DE4422354A1 - Infrarotgesteuerte Garungseinheit - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine infrarot-sensorgesteuer­ te Garungseinheit, bestehend aus Gargerät, Sensorik und Kochfeld, beispielsweise Glaskeramik-Kochfeld, wobei sowohl das Kochfeld als auch das Gargerät sensorspezifische Ausge­ staltungen enthalten kann.

Erwärmungsvorgänge, besonders Garvorgänge in Gargeräten auf Kochmulden können automatisch ablaufen, wenn die Temperatur des Gargutes während des Erwärmungsvorganges hinreichend gut meßbar ist. Aus solcher Art gewonnenen Temperaturverläufen kann auf den Fortschritt des Garungsprozesses geschlossen werden. Dabei entspricht die Temperatur beispielsweise des Kochgeschirrbodens bzw. einer Kochgeschirrwand weitestgehend Garguttemperaturen, wenn der Garvorgang die Ankochphase überschritten hat.

Aus dem Stand der Technik ist bekannt, über die Messung der Temperatur an Gargeräten, den Garungsvorgang so zu steuern, daß minimalere Energieaufwand angestrebt werden kann. Dabei erfolgt die Temperaturmessung durch unterschiedlich wirkende Sensortechnik. So kann beispielsweise Strahlungswärme aufge­ fangen und über eine Thermoelementenkette in elektrische Energie umgewandelt werden. Für höhere Temperaturen, wie sie beim Braten und Frittieren auftreten, werden seit einiger Zeit Platinsensoren unter beispielsweise Glaskeramik-Koch­ flächen angeordnet, womit eine genügend gute Temperaturmes­ sung im eingeschwungenen Zustand des Kochvorgangs erfolgen kann.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine infrarot­ sensorgesteuerte Garungseinheit aufzubauen, womit auf einfa­ che und zuverlässige Weise die Temperatur des Gargutes hin­ reichend genau gemessen werden kann.

Die Lösung dieser Aufgabe ist dadurch gekennzeichnet, daß ein der Sensorgesteuerten Garungseinheit zugeordneter Infra­ rotsensor kochstellenbezogen leicht erhöht oberhalb des Kochfeldes angeordnet ist. Damit kann die Wandtemperatur des Gargerätes bequem und relativ genau durch den Infrarotsen­ sor gemessen werden.

Ein Ausführungsbeispiel nach der Erfindung ist im folgenden anhand der Zeichnung näher beschrieben, es zeigt:

Fig. 1a eine Kochstelle mit Infrarotsensor,

Fig. 1b ein durch eine infrarotsenderbeaufschlagtes Gargerät,

Fig. 2 eine mit Infrarot-Sensortechnik gesteuerte Garungseinheit,

Fig. 3 den Wirkungsbereich des installierten Infrarot­ sensors auf Gargerät und Glaskeramik-Kochfläche und

Fig. 4 die Beaufschlagung einer Glaskeramikfläche durch den Infrarotsensor ohne Gargerät.

Gemäß Fig. 1a, b sind ein Gargerät 1, ein Kochfeld 2, ein Sensor, hier Infrarotsensor 3, ein Sensormeßfleck 4 am Gar­ gerät 1 und ein Sensorgehäuseaufbau 8 erkennbar. Gemäß Fig. 1a, b ist entnehmbar, daß der der sensorgesteuerten Garungs­ einheit zugeordnete Infrarotsensor 3 kochstellenbezogen leicht erhöht oberhalb des Kochfeldes angeordnet ist. Dieser Einbau des Infrarotsensors in eine Kochmulde bietet sich dann an, wenn die Designlinie der Kochmulde eine ein bis zwei cm über der Glaskeramik eingebaute Sensoranordnung ver­ tragen kann. Dabei sind die infrarotsensor-überwachten Koch­ stellen auf der jeweiligen Kochmulde vorzugsweise jene, die in unmittelbarer Nähe der leicht erhöhten Designlinie des Kochfeldes befindlich sind. Für flache Kochmulden ist ein Infrarotsender vorstellbar, der in einer versenkbaren, bzw. abklappbaren Einheit angeordnet ist, die im funktionsfähigen Zustand ca. 2 cm über das Kochfeld 2 herausragen wird, wobei es vorstellbar wäre, daß die Infrarotsensoren durch eine leicht betätigbare Druckvorrichtung aus der Fläche der Glas­ keramik-Kochfläche herausgeklipst werden können. Neben einem festen Installationsaufbau des Infrarotsensors ist es mög­ lich, den Infrarotsensor als lokal veränderbare Konstrukti­ onseinheit auszuführen, wobei der Infrarotsensor immer zu der Kochstelle zugeordnet werden kann, die gerade geregelt werden soll. Die Verbindung zur Elektronik der Kochmulde, bzw. zur Regelelektronik, die das jeweilige Leistungsrelais steuert, kann dabei drahtgebunden, funkorientiert oder auf andere elektronische Weise erfolgen. Solche Systeme sind für Induktions-, Strahlungs- und Halogenkochstellen ausführbar.

Gemäß Fig. 2 sind das Gargerät 1 die Glaskeramik-Kochfläche 2 der Sensormeßfleck 4 am Gargerät 1, eine Sensoranordnung 9, eine der Kochfläche zugeordnete Wand 10, ein Elektronik- Baustein 11, ein Leistungsrelais 12 und eine Arbeitsplatte 13 erkennbar. Aus Fig. 2 ist ersichtlich, daß der Infrarot­ sensor 3 leicht erhöht oberhalb und außerhalb der Kochfläche 2 angeordnet ist, beispielsweise an Vorrichtungen der an­ grenzenden herdnahen Küchenwand 10. In spezieller Weise kann der Infrarotsensor 3 auch in einem Stück Wischleiste oder einem besonderen Gehäuse für Wandmontage eingebaut werden. Ein solcher Aufbau erfordert keinen besonderen Platz und schützt den Sensor gegen Beschädigungen. Die hier in den vorgestellten Garungseinheiten angewendeten Infrarotsensoren empfangen die Infrarotstrahlung von den Wänden des Kochge­ schirres unter der im Sensorsystem integrierten Wirkung ei­ nes Hohlspiegels. Der Schutz des Infrarotsensors vor mecha­ nischer Beschädigung oder Niederschlag von Wrasenkondensat erfolgt gewöhnlich durch ein Infrarotfilter aus Silizium. Solche Sensoren haben nur noch ein Volumen von ca. 2 ccm. Deshalb können sie sinnvoll und praktischerweise an der Kochmulde angebaut bzw. in diese eingebaut bzw. in der nähe­ ren Umgebung angeordnet werden. Gemäß Fig. 2 ist ein solcher Sensor im Wandbereich gegenüber dem Kochfeld angeordnet. Ausgehend von dem Meßfleck 4 am Gargerät 1 wird das Infra­ rotsignal der strahlenden Seitenwand des Gargerätes 1 vom Infrarotsender 3 in der Anordnungsposition 9 empfangen. Der Sensor ist sinnvollerweise so anzuordnen, daß bei nicht auf­ gesetztem Topf Infrarotstrahlung der geregelten Kochstelle auf dem Kochfeld 2 empfangen werden könnte. Dafür ist es notwendig, daß das Kochfeld 2, insbesondere eine Glaskera­ mik-Kochfläche, eine infrarotsensorgerechte Dekorbedruckung 6 besitzt, wobei durch den Infrarotsensor 3 eine Leerlaufer­ kennung der überwachten Kochstelle erfolgen kann. Als sinn­ voll hat sich erwiesen, die Dekorbedruckung des Kochfeldes 2 hügelartig auszuführen. Das zu der sensorgesteuerten Ga­ rungseinheit zugehörige Gargerät 1 muß für Infrarotsensoren tauglich ausgeführt sein, für die meisten im Haushalt nicht aus Edelstahl oder Glas bestehenden Kochgeschirre ist die Infrarotsensor-Tauglichkeit gegeben. Die Wandtemperatur von Kochgeschirren aus Edelstahl oder Glas kann im Originalzu­ stand nicht mit Infrarotsensoren gemessen werden, da Edel­ stahl, besonders im polierten Ausführungszustand, und Glas sehr geringe Infrarot-Emissionsfaktoren besitzen, hingegen sehr hohe Infrarot-Reflexionsfaktoren haben. Dieser Umstand führt bei der Infrarot-Temperaturmessung der Gargerätewände zu außerordentlich starken Meßfehlern. Dieser Meßfehler kann vermieden werden, wenn z. B. Edelstahlgeschirr mit Email far­ big dekoriert wird. Emailoberflächen haben einen ausreichend hohen Infrarot-Emissionsfaktor und gestatten Infrarot-Tempe­ raturmessungen mit genügender Genauigkeit. Diese Methode hat den Nachteil, daß dem Edelstahlgeschirr der typische Stahl­ glanz abhanden kommt. Gargeräte aus Glas kann man nahezu überhaupt nicht emaillieren. Aus diesem Grunde sollten Gar­ geräte aus Glas und auch solche aus Edelstahl mit einer farblosen, transparenten Beschichtung versehen sein, wofür besonders Silikate in Frage kommen. Dies ist darin begrün­ det, daß Silikate hochtransparent und beliebig einfärbbar getönt werden können. Eine Nachrüstung von Gargerättypen aus Glas oder Edelstahl kann durch Bekleben mit einer Folie er­ folgen, womit sie infrarotsystemtauglich werden. Gemäß Fig. 3 und 4 sind die vom Gargerät 1 oder der Kochfeldfläche 2 ausgehenden Infrarotstrahlen zum Infrarotsensor 3 darge­ stellt. So sind die Meßflecke 4 auf dem Gargerät 1 und die verschiedenen Meßflecke auf der jeweiligen Kochstelle er­ kennbar und darüberhinaus eine Möglichkeit angedeutet, wie man Infrarotstrahlung vom Heizkörper 7 bei offener Kochstel­ le, d. h. Kochstelle ohne Topf, zu einer Leerlauferkennung nutzen kann. Da der Infrarotsensor eine richtungsabhängige Empfindlichkeit besitzt, sieht der Infrarotsensor unter ei­ nem sehr flachen Winkel auf die Glaskeramik-Kochfläche oder ein anderes Kochfeld, und kann dadurch die Temperatur der Kochstelle auf dem Kochfeld kaum erkennen. Im praktischen Betrieb ist das Kochfeld 2 durch das zu erwärmende Kochge­ schirr, bzw. Gargerät 1 abgedeckt, die Kochstelle kann daher das Signal des Sensors kaum beeinflussen. Steht auf der Kochstelle kein Gargerät 1, d. h. die Kochstelle läuft leer, dann kann der Infrarotsensor bei geeigneter Ausrichtung die Temperatur eines Sektors der Kochstelle auf dem Kochfeld 2 erfassen. Damit kann durch geeignete Auswertung des Infra­ rotsignales ein Leerlauffall erkannt werden und über die An­ steuerung eines Elektronik-Bausteines mit nachfolgender Lei­ stungsregelung durch ein Relais 12, eine Leistungszufuhr be­ grenzt, bzw. gänzlich unterbunden werden. Besonders gut rea­ giert der Infrarotsensor, wenn die Dekorbedruckung der Koch­ feld-Glaskeramik in Form kleiner Hügel erfolgt ist, da auf diese Weise der Infrarotsensor einen besseren Sichtwinkel auf die heile Glaskeramikfläche erhält.

Es ist auch möglich, unter, in und/oder auf der Glaskeramik Mittel zur Infrarot-Lichtbrechung anzubringen. Damit kann ein kleiner Teil der von Strahlungs- oder Halogenkochstellen erzeugten Infrarotstrahlung direkt in Richtung Infrarotsen­ sor gelenkt werden. Wenn ein Kochgeschirr auf der Glaskera­ mik steht, dann wird dieser Infrarotstrahl durch daß Kochge­ schirr unterbrochen, die Kochstelle wird dann nur durch die Temperatur des Kochgeschirres geregelt.

Eine mit Infrarot-Sensortechnik gesteuerte Garungseinheit besitzt in vorteilhafterweise eine gute Regelkonstanz des Garungsvorganges. Insbesondere ist vorteilhaft, daß der In­ frarotsensor günstig an oder in der Kochmulde positioniert werden kann, daß es möglich ist, den Infrarotsensor in der Umgebung der Kochmulde zu positionieren, daß auch herkömmli­ che Edelstahl- und Glasgargeräte durch Beschichtung infra­ rotsensortechnisch aufbereitet werden können und daß das In­ frarot-Sensorsignal außer der sensorgesteuerten Garung eine Leerlauferkennung liefern kann.

Claims (9)

1. Sensorgesteuerte Garungseinheit, bestehend aus Garge­ rät, Sensorik und Kochfeld, beispielsweise Glaskeramik- Kochfeld, wobei sowohl das Kochfeld als auch das Garge­ rät sensorspezifische Ausgestaltungen enthalten kann, dadurch gekennzeichnet, daß der der sensorgesteuerten Garungseinheit zugeordnete Infra­ rotsensor (3) kochstellenbezogen leicht erhöht oberhalb des Kochfeldes (2) angeordnet ist.

2. Sensorgesteuerte Garungseinheit nach Anspruch 1, da­ durch gekennzeichnet, daß der Infrarotsensor (3) leicht erhöht oberhalb des Kochfeldes (2) angeordnet und mit dem Kochfeld (2) über konstruktive Mittel verbunden ist, wobei der Infrarotsensor (3) in einer versenkba­ ren, bzw. abklappbaren Einheit, die ca. 2 cm über das Kochfeld (2) herausragt, anordenbar sein kann.

3. Sensorgesteuerte Garungseinheit nach Anspruch 1, da­ durch gekennzeichnet, daß der Infrarotsensor (3) leicht erhöht, oberhalb und außerhalb der Kochfläche (2) ange­ ordnet ist, beispielsweise an Vorrichtungen der angren­ zenden herdnahen Küchenwand (10).

4. Sensorgesteuerte Garungseinheit nach Anspruch 1, da­ durch gekennzeichnet, daß das Gargerät (1) infrarotsen­ sortauglich ausgeführt ist.

5. Sensorgesteuerte Garungseinheit nach Anspruch 1, 4, da­ durch gekennzeichnet, daß Gargeräte (1), beispielsweise Edelstahl-Gargeräte, dadurch infrarotsensortauglich werden, daß mindestens in der Meßfleckumgebung der Gar­ gerätewand (4) infrarotsensorgemäße Dekors oder Be­ schichtungen aufgebracht sind.

6. Sensorgesteuerte Garungseinheit nach Anspruch 1, 4, da­ durch gekennzeichnet, daß Edelstahl-Gargeräte (1) min­ destens am Umfang der Meßfleckumgebung der Gargeräte­ wand (4) emailliert sind.

7. Sensorgesteuerte Garungseinheit nach Anspruch 1, 4, da­ durch gekennzeichnet, daß Gargeräte (1) aus Glas oder Edelstahl mit einer farblosen, transparenten infrarot­ sensortauglichen Beschichtung versehen sind.

8. Sensorgesteuerte Garungseinheit nach Anspruch 1, da­ durch gekennzeichnet, daß das Kochfeld (2), insbesonde­ re Glaskeramik-Kochfeld, eine infrarotsensorgerechte Dekorbedruckung (6) besitzt, wobei durch den Infrarot­ sensor (3) eine Leerlauferkennung der überwachten Koch­ stelle erfolgen kann.

9. Sensorgesteuerte Garungseinheit nach Anspruch 1, da­ durch gekennzeichnet, daß die Dekorbedruckung des Koch­ feldes (2) hügelartig ausgeführt ist.