EP0328092A1 - Kochgerät - Google Patents

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EP0328092A1
EP0328092A1 EP89102216A EP89102216A EP0328092A1 EP 0328092 A1 EP0328092 A1 EP 0328092A1 EP 89102216 A EP89102216 A EP 89102216A EP 89102216 A EP89102216 A EP 89102216A EP 0328092 A1 EP0328092 A1 EP 0328092A1
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EP
European Patent Office
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metal detector
cooking appliance
appliance according
cooking
following
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP89102216A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Peter Klein
Lutz Kummer
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Kueppersbusch AG
Kuppersbusch AG
Original Assignee
Kueppersbusch AG
Kuppersbusch AG
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Filing date
Publication date
Priority claimed from DE19883804170 external-priority patent/DE3804170A1/de
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Withdrawn legal-status Critical Current

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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24C—DOMESTIC STOVES OR RANGES ; DETAILS OF DOMESTIC STOVES OR RANGES, OF GENERAL APPLICATION
    • F24C15/00—Details
    • F24C15/10—Tops, e.g. hot plates; Rings
    • F24C15/102—Tops, e.g. hot plates; Rings electrically heated
    • F24C15/105—Constructive details concerning the regulation of the temperature
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B3/00—Ohmic-resistance heating
    • H05B3/68—Heating arrangements specially adapted for cooking plates or analogous hot-plates
    • H05B3/74—Non-metallic plates, e.g. vitroceramic, ceramic or glassceramic hobs, also including power or control circuits
    • H05B3/746—Protection, e.g. overheat cutoff, hot plate indicator
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B2213/00—Aspects relating both to resistive heating and to induction heating, covered by H05B3/00 and H05B6/00
    • H05B2213/05—Heating plates with pan detection means

Definitions

  • the invention relates to a cooking appliance according to the preamble of the first claim.
  • a metal detector is arranged as a sensor for detecting the presence or absence of a metal vessel under a cooking surface of a heating element designed as a closed hob.
  • the sensor is connected to a control element which, in the presence of a metal vessel in the cooking area, switches a circuit of the heating element so that the heating element is only energized. It can be seen that external interference can adversely affect the switching behavior in practical operation.
  • the invention has for its object to take measures in a cooking appliance according to the preamble of the first claim, by means of which disruptive influences by external, in particular electromagnetic, fields are reduced or avoided entirely.
  • a cooking device shown schematically in a detail has a non-metallic, in particular glass-ceramic cooking surface 1, which is designed without openings or the like.
  • a non-magnetic insulating material plate 3 running parallel thereto, the outer edges of which are drawn up in a pot shape up to the underside 2 and which, moreover, carries an electric heating coil 4 on its inner top side 5.
  • the area under the heating element 4 defines a cooking area within the cooking surface 1, which in the example shown is approximately identical to the base 10 of a metallic vessel 6.
  • the presence or absence of this vessel 6 is determined by means of a metal detector 7, which is arranged adjacent to the underside 11 of the insulating material plate 3, the active side of which points towards the cooking area and which is also arranged outside an area covered by the heating element 4.
  • the metal detector 7 acts with its sensor field right into the cooking area and influences a control element, not shown, in such a way that when the vessel 6 is present, the heating element 4 is switched on and the vessel 6 is heated when the switch-on state is otherwise prepared becomes. If the vessel is missing, the circuit of the heating element 4 is interrupted via the metal detector 7 while the switch-on state is still prepared.
  • the entire insulating material plate 3 with the raised outer edges and the heating element 4 is arranged in an adapted, pot-shaped shielding shell 30, which is located in the active area of the Metal detector 7 has an adapted cutout 31. Through this cutout 31, the sensor field of the metal detector 7 passes toward the cooking area through the insulating plate 3 and through the cooking surface 1 into the area on which the vessel 6 is to be placed and can be detected.
  • the shielding shell 30 is preferably made of chromium-nickel steel or aluminum sheet or a non-magnetic material.
  • the metal detector 7 is fixed to the shielding shell 30 by means of a temperature-resistant, permanently elastic adhesive 32, so that expansions cannot lead to mechanical stresses which result in incorrect measurements.
  • the metal sensor 7 is thermally decoupled from the insulating plate 3 by the air gap formed in the cutout 31 and by the adhesive 32, which in turn forms high-quality thermal insulation with a coefficient of thermal conductivity of approximately 0.02 W / mk in order to determine the temperature at the metal detector 7, which emanates from the heating element 4, in order to avoid malfunctions as low as possible.
  • the metal detector 7 has a shell core made of a ferrite with a high Curie temperature and a winding made of a wire with a high-temperature-resistant insulation.
  • the metal detector 7 can be arranged in the air stream of a blower or a convection shaft in order to be able to keep its temperature as constant as possible.
  • the air flow can be controlled as a function of the temperature of the metal sensor 7.
  • a heating resistor 33 is assigned to the metal detector, which thermostatically controlled keeps the temperature of the metal sensor 7 largely constant.
  • the shielding shell 30 is provided with at least one slot 34 in order to reduce interfering ring currents which can arise in the shielding shell 30 from the alternating electromagnetic field emanating from the active area of the metal detector 7.
  • This slot 34 preferably extends from the cutout 31 in the radial direction on one side through the raised edge (FIG. 2). It is also possible to have a plurality of S, only partial lengths of the shielding shell 30 Slots are provided. The metal detector 7 is less electrically damped by the slitting and therefore its effectiveness is increased.
  • the shielding shells 30 are expediently electrically insulated from one another and from a common, only indicated, support frame 35 in order to avoid mutual interference. This measure is expediently also applied between the support frame 35 and a device housing 36, which is also only indicated.
  • the metal detector is only activated briefly, or during the period in which the switching on of a heating device is possible or prepared, by manually operated switching devices, or is interrogated electrically.
  • the circuit of the heating element 3 is interrupted in any case during the brief activation or query of the metal detector 7.
  • the magnetic field of the heating element 3 can then cause no control errors.
  • the pulse operation of the metal detector 7 is particularly suitable in the case of a plurality of heating devices because all metal detectors can then be activated and / or queried in succession with a control element as to whether or not a metal vessel 6 is placed on the associated cooking area.
  • Each heating device is preferably connected to an energy controller 39 or temperature limiter, which interrupts the circuit of the respectively assigned heating element 3 when predetermined operating conditions are reached. These interruptions are preferably communicated to the control element, which then activates and / or queries the associated metal detector 7. This saves interruptions in the circuit and avoids additional radio interference.
  • the metal detector (s) 7 is operated in pulsed mode, a delay in the switching process may occur when the vessel 6 is placed on and removed, but the pulse frequency can be chosen so high that no noticeable disadvantages arise. Otherwise, the interruption of the circuit for the heating element 3 is, for example, 0.5 seconds.
  • the area within which the metal detector 7 detects a vessel 6 placed thereon is designated 37 in FIG. 1 and is in alignment with the cutout 31 and the area 38 on the upper side 5 of the insulating material plate 3 that is free of turns of the heating element 4.

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Abstract

Ein Kochgerät weist eine Heizeinrichtung aus einer Isolierstoffplatte 3 und einem daraufliegenden Heizelement 4 unter einem Kochbereich auf. Ein auf den Kochbereich aufgesetztes Metallgefäß 6 wird mittels eines Metalldetektors 7 angeordnet, der außerhalb eines vom Heizelement 4 bedeckten Bereichs zugeordnet ist und ein Steuerelement zur Steuerung des Stromkreises des Heizelements 4 beeinflußt. Um Störungen weitgehend zur verhindern, ist die Isolierstoffplatte 3 mit dem Heizelement 4 von einer Abschirmschale 30 untergriffen, die im Bereich des Metalldetektors 7 einen angepaßten Ausschnitt 31 aufweist. Daneben kann der Metalldetektor 7 impulsweise betrieben werden, wobei das Heizelement 4 während der Impulsdauer kurzzeitig ausgeschaltet ist.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Kochgerät gemäß dem Oberbegriff des ersten Anspruchs.
  • Bei einem bekannten Kochgerät dieser Art (FR-PS 13 92 763) ist unter einer als geschlossenes Kochfeld ausgebildeten Kochfläche eines Heiz­elements ein Metalldetektor als Sensor zur Erfassung des Vorhanden­seins oder Fehlens eines Metallgefäßes angeordnet. Der Sensor ist an ein Steuerelement angeschlossen, das bei Vorhandensein eines Metallge­fäßes im Kochbereich einen Stromkreis des Heizelementes schaltet, so daß nur dann das Heizelement an Spannung gelegt ist. Es zeigt sich, daß im praktischen Betrieb äußere Störeinflüsse das Schaltverhalten nachteilig beeinflussen können.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einem Kochgerät gemäß dem Oberbegriff des ersten Anspruchs Maßnahmen zu treffen, durch welche störende Einflüsse durch äußere, insbesondere elektromagneti­sche Felder vermindert oder ganz vermieden werden.
  • Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt gemäß der Erfindung durch die kennzeichnenden Erfindungsmerkmale.
  • Bei einem Aufbau eines Kochgerätes gemäß der Erfindung wird nicht nur eine Energieeinsparung dadurch erzielt, weil das Heizelement nur bei vorhandenem Gefäß eingeschaltet wird, vielmehr werden auch Stör­einflüsse auf den Metalldetektor, bzw. von ihm ausgehende Störfelder durch die Abschirmschale minimiert. Daneben ist es zweckmäßig den Metallsensor durch das Steuerelement nur kurzzeitig, aber wiederholt zu aktivieren bzw. auf das Vorhandensein bzw. Fehlen des Gefäßes abzufragen und während dieser Aktivierungs- bzw. Abfragedauer auf jeden Fall das Heizelement auszuschalten, um Störungen durch davon erzeugte Magnetfelder zu vermeiden.
  • Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Ansprü­chen angegeben.
  • Die Erfindung ist nachfolgend anhand der Skizzen eines Ausführungs­beispiels näher erläutert.
  • Es zeigen:
    • - Fig. 1 eine einzelne Kochstelle eines Kochgerätes mit einer Heizeinrichtung und
    • - Fig. 2 eine Abschirmschale für die Heizeinrichtung
  • Ein in einem Ausschnitt schematisch dargestellten Kochgerät weist eine nicht metallische, insbesondere glaskeramische Kochfläche 1 auf, die ohne Durchbrüche oder dergl. und plan ausgebildet ist. Mit Abstand unterhalb der Unterseite 2 der Kochfläche 1 befindet sich eine parallel dazu verlaufende unmagnetische Isolierstoffplatte 3, deren Außenränder topfförmig nach oben bis an die Unterseite 2 hochgezogen sind und die im übrigen eine elektrische Heizwendel 4 auf ihrer innenliegenden Oberseite 5 trägt. Die vom Heizelement 4 untergriffene Fläche be­stimmt innerhalb der Kochfläche 1 einen Kochbereich, der im darge­stellten Beispiel mit dem Boden 10 eines metallischen Gefäßes 6 etwa identisch ist. Das Vorhandensein oder Fehlen dieses Gefäßes 6 wird mittels eines Metalldetektors 7 festgestellt, der der Unterseite 11 der Isolierstoffplatte 3 benachbart angeordnet ist, dessen aktive Seite zum Kochbereich hinweist und der zudem außerhalb eines vom Heizelement 4 bedeckten Bereiches angeordnet ist.
  • Der Metalldetektor 7 wirkt mit seinem Sensorfeld bis in den Kochbe­reich hinein und beeinflußt ein nicht gezeigtes Steuerelement in der Weise, daß bei vorhandenem Gefäß 6 bei sonst vorbereitetem Ein­schaltzustand das Heizelement 4 eingeschaltet und das Gefäß 6 beheizt wird. Fehlt das Gefäß, wird über den Metalldetektor 7 bei noch vorbe­reitetem Einschaltzustand der Stromkreis des Heizelementes 4 unterbrochen.
  • Um Störungen, insbesondere von benachbarten und ähnlich aufgebauten Heizeinrichtungen zumindest weitgehend auszuschalten bzw. Störfelder nicht nach außen gelangen zu lassen, ist die gesamte Isolierstoffplatte 3 mit den hochgezogenen Außenrändern und dem Heizelement 4 in einer angepaßten, topfförmigen Abschirmschale 30 angeordnet, die im aktiven Bereich des Metalldetektors 7 einen angepaßten Ausschnitt 31 besitzt. Durch diesen Ausschnitt 31 tritt das Sensorfeld des Metallde­tektors 7 zum Kochbereich hin durch die Isolierstoffplatte 3 und durch die Kochfläche 1 bis in den Bereich hindurch, auf den das Gefäß 6 aufzusetzen ist und detektiert werden kann. Die Abschirmschale 30 besteht vorzugsweise aus Chromnickelstahl- oder Aluminiumblech bzw. einem nichtmagnetischen Material. Der Metalldetektor 7 ist mittels eines temperaturbeständigen, dauerelastischen Klebers 32 an der Abschirmschale 30 festgesetzt, so daß Dehnungen zu keinen mechani­schen Verspannungen führen können, die Fehlmessungen nach sich ziehen.
  • Dabei ist der Metallsensor7 durch den in dem Ausschnitt 31 gebildeten Luftspalt und durch den Kleber 32 thermisch von der Isolierstoffplatte 3 entkoppelt, die ihrerseits eine hochwertige Wärmedämmung mit einer Wärmeleitzahl von ca. 0,02 W/mk bildet, um am Metalldetektor 7 die Temperatur, die vom Heizelement 4 ausgeht, zur Vermeidung von Störungen möglichst niedrig zu halten. Um dennoch bei auftretenden, erhöhten Temperaturen ohne Störungen arbeiten zu können, weist der Metalldetektor 7 einen Schalenkern aus einem Ferrit mit hoher Curie­temperatur sowie eine Wicklung aus einem Draht mit einer hochtem­peraturfesten Isolierung auf. Außerdem kann der Metalldetektor 7 im Luftstrom eines Gebläses oder eines Konvektionsschachts angeordnet sein, um seine Temperatur möglichst gleich halten zu können. Der Luftstrom kann gesteuert sein in Abhängigkeit von der Temperatur des Metallsensors 7. Daneben ist dem Metalldetektor ein Heizwiderstand 33 zugeordnet, der thermostatisch gesteuert die Temperatur des Metall­sensors 7 weitgehend konstant hält. Durch diese die Temperatur steuernden Mittel bleibt die Empfindlichkeit des Metalldetektors auch bei den verschiedenen, im Betrieb auftretenden störenden Temperaturen hinreichend gleich.
  • Im übrigen ist die Abschirmschale 30 zu Verminderung von störenden Ringströmen, die durch das vom aktiven Bereich des Metalldetektors 7 ausgehende elektromagnetische Wechselfeld in der Abschirmschale 30 entstehen können,wenigstens mit einem Schlitz 34 versehen. Dieser Schlitz 34 reicht vorzugsweise ausgehend vom Ausschnitt 31 in radialer Richtung einseitig bis durch den hochgezogenen Rand (Fig. 2). Es können auch mehrere, nur Teillängen der Abschirmschale 30 aufweiende S
    Schlitze vorgesehen werden. Durch das Schlitzen wird der Metalldetek­tor 7 weniger elektrisch bedämpft und daher seine Wirksamkeit erhöht.
  • Werden mehrere derartige Heizeinrichtungen nebeneinander unter einer gemeinsamen Kochfläche 1 angeordnet, dann sind zweckmäßig zur Vermeidung von gegenseitigen Beeinflussungen die Abschirmschalen 30 gegeneinander sowie gegenüber einem gemeinsamen, nur angedeuteten Trägerrahmen 35 elektrisch isoliert. Diese maßnahme wird zweckmäßig auch zwischen dem Trägerrahmen 35 und einem ebenfalls nur angedeu­teten Gerätegehäuse 36 angewandt.
  • Eine Möglichkeit zur Unterbindung von Störeinflüssen besteht auch darin, daß der Metalldetektor nur kurzzeitig, aber während der Dauer, in welcher durch manuell zu betätigende Schalteinrichtungen die Einschaltung einer Heizeinrichtung möglich bzw. vorbereitet ist, wie­derholt impulsmäßig aktiviert wird oder elektrisch abgefragt wird. Dabei wird während der kurzzeitigen Aktivierung bzw. Abfrage des Metalldetektors 7 der Stromkreis des Heizelementes 3 in jedem Fall unterbrochen. Das Magnetfeld des Heizelementes 3 kann dann keine Fehlsteuerung verursachen. Dabei eignet sich der Impulsbetrieb des Metalldetektors 7 besonders bei mehreren Heizeinrichtungen, weil dann mit einem Steuerelement alle Metalldetektoren nacheinander aktiviert und/oder abgefragt werden können, ob ein metallisches Gefäß 6 auf dem zugehörigen Kochbereich aufgesetzt ist oder nicht.
  • Vorzugsweise ist jeder Heizeinrichtung ein Energieregler 39 oder Temperaturbegrenzer zugeschaltet, der den Stromkreis des jeweils zugeordneten Heizelementes 3 bei Erreichen vorgegebener Betriebsbe­dingungen unterbricht. Diese Unterbrechungen werden vorzugsweise dem Steuerelement mitgeteilt, das dann den zugehörigen Metalldetektor 7 aktiviert und/oder abfragt. Hierdurch werden Unterbrechungen des Stromkreises eingespart und zusätzliche Funkstörungen vermieden.
  • Bei impulsmäßigem Betreiben des oder der Metalldetektoren 7 wird zwar bei Aufsetzen wie beim Abnehmen des Gefäßes 6 möglicherweise eine Verzögerung des Schaltvorganges eintreten, jedoch kann die Impulsfrequenz so hoch gewählt werden, daß keine merklichen Nachteile erwachsen. Im übrigen liegt die Unterbrechungsdauer des Stromkreises für das Heizelement 3 beispielsweise bei 0,5 Sekunden.
  • Schließlich ist es möglich, Maßnahmen zu treffen, daß die Justierung der Topferkennungseinrichtung automatisch erfolgt, derart, daß die Elektronik sich dann selbst justiert, wenn sie erkennt, daß kein Topf bzw. Gefäß aufgesetzt ist. Der Bereich, innerhalb welchem der Metall­detektor 7 ein aufgesetztes Gefäß 6 detektiert, ist in Fig. 1 mit 37 bezeichnet und liegt in einer Flucht mit dem Ausschnitt 31 sowie dem von Windungen des Heizelementes 4 freien Bereich 38 auf der Ober­seite 5 der Isolierstoffplatte 3.

Claims (18)

1. Kochgerät mit einer Heinzeinrichtung in einem Kochbereich, in den ein Metallgefäß bringbar ist, und mit einem Metalldetektor, der in den Kochbereich wirkt sowie ein Steuerelement beein­flußt, das bei Vorhandensein eines Metallgefäßes einen Strom­kreis des Heizelementes schaltet, dadurch gekennzeichnet, daß die Heizeinrichtung von einer Abschirmschale (30) untergriffen ist, die im Bereich des Metalldetektors (7) einen angepaßten Ausschnitt (31) aufweist.
2. Kochgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die topfförmige Abschirmschale (30) geschlitzt ist.
3. Kochgerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Abschirmschale (30) ausgehend vom Ausschnitt (31) in radialer Richtung geschlitzt ist.
4. Kochgerät nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die Isolierstoffplatte (3) eine Wärmeleitzahl von ca. 0,02 W/mK aufweist.
5. Kochgerät nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß sich zwischen dem Metalldetektor (7) und der Isolierstoffplatte (3) ein Luftspalt (31) befindet.
6. Kochgerät nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß der Metalldetektor (7) mittels eines tempe­raturbeständigen, dauerelastischen Klebers (32) an der Abschirm­schale (30) festgesetzt ist.
7. Kochgerät nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß der Schalenkern des Metalldetektors (7) ein Ferritkern mit hoher Curietemperatur ist und die Wicklung aus einem Draht mit einer hochtemperaturfesten Isolierung besteht.
8. Kochgerät nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die Abschirmschale (30) aus Chrom-Nickel-­Stahl oder Aluminium bzw. einem nichtmagnetischen Material besteht.
9. Kochgerät nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Heizeinrichtungen nebeneinander angeordnet sind und daß die Abschirmschalen (30) gegeneinander sowie gegenüber einem gemeinsamen Trägerrahmen (35) elek­trisch isoliert sind.
10. Kochgerät nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Trägerrahmen (35) gegenüber einem die Heizeinrichtungen tragenden Gerätegehäuse (36) elektrisch isoliert ist.
11. Kochgerät nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß dem Metalldetektor (7) Mittel zugeordnet sind, die seine Temperatur steuern.
12. Kochgerät nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Metalldetektor (7) in einem Luftströmungsweg angeordnet ist.
13. Kochgerät nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Metalldetektor (7) mit einem Gebläse gekühlt wird.
14. Kochgerät nach Anspruch 11, 12 oder 13, dadurch gekennzeich­net, daß dem Metalldetektor (7) ein thermostatisch gesteuerter, elektrisch beheizter Widerstand (33) zugeordnet ist.
15. Kochgerät, insbesondere nach Anspruch 1 oder einem der fol­genden, dadurch gekennzeichnet, daß der Metalldetektor (7) wiederholt kurzzeitig durch das Steuerelement aktiviert oder abgefragt wird und daß während dieser Dauer der Stromkreis des Heizelementes (4) unterbrochen ist.
16. Kochgerät nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß räumlich nebeneinander angeordnete Heizeinrichtungen vorgesehen sind und daß deren Metalldetektor (7) nacheinander aktiviert und/oder abgefragt werden.
17. Kochgerät nach Anspruch 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, daß dem Heizelement (4) ein Energieregler (39) vorgeschaltet ist und daß der zugehörige Metalldetektor (7) während der Aus­schaltdauer des Heizelementes (4) aktiviert oder abgefragt wird.
18. Kochgerät nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die Justierung der Topferkennung automa­tisch erfolgt, derart, daß das Steuerelement sich dann selbst justiert, wenn es erkennt, daß kein Topf vorhanden ist.
EP89102216A 1988-02-11 1989-02-09 Kochgerät Withdrawn EP0328092A1 (de)

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DE19883804170 DE3804170A1 (de) 1987-04-06 1988-02-11 Kochgeraet

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EP0328092A1 true EP0328092A1 (de) 1989-08-16

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EP89102216A Withdrawn EP0328092A1 (de) 1988-02-11 1989-02-09 Kochgerät

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