WO2010081773A1 - Verfahren zum betreiben eines hybriden kochfelds - Google Patents

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WO2010081773A1
WO2010081773A1 PCT/EP2010/050177 EP2010050177W WO2010081773A1 WO 2010081773 A1 WO2010081773 A1 WO 2010081773A1 EP 2010050177 W EP2010050177 W EP 2010050177W WO 2010081773 A1 WO2010081773 A1 WO 2010081773A1
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cooking
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attachment
attachment device
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PCT/EP2010/050177
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French (fr)
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Ingo Bally
Alexander Dinkel
Wolfgang Fuchs
Claudia Leitmeyr
Angelika Namberger
Michael Reindl
Klemens Roch
Jens Sauerbrey
Wolfgang Schnell
Matthias Sorg
Günter ZSCHAU
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BSH Bosch und Siemens Hausgeräte GmbH
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24C—DOMESTIC STOVES OR RANGES ; DETAILS OF DOMESTIC STOVES OR RANGES, OF GENERAL APPLICATION
    • 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
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B6/00—Heating by electric, magnetic or electromagnetic fields
    • H05B6/02—Induction heating
    • H05B6/06—Control, e.g. of temperature, of power
    • H05B6/062—Control, e.g. of temperature, of power for cooking plates or the like
    • 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
    • H05B2213/05—Heating plates with pan detection means

Definitions

  • the invention relates to a method for operating a hybrid cooktop with at least one hotplate of a first type and at least one cooktop of a second type and a hybrid cooktop for carrying out the method.
  • hybrid hobs which have both burners with radiant heaters and induction cookers for eddy current generation.
  • DE 103 15 217 A1 discloses a method by which erroneous operating states, for example displaced or much too small a pot, can be passed on with detail to precisely this information as feedback to an operator on a display of a hob provided pot detection function.
  • a display of a hob provided pot detection function One possibility of such a display is a full-text display with detailed output of an error message, for example, "pot moved".
  • DE 10 2006 017 801 A1 discloses a power supply unit, comprising a primary energy transmission unit with a transmission area, which is provided in wireless cooperation with a secondary energy receiving unit which is separable in the transmission area and from the transmission area for supplying an energy consumer with energy.
  • the power supply unit has a detection unit which is provided to detect the presence of a different from the secondary energy receiving unit object in the transmission area.
  • WO 2007/107888 A2 discloses a system and method for food preparation comprising a contactless power supply for activating a cookware.
  • the food preparation system includes a communication system for facilitating communication between the cookware and the system.
  • the cookware transmits a mark to the system. If the cookware does not have a transmitter, the system attempts to determine the type of cookware from a characterization of power consumption by the cookware. If the art of the cookware can not be determined, the system can be operated manually.
  • the method is used to operate a hybrid cooktop with at least one cooktop of a first type or mode of action and at least one cooktop of a second type or mode of action.
  • a suitable for use at a cooking place of the second kind essay device to an off cooking surface of the first kind (ie to a for the attachment "wrong" hotplate) at least switching on this hotplate of the first type is prevented.
  • This can avoid that the attachment device improperly, d. h., at the "wrong" hotplate, operated and damaged or even an operator is injured.
  • the method can be used particularly advantageously if, by means of the hotplate of the first type, heat energy can be released onto a cooking utensil placed thereon and magnetic excitation energy can be released to a top-mounted appliance placed thereon by means of the hotplate of the second type.
  • the hotplate of the first type can, for example, have a resistance heating plate, a radiant heater or a gas burner.
  • the cooking point of the second type may for example be an energy transfer zone for generating eddy current in a cookware (often called "induction cooking") or an energy transfer zone for transformer coupling with an electrically operated thereon attachment - such as a cooking utensils or household small appliance - (hereinafter "transformatory cooking " called).
  • a bottom of a magnetically stimulated attachment device does not need to be as stable in temperature as a bottom of a cooked by heat (contact heat, radiant heat, etc.) Garware and can therefore be damaged by a direct heat transfer particularly fast and severe, possibly even burn. This is especially true if by means of the cooking of the second kind magnetic excitation energy can be delivered by means of a transformer coupling to an attached thereto attachment. Because a bottom of such a device heats up only slightly and therefore does not need to have a temperature-resistant material. Such an attachment device could possibly also be damaged by too high excitation fields of an induction cooking station. An induction hob could therefore basically also be a hotplate of the first kind, if z. B. the hob of the second kind is a transformer cooking station.
  • an audible and / or visual warning signal can be issued. This can prevent an operator putting the attachment on a switched "wrong" hotplate, or it can be achieved that an operator after placing the attachment lent immediately borrowed from the wrong cooking area and thus damage or greater damage to the attachment avoids.
  • a frequency of optical and / or acoustic pulses can be increased, also a volume level and / or a luminous intensity level with a higher temperature can be higher.
  • predetermined temperature threshold values may be used whose reaching and exceeding and / or undershooting triggers a respective acoustic and / or optical signal.
  • a device recognition and thus recognition of an approach of a suitable for use at a hotplate of the second kind essay device to a hotplate of the first kind (a "wrong" hotplate) by means of an RFID query can be performed.
  • an RFID transponder located on the attachment device is interrogated by the operating device which operates the attachment device.
  • the operating device typically has an RFID transceiver for this purpose.
  • RFI D queries are generally well known.
  • the RFID query has the advantage that it can be implemented easily, inexpensively and without much effort on the attachment device. So RFID transponders can be attached even later by gluing o. ⁇ . To an attachment, z. B. are glued.
  • a device recognition can be carried out by means of a physical recognition, i. h., Not by retrieving stored in or on the set top identification data, but by detecting physical parameters of the set-top box and assigning to a known device.
  • a physical recognition i. h., Not by retrieving stored in or on the set top identification data, but by detecting physical parameters of the set-top box and assigning to a known device.
  • Such physical parameters may include, for example, a capacitance, a resonant frequency, a load bearing, an outer shape, and so on.
  • a device recognition can be carried out by generating a magnetic excitation field in the region of the cooking surface of the first type, which operates the attachment device suitable for operation at the cooking point of the second type when approaching, eg. B. by means of a primary coil, and wherein emitted by the operated attachment device identification data are received and evaluated.
  • FIG. 1 shows a system comprising an operating device for operating a set-top device by means of transformatory energy transmission and a pot arranged thereon as a top-mounted device;
  • FIG. 2 shows a flow chart for the operation of a set-top device on the operating device from FIG. 1.
  • Fig. 1 shows an attachment device in the form of a smart pot 101, which represents an electrical consumer.
  • the pot 101 has a base body 102 with a lid and handles and a secondary coil 1 14 designed as a drive unit.
  • the electrically operated pot 101 is arranged on a surface of a worktop 105, which is also designed as a hob, of an operating device 106 for operating the pot 101.
  • a power transmission unit 107 is mounted under the worktop 105.
  • This has a housing 108 with an actuating element 109 for switching on and off of the energy transmission unit 107.
  • the power transmission unit 107 includes a primary coil 11 1 and a power generation unit 112 for supplying the primary coil 111 with an alternating current.
  • the power generation unit 1 12 is formed in this embodiment as an inverter.
  • the primary coil 11 1 is wound in the form of a planar spiral winding.
  • the primary coil 1 11 is supplied with the alternating current and generates an alternating magnetic field.
  • the primary coil 111 transmits, by induction, energy to the secondary coil 114, which is arranged on a working zone (energy transmission region) 1 13a drawn on the surface of the worktop 105, which for simplification is referred to here as a transformational "hotplate".
  • a secondary voltage is induced by the magnetic field flux, which is used as the operating voltage for an operation of the pot 101.
  • the pot 101 is equipped with an integrated circuit 116 for processing data and outputting data to a transmitter.
  • the integrated circuit 116 may cyclically sense a temperature sensor (if not shown), process the sensed temperature signals into a predetermined data and protocol structure, and communicate the temperature data thus processed to a transmitter.
  • other data will be processed by the integrated circuit 16 and forwarded to the transmitter, such as identification data (identity code, device type or system affiliation, etc.) for device identification and operating data, cyclic or, in the case of bidirectional communication, interrogation.
  • the transmitter has an unmarked modulator and a downstream transmitting antenna. As the transmitting antenna used here for power transmission secondary coil 1 14.
  • the radiated from the secondary coil 1 14 data signals are received by the serving as a receiving antenna of the operating device 106 primary coil 1 11, demodulated in a not shown demodulator of the operating device 106 and to a control unit 10 of the operating device 106 forwarded.
  • the control unit which here includes a microcontroller
  • An adjacent hob 1 13b is not equipped with a primary coil but with a radiant heater (not shown). At this cooking point 113b conventional cooking utensils are heated by radiant heat from the radiant heater. At the hob 1 13b pot 101 is not operable.
  • the working zones 113a and 113b are indicated on the work plate 105 by means of a respective line 115a, 115b.
  • the pot 101 is further equipped with an RFID transponder 1 17, and the operating device 106 is equipped with an RFI D interrogation unit 1 18, z. B. an RFID transceiver.
  • the operating device 106 its RFI D interrogation unit 118 continuously emits interrogation pulses ("polling").
  • interrogation pulses "polling"
  • the control unit 110 can conclude that it is suitable for one of the burners 113a or 113b.
  • the response pulses may already contain information about the suitability for operation at a specific cooking point 113a, 13b (system affiliation).
  • the operating device 106 may be capable of receiving information about the information contained in the response pulses, e.g. B. a product identifier to return to a suitability for operation at a particular hob 1 13a, 113b, z.
  • the control unit 110 and the RFI D interrogator unit 18 can thus be considered as elements of a pan detection unit.
  • the operating device 106 is also set up to recognize an attachment to a specific one of the hotplates 1 13a, 113b.
  • the operating device 106 is capable of correlating interrogated information from the attachment 101 with the hotplate 1 13a, 1 13b occupied by the attachment. This can be done for example by a near-field data transmission, which suppresses a crosstalk of attachment devices 101 on different cooking zones 113a, 1 13b.
  • an attachment sensor by means of which an attachment of an attaching device 101 can be linked to information sent by the attaching device 101.
  • a safety circuit 119 is integrated, which on detection of an electrically operated attachment device 101 on the equipped with the radiant heater cooking surface 113b, this hotplate 1 13b is turned off or off. Then an acoustic and / or optical signal can be output, for which the operating device is equipped with a loudspeaker and a small lamp (not shown). Additionally or alternatively, an optical signal can be output via a display unit (see below).
  • a control panel in the form of a touch-sensitive screen 104 is further embedded on the display elements and actuators are freely programmable.
  • the control panel 104 in particular the two working zones 113a and 13b can be controlled independently of each other, for. B. activated (turned on) and deactivated (turned off), and operating parameters there angeord- setters 101 are set. Also, an operation of each attachment 101 may be started.
  • Fig. 2 shows a possible flow chart for protecting a patched on a "wrong" hotplate attachment, z. B. on a system as shown in Fig. 1.
  • a first step S1 an approach of a set-top device to a specific radiation cooker, z. B. the radiation cooker 1 13b of FIG. 1, detected, for. B. by the receipt of a device identifier from the attachment, z. B. the pot 101 of FIG. 1, by means of an RFID query in the vicinity of the working zone or cooking zone 1 13b.
  • a type of the recognized attachment device is identified by the operating device, for. B. by looking up the device identifier in a lookup table of a control unit of the operating device. If the attachment is suitable for operation at the radiation cooking station ("Yes"), normal operation of the radiation cooking station is made possible in step S3.
  • step S4 a query is made in step S4 as to whether the radiation cooker is switched off. If this is the case ("yes"), in step S5 a safety circuit prevents the switching on of the radiant heating point, as long as the attachment is located at the radiation cooker or at a predetermined distance therefrom. At the same time, the temperature of the radiation cooker above a predetermined temperature threshold, z. B., if the radiation cooker was only recently turned on, which is queried in step S6, then in step S8 from the operating device issued an audible and / or visual signal. If the temperature of the radiation cooker is below the predetermined temperature threshold, no further action is performed here (step S7).
  • the safety circuit switches off the radiation cooker in step S9 and subsequently outputs an acoustic and / or optical signal in step S8.
  • the acoustic signal may include a voice output, e.g. As "wrong hotplate", "take off device”, etc. Basically, the presence of a 'wrong' attachment in a display unit of the operating device can be visually pointed, for. B. by a text representation and / or a symbol z. B. can also blink.
  • the acoustic and / or optical signals may vary depending on the temperature of the radiation cooker, for example in the strength of the acoustic and / or optical signal and / or in the text of the speech output.
  • the present invention is not limited to the embodiment shown. So may also be used two other types of cooking zones, such as a cooking station for transformatory energy transfer and a gas hob or a resistance hotplate.
  • the approximate attachment device can not be detected and thereby can not be clearly classified as suitable or unsuitable for operation at the radiation site, then it may be possible to prevent or permit normal operation.

Abstract

Das Verfahren betrifft ein Betreiben eines hybriden Kochfelds (105) mit mindestens einer Kochstelle (113b) einer ersten Art und mindestens einer Kochstelle einer zweiten Art (113a), wobei bei Annähern eines zur Verwendung an einer Kochstelle der zweiten Art (113a) geeigneten Aufsatzgeräts (101) an eine ausgeschaltete Kochstelle der ersten Art (113b) zumindest ein Einschalten dieser Kochstelle der ersten Art (113b) verhindert wird.

Description

Verfahren zum Betreiben eines hybriden Kochfelds
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines hybriden Kochfelds mit mindestens einer Kochstelle einer ersten Art und mindestens einer Kochstelle einer zweiten Art sowie ein hybrides Kochfeld zur Durchführung des Verfahrens.
Es sind hybride Kochfelder bekannt, die sowohl Kochstellen mit Strahlungsheizkörpern als auch Induktionskochstellen zur Wirbelstromerzeugung aufweisen.
DE 103 15 217 A1 offenbart ein Verfahren, mit dem auf einer Anzeige eines Kochfeldes bei vorgesehener Topferkennungsfunktion fehlerhafte Betriebszustände, beispielsweise verschobener oder viel zu kleiner Topf, detailliert mit genau dieser Information als Rückmeldung an eine Bedienperson weitergegeben werden. Eine Möglichkeit einer solchen Anzeige ist eine Volltextanzeige mit detaillierter Ausgabe einer Fehlermeldung, beispiels- weise "Topf verschoben".
DE 10 2006 017 801 A1 offenbart eine Energieversorgungseinheit, umfassend eine Pri- märenergieübertragungseinheit mit einem Übertragungsbereich, welche in drahtlosem Zusammenwirken mit einer im Übertragungsbereich und vom Übertragungsbereich trenn- baren Sekundärenergieempfangseinheit zur Versorgung eines Energieverbrauchers mit Energie vorgesehen ist. Um insbesondere eine hohe Bediensicherheit zu erreichen, wird vorgeschlagen, dass die Energieversorgungseinheit eine Erkennungseinheit aufweist, die dazu vorgesehen ist, ein Vorhandensein eines von der Sekundärenergieempfangseinheit unterschiedlichen Gegenstands in dem Übertragungsbereich zu erkennen.
WO 2007/107888 A2 offenbart ein System und ein Verfahren zur Lebensmittelzubereitung, das eine kontaktlose Leistungsversorgung zum Aktivieren eines Kochgeschirrs um- fasst. Das System zur Lebensmittelzubereitung umfasst ein Kommunikationssystem zum Ermöglichen einer Kommunikation zwischen dem Kochgeschirr und dem System. Das Kochgeschirr überträgt eine Kennzeichnung an das System. Falls das Kochgeschirr keinen Sender aufweist, versucht das System, die Art des Kochgeschirrs aus einer Charakterisierung der Leistungsaufnahme durch das Kochgeschirr zu bestimmen. Falls die Art des Kochgeschirrs nicht bestimmt werden kann, kann das System manuell betrieben werden.
Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Möglichkeit zur erhöhten Betriebssi- cherheit eines hybriden Kochfelds bereitzustellen.
Diese Aufgabe wird mittels eines Verfahrens und einer Vorrichtung nach dem jeweiligen unabhängigen Anspruch gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen sind insbesondere den abhängigen Ansprüchen entnehmbar.
Das Verfahren dient zum Betreiben eines hybriden Kochfelds mit mindestens einer Kochstelle einer ersten Art oder Wirkweise und mindestens einer Kochstelle einer zweiten Art oder Wirkweise. Bei Annähern eines zur Verwendung an einer Kochstelle der zweiten Art geeigneten Aufsatzgeräts an eine ausgeschaltete Kochstelle der ersten Art (also an eine für das Aufsatzgerät "falsche" Kochstelle) wird zumindest ein Einschalten dieser Kochstelle der ersten Art verhindert. Dadurch kann vermieden werden, dass das Aufsatzgerät unsachgemäß, d. h., an der "falschen" Kochstelle, betrieben und beschädigt wird oder sogar ein Bediener verletzt wird.
Das Verfahren ist besonders vorteilhaft einsetzbar, wenn mittels der Kochstelle der ersten Art Wärmeenergie auf ein darauf abgestelltes Gargeschirr abgegeben werden kann und mittels der Kochstelle der zweiten Art magnetische Anregungsenergie an ein darauf abgestelltes Aufsatzgerät abgegeben werden kann. Die Kochstelle der ersten Art kann beispielsweise eine Widerstandheizplatte, einen Strahlungsheizkörper oder einen Gasbren- ner aufweisen. Die Kochstelle der zweiten Art kann beispielsweise eine Energieübertragungszone zur Wirbelstromerzeugung in einem Gargeschirr (häufig auch "Induktionskochstelle" genannt) sein oder eine Energieübertragungszone zur transformatorischen Kopplung mit einem elektrisch daran betriebenen Aufsatzgerät - wie einem Gargeschirr oder einem Haushaltskleingerät - sein (im folgenden "transformatorische Kochstelle" ge- nannt). Denn ein Boden eines magnetisch angeregten Aufsatzgeräts braucht nicht so temperaturstabil zu sein wie ein Boden eines durch Wärme (Kontaktwärme, Strahlungswärme usw.) betriebenen Gargeschirrs und kann daher durch eine direkte Wärmeübertragung besonders schnell und schwer beschädigt werden, ggf. sogar abbrennen. Dies gilt insbesondere, falls mittels der Kochstelle der zweiten Art magnetische Anregungsenergie mittels einer transformatorischen Kopplung an ein darauf abgestelltes Aufsatzgerät abgegeben werden kann. Denn ein Boden eines solchen Aufsatzgeräts erwärmt sich nur geringfügig und braucht daher kein temperaturbeständiges Material aufzuweisen. Ein solches Aufsatzgerät könnte ggf. auch durch zu hohe Anregungsfelder einer Induktionskochstelle beschädigt werden. Eine Induktionskochstelle könnte somit grundsätzlich auch eine Kochstelle der ersten Art sein, wenn z. B. die Kochstelle der zweiten Art eine transformatorische Kochstelle ist.
Bei Annäherung eines zur Verwendung an einer Kochstelle der zweiten Art geeigneten Aufsatzgeräts an eine angeschaltete Kochstelle der ersten Art kann ein akustisches und / oder optisches Warnsignal ausgegeben werden. Dadurch kann verhindert werden, dass ein Bediener das Aufsatzgerät auf eine angeschaltete "falsche" Kochstelle aufsetzt, oder es kann erreicht werden, dass ein Bediener das Aufsatzgerät nach Aufsetzen unverzüg- lieh wieder von der falschen Kochstelle entfernt und so eine Beschädigung oder stärkere Beschädigung des Aufsatzgeräts vermeidet.
Bei Annäherung eines zur Verwendung an einer Kochstelle der zweiten Art geeigneten Aufsatzgeräts an eine Kochstelle der ersten Art kann - auch bei ausgeschalteter Kochstel- Ie - ein akustisches und / oder optisches Warnsignal ausgegeben werden, falls eine Temperatur an der Kochstelle der ersten Art einen vorbestimmten Temperaturschwellwert überschreitet. Dadurch kann auch eine Beschädigung oder stärkere Beschädigung eines Aufsatzgeräts an einer Kochstelle vermieden werden, welche zwar ausgeschaltet ist, aber eine noch hohe Resttemperatur aufweist, z. B. eine noch heiße Herdplatte.
In Abhängigkeit von der Temperatur an der Kochstelle der ersten Art können verschiedene akustische und / oder optische Warnsignale ausgegeben werden. So kann mit höherer Temperatur eine Frequenz optischer und / oder akustischer Pulse erhöht werden, auch kann ein Lautstärkepegel und / oder ein Leuchtstärkepegel mit höherer Temperatur höher sein. Dadurch kann einem Bediener die Gefahr einer Beschädigung auf intuitive und eindringliche Weise in abgestufter Form dargeboten werden. Dazu mögen vorbestimmte Temperaturschwellwerte verwendet werden, deren Erreichen und Überschreiten und / oder Unterschreiten ein jeweiliges akustisches und / oder optisches Signal auslöst. Zur Erkennung des Aufsatzgeräts ("Geräteerkennung"), ob also z. B. das Aufsatzgerät zum Aufsatz auf einer Kochstelle der ersten und / oder der zweiten Art geeignet ist, sind jegliche geeignete Methoden anwendbar.
So mag eine Geräteerkennung und damit ein Erkennen einer Annäherung eines zur Verwendung an einer Kochstelle der zweiten Art geeigneten Aufsatzgeräts an eine Kochstelle der ersten Art (eine "falsche" Kochstelle) mittels einer RFID-Abfrage durchgeführt werden. Dabei wird ein am Aufsatzgerät befindlicher RFID-Transponder durch das Betriebsgerät, welches das Aufsatzgerät betreibt, abgefragt. Das Betriebsgerät weist dazu typischerwei- se einen RFID-Transceiver auf. RFI D-Abfragen sind grundsätzlich gut bekannt. Die RFID- Abfrage weist den Vorteil auf, dass sie einfach, preiswert und ohne großen Anpassungsaufwand am Aufsatzgerät umgesetzt werden kann. So können RFID-Transponder sogar nachträglich durch Aufkleben o. ä. an ein Aufsatzgerät angebracht werden, z. B. aufgeklebt werden.
Alternativ oder zusätzlich kann eine Geräteerkennung mittels einer physikalischen Erkennung durchgeführt werden, d. h., nicht durch ein Abrufen von im oder am Aufsatzgerät gespeicherten Identifizierungsdaten, sondern durch Erkennung physikalischer Parameter des Aufsatzgeräts und Zuordnen zu einem bekannten Gerät. Zu solchen physikalischen Parametern können beispielsweise eine Kapazität, eine Resonanzfrequenz, eine Lastaufnahme, eine äußere Form usw. gehören.
Alternativ oder zusätzlich kann eine Geräteerkennung dadurch durchgeführt werden, dass im Bereich der Kochstelle der ersten Art ein magnetisches Anregungsfeld erzeugt wird, welches das zum Betrieb an der Kochstelle der zweiten Art geeignete Aufsatzgerät bei Annäherung betreibt, z. B. mittels einer Primärspule, und wobei durch das betriebene Aufsatzgerät ausgestrahlte Identifizierungsdaten empfangen und ausgewertet werden.
In den folgenden Figuren wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels schema- tisch genauer beschrieben. Dabei können zur besseren Übersichtlichkeit gleiche oder gleichwirkende Elemente mit gleichen Bezugszeichen versehen sein. Fig. 1 zeigt ein System aus einem Betriebsgerät zum Betreiben eines Aufsatzgeräts mittels transformatorischer Energieübertragung und einem darauf angeordneten Topf als Aufsatzgerät; und
Fig. 2 zeigt ein Ablaufdiagramm zum Betrieb eines Aufsatzgeräts auf dem Betriebsgerät aus Fig. 1.
Fig. 1 zeigt ein Aufsatzgerät in Form eines intelligenten Topfs 101 , der einen elektrischen Verbraucher darstellt. Der Topf 101 weist einen Grundkörper 102 mit einem Deckel und Griffen sowie eine als Antriebseinheit ausgebildete Sekundärspule 1 14 auf. Der elektrisch betriebene Topf 101 ist auf einer Oberfläche einer auch als Kochfeld ausgestalteten Arbeitsplatte 105 eines Betriebsgeräts 106 zum Betrieb des Topfs 101 angeordnet. Unter der Arbeitsplatte 105 ist eine Energieübertragungseinheit 107 montiert. Diese weist ein Gehäuse 108 mit einem Betätigungselement 109 zum Ein- und Ausschalten der Energie- Übertragungseinheit 107 auf. Ferner umfasst die Energieübertragungseinheit 107 eine Primärspule 11 1 und eine Stromerzeugungseinheit 112 zur Versorgung der Primärspule 111 mit einem Wechselstrom. Die Stromerzeugungseinheit 1 12 ist in diesem Ausführungsbeispiel als Wechselrichter ausgebildet. Die Primärspule 11 1 ist in Form einer ebenen Spiralwicklung gewickelt. Beim Betrieb der Energieübertragungseinheit 107 und des Topfes 101 wird die Primärspule 1 11 mit dem Wechselstrom gespeist und erzeugt ein magnetisches Wechselfeld. Mittels eines Feldflusses dieses Wechselfelds überträgt die Primärspule 111 durch Induktion Energie an die Sekundärspule 114, welche an einer auf der Oberfläche der Arbeitsplatte 105 gezeichneten Arbeitszone (Energieübertragungsbereich) 1 13a angeordnet ist, die hier vereinfachend als transformatorische "Kochstelle" be- zeichnet ist. In der Sekundärspule 1 14 wird durch den magnetischen Feldfluss eine Sekundärspannung induziert, die als Betriebsspannung für einen Betrieb des Topfs 101 genutzt wird. Aufgrund der transformatorischen oder induktiven Kopplung zwischen Primärspule 11 1 und Sekundärspule 114 ist die Energieübertragung nur in einem Nahfeld der Primärspule 1 11 möglich. Typische maximale senkrechte Abstände (entlang der z- Erstreckung) zwischen Betriebsgerät 106 und Topf 101 betragen hier zwischen 0,3 mm und 3 mm. Ein maximaler Versatz in seitlicher Erstreckung aus einer zentrierten Position beträgt hier bis zu 3 cm. Wird der Topf 101 weiter von der Primärspule 1 11 entfernt, reicht die übertragene Leistung nicht mehr zum Betrieb des Topfs 101 aus. An der Arbeitszone 113a können außer einem Gargeschirr wie dem Topf 101 weitere elektrische Verbraucher betrieben werden, wie z. B. eine Kaffeemaschine, ein Mixer, ein Ladegerät, eine Friteuse, ein Toaster, ein Wasserkocher usw. (auch als 'Haushaltskleingeräte' bezeichnet), die jeweils eine oder mehrere Sekundärspulen aufweisen und von einem drahtlosen Zusammenwirken der jeweiligen Sekundärspule mit der Primärspule 11 1 eine Betriebsenergie beziehen.
Der Topf 101 ist mit einer integrierten Schaltung 116 zur Verarbeitung von Daten und zur Ausgabe von Daten an einen Sender ausgerüstet. Die integrierte Schaltung 116 kann beispielsweise - falls vorhanden - einen Temperatursensor (o. Abb.) zyklisch abfühlen, die abgefühlten Temperatursignale in eine vorbestimmte Daten- und Protokollstruktur verarbeiten und die so verarbeiteten Temperaturdaten an einen Sender übermitteln. Es werden zudem auch andere Daten von der integrierten Schaltung 1 16 verarbeitet und an den Sender weitergeleitet werden, wie Identifizierungsdaten (Identcode, Geräteart oder Systemzugehörigkeit usw.) zur Geräteerkennung und Betriebsdaten, und zwar zyklisch oder - bei einer bidirektionalen Kommunikation - auf Abfrage. Der Sender verfügt über einen nicht eingezeichneten Modulator und eine nachgeschaltete Sendeantenne. Als Sendeantenne dient hier die bereits zur Leistungsübertragung herangezogene Sekundärspule 1 14. Die von der Sekundärspule 1 14 ausgestrahlten Datensignale werden von der auch als Empfangsantenne des Betriebsgeräts 106 dienenden Primärspule 1 11 aufgenommen, in einem nicht eingezeichneten Demodulator des Betriebsgeräts 106 demoduliert und an eine Steuereinheit 1 10 des Betriebsgeräts 106 weitergeleitet. Unter Anderem mittels der Temperaturdaten steuert oder regelt die Steuereinheit ("Herdelektronik") 1 10, die hier einen MikroController umfasst, die Stromerzeugungseinheit 112.
Eine benachbarte Kochstelle 1 13b ist nicht mit einer Primärspule, sondern mit einem Strahlungsheizkörper (o. Abb.) ausgerüstet. An dieser Kochstelle 113b sind konventionelle Gargeschirre durch Strahlungswärme vom Strahlungsheizkörper heizbar. An der Kochstelle 1 13b ist der Topf 101 nicht betreibbar. Die Arbeitszonen 113a und 113b sind mittels einer jeweiligen Linie 115a, 115b auf der Arbeitsplatte 105 eingezeichnet.
Der Topf 101 ist weiterhin mit einem RFID-Transponder 1 17 ausgerüstet, und das Betriebsgerät 106 ist mit einer RFI D-Abfrageeinheit 1 18 ausgerüstet, z. B. einem RFID- Transceiver. Beim Betrieb des Betriebsgeräts 106 sendet dessen RFI D-Abfrageeinheit 118 dauernd Abfragepulse aus ("Polling"). Bei Annäherung eines mit einem RFID- Transponder 1 17 ausgerüsteten Aufsatzgeräts wie dem Topf 101 an eine der Kochstellen 113a, 1 13b empfängt der Transponder 1 17 die Abfragepulse und sendet Antwortpulse zurück, welche das Aufsatzgerät identifizieren. Auf der Basis der Identifizierungsdaten kann von der Steuereinheit 110 auf eine Eignung für eine der Kochstellen 113a oder 113b geschlossen werden. Dazu können die Antwortpulse bereits eine Information über die Eignung zum Betrieb an einer bestimmten Kochstelle 113a, 1 13b enthalten (Systemzugehörigkeit). Alternativ oder zusätzlich kann das Betriebsgerät 106 in der Lage sein, über die in den Antwortpulsen enthaltende Information, z. B. eine Produktkennung, auf eine Eignung zum Betrieb an einer bestimmten Kochstelle 1 13a, 113b zurückzuschließen, z. B. durch Nachschlagen in einer Nachschlagetabelle der Steuereinheit 110. Die Steuereinheit 110 und die RFI D-Abfrageeinheit 1 18 können somit als Elemente einer Topferkennungseinheit aufgefasst werden. Außer zur RFI D-Abfrage ist das Betriebsgerät 106 auch dazu eingerichtet, einen Aufsatz auf eine bestimmte der Kochstellen 1 13a, 113b zu erkennen. D. h., dass das Betriebsgerät 106 zu einer Korrelation zwischen abgefragter Information vom Aufsatzgerät 101 und der durch das Aufsatzgerät belegten Kochstelle 1 13a, 1 13b fähig ist. Dies kann beispielsweise durch eine Nahfeld-Datenübertragung geschehen, welche ein Übersprechen von Aufsatzgeräten 101 auf unterschiedlichen Kochstellen 113a, 1 13b unterdrückt. Alternativ kann auch ein Aufsatzsensor verwendet werden, durch den ein Aufsatz eines Aufsatzgeräts 101 mit von dem Aufsatzgerät 101 gesendeter Infor- mation verknüpft werden kann.
In die Steuereinheit 110 ist eine Sicherheitsschaltung 119 integriert, welche bei Erkennung eines elektrisch betriebenen Aufsatzgeräts 101 auf der mit dem Strahlungsheizkörper ausgerüsteten Kochstelle 113b diese Kochstelle 1 13b ausgeschaltet hält oder aus- schaltet. Dann kann auch ein akustisches und / oder optisches Signal ausgegeben werden, wozu das Betriebsgerät mit einem Lautsprecher und einem Lämpchen (o. Abb.) ausgerüstet ist. Zusätzlich oder alternativ kann ein optisches Signal über eine Anzeigeeinheit (s. u.) ausgegeben werden.
In der Arbeitsplatte 105 ist ferner ein Bedienfeld in Form eines berührungsempfindlichen Bildschirms 104 eingelassen, auf dem Anzeigeelemente und Betätigungselemente frei programmierbar sind. Mittels des Bedienfelds 104 können insbesondere die beiden Arbeitszonen 113a und 1 13b unabhängig voneinander gesteuert werden, z. B. aktiviert (eingeschaltet) und deaktiviert (ausgeschaltet) werden, und Betriebsparameter dort angeord- neter Aufsatzgeräte 101 eingestellt werden. Auch kann ein Betriebsablauf eines jeweiligen Aufsatzgeräts 101 gestartet werden.
Zwar sind an dem Betriebsgerät nur zwei Arbeitszonen 113a, 113b gezeigt, jedoch sind auch weniger oder mehr Arbeitszonen realisierbar, insbesondere vier oder fünf Arbeitszonen, z. B. zwei Arbeitszonen 113a mit transformatorischer Kopplung und zwei Arbeitszonen 113b mit Strahlungsheizkörpern.
Fig. 2 zeigt ein mögliches Ablaufdiagramm zum Schutz eines auf eine "falsche" Kochstelle aufgesetzten Aufsatzgeräts, z. B. an einem wie in Fig. 1 gezeigten System.
In einem ersten Schritt S1 wird eine Annäherung eines Aufsatzgeräts an eine bestimmte Strahlungskochstelle, z. B. die Strahlungskochstelle 1 13b aus Fig. 1 , erkannt, z. B. durch den Empfang einer Gerätekennung vom Aufsatzgerät, z. B. dem Topf 101 aus Fig. 1 , und zwar mittels einer RFID-Abfrage im Nahbereich der Arbeitszone oder Kochstelle 1 13b. In einem folgenden Schritt S2 wird eine Art des erkannten Aufsatzgeräts vom Betriebsgerät identifiziert, z. B. mittels Nachschlagens der Gerätekennung in einer Nachschlagetabelle einer Steuereinheit des Betriebsgeräts. Ist das Aufsatzgerät zum Betrieb an der Strahlungskochstelle geeignet ("Ja"), wird im Schritt S3 ein normaler Betrieb der Strahlungs- kochstelle ermöglicht.
Ist das Aufsatzgerät zum Betrieb an der Strahlungskochstelle nicht geeignet ("Nein"), wird im Schritt S4 abgefragt, ob die Strahlungskochstelle ausgeschaltet ist. Ist dies der Fall ("Ja"), verhindert in Schritt S5 eine Sicherheitsschaltung das Anschalten der Strahlungs- kochstelle, solange sich das Aufsatzgerät auf der Strahlungskochstelle oder in einem vorbestimmten Abstand dazu befindet. Liegt gleichzeitig die Temperatur der Strahlungskochstelle oberhalb eines vorbestimmten Temperaturschwellwerts, z. B., wenn die Strahlungskochstelle erst vor Kurzem noch angeschaltet war, was in Schritt S6 abgefragt wird, so wird in Schritt S8 vom Betriebsgerät ein akustisches und / oder optisches Signal ausge- geben. Falls die Temperatur der Strahlungskochstelle unterhalb des vorbestimmten Tem- peraturschwellwerts liegt, wird hier keine weitere Aktion mehr durchgeführt (Schritt S7). Falls in Schritt S4 die Strahlungskochstelle nicht ausgeschaltet ist, schaltet die Sicherheitsschaltung die Strahlungskochstelle in Schritt S9 ab und gibt folgend in Schritt S8 ein akustisches und / oder optisches Signal aus. Das akustische Signal kann eine Sprachausgabe aufweisen, z. B. "Falsche Kochstelle", "Gerät wieder abheben" usw. Grundsätzlich kann optisch auf die Anwesenheit eines 'falschen' Aufsatzgeräts in einer Anzeigeeinheit des Betriebsgeräts hingewiesen werden, z. B. durch eine Textdarstellung und / oder ein Symbol, das z. B. auch blinken kann. Allgemein können die akustischen und / oder optischen Signale in Abhängigkeit von der Temperatur der Strahlungskochstelle variieren, beispielsweise in der Stärke des akustischen und / oder optischen Signals und / oder in dem Text der Sprachausgabe.
Selbstverständlich ist die vorliegende Erfindung nicht auf das gezeigte Ausführungsbeispiel beschränkt. So mögen auch zwei andere Arten von Kochstellen verwendet werden, wie eine Kochstelle zur transformatorischen Energieübertragung und eine Gaskochstelle oder eine Widerstandsherdplatte.
Auch mag, falls das angenäherte Aufsatzgerät nicht erkannt werden kann und dadurch nicht eindeutig zum Betrieb an der Strahlungskochstelle als geeignet oder nicht geeignet klassifiziert werden kann, es dann möglich sein, einen normalen Betrieb zu verhindern oder zu erlauben.
Bezugszeichenhste
101 Intelligenter Topf
102 Grundkörper
104 Bedienfeld
105 Arbeitsplatte
106 Betriebsgerät
107 Energieübertragungseinheit
108 Gehäuse
109 Betätigungselement
110 Steuereinheit
111 Primärspule
112 Stromerzeugungseinheit
113 Arbeitszone
114 Sekundärspule
115 Linie
116 integrierte Schaltung
117 RFI D-Transponder
118 RFI D-Abfrageeinheit
119 Sicherheitsschaltung
S Ablaufschritt

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zum Betreiben eines hybriden Kochfelds (105) mit mindestens einer Kochstelle (113b) einer ersten Art und mindestens einer Kochstelle einer zweiten Art (113a), dadurch gekennzeichnet, dass bei Annähern eines zur Verwendung an einer Kochstelle der zweiten Art (113a) geeigneten Aufsatzgeräts (101 ) an eine ausgeschaltete Kochstelle der ersten Art (1 13b) zumindest ein Einschalten dieser Kochstelle der ersten Art (113b) verhindert wird (S5).
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass mittels der Kochstelle der ersten Art (1 13b) Wärmeenergie auf ein darauf abgestelltes Gargeschirr abgegeben werden kann und mittels der Kochstelle der zweiten Art (1 13a) magnetische Anregungsenergie an ein darauf abgestelltes Aufsatzgerät (101 ) abgegeben werden kann.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass mittels der Kochstelle der zweiten Art (1 13a) magnetische Anregungsenergie mittels einer transfor- matorischen Kopplung an ein darauf abgestelltes Aufsatzgerät (101 ) abgegeben werden kann.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei Annäherung des zur Verwendung an einer Kochstelle der zweiten Art (1 13a) geeigneten Aufsatzgeräts (101 ) an die angeschaltete Kochstelle der ersten
Art (113b) ein akustisches und / oder optisches Warnsignal ausgegeben wird (S4.S9.S8).
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei Annäherung des zur Verwendung an einer Kochstelle der zweiten Art
(1 13a) geeigneten Aufsatzgeräts (101 ) an die Kochstelle der ersten Art (113b) ein akustisches und / oder optisches Warnsignal ausgegeben wird (S8), falls eine Tem- peratur an der Kochstelle der ersten Art einen vorbestimmten Schwellwert überschreitet (S4-S8).
6. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass in Abhängigkeit von der Temperatur an der Kochstelle der ersten Art (113b) verschiedene akustische und / oder optische Warnsignale ausgegeben werden.
7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Erkennen eines Annähern eines zur Verwendung an einer Kochstelle der zweiten Art (1 13a) geeigneten Aufsatzgeräts (101 ) an eine Kochstelle der ersten Art
(113b) mittels einer RFID-Abfrage durchgeführt wird.
8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Erkennen eines Annäherns eines zur Verwendung an einer Kochstelle der zweiten Art (1 13a) geeigneten Aufsatzgeräts (101 ) an eine Kochstelle der ersten Art
(1 13b) mittels einer physikalischen Erkennung durchgeführt wird.
9. Hybrides Kochfeld (105), dadurch gekennzeichnet, dass es dazu eingerichtet ist, ein Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche ablaufen zu lassen, und dazu aufweist:
- eine Topferkennungseinheit (110,118) zum Erkennen eines an die Kochstelle der ersten Art (113b) angenäherten Geräts (101 ) und
- eine Sicherheitsschaltung (119) zumindest zum Verhindern eines Einschaltens dieser Kochstelle der ersten Art (1 13b) bei Erkennung eines zur Verwendung an einer Kochstelle der zweiten Art (1 13a) geeigneten Aufsatzgeräts (101 ) durch die
Topferkennungseinheit (1 10,118).
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