koch-System nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 und ein dafür geeignetes Kochgeschirr.

Bei den am Markt befindlichen Induktions-Kochfeldern bestehen die Kochflächen bisher durchweg aus hochhitzefester und gegen Tempera­ turunterschiede völlig unempfindlicher Glaskeramik (z. B. "Ceran").

Da das den Kochgeschirrboden erhitzende Induktionsfeld die Koch­ fläche durchdringt ohne sie zu erhitzen ist schon vorgeschlagen worden, die Kochfläche aus Kunststoff herzustellen (DE 38 17 438 A1) und zur Abführung der vom Kochgeschirrboden ausgehenden Rückwärme von unten mittels eines Luftstroms zu kühlen. So kann z. B. eine normale Küchenarbeitsplatte oder die Abtropffläche einer Kunststoff-Küchen­ spüle gleichzeitig als nahtlos durchgehende Kochfläche dienen.

Es hat sich jedoch ergeben, daß bei einigen für Küchenarbeitsplat­ ten und Küchenspülen verwendeten Materialien eine Kühlung von unten allein nicht ausreicht, weil ihre Wärmebeständigkeit bzw. Tempera­ turwechselfestigkeit bereits in der Größenordnung von ca. 100°C nachläßt, während Kochgeschirrböden beim Braten bis zu ca. 250°C heiß werden können.

Es sind auch Kochgeschirre bekannt, welche mit einer isolierenden Schicht am Boden bzw. an den Wänden bedeckt sind (DE 24 53 169 A1, DE 29 06 912 A1). Dadurch wird neben einer Energieeinsparung auch bewirkt, daß die Temperaturübertragung auf die Kochfläche reduziert wird, wodurch insbesondere temperaturempfindliche Kochflächen geschützt werden sollen. Bei diesen bekannten Systemen können jedoch trotz­ dem Überhitzungen der Kochfläche auftreten, da einerseits eine wirksame Wärmeabführung durch Kühlung der Kochfläche nicht vorge­ sehen ist, andererseits das Kochgeschirr überhitzt werden kann, da wegen der Isolierschicht eine Temperaturregelung über die Koch­ fläche nicht möglich ist.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Induktions-Koch-System zu schaffen, bei dem sichergestellt ist, daß die temperaturempfindliche Koch­ fläche keine unzulässig hohen Temperaturen annimmt. Außerdem soll ein Kochgeschirr zur Verfügung gestellt werden, mit dem auch auf einem erfindungsgemäßen Induktionsherd ein temperaturgeregelter Kochvorgang möglich ist.

Der erste Teil dieser Aufgabe wird dadurch gelöst, daß eine wär­ meisolierende Schicht zwischen der Oberseite der Kochfläche und dem sich erhitzenden Boden des Kochgeschirrs angeordnet ist, und zwischen Induktionsspule und Unterseite der Kochfläche ein Spalt vorhanden ist, in dem ein Kühlluftstrom durch ein druckstarkes Ge­ bläse bewirkt wird, das unmittelbar mit dem offenen Zentrum der Induktionsspule verbunden ist.

Die Wärmeleitfähigkeit der isolierenden Schicht sollte möglichst geringer sein als die der Kochfläche selbst, sodaß der größte Teil des Wärmegefälles zwischen Kochgeschirrboden und gekühlter Kochflächenunterseite in der wärmeisolierenden Schicht liegt. In einer solchen Anordnung wird die Kochfläche, effektive Kühlung vorausgesetzt, auch beim Braten nur noch handwarm. Darüberhinaus wird Energie eingespart, ein Vorteil, der aus bei induktivem Ko­ chen auf Ceranfeldern genutzt werden kann.

Die wärmeisolierende Schicht kann auf die Kochflächenoberseite aufgebracht sein. Sie markiert dann gleichzeitig den Kochbereich. Dabei ist vorteilhaft, daß kein spezielles Kochgeschirr benötigt wird. Sie kann aber auch von außen zumindest auf den Boden, ggf. auch auf die Wände des Kochgeschirrs aufgebracht sein. Dies hat den Vorteil, daß die Kochfläche mit der Küchenarbeitsplatte eine naht­ los durchgehende, glatte Oberfläche bildet, wobei der Kochbereich durch Farbmarkierung, Sandstrahlen, kleine Distanznoppen o. dergl. gekennzeichnet werden kann. Ein solches beschichtetes Kochgeschirr ist auch besonders tischfreundlich. Die Wärmeübertragung auf die Tischplatte ist stark reduziert, Verkratzungen sind ausgeschlos­ sen. Man kann überall anfassen, ohne sich zu verbrennen.

Wichtig ist, daß der Spalt zwischen Induktionsspule und Unter­ seite der Kochfläche, der aus Gründen der Induktionsübertragung nur wenige Millimeter betragen darf, wirksam gekühlt wird. Nur sehr druckstarke Gebläse können ausreichende Luftmengen durch die­ sen Kühlspalt treiben. Infrage kommen insbesondere Radialgebläse mit geschlossenem Lüfterrad, die zumindest mehrere Zentimeter Was­ sersäule als Druck aufbauen können. Dabei wird das Gebläse unmit­ telbar mit dem offenen Zentrum der Induktionsspule verbunden, und zwar vorzugsweise mit seiner Ansaugöffnung. So wird erreicht, daß im Spulenzentrum angesaugte Luft gleichmäßig radial vom äußeren Spulenumfang her durch den Kühlspalt zum Zentrum strömt, sodaß der Außenumfang der Kochfläche mit Luft von Raumtemperatur gekühlt wird, die dann zum Zentrum hin immer wärmer wird. Dies dient der Verminderung von Wärmespannungen zwischen der ringsum auf Raumtem­ peratur befindlichen Küchenarbeitsplatte und dem zum Zentrum hin stetig wärmer werdenden Kochflächenbereich. Gleichzeitig weist die saugseitige Anordnung der Kühlung den Vorteil auf, daß die Kühl­ luft zuerst die Kochfläche kühlt und dann erst die Verlustwärme des Gebläsemotors abführt, sodaß sich an der Kochflächenunterseite die niedrigstmögliche Kühllufttemperatur ergibt. Dabei kann aus Raum­ spargründen der Antriebsmotor des Kühlgebläses als Außenläufermo­ tor ausgebildet und in der zentralen Ansaugöffnung des geschlosse­ nen Lüfterrades angeordnet sein.

Die Ausblasseite des Kühlgebläses kann dann noch in die Stromver­ sorgung für die Induktionsspule geführt werden, sodaß dafür kein eigenes Kühlgebläse benötigt wird.

Zur mechanischen Verstärkung der Kochfläche, die nur ca. 2-4 mm Stärke aufweist, kann diese auf ihrer Unterseite mit Rippen ver­ sehen sein, die radial verlaufen, den Kühlluftspalt von ca. 2-3 mm Stärke überbrücken und mit der Induktionsspule verbunden bzw. ver­ klebt sind.

Durch die zwischen Kochflächenoberseite und dem sich erhitzenden Kochgeschirrboden angeordnete wärmeisolierende Schicht sowie die starke Kühlung der Kochfläche von unten wird die Kochflächenunter­ seite wärmetechnisch weitgehend von der Temperatur des Kochguts entkoppelt, sodaß es nicht mehr möglich ist, die Kochguttemperatur durch Abfühlen auf der Kochflächenunterseite thermostatisch fein­ fühlig zu regeln.

Daraus ergibt sich der zweite Teil der Erfindungsaufgabe, dessen Lösung in einer vom Kochgeschirrboden ausgehenden Kochgut-Tempera­ tur-Regelvorrichtung besteht, wobei unter dem Kochfeld mindestens ein magnetisch betätigbarer Kontakt als Schaltstelle für die Leis­ tungszufuhr angeordnet ist, und ein flüssigkeitsgefüllter Tempera­ turfühler vorgesehen ist, der seitlich am Boden oder in einer hori­ zontalen Bohrung im Boden des Kochgeschirrs angeordnet ist und bei Erhitzung über die eingestellte Temperatur hinaus über einen Ausdeh­ nungskörper einen seitlich am Kochgeschirr angeordneten Permanentmagneten bewegt, z. B. anhebt und so den Kontakt betätigt, der die Kochleistung abschaltet, und der bei Unterschrei­ ten der eingestellten Temperatur den Permanentmagneten wieder zurückbewegt, z. B. ab­ senkt, sodaß der Kontakt die Kochleistung wieder einschaltet.

Dieser Teil der Erfindung kann bei allen Kochsystemen angewendet werden, deren Kochflächen für magnetische und/oder elektrische Felder durchlässig sind.

Zwar ist schon vorgeschlagen worden (US-Patent 46 17 441), die Koch­ guttemperatur mit Lichtsignal durch die Kochfläche hindurch zu re­ geln. Dabei wird jedoch nicht die Temperatur des Kochgeschirrbodens gemessen, sondern ein Spieß als Temperaturfühler in das Kochgut gesteckt, ein Verfahren, das wegen der Nachwärme im Kochgeschirrbo­ den eine geringerer Regelgenauigkeit ergibt und auch keinen Trocken­ gehschutz bietet. Außerdem ist eine besondere Vorrichtung zum selbst­ tätigen Verschließen der Lichtdurchtrittsöffnung in der Kochflä­ che bei Fortnahme des optischen Signalgebers und eine eigene Strom­ versorgung erforderlich, während der Erfindungsgegenstand vollen Trockengehschutz bietet sowie rein mechanisch und auf einer durch­ gehenden Kochfläche arbeitet. Auch sind schon Heizleistungen für Speisen durch Permanentmagnete und darauf ansprechende Kontakte ge­ schaltet worden (WO 89/04543). Dabei wird jedoch der Permanentmagnet von Hand zu reinen Schaltzwecken bewegt, und nicht wie bei der Erfindung durch die Temperatur des Kochgeschirr­ bodens zum Zweck der Temperaturregelung.

Aus der DE 38 28 714 A1 ist es außerdem bekannt, über ein Bimetall eines Magneten so über einem Reedkontakt zu bewegen, daß die Wärme­ leistung in Abhängigkeit von einer vorgegebnen Temperatur ein- und ausgeschaltet wird.

Der flüssigkeitsgefüllte Ausdehnungskörper bzw. Temperaturfühler kann außen am Kochgeschirrmantel in Bodennähe bzw. in einer Boden­ bohrung angebracht und mit dem Permanentmagneten zu einer baulichen Einheit zusammengefaßt sein, sodaß ein solches Kochgeschirr mit Temperaturreglung als Einheit, ohne und mit Deckel, voll einsatzfähig ist.

Die Temperaturregelvorrichtung am Kochgeschirr und der Reedkontakt können auch mit umgekehrter Wirkungsweise ausgeführt werden, d. h. so, daß der Permanentmagnet die Kochleistungg abschaltet, wenn er der Kochfläche oberhalb des Reedkontaktes angenähert wird. Auch kann anstelle einer Taktregelung eine stetige Regelung vorgesehen werden.

Um das Kochgeschirr herum können unter der Kochfläche mehrere Schaltstellen für verschiedene Leistungsstufen angeordnet sein, sodaß die Kochgut-Temperaturregelvorrichtung je nachh Drehstellung des Kochgeschirrs auf verschiedene Leisttungsstufen der Stromver­ sorgung einwirkt. Durch Einwirkung auf eine niedrigere Leistungs­ stufe können die Temperatur-Regelschwankungen im Kochgut vermin­ dert werden.

Ausführungsbeispiel

Die Figur zeigt schematisch ein Beispiel für einen Systemaufbau nach der Erfindung. Die Küchenarbeitsplatte 1 weist von unten ei­ ne Ausfräsung 2 auf, in welche die Induktionsspule 3 mit dem Rück­ schlußkörper 4 für das Induktionsfeld auf einem gemeinsamen, nicht dargestellten Träger eingesetzt ist. Die Ausfräsung 2 wird nach oben durch die stehengebliebene Kochfläche 5 abgeschlossen. Auf der Kochfläche 5 steht das aus zur induktiven Erhitzung geeig­ netem Material bestehende Kochgeschirr 6. Auf Boden und Wände des Kochgeschirrs 6 ist von außen die wärmeisolierende Schicht 7 auf­ gebracht. Dieses tischfreundliche Kochgeschirr, das die Speisen lange warm hält und keine Unterlage mehr verkratzt, kann man außen überall anfassen ohne sich zu verbrennen. Der durch Pfeile an­ gedeutete Kühlluftstrom wird von Zentrum der Induktionsspule 3 her durch das geschlossene Radiallüfterrad 8 des Gebläses 9 angesaugt. Die Kühlluft tritt mit Raumtemperatur von der Peripherie her in den schmalen Spalt 10 zwischen der Induktionsspule 3 und der Unterseite der Kochfläche 5 ein. Die Ausblasöffnung 11 des Kühlgebläses 9 ist zur Induktions-Stromversorgung 12, an welche die Induktionsspule 3 angeschlossen ist, geführt, sodaß die darin befindlichen Bauteile vom gleichen Gebläse 9 ebenfalls gekühlt werden. Die Ausfräsung 2 kann so ausgeführt werden, daß an der Unterseite der Kochfläche 5 radial verlaufende Rippen (nicht dargestellt) stehen bleiben, die den Luftspalt 10 überbrücken und mit der Induktionsspule 3 verbun­ den bzw. verklebt werden. Durch diesen festen Verbund zwischen Kochfläche 5 und Induktionsspule 3 wird die Stabilität der Koch­ fläche 5 erhöht, ohne daß dadurch die Kühlluftströmung (Pfeile) nennenswert beeinträchtigt wird. Die Kühlwirkung wird durch die Rippen sogar noch verbessert.

In ein Sackloch 13 der Küchenarbeitsplatte 1 ist von unten der Reedkontakt 14 eingesetzt, der die Induktions-Stromversorgung 12 ein- und ausschalten kann. Oberhalb der Küchenarbeitsplatte 1 be­ findet sich darüber im Griff 15 des Kochgeschirrs 6 der Permanent­ magnet 16, der je nach Abstand den Reedkontakt 14 schließt oder öffnet. Das Kochgeschirr 6 weist einen zur induktiven Erhitzung geeigneten Boden 17 auf, der in an sich bekannter Weise zur Ver­ gleichmäßigung der Temperatur besonders dick (bis zu ca. 10 mm) ausgeführt ist. In den Boden 17 ist erfindungsgemäß die horizontale Bohrung 18 eingebracht, in die der flüssigkeitsgefüllte Temperatur­ fühler 19 eingeschoben ist, der über die Kapillare 20 auf den Aus­ dehnungskörper 21 einwirkt. Der Permanentmagnet 16 wird von dem Aus­ dehnungskörper 21 über das Gestänge 22 angehoben und betätigt den Reedkontakt 14, sobald die Temperatur den Sollwert überschreitet. Dieser Temperatur-Sollwert wird durch den Drehknopf 23 eingestellt, der über die Exzenterscheibe 24 die Vorspannung der Druckfeder 25 bestimmt. Die gesamte Mechanik ist in dem seitlich am Kochgeschirr 6 angesetzten Griff 15 untergebracht, der ebenfalls von der wärmeiso­ lierenden Schicht 7 überzogen ist.

Die mit dieser Anordnung erzielbare Temperatur-Taktregelung des Kochgutes ist besonders feinfühlig, weil die an der Unterseite des Kochgeschirrbodens 17 erzeugte Wärme den Temperaturfühler 19 früher erreicht als das Kochgut.

Anstelle des Reedkontaktes 14 kann unter der Küchenarbeitsplatte 1 auch eine (nicht dargestellte) Magnetfeldmeßeinrichtung angeordnet sein, die beim Anheben des Permanentmagneten 16 die Kochleistung mit zunehmender Distanz proportional reduziert und beim Absenken entsprechend wieder proportional erhöht. Die sich so ergebende ste­ tige Temperaturregelung ist von unübertrefflicher Genauigkeit.

Claims (6)

1. Induktions-Koch-System, bestehend aus einem Induktions-Kochfeld, dessen Kochfläche (5) aus temperaturempfindlichem Material, vor­ zugsweise Holz, Kunststoff, Keramik, Schiefer, Marmor oder Granit besteht und von unten gekühlt ist, sowie einem zur induktiven Er­ hitzung geeigneten Kochgeschirr (6), dadurch gekennzeichnet, daß eine wärmeisolierende Schicht (7) zwischen der Oberseite der Koch­ fläche (5) und dem sich erhitzenden Boden des Kochgeschirrs (6) angeordnet ist, und zwischen Induktionsspule (3) und Unterseite der Kochfläche (5) ein Spalt (10) vorhanden ist, in dem ein Kühlluft­ strom durch ein druckstarkes Gebläse (8, 9) bewirkt wird, das unmittelbar mit dem offenen Zentrum der Induktionsspule (3) ver­ bunden ist.

2. Induktions-Koch-System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gebläse (8, 9) mit seiner Ansaugöffnung an das offene Zentrum der Induktionsspule (3) anschließt.

3. Induktions-Koch-System nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich­ net, daß die Ausblasseite (11) des Gebläses (8, 9) in die Stromversorgung (12) für die Induktionsspule (3) geführt ist.

4. Induktions-Koch-System nach einem der Ansprüche 1-3, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Kochfläche (5) auf ihrer Unterseite mit Rip­ pen versehen ist, die radial verlaufen und mit der Induktionsspu­ le (3) verbunden sind.

5. Koch-System, bestehend aus einem Kochfeld und einem Kochgeschirr (6), insbesondere nach den Ansprüchen 1-4, wobei unter dem Kochfeld mindestens ein magnetisch betätigbarer Kontakt (14) als Schaltstel­ le für die Leistungszufuhr angeordnet ist, und ein flüssigkeitsge­ füllter Temperaturfühler (19) vorgesehen ist, der seitlich am Boden oder in einer horizontalen Bohrung (18) im Boden des Kochgeschirrs (6) angeordnet ist und bei Erhitzung über die eingestellte Tempera­ tur hinaus über einen Ausdehnungskörper (21) einen seitlich am Kochgeschirr (6) angeordneten Permanentmagneten (16) bewegt und so den Kontakt (14) betätigt, der die Kochleistung abschaltet, und der bei Unterschreiten der einge­ stellten Temperatur den Permanentmagneten (16) wieder zurückbewegt, so­ daß der Kontakt (14) die Kochleistung wieder einschaltet.

6. Koch-System nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Per­ manentmagnet (16) der Kochgut-Temperatur-Regelvorrichtung je nach Drehstellung des Kochgeschirrs (6) auf verschiedene, unterschied­ liche Leistungsstufen der Stromversorgung schaltende Kontakte (14) einwirkt.