ES2218941T5 - Sensor para la deteccion de un recipiente de coccion. - Google Patents

Abstract

Un sensor para detectar un recipiente de cocina en una placa sobre un cuerpo de calefacción eléctrica por radiación tiene forma fija, es autoportante, bucle resistente a temperatura de un material eléctricamente conductor cerca de la zona calentada. El sensor es la parte activa de un circuito inductivo oscilante que forma parte de un controlador y preferiblemente opera con desintonización. El sensor está dispuesto como un bucle de forma fija, autoportante, resistente a temperatura (30) de un material eléctricamente conductor cerca de, al menos, una zona (18, 19) calentada por el elemento calefactor (21). Se incluye también una reivindicación independiente para un cuerpo de calentamiento por radiación.

Description

Sensor para la detección de un recipiente de cocción.

La invención se refiere a un cuerpo de calentamiento por radiación eléctrica con un sensor activo para la detección de la posición de un recipiente de cocción sobre una placa de cocción que cubre el cuerpo de calentamiento, particularmente una placa vitrocerámica.

La conexión y desconexión automática de una placa de cocción en dependencia directa de la instalación de un recipiente de cocción es una meta seguida desde hace mucho tiempo, que sin embargo hasta ahora sólo ha podido lograrse de modo incompleto, con grandes costes técnicos y no con la fiabilidad necesaria, por lo cual dichos sistemas todavía están poco introducidos en la práctica.

Los sistemas propuestos para este fin se basan en los principios más diferentes, donde en la mayoría de los casos es decisivo el tipo y la disposición del sensor. Así pues, se propusieron sensores mecánicos, capacitivos, ópticos, resistivos e inductivos. En el caso de sensores inductivos se han propuesto bobinas tanto con varias espiras como también con sólo una espira. Estas bobinas están dispuestas de manera circular o concéntricamente hacia la respectiva placa de cocción o recuadran ésta en caso de placas de cocción con forma ovalada. Por tanto estas bobinas se encuentran usualmente en el área del aislamiento del borde. (Véase EP 490 289 B1 y EP 442 275 A2).

El bucle de detección de ollas mencionado de una sola espira se conoce por la DE 37 11 589 A1. Se trata por tanto de un bucle de cortocircuito que está dispuesto entre los elementos calentadores y una placa vitrocerámica. Esta está cargada por parte ajena por el transmisor del campo magnético dispuesto debajo de los elementos calentadores. Mediante una puesta en cortocircuito periódica y una correspondiente medición de la amortiguación se carga el circuito de evaluación. La introducción de este tipo de sistema en la práctica fracasa por los elevados costes y sobre todo por la gran altura de construcción necesaria para la colocación del transmisor de campo magnético.

Las bobinas mencionadas de múltiples espiras en la zona del borde externo (o en una zona central no calentada) dan problemas térmicos y, según se ha reconocido conforme a la invención y como más adelante se describirá, son menos apropiadas en lo que respecta a una intensa generación y detección de señales.

Por la DE 3733 108 se conoce una disposición del circuito g para un sistema de detección de ollas con un sensor de detección de ollas, que trabaja según el método de un cuadripolo pasivo. El sensor que trabaja según el método de antenas transmisoras y receptoras está dispuesto en el lado inferior de la placa de cocción como circuito impreso y presenta una disposición generalmente en espiral.

La EP 0469 189 A describe un procedimiento de control para los elementos calentadores de una cocina con un sensor realizado como bobina de núcleo de aire con sólo pocas espiras, sobre cuya disposición y configuración no se han hecho por lo demás indicaciones.

Por la DE 42 24 934 A se conoce también una disposición de sensores para un sistema de detección de ollas, en el que en cada caso dos sensores de detección de ollas con efecto capacitivo, eléctricamente conductores y resistentes a la temperatura, están dispuestos en el borde exterior de cuerpos de calentamiento por radiación. Se trata por tanto de sensores discretos que sólo cubren una zona pequeña del perímetro del cuerpo de calentamiento por radiación. Su efecto y el factor de regulación depende por tanto en gran medida de los puntos en los que están dispuestos los sensores en el perímetro. La posición exacta de un recipiente de cocción no puede averiguarse por lo tanto sin encontrar duda alguna.

Objeto y solución

El objeto de la invención es crear un cuerpo de calentamiento por radiación con un sensor activo, que con una estructura sencilla y robusta proporcione una señal lo más exacta posible para el control del cuerpo de calentamiento.

Este objeto se resuelve con la reivindicación 1.

El sensor, que es parte de un circuito oscilante que trabaja de modo inductivo de un dispositivo de control, preferiblemente por desconexión del circuito oscilante, está dispuesto como bucle del material eléctricamente conductor en el área de la zona de calentamiento en circulación y solapando la misma por lo menos parcialmente. Por ello, la señal con respecto a un sensor en circulación en la zona del borde del cuerpo de calentamiento se vuelve esencialmente de gran valor informativo para el cubrimiento de la zona de calentamiento y por tanto más exacta para la detección. Esto es inusual siempre que, como se debería suponer, mediante un sensor dispuesto en el borde se detectaría con especial exactitud la magnitud del respectivo recipiente de cocción, puesto que la magnitud de la señal en forma del deslizamiento de frecuencia relativo en el borde es especialmente grande y entonces disminuye fuertemente (parabólicamente) hacia el centro. Sin embargo el problema aquí es que, como se ha comprobado, una bobina de este tipo en el borde apenas puede distinguir entre una olla relativamente pequeña, que todavía debe provocar una conexión, y una olla grande que sin embargo está desplazada hacia la superficie de calentamiento, y que no debe provocar ninguna conexión. Además, con las bobinas de borde, ha surgido siempre un problema por el hecho de que los cuerpos de calentamiento por radiación normalmente están dispuestos en un plato de chapa, cuyo fondo y sobre todo cuyo borde amortiguan fuertemente el circuito oscilante. El campo se extiende entonces sobre una zona marginal bastante estrecha que provee efectivamente una señal valorable.

En general debe tomarse en consideración en el caso de este tipo de cuerpos de calentamiento por radiación, que también el fondo del plato de chapa provoca una atenuación del campo magnético, de manera que éste puede formarse sólo con un espacio relativamente pequeño como tubo flexible alrededor del verdadero conductor del sensor.

Por la disposición del bucle del sensor en el área de la zona de calentamiento puede lograrse un recubrimiento del sensor a ser posible grande en la zona en la que la olla debe provocar una conexión, y un recubrimiento a ser posible pequeño en la zona en la que el respectivo elemento de calentamiento debe estar apagado. Por tanto también una olla pequeña con una disposición central debidamente realizada aporta una señal grande, mientras que una olla desplazada sólo provee una pequeña señal que se distingue claramente de la otra. El bucle del sensor debería entonces tener su diámetro eficaz en el área del diámetro mínimo, ventajosamente algo por encima, es decir en el área del "tubo flexible" del campo magnético. A consecuencia de la distancia hacia el borde exterior no tiene lugar una atenuación significante por la misma que simularía de algún modo una olla. Por ello es también posible arreglarse con un bucle de sensor que presenta sólo una espira, mientras antes en la mayoría de los casos la disposición de una bobina con muchas espiras se consideraba necesaria para obtener una señal suficientemente grande en forma de un deslizamiento de frecuencia en el circuito oscilante de medición.

En consecuencia, la invención ofrece la ventaja de disponer el bucle del sensor en el área directa de la zona de calentamiento, es decir, estando expuesto directamente al calor de la radiación, por no ser necesario un aislamiento en el caso de la mencionada bobina con una espira con una distancia de aire entre las mismas. Ésta consiste en un material conductor con forma sólida, autoportante y resistente a la temperatura, preferiblemente consistente en un tubo o alambre macizo fuerte. Como material entra en consideración un material como un acero de alta aleación, p. ej. una aleación de Fe-Cr-Ni. La formación de material no ferromagnético es por tanto oportuna, ya que con un material no ferromagnético, a causa de la alta temperatura que se produce, se sobrepasaría el punto de Curie y las características magnéticas que se cambian en este punto darían lugar a una señal, que es completamente independiente de la deseada determinación de una posición del recipiente de cocción y por tanto falsificaría el resultado.

El bucle del sensor y el dispositivo de control pueden estar formados ventajosamente para la detección de la magnitud del recipiente de cocción. Para este fin el bucle del sensor a una distancia radial puede presentar áreas eficaces diferenciadas entre sí, p. ej. en diversas áreas perimetrales, esencialmente en secciones de bucle en la dirección perimetral que están unidas entre sí por secciones de conexión radiales. Por tanto puede resultar por ejemplo un bucle del sensor con una forma circular o poligonal con entallados en forma de omega. Esta forma de trébol se ha reconocido como especialmente eficaz.

Puesto que en las presentes circunstancias la magnitud de la señal corresponde esencialmente al grado de recubrimiento del bucle del sensor por un recipiente de cocción, la característica "desviación de frecuencia/recubrimiento diametral por el recipiente de cocción" tiene a diferencia de la trayectoria parabólica una trayectoria escalonada con una sección perpendicular, desplazada más hacia el interior de la zona de calentamiento que, con cuerpos de calentamiento de dos circuitos puede tener dos niveles diametrales. De esta manera la trayectoria de la señal puede adaptarse mucho más a la forma ideal. Esta sería en el caso del cuerpo de calentamiento con sólo una zona de calentamiento una trayectoria plana de la señal en la zona del borde, una disminución perpendicular en la zona del diámetro de una olla lo más pequeña posible, que todavía debe llegar a una conexión, y entonces una trayectoria plana, a ser posible profunda, hasta la parte central de la zona de calentamiento.

En el caso de un cuerpo de calentamiento de doble circuito, en el que en dependencia del tamaño del recipiente de cocción debe conectarse sólo una zona (central) o ambas zonas de calentamiento, mediante la forma que presenta dos zonas eficaces de sólo un sensor puede lograrse una trayectoria de señal muy exacta con dos escalones aproximados, que puede valorarse para una conexión diferenciada de ambas zonas de calentamiento.

El bucle del sensor robusto y autoportante puede disponerse fácilmente con cualquiera de las configuraciones del cuerpo de calentamiento. Estas tienen en la mayoría de los casos un borde exterior de material aislante y en el caso de cuerpos de calentamiento de doble circuito en su caso una pared intermedia. Sobre el mismo puede disponerse el bucle del sensor, para lo que pueden preverse escotaduras para establecer una disposición del sensor y el borde de aislamiento en la placa o una cierta distancia, pero solamente mínima hacia la misma. También con las presentes configuraciones del cuerpo de calentamiento es posible un posterior equipamiento con una detección de la olla.

Se ha demostrado que por la forma, el tipo y la disposición del bucle del sensor puede mejorarse esencialmente la señal muy mala/relación del sonido con los sensores habituales de este tipo.

Breve descripción del dibujo

Un ejemplo de forma de realización de la invención está representado en los dibujos y a continuación se describe en más detalle. En los dibujos se muestra:

Figura 1 una sección central a través de un cuerpo de calentamiento por radiación bajo una placa vitrocerámica con un recipiente de cocción indicado,

Figura 2 una vista desde arriba sobre el cuerpo de calentamiento por radiación según la Fig. 1,

Figura 3 un gráfico sobre la respuesta de la frecuencia en el caso de un cuerpo de calentamiento de doble circuito,

Figura 4 una vista desde arriba sobre una variante de un cuerpo de calentamiento por radiación,

Fig. 5-10 vistas desde arriba sobre otras variantes en representación esquemática y

Figura 11 un gráfico de la respuesta de la frecuencia de un sensor para un cuerpo de calentamiento de un solo circuito (fig. 5 a 7).

Descripción de los ejemplos de formas de realización

Las Fig. 1 y 2 muestran un cuerpo de calentamiento por radiación eléctrica 11, que está dispuesto debajo de una placa vitrocerámica 12 de una encimera eléctrica u otro aparato de cocción por radiación. Este presenta un plato de chapa plano 13, cuyo fondo 14 y borde 15 recogen una capa de fondo 16 y un borde 17 de material aislante termorresistente de amortiguación y aislamiento térmico y eléctrico. Por tanto se trata preferiblemente de un aerogel de ácido silícico microporoso pirógeno, prensado de material a granel. El borde exterior 17 está fabricado por separado debido a su resistencia mecánica mejorada y consiste en una fibra cerámica con aglutinantes etc. prensada o formada en estado mojado y entonces secada posteriormente.

El borde de la chapa 15 no alcanza del todo la placa vitrocerámica 1, pero probablemente el borde de aislamiento 17, que está presionado desde abajo contra la placa vitrocerámica, el cuerpo de calentamiento 11 estando presionado hacia arriba por medio de un muelle de compresión no representado.

El cuerpo de calentamiento por radiación presenta dos zonas de calentamiento opuestas concéntricas 18, 19, que están delimitadas la una de la otra por una pared intermedia 20, que sin embargo no alcanza la placa vitrocerámica.

En ambas zonas de calentamiento 18, 19 están dispuestos elementos de calentamiento eléctricos 21 en forma de bandas delgadas con forma ondulada, que están colocadas erguidas sobre la superficie 22 del cuerpo aislante 16 y están ancladas en el mismo con unas patas formadas en su lado inferior, que a consecuencia de la ondulación de la banda tienen forma de pala. Las patas cubren de modo uniforme ambas zonas de calentamiento 18, 19 con excepción de una zona central 59 no calentada, en la que se encuentra un saliente 43 del fondo aislante 16 apuntado hacia arriba.

La Fig. 2 muestra la disposición de los elementos de calentamiento en pistas anulares con forma de meandros. Éstos están conectados mediante conexiones de elementos de calentamiento 23 en un controlador de temperatura 24 y un componente de conexión separado 25, de manera que puede conectarse a voluntad la zona de calentamiento externa 19 de la zona de calentamiento 18 conectada de forma continua durante el funcionamiento del cuerpo de calentamiento. El controlador de temperatura 24 presenta un sensor en forma de barra 26 que actúa sobre un controlador de temperatura/contacto para el cumplimiento de una temperatura máxima admisible en la parte inferior de la vitrocerámica, y un contacto de respuesta al calor para la señalización del estado de calor del cuerpo de calentamiento en un cabezal de controlador de temperatura 27. El sensor 26 atraviesa el borde del cuerpo aislante 17 y pasa a través de la pared intermedia 20 y se extiende al mismo nivel por encima de los elementos de calentamiento 21, sin embargo en mayor parte en un vía libre 28 desprovista de elementos de calentamiento.

El cuerpo de calentamiento presenta un sensor en forma de un bucle 30 que forma parte de un dispositivo de control 31 para la detección de la posición de un recipiente de cocción sobre la placa de cocción 12 que cubre el cuerpo de calentamiento. El bucle del sensor 30 forma una inductividad de un circuito oscilante 32, que está inducido con una frecuencia relativamente alta de por ejemplo 1 MHz a 5 MHz. Al colocar encima un recipiente de cocción varía la atenuación del bucle del sensor 30 y por consiguiente la frecuencia del circuito oscilante 32. Esto se evaluará en el dispositivo de control 31 e independientemente de ello se accionan en el dispositivo de control los interruptores mecánicos o electrónicos 33, 33a, que conectan las zonas de calentamiento 18, 19 para su funcionamiento.

Para el ajuste de la respectiva potencia liberada está previsto además un aparato de control de energía 34 (a menudo denominado también regulador de energía), que puede ajustarse mediante un botón de ajuste 35 a una determinada potencia. También puede preverse un regulador de temperatura. En la regulación o el control se trata en la mayoría de los casos de una liberación de la potencia rítmica, es decir, de una regulación o control intermitente. El aparato de control de energía 34 puede estar formado de manera termomecánica, es decir, como conmutador bimetal, o preferiblemente como componente electrónico, que en su caso también puede estar integrado en el dispositivo de control 31. Para evitar, a ser posible, la influencia de las interferencias del circuito oscilante 32, debería mantenerse lo más corta posible la línea entre el verdadero bucle del sensor 30 y los demás elementos del circuito oscilante. También es posible un apantallamiento de la línea. En su caso, el componente 36 del dispositivo de control que contiene el dispositivo de detección de un recipiente de cocción podría estar dispuesto también separado físicamente del resto del dispositivo de control del cuerpo de calentamiento cerca del cuerpo de calentamiento por radiación 11.

El bucle del sensor 30 consiste en un alambre redondo relativamente grueso con un diámetro entre 1 y 4 milímetros, con preferencia aproximadamente 2 milímetros, fabricado de un material termorresistente y no magnetizable. Esto puede ser por ejemplo un acero de alta aleación como una aleación de hierro-cromo-níquel. Materiales adecuados son p. ej. un acero con el material Nº 1.4876 o un material conductor del calor con el material Nº 2.4869.

El sensor puede estar conectado a tierra unilateralmente. Para lograr una escasa resistencia de conexión a tierra (preferiblemente menor a 0,1 ohmios), y la resistencia óhmica muy reducida del sensor necesaria para este fin, éste último puede estar fabricado con el correspondiente espesor. Para su función como sensor de detección de la olla con admisión de alta frecuencia es sin embargo eficaz sólo su superficie a causa del efecto pelicular, de modo que ésta podría también estar formada como tubo. A causa de la poca resistencia óhmica, el tubo podría estar lleno entonces también con cobre u otro material altamente conductor, mientras que el material de revestimiento proporciona la resistencia térmica y resistencia al cascarillado. Es especialmente ventajosa una forma de realización con un revestimiento galvánico de alta conductividad eléctrica, p. ej. de plata, o una forma de realización de material macizo bien conductor con un revestimiento p. ej. galvánico resistente al cascarillado. La forma muy rígida del bucle del sensor 30 permite el no tener que contar con un descenso a elementos de calentamiento 21 tampoco en caso de altas cargas térmicas.

Debido a la forma del bucle del sensor 30 se hace referencia a los dibujos. En la Fig. 2 el bucle del sensor forma una bobina de una sola espira con secciones perimetrales exteriores 37 que se extienden sobre la zona de calentamiento exterior 19, sin embargo con una distancia radial relativamente grande desde el borde externo 17 y, a su vez, con distancia radial desde la pared intermedia 20, a través de secciones perimetrales interiores 38 que se extienden por la zona de calentamiento 18.

Estas secciones perimetrales son secciones circulares en la Fig. 2 con diversos diámetros, que están unidos entre sí por las secciones de conexión 39. Estas secciones de conexión se extienden efectivamente de manera radial, sin embargo se encuentran en diagonal de tal modo que la suma de los ángulos de las secciones perimetrales exteriores e interiores 37, 38 es mayor de 360º. La vista desde arriba sobre el bucle del sensor 30 tiene la forma básica de un trébol de tres hojas con una zona central relativamente grande, formando aproximadamente un círculo completo y tres "hojas" laterales en forma de un sector triangular u omega. Según el tamaño y los requisitos técnicos de control pueden preverse también varios sectores en secciones perimetrales. En uno de los sectores de la sección perimetral 40 están previstas las conexiones 41 en forma de secciones paralelas opuestas, orientadas hacia fuera, del material en bucles.

El bucle total del sensor 30 con la forma descrita es plano y a causa del material relativamente fuerte es autoportante e indeformable. Este se encuentra en el presente ejemplo por una parte en el área de las conexiones 41 en cavidades planas del borde exterior del cuerpo aislante 17 y por lo demás se apoya con sus secciones de conexión 39 sobre la pared intermedia 20, que no alcanza del todo la placa vitrocerámica. Por ello el bucle del sensor está dispuesto adosado o con poca distancia de la parte inferior de la placa vitrocerámica 12 y con una distancia de seguridad por encima de los elementos de calentamiento 21. Puede observarse que el sensor 26 del dispositivo de control de temperatura a consecuencia de la disposición representada atraviesa el bucle del sensor por la parte inferior solamente una vez, es decir en el área de la sección perimetral interior 38. En este área se mueve también en la vía 28, de manera que podría colocarse algo más profundamente sin correr el riesgo de una colisión con los elementos de calentamiento 21. También es posible pasar afuera una de las conexiones 41 en un lado del sensor térmico 26, de modo que se evita cualquier cruce sensor/bucle. El sensor y el bucle pueden situarse entonces en un mismo plano. De esta manera el espacio 42 que determina la altura del cuerpo de calentamiento por radiación entre el fondo 16 que soporta los elementos de calentamiento 21 y la placa vitrocerámica 12 se aprovecha adecuadamente y pueden respetarse las distancias para la prueba con alta tensión.

Mientras que la Fig. 2 muestra un cuerpo de calentamiento de doble circuito con dos zonas de calentamiento concéntricas 18, 19, en la Fig. 4 está representado un cuerpo de calentamiento de doble circuito con una forma total alargada ovalada. Este cuerpo de calentamiento por radiación 11 tiene además, con la misma estructura básica, una zona de calentamiento principal circular 18, a la que sigue una zona de calentamiento adicional 19, que está delimitada unilateralmente por una pared intermedia 20, esta zona de calentamiento adicional teniendo una forma de media o cuarta luna. Un controlador de temperatura 24 está previsto en oblicuo en la zona de calentamiento principal 18 y su sensor 26 sobresale radialmente sólo aproximadamente hasta su centro, donde se apoya en un saliente central 43 en la zona central no calentada 59 del fondo de cuerpo aislante 16.

El bucle del sensor 30 previsto para este cuerpo de calentamiento por radiación está fabricado por el mismo material que el empleado según las figuras 1 y 2. Este bucle tiene la forma de un cuadrado que consiste en secciones perimetrales rectilíneas, que en la línea central longitudinal 44 del cuerpo de calentamiento forman las conexiones 41 sacadas afuera en paralelo. Los ángulos 46 del cuadrado situados en la zona de la línea central transversal 45 de la zona de calentamiento principal 18, se hallan en las correspondientes cavidades planas 47 del borde exterior del cuerpo aislante 17, pero dentro del borde de las cubetas de chapa 15. Las secciones perimetrales 38 se extienden entonces en forma de tendones con una distancia clara desde el borde exterior atravesando grandes secciones superficiales del cuerpo de calentamiento y tienen por consiguiente un diámetro eficaz situado en el área de la zona de calentamiento 18.

En el área de intersección de la línea central longitudinal 44 con la pared intermedia 20, es decir, en el ángulo opuesto a las conexiones del cuadrado está conectada cada vez una sección de conexión 39 con una fuerte flexión hacia fuera, que alcanza los ángulos externos 48, que, como los ángulos 46, se apoyan sobre el borde exterior del cuerpo aislante 17 dentro de las correspondientes cavidades. Éstos se encuentran unidos entre sí por una sección recta 37a mostrada en el ejemplo de forma de realización, que atraviesa la zona de calentamiento adicional 19 de manera esencialmente central y se extiende transversalmente hacia la línea central longitudinal 44. Esta sección podría ser también redondeada correspondientemente a la forma de media luna de la zona de calentamiento adicional 19. El bucle del sensor 30 se apoya entonces en siete puntos en total sobre el cuerpo aislante, es decir en los ángulos 46 y 48, en las conexiones 41 y, con sus ángulos internos 49 entre los brazos de cuadrilátero 38a y las secciones de conexión 39, sobre la pared intermedia 20. Su forma básica es aproximadamente la de un pez estilizado.

De las formas del bucle de sensor mostradas esquemáticamente en las figuras 5 a 10, la forma según la Fig. 9 corresponde aproximadamente a la de la Fig. 2, sin embargo con secciones perimetrales rectas 37, 38 en vez de la forma de realización arqueada mostrada en la Fig. 2. También aquí las secciones perimetrales 39 están orientadas en gran medida radialmente y sin pasar tan atrás como en la Fig. 2. Esta forma de realización tiene, a causa de la desviación de la forma teórica ideal del círculo (o sea de la forma de olla) una acentuación algo más pequeña de las fases de señal que la Fig. 2, sin embargo es más fácil de fabricar.

Las formas de realización según las figuras 5 a 7 están pensadas para cuerpos de calentamiento de un solo circuito, es decir, cuerpos de calentamiento que sólo tienen una zona de calentamiento 18 coherente y siempre accionada en común. El bucle del sensor 30 en la Fig. 5 tiene la forma de un cuadrado con los ángulos 46 apuntados sobre el borde 17. El sensor 46 del dispositivo de control de temperatura 24 sobresale esencialmente en diagonal sobre el campo delimitado por el sensor.

En la Fig. 6 se muestra una forma de realización correspondiente a la Fig. 5, en la que sin embargo el sensor 26 del dispositivo de control de temperatura 24 es flanqueado a ambos lados de las secciones rectas del bucle del sensor 30. Detrás del extremo libre del sensor de temperatura 26 se encuentran éstas unidas entre sí. Por ello es posible llevar el sensor de temperatura y el bucle del sensor en el mismo plano, lo cual contribuye a la reducción de la altura de la estructura con distancias eléctricas suficientes.

La Fig. 7 muestra una forma de realización especialmente preferida del bucle del sensor 30, que presenta secciones perimetrales 37 que se extienden con cierta distancia al borde 17 y forman aproximadamente un circulo completo, las cuales únicamente están interrumpidas por las conexiones 41 sacadas paralelamente opuestas y por los ángulos 46a en forma de orejas de gato orientados hacia fuera, que permiten el apoyo necesario sobre el borde exterior 17.

La Fig. 8 muestra un bucle del sensor 30 para un cuerpo de calentamiento de doble circuito, que en el área de la pared divisoria 20 está situado entre la zona de calentamiento principal 18 y la zona de calentamiento adicional 19 que rodea la anterior. La forma de realización esencialmente cuadrada similar a la Fig. 5 del bucle es esencialmente más pequeña y alcanza con los ángulos exteriores la zona de calentamiento adicional, mientras que las secciones perimetrales 38a cubren la parte exterior de la zona de calentamiento principal 18.

La Fig. 10 muestra una forma de realización para un cuerpo de calentamiento de doble circuito, que contrariamente a otros cuerpos de calentamiento forma un doble bucle, que sin embargo está conectado en paralelo. La forma es la de dos cuadrados situados el uno dentro del otro, que están conectados a las mismas conexiones 41 y que presentan únicamente las secciones perimetrales que se extienden a cierta distancia entre sí para la ampliación de su recubrimiento superficial, formando sin embargo cada uno eléctricamente un bucle de una sola espira. El interior de ambos bucles se encuentra, como se describe en la Fig. 8, sobre la pared intermedia 20, mientras que el bucle exterior correspondiente a la Fig. 5 se apoya con sus ángulos sobre el borde exterior 80. La forma relativamente sólida, pero elástica del bucle del sensor permite también fijarla de manera segura p. ej. mediante encastre en escotaduras del borde. También es posible una fijación insertando el material aislante, por ejemplo por medio de pasadores soldados.

\vskip1.000000\baselineskip

Función

El procedimiento, según el cual trabaja el dispositivo de detección de ollas, está descrito por medio de las figuras 1 a 3.

Cuando el cuerpo de calentamiento por radiación 11 debe ponerse en funcionamiento, se ajusta la potencia deseada en el botón de ajuste 35 y al mismo tiempo se efectúa también la puesta en marcha del control 31 inclusive del dispositivo de detección de un recipiente de cocción 36. Este dispositivo de detección de un recipiente de cocción trabaja de manera inductiva, es decir, el circuito oscilante 32 es inducido con una frecuencia relativamente alta entre 1 MHz y 5 MHz y la evaluación de la detección de la olla descrita sucesivamente en su resultado se constituye de una manera substancialmente conocida. Con respecto a detalles se hace referencia a la solicitud de patente europea 0442 275 A2.

Correspondientemente alrededor del alambre del bucle del sensor 30 se produce un campo alternante electromagnético, cuyas características están de acuerdo con la frecuencia del circuito oscilante.

Colocando ahora un recipiente de cocción 51 sobre una placa 12, se modifica este campo magnético, e. d. el bucle del sensor es amortiguado, por lo cual se cambia la frecuencia del circuito oscilante 32. Este cambio de frecuencia es evaluado en el componente de detección de ollas 36 y al alcanzar un valor umbral previamente ajustado da lugar a una conexión de uno o de ambos interruptores 33, 33a, de modo que ahora una corriente eléctrica atraviesa correspondientemente los elementos de calentamiento 21 y éstos se calientan.

El gráfico de la Fig. 3 muestra la respuesta de frecuencia df relativa sobre el diámetro, es decir, la variación de la frecuencia df indicada en porcentaje de la variación de frecuencia máxima durante la medición dependiendo del recubrimiento del diámetro de la placa de cocción y por tanto del bucle del sensor a través de un recipiente de cocción. Debajo del gráfico, para su ilustración, está indicada la sección transversal del cuerpo de calentamiento 11 conforme a la Fig. 1.

El gráfico muestra lo siguiente: utilizando una bobina de sensor convencional, que está dispuesta en el borde 17, resultaría la curva de la variación de frecuencia mostrada como línea a trazos y puntos 52 sobre el diámetro. El valor de la señal sumado al volumen sería prácticamente proporcional al recubrimiento de la línea perimetral. Una olla grande colocada exactamente centrada 51a (Fig. 1) proporcionaría entonces una buena señal, sin embargo una olla algo más pequeña, a pesar de un recubrimiento exactamente centrado, no daría ninguna señal razonable para aprovechar. Poniendo ahora el umbral de conmutación por ejemplo esencialmente debajo de un 50% de la magnitud total de la señal, el ruido producido por la señal, que en dichos sensores y en su disposición es relativamente grande, haría por una parte un circuito inseguro y por otra parte una olla excéntrica (desplazada) (véase la línea a trazos y puntos 51b en la Fig. 2) podría dar lugar a una conexión indeseada.

La curva ideal representada en la Fig. 3 con una línea trazada tiene dos escalones, es decir el escalón superior 54 que corresponde a la olla grande 51a que recubre ambas zonas de calentamiento 18, 19 y que debe provocar la conexión de ambas zonas de calentamiento 18, 19, y un escalón inferior 55, por ejemplo a un 50% de la diferencia de frecuencia df. En el área de este escalón, que corresponde al diámetro de la olla pequeña 51, debería estar conectada sólo la zona de calentamiento principal central 18, mientras que en el extremo izquierdo del escalón 55, que indica el diámetro mínimo de la olla para la zona de calentamiento central, debería disminuirse rápidamente la señal.

Puede observarse que la curva 56 producida por el bucle del sensor 30 se aproxima a esta curva ideal teórica 53, teniendo en efecto generalmente una curva bastante lineal, siendo entonces la magnitud de señal en gran parte proporcional al diámetro recubierto, sin embargo conteniendo ésta los escalones asimilados a la forma gradual de la curva ideal. Por ello es posible distinguir con seguridad con sólo un sensor las ollas grandes de las pequeñas y sobre todo conseguir también una distinción entre una olla desplazada y colocada, que debe provocar una conexión, y una olla pequeña, que deberá poner en marcha la zona de calentamiento principal intermedia.

En el gráfico de la Fig. 3 se muestran los puntos de conmutación 57, 58. En el punto 57 (altura de señal Si) deberá conectarse sólo la zona de calentamiento intermedia 18 y permanecer conectada hasta el punto de conexión 58 (interruptor 33 "CONECTADO"). En el punto de conexión 58 (magnitud de señal S2) se conecta entonces adicionalmente la zona de calentamiento externa 19 (ambos interruptores 33 y 33a "CONECTADOS"). En otros términos: el punto de conexión 58 simboliza el tamaño más pequeño de la olla grande 51a, que debe trabajar con ambas zonas de calentamiento, mientras que el punto de conexión 57 indica el tamaño más pequeño de una olla 51, que efectivamente debe dar lugar a una conexión.

Sobre todo puede observarse que en el área de los puntos de conexión 57, 58 el ascenso de la curva de señales 56 es relativamente grande, de manera que es posible una conexión fiable incluso tomando en consideración los factores de interferencia. Simultáneamente se observa que esto sería imposible en la curva 52 de una bobina de sensor convencional.

Con respecto a la bobina de sensor ocurre lo siguiente: En el caso de un recipiente de cocción 51 representado en la Fig. 1 se trata de una olla cuyo diámetro corresponde a la zona de calentamiento principal central 18. Esta cubre la zona de calentamiento 18 y la correspondiente área del bucle del sensor 30, es decir principalmente las secciones perimetrales 38 interiores. De ello resulta una altura de señal que se halla aproximadamente en el área del primer escalón 55 en el gráfico de la Fig. 3. Esta señal se sitúa entonces entre los valores de señal S1 y S2 indicados, de modo que sólo se conecta la zona de calentamiento principal central 18.

Al colocar encima la olla 51a más grande se recubren, además de las secciones perimetrales interiores 38, también las secciones perimetrales exteriores y las secciones de conexión 39, de manera que resulta una variación de señales más intensa. El escalonamiento reconocible en la Fig. 3 resulta de la posición de las secciones perimetrales 37, 38, que en su recubrimiento proporciona una variación de señales relativamente aguda, mientras que las secciones de curva relativamente planas se sitúan conforme a los escalones 54, 55 de la curva ideal.

El servicio de cocción transcurre por lo demás sin influencias por parte del dispositivo de detección de ollas, tanto por control de la potencia o por control de la temperatura, y bajo control del dispositivo de control de la temperatura 24 que protege la placa vitrocerámica de un sobrecalentamiento.

En la forma de realización según la Fig. 4 puede compararse la función, únicamente que en vez de la disposición concéntrica, la disposición en paralelo de las zonas de calentamiento y su recubrimiento puede conectarse mediante un correspondiente recipiente de cocción redondo o extendido (asador ovalado) tanto sólo la zona de calentamiento principal 18 como adicionalmente la zona de calentamiento adicional 19. Igualmente allí se produce un cierto escalonamiento por la disposición de las secciones individuales del bucle del sensor. Sobre todo por la curva escalonada de señales se ofrece la posibilidad de la conexión en dependencia del diámetro.

\newpage

En un cuerpo de calentamiento de un circuito único mostrado en las figuras 5 a 7 con una zona de calentamiento 18, la curva de señales es la mostrada en la Fig. 11. Allí la curva ideal contiene sólo un escalonamiento 54 y también allí la curva de señales 56 de la bobina de sensor 30 según la invención está adaptada en gran medida a esta evolución ideal, de manera que en el punto de conexión 58 (olla más pequeña posible) una señal termina en abrupto para la conexión y desconexión. En la curva 52 de una bobina de sensor convencional, el punto de conexión se situaría en un margen de magnitudes pequeñas de señal, de modo que no sería posible efectuar ninguna conexión fiable.

Mediante la invención se crea entonces un cuerpo de calentamiento por radiación con un sensor de detección de ollas, que no tan sólo puede equiparse posteriormente con una sencillez especial y siendo robusto, sino que proporciona también una señal aguda y aprovechable para la conexión dentro de un amplio margen. Sobre todo pueden crearse por ello varias áreas eficaces para la detección de ollas, de manera que las ollas de diferente diámetro activan diversos tipos de calentamiento. Con un sensor se permite una detección real del tamaño del recipiente de cocción. También sería posible conseguir esto, aunque con mayor coste de construcción, con dos sensores según la invención p. ej. con cuerpos de calentamiento de dos circuitos, de modo que frente a una disposición de dos sensores convencionales en el borde exterior y central se ofrecen tanto ventajas constructivas como sobre todo también ventajas funcionales.

Por la disposición en la misma zona de calentamiento se obtiene un resultado sobre el diámetro provisto de modificaciones aprovechables para la conexión, el cual puede denominarse linealizado como aproximación ordinaria, teniendo sin embargo las ventajas de la característica escalonada o transitoria mostrada en los gráficos de la Fig. 3 y 11.

\vskip1.000000\baselineskip

Documentos citados en la descripción

Esta lista de documentos citados por el solicitante ha sido recopilada exclusivamente para la información del lector y no forma parte del documento de patente europea. La misma ha sido confeccionada con la mayor diligencia; la OEP sin embargo no asume responsabilidad alguna por errores eventuales u omisiones.

Documentos de patente citados en la descripción

\bullet EP 490289 B1 [0003]

\bullet EP 0469189 [0007]

\bullet EP 442275 A2 [0003]

\bullet DE 4224934 A [0008]

\bullet DE 3711589 [0004]

\bullet EP 0442275 A2 [0043]

\bullet DE 3733108 [0006]

Claims (12)

1. Cuerpo de calentamiento por radiación eléctrica (11) con un sensor activo para la detección de la posición de un recipiente de cocción (51) sobre una placa de cocción (12) que cubre el cuerpo de calentamiento (11), particularmente una placa vitrocerámica, donde el sensor es la parte activa de un circuito oscilante (32) que trabaja de modo inductivo de un dispositivo de control, preferiblemente por desconexión del circuito oscilante, y está dispuesto como bucle (30) del material eléctricamente conductor en el área de por lo menos una zona de calentamiento (18, 19) calentada por elementos de calentamiento por radiación eléctrica (21) y solapando la misma por lo menos parcialmente, caracterizado por el hecho de que el bucle del sensor (30) tiene forma sólida, es autoportante y resistente a la temperatura y presenta sólo una espira 25.

2. Cuerpo de calentamiento por radiación eléctrica según la reivindicación 1, caracterizado por el hecho de que el bucle del sensor (30) tiene una forma diferente a la concéntrica hacia la zona de calentamiento (18, 19).

3. Cuerpo de calentamiento por radiación eléctrica según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por el hecho de que el bucle del sensor (30) presenta diferentes secciones de bucle (37, 38) que se extienden esencialmente en la dirección perimetral a una distancia radial la una de la otra, que en su caso están unidas entre sí por varias secciones de conexión (39) orientadas en sentido radial.

4. Cuerpo de calentamiento por radiación eléctrica según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por el hecho de que el bucle del sensor (30) consiste en un hilo macizo y fuerte, que en particular no es aislado.

5. Cuerpo de calentamiento por radiación eléctrica según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por el hecho de que el bucle del sensor (30) está formado como tubo.

6. Cuerpo de calentamiento por radiación eléctrica según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por el hecho de que el bucle del sensor (30) consiste en un material de múltiples capas, p. ej. un tubo de material resistente a la temperatura, resistente al descascarillado, con un relleno de material muy conductor, como el cobre.

7. Cuerpo de calentamiento por radiación eléctrica según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por el hecho de que el bucle del sensor (30) presenta un revestimiento resistente a la temperatura.

8. Cuerpo de calentamiento por radiación eléctrica según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por el hecho de que el revestimiento consiste en material eléctricamente muy conductor.

9. Cuerpo de calentamiento por radiación según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por el hecho de que el bucle del sensor (30) se apoya en un borde externo (17) que consiste en material aislante y/o en un borde intermedio (20) que limita diferentes zonas de calentamiento (18, 19), de modo que preferiblemente las secciones de conexión radiales (39) y/o virajes (46, 48) del bucle de sensor (30) orientados hacia fuera forman las secciones de apoyo.

10. Cuerpo de calentamiento por radiación según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por el hecho de que el bucle del sensor (30) presenta una forma circular o poligonal con sectores de secciones perimetrales (40) curvadas en forma de omega.

11. Cuerpo de calentamiento por radiación según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por el hecho de que el bucle del sensor (30) consiste en material no magnetizable, como un acero de elevada aleación, por ej. una aleación de hierro-cromo-níquel.

12. Cuerpo de calentamiento por radiación según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por el hecho de que el bucle del sensor (30) está dispuesto estanco debajo de la placa de cocción (12), en su caso encima de un sensor (26) de un dispositivo de control de temperatura (24) o al mismo nivel con el mismo a una distancia esencial de los elementos de calentamiento (21).