EP0639743B1

EP0639743B1 - Kochfeld

Info

Publication number: EP0639743B1
Application number: EP94112654A
Authority: EP
Inventors: Henry Dipl.-Ing. Karlheinz
Original assignee: BSH Bosch und Siemens Hausgeraete GmbH
Current assignee: BSH Hausgeraete GmbH
Priority date: 1993-08-18
Filing date: 1994-08-12
Publication date: 2001-05-30
Anticipated expiration: 2014-08-12
Also published as: DE59409763D1; EP0639743A3; DE9312369U1; EP0639743A2

Description

Die Erfindung betrifft ein Kochfeld mit einer aus Glas oder glaskeramischem Material bestehenden Tragplatte, auf deren Oberseite mindestens ein Sensor aufgebracht ist.

Bei Glaskeramik-Kochfeldern ist es üblich, die Ausgangsleistung jeder Heizeinheit zu steuern, um die Glaskeramik vor Überhitzung zu schützen. Dazu wird an der unteren Oberfläche des Glaskeramikmaterials die Temperatur mit einem entsprechenden Sensor gemessen. Diese Anordnung des Sensors erweist sich jedoch als ungünstig, wenn aufgrund der von dem Sensor gelieferten Temperatur-Information die Ausgangsleistung der Heizeinheit geregelt werden soll, um eine vom Benutzer gewählte Kochgeschirr-Temperatur zu erzielen und aufrecht zu erhalten. Andere Meßgrößen, wie beispielsweise das Gewicht eines Kochgeschirrs oder das Erkennen von Flüssigkeit auf der Tragplatte sind bei der Anordnung des Sensors an der unteren Oberfläche der Tragplatte nicht meßbar.

In der DE-A-38 37 096 wird ein Vorsehen eines Sensors zum direkten Messen der Kochgeschirr-Temperatur, also eine Anordnung des Sensors auf der Oberseite des Glaskeramik-Kochfeldes, in Betracht gezogen. Von einer Realisierung dieser Idee wird aber abgeraten, weil dadurch die Kosten erhöht, der Fertigungsprozeß komplizierter gemacht und durch das Vorstehen des Sensors über das Kochfeld wenigstens in gewissem Ausmaß die Vorteile hinsichtlich des Aussehens und der Reinigungsmöglichkeit der ansonsten glatten Kochfeldoberfläche hinfällig gemacht würden.

In der DE-C-32 29 380 ist ein Strahlungsheizer für Elektroherde mit Glaskeramik-Deckplatten beschrieben, wobei sich im Bereich der Kochzone an der Unterseite der Deckplatte zwei Sensoren, nämlich ein Temperaturfühler und eine Metallplatte zum Bestimmen des Ausmaßes der Wölbung gewölbter Kochgeschirre, befinden.

In dem DE-GM-88 01 334.0 sind Glaskeramik-Kochfelder beschrieben, bei denen das auf die Oberseite von Glaskeramikplatten aufgedruckte Dekor extremen mechanischen Beanspruchungen deshalb gewachsen ist und einwandfrei sichtbar bleibt, weil es in Vertiefungen in der Stellfläche angeordnet ist.

Aus der EP-A 0 522 345 ist eine Lösung bekannt, bei der der Sensor an der Unterseite der Glaskeramik-Kochfläche angebracht wird. Dabei wird der Sensor mit Mikanitplatten abgedeckt, was an der Oberfläche eines Kochfeldes völlig unbrauchbar ist.

Der Nachteil des Standes der Technik besteht zusammenfassend darin, daß Sensoren im Unterschied zum Dekor bisher nur an der Unterseite von Glaskeramikplatten angeordnet sind und dadurch das Kochgeschirr betreffende Meßgrößen nur indirekt messen können. Durch die Anordnung leitender Sensoren an der Unterseite der Tragplatte ist zudem die Gefahr eines elektrischen Überschlags von der Heizwendel zum Sensor vergrößert, was zu gefährlichen Betriebszuständen des Hausgerätes führen kann.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht deshalb darin, eine direkte Abfühlung von Meßgrößen an der Oberseite der Glaskeramikplatte mittels einer Sensorik unter Überwindung der den obenliegenden Sensoren anhaftenden Nachteilen zu ermöglichen.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß jeweils eine Deckschicht den mindestens einen Sensor bedeckt. Das Aufbringen des Sensors selbst auf die Oberseite unterscheidet sich nicht vom Aufbringen des Sensors auf die Unterseite, so daß die Kosten und der Fertigungsprozeß diesbezüglich identisch sind.

Zweckmäßigerweise sind den Sensoren jeweils Anschlußleitungen zugeordnet und diese ebenfalls bedeckt. In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel sind Sensoren und Anschlußleitungen auf dem Boden mindestens einer in die Oberseite der Tragplatte eingearbeiteten Vertiefung aufgebracht, wobei die die Vertiefung ausfüllende Deckschicht nicht über die Oberseite der Tragplatte hervorsteht. So sind Sensoren und Anschlußleitungen auch extremen Beanspruchungen gewachsen und das Kochfeld besitzt weiterhin alle Vorteile hinsichtlich des Aussehens und der Reinigungsmöglichkeiten des Glaskeramik-Kochfeldes.

Zum Erfassen von mit einer bestimmten Kochzone bzw. dem dort abgestellten Kochgeschirr in Zusammenhang stehenden Meßgrößen sind die Sensoren vorteilhafterweise in einem Flächenbereich innerhalb dieser Kochzone aufgebracht. In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist ein Temperatursensor einem Flächenbereich außerhalb der Kochzone räumlich zugeordnet, um deren Restwärme messen zu können.

Durch die Identität eines ersten undurchsichtigen Deckschichtmaterials und des Materials der Dekorbeschichtung ist in vorteilhafter Weise der Fertigungsprozeß vereinfacht. Dem selben Zweck dient in einem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel das Ersetzen der Dekorbeschichtung durch eine erste Deckschicht.

Zur weiteren Vereinfachung des Fertigungsprozesses werden die Sensoren großflächig und nicht an der linienmäßigen Ausgestaltung eines Sensors orientiert mit der Deckschicht bedeckt. Dabei wird zweckmäßigerweise mittels der ersten Deckschicht eine durchsichtige zweite Deckschicht verwendet, damit die geometrische Anordnung der Sensoren unterhalb der Deckschicht erkennbar bleibt.

In einem weiteren Ausführungsbeispiel sind die Anschlußleitungen der Sensoren an den Rand der Tragplatte geführt, der von einem die Tragplatte umziehenden Rahmen bedeckt ist, und von dort mit einer unterhalb der Tragplatte liegenden Steuerelektronik leitend verbunden.

Nachfolgend sind anhand der Figuren Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Kochfeldes und besonders vorteilhafte Weiterbildungen beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1: eine Draufsicht eines Ausführungsbeispiels des Kochfeldes,
Fig. 2: eine Querschnittsansicht, gemäß der Schnittlinie II-II in Fig. 1 und
Fog. 3a und 3b: vergrößert Darstellungen von Ausschnitten aus Fig. 2.

Die nicht maßstäbliche Figur 1 zeigt das Kochfeld mit einer Tragplatte 1 aus glaskeramischem Material, die von einem leicht erhabenen Rahmen 2 eingefaßt ist. Unterhalb der Tragplatte 1 sind mehrere, nicht weiter dargestellte, z.B. elektrische Heizkörper angeordnet. Diesen sind an der Oberseite der Tragplatte 1 entsprechende Kochzonen 3a, 3b, 3c, 3d zugeordnet.

Im weiteren erhalten den Kochzonen 3a, 3b, 3c, 3d geometrisch zugeordnete Vorrichtungen als Bezugszeichen eine arabische Ziffer und einen Kleinbuchstaben a, b, c, d. Dabei steht die Bezugsziffer für die Art der Vorrichtung, beispielsweise 7 für Sensor. Die Zuordnung der Vorrichtung zur jeweiligen Kochzone 3a, 3b, 3c, 3d erfolgt über den nachgestellten Buchstaben a, b, c oder d.

Zur Markierung oder Kennzeichnung der den Heizkörpern entprechenden Kochzonen 3a, 3b, 3c, 3d sind auf der Oberseite oder Stellfläche der Tragplatte 1 Dekorbeschichtungen 4b, 4d aus keramischem Material in Form von kreisförmigen oder ovalen Linien, eine erste Deckschicht 5a, die aus demselben Material besteht wie die Dekorbeschichtungen 4b, 4d und eine erste Deckschicht 5c oder eine zweite durchsichtige Deckschicht 6b aus keramischem Material aufgebracht. Die Deckschichten 5a, 5c, 6b oder weitere erste Deckschichten 5b, 5b', 5d, die aus demselben Material bestehen wie die Dekorbeschichtungen 4b, 4d bedecken zudem die Sensoren 7a, 7b, 7b', 7c, 7d und deren Anschlußleitungen 8a, 8b, 8b', 8c, 8d. Wenn es vorteilhaft ist, können die Materialien der Dekorbeschichtung 4b, 4d und der ersten Deckschicht 5a, 5b, 5b', 5d auch unterschiedlich sein. Weiterhin ist es möglich, die durchsichtige zweite Deckschicht 6b z.B. mit einer Mattierung zu versehen und somit die Kochzone 3b zu markieren und auf die Dekorbeschichtung 4b zu verzichten. Jede der Deckschichten 5a, 5b, 5b', 5c, 5d, 6b kann auch mehrschichtig sein.

Die Sensoren 7a, 7b, 7b', 7c, 7d sind in Dickschichttechnik aufgebracht wie auch deren Anschlußleitungen 8a, 8b, 8b', 8c, 8d. Es ist auch eine Realisierung der Sensoren und Anschlußleitungen in Dünnschichttechnik möglich, wenn dies vorteilhaft ist. Die Anschlußleitungen können zweckmäßigerweise aus einem Edelmetall bestehen.

Die Anschlußleitungen 8, 8b, 8b', 8c, 8d führen zu nicht gezeigten Anschlußpunkten auf der Oberseite der Tragplatte 1, die von dem Rahmen 2 verdeckt sind. Von dort aus sind sie mit einer unter der Tragplatte 1 liegenden Steuerelektronik über Randsteck-Verbinder (nicht gezeigt) leitend verbunden. Die Verbindung von Sensor und Steuerelektronik kann gegebenenfalls auch kapazitiv oder induktiv realisiert sein. Auch mindestens ein Durchgangsloch in der Tragplatte 1 zur Durchführung elektrischer Leitungen ist denkbar.

In der Kochzone 3a ist der Temperatursensor 7a auf der Oberseite der Tragplatte 1 aufgebracht, der über die Temperaturabhängigkeit des Glaskeramik-Kochfeld-Materials überhitzte Stellen am Rand der Kochzone 3a erfaßt. In der Kochzone 3b sind der Thermistor 7b und der piezoelektrische Gewichtssensor 7b' und in der Kochzone 3c ist der Temperatursensor 7c in bekannter Doppelspiralform (DE-PS 40 22 845 C2) realisiert. Dieser erstreckt sich über die gesamte Kochzone 3c und erfaßt daher nahezu jede überhitzte Stelle der Kochzone, deckt aber auch einen großen Anteil der Gesamtfläche der Kochzone 3c ab. Die Sensoren 7a, 7b, 7b', und 7c sind jeweils einem Bereich innerhalb der Kochzonen 3a, 3b und 3c zugeordnet. Der Thermistor 7d ist einem Bereich außerhalb der Kochzone 3d zugeordnet, um deren Restwärme zu erfassen. Die Auswahl der Meßgrößen ist nicht auf die Genannten beschränkt, sondern es können weitere Informationen, z.B. das Vorhandensein von Flüssigkeit auf der Tragplatte 1 oder das Vorhandensein eines Kochgeschirrs auf einer Kochzone, erfaßt werden, wenn dies zweckmäßig ist.

In der nicht maßstäblichen Schnittansicht in Figur 2 sind die an der Oberseite der Tragplatte 1 angeordneten Sensoren (7a, 7c), die Anschlußleitungen (8d), die Dekorbeschichtung (4b) und die ersten sowie zweiten Deckschichten (5a, 5c, 5d, 6b) gezeigt.

Der Temperatursensor 7a ist mit der ersten Deckschicht 5a bedeckt. Dabei ist die Deckschicht 5a nur auf den Sensorbahnen selbst und nicht in Zwischenräumen davon aufgebracht (siehe Fig. 3A). Die Temperaturabhängigkeit des Sensors 7a ist deshalb unabhängig von den Eigenschaften der keramischen Deckschicht 5a. Die Deckschicht 5a ersetzt die Dekorbeschichtung der Kochzone 3a.

In der Kochzone 3b, die durch die aufgedruckte, kreisförmige Dekorbeschichtung 4b gekennzeichnet ist, ist eine Vertiefung 9b ausgeformt und mit der zweiten Deckschicht 6b aufgefüllt. Diese ist durchsichtig, damit die Position der beiden am Boden der Vertiefung 9b angeformten Sensoren 7b und 7b' sichtbar bleibt, wie in Fig. 1 zu sehen ist. So ist der Bediener in der Lage, die punktuell messenden Sensoren 7b und 7b' korrekt zu verwenden. Es kann vorteilhaft sein, die flächenmäßige Ausdehnung der Vertiefung 9b und der zweiten Deckschicht 6b auf die flächenmäßigen Ausdehnungen der Sensoren 7b, 7b' und deren Anschlußleitungen 8b, 8b' zu begrenzen.

Am Boden einer Vertiefung 9c in der Kochzone 3c ist der spiralförmige Temperatursensor 7c aufgebracht. Die Vertiefung 9c ist mit der ersten Deckschicht 5c aufgefüllt, welche die Dekorbeschichtung der Kochzone 3c ersetzt. Alternativ dazu kann die Vertiefung 9c selbst auch nur doppelspiralförmig entsprechend der linienmäßigen Ausgestaltung des Sensors 7c in der Tragplatte 1 ausgeformt sein.

Die Anschlußleitungen 8d des Temperatursensors 7d sind am Boden einer Vertiefung 9d aufgebracht. Die Vertiefung 9d ist durch Laserstrahlen geeignet ausgeformt, kann aber beispielsweise auch spanabhebend erfolgen oder in die Tragplatte geätzt sein. Es können auch zwei Vertiefungen für die zwei Anschlußleitungen 8d ausgeformt sein. Der Übergang von der ersten Deckschicht 5d, die die Vertiefung 9d ausfüllt, zu der Oberfläche der Glaskeramikplatte 1 ist stufenlos realisiert (siehe Fig. 3B).

Claims

Kochfeld mit einer aus Glas oder glaskeramischem Material bestehenden Tragplatte (1), auf deren Oberseite mindestens ein Sensor (7a, 7b, 7b', 7c, 7d) aufgebracht ist, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils eine Deckschicht (5a, 5c, 5d, 6b) den mindestens einen Sensor (7a, 7b, 7b', 7c, 7d) bedeckt, und daß die Deckschicht (5a, 5b, 5b', 5d) aus demselben Material besteht wie eine Dekorbeschichtung (4b, 4d) der Tragplatte (1).
Kochfeld nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jedem des mindestens einen Sensors (7a, 7b, 7b', 7c, 7d) Anschlußleitungen (8a, 8b, 8b', 8c, 8d) zugeordnet sind, die jeweils von der Deckschicht (5a, 5b, 5b', 5c, 5d, 6b) bedeckt sind.
Kochfeld nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der mindestens eine Sensor (7b, 7b', 7c, 7d) und die Anschlußleitungen (8b, 8b', 8c, 8d) in mindestens einer in die Oberseite der Tragplatte (1) eingearbeiteten Vertiefung (9b, 9c, 9d) aufgebracht sind, und daß die jeweils auf den mindestens einen Sensor (7b, 7b', 7c, 7d) und die Anschlußleitungen (8b, 8b', 8c, 8d) aufgebrachte Deckschicht (5b, 5b', 5c, 5d, 6b) nicht über die Oberfläche der Tragplatte (1) hervorsteht.
Kochfeld nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der mindestens eine Sensor (7a, 7b, 7b', 7c) jeweils einem Flächenbereich innerhalb einer Kochzone (3a, 3b, 3c) geometrisch aufgebracht zugeordnet ist.
Kochfeld nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der mindestens eine Sensor (7d) jeweils einer Kochzone (3d) geometrisch zugeordnet ist, aber in einem Flächenbereich außerhalb der Kochzone (3d) aufgebracht ist.
Kochfeld nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Deckschicht (5c, 6b) über die durch die linienmäßige Ausgestaltung des mindestens einen Sensors (7b, 7b', 7c) vorgegebenen Flächen hinaus Flächenbereiche auf der Tragplatte (1) bedeckt.
Kochfeld nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Mehrzahl der Deckschichten (5a, 5b, 5b', 5c, 5d, 6b) nebeneinander auf der Tragplatte (1) aufgebracht ist und diese wahlweise eine undurchsichtige erste Deckschicht (5a, 5b, 5b', 5c, 5d) oder eine durchsichtige zweite Deckschicht (6b) sind.
Kochfeld nach Anspruch 4 in Verbindung mit Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Deckschicht (5a, 5c), die den dem Flächenbereich innerhalb der Kochzone (3a, 3c) zugeordneten Sensor (7a, 7c) bedeckt, die Dekorbeschichtung dieser Kochzone (3a, 3c) ersetzt.
Kochfeld nach einem der Ansprüche 2 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschlußleitungen (8a, 8b, 8b', 8c, 8d) an den Rand der Tragplatte (1) bis in den Bereich eines die Tragplatte (1) umziehenden Rahmens (2) geführt sind und von dort mit einer unter der Tragplatte (1) liegenden Steuerelektronik leitend verbunden sind.