EP3524889A1 - Gargerät mit einer basisstation zum drahtlosen laden eines mobilgeräts - Google Patents

Gargerät mit einer basisstation zum drahtlosen laden eines mobilgeräts Download PDF

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EP3524889A1
EP3524889A1 EP19155213.2A EP19155213A EP3524889A1 EP 3524889 A1 EP3524889 A1 EP 3524889A1 EP 19155213 A EP19155213 A EP 19155213A EP 3524889 A1 EP3524889 A1 EP 3524889A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
cooking appliance
mobile device
appliance according
cooking
base station
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP19155213.2A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Clemens Herlitzius
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.)
V-Zug AG
Original Assignee
V-Zug AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by V-Zug AG filed Critical V-Zug AG
Publication of EP3524889A1 publication Critical patent/EP3524889A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current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
    • 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
    • F24C7/00—Stoves or ranges heated by electric energy
    • F24C7/08—Arrangement or mounting of control or safety devices
    • F24C7/082—Arrangement or mounting of control or safety devices on ranges, e.g. control panels, illumination
    • F24C7/083—Arrangement or mounting of control or safety devices on ranges, e.g. control panels, illumination on tops, hot plates
    • 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
    • H05B6/00—Heating by electric, magnetic or electromagnetic fields
    • H05B6/02—Induction heating
    • H05B6/10—Induction heating apparatus, other than furnaces, for specific applications
    • H05B6/12—Cooking devices
    • H05B6/1209—Cooking devices induction cooking plates or the like and devices to be used in combination with them
    • 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
    • H05B6/00—Heating by electric, magnetic or electromagnetic fields
    • H05B6/02—Induction heating
    • H05B6/10—Induction heating apparatus, other than furnaces, for specific applications
    • H05B6/12—Cooking devices
    • H05B6/1209—Cooking devices induction cooking plates or the like and devices to be used in combination with them
    • H05B6/1236—Cooking devices induction cooking plates or the like and devices to be used in combination with them adapted to induce current in a coil to supply power to a device and electrical heating devices powered in this way
    • 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
    • H05B2213/03—Heating plates made out of a matrix of heating elements that can define heating areas adapted to cookware randomly placed on the heating plate

Definitions

  • the invention relates to a cooking appliance with extended functionality.
  • Cooking appliances can be found in all kitchens. However, research shows that such devices are unused most of the time.
  • the cooking appliance has a device surface and a base station arranged at the device surface for the wireless charging of at least one mobile device.
  • a “base station for the wireless charging of at least one mobile device” is to be understood as a device which, without modification, is suitable for charging at least one type of mobile device.
  • the base station is preferably designed to load mobile devices compatible with the Qi standard, in particular with the Qi standard 1.x.y., in particular with the Qi standard 1.2.y, in particular with the Qi standard 1.2.2.
  • a “base station arranged at the device surface” is to be understood as meaning a base station in which at least the energy-emitting part is arranged at the device surface such that a mobile device located on the device surface can be charged.
  • Individual components of the base station which are not directly concerned with the emission of energy, e.g. Control and driver blocks, can also be located at a greater distance from the device surface.
  • the base station has at least one alternator and at least one primary coil fed by the alternator, so that a magnetic alternating field for charging the mobile device can be generated.
  • the alternator is configured to generate an alternating current having a frequency between 100 kHz and 200 kHz. This is the frequency with which most common standards, especially the Qi standard, work.
  • the device may have a platen having a first side for receiving the mobile device and a second side on which the at least one primary coil is disposed.
  • the support plate is made of a non-ferromagnetic, non-conductive material, in particular of a glass-ceramic, so that it can be used e.g. can serve as a hob or as another robust surface.
  • a non-ferromagnetic, non-conductive material in particular of a glass-ceramic
  • Other materials are conceivable, as far as they have the necessary electromagnetic, thermal and mechanical properties for the particular application and can be made so thin that the charging function is not affected.
  • the cooking appliance has multiple primary coils, allowing more freedom in positioning the mobile device.
  • the primary coils can be acted upon individually and / or jointly with alternating current.
  • the cooking appliance can be configured in one embodiment as a hob and at least one inductive heating coil for cooking food.
  • the primary coil may be formed by the heating coil, which simplifies the device structure.
  • the primary coil may not be identical to the heating coil, i. These are two different components. In this case, the primary coil can be better optimized for its intended use.
  • the cooking appliance has a detection device.
  • This is designed to detect an on-surface mobile device.
  • the base station can be activated as needed, and / or it is possible to modify certain functions of the cooking appliance upon detection of the mobile device.
  • the cooking appliance may be configured to detect a surface at detection mobile device to deactivate at least part of the cooking functions of the cooking appliance. In this way, damage to the mobile device, eg due to heat or strong alternating fields, can be avoided.
  • the heating element may be, for example, an inductive or resistive heating element, or it may be, for example, the gas burner of a gas range. This can be disabled upon detection of the mobile device, ie prevented from exercising a heating function for food preparation.
  • the cooking appliance may also be configured to charge the mobile device upon detection thereof by operating the base station according to the charging standard of the mobile device.
  • the detection device may be configured to apply AC signals to the primary coil and to detect a response signal of the mobile device.
  • This response signal is preferably detected via the primary coil.
  • this may be the "digital ping" of the Qi standard. In this way, a mobile device can be detected in the area of the primary coil.
  • the detection device may be configured to act on the heating coil with AC signals and to detect a response signal of the mobile device.
  • This response signal is preferably detected via the heating coil.
  • this may also be the "digital ping" of the Qi standard. In this way, a mobile device can be detected in the area of the heating coil.
  • the device surface in which the base station is arranged is advantageously horizontally oriented, so that the mobile device can be stored thereon.
  • the cooking appliance is a hob, in particular an induction hob.
  • the mentioned surface is designed with advantage for receiving the cooking vessels during the food preparation, i. it is the actual hob surface.
  • the cooking appliance has a heatable cavity.
  • the cavity is preferably a drawer whose bottom forms the surface.
  • the cooking chamber of a baking oven is used for this purpose.
  • the invention also relates to the use of such a cooking device for wireless charging of at least one mobile device
  • Fig. 1 and 2 show a first embodiment of a cooking appliance in the form of a hob.
  • the hob has a horizontally arranged support plate 1, which forms the device surface 1A. It consists with advantage of glass ceramic.
  • one or more heating elements 2 are arranged in a conventional manner to heat arranged on the support plate 1 cooking vessels.
  • the heating elements 2 may be e.g. to act resistive heating elements, which directly generate heat from electric current. However, it may also be inductive heating elements, which are designed as inductive heating coils and can generate eddy currents in the bottom of the cooking vessel via a magnetic alternating field. Furthermore, it can also be gas burners.
  • the apparatus further has a controller 3, which e.g. a microprocessor and memory for data and programs may have. Further, a driver 4 is provided for the heating elements 2.
  • a controller 3 which e.g. a microprocessor and memory for data and programs may have.
  • a driver 4 is provided for the heating elements 2.
  • the driver 4 is driven by a heating module 5 of the controller 3.
  • the heating module 5 can be designed as a software module and / or in hardware. It controls the functions of the driver 4 and the heating elements 2 in a manner known per se in response to user input.
  • a user interface 6 is provided, via which the user controls the device.
  • the User interface usually also has display elements, via which the device displays the status of the device to the user, for example.
  • the cooking appliance further has at least one base station 7 for the wireless charging of at least one mobile device.
  • the base station 7 is executed substantially independently of the heating elements 2 of the cooking appliance.
  • it is a base station with a single primary coil according to the specification of the Qi standard and / or a coil or antenna according to one of the other standards mentioned above.
  • the base station 7 is compatible with devices of the Qi standard.
  • the base station 7 has a primary coil 8, which is arranged on the underside of the support plate 1.
  • the primary coil 8 forms a resonant oscillating circuit in combination with a capacitor 9 and is driven by an alternator 10.
  • a signal detector 11 is provided to detect a mobile device in the area of the base station. This process is described in more detail below.
  • the controller 3 has a base station module 12 which is e.g. can be implemented as software and / or hardware. It has a control unit 14 for driving the alternator 10 and the primary coil 8 and a receiving unit 16 for receiving signals of the signal detector 11.
  • the primary coil 8 may be arranged in an area outside the heating elements 2, which makes it less likely that the user will accidentally deposit the mobile device on a hot heating element 2.
  • Fig. 1 shows several additional or alternative positions 8a, 8b, 8c, 8d, 8e for the primary coil 8 outside the heating elements.
  • the primary coil 8 can also be arranged within a heating element 2, cf. e.g. Position 8f.
  • a positioning aid for aligning the mobile device is arranged in the area of the primary coil 8, e.g. in the form of a marker or a permanent magnet.
  • the marking may be e.g. to act on a printed on the platen (in particular printed) symbol and / or, for example. also a lighting element.
  • the signal detector 11 and the receiving unit 16 together form a detection unit, e.g. according to the Qi standard, with which it can be detected whether a mobile device is located in the area of the primary coil 8.
  • the base station module 12 generates an AC voltage in the primary coil, e.g. with a frequency between 100 - 200 kHz and a duration of 65 - 70 ms as "digital ping" according to the Qi standard.
  • the base station module 12 detects whether the signal detector 11 receives a valid response from a mobile device, e.g. a data package in accordance with the Qi standard.
  • the base station and the mobile device can agree on a charging phase and then start charging.
  • the base station module 12 again generates an AC voltage in the primary coil, eg at a frequency between 100-200 kHz, whose alternating field is picked up by the mobile device and converted into electrical energy in order to charge its battery.
  • the controller 3 advantageously disables at least a portion of the functions of the cooking device, particularly those functions that may damage the mobile device.
  • the base station module 12 deactivates at least a portion of the heating elements 2, namely those adjacent to the primary coil, or even all the heating elements 2.
  • the device is advantageously configured to perform a detection of a mobile device also via the heating coil and to deactivate the heating coil in the presence of the mobile device.
  • each heating coil is operated for a short time (i.e., for 65-70 ms) at a frequency of 100-200 kHz to generate a digital ping according to the Qi standard, whereupon a response signal is detected.
  • the base station 7 in each case comprises a single primary coil, possibly a plurality of spaced-apart, independently operable primary coils.
  • base station 7 may also include an array of adjacent or overlapping primary coils, eg, according to one of the B-designs of the Qi standard. A corresponding design is in Fig. 3 shown.
  • Fig. 4 and 5 show an embodiment in which the primary coil 8 is formed by one of the heating coils 2 of the cooking appliance.
  • the base station module 12 cooperates with the heating module 5 to over one or more of the heating coils 2 to operate an alternating magnetic field with a frequency and voltage that is compatible with the respective charging standard.
  • heating coils 2 are usually operated in an induction hob with voltages of several hundred volts and frequencies below 100 kHz. To use them as primary coils e.g. According to the Qi standard, the current must be reduced and the frequency increased.
  • an adjustable voltage supply 18 may be provided for the heating coils 2, and the frequency may optionally be raised in the range of 100-200 kHz.
  • the current through the heating coils 2 can be reduced by means of pulse width modulation.
  • the current through the heating coils 2 can be reduced by making the heating coils part of a frequency-dependent load whose impedance is higher in the range of 100-200 kHz than in the frequency range of 25-50 kHz usually used in induction cookers for heating ,
  • the heating coils 2 with a signal detector 11 analogous to the embodiment according to Fig. 2 connected to receive response signals of the mobile devices, that is, in this case, a detection device is provided.
  • a positioning aid 20 may be provided for aligning the mobile device, e.g. in the form of a marker or permanent magnet to provide the user with assistance in positioning the mobile device relative to the heating or primary coils 2, 8.
  • induction hobs are known in which the device surface 1A of a plurality of heating coils 2 in a regular, eg hexagonal Pattern is covered and the adaptive can be configured to heating zones, depending on where the user puts the cooking vessel.
  • Such a device is in Fig. 6 shown.
  • the heating coils 2 can be used as primary coils 8.
  • a plurality of overlapping staggered sets of coils 8a, 8b, 8c may be provided, corresponding to e.g. the designs B1 or B2 of the Qi standard.
  • one part of the coil sets can be used only for charging the mobile device while another part of the coil sets has both charging and heating functions.
  • the cooking appliances shown so far are hobs on which cooking vessels can be heated.
  • Fig. 7 shows a cooking appliance with two heatable cavities 22, 24. Specifically, it is, for example, the cooking chamber 22 of a baking oven and a heat retention drawer or (unheated) drawer device 24th
  • a base station 7 can be arranged to load a mobile device positioned there.
  • the cavity can also be a dedicated cavity only for this purpose, which is designed, for example, in the form of a drawer.
  • This drawer preferably has a height of at most 5 cm, since the devices to be charged are usually not very much.
  • Fig. 8 There are also known as combination cooking fields, such as in Fig. 8 shown, in which individual cooktop modules 26a - 26d are combined. These have different functions, eg as heating plates, Teppan Yaki, warming trays, etc., which the user can freely combine with each other when ordering the device.
  • a hob module in Fig. 8 the hob module 26d
  • the mobile device that can be loaded with the described device is e.g. a mobile phone, a tablet, a mobile computer, a thermometer, a scale or other device with a wirelessly rechargeable battery.

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Abstract

Ein Gargerät, insbesondere ein Kochfeld, ist mit einer Basisstation (7) ausgestaltet, mit denen Mobilgeräte geladen werden können. Hierzu ist eine Primärspule (8) vorgesehen, welche ein geeignetes magnetisches Wechselfeld erzeugt. Die Primärspule (8) kann separat von den Heizspulen (2) des Kochfelds ausgestaltet sein oder von einer dieser Heizspulen (8) gebildet werden. Diese Lösung erlaubt es, Gargeräte für neue Zwecke einzusetzen.

Description

    Gebiet der Erfindung
  • Die Erfindung betrifft ein Gargerät mit erweiterter Funktionalität.
    • Hintergrund
  • Gargeräte sind in allen Küchen anzutreffen. Untersuchungen zeigen jedoch, dass derartige Geräte die meiste Zeit über unbenutzt sind.
    • Darstellung der Erfindung
  • Es stellt sich deshalb die Aufgabe, in einem Gargerät weitere Funktionen zur Verfügung zu stellen, um es damit besser nutzen zu können.
  • Diese Aufgabe wird vom Gargerät gemäss Anspruch 1 erfüllt. Demgemäss besitzt das Gargerät eine Geräteoberfläche sowie eine bei der Geräteoberfläche angeordnete Basisstation zum drahtlosen Laden mindestens eines Mobilgeräts.
  • Unter einer "Basisstation zum drahtlosen Laden mindestens eines Mobilgeräts" ist dabei eine Vorrichtung zu verstehen, welche ohne Modifikation dazu geeignet ist, mindestens eine Art von Mobilgerät zu laden.
  • Insbesondere ist die Basisstation dazu ausgestaltet, Mobilgeräte kompatibel mit mindestens einem der folgenden Standards zu laden:
    • Qi-Standard. Der Qi-Standard ("The Qi Wireless Power Transfer System") definiert vom "The Wireless Power Consortium", Piscataway, USA (wirelesspowerconsortium.com).
    • PMA-Standard. Der PMA-Standard ("Power Matters Alliance") ist definiert von der Power Matters Aliance (powermatters.org).
    • Rezence-Standard: Der Rezence-Standard ist definiert von der "Alliance for Wireless Power" (A4WP).
    • AirFuel-Standard: Der Airful-Standard ("Wireless Power Transfer System Baseline System Specification") ist definiert von Airful (airful.org).
  • Bevorzugt ist die Basisstation dazu ausgestaltet, Mobilgeräte kompatibel mit dem Qi-Standard zu laden, insbesondere mit dem Qi-Standard 1.x.y., im Besonderem mit dem Qi-Standard 1.2.y, insbesondere mit dem Qi-Standard 1.2.2.
  • Unter einer "bei der Geräteoberfläche angeordnete Basisstation" ist eine Basisstation zu verstehen, bei welcher zumindest der Energie aussendende Teil derart bei der Geräteoberfläche angeordnet ist, dass ein sich an der Geräteoberfläche befindliches Mobilgerät geladen werden kann. Einzelne Komponenten der Basisstation, welche nicht direkt mit der Abstrahlung von Energie befasst sind, z.B. Steuer- und Treiberbausteine, können sich auch in grösserer Entfernung von der Geräteoberfläche befinden.
  • Mit Vorteil besitzt die Basisstation mindestens einen Wechselstromgenerator und mindestens eine vom Wechselstromgenerator gespeiste Primärspule, so dass ein magnetisches Wechselfeld zum Laden des Mobilgeräts erzeugt werden kann.
  • In einer bevorzugten Ausführung ist der Wechselstromgenerator dazu ausgestaltet, einen Wechselstrom mit einer Frequenz zwischen 100 kHz und 200 kHz zu erzeugen. Dies ist die Frequenz, mit welcher die meisten üblichen Standards, insbesondere der Qi-Standard, arbeiten.
  • Das Gerät kann eine Auflageplatte besitzen, welche eine erste Seite zur Aufnahme des Mobilgeräts aufweist und eine zweiten Seite, auf welcher die mindestens eine Primärspule angeordnet ist.
  • Mit Vorteil besteht die Auflageplatte aus einem nicht ferromagnetischen, nicht leitenden Material, insbesondere aus einer Glaskeramik, so dass sie z.B. als Kochfeld oder als andere robuste Oberfläche dienen kann. Andere Materialien sind denkbar, soweit sie die für die jeweilige Anwendung notwendigen elektromagnetischen, thermischen und mechanischen Eigenschaften besitzen und so dünn gefertigt werden können, dass die Ladenfunktion nicht beeinträchtigt wird.
  • In einer Ausführung besitzt das Gargerät mehrere Primärspulen, was mehr Freiheit bei der Positionierung des Mobilgeräts erlaubt. Für eine gezielte Ansteuerung und/oder für die Lokalisierung des Mobilgeräts und/oder für die Kommunikation mit demselben können in einer Ausführung die Primärspulen einzeln und/oder gemeinsam mit Wechselstrom beaufschlagt werden.
  • Das Gargerät kann in einer Ausführung als Kochfeld ausgestaltet sein und mindestens eine induktive Heizspule zum Garen von Speisen aufweisen.
  • In diesem Falle kann die Primärspule von der Heizspule gebildet sein, was den Geräteaufbau vereinfacht.
  • Alternativ kann die Primärspule nicht identisch mit der Heizspule sein, d.h. es handelt sich um zwei verschiedene Bauteile. In diesem Falle kann die Primärspule besser für ihren Verwendungszweck optimiert werden.
  • Vorzugsweise besitzt das Gargerät eine Detektionsvorrichtung. Diese ist dazu ausgestaltet, ein sich bei der Oberfläche befindliches Mobilgerät zu detektieren. Auf diese Weise kann z.B. die Basisstation bei Bedarf aktiviert werden, und/oder es ist möglich, gewisse Funktionen des Gargeräts bei Detektion des Mobilgeräts zu modifizieren.
  • Insbesondere kann das Gargerät dazu ausgestaltet sein, bei Detektion eines sich bei der Oberfläche befindlichen Mobilgeräts mindestens einen Teil der Garfunktionen des Gargeräts zu deaktivieren. Auf diese Weise kann eine Beschädigung des Mobilgeräts, z.B. durch Hitze oder starke Wechselfelder, vermieden werden. Dies gilt insbesondere, wenn im Bereich der Geräteoberfläche mindestens ein Heizelement angeordnet ist. Das Heizelement kann z.B. ein induktives oder resistives Heizelement sein, oder es kann sich z.B. um den Gasbrenner eines Gasherds handeln. Dieses kann bei Detektion des Mobilgeräts deaktiviert werden, d.h. daran gehindert werden, eine Heizfunktion zur Speisezubereitung auszuüben.
  • Alternativ oder zusätzlich hierzu kann das Gargerät auch dazu ausgestaltet sein, bei Detektion des Mobilgeräts dieses zu laden, indem es die Basisstation gemäss dem Ladenstandard des Mobilgeräts betreibt.
  • Die Detektionsvorrichtung kann dazu ausgestaltet sein, die Primärspule mit Wechselstrom-Signalen zum beaufschlagen und ein Antwortsignal des Mobilgeräts zu detektieren. Dieses Antwortsignal wird vorzugsweise über die Primärspule detektiert. Beispielsweise kann es sich dabei um das "digitale Ping" des Qi-Standards handeln. Auf diese Weise kann ein Mobilgerät im Bereich der Primärspule detektiert werden.
  • Alternativ oder zusätzlich hierzu kann die Detektionsvorrichtung dazu ausgestaltet sein, die Heizspule mit Wechselstrom-Signalen zum beaufschlagen und ein Antwortsignal des Mobilgeräts zu detektieren. Dieses Antwortsignal wird vorzugsweise über die Heizspule detektiert. Beispielsweise kann es sich auch hier um das "digitale Ping" des Qi-Standards handeln. Auf diese Weise kann ein Mobilgerät im Bereich der Heizspule detektiert werden.
  • Die Geräteoberfläche, bei welcher die Basisstation angeordnet ist, ist mit Vorteil horizontal orientiert, so dass das Mobilgerät darauf abgelegt werden kann.
  • In einer Ausführung ist das Gargerät ein Kochfeld, insbesondere ein Induktionskochfeld. In diesem Fall ist die erwähnte Oberfläche mit Vorteil zur Aufnahme der Kochgefässe während der Speisezubereitung ausgestaltet, d.h. es handelt sich um die eigentliche Kochfeldoberfläche.
  • In einer anderen Ausführung besitzt das Gargerät eine heizbare Kavität. In diesem Falle ist die Kavität vorzugsweise eine Schublade, deren Boden die Oberfläche bildet. Denkbar ist jedoch auch, dass der Garraum eines Backofens zu diesem Zweck genutzt wird.
  • Die Erfindung betrifft auch die Verwendung eines solchen Gargeräts zum drahtlosen Laden mindestens eines Mobilgeräts
    • Kurze Beschreibung der Zeichnungen
  • Weitere Ausgestaltungen, Vorteile und Anwendungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen und aus der nun folgenden Beschreibung anhand der Figuren. Dabei zeigen:
    • Fig. 1 eine erste Ausführung eines Gargeräts in Form eines Kochfelds,
    • Fig. 2 ein Blockdiagramm der Komponenten des Gargeräts nach Fig. 1,
    • Fig. 3 eine zweite Ausführung eines Gargeräts,
    • Fig. 4 eine dritte Ausführung eines Gargeräts,
    • Fig. 5 ein Blockdiagramm der Komponenten des Gargeräts nach Fig. 4,
    • Fig. 6 eine vierte Ausführung eines Gargeräts,
    • Fig. 7 eine Schnittansicht einer fünften Ausführung eines Gargeräts in Form eines Backofens mit Wärmeschublade,
    • Fig. 8 ein Kombinations-Kochfeld mit mehreren Kochfeldmodulen.
    Wege zur Ausführung der Erfindung
  • Fig. 1 und 2 zeigen eine erste Ausführung eines Gargeräts in Form eines Kochfelds. Das Kochfeld besitzt eine horizontal angeordnete Auflageplatte 1, welche die Geräteoberfläche 1A bildet. Sie besteht mit Vorteil aus Glaskeramik.
  • Unter der Auflageplatte 1 sind in an sich bekannter Weise ein oder mehrere Heizelemente 2 angeordnet, um auf der Auflageplatte 1 angeordnete Kochgefässe zu erhitzen.
  • Bei den Heizelementen 2 kann es sich z.B. um resistive Heizelemente handeln, welche aus elektrischem Strom direkt Hitze erzeugen. Es kann sich jedoch auch um induktive Heizelemente handeln, welche als induktive Heizspulen ausgestaltet sind und über ein magnetisches Wechselfeld Wirbelströme im Boden des Kochgefässes erzeugen können. Weiter kann es sich auch um Gasbrenner handeln.
  • Das Gerät besitzt weiter eine Steuerung 3, welche z.B. einen Mikroprozessor sowie Speicher für Daten und Programme aufweisen kann. Weiter ist ein Treiber 4 für die Heizelemente 2 vorgesehen.
  • Der Treiber 4 wird von einem Heizmodul 5 der Steuerung 3 angesteuert. Das Heizmodul 5 kann als Software-Modul und/oder in Hardware ausgestaltet sein. Es steuert die Funktionen des Treibers 4 und der Heizelemente 2 in an sich bekannter Weise in Antwort auf Eingaben des Benutzers.
  • Weiter ist eine Benutzerschnittstelle 6 vorgesehen, über welche der Benutzer das Gerät steuert. Die Benutzerschnittstelle besitzt in der Regel auch Anzeigeelemente, über die das Gerät dem Benutzer z.B. den Status des Geräts anzeigt.
  • Das Gargerät besitzt weiter mindestens eine Basisstation 7 zum drahtlosen Laden mindestens eines Mobilgeräts.
  • In der Ausführung nach Fig. 1 und 2 ist die Basisstation 7 im Wesentlichen unabhängig von den Heizelementen 2 des Gargeräts ausgeführt. Beispielsweise handelt es sich um eine Basisstation mit einer einzigen Primärspule gemäss Spezifikation des Qi-Standards und/oder einer Spule oder Antenne gemäss einem der anderen, oben erwähnten Standards. Für die folgende Beschreibung wird als Beispiel davon ausgegangen, dass die Basisstation 7 kompatibel mit Geräten des Qi-Standards ist.
  • Die Basisstation 7 besitzt eine Primärspule 8, welche an der Unterseite der Auflageplatte 1 angeordnet ist.
  • In der gezeigten Ausführung bildet die Primärspule 8 einen resonanten Schwingkreis in Kombination mit einer Kapazität 9 und wird von einem Wechselstromgenerator 10 angesteuert.
  • Weiter ist ein Signaldetektor 11 vorgesehen, um ein Mobilgerät im Bereich der Basisstation zu detektieren. Dieser Prozess ist weiter unten genauer beschrieben.
  • Die Steuerung 3 besitzt ein Basisstationsmodul 12, welches z.B. als Software und/oder Hardware ausgeführt sein kann. Es besitzt eine Steuereinheit 14 zum Ansteuern des Wechselstromgenerators 10 und der Primärspule 8 sowie eine Empfangseinheit 16 zum Empfangen von Signalen des Signaldetektors 11.
  • Wie in Fig. 1 dargestellt, kann die Primärspule 8 z.B. in einem Bereich ausserhalb der Heizelemente 2 angeordnet sein, was es unwahrscheinlicher macht, dass der Benutzer das Mobilgerät aus Versehen auf ein heisses Heizelement 2 ablegt.
  • Fig. 1 zeigt mehrere zusätzliche oder alternative Positionen 8a, 8b, 8c, 8d, 8e für die Primärspule 8 ausserhalb der Heizelemente.
  • Alternativ oder zusätzlich hierzu kann die Primärspule 8 auch innerhalb eines Heizelements 2 angeordnet sein, vgl. z.B. Position 8f.
  • Mit Vorteil ist im Bereich der Primärspule 8 eine Positionierhilfe zum Ausrichten des Mobilgeräts angeordnet, z.B. in Form einer Markierung oder eines Permanentmagneten. Bei der Markierung kann es sich dabei z.B. um ein auf der Auflageplatte aufgebrachtes (insbesondere aufgedrucktes) Symbol handeln und/oder z.B. auch um ein Beleuchtungselement.
  • Der Signaldetektor 11 und die Empfangseinheit 16 bilden zusammen eine Detektionseinheit, z.B. gemäss Qi-Standard, mit welcher detektiert werden kann, ob ein Mobilgerät sich im Bereich der Primärspule 8 befindet.
  • Hierzu erzeugt das Basisstationsmodul 12 eine Wechselspannung in der Primärspule, z.B. mit einer Frequenz zwischen 100 - 200 kHz und einer Dauer von 65 - 70 ms als "digitales Ping" gemäss Qi-Standard.
  • Sodann detektiert das Basisstationsmodul 12, ob der Signaldetektor 11 eine gültige Antwort eines Mobilgeräts empfängt, z.B. ein Datenpaket gemäss Qi-Standard.
  • Ist dies der Fall und zeigt die Antwort ein Mobilgerät an, so können die Basisstation und das Mobilgerät eine Ladephase vereinbaren und sodann mit dem Laden beginnen.
  • Während der Ladephase erzeugt das Basisstationsmodul 12 wiederum eine Wechselspannung in der Primärspule, z.B. mit einer Frequenz zwischen 100 - 200 kHz, deren Wechselfeld vom Mobilgerät aufgefangen und in elektrische Energie umgewandelt wird, um dessen Batterie zu laden.
  • Wenn das Basisstationsmodul 12 ein Mobilgerät detektiert, deaktiviert die Steuerung 3 mit Vorteil mindestens einen Teil der Funktionen des Gargeräts, insbesondere jene Funktionen, welche das Mobilgerät beschädigen können.
  • Beispielsweise deaktiviert das Basisstationsmodul 12 in diesem Falle mindestens einen Teil der Heizelemente 2, nämlich jene angrenzend an die Primärspule, oder sogar alle Heizelemente 2.
  • In einer Ausführung, bei welcher (wie in Fig. 1) die Primärspule 8 und die Heizspule 2 unterschiedliche Bauteile sind, d.h. nicht identisch sind, ist das Gerät mit Vorteil dazu ausgestaltet, auch über die Heizspule eine Detektion eines Mobilgeräts durchzuführen und die Heizspule bei Anwesenheit des Mobilgeräts zu deaktivieren.
  • Zu diesem Zweck kann z.B. auch jede Heizspule kurzzeitig (d.h. während 65 - 70 ms) mit einer Frequenz von 100 - 200 kHz betrieben werden, um ein digitales Ping gemäss Qi-Standard zu erzeugen, worauf ein Antwortsignal detektiert wird.
  • In der Ausführung nach Fig. 1 umfasst die Basisstation 7 jeweils eine einzelne Primärspule, allenfalls mehrere, voneinander beabstandete, unabhängig betreibbare Primärspulen.
  • Die Basisstation 7 kann jedoch auch ein Array von angrenzenden oder überlappenden Primärspulen enthalten, z.B. gemäss eines der B-designs des Qi-Standards. Eine entsprechende Ausführung ist in Fig. 3 dargestellt.
  • Dadurch wird der Bereich, in welchem Mobilgeräte geladen werden können, vergrössert.
  • Fig. 4 und 5 zeigen eine Ausführung, bei welcher die Primärspule 8 von einer der Heizspulen 2 des Gargeräts gebildet wird.
  • In diesem Falle erübrigen sich eine separate Spule und deren Ansteuerung. Vielmehr arbeitet das Basisstationsmodul 12 mit dem Heizmodul 5 zusammen, um über eine oder mehrere der Heizspulen 2 ein magnetisches Wechselfeld mit einer Frequenz und Spannung zu betrieben, das mit dem jeweiligen Ladestandard kompatibel ist.
  • Beispielsweise werden Heizspulen 2 in einem Induktionskochfeld üblicherweise mit Spannungen von mehreren hundert Volt und Frequenzen unterhalb von 100 kHz betrieben. Um sie als Primärspulen z.B. gemäss Qi-Standard zu verwenden, müssen der Strom reduziert und die Frequenz erhöht werden.
  • Hierzu kann z.B. eine einstellbare Spannungsversorgung 18 für die Heizspulen 2 vorgesehen sein, und die Frequenz kann wahlweise in den Bereich von 100 - 200 kHz angehoben werden.
  • Alternativ oder zusätzlich kann der Strom durch die Heizspulen 2 mittels Pulsweitenmodulation reduziert werden.
  • Alternativ oder zusätzlich kann der Strom durch die Heizspulen 2 reduziert werden, indem die Heizspulen Teil einer frequenzabhängigen Last bilden, deren Impedanz im Bereich von 100 - 200 kHz höher ist als im Frequenzbereich von 25 - 50 kHz, der in Induktionsherden üblicherweise zum Heizen verwendet wird.
  • Mit Vorteil sind in diesem Falle die Heizspulen 2 mit einem Signaldetektor 11 analog zur Ausführung gemäss Fig. 2 verbunden, um Antwortsignale der Mobilgeräte zu empfangen, d.h. auch in diesem Falle ist eine Detektionsvorrichtung vorgesehen.
  • Auch in dieser Ausführung kann eine Positionierhilfe 20 zum Ausrichten des Mobilgeräts vorgesehen sein, z.B. in Form eines Markierung oder eines Permanentmagneten, um dem Benutzer eine Hilfe zum Positionieren des Mobilgeräts relativ zu den Heiz- bzw. Primärspulen 2, 8 zu bieten.
  • Es sind auch Induktionskochfelder bekannt, bei denen die Geräteoberfläche 1A von einer Vielzahl von Heizspulen 2 in einem regelmässigen, z.B. hexagonalen Muster überdeckt ist und die adaptiv zu Heizzonen konfiguriert werden können, abhängig davon, wo der Benutzer das Kochgefäss hinstellt. Ein solches Gerät ist in Fig. 6 dargestellt.
  • Auch in diesem Falle können die Heizspulen 2 als Primärspulen 8 eingesetzt werden.
  • Um einen von der Positionierung des Mobilgeräts unabhängige Ladung zu gewährleisten, können mehrere, überlappende, gegeneinander versetzte Spulensätze 8a, 8b, 8c vorgesehen sein, entsprechend z.B. den Designs B1 oder B2 des Qi-Standards. In diesem Fall kann ein Teil der Spulensätze lediglich zum Laden des Mobilgeräts eingesetzt werden, während ein anderer Teil der Spulensätze sowohl Lade- als auch Heizfunktionen besitzt.
  • Bei den soweit gezeigten Gargeräten handelt es sich um Kochfelder, auf denen Gargefässe erhitzt werden können.
  • Fig. 7 zeigt ein Kochgerät mit zwei heizbaren Kavitäten 22, 24. Konkret handelt es sich z.B. um den Garraum 22 eines Backofens und um eine Wärmehalteschublade oder eine (ungeheizte) Geräteschublade 24.
  • Am Boden einer solchen Kavität 22, 24 kann wiederum eine Basisstation 7 angeordnet werden, um ein dort positioniertes Mobilgerät zu laden.
  • Bei der Kavität kann es sich auch um eine dedizierte Kavität nur zu diesem Zweck handeln, die beispielswiese in Form einer Schublade ausgestaltet ist. Diese Schublade besitzt vorzugsweise eine Höhe von höchstens 5 cm, da die zu ladenden Geräte in der Regel nicht sehr noch sind.
  • Es sind auch sogenannte Kombinationskochfelder bekannt, wie z.B. in Fig. 8 dargestellt, bei denen einzelne Kochfeldmodule 26a - 26d kombiniert werden. Diese besitzen unterschiedliche Funktionen, z.B. als Heizplatten, Teppan Yaki, Warmhalteschalen, etc., welche der Benutzer bei Bestellung des Geräts frei miteinander kombinieren kann. In einem solchen Kombinationskochfeld kann ein Kochfeldmodul (in Fig. 8 das Kochfeldmodul 26d) als Basisstation 7 ausgestaltet sein, um darauf Mobilgeräte zu laden.
  • Beim Mobilgerät, das mit der beschriebenen Vorrichtung geladen werden kann, handelt es sich z.B. um ein mobiles Telefon, ein Tablet, einen Mobilcomputer, ein Thermometer, eine Waage oder ein anderes Gerät mit einer drahtlos aufladbaren Batterie.
  • Während in der vorliegenden Anmeldung bevorzugte Ausführungen der Erfindung beschrieben sind, ist klar darauf hinzuweisen, dass die Erfindung nicht auf diese beschränkt ist und in auch anderer Weise innerhalb des Umfangs der folgenden Ansprüche ausgeführt werden kann.

Claims (19)

  1. Gargerät mit einer Geräteoberfläche (1A) gekennzeichnet durch eine bei der Geräteoberfläche (1A) angeordnete Basisstation (7) zum drahtlosen Laden mindestens eines Mobilgeräts.
  2. Gargerät nach Anspruch 1, wobei die Basisstation (7) dazu ausgestaltet ist, Mobilgeräte kompatibel mit mindestens einem der folgenden Standards zu laden: Qi-Standard, PMA-Standard, Rezence-Standard und AirFuel-Standard.
  3. Gargerät nach einem der vorangehenden Ansprüche wobei die Basisstation (7) mindestens einen Wechselstromgenerator (10) und mindestens eine vom Wechselstromgenerator (10) gespeiste Primärspule (8) aufweist.
  4. Gargerät nach Anspruch 3, wobei der Wechselstromgenerator (10) dazu ausgestaltet ist, einen Wechselstrom mit einer Frequenz zwischen 100 kHz und 200 kHz zu erzeugen.
  5. Gargerät nach einem der Ansprüche 3 oder 4 mit einer Auflageplatte (1), insbesondere aus einem nicht ferromagnetischen Material, insbesondere aus einer Glaskeramik, mit einer ersten Seite zur Aufnahme des Mobilgeräts und einer zweiten Seite, auf welcher die Primärspule (8) angeordnet ist.
  6. Gargerät nach einem der Ansprüche 3 bis 5 mit mehreren Primärspulen (8), und insbesondere wobei die Primärspulen (8) einzeln mit Wechselstrom beaufschlagbar sind.
  7. Gargerät nach einem der vorangehenden Ansprüche mit mindestens einem Heizelement (2) zum Garen von Speisen, welches an der Geräteoberfläche (1A) angeordnet ist.
  8. Gargerät nach einem der Ansprüche 3 bis 6 und nach Anspruch 7,
    wobei die Primärspule (8) ausserhalb des Heizelements (2) bzw. der Heizelemente (2) angeordnet ist, oder
    wobei die Primärspule (8) innerhalb des Heizelements (2) angeordnet ist.
  9. Gargerät nach einem der Ansprüche 7 oder 8, wobei das Heizelement (2) als induktive Heizspule ausgestaltet ist.
  10. Gargerät nach einem der Ansprüche 3 bis 7 und nach Anspruch 9, wobei die Primärspule (8) von der Heizspule gebildet ist.
  11. Gargerät nach einem der Ansprüche 3 bis 8 und nach Anspruch 9, wobei die Primärspule (8) und die Heizspule nicht identisch sind,
    und insbesondere wobei das Gerät dazu ausgestaltet ist, über die Heizspule eine Detektion eines Mobilgeräts durchzuführen und die Heizspule bei Anwesenheit des Mobilgeräts zu deaktivieren.
  12. Gargerät nach einem der vorangehenden Ansprüchen, wobei das Gargerät eine Detektionsvorrichtung (11, 16) aufweist, die dazu ausgestaltet ist, ein sich bei der Oberfläche befindliches Mobilgerät zu detektieren.
  13. Gargerät nach Anspruch 12, wobei das Gargerät dazu ausgestaltet ist, bei Detektion eines sich bei der Oberfläche befindlichen Mobilgeräts mindestens einen Teil der Garfunktionen des Gargeräts zu deaktivieren und/oder das Mobilgerät zu laden.
  14. Gargerät nach einem der Ansprüche 12 oder 13, wobei die Detektionsvorrichtung dazu ausgestaltet ist, die Primärspule (8) mit Wechselstrom-Signalen zu beaufschlagen und ein Antwortsignal des Mobilgeräts zu detektieren, und insbesondere wobei die Wechselstrom-Signale eine Frequenz zwischen 100 und 200 kHz besitzen.
  15. Gargerät nach einem der Ansprüche 13 bis 14 und nach einem der Ansprüche 9 bis 11, wobei die Detektionsvorrichtung dazu ausgestaltet ist, die Heizspule mit Wechselstrom-Signalen zu beaufschlagen und ein Antwortsignal des Mobilgeräts zu detektieren, und insbesondere wobei die Wechselstrom-Signale eine Frequenz zwischen 100 und 200 kHz besitzen.
  16. Gargerät nach einem der vorangehenden Ansprüche wobei die Geräteoberfläche (1A), bei welcher die Basisstation (7) angeordnet ist, horizontal orientiert ist.
  17. Gargerät nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das Gargerät ein Kochfeld, insbesondere ein Induktionskochfeld ist, und insbesondere wobei die Oberfläche zur Aufnahme von Kochgefässen ausgestaltet ist.
  18. Gargerät nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das Gargerät eine Kavität (22, 24) aufweist, deren Boden die Oberfläche bildet, und insbesondere wobei die Kavität eine Schublade (24) ist und/oder die Kavität beheizt ist.
  19. Verwendung des Gargeräts nach einem der vorangehenden Ansprüche zum Laden eines Mobilgeräts.
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