EP2428096A2 - Kochfeld und verfahren zum erhitzen von auf dem kochfeld aufgestellten kochgefässen - Google Patents
Kochfeld und verfahren zum erhitzen von auf dem kochfeld aufgestellten kochgefässenInfo
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Definitions
- WO97 / 19298 discloses the idea of distributing heating elements, such as induction coils, under a control plate of a heating field for cooking vessels in a matrix arrangement. It is proposed to determine the position of the cooking vessels on the heating field and the control u.a. depending on this position determination. Further developed solutions of this type for cooking vessels on cooktops are shown in EP 1 206 164 B1 and DE 603 08 704 T2.
- Exactly in the plane of the cooking vessel facing side of the footprint of the light beam is focused and runs according to a scheme within the area of the located in this level bottom of the cooking vessel.
- the sensor device is connected to a control device which determines the position of the cooking vessel from the sensor signals and which in dependence on this determination
- Radiation source and / or the deflection device such that the generated light beam is directed to the surface area on which the cooking vessel is located after the result of the position determination.
- electromagnetic radiation generated by means of a radiation source 11 is then directed in a targeted manner to the region of the upper side of the control plate in which the cooking vessel 7 is located.
- Fig. 3 illustrates that the invention is of course also suitable for non-cylindrical cooking vessels, but also for elongated pots 7 or the like, as they are used for various food items. These can also be placed freely on the cooking surface and also displaceable during the cooking process (see FIGS. 3 and 4).
- the invention provides in summary u.a. Also, a device and a method for using a traveling energy beam for food preparation on a cooktop plate, wherein by a radiation source very flexible several
- the cooking process can be automatically monitored and controlled according to the cooking progress. In this case, energy saving effects are achieved by possibly very fast shutdown or pulsation of the energy beam.
Abstract
Ein Kochfeld zum Erhitzen von einem oder mehreren auf dem Kochfeld auf einer Stellplatte (4) in einem vorgegebenen Flächenbereich aufstellbaren Kochgefäßen (7) wie Töpfen, Pfannen oder dgl., welches vorzugsweise eine Vorrichtung (8) zur Erfassung der Position des wenigstens einen Kochgefäßes (7) auf dem Kochfeld aufweist, zeichnet sich dadurch aus, dass das Kochfeld eine Strahlungsquelle (9) zur Erzeugung eines Lichtstrahls aufweist, welche beweglich ist oder deren Lichtstrahl über eine bewegliche Umlenkeinrichtung (12) auf die von dem Kochgefäß abgewandte Seite der Stellplatte (4) lenkbar ist, und/oder dass die Erfassungsvorrichtung eine Sensoreinrichtung (8) zur Erfassung eines Reflektionsbildes der von der Stellplatte (4) reflektierten Lichtstrahlen aufweist.
Description
Kochfeld und Verfahren zum Erhitzen von auf dem Kochfeld aufgestellten
Kochgefäßen
Die Erfindung betrifft ein Kochfeld zum Erhitzen von auf dem Kochfeld aufgestellten Kochgefäßen wie Töpfen, Pfannen oder dgl., welches vorzugsweise eine Vorrichtung zur Erfassung der Position des Kochgefäßes auf dem Kochfeld aufweist und ein Verfahren zum Betreiben des Kochfelds.
Es ist aus dem Stand der Technik allgemein bekannt, automatisch die Position von Gegenständen auf einer Heizplatte zu ermitteln. So offenbart die WO97/ 19298 die Idee, in einer Matrixanordnung Heizelemente wie Induktionsspulen unter einer Stellplatte eines Heizfeldes für Kochgefäße zu verteilen. Dabei wird vorgeschlagen, die Position der Kochgefäße auf dem Heizfeld zu bestimmen und die Ansteuerung u.a. in Abhängigkeit von dieser Positionsbestimmung durchzuführen. Weiterentwickelte Lösungen dieser Art für Kochgefäße auf Kochfeldern zeigen die die EP 1 206 164 B l und die DE 603 08 704 T2.
Allerdings hat sich die vorstehend genannte Art der Positionsbestimmung bisher nicht durchgesetzt, so dass der Bedarf nach einem Kochfeld besteht, welches eine vereinfachte Bestimmung der Position des Kochgefäßes und ggf. auch des Erwärmens des Kochgefäßes auf dem Kochfeld ermöglicht.
Zudem besteht auch der Bedarf nach einer Vereinfachung des Erhitzens der Kochgefäße an sich.
Die Lösung dieser verschiedenen Probleme -je für sich oder in Kombination - ist die Aufgabe der Erfindung.
Die Erfindung löst diese Aufgabe durch den Gegenstand des Anspruchs 1. Sie schafft ferner das Verfahren des Anspruchs 11 und die Verwendung nach Anspruch 14.
Die Erfindung schafft damit ein Kochfeld zum Erhitzen von auf dem Kochfeld auf einer Stellplatte aufgestellten Kochgefäßen wie Töpfen, Pfannen oder dgl., welches vorzugsweise eine Vorrichtung zur Erfassung der Position des Kochgefäßes auf der Stellplatte aufweist, wobei das Kochfeld eine Strahlungsquelle zur Erzeugung eines Lichtstrahls aufweist, welche beweglich ist oder deren Lichtstrahl über eine bewegliche Umlenkeinrichtung durch die von dem Kochgefäß abgewandte Seite der
Stellplatte auf die von dem Kochgefäß zugewandte Seite der Stellplatte lenkbar ist, und/oder wobei die Erfassungsvorrichtung eine Sensoreinrichtung zur Erfassung eines Reflektionsbildes der von dem Kochgefäß und/oder von der Stellplatte reflektierten Lichtstrahlen aufweist.
Nach einer Idee dieses Anspruchs weist das Kochfeld eine Strahlungsquelle zur Erzeugung eines Lichtstrahls auf, welche beweglich ist oder deren Lichtstrahl über eine bewegliche Umlenkeinrichtung auf die von dem Kochgefäß zugewandte Seite der für diese Lichtwellenlänge transparenten Stellplatte lenkbar ist.
Genau in der Ebene der dem Kochgefäß zugewandten Seite der Stellfläche ist der Lichtstrahl fokussiert und läuft nach einem Schema innerhalb des Areals des in dieser Ebene befindlichen Bodens des Kochgefäßes.
Derart kann das Licht von nur einer einzigen Strahlungsquelle dazu genutzt werden, nach einem vorgegebenen Schema oder nach einem jeweils in Abhängigkeit von der Situation bzw. Kochaufgabe ermittelten Schema wechselweise auch mehrere Kochgefäße auf der Stellplatte zu erhitzen. Dies ist kostengünstig und einfach.
Ergänzend ist es sinnvoll und besonders vorteilhaft, wenn die Erfassungsvorrichtung eine Sensoreinrichtung zur Erfassung des Reflektionsbildes der vom Kochgefäßboden oder der von der Stellplatte reflektierten Lichtstrahlen aufweist.
Dies ist insbesondere vorteilhaft, wenn die Kochgefäße auf der Stellplatte innerhalb eines vorgegebenen, begrenzten Flächenbereichs frei positionierbar sind, da es in diesem Fall notwendig ist, die genaue Position des einen oder der mehreren Kochgefäße(s) auf der Stellplatte zu bestimmen, damit der Lichtstrahl genau auf den Bereich der Oberseite der lichtdurchlässigen oder selbst vom Licht erhitzbaren Stellplatte gerichtet wird, auf weichen das Kochgefäß oder die Kochgefäße aufgestellt sind.
Hierbei ist es wiederum zweckmäßig, wenn die Sensoreinrichtung an eine Steuerungseinrichtung angeschlossen ist, die aus den Sensorsignalen die Position des Kochgefäßes bestimmt und die in Abhängigkeit von dieser Bestimmung die
Strahlungsquelle und/oder die Umlenkeinrichtung derart ansteuern, dass der erzeugte Lichtstrahl auf den Flächenbereich gerichtet wird, auf dem sich das Kochgefäß nach dem Ergebnis der Positionsbestimmung befindet.
Natürlich kann auch nur ein Kochgefäß auf dem Kochfeld aufgestellt sein, dessen
Position ermittelt wird und das erhitzt wird. Besonders vorteilhaft ist es aber, wenn mit der Sensoreinrichtung die Position mehrerer Kochgefäße auf der Stellplatte bestimmt wird und wenn mit der Strahlungsquelle die mehreren Kochgefäße erhitzt werden.
Hierbei wird besonders vorteilhaft der Lichtstrahl der Strahlungsquelle durch ein geeignetes Ansteuern der Strahlungsquelle oder der Umlenkvorrichtung nacheinander zeitlich versetzt wechselweise - vorzugsweise sich nach einem Schema periodisch wiederholend - auf die verschiedenen Kochgefäße gerichtet.
Die Erfindung betrifft auch ein Gargerät, insbesondere einen Kochherd, mit einem Kochfeld nach einem der vorstehenden Ansprüche.
Die Erfindung schlägt auch die Verwendung eines Lasers zum Erhitzen einer oder mehrerer auf einer Stellplatte eines Kochfeldes eines Gargeräts aufgestellten Kochgefäßes/Kochgefäßen vor. Die Verwendung eines Lasers zu diesem Zweck wurde bisher nicht erwogen obwohl er aufgrund der Tatsache, dass er zur Erzeugung eines präzise gerichteten Lichtstrahls mit hoher Energie ausgelegt ist, besonders gut für die Aufgabe des Erhitzens eines Kochgefäßes auf einem Kochfeld geeignet ist.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind den Unteransprüchen zu entnehmen.
Nachfolgend wird die Erfindung unter Bezug auf die Zeichnungen anhand von
Ausführungsbeispielen näher beschrieben. Es zeigt:
Fig. 1 eine schematische, teilgeschnittene Darstellung eines ersten Gargeräts mit einem Kochfeld und einem darauf in einer ersten Position aufgestellten Kochgefäß,
Fig. 2 eine schematische., teilgeschnittene Darstellung eines weiteren
Ausführungsbeispieles eines Gargeräts mit einem Kochfeld und einem darauf in einer Position aufgestellten Kochgefäß, Fig. 3 - 6 verschiedene schematische Draufsichten auf Kochfelder; Fig. 7 und 8 weitere teilgeschnitte Darestellungen von Herden mit Kochfeldern.
Fig. 1 zeigt ein Gargerät 1 mit einem Gehäuse 2, welches ein Kochfeld 3 mit einer Stellplatte 4 und eine Bedieneinheit 5 mit einer Bedienfläche 6 aufweist. Fig. 2 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel, wo die Bedienfiäche 6 in die Stellplatte 4 integriert ist.
Auf dem Kochfeld ist ein Kochgefäß 7 platziert. Dieses Kochgefäß 7 oder ggf. auch mehrere der Kochgefäße 7 sind auf dem Kochfeld 3 innerhalb eines definierten Garflächenbereiches G beliebig platzierbar (siehe die verschiedenen Anordnungen der Fig. 3 bis 6 und die verschiedenen Positionen des Topfes 7 in Fig. 1 und 2).
Die Position des wenigstens einen Kochgefäßes 7 auf dem Kochfeld ist mit einer Erfassungsvorrichtung 8 bestimmbar.
Durch die Erfassungsvorrichtung 8 ist es auch möglich, die gewünschte Kochgefäßposition manuell vorzubestimmen.
Diese Erfassungsvorrichtung 8 ist als Sensoreinrichtung, insbesondere als digitale Kamera, ausgebildet, welche dazu ausgelegt ist, von der Unterseite 9 der Stellplatte 4 reflektierte elektromagnetische Strahlung zu erfassen und das detektierte Bild mit einer Recheneinheit 10, die einen Mikroprozessor aufweist, auszuwerten, um aus den ermittelten Werten die Position des Kochgefäßes 7 auf der Stellplatte 4 zu bestimmen.
In Abhängigkeit von dieser Positionsbestimmung wird sodann mit Hilfe einer Strahlungsquelle 1 1 erzeugte elektromagnetische Strahlung gezielt auf den Bereich der Oberseite der Stellplatte gerichtet, in welchem sich das Kochgefäß 7 befindet.
Das Material und/oder die Struktur der Stellplatte ist so gewählt, dass die Strahlung nahezu ungehindert hindurchtreten kann und an der Oberseite den Kochgefäßboden nahezu ohne Energieverlust erreicht. Als Material für die Stellplatte eignet sich zum Beispiel für die jeweils eingesetzte Wellenlänge der Strahlung transparentes Glas bzw. Glaskeramik.
Zur Ausrichtung des Strahles auf die Kochgefäßboden fläche in der Ebene der Oberseite der Stellplatte 4 kann eine Reflektor- und/oder Fokussiereinrichtung genutzt werden, hier ein Spiegel 12, der unter der Stellplatte beweglich positioniert ist und dessen Position beispielsweise mit Hilfe von ansteuerbaren Stellmotoren veränderlich ist, um das von der Strahlungsquelle 11 auf den Spiegel 12 gerichtete Licht gezielt in den jeweils zu erwärmenden Bereich der Garfläche G umzulenken, auf dem sich nach dem Ergebnis der Positionsbestimmung das Kochgefäß 7 befindet.
Selbstverständlich kann anstelle eines einzigen größeren räumlich (z.B, um zwei zueinander senkrechte Drehachsen) verstellbaren Spiegels auch eine Vielzahl kleinerer, einzeln ansteuerbarer Spiegel unterhalb der Stellplatte 4 platziert sein, um die Strahlung gezielter und genauer ausrichten zu können, als dies mit nur einem einzigen Spiegel möglich ist.
Es ist denkbar, mit Hilfe eines Teststrahles zunächst die Fläche der Stellplatte 4 nach einem vorgegebenen Schema „abzufahren", um vor dem Starten eines Garvorgangs die Position des einen oder von mehreren der Kochgefäße 7 auf der Stellplatte bzw. Stellplatte 4 zu ermitteln.
Dazu ist es auch denkbar, die Garfläche G an ihrer Unterseite, also der dem Kochgefäßboden abgewandten Seite, mit einer durch die Teststrahlung aktivierbaren Schicht zu versehen, um die Position für das Kochgefäß sichtbar zu machen.
Nach dem Aufsetzen des Kochgefäßes kann der eigentliche Garvorgang beginnen, Während dieses Garvorgangs kann die Positionsbestimmung z.B. in vorgegebenen Intervallen wiederholt werden, um zu bestimmen, ob das Kochgefäß 7 (vergleiche Fig. 1 und 2) evtl. verschoben wurde,
Fig. 3 veranschaulicht, dass sich die Erfindung selbstverständlich auch für nicht zylindrische Kochgefäße eignet, sondern auch für längliche Töpfe 7 oder dgl., wie sie für verschiedene Gargüter verwendet werden. Auch diese sind frei auf der Garfläche platzierbar und auch während des Garvorganges verschieblich (siehe Fig. 3 und 4).
Selbstverständlich ist das vorstehend beschriebene Verfahren der Positionsbestimmung und des Erwärmens des Kochgefäßes nicht auf ein einziges Kochgefäß beschränkt. Es ist vielmehr auch möglich, die Position mehrer Kochgefäße 7 - siehe Fig. 5 - bei einem „Abscannen" des Garflächenbereiches zu erfassen.
Das Erwärmen mehrerer der Kochgefäße 7 kann entweder mit mehreren Strahlungs quellen 9 erfolgen und mehreren Spiegeln 12 oder aber es wird die eine Strahlungsquelle 9 z.B. periodisch auf die verschiedenen Kochgefäße 7 gerichtet, d.h., der Spiegel 12 wird von Kochgefäß 7 zu Kochgefäß 7 verstellt.
Dabei wird selbstverständlich vorzugsweise der Lichtstrahl beim Umspringen zur nächsten Kochgefäßfläche unterbrochen. Die Unterbrechung erfolgt auch sofort, wenn das Kochgefäß von der Stellplatte 4 entnommen wird.
Als Strahlungsquelle 9 sind insbesondere Laser geeignet, da deren präzise gerichteter Lichtstrahl einerseits eine besonders genaue Positionsbestimmung ermöglicht und da andererseits der Laserlichtstrahl bei Wahl eines entsprechend ausgelegten Lasers zur Einleitung einer genügend hohen Energie geeignet ist, um das Kochgefäß 7 zu erhitzen,
Befinden sich mehrere der Kochgefäße 7 auf der Stellplatte/Garfläche, ist es denkbar, den Laserstrahl nach einem Steuerungsproramm wechselweise auf die verschiedenen Kochgefäße zu lenken, wobei je nach Art der Aufgabe - z.B. ein leichtes Erhitzen des Inhalts eines kleinen Kochgefäßes oder das Erhitzen des Inhalts eines größeren Kochgefäßes - die Energieeinleitung gesteuert werden kann. Ergänzend können
Temperatursensoren oder dgl. dazu eingesetzt werden, um den Garvorgang zu steuern
Durch den Einsatz der Laserquelle wird eine sehr präzise, energiesparende Steuerung des Erhitzungs-/Garvorganges möglich. So sind eine gepulste Energiezufuhr/Bestrahlung denkbar oder sogar eine Bestrahlung des Kochgefäßes in unterschiedlichen Bereichen des Kochgefäßes mit unterschiedlicher Intensität, um beispielsweise eine Hälfte eines Kochgefäßes stärker zu erwärmen als eine andere Hälfte.
Anstelle eines Laserstrahles ist auch der Einsatz anderer energiereicher und gut fokussierbarer Strahlungsquellen denkbar. So könnte eine Infrarotstrahlungsquelle eingesetzt werden. Denkbar ist sogar den Einsatz von Sonnenlicht.
Fig. 7 zeigt noch, dass es auch denkbar ist, das Licht des Laserstrahles der
Strahlungsquelle des Kochfeldes zum Erwärmen von Gargut in einem Ofens 13 zu nutzen, der zum Erhitzen von Speisen genutzt werden soll und der an anderer Stelle, zum Beispiel unterhalb des dargestellten Gargeräts, angeordnet ist. Dies kann auch in Kombination mit Mikrowellenstrahlung auf einer drehbaren Platte 14 erfolgen.
Fig. 8 zeigt die Anwendung des Erhitzens und Garens von Speisen mittels der wandernden Strahlung in einem separaten Gargerät/Ofen 13.
Der Übersichtlichkeit halber ist in Fig. 7 und Fig. 8 die Garraumabtrennung zum Spiegel 12 nicht dargestellt, da selbstverständlich der Spiegel nicht von dem Wrasen oder Fettspritzern beaufschlagt werden soll.
Die Erfindung schafft zusammenfassend u.a. auch eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Anwendung eines wandernden Energiestrahles zur Speisenzubereitung auf einer Kochfeldplatte, wobei durch eine Strahlungsquelle sehr flexibel mehrere
Kochgeschirre/Kochgefäße gleichzeitig und mit verschiedener Intensität erwärmt werden können.
Der Garvorgang kann entsprechend des Garfortschritts automatisch beobachtet und gesteuert werden. Dabei werden auch Energieeinspareffekte durch eine ggf. sehr schnelle Abschaltung bzw. Pulsung des Energiestrahles erreicht.
Fig. 5 veranschaulicht auch, dass auf dem Bedienfeld (z.B. ein Touchscreen) nach Art von Menüs Fenster und Schalter eingeblendet werden können, mit denen Garparameter wie eine Temperatur und/oder eine Zeit eingegeben werden können, wobei die Steuerungseinrichtung diese Werte als Eingabe zugeleitet bekommt.
Das Kochfeld kann mit einem Rechnernetz verbunden sein, wobei ggf. auch eine Internet- und/oder Mobilfunküberwachung realisierbar ist.
Anzumerken ist, dass die verschiedenen Komponenten wie die Kamera 8 und/oder der Laser 9 und/oder der Spiegel 12 und/oder die Steuerungsvorrichtung drahtlos oder über Kabel miteinander verbunden sein können.
Bezugszeichenliste
1 Gargeräl
2 Gehäuse
3 Kochfeld
4 Stellplatte
5 Bedieneinheit
6 Bedienfläche
7 Kochgefäß
8 Erfassungsvorrichtung
9 Unterseite
10 Recheneinheit
1 1 Strahlungsquelle
12 Spiegel
13 Ofen
14 Platte
G Garflächenbereich
Claims
1. Kochfeld zum Erhitzen von einem oder mehreren auf dem Kochfeld auf einer Stellplatte (4) in einem vorgegeben Flächenbereich aufstellbaren Kochgefäßen (7) wie Töpfen, Pfannen oder dgl., welches vorzugsweise eine Vorrichtung (8) zur Erfassung der Position des wenigstens einen Kochgefäßes (7) auf dem Kochfeld aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass das Kochfeld eine Strahlungsquelle (9) zur Erzeugung eines Lichtstrahls aufweist, welche beweglich ist oder deren Lichtstrahl über eine bewegliche Umlenkeinrichtung (12) auf die von dem Kochgefäß abgewandte Seite der Stellplatte (4) lenkbar ist, und/oder dass die Erfassungsvoπϊchtung eine Sensoreinrichtung (8) zur Erfassung eines Reflektionsbildes der von der
Stellplatte (4) reflektierten Lichtstrahlen aufweist.
2. Kochfeld nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das oder die Kochgefäße (7) innerhalb des Flächenbereiches G frei positionierbar sind.
3. Kochfeld nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Strahlungsquelle (9) ein Laser ist.
4. Kochfeld nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Strahlungsquelle eine Infrarot-Lichtquelle ist.
5. Kochfeld nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensoreinrichtung (8) eine Kamera ist.
6. Kochfeld nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die
Sensoreinrichtung (8) eine digitale Kamera ist.
7. Kochfeld nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensoreinrichtung (8) an eine Steuerungseinrichtung angeschlossen ist, die aus den Sensorsignalen die Position des Kochgefäßes (7) bestimmt und die in Abhängigkeit von dieser
Bestimmung die Strahlungsquelle (9) und/oder die Umlenkeinrichtung (12) derart ansteuern, dass der erzeugte Lichtstrahl auf den Flächenbereich gerichtet wird, auf dem sich das Kochgefäß befindet.
8. Kochfeld nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mit der Sensoreinrichtung (8) die Position mehrerer der Kochgefäße (7) auf der Stellplatte bestimmbar ist und dass mit der Strahlungsquelle (9) die mehreren Kochgefäße wechselweise erhitzbar sind.
9. Kochfeld nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Lichtstrahl der Strahlungsquelle auch auf Gargut in einem Backofen lenkbar ist, der unterhalb des Kochfeldes oder neben dem Kochfeld angeordnet ist.
10. Gargerät mit einem Kochfeld nach einem der vorstehenden Ansprüche.
1 1. Verfahren zum Ansteuern und/oder Regeln eines Kochfeldes nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mit der Sensoreinrichtung (9) die Position des Kochgefäßes 7 auf dem Kochfeld bestimmt wird und/oder dass mit der Strahlungsquelle (9), insbesondere dem Laser, einer oder nach einem vorgegebenen Schema wechselweise mehrere der Kochgefäße auf dem Kochfeld erhitzt werden.
12. Verfahren nach Anspruch 1 15 dadurch gekennzeichnet, dass der Lichtstrahl der Strahlungsquelle zum Erhitzen des Kochgefäßes und zum Ermitteln der
Position des Kochgefäßes auf dem Kochfeld genutzt wird.
13, Verfahren nach Anspruch 1 1 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Position der Kochgefäße 7 manuell auf der Stellfläche 4 innerhalb des Flächenbereiches G ohne Aufsetzen der Kochgefäße vorbestimmt werden kann.
14. Verwendung eines Lasers zum Erhitzen einer oder mehrerer auf einer Stellplatte wenigstens eines Kochfeldes eines Gargeräts aufgestellten Kochgefäßes/Kochgefäßen (7).
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