-
Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Kochgerät mit einer Kochplatte, z.
B. aus einem Glaskeramikmaterial, und mit einer elektrischen Strahlungsheizvorrichtung
mit mehreren Heizzonen. Derartige mehrere Heizzonen sind im Wesentlichen
nebeneinander angeordnet, wie z. B. in konzentrischer Beziehung.
-
Es
ist, z. B. aus GB-A-2 263 379, bekannt, Heizvorrichtungen mit zwei
oder drei konzentrisch angeordneten Heizzonen bereitzustellen, wobei
jede der Zonen wenigstens ein elektrisches Heizelement enthält. Die
Anordnung sieht vor, dass eine zentrale Heizzone allein oder zusammen
mit der oder den konzentrisch angeordneten äußeren Heizzone oder -zonen
unter Strom gesetzt wird. Eine solche Anordnung ermöglicht das
Bereitstellen von Heizflächen verschiedener
Größen für Kochbehälter entsprechend
verschiedener Größen auf
der die Heizvorrichtung überlagernden
Kochplatte.
-
Um
die Temperatur der Kochplatte zu begrenzen, um eine Beschädigung daran
zu verhindern, ist es gut bekannt, eine Schaltvorrichtung bereitzustellen,
die eine sich differentiell ausdehnende Stangen-Röhren-Kombination aufweist,
die angeordnet ist, um sich über
die Heizzonen der Heizvorrichtung zu erstrecken. Eine derartige
Schaltvorrichtung ist angeordnet, um in erster Linie auf die zentrale Heizzone
zu reagieren. Dies wird durch Bereitstellen wenigstens eines Temperaturkompensationsabschnitts
der Stangen-Röhren-Kombination,
wo sie über
die ein oder zwei äußeren Heizzonen
verläuft, oder
durch Abschirmen der Stangen-Röhren-Kombination mit Wärmeisoliermaterial,
wo sie die ein oder zwei äußeren Heizzonen überquert,
erreicht. Derartige Anordnungen bewirken effektiv eine thermische Desensibilisierung
der Stangen-Röhren-Kombination dort,
wo sie über
die ein oder zwei äußeren Heizzonen
verläuft,
so dass die Eichung der Schaltvorrichtung unter Bedingungen eingestellt
werden kann, bei denen nur die zentrale Heizzone unter Strom steht, ohne
dass frühes
Umschalten der Schaltvorrichtung bewirkt wird, wenn die ein oder
zwei äußeren Heizzonen
zusätzlich
unter Strom gesetzt werden.
-
Derartige
mechanische temperaturkompensierende oder physikalische Abschirmungsanordnungen
sind teuer und beschwerlich und im Betrieb nicht völlig einwandfrei.
-
Ein
weiteres Problem besteht darin, dass, während es früher allgemein üblich war,
die Heizzonen der Heizvorrichtungen durch wenigstens eine Wand aus
Wärmeisoliermaterial
zu trennen, räumliche
Beschränkungen,
besonders bei Heizvorrichtungen mit mehr als zwei Zonen, es erforderlich
gemacht haben, dass auf eine solche wenigstens eine Wand verzichtet
wird. Die Heizzonen sind daher nicht unterteilt und infolgedessen
ist die Leistung zum Kochen einer Flüssigkeit in einem über der
Heizvorrichtung auf der Kochplatte befindlichen Behälter schwach, außer dann,
wenn alle Heizzonen unter Strom stehen.
-
Es
ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, diese Probleme zu lösen oder
zu minimieren.
-
Gemäß der vorliegenden
Erfindung ist ein Kochgerät
vorgesehen, umfassend eine Kochplatte und wenigstens eine hinter
der Kochplatte befindliche elektrische Strahlungsheizvorrichtung,
wobei die Heizvorrichtung mehrere Heizzonen hat, die im Wesentlichen
nebeneinander angeordnet und jeweils mit wenigstens einem elektrischen
Heizelement versehen sind, wobei eine erste Heizzone angeordnet ist,
um allein oder zusammen mit einer oder mehreren weiteren Zonen der
mehreren Heizzonen unter Strom gesetzt zu werden, und eine Temperaturmessbaugruppe
zum Fühlen
einer Temperatur der Kochplatte, wobei die Temperaturmessbaugruppe
ein elektrisches Bauteil beinhaltet, das sich auf einer innerhalb
der ersten Heizzone einge schränkten
Position befindet und einen elektrischen Parameter hat, der sich
als Funktion der Temperatur ändert,
und wobei eine elektronische Steuereinrichtung für die wenigstens eine Heizvorrichtung
bereitgestellt ist und mithilfe elektrischer Kabel mit dem elektrischen
Bauteil verbunden ist, wobei die elektronische Steuereinrichtung
zum Erfassen der Anzahl von unter Strom stehenden Heizzonen der
wenigstens einen Heizvorrichtung und zum Regeln der Energiezuführung zur Heizvorrichtung
in Abhängigkeit
von dem erfassten elektrischen Parameter des elektrischen Bauteils
und von der vorhergesagten Temperatur der Kochplatte betreffend
denjenigen Bereich der Kochplatte, der von der Heizvorrichtung eingenommen
wird, ausgebildet ist.
-
Die
mehreren Heizzonen der wenigstens einen Heizvorrichtung können voneinander
ungeteilt sein.
-
Die
mehreren Heizzonen der wenigstens einen Heizvorrichtung können konzentrisch
angeordnet und so sein, dass die erste Heizzone eine zentrale Heizzone
ist, die allein und mit einer oder mehreren weiteren, konzentrisch
damit angeordneten Zonen unter Strom gesetzt werden kann. Die wenigstens
eine Heizvorrichtung kann mit einer ersten und einer zweiten Heizzone
oder mit einer ersten, einer zweiten und einer dritten Heizzone
versehen sein.
-
Die
wenigstens eine Heizvorrichtung kann mit einem schalenartigen Träger versehen
sein, der eine Basis aus Wärme-
und elektrischem Isoliermaterial umfasst oder beinhaltet, wobei
die Heizelemente der Heizzonen relativ zur Basis getragen werden.
-
Die
wenigstens eine Heizvorrichtung kann mit einer peripheren Wand aus
Wärme-
und elektrischem Isoliermaterial versehen sein. Die periphere Wand
kann von der Basis getrennt oder in sie integriert sein.
-
Das
elektrische Bauteil kann einen Widerstandstemperaturmessfühler umfassen,
wie einen Platin-Widerstandstemperaturmessfühler, dessen elektrischer Widerstand
sich als Funktion der Temperatur ändert.
-
Die
Temperaturmessbaugruppe kann eine Sonde umfassen, die sich von einer
Peripherie der wenigstens einen Heizvorrichtung über eine Mehrzahl der mehreren
Heizzonen erstreckt. Das elektrische Bauteil kann sich in einer
Röhre der
Sondenbaugruppe befinden. Die Röhre
der Sondenbaugruppe kann Metall, Keramik oder Glaskeramik umfassen.
-
Die
Kochplatte kann aus Glaskeramikmaterial sein.
-
Die
elektronische Steuereinrichtung kann ausgebildet sein, um eine anfängliche
Temperaturerhöhungseinstellung
und/oder Temperaturanstieggeschwindigkeit bezüglich der Kochplatte in Bezug
auf eine ausgewählte
unter Strom stehende Heizzone oder eine Kombination von unter Strom
stehenden Heizzonen bereitzustellen.
-
Die
elektronische Steuereinrichtung kann einen mikroprozessorgesteuerten
Controller umfassen.
-
Die
Anordnung der Temperaturmessbaugruppe in der Heizvorrichtung mit
dem auf Temperatur reagierenden elektrischen Bauteil innerhalb der Grenzen
der ersten Heizzone, die immer unter Strom steht, ist insofern vorteilhaft,
als das auf Temperatur reagierende elektrische Bauteil in erster
Linie auf die Temperatur in der ersten Heizzone reagiert, obwohl es
in geringem Maße
vom zusätzlichen
Betrieb der wenigstens einen weiteren Heizzone thermisch beeinflusst
wird. Daraus folgt, dass eine mechanische Temperaturkompensation
oder eine physikalische Abschirmung dort, wo sich die Temperaturmessbaugruppe über die äußere Heizzone
oder die äußeren Heizzonen
erstreckt, unnötig
ist. Darüber
hinaus ermöglicht
das Zusammenwirken zwischen der elektronischen Steuereinrichtung
und dem auf Temperatur reagierenden elektrischen Bauteil, dass optimierte Erhitzungsgeschwindigkeiten
und maximale sichere Temperaturen der Kochplatte unabhängig von
der ausgewählten
Kombination der Heizzonen erhalten werden können, und sorgt in allen Heizzonenkombinationen
für ausgezeichnete
Kochleistung auf der Kochplatte.
-
Zum
besseren Verständnis
der vorliegenden Erfindung und zur Verdeutlichung, wie sie ausgeführt werden
kann, wird im Folgenden beispielhaft auf die Begleitzeichnungen
Bezug genommen. Dabei zeigt:
-
1 eine
Draufsicht auf eine Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen elektrischen
Strahlungsheizvorrichtung, die mit der schematisch dargestellten
elektronischen Steuereinrichtung versehen ist, und
-
2 einen
Querschnitt der Heizvorrichtung von 1.
-
Eine
elektrische Strahlungsheizvorrichtung 2 umfasst einen schalenartigen
Metallträger 4,
in dem sich eine Basis 6 aus Wärme- und elektrischem Isoliermaterial
befindet, wie z. B. mikroporöses
Wärme- und
elektrisches Isoliermaterial, und eine periphere Wand 8 aus
Wärme-
und elektrischem Isoliermaterial. Die periphere Wand 8 kann
in die Basis 6 integriert oder von ihr getrennt sein und
ist zum Berühren
der Unterseite einer Kochplatte 10, z. B. aus Glaskeramikmaterial,
angeordnet, wenn die Heizvorrichtung 2 für Betrieb
in einem Kochgerät
eingebaut ist.
-
In
der Heizvorrichtung 2 sind drei ungeteilte und ineinander übergehende
Heizzonen nebeneinander bereitgestellt. Eine innere oder zentrale
Heizzone 12 ist in der Mitte der Heizvorrichtung gebildet, eine
Zwischenheizzone 14 ist konzentrisch um die innere Heizzone 12 herum
gebildet und eine äußere Heizzone 16 ist
konzentrisch um die Zwischenheizzone 14 herum gebildet.
-
Wie
in 2 gezeigt wird, wird die zentrale Heizzone 12 von
wenigstens einem Heizelement 18 definiert, die Zwischenheizzone 14 wird
von wenigstens einem Heizelement 20 definiert und die äußere Heizzone 16 wird
von wenigstens einem Heizelement 22 definiert.
-
Die
Heizelemente 18, 20, 22 sind relativ
zur Basis 6 gelagert und umfassen eine beliebige der gut bekannten
Elementformen, wie Draht-, Band-, Folien- oder Lampenelementformen
oder Kombinationen davon. Insbesondere umfassen die Heizelemente 18, 20, 22 gewellte
Bandheizelemente, die hochkantig auf der Basis 6 gelagert
sind.
-
Die
Heizelemente 18, 20, 22 sind elektrisch mit
einer Klemmleiste 24 verbunden und zum Zuführen von
Energie aus einer Stromversorgung 26 durch ein Relais 28,
das von der mikroprozessorgestützten elektronischen
Steuereinrichtung 30 gesteuert wird, angeordnet.
-
Die
Heizvorrichtung 2 ist so angeordnet, dass im Betrieb das
Heizelement oder die Heizelemente 18 in der zentralen Heizzone 12 immer
unter Strom stehen, aber zusätzlich
mit dem Heizelement oder den Heizelementen 20 in der Zwischenheizzone 14 und
ferner zusätzlich
mit dem Heizelement oder den Heizelementen 22 in der äußeren Heizzone 16 unter
Strom gesetzt werden können.
Das bedeutet, dass, wenn ein kleiner Kochbehälter 32A erhitzt werden
soll, der sich auf der Kochplatte 10 über im Wesentlichen der zentralen
Heizzone 12 befindet, nur die zentrale Heizzone 12 so
angeordnet wird, dass sie unter Strom steht.
-
Wenn
ein größerer Kochbehälter 32B erhitzt werden
soll, der sich auf der Kochplatte 10 im Wesentlichen über der
zentralen Heizzone 12 und der Zwischenheizzone 14 befindet,
wird zusätzlich
zur zentralen Heizzone 12 die Zwischenheizzone 14 so angeordnet,
dass sie unter Strom steht.
-
Wenn
ein noch größerer Kochbehälter 32C erhitzt
werden soll, der sich auf der Kochplatte 10 im Wesentlichen über der
zentralen Heizzone 12, der Zwischenheizzone 14 und
der äußeren Heizzone 16 befindet,
werden sowohl die Zwischenheizzone 14 als auch die äußere Heizzone 16 so
angeordnet, dass sie zusätzlich
zur zentralen Heizzone 12 unter Strom stehen.
-
Eine
Temperaturmesssondenbaugruppe 34 ist angeordnet, um sich
im Zwischenraum zwischen den Heizelementen 18, 20, 22 und
der Kochplatte 10 von einer Peripherie der Heizvorrichtung 2 über die drei
Heizzonen 12, 14, 16 zu erstrecken. Die
Sondenbaugruppe 34 umfasst eine Röhre 36, z. B. aus
Metall, Keramik oder Glaskeramik, die mithilfe eines Halters 40 an
einem Ende 38 davon an dem schalenartigen Metallträger 4 der
Heizvorrichtung 2 befestigt ist.
-
Ein
Widerstandstemperaturmessfühler (RTD) 42,
besonders ein Platin-Widerstandstemperaturmessfühler (PRTD),
dessen elektrischer Widerstand sich als Funktion der Temperatur ändert, ist
so in der Röhre 36 positioniert,
dass er innerhalb der zentralen Heizzone 12 eingeschlossen
ist. Der Widerstandstemperaturmessfühler 42 hat damit
verbundene elektrische Kabel 44, die entlang der Röhre 36 verlaufen
und zum Verbinden mit der elektronischen Steuereinrichtung 30 angeordnet
sind.
-
Die
Konstruktion der Temperaturmesssondenbaugruppe 34 kann
wie in GB 0107042.4 beschrieben sein.
-
Anstelle
des Widerstandstemperaturmessfühlers 42 könnte eine
andere Form von elektrischem Bauteil mit einem elektrischen Parameter,
der sich als Funktion der Temperatur ändert, in Betracht gezogen
werden.
-
Da
der Widerstandstemperaturmessfühler 42 ein
relativ kleines diskretes Bauteil ist, das sich innerhalb der zentralen
Heizzone 12 befindet, reagiert er in erster Linie auf die
Temperatur in der zentralen Heizzone 12 und wird davon,
dass die Zwischen- und die äußere Heizzone 14 und 16 zusätzlich unter Strom
gesetzt werden, thermisch minimal beeinflusst. Die Eichung des Widerstandstemperaturmessfühlers 42 ist
daher nur in einem kleinen Maß davon
betroffen, ob die Zwischenheizzone 14 zusätzlich unter
Strom steht oder ob die Zwischenheizzone 14 und die äußere Heizzone 16 zusätzlich unter Strom
stehen, sodass frühes
Abschalten der Heizelemente in Reaktion auf die Temperaturmesssondenbaugruppe 34 unwahrscheinlich
ist, wenn die Zwischen- und/oder die äußere Heizzone 14, 16 zusätzlich unter
Strom gesetzt wird bzw. werden.
-
Der
Widerstandstemperaturmessfühler 42 wird
in Kooperation mit der elektronischen Steuereinrichtung 30 geeicht,
sodass das Heizelement oder die Heizelemente, wenn in der zentralen
Heizzone 12 eine vorbestimmte Temperatur erreicht wird,
angeordnet werden, um ausgeschaltet zu werden, und auch die Heizelemente 20 und 22,
wenn sie unter Strom standen. Das Überhitzen der Kochplatte 10 und
Wärmeschäden daran
werden somit vermieden. Dies ist besonders wichtig, wenn die Kochplatte 10 aus
Glaskeramikmaterial ist.
-
Die
elektronische Steuereinrichtung 30 ist zum Erfassen der
Zahl der unter Strom stehenden Heizzonen ausgeführt, nämlich, ob die zentrale Heizzone 12 allein
unter Strom steht oder zusammen mit der Zwischenheizzone 14 oder
mit der Zwischenheizzone und der äußeren Heizzone 14 und 16.
Diese Erfassung kann beispielsweise durch Ermitteln, ob ein Bedienknopf
in einer Stellung zum Zuführen
von Energie zur betreffenden Heizzone ist oder nicht, bewirkt werden.
-
Das
Zuführen
von Energie zur Heizvorrichtung kann als Ergebnis einer solchen
Erfassung gesteuert werden. Beispielsweise kann das Einstellen der
Energiezuführung
auf der Basis einer gewünschten
Beziehung zwischen dem elektrischen Widerstand des Widerstandstemperaturmessfühlers 42 in der
Sondenbaugruppe 34 und der vorhergesagten Temperatur der
Kochplatte 10 auf dem gesamten erhitzten Bereich der Kochplatte 10 bewirkt
werden.
-
Das
heißt,
es wurde festgestellt, dass die vom Messfühler 42 gemessene
Glastemperatur auf Grund einer Erhitzungswirkung auf die Röhre 36 in Abhängigkeit
davon variiert, welche der Heizzonen unter Strom stehen. Die Steuereinrichtung 30 kann aber
derartige Variationen elektronisch kompensieren, anstatt durch Bereitstellen
eines zusätzlichen mechanischen
Temperaturausgleichs oder zusätzlicher
thermischer Abschirmung.
-
Die
elektronische Steuereinrichtung 30 kann mit dem Widerstandstemperaturmessfühler 42 und den
elektrischen Heizelementen 18, 20, 22 zusammenwirken,
um eine anfängliche
Temperaturerhöhungseinstellung
und/oder Temperaturanstieggeschwindigkeit bezüglich der Kochplatte 10 mit
Bezug darauf bereitzustellen, ob die zentrale Heizzone 12 allein
oder zusätzlich
mit der Zwischenheizzone 14 oder ferner zusätzlich mit
der äußeren Heizzone 16 unter
Strom gesetzt wird. Die elektronische Steuereinrichtung 30 kann
so eine Temperaturerhöhung
zu Beginn des Kochzyklus erzeugen, indem sie die maximale Glastemperatur
vorübergehend
auf einen höheren
Wert einstellt. Die vorübergehende
maximale Glastemperatur kann in Abhängigkeit davon, welche der
Heizzonen unter Strom stehen, angepasst werden.
-
Das
Zusammenwirken zwischen der elektronischen Steuereinrichtung 30 und
dem Widerstandstemperaturmessfühler 42 ermöglicht,
dass optimierte Erhitzungsgeschwindigkeiten und maximale sichere Temperaturen
der Kochplatte 10 unabhängig
von der ausgewählten
Kombination der unter Strom stehenden Heizzonen 12, 14, 16 erhalten
werden können, und
sorgt in allen Heizzonenkombinationen mit Bezug auf eine Flüssigkeit
in einem Kochbehälter 32A, 32B, 32C für ausgezeichnete
Kochleistung.
-
Eine
bekannte Form einer Anordnung zur Kochbehältererfassung (nicht gezeigt)
kann in die Heizvorrichtung 2 eingebunden sein und in Assoziation
mit der elektronischen Steuereinrichtung 30 funktionieren,
um das Aufsetzen und Entfernen des Kochbehälters 32A, 32B, 32C auf
die bzw. von der Kochplatte 10 zu erfassen und das Zuführen von
Energie und das Abstellen der Energiezufuhr zu angebrachten Kombinationen
der Heizelemente 18, 20, 22 zu bewirken.
-
Falls
gewünscht,
könnten
die Heizzonen 12, 14, 16 durch Wände aus
Wärmeisoliermaterial 46 gut bekannter
Form getrennt werden, die sich zwischen ihnen befinden und sich
zwischen der Basis 6 und der Kochplatte 10 erstrecken.
-
Anstatt
dass die Heizvorrichtung 10 drei Heizzonen 12, 14, 16 hat,
könnte
die Heizvorrichtung mit einer zentralen Heizzone und nur einer damit
konzentrischen äußeren Heizzone
versehen sein. Alternativ könnte
die Heizvorrichtung eine zentrale Heizzone und mehr als zwei damit
konzentrische äußere Heizzonen
haben.