WO1997037515A1 - Homogenheizfeld - Google Patents

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WO1997037515A1
WO1997037515A1 PCT/EP1996/001398 EP9601398W WO9737515A1 WO 1997037515 A1 WO1997037515 A1 WO 1997037515A1 EP 9601398 W EP9601398 W EP 9601398W WO 9737515 A1 WO9737515 A1 WO 9737515A1
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hob
coil
computer
pot
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PCT/EP1996/001398
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Inventor
Kolja Kuse
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Kolja Kuse
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Publication date
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    • 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
    • H05B6/06—Control, e.g. of temperature, of power
    • H05B6/062—Control, e.g. of temperature, of power for cooking plates or the like
    • H05B6/065—Control, e.g. of temperature, of power for cooking plates or the like using coordinated control of multiple induction coils
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24C—DOMESTIC STOVES OR RANGES ; DETAILS OF DOMESTIC STOVES OR RANGES, OF GENERAL APPLICATION
    • F24C15/00—Details
    • F24C15/10—Tops, e.g. hot plates; Rings
    • F24C15/102—Tops, e.g. hot plates; Rings electrically heated
    • 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
    • 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 the field of electrical and electronic cooktops in kitchen technology, in particular to the design of an electrically operated and electronically controlled induction cooktop with the property that, in principle, the same availability of the entire hob at any time and in any place To ensure heating or heating performance for any type and size of inductively heated cooking vessels always in the entire area of the pot base.
  • the invention it is possible with the invention, on everyone
  • the independence from pre-defined cooking zones or pre-defined heating zones with locally adjustable energy supply means that the space for cooking pots is maintained while maintaining free space
  • the whole stove can be regulated as required, which creates a new dimension in terms of the flexible use of the available space by electrically operated hotplates.
  • Electrically heated pots can be placed anywhere on the hob in any size, the free controllability of the heat supply being independent of the location of the saucepan to be heated, as well as the locations and the number of adjacent freely heated pots. In principle, the size of the actual hob is unlimited and can even be expanded later in the field below a correspondingly large surface plate.
  • the relevant literature discloses electrically operated, 15 inductive hotplates with permanently localized, generally round or rectangular, electrical coils oriented towards a specific pot.
  • an oval pot shape is only heated with the acceptance of stray fields generated at the edge of the smaller radius.
  • Other designs of cooktops that use coils with a coil size that are significantly larger than the cooking vessels to be used in order to make energy supply potentially available over a large area act on a large part of the cooktop with the same potential energy supply, whereby large Parts of the coil are not covered by the cooking vessel.
  • the size of the large cooktop to be charged with one and the same energy supply, with a size of the coil that exceeds the pot size, is controllable by the coil size
  • the task for inductively operated hotplates is to limit the local controllability of the energy supply the cooktop for simultaneous use, or even just a place to keep warm, as many as possible of several cooking vessels and to make the place of use and the size of the saucepan independent of the induction heating device in such a way that a pot of any shape each arbitrary position on the hob is different, individual, uninfluenced and not restricted by the location and the respective energy supply of other pots throughout the bottom of the pot evenly, whereby electric fields are generated only if possible with free choice of the 10 place where there is also a cooking vessel.
  • the same characteristic of the heat output which can be specified for the entire stove surface, hereinafter referred to as the heat continuum, can be achieved, but on the one hand this can be changed immediately at any time, and on the other hand, a heat-generating field is only built up at those points where also a saucepan
  • the inductive heating continuum can be changed immediately at any point on the entire stove surface at the push of a button, according to the principle of operation of induction hobs, and can be quickly changed by the user at any time. rush claims are adjusted.
  • induction coils which are arranged in a lattice-like and area-tight manner, which are attached below the surface of a suitable stove support and whose diameter is smaller than the sensibly smallest pot diameter to be heated.
  • These induction coils are made according to a two-dimensional
  • each coil covered by a cooking vessel for the purpose of independent regulation of the energy supply, either with a dedicated induction control unit, or variably via a switching mechanism with a free, currently unused,
  • control unit is connected.
  • each individual control device is specified with the aid of a computer program in accordance with the specification of a heat continuum desired by the user, which continuum at each point on the hob surface exactly the desired at this point
  • Electromagnetic energy supply determines and regulates. This
  • the power output value can be preset for all coils, or even only a part of them, whereby the specified heat output is only given if it is covered by a cooking vessel. So the heat continuum potentially results in one Any place on the hob with individual values available heat output, which can be tapped at any time. However, this heat output is only removed where there is a cooking vessel, all other coils 5 do not give off any active power, since the corresponding control devices are switched off by the computer and are only activated when, for example, a corresponding coil is moved by one by moving a pot Cooking vessel is covered again. The current location and the outline of the pot is shown on the computer screen
  • the currently set heat continuum is determined using e.g. correspondingly continuously or, if necessary, abruptly changing color tones graphically on the computer screen
  • the coil size and the coil spacing determine the continuity of the two-dimensional heat continuum and thus also the accuracy with which objects are recognized. The smaller the choice of coil diameter, the steadier the potential temperature
  • each individual coil in turn can be supplied with individual power, on the one hand
  • the current position of the pots, as well as the power currently taken from the pots are displayed on the computer screen both graphically and with the current numerical values with the help of a window-based user guidance and on made this clear for easy use of the cooker.
  • the user guidance on the different stove functions and setting and presetting options stored in the computer is program-based menu and window-supported.
  • the heat outputs of the individual pots can be regulated manually using control potentiometers for the respective coil group.
  • 20 field surface can be subsequently expanded by adding further coils in the lattice structure described above.
  • Another, but independent, advantage is the use of magnetic material as the stove surface.
  • Adhesive effect on magnetizable pots can protect the pots from slipping on the surface, for example on ships.
  • 1 to n induction coils (1 to n induction coils) are used under a heat-resistant surface (1), such as glass ceramic, stone, natural stone and ferritic and non-ferritic minerals, as well as ferritic and non-ferritic ceramics or glass-containing substances. 2), (2/1) to
  • the induction coils (2) are chosen to be smaller in diameter than the smallest vessel diameter (5) to be heated, and are arranged in a two-dimensional diamond-shaped grid (3) 5, arranged as close as possible to one another.
  • the coils are usually designed as a planar winding and have, for example, a circular or square base area.
  • the leads (4/1) to (4 / n) of the individual coils are led out at the edge of the plate and connected to the individual control units (5/1) to (5 / n). Since not all control devices are always required, a number z can be selected for the coils,
  • the control units (5/1) to (5 / n) of the induction coils are coupled via leads (4.1 / 1) to (4.1 / n) to the computer (9) 25, which controls the energy supply of the respective coil via the control unit.
  • the computer which can be a commercially available PC, is either operated in sufficient numbers by an operating panel (10) with a keyboard and corresponding mechanical control potentiometers (14), or with the aid of one with this panel connected computer mouse (11) program-controlled for the cooking processes by the user with the aid of suitable software via menu (25) and window (24) control under Windows by Microsoft (32) with mouse click (26) and thus operated on Screen the 5 functions of the cooker with the help of clickable and changeable
  • the cooking vessel (5) is placed on the surface of the cooktop, which defines the actual cooking point (13) by covering the coils at any location on the entire stove.
  • the computer program is e.g. loaded into the computer (9) by CD-ROM (12) and is written in such a way that those coils which
  • the detection can also take place via the control device (5) which operates the individual coil and which controls the
  • Forks and other small objects (28), the heating of which should be avoided for safety reasons. Such objects are warned acoustically and by flashing on the screen.
  • the number of coils or the size of the coils should be selected so that an evaluable object outline recognition (pattern recognition) is possible for an effective plausibility check using the computer.
  • the respectively set heat continuum of the entire cooktop is also represented on the screen by an icon (22) with the aid of a change in color and brightness which characterizes the change in heat.
  • a temperature sensor (7) inserted in the cooking vessel (5) supplies the computer with a signal which is used as a controlled variable for regulating and limiting the temperature in the food. If a magnetizable material is used as the surface
  • an additional cooking vessel can also be dispensed with and fried or steamed directly on the plate.
  • a pot or jar can also be placed on the heated plate in a conventional manner, i.e. also a jar which itself cannot be
  • the zone to be heated of the entire plate on the computer screen is e.g. defined with the click of a mouse and the desired heat input in the same way or alternatively with the help of control pots
  • the corresponding points are identified by switching on halogen light spots (30) mounted above the hob with an optical, visible light cone (31) on the surface. Since the size of the coils can be made arbitrarily small, a further sensible parameter of the setting by the computer is the variable frequency with which the coils are operated by the control devices (5). The smaller the coil, the higher the frequency at which the coil should be operated in order to transmit the necessary power. The frequency can also be specified by the computer. If the coils are designed as miniature printed circuit boards, frequencies in the microwave range can be used.
  • This procedure can be stored as a fixed parameter in the computer program by measuring the pots to be used once, with the computer having to do this before starting cooking
  • the user is informed of the pot material to be used in the setup program.
  • the power to be transmitted can also be readjusted by changing the frequency without placing a greater thermal load on the coil cross-section due to an increase in current.
  • an additional effect can be achieved in that even magnetizable pots experience an adhesive effect on the surface, which protects them from accidentally slipping. 5
  • the entirety of the induction coils can be slidably attached in order to keep the location of the actual cooktop below the cooktop surface variable and after installation of the overall arrangement at any time by simply shifting the induction coil arrangement to be able to change the location of the cooker below the plate.

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Abstract

Ausreichend kleine, flächendeckend gitterförmig angeordnete Induktionsspulen (2) werden unterhalb einer geeigneten hitzebeständigen Oberfläche (1) in der Form angebracht, daß flächenmäßig ein weitgehend homogener Induktionsspulenbesatz entsteht. Jede einzelne Induktionsspule ist kleiner als das zu beheizende Kochgefäß und kann bzgl. der über Steuergeräte (5) einzustellenden Wärmeabgabe mit Hilfe eines Computers (9) individuell gesteuert oder geregelt werden. Die durch die freie Wahl des Stellplatzes des Topfes (6) vom Benutzer definierte Kochstelle (13) wird von einem Computer als zusammengehörige Gruppe von Induktionsspulen identifiziert, zusammengefaßt und auf Knopfdruck frei programmierbar gesteuert, oder manuell geregelt. Der Kochvorgang kann bei freier Wahl des Kochplatzes unabhängig von Stellplatz und individueller Regelung anderer Töpfe individuellen eigenen Gegebenheiten oder Wünschen des Anwenders und Benutzers jederzeit schnell und flexibel angepaßt werden.

Description

Homogenheizfeld
Die Erfindung bezieht sich auf den Bereich der elektrischen und elektronischen Kochfelder in der Küchentechnik, hierbei speziell auf die Ausführung eines elektrisch betriebenen und elektronisch gesteuerten Induktions-Kochfeldes mit der Eigenschaft eine über die 5 gesamte Herdplatte zu jeder Zeit und an jedem Ort prinzipiell gleiche Verfügbarkeit der Erwärmungs- bzw. Erhitzungsleistung für jede Art und Größe von induktiv beheizbaren Kochgefäßen stets im gesamten Bereich des Topfbodens zu gewährleisten. Im praktischen Einsatz ist es mit der Erfindung möglich, an jedem
10 Punkt auf der gesamten Herdoberfläche zu jeder Zeit jede ge¬ wünschte Energie zur Erhitzung jeder Art und Größe von induktiv beheizbaren Kochgefäßen, Brat- und Kochplatten oder Bratpfannen zu erhalten, wobei die Energiezufuhr für jeden Topf unabhängig von der Hitzezufuhr jedes beliebigen anderen Topfes, der an jeder
15 beliebigen anderen Stelle auf dem Kochfeld plaziert sein kann, geregelt wird und im gesamten Bodenbereich des Topfes frei ein¬ stellbar zur Verfügung steht.
Dabei ist sichergestellt, daß elektrische Felder ausschließlich im Bereich unterhalb des Kochgefäßes erzeugt werden.
20 Durch die Unabhängigkeit von vordefinierten Kochstellen oder vordefinierten Heizzonen mit örtlich begrenzt regelbarer Energie¬ zufuhr wird der Stellplatz für Kochtöpfe bei Erhaltung der freien Regelbarkeit auf der gesamten Herdplatte beliebig, wodurch eine neue Dimension bezüglich der flexiblen Nutzung des vorhandenen Platzes von elektrisch betriebenen Kochstellen gewonnen wird. Elektrisch beheizbare Töpfe können an jedem beliebigen Platz in 5 jeder beliebigen Größe auf dem Kochfeld plaziert werden, wobei die freie Regelbarkeit der Hitzezufuhr unabhängig vom Standort des jeweils zu beheizenden Kochtopfes, sowie von den Standorten und der Anzahl von benachbart frei beheizbaren Töpfen ist. Dabei ist die Größe des eigentlichen Kochfeldes prinzipiell unbe- 10 grenzt und sogar unterhalb einer entsprechend großen Oberflächen- platte später im Feld skalierbar zu erweitern.
In der einschlägigen Literatur bekannt sind elektrisch betriebene, 15 induktive Kochstellen mit fest lokalisierten, in der Regel runden oder rechteckigen, auf eine bestimmte Topf große ausgerichteten Elektro-Spulen.
Diese elektrischen Kochstellen heizen mit Hilfe der elektromagneti¬ schen Induktion direkt den Kochtopf auf die gewünschte Tempera- 20 tur.
Diese allgemein bekannte Art der Anordnung solcher induktiver Kochplatten gibt den Mittelpunkt des Einsatzortes der elektrischen Kochtopferwärmung selbst dann fest vor, wenn die Spule aus mehreren konzentrisch angeordneten Einzelspulen mit größer wer- 25 dendem Durchmesser zur Unterstützung von unterschiedlich großen
Töpfen besteht. Bei dieser Ausführung wird eine ovale Topfform nur unter Inkaufnahme von am Rand des kleineren Radius erzeug¬ ten Streufeldern beheizt. Andere Bauformen von Kochfeldern, die Spulen mit einer Spulen¬ größe verwenden, die wesentlich größer, als die zu verwendenden Kochgefäße sind, um Energiezufuhr potentiell großflächiger zur Verfugung zu stellen, beaufschlagen einen großen Teil der Koch- 5 fläche mit gleicher potentieller Energiezufuhr, wobei große Teile der Spule nicht vom Kochgefäß bedeckt sind. Die Größe des jewei¬ ligen mit ein und derselben Energiezufuhr zu beaufschlagenden großen Kochfeldes mit einer die Topfgröße überschreitenden Größe der Spule ist bezüglich der Regelbarkeit durch die Spulenabmessung
10 der Induktionsspule örtlich in festen Grenzen vorgegeben, wobei das gesamte Feld dieser Spule bezüglich der Energiezufuhr ein¬ heitlich geregelt wird und somit auch hier der Ort des Kochens bezüglich einer unabhängigen Regelung der Wärmezufuhr eines jeden Topfes zumindest dann, wenn mehr als ein Topf von dersel-
15 ben Spule beheizt wird, für das einzelne Kochgefäß nicht mehr frei wählbar ist.
Hier insbesondere ragen die Spulen ebenfalls weit über das zu beheizende Kochgefäß hinaus. Ein anderes Verfahren bewegt eine herkömmlich große Induktions-
20 spule mit einem drehbar gelagerten Parallelogramm- Arm unterhalb der Oberfläche, um den Stellplatz eines Topfes variabler zu ma¬ chen, jedoch auch hier kommt es schon beim zweiten Topf zu einer Situation, bei der es im Wirkungsbereich des ersten Armes durch den Wirkungsbereich eines zweiten Armes zu Konflikten kommen
25 kann, wodurch der Stellplatz eines Topfes durch den Stellplatz anderer Töpfe nicht frei wählbar ist.
Somit stellt sich für induktiv betriebene Kochstellen die Aufgabe, die örtliche Begrenzung der Regelbarkeit von Energiezufuhr auf dem Kochfeld für den gleichzeitigen Einsatz, oder auch nur Stell¬ platz zum Warmhalten, mehrerer Kochgefäße möglichst vollständig aufzuheben und den Einsatzort und die Größe des Kochtopfes in einer solchen Form unabhängig von der induktiven Erwärmungsein- 5 richtung zu machen, daß ein Topf jeglicher Form an jeder beliebi¬ gen Stelle auf dem Kochfeld unterschiedlich, individuell, unbeein¬ flußt und nicht eingeschränkt durch den Standort und die jeweilige Energiezufuhr anderer Töpfe im gesamten Topfboden gleichmäßig frei beheizbar ist, wobei elektrische Felder bei freier Wahl des 10 Stellplatzes nach Möglichkeit nur dort erzeugt werden sollen, wo sich auch ein Kochgefäß befindet.
Eine weitere Aufgabe stellt sich dadurch, entlang der Herdfläche sich kontinuierlich ändernde Werte der möglichen Wärmeabgabe
15 auf dem gesamten Kochfeld voreinzustellen, so daß im praktischen
Betrieb kein Unterschied zur Wärmeabgabe einer großen, durch¬ gehenden, insgesamt erhitzten eisernen Herdplatte mit konstanten, in der Regel örtlich unterschiedlichen Temperaturen besteht. Im Unterschied zu dieser flexiblen Heizmethode kann mit Hilfe der
20 Induktion die gleiche, für die gesamte Herdfläche vorgebbare Ka- rakteristik der Wärmeagbabe, im folgenden Wärme-Kontinuum genannt, erzielt werden, diese ist jedoch einerseits jederzeit sofort änderbar, und es wird andererseits nur an den Stellen ein wärme¬ energieerzeugendes Feld aufgebaut, wo sich auch ein Kochtopf
25 befindet. Alle anderen Stellen bleiben kalt und feldlos.
Das induktive Wärme-Kontinuum ist gemäß der prinzipiellen Ar¬ beitsweise von Induktionskochfeldern auf Knopfdruck ohne Zeit¬ verzögerung an jeder Stelle auf der gesamten Herdoberfläche sofort änderbar und kann vom Benutzer jederzeit schnell neuen individu- eilen Ansprüchen angepasst werden.
Diese Aufgabe wird durch die Anordnung gitterartig und flächen- 5 deckend dicht aneinanderliegender Induktionsspulen gelöst, die unterhalb der Oberfläche einer geeigneten Herdauflage angebracht sind und deren Durchmesser kleiner ist, als der sinnvoll kleinste zu beheizende Topfdurchmesser. Diese Induktionsspulen werden gemäß eines zweidimensionalen
10 Gitters in der Regel mit gleichmäßig geringen Abständen angeord¬ net, wobei jede von einem Kochgefäß bedeckte Spule zwecks einer unabhängigen Regelung der Energiezufiihr, entweder mit einem eigens zugeordneten Induktions-Steuergerät, oder variabel über einen Schaltmechanismus mit einem freien, aktuell nicht benutzten,
15 Steuergerät verbunden ist.
Mit Hilfe einer jeweils jeder Spule zugeordneten Topferkennungs¬ schleife wird erkannt, welche Spulen von Kochgefäßen abgedeckt werden. Diese Information wird einem Computer übermittelt, der mit dem Steuergerät gekoppelt ist und bei diesem die für die ent-
20 sprechende Spule gewünschte Wärmeabgabe einstellt.
Die Leistungsabgabe jedes einzelnen Steuergeräts wird dabei mit Hilfe eines Computerprogramms gemäß der Vorgabe eines vom Benutzer gewünschten Wärme-Kontinuums vorgegeben, welches an jeder Stelle der Herdfläche die an exakt dieser Stelle gewünschte
25 elektromagnetische Energiezufuhr bestimmt und regelt. Dieser
Leistungsabgabewert kann für alle Spulen, oder auch nur einen Teil davon, voreingestellt werden, wobei nur im Fall der Bedeckung durch ein Kochgefäß die vorgegebene Wärmeleistung abgegeben wird. Damit ergibt sich das Wärme-Kontinuum einer potentiell an jeder beliebigen Stelle auf dem Kochfeld mit individuellen Werten zur Verfügung stehenden Wärmeleistung, welche jederzeit abgegrif¬ fen werden kann. Diese Wärmeleistung wird jedoch nur dort abge¬ nommen, wo sich ein Kochgefäß befindet, alle anderen Spulen 5 geben keine Wirkleistung ab, da die entsprechenden Steuergeräte vom Computer abgeschaltet sind und erst dann aktiviert werden, wenn z.B. durch Verschieben eines Topfes eine entsprechende Spule von einem Kochgefäß neu bedeckt wird. Der aktuelle Stand¬ ort und der Umriss des Topfes wird auf dem Computerbildschirm
10 graphisch dargestellt, wobei vom Umriß her unbekannte Objekte vom Computerprogramm erkannt und in diesem Fall optisch und/oder akustisch angezeigt werden. Für das Erhitzen nicht vor¬ gesehene Gegenstände werden vom Computerprogramm erkannt und die Spulen an dieser Stelle geblockt, um versehentlich liegen
15 gelassene Gegenstände wie Gabeln oder Messer nicht zur uner¬ wünscht aufgeheizten Gefahr werden zu lassen. Ebenso wie der Topfumriß wird das aktuell eingestellte Wärmekontinuum mit Hilfe von z.B. sich entsprechend kontinuierlich oder gegebenenfalls sprunghaft ändernden Farbtönen graphisch am Computerbildschirm
20 kenntlich gemacht.
Die Spulengröße und der Spulenabstand bestimmt dabei die Stetig¬ keit des zweidimensionalen Wärme-Kontinuums und damit auch die Genauigkeit, mit der Gegenstände erkannt werden. Je kleiner die Wahl des Spulendurchmessers, desto stetiger der potentielle Tempe-
25 raturgradient und gleichmäßiger der Temperaturverlauf entlang der
Oberfläche. Das gleiche gilt für den Spulenabstand, bzw. die Dich¬ te, mit der die Spulen aneinanderliegend angeordnet sind, sowie die Form, mit der die Spulen gewickelt sind, z.B. rund oder recht¬ eckig. Sinngemäß sollte der Abstand der Spulen in der Regel möglichst klein sein, spezielle Anforderungen an die Funktionalität können es jedoch erforderlich machen, den Spulenabstand und die Spulen¬ größe zu variieren. 5 Die Anbringung von Induktionsspulenkörpern durch Überlagerung in der dritten Dimension unter oder über dem ersten Spulengitter ermöglicht lokale Spitzenleistung der Energiezufuhr. Die Regelung der Steuergeräte der einzelnen Spulen erfolgt mit Hilfe des Computers oder Steuerungsprozessors, welcher frei
10 programmierbar die mit Energie zu beaufschlagenden Spulen für jeweils ein und denselben Topf zu einer Gruppe zusammenfasst, für die Zusammenarbeit synchronisiert und die Gruppen den unter¬ schiedlichen Töpfen zuordnet. Jede einzelne Spule ihrerseits kann dabei mit individueller Leistung beaufschlagt werden, um einerseits
15 unterschiedlich heiße Topfzonen im Boden des jeweiligen Topfes zu erzeugen, oder andererseits bei Beaufschlagung aller einem Topf zugehörigen Spulen mit der gleichen Energie eine über den ge¬ samten Topfboden homogene Wärmeverteilung zu erzielen. Durch den Computer ist die aktuell abgebbare Leistung der einzelnen
20 Spulen so einstellbar, daß bei einem definierten Wärme-Kontinuum durch einfaches Verschieben des Topfes eine andere Wärmezufuhr eingestellt werden kann. Die Leistungsabgabe kann jedoch vom Benutzer der Kocheinrichtung auch mit Hilfe des Computers für jeden Topf jederzeit frei geändert werden. Die potentiell auf dem
25 gesamten Kochfeld zur Verfugung stehende Wärmeleistung, die aktuelle Position der Töpfe, sowie die von den Töpfen aktuell abgenommene Leistung werden auf dem Bildschirm des Computers sowohl graphisch als auch mit den aktuellen Zahlenwerten mit Hilfe einer auf Fenstern basierenden Benutzerführung dargestellt und auf diese Weise für eine leichte Bedienbarkeit des Herdes anschaulich gemacht. Die Benutzerführung zu den unterschiedlichen im Compu¬ ter gespeicherten Herdfunktionen und Einstellungs-, sowie Vorein¬ stellungsmöglichkeiten erfolgt programmtechnisch menü- und 5 fensterunterstützt. Alternativ zur Maussteuerung am Bildschirm können die Wärmeleistungen der einzelnen Töpfe mit Hilfe von Regelpotentiometern für die jeweilige Spulengruppe manuell ge¬ regelt werden.
10
Durch das von den unter dem gesamten Kochfeld verteilten, flä¬ chendeckend aneinanderliegenden Induktionsspulen zweidimensio- nal fein unterteilt zur Verfügung stehende potentielle Wärme-Konti¬ nuum ergibt sich der offensichtliche Vorteil, daß die Plazierung, die
15 Anzahl, sowie die Größe und Form der plazierten Kochgefäße beliebig wird und der Stellplatz der Kochgefäße bei freier Regelbar¬ keit der Energiezufauhr nur noch durch die Randmaße des Koch¬ feldes vorgegeben ist. Diese Randmaße sind bei geeigneter Bauform und Größe der Koch-
20 feldoberfläche durch Anfügen weiterer Spulen in der oben beschrie¬ benen Gitterstruktur nachträglich erweiterbar.
Kennzeichnend hierbei ist, daß bei freier Wahl des Stellplatzes des Kochtopfes unabhängig von dem Standort anderer Töpfe jede ge- 25 wünschte Energiezufuhr im gesamten Topfbodenbereich gewählt werden kann.
Zusätzlich ist es möglich durch Überlagerung weiterer, in der dritten Dimension angebrachter Induktionsspulen, lokale Spitzen- wärme zu erzeugen, wie sie z.B. zum Schnellerhitzen von Koch¬ wasser oder zum scharfen Braten notwendig ist.
Außerdem ist es mit Hilfe der für die Steuerungs- Synchronisation 5 der Induktionsspulen notwendigen Computersteuerung zusätzlich möglich, einen sich örtlich kontinuierlich ändernden Temperatur¬ verlauf, und/oder örtlich unterschiedliches zeitliches Verhalten, in jeder Richtung entlang der Herdoberfläche einzustellen, wodurch zumindest in zweidimensionaler und zeitlicher Hinsicht bezüglich 10 der Flexibilität der Steuerung und Regelung der Energiezufuhr für elektrisch betriebene Kochherde optimale Voraussetzungen geschaf¬ fen werden.
Mit Hilfe des Computerprogramms werden ganz bestimmte Vorein- 15 Stellungen einer jeweiligen zweidimensionalen Wärmeabgabecha¬ rakteristik , oder eines induktiven Wärme-Kontinuum, über die gesamte Oberfläche der Herdplatte auf Knopfruck oder Maus-Click am Bildschirm für individuelle Bedürfnisse freiprogrammiert einstell- und änderbar. 20 Diese Art der Erwärmung macht es möglich ein Temperaturverhal¬ ten auf elektrische Weise zu emulieren, wie man es beispielsweise auf den mittels Feuer beheizten gußeisernen Herdplatten vorfindet, wo durch simples Verschieben einer Pfanne in jede Richtung augen¬ blicklich eine andere Wärmezufuhr erreicht werden kann. Dies ist 25 jedoch nur ein Beispiel für eine voreinstellbare Verteilung der potentiellen Wärmeabgabe eines solchen Wärme-Kontinuums, es sind alle möglichen anderen Formen vorteilhafter Energiezufuhr- Charakteristika und deren Änderung in Abhängigkeit von Ort und Zeit mit Hilfe der frei programmierbaren Steuerung durch z.B. einen handelsüblichen Personal-Computer denk- und entwickelbar. Der Computer kann dabei mit einzustellenden Daten vom Benutzer per Diskette oder CD-ROM oder anderen Möglichkeiten der Daten¬ übertragung, z.B. On-Line vom Internet her gespeist werden. 5 Per Computer ist die Zeit ebenfalls als Parameter für Einstellungen der Hitzezufuhr mit dem Ziel einer zeitlich kontinuierlich änder¬ baren, gegebenenfalls auch automatischen Wärmeabgabe auf der gesamten Herdfläche nutzbar. Durch den Einsatz von Temperatur¬ fühlern im Gargut kann jeder Kochvorgang individuell überwacht,
10 zeitlich geregelt , protokolliert und wiederholbar archiviert, sowie die maximal erlaubte Temperatur im Gargut kontrolliert und be¬ grenzt werden.
Vorteil der Induktionsheizung im Zusammenhang mit dieser An¬ wendung ist außerdem, daß die Spulen so klein gewählt werden
15 können, daß sie nicht wesentlich über den Topfboden hinausragen, so daß außer im Bereich des Topfbodens kein elektromagnetisches Feld aufgebaut wird, da diejenigen Spulen, die nicht vom Topfbo- den bedeckt sind mittels Topferkennung vom Computer gar nicht erst angeschaltet werden, also weder Blind- noch
20 Wirk/ Wärmeleistung und somit auch keine Streustrahlung (Elek- trosmog) abgeben.
Ein sehr wesentlicher Vorteil bezüglich der Sicherheit ergibt sich daraus, daß jede einzelne Spule nur einen vergleichsweise geringen 25 Energieabgabewert hat und damit im Fehlerfall einer versehentli¬ chen Spulenansteuerung nur eine geringe Energie zu unerwünsch¬ tem Aufheizen von Fremdgegenständen, wie Fingerringen oder versehentlich liegengelassenen Metallgegenständen führt. Heizt eine herkömmliche große Einzelspule im Fehlerfall einen solchen Gegenstand mit der gesamten für das Heizen eines Topfes zur Verfügung stehenden Energie auf, kann dies zu erheblichen Verletzungen führen.
In diesem Zusammenhang ergibt sich direkt auch ein Vorteil für die 5 Umweltverträglichkeit des Erfindung, da jede einzelne der kleine¬ ren Spulen eine geringere Störstrahlung und weniger Elektrosmog erzeugt, als große Einzelspulen.
Ein weiterer, jedoch unabhängiger Vorteil ergibt sich bei der Ver- 10 wendung von magnetischem Material als Herdoberfläche. Die
Haftwirkung auf magnetisierbare Töpfe kann die Töpfe zum Bei¬ spiel auf Schiffen vor Verrutschen auf der Oberfläche schützen.
15 Zur Beschreibung eines Weges zur Ausführung der Erfindung werden unter einer hitzebeständigen Oberfläche (1), wie Glaskera¬ mik, Stein, Naturstein und ferritischen und nichtferritischen Mi¬ neralien, wie auch ferritischen und nichtferritischen Keramiken oder glashaltigen Substanzen, 1 bis n-Induktionsspulen(2), (2/1) bis
20 (2/n), die in einem Verbundwerkstoff (6) vergossen oder auf andere mechanische Weise unter der Platte (1) des Kochfeldes plaziert werden, angebracht. Die Zahl n beträgt in der dargestellten Aus¬ führung 128. Diese die Induktiosspulen haltende Platte aus Ver¬ bundwerkstoff (6) und die Oberflächenplatte (1) werden jeweils
25 unabhängig voneinander durch je einen eigenen äußeren Rahmen
(15) und (16) gehalten und an den Rändern mit einer abgerundeten Zierleiste aus Holz (8) oder Metall abgeschlossen, die alternativ zusätzlich mit einer Schiene (21) versehen ist, um den Spulenbesatz (6) verschiebbar zu machen. Dabei werden die Induktionsspulen (2) bezüglich des Durchmessers kleiner als der kleinste zu beheizende Gefäßdurchmesser (5) ge¬ wählt, und in einem zweidimensionalen rautenförmigen Gitter (3) 5 möglichst dicht aneinanderliegend gleichmäßig angeordnet.
Die Spulen sind in der Regel als planare Wicklung ausgeführt und haben beispielsweise eine kreisförmige oder quadratische Grund¬ fläche.
10
Die Zuleitungen (4/1) bis (4/n) der einzelnen Spulen werden am Rand der Platte herausgeführt und mit den einzelnen Steuergeräten (5/1) bis (5/n) verbunden. Da nicht immer alle Steuergeräte benö¬ tigt werden, kann eine Anzahl z für die Spulen gewählt werden,
15 wobei z> n ist und mit Hilfe eines Kreuzschienenverteiler- Schal¬ ters (17) ein unbenutztes Steuergerät einer vom Kochtopf (5) be¬ deckten Spule variabel zugeordnet wird. Die optimale Zuordnung wird von einem Computer (9) bestimmt und der Schalter über die Steuerleitung (18) entsprechend betätigt. Welche Spulen von Topf-
20 böden bedeckt sind, wird dem Computer mit Hilfe von Topferken- nungsschleifen (19) über Signalleitungen (20/1 bis n) mitgeteilt.
Die Steuergeräte (5/1) bis (5/n) der Induktionsspulen sind über Zuleitungen (4.1/1) bis (4.1/n) mit dem Computer (9) gekoppelt, 25 der die Energiezufuhr der jeweiligen Spule über das Steuergerät regelt. Der Computer, welcher ein handelsüblicher PC sein kann, wird entweder durch ein Bedienungspanel (10) mit Tastatur und entsprechenden mechanischen Regelpotentiometern (14) in aus¬ reichender Anzahl bedient, oder mit Hilfe einer mit diesem Panel verbundenen Computer-Maus (11) programmgesteuert für die Kochvorgänge vom Benutzer mit Hilfe geeigneter Software per Menü(25)- und Fenster(24)-Steuerung unter Windows von Micro¬ soft (32) mit Maus-Click (26) bedient und somit am Bildschirm die 5 Funktionen des Herdes mit Hilfe von mit anclick- und änderbaren
Werten versehenen Ikons eingestellt. (siehe Abb. 5)
Auf der Oberfläche des Kochfeldes wird das Kochgefäß (5) pla¬ ziert, welches durch seinen auf dem gesamten Herd beliebigen 10 Standort die eigentliche Kochstelle (13) durch Bedecken der betref¬ fenden Spulen definiert.
Das Computerprogramm wird z.B. per CD-ROM (12) in den Com¬ puter (9) geladen und ist so geschrieben, daß diejenigen Spulen, die
15 von ein und dem selben Kochgefäß bedeckt werden, als die, die eigentliche Kochstelle (13) bildende, Gruppe erkannt und gemein¬ sam behandelt und gesteuert werden. Die Erkennung kann auch, sofern kein Schalter (17) verwendet wird, über das jeweils die einzelne Spule betreibende Steuergerät (5)erfolgen, welches die
20 I^istungsaufhahme eines Topfes dem Computer, sobald sich dieser über der entsprechenden Spule befindet, meldet und am Bildschirm angezeigt (27). Am Computerbildschirm (15) wird der aktuelle Standort und Umriß des Topfes durch ein Ikon (23) angezeigt. Dabei erkennt das Computerprogramm ungewöhnliche Gegenstände
25 von z.B. länglichem und schmalem Grundriß, wie Messer oder
Gabeln und andere kleine Gegenstände (28), deren Erhitzung aus Sicherheitsgründen vermieden werden soll. Vor solchen Gegen¬ ständen wird akustisch und durch Blinken am Bildschirm gewarnt. In einem Programm-Setup können dem Computer bekannte und zuzulassende Topfformen darüber hinaus vorgegeben werden. Die Zahl der Spulen, beziehungsweise die Größe der Spulen sollte so gewählt werden, daß eine auswertbare Gegenstandsumriß-Erken- nung (Pattern Recognition) für eine mit Hilfe des Computers effek- 5 tive Plausibilitätsprüfung möglich ist.
Das jeweils eingestellte Wärme-Kontinuum des gesamten Koch¬ feldes wird ebenfalls durch ein Ikon (22) mit Hilfe einer die Wär¬ meänderung kennzeichnenden Färb- und Helligkeitsänderung am Bildschirm dargestellt.
10
Ein im Kochgefäß (5) eingebrachter Temperaturmeßfühler (7) führt dem Computer ein Signal zu, welches für eine Regelung und Be¬ grenzung der Temperatur im Gargut als Regelgröße genutzt wird. Sofern ein magnetisierbarer Werkstoff als Oberfläche verwendet
15 wird, kann, da die Platte selbst beheizt wird und somit das Gefäß ist, auf ein zusätzliches Kochgefäß auch verzichtet werden und direkt auf der Platte gebraten oder gedünstet werden. Es kann auf der erhitzte Platte jedoch auch nach herkömmlicher Weise ein Topf oder Gefäß, also auch ein Gefäß, welches selbst nicht durch elek-
20 tromagnetische Energie erhitzbar wäre, erhitzt werden. Da in die¬ sem Fall eine Topferkennung nicht möglich ist, wird vom Benutzer die zu erhitzende Zone der Gesamtplatte am Computerbidschirm z.B. per Maus-Click definiert und die gewünschte Hitzezufuhr auf die gleiche Weise oder auch alternativ mit Hilfe von Regel-Poten-
25 tiometern am mechanischen Bedienungs- Panel (10/14) eingestellt.
Die entsprechenden Stellen werden durch Einschalten von über dem Kochfeld angebrachten Halogenlicht- Spots (30) mit einem opti¬ schen, sichtbaren Lichtkegel (31) auf der Oberfläche gekennzeich¬ net. Da die Größe der Spulen beliebig klein gemacht werden kann, ist ein weiterer sinnvoller Parameter der Einstellung durch den Com¬ puter die veränderbare Frequenz, mit der die Spulen von den Steu¬ ergeräten (5) betrieben werden. Je kleiner die Spule, um so höher 5 die Frequenz, mit der die Spule sinnvollerweise betrieben werden sollte, um die nötige Leistung zu übertragen. Die Frequenz kann dabei auch von dem Computer vorgegeben werden. Führt man die Spulen als Printed Circuit Boards in Miniaturausführung aus, kön¬ nen Frequenzen im Mikrowellen- Bereich Verwendung finden.
10
Aus einem weiteren Grund kann es sinnvoll sein, die Frequenz bei gleicher Spulengröße zu verändern. Je nachdem, aus welchem Material das Kochgefäß besteht, können unterschiedliche Topfmate¬ rialien durch unterschiedliche Frequenzen die optimale Wärmeüber-
15 tragung erhalten. Damit wird es möglich, auch Gefäße, die im
Haushalt bereits vorhanden, jedoch für die üblichen Frequenzen von Induktionsherden nicht geeignet sind, zu benutzen. Auch hier wird die Optimierung vom Computerprogramm durch Messung der maximalen Leistung in Abhängigkeit der Frequenz bei z.B. gleicher
20 Stromstärke für ein bestimmtes Topf material oder Gargut vorge¬ nommen.
Diese Prozedur kann durch einmaliges Durchmessen der zu verwen¬ denden Töpfe im Computerprogramm als feststehender Parameter gespeichert werden, wobei dem Computer vor Kochbeginn durch
25 den Anwender das zu verwendende Topf material im Setup- Pro¬ gramm mitgeteilt wird. Mit dieser Methode kann durch Verändern der Frequenz zusätzlich die zu übertragende Leistung nachgeregelt werden, ohne den Spulenquerschnitt durch eine Stromerhöhung thermisch mehr zu belasten. Bei Verwendung von magnetischem Material als Herdauflage kann ein zusätzlicher Effekt dadurch erzielt werden, daß selber magneti- sierbare Töpfe eine Haftwirkung auf der Oberfläche erfahren, welche sie vor versehentlichem Verrutschen schützt. 5
Mit Hilfe einer alternativ angebrachten Schiene (21) kann die Ge¬ samtheit der Induktionsspulen verschiebbar angebracht werden, um den Standort des eigentlichen Kochfeldes unterhalb der Kochfeld¬ oberfläche variabel zu halten und nach Einbau der Gesamtanord- 10 nung jederzeit durch einfaches Verschieben der Induktionsspulen¬ anordnung unterhalb der Platte den Standort des Kochherdes ändern zu können.
15

Claims

Patentansprüche
1) Anordnung eines Kochfeldes zum induktiven Heizen von einem oder mehreren, bezüglich Grundfläche und Größe jeder Art von Kochgefäßen (Kochtöpfe, Bratpfannen und Bratplatten), mit meh¬ reren individuell steuerbaren Induktionsspulen, die unterhalb einem
5 Teil oder der Gesamtheit einer als Kochfeldoberfläche ausgeführten
Platte aus einem für Kochen oder Braten geeigneten, genügend wärmebeständigen Material angeordnet sind, dadurch gekennzeich¬ net, daß die Induktionsspulen in Gitterform flächendeckend an¬ geordnet werden, deren Größe, Anzahl und Bestückungsdichte so
10 gewählt sind, daß bei freier Wahl der Heizstelle im gesamten Koch¬ feldbereich nur in Spulenkörpern in Bodennähe des jeweils zu beheizenden Kochgefäßes, selbst eines für den gewünschten Einsatz sinnvoll kleinsten, induzierende Wirkströme fließen, die im Topf¬ boden ein praktisch beliebig stetiges oder homogenes und unab-
15 hängig regelbares energieübertragendes Feld induzieren.
2) Anordnung nach Anspruch 1 gekennzeichnet dadurch, daß der maximale Durchmesser der Spulen kleiner als der größte Halb¬ messer des zu beheizenden Topfes ist.
20
3) Anordnung nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß einzelne Spulen unter oder über dem Spulengitter zusätzlich für lokale Spitzenleistung angebracht sind.
25 4) Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß mehrere Spulen-Gitter übereinander oder unterein¬ ander angeordnet sind und somit eine homogene Spulenverteilung in der dritten Dimension, d.h. mehrschichtig, ausgeführt wird.
5) Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß die Spulenform der einzelnen Spule selbst bezüglich
5 der Windungsanordnung dreidimensional ist.
6) Anordnung nach Anspruch 1 bis 5, gekennzeichnet dadurch, daß die Anordnung der Induktionsspulen im quadratischen oder rauten¬ förmigen Gitter in der Ebene, sowie in diesen Gitterformen in
10 mehreren Schichten fortgeführt wird.
7) Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß die Induktionsspulen mit einem variablen Frequenz¬ spektrum bis in den Mikrowellen-Bereich betrieben werden.
15
8) Anordnung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Induktionsspulen jeweils mit einem Strom gespeist werden, der von Spule zu Spule unterschiedliche Frequenzen aufweisen kann.
20 9) Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß mehrere Kochgefäße oder Koch- bzw. Bratplatten gegebenenfalls gleichzeitig nebeneinander und unabhängig vonein¬ ander beheizt werden.
25 10) Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, gekennzeichnet durch eine Computersteuerung, die die Topfzugehörigkeit der vom Kochgefäß jeweils bedeckten Spulen erkennt und entsprechend die Wärmeleistung der einzelnen Induktionsspulen-Gruppen individuell regelt oder voreingestellt, um somit eine sich sprunghaft oder konti- nuierlich über die Gesamtfläche und die Zeit ändernden Wärme¬ abgabecharakteristik je nach Position des Topfes auf der Herdplatte, auch in Abhängigkeit der Topf große, zu erzielen, wobei auch alle Induktionsspulen als Gruppe zusammenfassbar sind, um ein Konti- 5 nuum der örtlich potentiell abgreifbaren Energie einzustellen.
11) Anordnung nach Anspruch 10, gekennzeichnet durch Temperaturfühler, die ins Gargut eingebracht dem Computer die Temperatur des Gargutes als Regelgröße für eine automatische
10 Temperaturregelung und -begrenzung liefern.
12) Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch ge¬ kennzeichnet, daß eine Gegenstandsform mit dem Umriß des er¬ kannten Topfes und Gegenstandes, sowie das Wärme-Kontinuum
15 am Computerbildschirm graphisch als Ikons dargestellt und im
Falle der Erkennung eines unbekannten Gegenstandes, dieses visu¬ ell am Bildschirm durch Blinken des dargestellten Gegenstandes angezeigt, sowie akustisch mit einem Signalton davor gewarnt wird.
20 13) Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, gekennzeichnet durch ein ortsunabhängig von Kochfeld und Steuerelektronik an¬ geordnetes Bedienungspanel, welches zusätzlich den Anschluß einer Computer-Maus unterstützt.
25 14) Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, gekennzeichnet dadurch, daß das Bedienungspanel sowohl einen Bildschirm des Computers, als auch die Bedienungselement des Computers trägt.
15) Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 14, gekennzeichnet durch eine Fernbedienung zur Steuerung der Herdfunktionen und eine damit fernsteuerbare Kindersicherung.
16) Anordnung nach Anspruch 15, gekennzeichnet dadurch, daß 5 das Bedienungspanel in der Dunstabzugshaube der Kocheinrichtung angeordnet ist.
17) Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch ge¬ kennzeichnet, daß zusätzliche in der dritten Dimension überlagerte
10 Induktionsspulen vom Computer so zugeschaltet und gesteuert werden, daß lokal oder gegebenenfalls ebenfalls großflächig zusätz¬ liche Induktionsleistung für Spitzenleistungen zur Verfügung steht.
18) Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch ge- 15 kennzeichnet, daß eines oder mehrere, einen Teil, Großteil oder die ganze Fläche des Kochfeldes in Anspruch nehmende Kochgefäße, Bratpfannen oder Bratplatten von mehreren oder gegebenenfalls allen Induktionsspulen großflächig beheizt wird.
20 19) Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch ge¬ kennzeichnet, daß die Oberfläche des Kochfeldes aus Keramikmate¬ rial oder Glaskeramik besteht.
20) Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 19, dadurch ge- 25 kennzeichnet, daß die Oberfläche aus einem mittels elektromagneti¬ scher Induktion beheizbaren Material besteht.
21) Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 20, dadurch ge¬ kennzeichnet, daß die Oberfläche des Kochfeldes aus einem magne- tisierbaren Material besteht.
22) Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 21 , dadurch ge¬ kennzeichnet, daß die Oberfläche des Kochfeldes aus einem magne¬ tischen Material besteht.
23) Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 22, dadurch ge¬ kennzeichnet, daß die Oberfläche des Kochfeldes aus einem metalli¬ schen Material oder einer metallischen Glaslegierung besteht.
10
24) Anordnung nach Anspruch 19 bis 23, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberfläche des die Herdauflage bildenden Materials durch Fasermaterial verstärkt ist.
15 25) Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 23, gekennzeichnet durch eine Gegenstandserkennung (Pattern Recognition) durch den Computer, die das versehentliche Aufheizen von auf dem Kochfeld unerwünschten Gegenständen verhindert.
20 26) Anordnung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die
Temperaturmessung im Gargut mit Hilfe von Infrarot-Sensoren durchgeführt wird.
27) Anordnung nach den Ansprüchen 1 bis 26, dadurch gekenn- 25 zeichnet, daß die Voreinstellung der potentiell auf dem gesamten
Kochfeld zur Verfugung stehende Energie am Computerbildschirm graphisch dargestellt und vom Benutzer per Menü-Führung und durch Fenstertechnik unterstützt geändert wird, wobei gleichzeitig auch die aktuell den Töpfen zugeführte Energie dargestellt wird und geändert werden kann und diese Änderungen am Bildschirm anzeigt werden.
28) Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 27, gekennzeich- 5 net durch über dem Kochfeld angebrachte Punktstrahler, die Topf¬ stellplätze mit besonderen Merkmalen und Zonen mit besondern Merkmalen der zur Verfügung stehenden Hitzeleistung und an¬ dreren besonderen Eigenschaften auf der Herdoberfläche mit einem entsprechend großen Lichtkegel optisch kennzeichnen.
10
29) Anordnung nach Anspruch 1 bis 28, dadurch gekennzeichnet, daß die Zahl der Steuergeräte z größer, als die Anzahl n der Steuer¬ geräte ist und die Steuergeräte je nach Bedarf über einen Kreuzschienenverteilungs-Schalter unterschiedlichen Spulen varia-
15 bei zugeschaltet werden.
30) Anordnung nach Anspruch 1 bis 29, dadurch gekennzeichnet, daß die Gesamtanordnung der zueinander feststehenden Induktions¬ spulen unterhalb der Oberfläche verschiebbar angebracht ist.
20
31) Anordnung nach Anspruch 1 bis 30, dadurch gekennzeichnet, daß die Herdfunktionen mit Hilfe von Menü- und Fenster-Technik per Mouse-Click vom Benutzer bedient und geregelt werden, wobei die Fenster aus den Fenstern des Betriebssystems Windows von
25 Microsoft aufgerufen werden.
32) Anordnung nach Anspruch 1 bis 23 und 25 bis 31, dadurch gekennzeichnet, daß die Herdoberfläche aus Naturstein oder Mar¬ mor besteht. GEÄNDERTE ANSPRÜCHE
[beim Internationalen Büro am 23. Januar 1997 (23.01.97) eingegangen, ursprüngliche Ansprüche 1,14,27-29 und 32 geändert; neue Ansprüche 33 und 34 hinzugefügt; alle weiteren Ansprüche unverändert (7 Seiten)]
1) Anordnung eines Kochfeldes zum induktiven Heizen von einem oder mehreren, bezüglich Grundfläche und Größe jeder Art von Kochgefäßen (Kochtöpfe, Bratpfannen und Bratplatten), mit meh¬ reren individuell steuerbaren Induktionsspulen, die unterhalb einem
5 T«il oder der Gesamtheit einer als Kochfeldoberfläche ausgeführten
Platte aus einem für Kochen oder Braten geeigneten, genügend wärmebeständigen Material angeordnet sind, dadurch gekennzeich¬ net, daß die Induktionsspulen in Gitterform flächendeckend an¬ geordnet werden, deren Größe, Anzahl und Bestückungsdichte so
10 gewählt sind, daß bei freier Wahl der Heizstelle, d.h. freier Wahl der Plazierung der Kochgefäße auf dem Kochfeld, nur in Spulen¬ körpern in Bodennähe des jeweils zu beheizenden Kochgefäßes, selbst eines für den gewünschten Einsatz sinnvoll kleinsten, induzie¬ rende Wirkströme fließen, die im Topfboden ein praktisch beliebig
15 stetiges oder homogenes und unabhängig regelbares energieüber¬ tragendes Feld induzieren.
2) Anordnung nach Anspruch 1 gekennzeichnet dadurch, daß der maximale Durchmesser der Spulen kleiner als der größte Halb-
20 messer des zu beheizenden Topfes ist.
3) Anordnung nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß einzelne Spulen unter oder über dem Spulengitter zusätzlich für lokale Spitzenleistung angebracht sind.
25
4) Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß mehrere Spulen-Gitter übereinander oder unterein- ander angeordnet sind und somit eine homogene Spulenverteilung in der dritten Dimension, d.h. mehrschichtig, ausgeführt wird.
5) Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekenn- 5 zeichnet, daß die Spulenform der einzelnen Spule selbst bezüglich der Windungsanordnung dreidimensional ist.
6) Anordnung nach Anspruch 1 bis 5, gekennzeichnet dadurch, daß die Anordnung der Induktionsspulen im quadratischen oder rauten-
10 förmigen Gitter in der Ebene, sowie in diesen Gitterformen in mehreren Schichten fortgeführt wird.
7) Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß die Induktionsspulen mit einem variablen Frequenz-
15 spektrum bis in den Mikrowellen-Bereich betrieben werden.
8) Anordnung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Induktionsspulen jeweils mit einem Strom gespeist werden, der von Spule zu Spule unterschiedliche Frequenzen aufweisen kann.
20
9) Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß mehrere Kochgefäße oder Koch- bzw. Bratplatten gegebenenfalls gleichzeitig nebeneinander und unabhängig vonein¬ ander beheizt werden.
25
10) Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, gekennzeichnet durch eine Computersteuerung, die die Topf Zugehörigkeit der vom Kochgefäß jeweils bedeckten Spulen erkennt und entsprechend die Wärmeleistung der einzelnen Induktionsspulen-Gruppen individuell regelt oder voreingestellt, um somit eine sich sprunghaft oder konti¬ nuierlich über die Gesamtfläche und die Zeit ändernden Wärme- abgabecliarakteristik je nach Position des Topfes auf der Herdplatte, auch in Abhängigkeit der Topfgröße, zu erzielen, wobei auch alle 5 Induktionsspulen als Gruppe zusammenfassbar sind, um ein Konti- nuum der örtlich potentiell abgreifbaren Energie einzustellen.
11) Anordnung nach Anspruch 10, gekennzeichnet durch Temperaturfühler, die ins Gargut eingebracht dem Computer die
10 Temperatur des Gargutes als Regelgröße für eine automatische
Temperaturregelung und -begrenzung liefern.
12) Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 11 , dadurch ge¬ kennzeichnet, daß eine Gegenstandsform mit dem Umriß des er-
15 kannten Topfes und Gegenstandes, sowie das Wärme-Kontinuum am Computerbildschirm graphisch als Ikons dargestellt und im Falle der Erkennung eines unbekannten Gegenstandes, dieses visu¬ ell am Bildschirm durch Blinken des dargestellten Gegenstandes angezeigt, sowie akustisch mit einem Signalton davor gewarnt wird.
20
13) Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, gekennzeichnet durch ein ortsunabhängig von Kochfeld und Steuerelektronik an¬ geordnetes Bedienungspanel, welches zusätzlich den Anschluß einer Computer-Maus unterstützt.
25
14) Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, gekennzeichnet dadurch, daß das Bedienungspanel sowohl einen Bildschirm des Computers, als auch die Bedienungselemente des Computers trägt. 15) Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 14, gekennzeichnet durch eine Fembedienung zur Steuerung der Herdfunktionen und eine damit femsteuerbare Kindersicherung.
5 16) Anordnung nach Anspruch 15, gekennzeichnet dadurch, daß das Bedienungspanel in der Dunstabzugshaube der Kocheinrichtung angeordnet ist.
17) Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch ge- 10 kennzeichnet, daß zusätzliche in der dritten Dimension überlagerte
Induktionsspulen vom Computer so zugeschaltet und gesteuert werden, daß lokal oder gegebenenfalls ebenfalls großflächig zusätz¬ liche Induktionsleistung für Spitzenleistungen zur Verfügung steht.
15 18) Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch ge¬ kennzeichnet, daß eines oder mehrere, einen Teil, Großteil oder die ganze Fläche des Kochfeldes in Anspruch nehmende Kochgefäße, Bratpfannen oder Bratplatten von mehreren oder gegebenenfalls allen Induktionsspulen großflächig beheizt wird.
20
19) Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch ge¬ kennzeichnet, daß die Oberfläche des Kochfeldes aus Keramikmate¬ rial oder Glaskeramik besteht.
25 20) Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 19, dadurch ge¬ kennzeichnet, daß die Oberfläche aus einem mittels elektromagneti¬ scher Induktion beheizbaren Material besteht.
21) Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 20, dadurch ge- kennzeichnet, daß die Oberfläche des Kochfeldes aus einem magne- tisierbaren Material besteht.
22) Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 21, dadurch ge- 5 kennzeichnet, daß die Oberfläche des Kochfeldes aus einem magne¬ tischen Material besteht.
23) Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 22, dadurch ge¬ kennzeichnet, daß die Oberfläche des Kochfeldes aus einem metalli-
10 sehen Material oder einer metallischen Glaslegierung besteht.
24) Anordnung nach Anspruch 19 bis 23, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberfläche des die Herdauflage bildenden Materials durch Fasermaterial verstärkt ist.
15
25) Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 23, gekennzeichnet durch eine Gegenstandserkennung (Pattern Recognition) durch den Computer, die das versehentliche Aufheizen von auf dem Kochfeld unerwünschten Gegenständen verhindert.
20
26) Anordnung nach Anspruch 11 , dadurch gekennzeichnet, daß die Temperaturmessung im Gargut mit Hilfe von Infrarot-Sensoren durchgeführt wird.
25 27) Anordnung nach den Ansprüchen 1 bis 26, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß die Voreinstellung der potentiell auf dem gesamten Kochfeld zur Verfügung stehende Energie am Computerbildschirm graphisch dargestellt und vom Benutzer per Menü-Führung und durch Fenstertechnik unterstützt geändert wird, wobei gleichzeitig auch die aktuell den Töpfen zugeführte Energie dargestellt wird und geändert werden kann und diese Änderungen am Bildschirm ange¬ zeigt werden.
5 28) Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 27, gekennzeich¬ net durch über dem Kochfeld angebrachte Punktstrahler, die Topf¬ stellplätze mit besonderen Merkmalen und Zonen mit besondern Merkmalen der zur Verfügung stehenden Hitzeleistung und anderen besonderen Eigenschaften auf der Herdoberfläche mit einem ent- 10 sprechend großen Lichtkegel optisch kennzeichnen.
29) Anordnung nach Ansprach 1 bis 28, dadurch gekennzeichnet, daß die Zahl der Induktions-Spulen z kleiner, als die Anzahl n der Steuergeräte ist und die Steuergeräte je nach Bedarf über einen
15 Kreuzschienenverteilungs-Schalter unterschiedlichen Spulen varia¬ bel zugeschaltet werden.
30) Anordnung nach Anspruch 1 bis 29, dadurch gekennzeichnet, daß die Gesamtanordnung der zueinander feststehenden Induktions-
20 spulen unterhalb der Oberfläche verschiebbar angebracht ist.
31) Anordnung nach Anspruch 1 bis 30, dadurch gekennzeichnet, daß die Herdfunktionen mit Hilfe von Menü- und Fenster-Technik per Mouse-Click vom Benutzer bedient und geregelt werden, wobei
25 die Fenster aus den Fenstern des Betriebssystems Windows von
Microsoft aufgerufen werden.
32) Anordnung nach Anspruch 1 bis 18, 20 bis 22 und 24 bis 31 , dadurch gekennzeichnet, daß die Herdoberfläche aus Naturstein oder Marmor besteht.
33) Anordnung nach Anspruch 1 bis 32, gekennzeichnet durch eine Topferkennungsspule, die eine ihr zugehörige Spule bedeckt und 5 die an den die Energiezufuhr der Induktionsspule steuernden Com¬ puter angeschlossen ist, wobei die Anwesenheit und Abwesenheit eines magnetisierbaren Gegenstandes oder Kochgefäßes über der jeweiligen Spule durch die sich verändernde Induktivität der zu¬ gehörigen Topferkennungsspule vom Computer erkannt wird.
10
34) Anordnung nach Anspruch 33, dadurch gekennzeichnet, daß die Induktionsspule selbst die Topferkennungsschleife ist.
IN ARTIKEL 19 GENANNTE ERKLÄRUNG
Anspruch 1 Es wurde durch den Zusatz " , d h freier Wahl der Plazierung der Kochgefaße auf dem Kochfeld, " deutlich gemacht, was mit "Heizstelle" in diesem Zusammenhang gemeint ist
Anspruch 14 "Bedienungselementeü wurde korrigiert
Anspruch 27 "angezeigt" wurde korrigiert
Anspruch 28 "anderen" wurde korrigiert
Anspruch 29 "Steuergerate" wurde logischerweise durch "Induktions-Spulen" ersetzt
Anspruch 32' Die Bezugsziffern auf oben genannte Ansprache wurde geändert, da in der ursprünglichen Fassung falsche Ziffern angegeben sind
Ansprache 33 und 34 sind hinzugefügt, da die Topferkennung (beschrieben in dem Weg zur Ausführung der Erfindung) für die Ausführung der Erfindung von Vorteil ist.
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