WO2022002587A1 - Induktionskochfeldvorrichtung - Google Patents

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WO2022002587A1
WO2022002587A1 PCT/EP2021/066196 EP2021066196W WO2022002587A1 WO 2022002587 A1 WO2022002587 A1 WO 2022002587A1 EP 2021066196 W EP2021066196 W EP 2021066196W WO 2022002587 A1 WO2022002587 A1 WO 2022002587A1
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WO
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detection coil
induction hob
inductor
insulation layer
hob device
Prior art date
Application number
PCT/EP2021/066196
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English (en)
French (fr)
Inventor
Daniel Anton Falcon
Alejandro DEL CUETO BELCHI
Jorge Felices Betran
Manuel Fernandez Martinez
Jose Miguel Gil Narvion
Pablo Jesus Hernandez Blasco
Eduardo Imaz Martinez
Paul Muresan
Jose Manuel Palacios Gasos
Alberto Perez Bosque
Diego Puyal Puente
Javier SERRANO TRULLEN
Original Assignee
BSH Hausgeräte GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
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Priority to US18/010,475 priority patent/US20230239974A1/en
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    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B6/00—Heating by electric, magnetic or electromagnetic fields
    • H05B6/02—Induction heating
    • H05B6/10—Induction heating apparatus, other than furnaces, for specific applications
    • H05B6/12—Cooking devices
    • H05B6/1209—Cooking devices induction cooking plates or the like and devices to be used in combination with them
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • 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 an induction hob device according to the preamble of claim 1 and a method for producing an induction hob device according to the preamble of claim 13.
  • EP 3 316663 A1 for example, an induction hob with sensor coils is known, each of which is arranged between two adjacent heating inductors.
  • EP 2 312 908 A1 therefore proposes an induction hob with separate sensors for detecting cookware elements, which are mounted on a separate plate which is arranged between heating inductors and a cover plate.
  • EP 3 079443 A1 proposes introducing separate sensors for the detection of cookware elements in a flexible carrier layer, which is made of textile material and is arranged between heating elements and a cover plate.
  • a disadvantage of the solutions from EP 2 312 908 A1 and EP 3 079443 A1 is an increased expenditure in terms of time and money in production and in assembly due to the additional components for fastening the sensors.
  • the object of the invention is in particular, but not limited to, to provide a generic device with reduced manufacturing and / or assembly costs. According to the invention, the object is achieved by the features of Claims 1 and 13 solved, while advantageous refinements and developments of the invention can be found in the subclaims.
  • the invention is based on an induction hob device with at least one inductor and with at least one detection coil for object detection, in particular objects set up and / or stored on a mounting plate of the induction hob device, for example cooking utensils and / or cooking utensils.
  • the induction hob device has an insulation layer unit which is provided for electrical insulation of the inductor and to which the detection coil is connected, in particular intrinsically.
  • Such a configuration can advantageously reduce the cost of manufacturing and / or assembling the induction hob device, since no additional components are required as a support structure for the detection coil. In this way, cost savings in the manufacture and / or assembly of the induction hob device can also advantageously be achieved.
  • a modular construction of the induction hob device can advantageously be made possible and use in different types of induction hob devices can be made possible in a particularly simple manner.
  • flexibility can advantageously be increased, since a particularly flexible and simple adaptation of a geometry of the detection coil to a large number of different types and / or geometries of inductors is possible when the detection coil is connected to the insulation layer unit.
  • the susceptibility to errors and energy consumption during detection can advantageously be reduced and, at the same time, particularly powerful and high-resolution object recognition can be made possible.
  • an “induction hob device” should be understood to mean at least a part, in particular a subassembly, of an induction hob, in which case accessory units for the induction hob can also be included, such as a sensor unit for external measurement of a temperature of a cookware and / or a Food to be cooked.
  • the induction hob device can also include the entire induction hob.
  • the induction hob device has at least one inductor which, in at least one operating state, provides energy to at least one object, for example to cookware.
  • the inductor is in the operating state provided to provide energy in the form of an electromagnetic alternating field, advantageously for the purpose of inductive energy transmission, to the object.
  • the induction hob device can have a plurality of further inductors, which in an assembled state can be distributed, for example distributed in a matrix-like manner.
  • the detection coil of the induction hob device is preferably provided for inductive object recognition of metallic objects, in particular cooking utensils and / or other metallic objects which can be designed differently from cooking utensils.
  • the insulation layer unit is preferably designed as a plate-shaped unit.
  • the insulating layer unit has at least one material that is heat-resistant and electrically insulating for temperatures of at least 250 ° C., for example mica and / or a plastic from the group of polyimides and / or another suitable heat-resistant and electronically insulating material.
  • the insulating layer unit is preferably formed entirely from at least one heat-resistant and electrically insulating material.
  • the detection coil could be selectively connected to the insulating layer unit.
  • the detection coil is preferably intrinsically connected to the insulation layer unit, specifically in such a way that at least one largest side surface of the detection coil is completely covered by the insulation protection layer unit.
  • the induction hob device preferably has a control unit which is provided to control the detection coil and to evaluate signals inductively detected by the detection coil for object recognition.
  • the control unit is preferably also provided for controlling and supplying energy to the inductor and / or the other inductors of the induction hob device.
  • the control unit preferably has at least one inverter unit for controlling and supplying energy to the inductor and / or the further inductors, which can in particular be designed as a resonance inverter and / or as a dual half-bridge inverter.
  • the inverter unit preferably comprises at least two switching elements which can be controlled individually by the control unit.
  • a “switching element” should be understood to mean an element which is provided for an electrical connection between two points, in particular contacts of the switching element Establish and / or disconnect a conductive connection.
  • the switching element preferably has at least one control contact via which it can be switched.
  • the switching element is preferably designed as a semiconductor switching element, in particular as a transistor, for example as a metal-oxide-semiconductor field effect transistor (MOSFET) or organic field effect transistor (OFET), advantageously as a bipolar transistor with a preferably insulated gate electrode (IGBT).
  • MOSFET metal-oxide-semiconductor field effect transistor
  • OFET organic field effect transistor
  • IGBT preferably insulated gate electrode
  • the switching element is designed as a mechanical and / or electromechanical switching element, in particular as a relay.
  • Provided should be understood to mean specially designed and / or equipped. Since an object is provided for a specific function, it should be understood that the object fulfills and / or executes this specific function in at least one application and / or operating state.
  • the detection coil be integrated in the insulation layer unit.
  • electrical insulation of the detection coil can advantageously be achieved by means of the insulation layer unit.
  • the detection coil is preferably integrated into the insulation layer unit in such a way that at least a large part of an entire surface of the detection coil is covered by the insulation layer.
  • the expression “at least a large part” should be understood to mean that at least 55%, advantageously at least 65%, particularly advantageously at least 75%, preferably at least 85% and particularly preferably at least 95% of an entire surface of an object at least one other object is covered.
  • the insulation layer unit have a first insulation layer element and a second insulation layer element, between which the detection coil is arranged.
  • a configuration can advantageously be used to further simplify a Mon days.
  • the detection coil can advantageously be integrated into the insulation layer unit using simple technical means.
  • the first insulation layer element is preferably connected to the second insulation layer element in a materially bonded manner, for example by means of an adhesive connection.
  • the detection coil is printed on the first insulating layer element.
  • Such a configuration can advantageously be a Flexibility in manufacture can be increased.
  • the geometry of the induction coil can advantageously be adapted particularly easily and flexibly to different types and / or geometries of inductors.
  • the detection coil is preferably printed on the first insulating layer element by means of a printing process which is known by the technical term “functional printing” and is used in particular for the assembly of printed circuit boards.
  • all materials from which the printed detection coil is made are heat-resistant to temperatures of at least 250.degree.
  • the detection coil is glued in between the first insulating layer element and the second insulating layer element. This can advantageously simplify production and / or assembly.
  • a particularly inexpensive induction hob device can advantageously be provided if the detection coil is glued in between the first insulation layer element and the second insulation layer element.
  • the detection coil is preferably glued in between the first insulating layer element and the second insulating layer element by means of an adhesive that is resistant to temperatures of at least 250 ° C., for example silicone or the like.
  • the first insulation layer element and the second insulation layer element could have at least essentially identical surface extensions. In an advantageous embodiment, however, it is proposed that the first insulating layer element and the second insulating layer element have substantially different surface areas. Such a configuration can advantageously achieve a saving in material.
  • the second insulating layer element preferably has a smaller surface area than the first insulating protective element.
  • the surface extension of the second insulation layer element is at least 10%, advantageously at least 15%, particularly advantageously at least 20%, preferably at least 25% and particularly preferably at least 30% smaller than the surface extension of the first insulation layer element.
  • a “surface extension” of an object should be understood to mean a longest extension of a largest side surface of the object.
  • the second insulation layer element could have a surface extension that is wesent Lich greater than that of the detection coil. In an advantageous embodiment, however, it is proposed that the second insulation layer element be adapted to the detection coil with regard to its surface extension.
  • Such a Ausgestal device can advantageously achieve a material saving and thus a cost saving who the.
  • the induction hob device has a further detection coil which is connected, in particular intrinsically, to the insulation layer unit.
  • a further detection coil which is connected, in particular intrinsically, to the insulation layer unit.
  • the detection coil and the further detection coil can be arranged at a distance from one another.
  • the detection coil and the further detection coil can have at least essentially identical surface extensions. Alternatively, it is conceivable that the detection coil and the further detection coil have different surface extensions.
  • the detection coil could, for example, be arranged in a central area of the insulation layer unit, in particular around a center point of the insulation layer unit, and the further detection coil could be arranged in an edge area of the insulation layer unit, in particular concentrically around the detection coil.
  • the detection coil and the further detection coil that appear sensible to the person skilled in the art are conceivable.
  • the further detection coil be integrated in the insulation layer unit. This can advantageously simplify assembly.
  • electrical insulation of the further detection coil can advantageously be achieved with simple technical means.
  • the further detection coil is preferably integrated into the insulation layer unit in such a way that at least a large part of a total surface of the further detection coil is covered by the insulation layer.
  • the induction hob device have a connection element by means of which the detection coil and the further detection coil can be connected to a control unit.
  • the induction hob device could have several connection elements to connect the detection coil and the further detection have coil with the control unit.
  • the induction hob device preferably has exactly one connection element, by means of which the detection coil and the further detection coil can be connected together with the control unit.
  • the connection element is preferably provided for bidirectional transmission of electrical signals between the detection coil and / or the further detection coil with the control unit. In this way, a material saving and thus a cost saving can advantageously be achieved. In addition, assembly can advantageously be further simplified to whoever.
  • the induction hob device has an inductor matrix, in particular an inductor vector, of which the inductor is part.
  • an inductor matrix should be understood to mean a two-dimensional arrangement of a plurality of at least two inductors in relation to a main plane of extension of the inductor.
  • the inductor matrix is formed by at least one inductor vector.
  • An "inductor vector” should be understood to mean a two-dimensional arrangement of the inductor related to the main extension plane of the inductor to at least one further inductor of the induction hob device, an imaginary straight line lying in the main extension plane running through a center of the area of the inductor and a center of the area of the further inductor .
  • the inductor vector can have a multiplicity of further inductors.
  • the inductor matrix is preferably formed from at least one first inductor vector and at least one second inductor vector aligned orthogonally to the first inductor vector within the main extension plane, the inductor and / or the further inductor being part of the first and the second inductor vector at the same time.
  • a “main extension plane” of a structural unit should be understood to mean a plane which is parallel to a largest side surface of a smallest imaginary cuboid, which just completely surrounds the structural unit, and in particular runs through the center of the cuboid.
  • the invention also relates to an induction hob with an induction hob device according to one of the embodiments described above.
  • Such an induction hob is characterized in particular by the aforementioned advantageous properties of the induction hob device.
  • the invention is also based on a method for producing an induction cooking field device with at least one inductor and at least one detection coil for object recognition, in particular objects set up and / or stored on a hob plate of the induction cooking device, for example cooking utensils and / or cooking utensils.
  • the detection coil be connected, in particular intrinsically, to an insulation layer unit which is provided for electrical insulation of the inductor.
  • Such a method can advantageously improve the production of the induction hob device.
  • the use of further additional components as a support structure for the detection coil can advantageously be dispensed with, which advantageously enables a particularly simple and / or fast and / or inexpensive production of the induction hob device.
  • a particularly flexible method for producing the induction hob device can advantageously be provided if the detection coil is integrated in the induction layer unit, since a geometry of the detection coil can be adapted particularly easily to a geometry of the inductor.
  • the induction hob device should not be limited to the application and embodiment described above.
  • the induction hob device can have a number of individual elements, components and units that differs from a number of individual elements, components and units mentioned herein in order to fulfill a mode of operation described herein.
  • 1 shows an induction hob with an induction hob device
  • 2 shows the induction hob device comprising an inductor, a detection coil and an insulation layer unit in a schematic exploded view
  • Fig. 3 is a schematic diagram to illustrate a method for producing the induction hob device position
  • FIG. 5 shows a further exemplary embodiment of an induction hob device in a schematic top view
  • FIG. 6 shows a further exemplary embodiment of an induction hob device in a schematic plan view
  • FIG. 7 shows a further exemplary embodiment of an induction hob device in a schematic top view.
  • FIG. 1 shows an induction hob 40a.
  • the induction hob 40a is designed as a matrix induction hob.
  • the induction hob 40a has an induction cooking field device 10a.
  • the induction hob device 10a comprises at least one inductor 12a, which is shown in simplified form in FIG. 1 as a rectangular box.
  • the inductor 12a is provided for heating cooking utensils (not shown) which can be set up on a mounting plate 38a of the induction hob 40a.
  • the induction hob 40a has a plurality of further inductors 58a.
  • the induction hob 40a has a control unit 32a.
  • the control unit 32a is provided for controlling and supplying energy to the inductor 12a and the further inductors 58a.
  • the induction hob device 10a has an inductor matrix 34a.
  • the inductor matrix 34a is formed by a first inductor vector 26a and a second inductor vector 36a.
  • the inductor 12a of the induction hob device 10a is part of the inductor matrix 34a.
  • FIG. 2 shows the induction hob device 10a in a schematic exploded view.
  • the induction hob device 10a comprises a detection coil 14a.
  • the Detection coil 14a is provided for object recognition.
  • the detection coil 14a is provided, for example, to detect cooking utensils (not shown) or misplaced metallic objects (not shown) on the mounting plate 38a of the induction cooking field 40a (see FIG. 1).
  • the induction hob device 10a has an insulation layer unit 16a.
  • the insulation layer unit 16a is provided for electrical insulation of the inductor 12a.
  • the detection coil 14a is connected to the insulation layer unit 16a.
  • the detection coil 14a is integrated in the insulation layer unit 16a.
  • the detection coil 14a is integrated in the insulation layer 16a in such a way that an upper largest side surface 52a and a lower largest side surface 54a of the detection coil 14a are each completely covered by the insulation layer unit 16a.
  • the insulation layer unit 16a has a first insulation layer element 18a.
  • the first insulating layer element 18a is arranged above the inductor 12a and provided for electrical insulation of the inductor 12a.
  • the insulation layer unit 16a has a second insulation layer element 20a.
  • the detection coil 14a is arranged between the first insulation layer element 18a and the second insulation layer element 20a.
  • the detection coil 14a is glued in between the first insulating layer element 18a and the second insulating layer element 20a.
  • the second insulation layer element 20a is provided for electrical insulation of the detection coil 14a.
  • the first insulation layer element 18a and the second insulation layer element 20a of the insulation layer unit 16a are each made of a heat-resistant and electrically insulating material.
  • the first insulating layer element 18a and the second insulating layer element 20a are each made of mica paper (mica) and are heat-resistant to temperatures of at least 250.degree.
  • the first insulating layer element 18a and the second insulating layer element 20a have substantially different surface extensions 22a, 24a.
  • the first insulating layer element 18a has a first surface extension 22a.
  • the second insulating layer element 20a has a second surface extension 24a.
  • the first surface extension 22a of the first insulating layer element 18a is significantly greater than that second surface extension 24a of the second insulating layer element 20a.
  • the second insulation layer element 20a is adapted to the detection coil 14a with regard to its surface extension 24a.
  • the surface extension 24a of the second insulating layer element 20a is minimally larger than a main extension 56a of the detection coil 14a.
  • the induction hob device 10a has a coil carrier 60a.
  • the inductor 12a is arranged in the coil carrier 60a and covered by the first insulating layer element 18a.
  • the induction hob device 10a has a connecting element 48a.
  • the connecting element 48a is provided for fastening the inductor 12a to the coil carrier 60a.
  • the inductor 12a can be connected in an electrically conductive manner to the control unit 32a of the induction hob 40a (see FIG. 1).
  • the induction hob device 10a has a connection element 30a.
  • the connection element 30a is connected to the detection coil 14a.
  • the detection coil 14a can be connected to the control unit 32a of the induction cooking field 40a.
  • FIG. 3 shows a schematic diagram to illustrate a method for producing the induction hob device 10a.
  • the detection coil is connected to an insulation layer unit, which is provided for electrical insulation of the inductor.
  • the detection coil 14a is connected to the first insulating layer element 18a of the insulating layer unit 16a, for example glued or printed on.
  • the second insulation layer element 20a of the insulation layer unit 16a is glued to the first insulation layer element 18a, so that the detection coil 14a is arranged between the first insulation layer element 18a and the second insulation layer element 20a and is integrated in the insulation layer unit 16a.
  • FIGS. 1 to 3 Four further exemplary embodiments of the invention are shown in FIGS. The following descriptions are essentially limited to the differences between the exemplary embodiments, reference being made to the description of the exemplary embodiment in FIGS. 1 to 3 with regard to components, features and functions that remain the same.
  • the letter a in the reference numerals of the exemplary embodiment in Figures 1 to 3 is replaced by the book He sets letters b to e in the reference symbols of the exemplary embodiments in FIGS.
  • components with the same designation in particular with regard to components with the same reference numerals, reference can in principle also be made to the drawings and / or the description of the exemplary embodiment in FIGS. 1 to 3.
  • FIG 4 shows a further embodiment of an induction hob device 10b in a schematic exploded view.
  • the induction hob device 10b has an inductor 12b and a further inductor 46b.
  • the inductor 12b and the further inductor 46b are arranged together in a coil carrier 60b of the induction hob device 10b.
  • the inductor 12b is arranged in a central region 62b of the coil carrier 60b.
  • the further inductor 46b is arranged concentrically around the inductor 12b in an edge region 64b of the coil carrier 60b.
  • the inductor 12b is fastened to the coil carrier 60b by means of a connecting element 48b and can be connected in an electrically conductive manner to a control unit (not shown).
  • the further inductor 46b is fastened to the coil carrier 60b by means of a further connecting element 50b and can be connected to the control unit in an electrically conductive manner.
  • the inductor 12b can be operated independently of the further inductor 46b.
  • the further inductor 46b can be switched to the inductor 12b in order to heat cookware (not shown) with a larger diameter.
  • the induction hob device 10b comprises a detection coil 14b.
  • the detection coil 14b is provided for object recognition and is essentially identical to the detection coil 14a of the induction hob device 10a of the previous exemplary embodiment.
  • the induction hob device 10b has an insulating layer unit 16b to which the detection coil 14b is connected.
  • the insulation layer unit 16b has a first insulation layer element 18b and a second insulation layer element 20b, between which the detection coil 14b is glued.
  • the first insulating layer element 18b is provided for electrical insulation of the inductor 12b and the further inductor 46b and is adapted to a geometry of the coil carrier 60b.
  • the second insulating layer element 20b of the insulating layer unit 16b is essentially identical to the second insulating layer element 20a of the induction hob device 10a of the previous exemplary embodiment.
  • a method for producing the induction hob device 10b is essentially analogous to the previously described method for producing the induction onskochfeld raised 10a, which is why reference is made at this point to the description of FIG.
  • FIG. 5 shows a further exemplary embodiment of an induction hob device 10c in a schematic top view.
  • the induction hob device 10c has an inductor 12c.
  • the induction hob device 10c comprises a detection coil 14c.
  • the detection coil 14c is provided for object recognition.
  • the Indutationskochfeldvor direction 10c has an insulating layer unit 16c.
  • the insulation layer unit 16c is provided for electrical insulation of the inductor 12c.
  • the detection coil 14c is connected to the insulation layer unit 16c. In the present embodiment, the detection coil 14c is integrated in the insulation layer unit 16c.
  • the induction hob device 10c has a further detection coil 28c, which is provided for object recognition.
  • the further detection coil 28c is connected to the insulation layer unit 16c.
  • the further detection coil 28c is integrated in the insulation layer unit 28c.
  • the induction layer unit 16c has a first insulation layer element 18c and a second insulation layer element 20c, between which the detection coil 14c and the further detection coil 28c are glued.
  • the induction hob device 10c has a connection element 30c.
  • the detection coil 14c and the further detection coil 28c can be connected to a control unit (not shown) by means of the connection element.
  • a method for producing the induction hob device 10c is essentially analogous to the previously described method for producing the induction hob device 10a, the additional detection coil 28c being connected to the insulation layer unit 16c in the method.
  • the connection of the further detection coil 28c in the insulation layer unit 16c takes place analogously to the previously described connection of the detection coil 14a from the exemplary embodiment shown in FIG.
  • FIG. 6 shows a further exemplary embodiment of an induction hob device 10d in a schematic top view.
  • the induction hob device 10d differs from the induction hob device 10c of the previous exemplary embodiment Essentially with regard to a configuration of a detection coil 14d and a further detection coil 28d.
  • the induction hob device 10d has an insulating layer unit 16d.
  • the insulation layer unit 16d has a first insulation layer element 18d and a second insulation layer element 20d, between which the detection coil 14d and the further detection coil 28d are arranged.
  • the detection coil 14d is printed on the first insulating layer element 18d.
  • the further detection coil 28d is printed on the first insulating layer element 18d.
  • the induction hob device 10d has a connection element 30d.
  • the detection coil 14d and the further detection coil 28d can be connected to a control unit (not shown) by means of the connection element 30d.
  • a method for producing the induction hob device 10d is essentially analogous to the previously described method for producing the induction hob device 10a, in which the detection coil 14d and the further detection coil 28d are additionally printed onto the first insulation layer element 18d of the insulation layer unit 16d and the second insulating layer element 20d is glued to the first insulating layer element 18d.
  • FIG. 7 shows a further exemplary embodiment of an induction hob device 10e in a schematic top view.
  • the induction hob device 10e has an inductor 12e, a detection coil 14e and an insulation layer unit 16e.
  • the detection coil 14e is connected to the insulation layer unit 16e.
  • the insulation layer unit 16e has a first insulation layer element 18e and a second insulation layer element 20e, between which the detection coil 14e is arranged.
  • the detection coil 14e is printed on the first insulating layer element 18e of the insulating layer unit 16e.
  • the detection coil 14e is printed circumferentially on the first insulation layer telement 18e. In an assembled state, the detection coil 14e is at a uniform distance from an outer edge 66e of a coil carrier 60e in which the inductor 12e is arranged.
  • a method for producing the induction hob device 10e is essentially analogous to the previously described method for producing the induction hob device 10a, which is why reference is made at this point to the description of FIG. Reference number

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Abstract

Die Erfindung geht aus von einer Induktionskochfeldvorrichtung (10a-e) mit zumindest einem Induktor (12a-e) und mit zumindest einer Detektionsspule (14a-e) zur Objekterkennung. Um einen Herstellungs- und/oder Montageaufwand zu reduzieren, wird vorgeschlagen, dass die Induktionskochfeldvorrichtung (10a-e) eine Isolationsschichteinheit (16a-e) auf- weist, welche zu einer elektrischen Isolierung des Induktors (12a-e) vorgesehen und mit welcher die Detektionsspule (14a-e) verbunden ist.

Description

Induktionskochfeldvorrichtung
Die Erfindung betrifft eine Induktionskochfeldvorrichtung nach dem Oberbegriff des An spruchs 1 und ein Verfahren zur Herstellung einer Induktionskochfeldvorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 13.
Aus dem Stand der Technik ist bereits eine Vielzahl von Induktionskochfeldern bekannt, welche eine Detektion von Kochgeschirrelementen ermöglichen. Oftmals werden in Induk tionskochfeldern verbaute Heizinduktoren zugleich auch zu einer Detektion von Kochge schirrelementen genutzt. Nachteilig ist hierbei eine hohe Fehleranfälligkeit. Zudem ist eine Detektion nur außerhalb eines Heizbetriebszustands der Heizinduktoren möglich. Auf grund der Anordnung der Heizinduktoren ergibt sich zudem eine geringe räumliche Auflö sung und somit eine ungenaue Detektion.
Andere bekannte Lösungen aus dem Stand der Technik nutzen deshalb zu Heizin duktoren separat ausgebildete Spulen als induktive Sensoren. Aus der EP 3 316663 A1 ist beispielsweise ein Induktionskochfeld mit Sensorspulen bekannt, welche jeweils zwi schen zwei benachbarten Heizinduktoren angeordnet sind. Auch hierbei ist eine räumliche Auflösung bedingt durch die Anordnung der Sensorspulen begrenzt und eine Detektion von Kochgeschirrelementen daher relativ ungenau. In der EP 2 312 908 A1 wird daher ein Induktionskochfeld mit separaten Sensoren zur Erkennung von Kochgeschirrelementen vorgeschlagen, welche auf einer separaten Platte, die zwischen Heizinduktoren und einer Abdeckplatte angeordnet ist, aufgebracht sind. In der EP 3 079443 A1 wird vorgeschla gen, separate Sensoren zur Erkennung von Kochgeschirrelementen in einer zwischen Heizelementen und einer Abdeckplatte angeordneten flexiblen Trägerschicht, welche aus textilem Material besteht, einzubringen. Nachteilig bei den Lösungen aus der EP 2 312 908 A1 und der EP 3 079443 A1 ist ein erhöhter zeitlicher und finanzieller Auf wand bei der Herstellung sowie bei der Montage bedingt durch die zusätzlichen Bauteile zur Befestigung der Sensoren.
Die Aufgabe der Erfindung besteht insbesondere, aber nicht beschränkt darauf, darin, eine gattungsgemäße Vorrichtung mit einem reduzierten Herstellungs- und/oder Monta geaufwand bereitzustellen. Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale der Ansprüche 1 und 13 gelöst, während vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung den Unteransprüchen entnommen werden können.
Die Erfindung geht aus von einer Induktionskochfeldvorrichtung mit zumindest einem In duktor und mit zumindest einer Detektionsspule zur Objekterkennung, insbesondere von auf einer Aufstellplatte der Induktionskochfeldvorrichtung aufgestellten und/oder abgeleg ten Objekten, beispielsweise Gargeschirren und/oder Kochutensilien.
Es wird vorgeschlagen, dass die Induktionskochfeldvorrichtung eine Isolationsschichtein heit aufweist, welche zu einer elektrischen Isolierung des Induktors vorgesehen und mit welcher die Detektionsspule, insbesondere intrinsisch, verbunden ist.
Durch eine derartige Ausgestaltung kann vorteilhaft ein Aufwand bei der Herstellung und/oder Montage der Induktionskochfeldvorrichtung reduziert werden, da keine zusätzli chen Bauteile als Trägerstruktur für die Detektionsspule benötigt werden. Hierdurch kann zudem vorteilhaft eine Kostenersparnis bei der Herstellung und/oder Montage der Indukti onskochfeldvorrichtung erreicht werden. Zudem kann vorteilhaft ein modularer Aufbau der Induktionskochfeldvorrichtung ermöglicht und ein Einsatz in verschiedenen Typen von Induktionskochfeldern besonders einfach ermöglicht werden. Ferner kann vorteilhaft eine Flexibilität erhöht werden, da eine besonders flexible und einfache Anpassung einer Ge ometrie der Detektionsspule an eine Vielzahl unterschiedlicher Typen und/oder Geomet rien von Induktoren möglich ist, wenn die Detektionsspule mit der Isolationsschichteinheit verbunden ist. Darüber hinaus kann gegenüber Induktionskochfeldern, in welchen ein Heizinduktor gleichzeitig als Sensor genutzt wird, vorteilhaft eine Fehleranfälligkeit und ein Energieverbrauch bei der Detektion verringert und gleichzeitig eine besonders leistungs fähige und hochauflösende Objekterkennung ermöglicht werden.
Unter einer „Induktionskochfeldvorrichtung“, soll zumindest ein Teil, insbesondere eine Unterbaugruppe, eines Induktionskochfelds verstanden werden, wobei insbesondere zu sätzlich auch Zubehöreinheiten für das Induktionskochfeld umfasst sein können, wie bei spielsweise eine Sensoreinheit zur externen Messung einer Temperatur eines Garge schirrs und/oder eines Garguts. Insbesondere kann die Induktionskochfeldvorrichtung auch das gesamte Induktionskochfeld umfassen. Die Induktionskochfeldvorrichtung weist zumindest einen Induktor auf, welcher in wenigstens einem Betriebszustand Energie an zumindest ein Objekt, beispielsweise an ein Gargeschirr, bereitstellt. Der Induktor ist in dem Betriebszustand dazu vorgesehen, Energie in Form eines elektromagnetischen Wechselfelds, vorteilhaft zum Zweck einer induktiven Energieübertragung, an das Objekt bereitzustellen. Die Induktionskochfeldvorrichtung kann eine Mehrzahl von weiteren In duktoren aufweisen, welche in einem montierten Zustand verteilt, beispielsweise matrixar tig verteilt, angeordnet sein können.
Vorzugsweise ist die Detektionsspule der Induktionskochfeldvorrichtung zu einer indukti ven Objekterkennung von metallischen Objekten, insbesondere von Gargeschirr und/oder von weiteren metallischen Objekten, welche von Gargeschirr verschieden ausgebildet sein können, vorgesehen.
Vorzugsweise ist die Isolationsschichteinheit als eine plattenförmige Einheit ausgebildet. Die Isolationsschichteinheit weist zumindest ein für Temperaturen von zumindest 250°C hitzebeständiges und elektrisch isolierendes Material, beispielsweise Glimmer (Mica) und/oder einen Kunststoff aus der Gruppe der Polyimide und/oder ein anderes geeignetes hitzebeständiges und elektronisch isolierendes Material, auf. Vorzugsweise ist die Isolati onsschichteinheit vollständig aus zumindest einem hitzebeständigen und elektrisch isolie renden Material ausgebildet. Die Detektionsspule könnte punktuell mit der Isolations schichteinheit verbunden sein. Vorzugsweise ist die Detektionsspule intrinsisch mit der Isolationsschichteinheit verbunden, und zwar derart, dass zumindest eine größte Seiten fläche der Detektionsspule vollständig durch die Isolationsschutzschichteinheit abgedeckt ist.
Vorzugsweise weist die Induktionskochfeldvorrichtung eine Steuereinheit auf, welche da zu vorgesehen ist, die Detektionsspule anzusteuern und von der Detektionsspule induktiv detektierte Signale zu der Objekterkennung auszuwerten. Vorzugsweise ist die Steuer einheit, neben der Steuerung der Detektionsspule, auch zu einer Steuerung und Energie versorgung des Induktors und/oder der weiteren Induktoren der Induktionskochfeldvorrich tung vorgesehen. Vorzugsweise weist die Steuereinheit zu der Steuerung und Energie versorgung des Induktors und/oder der weiteren Induktoren zumindest eine Wechselrich tereinheit auf, welche insbesondere als ein Resonanzinverter und/oder als ein dualer Halbbrückeninverter ausgebildet sein kann. Die Wechselrichtereinheit umfasst bevorzugt zumindest zwei Schaltelemente, welche durch die Steuereinheit einzeln ansteuerbar sind. Unter einem „Schaltelement“ soll ein Element verstanden werden, das dazu vorgesehen ist, zwischen zwei Punkten, insbesondere Kontakten des Schaltelements, eine elektrisch leitende Verbindung herzustellen und/oder zu trennen. Vorzugsweise weist das Schalt element zumindest einen Steuerkontakt auf, über den es geschaltet werden kann. Vor zugsweise ist das Schaltelement als Halbleiterschaltelement, insbesondere als Transistor, beispielsweise als Metall-Oxid-Halbleiter-Feldeffekttransistor (MOSFET) oder Organischer Feldeffekttransistor (OFET), vorteilhaft als Bipolartransistor mit vorzugsweise isolierter Gate-Elektrode (IGBT), ausgebildet. Alternativ ist denkbar, dass das Schaltelement als mechanisches und/oder elektromechanisches Schaltelement, insbesondere als ein Re lais, ausgebildet ist.
Unter „vorgesehen“ soll speziell ausgelegt und/oder ausgestattet verstanden werden. Da runter, dass ein Objekt zu einer bestimmten Funktion vorgesehen ist, soll verstanden werden, dass das Objekt diese bestimmte Funktion in zumindest einem Anwendungs und/oder Betriebszustand erfüllt und/oder ausführt.
Ferner wird vorgeschlagen, dass die Detektionsspule in der Isolationsschichteinheit inte griert ist. Hierdurch kann vorteilhaft eine elektrische Isolierung der Detektionsspule mittels der Isolationsschichteinheit erreicht werden. Vorzugsweise ist die Detektionsspule derart in die Isolationsschichteinheit integriert, dass wenigstens ein Großteil einer gesamten Oberfläche der Detektionsspule durch die Isolationsschicht abgedeckt ist. Unter dem Ausdruck „zu wenigstens einem Großteil abgedeckt“ soll in diesem Zusammenhang ver standen werden, dass zumindest 55 %, vorteilhaft zumindest 65 %, besonders vorteilhaft zumindest 75 %, vorzugsweise zumindest 85 % und besonders bevorzugt zumindest 95 % einer gesamten Oberfläche eines Objekts durch zumindest ein weiteres Objekt be deckt ist.
Zudem wird vorgeschlagen, dass die Isolationsschichteinheit ein erstes Isolationsschich telement und ein zweites Isolationsschichtelement aufweist, zwischen welchen die Detek tionsspule angeordnet ist. Durch eine derartige Ausgestaltung kann vorteilhaft eine Mon tage weiter vereinfacht werden. Insbesondere kann die Detektionsspule vorteilhaft mit einfachen technischen Mitteln in der Isolationsschichteinheit integriert werden. Vorzugs weise ist das erste Isolationsschichtelement stoffschlüssig, beispielsweise mittels einer Klebverbindung, mit dem zweiten Isolationsschichtelement verbunden.
Des Weiteren wird vorgeschlagen, dass die Detektionsspule auf dem ersten Isolations schichtelement aufgedruckt ist. Durch eine derartige Ausgestaltung kann vorteilhaft eine Flexibilität bei der Herstellung erhöht werden. Insbesondere kann vorteilhaft die Geomet rie der Induktionsspule besonders einfach und flexibel an verschiedene Typen und/oder Geometrien von Induktoren angepasst werden. Vorzugsweise ist die Detektionsspule mit tels eines Druckverfahrens, welches unter dem englischen Fachbegriff „functional printing“ bekannt ist und insbesondere bei der Bestückung von Leiterplatten zum Einsatz kommt, auf dem ersten Isolationsschichtelement aufgedruckt. Vorzugsweise sind sämtliche Mate rialien, aus welchen die aufgedruckte Detektionsspule besteht, gegenüber Temperaturen von zumindest 250°C hitzebeständig.
Ferner wird vorgeschlagen, dass die Detektionsspule zwischen dem ersten Isolations schichtelement und dem zweiten Isolationsschichtelement eingeklebt ist. Hierdurch kann vorteilhaft eine Herstellung und/oder Montage vereinfacht werden. Zudem kann vorteilhaft eine besonders kostengünstige Induktionskochfeldvorrichtung bereitgestellt werden, wenn die Detektionsspule zwischen dem ersten Isolationsschichtelement und dem zweiten Iso lationsschichtelement eingeklebt ist. Vorzugsweise ist die Detektionsspule mittels eines für Temperaturen von zumindest 250°C beständigen Klebemittels, beispielsweise Silikon oder dergleichen, zwischen dem ersten Isolationsschichtelement und dem zweiten Isolati onsschichtelement eingeklebt.
Das erste Isolationsschichtelement und das zweite Isolationsschichtelement könnten zu mindest im Wesentlichen identische Flächenerstreckungen aufweisen. In einer vorteilhaf ten Ausgestaltung wird jedoch vorgeschlagen, dass das erste Isolationsschichtelement und das zweite Isolationsschichtelement wesentlich unterschiedliche Flächenerstreckun gen aufweisen. Durch eine derartige Ausgestaltung kann vorteilhaft eine Materialersparnis erreicht werden. Vorzugsweise weist das zweite Isolationsschichtelement eine gegenüber dem ersten Isolationsschutzelement geringere Flächenerstreckung auf. Insbesondere ist die Flächenerstreckung des zweiten Isolationsschichtelements zumindest 10 %, vorteilhaft zumindest 15 %, besonders vorteilhaft zumindest 20 %, vorzugsweise zumindest 25 % und besonders bevorzugt zumindest 30 % kleiner als die Flächenerstreckung des ersten Isolationsschichtelements. Hierdurch kann vorteilhaft eine Kostenersparnis bei der Her stellung der Isolationsschichteinheit erreicht werden. Unter einer „Flächenerstreckung“ eines Objekts soll dabei eine längste Erstreckung einer größten Seitenfläche des Objekts verstanden werden. Das zweite Isolationsschichtelement könnte eine gegenüber der Detektionsspule wesent lich größere Flächenerstreckung aufweisen. In einer vorteilhaften Ausgestaltung wird je doch vorgeschlagen, dass das zweite Isolationsschichtelement hinsichtlich seiner Flä chenerstreckung an die Detektionsspule angepasst ist. Durch eine derartige Ausgestal tung kann vorteilhaft eine Materialersparnis und damit eine Kostenersparnis erreicht wer den.
Ferner wird vorgeschlagen, dass die Induktionskochfeldvorrichtung eine weitere Detekti onsspule aufweist, welche mit der Isolationsschichteinheit, insbesondere intrinsisch, ver bunden ist. Durch eine derartige Ausgestaltung kann vorteilhaft eine Genauigkeit bei der Objekterkennung weiter verbessert werden. Insbesondere kann vorteilhaft eine Objekter kennung von Objekten mit unterschiedlich großen Durchmessern und/oder eine gleichzei tige Objekterkennung von mehreren Objekten ermöglicht werden. Die Detektionsspule und die weitere Detektionsspule können zueinander beabstandet angeordnet sein. Die Detektionsspule und die weitere Detektionsspule können zumindest im Wesentlichen identische Flächenerstreckungen aufweisen. Alternativ ist denkbar, dass die Detektions spule und die weitere Detektionsspule unterschiedliche Flächenerstreckungen aufweisen. Die Detektionsspule könnte beispielsweise in einem mittleren Bereich der Isolations schichteinheit, insbesondere um einen Mittelpunkt der Isolationsschichteinheit, angeord net sein und die weitere Detektionsspule könnte in einem Randbereich der Isolations schichteinheit, insbesondere konzentrisch um die Detektionsspule, angeordnet sein. Es sind viele weitere, dem Fachmann als sinnvoll erscheinende Anordnungen zwischen der Detektionsspule und der weiteren Detektionsspule denkbar.
Darüber hinaus wird vorgeschlagen, dass die weitere Detektionsspule in der Isolations schichteinheit integriert ist. Hierdurch kann vorteilhaft eine Montage vereinfacht werden. Zudem kann vorteilhaft eine elektrische Isolation der weiteren Detektionsspule mit einfa chen technischen Mitteln erreicht werden. Vorzugsweise ist die weitere Detektionsspule derart in die Isolationsschichteinheit integriert, dass wenigstens ein Großteil einer gesam ten Oberfläche der weiteren Detektionsspule durch die Isolationsschicht abgedeckt ist.
Zudem wird vorgeschlagen, dass die Induktionskochfeldvorrichtung ein Anschlusselement aufweist, mittels welchem die Detektionsspule und die weitere Detektionsspule mit einer Steuereinheit verbindbar sind. Die Induktionskochfeldvorrichtung könnte mehrere An schlusselemente zu einer Verbindung der Detektionsspule und der weiteren Detektions- spule mit der Steuereinheit aufweisen. Vorzugsweise weist die Induktionskochfeldvorrich tung genau ein Anschlusselement auf, mittels welchem die Detektionsspule und die weite re Detektionsspule gemeinsam mit der Steuereinheit verbindbar sind. Vorzugsweise ist das Anschlusselement zu einer bidirektionalen Übertragung von elektrischen Signalen zwischen der Detektionsspule und/oder der weiteren Detektionsspule mit der Steuerein heit vorgesehen. Hierdurch kann vorteilhaft eine Materialersparnis und somit eine Kosten ersparnis erreicht werden. Zudem kann vorteilhaft eine Montage weiter vereinfacht wer den.
Des Weiteren wird vorgeschlagen, dass die Induktionskochfeldvorrichtung eine In duktorenmatrix, insbesondere einen Induktorenvektor, aufweist, von welcher/m der Induk tor Teil ist. Durch eine derartige Ausgestaltung kann vorteilhaft eine hohe Flexibilität er möglicht werden. Unter einer „Induktorenmatrix“ soll eine zweidimensionale Anordnung einer Mehrzahl von zumindest zwei Induktoren bezogen auf eine Haupterstreckungsebe ne des Induktors verstanden werden. Die Induktorenmatrix wird von zumindest einem Induktorenvektor ausgebildet. Unter einem „Induktorenvektor“ soll eine auf die Haupter streckungsebene des Induktors bezogene zweidimensionale Anordnung des Induktors zu zumindest einem weiteren Induktor der Induktionskochfeldvorrichtung verstanden werden, wobei eine in der Haupterstreckungsebene liegende gedachte Gerade durch einen Flä chenmittelpunkt des Induktors und einen Flächenmittelpunkt des weiteren Induktors ver läuft. Der Induktorenvektor kann eine Vielzahl von weiteren Induktoren aufweisen. Vor zugsweise ist die Induktorenmatrix aus zumindest einem ersten Induktorenvektor und zumindest einem innerhalb der Haupterstreckungsebene zu dem ersten Induktorenvektor orthogonal ausgerichteten zweiten Induktorenvektor ausgebildet, wobei der Induktor und/oder der weitere Induktor dabei gleichzeitig Teil des ersten und des zweiten In duktorenvektors sein können. Unter einer „Haupterstreckungsebene“ einer Baueinheit soll eine Ebene verstanden werden, welche parallel zu einer größten Seitenfläche eines kleinsten gedachten Quaders ist, welcher die Baueinheit gerade noch vollständig um schließt, und insbesondere durch den Mittelpunkt des Quaders verläuft.
Die Erfindung betrifft ferner ein Induktionskochfeld mit einer Induktionskochfeldvorrichtung nach einer der vorhergehend beschriebenen Ausgestaltungen. Ein derartiges Induktions kochfeld zeichnet sich insbesondere durch die vorgenannten vorteilhaften Eigenschaften der Induktionskochfeldvorrichtung aus. Die Erfindung geht ferner aus von einem Verfahren zur Herstellung einer Induktionskoch feldvorrichtung mit zumindest einem Induktor und zumindest einer Detektionsspule zur Objekterkennung, insbesondere von auf einer Kochfeldplatte der Induktionskochfeldvor richtung aufgestellten und/oder abgelegten Objekten, beispielsweise Gargeschirren und/oder Kochutensilien.
Es wird vorgeschlagen, dass die Detektionsspule mit einer Isolationsschichteinheit, wel che zu einer elektrischen Isolierung des Induktors vorgesehen ist, insbesondere intrin sisch, verbunden wird. Durch ein derartiges Verfahren kann vorteilhaft die Herstellung der Induktionskochfeldvorrichtung verbessert werden. Indem die Detektionsspule mit der Iso lationsschichteinheit verbunden wird, kann vorteilhaft auf eine Verwendung von weiteren zusätzlichen Bauteilen als Trägerstruktur für die Detektionsspule verzichtet werden, wodurch vorteilhaft eine besonders einfache und/oder schnelle und/oder kostengünstige Herstellung der Induktionskochfeldvorrichtung ermöglicht ist. Zudem kann vorteilhaft ein besonders flexibles Verfahren zur Herstellung der Induktionskochfeldvorrichtung bereitge stellt werden, wenn die Detektionsspule in der Induktionsschichteinheit integriert wird, da eine Geometrie der Detektionsspule besonders einfach an eine Geometrie des Induktors angepasst werden kann.
Die Induktionskochfeldvorrichtung soll hierbei nicht auf die oben beschriebene Anwen dung und Ausführungsform beschränkt sein. Insbesondere kann die Induktionskochfeld vorrichtung zu einer Erfüllung einer hierin beschriebenen Funktionsweise eine von einer hierin genannten Anzahl von einzelnen Elementen, Bauteilen und Einheiten abweichende Anzahl aufweisen.
Weitere Vorteile ergeben sich aus der folgenden Zeichnungsbeschreibung. In der Zeich nung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. Die Zeichnung, die Beschrei bung und die Ansprüche enthalten zahlreiche Merkmale in Kombination. Der Fachmann wird die Merkmale zweckmäßigerweise auch einzeln betrachten und zu sinnvollen weite ren Kombinationen zusammenfassen.
Es zeigen:
Fig. 1 ein Induktionskochfeld mit einer Induktionskochfeldvorrichtung, Fig. 2 die Induktionskochfeldvorrichtung umfassend einen Induktor, eine De tektionsspule und eine Isolationsschichteinheit in einer schematischen Explosionsdarstellung,
Fig. 3 ein schematisches Diagramm zur Darstellung eines Verfahrens zur Her stellung der Induktionskochfeldvorrichtung,
Fig. 4 ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Induktionskochfeldvorrichtung in einer schematischen Explosionsdarstellung,
Fig. 5 ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Induktionskochfeldvorrichtung in einer schematischen Draufsicht,
Fig. 6 ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Induktionskochfeldvorrichtung in einer schematischen Draufsicht und
Fig. 7 ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Induktionskochfeldvorrichtung in einer schematischen Draufsicht.
Figur 1 zeigt ein Induktionskochfeld 40a. Das Induktionskochfeld 40a ist als ein Matrix- Induktionskochfeld ausgebildet. Das Induktionskochfeld 40a weist eine Induktionskoch feldvorrichtung 10a auf. Die Induktionskochfeldvorrichtung 10a umfasst zumindest einen Induktor 12a, welcher in der Figur 1 vereinfacht als rechteckiger Kasten dargestellt ist. Der Induktor 12a ist zu einer Beheizung von Gargeschirr (nicht dargestellt), welches auf einer Aufstellplatte 38a des Induktionskochfelds 40a aufstellbar ist, vorgesehen.
Das Induktionskochfeld 40a weist eine Vielzahl von weiteren Induktoren 58a auf. Das In duktionskochfeld 40a weist eine Steuereinheit 32a auf. Die Steuereinheit 32a ist zu einer Steuerung und Energieversorgung des Induktors 12a und der weiteren Induktoren 58a vorgesehen.
Die Induktionskochfeldvorrichtung 10a weist eine Induktorenmatrix 34a auf. Vorliegend ist die Induktorenmatrix 34a durch einen ersten Induktorenvektor 26a und einen zweiten In duktorenvektor 36a ausgebildet. Der Induktor 12a der Induktionskochfeldvorrichtung 10a ist Teil der Induktorenmatrix 34a.
Von mehrfach vorhandenen Objekten ist in den Figuren jeweils lediglich eines mit einem Bezugszeichen versehen.
Figur 2 zeigt die Induktionskochfeldvorrichtung 10a in einer schematischen Explosions darstellung. Die Induktionskochfeldvorrichtung 10a umfasst eine Detektionsspule 14a. Die Detektionsspule 14a ist zu einer Objekterkennung vorgesehen. Die Detektionsspule 14a ist beispielsweise zu einer Erkennung von auf der Aufstellplatte 38a des Induktionskoch felds 40a (vgl. Figur 1) aufgestelltem Gargeschirr (nicht dargestellt) oder fehlplatzierten metallischen Objekten (nicht dargestellt) vorgesehen.
Die Induktionskochfeldvorrichtung 10a weist eine Isolationsschichteinheit 16a auf. Die Isolationsschichteinheit 16a ist zu einer elektrischen Isolierung des Induktors 12a vorge sehen. Die Detektionsspule 14a ist mit der Isolationsschichteinheit 16a verbunden. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist die Detektionsspule 14a in der Isolationsschichtein heit 16a integriert. Die Detektionsspule 14a ist in der Isolationsschicht 16a derart inte griert, dass eine obere größte Seitenfläche 52a und eine untere größte Seitenfläche 54a der Detektionsspule 14a jeweils vollständig von der Isolationsschichteinheit 16a abge deckt sind.
Die Isolationsschichteinheit 16a weist ein erstes Isolationsschichtelement 18a auf. In ei nem montierten Zustand der Induktionskochfeldvorrichtung 10a ist das erste Isolations schichtelement 18a oberhalb des Induktors 12a angeordnet und zu einer elektrischen Isolation des Induktors 12a vorgesehen. Die Isolationsschichteinheit 16a weist ein zweites Isolationsschichtelement 20a auf. In dem montierten Zustand ist die Detektionsspule 14a zwischen dem ersten Isolationsschichtelement 18a und dem zweiten Isolationsschich telement 20a angeordnet. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist die Detektionsspu le 14a zwischen dem ersten Isolationsschichtelement 18a und dem zweiten Isolations schichtelement 20a eingeklebt. Das zweite Isolationsschichtelement 20a ist zu einer elektrischen Isolation der Detektionsspule 14a vorgesehen. Das erste Isolationsschich telement 18a und das zweite Isolationsschichtelement 20a der Isolationsschichteinheit 16a sind jeweils aus einem hitzebeständigen und elektrisch isolierenden Material ausge bildet. Vorliegend sind das erste Isolationsschichtelement 18a und das zweite Isolations schichtelement 20a jeweils aus Glimmerpapier (Mica) hergestellt und für Temperaturen von zumindest 250°C hitzebeständig.
Das erste Isolationsschichtelement 18a und das zweite Isolationsschichtelement 20a wei sen wesentlich unterschiedliche Flächenerstreckungen 22a, 24a auf. Das erste Isolations schichtelement 18a weist eine erste Flächenerstreckung 22a auf. Das zweite Isolations schichtelement 20a weist eine zweite Flächenerstreckung 24a auf. Die erste Flächener streckung 22a des ersten Isolationsschichtelements 18a ist wesentlich größer als die zweite Flächenerstreckung 24a des zweiten Isolationsschichtelements 20a. Das zweite Isolationsschichtelement 20a ist hinsichtlich seiner Flächenerstreckung 24a an die Detek tionsspule 14a angepasst. Die Flächenerstreckung 24a des zweiten Isolationsschichtele ments 20a ist minimal größer als eine Haupterstreckung 56a der Detektionsspule 14a.
Die Induktionskochfeldvorrichtung 10a weist einen Spulenträger 60a auf. Der Induktor 12a ist in dem Spulenträger 60a angeordnet und durch das erste Isolationsschichtelement 18a abgedeckt. Die Induktionskochfeldvorrichtung 10a weist ein Verbindungselement 48a auf. Das Verbindungselement 48a ist zu einer Befestigung des Induktors 12a an dem Spulen träger 60a vorgesehen. Mittels des Verbindungselements 48a ist der Induktor 12a elektrisch leitend mit der Steuereinheit 32a des Induktionskochfelds 40a (vgl. Figur 1) ver bindbar.
Die Induktionskochfeldvorrichtung 10a weist ein Anschlusselement 30a auf. Das An schlusselement 30a ist mit der Detektionsspule 14a verbunden. Mittels des Anschlus selements 30a ist die Detektionsspule 14a mit der Steuereinheit 32a des Induktionskoch felds 40a verbindbar.
Figur 3 zeigt ein schematisches Diagramm zur Darstellung eines Verfahrens zur Herstel lung der Induktionskochfeldvorrichtung 10a. In dem Verfahren wird die Detektionsspule mit einer Isolationsschichteinheit, welche zu elektrischen Isolierung des Induktors vorge sehen ist, verbunden. In einem Verfahrensschritt 42a des Verfahrens wird die Detektions spule 14a mit dem ersten Isolationsschichtelement 18a der Isolationsschichteinheit 16a verbunden, beispielsweise aufgeklebt oder aufgedruckt. In einem weiteren Verfahrens schritt 44a wird das zweite Isolationsschichtelement 20a der Isolationsschichteinheit 16a mit dem ersten Isolationsschichtelement 18a verklebt, sodass die Detektionsspule 14a zwischen dem ersten Isolationsschichtelement 18a und dem zweiten Isolationsschich telement 20a angeordnet und in der Isolationsschichteinheit 16a integriert wird.
In den Figuren 4 bis 7 sind vier weitere Ausführungsbeispiele der Erfindung gezeigt. Die nachfolgenden Beschreibungen beschränken sich im Wesentlichen auf die Unterschiede zwischen den Ausführungsbeispielen, wobei bezüglich gleich bleibender Bauteile, Merk male und Funktionen auf die Beschreibung des Ausführungsbeispiels der Figuren 1 bis 3 verwiesen werden kann. Zur Unterscheidung der Ausführungsbeispiele ist der Buchstabe a in den Bezugszeichen des Ausführungsbeispiels in den Figuren 1 bis 3 durch die Buch- staben b bis e in den Bezugszeichen der Ausführungsbeispiele der Figuren 4 bis 7 er setzt. Bezüglich gleich bezeichneter Bauteile, insbesondere in Bezug auf Bauteile mit gleichen Bezugszeichen, kann grundsätzlich auch auf die Zeichnungen und/oder die Be schreibung des Ausführungsbeispiels der Figuren 1 bis 3 verwiesen werden.
Figur 4 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Induktionskochfeldvorrichtung 10b in einer schematischen Explosionsdarstellung. Die Induktionskochfeldvorrichtung 10b weist einen Induktor 12b und einen weiteren Induktor 46b auf. Der Induktor 12b und der weitere Induktor 46b sind gemeinsam in einem Spulenträger 60b der Induktionskochfeldvorrich tung 10b angeordnet. Der Induktor 12b ist in einem mittleren Bereich 62b des Spulenträ gers 60b angeordnet. Der weitere Induktor 46b ist in einem Randbereich 64b des Spulen trägers 60b konzentrisch um den Induktor 12b angeordnet. Der Induktor 12b ist mittels eines Verbindungselements 48b an dem Spulenträger 60b befestigt und elektrisch leitend mit einer Steuereinheit (nicht dargestellt) verbindbar. Der weitere Induktor 46b ist mittels eines weiteren Verbindungselements 50b an dem Spulenträger 60b befestigt und elektrisch leitend mit der Steuereinheit verbindbar. Der Induktor 12b kann unabhängig von dem weiteren Induktor 46b betrieben werden. Der weitere Induktor 46b kann zu dem In duktor 12b dazu geschaltet werden, um ein Gargeschirr (nicht dargestellt) mit einem grö ßeren Durchmesser zu beheizen.
Die Induktionskochfeldvorrichtung 10b umfasst eine Detektionsspule 14b. Die Detektions spule 14b ist zu einer Objekterkennung vorgesehen und im Wesentlichen identisch zu der Detektionsspule 14a der Induktionskochfeldvorrichtung 10a des vorhergehenden Ausfüh rungsbeispiels ausgebildet. Die Induktionskochfeldvorrichtung 10b weist eine Isolations schichteinheit 16b auf, mit welcher die Detektionsspule 14b verbunden ist. Die Isolations schichteinheit 16b weist ein erstes Isolationsschichtelement 18b und ein zweites Isolati onsschichtelement 20b auf, zwischen welchen die Detektionsspule 14b eingeklebt ist. Das erste Isolationsschichtelement 18b ist zu einer elektrischen Isolation des Induktors 12b und des weiteren Induktors 46b vorgesehen und an eine Geometrie des Spulenträgers 60b angepasst. Das zweite Isolationsschichtelement 20b der Isolationsschichteinheit 16b ist im Wesentlichen identisch zu dem zweiten Isolationsschichtelement 20a der Indukti onskochfeldvorrichtung 10a des vorhergehenden Ausführungsbeispiels ausgebildet.
Ein Verfahren zur Herstellung der Induktionskochfeldvorrichtung 10b erfolgt im Wesentli chen analog zu dem vorhergehend beschriebenen Verfahren zur Herstellung der Indukti- onskochfeldvorrichtung 10a, weshalb diesbezüglich an dieser Stelle auf die Beschreibung der Figur 3 verwiesen sei.
Figur 5 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Induktionskochfeldvorrichtung 10c in einer schematischen Draufsicht. Die Induktionskochfeldvorrichtung 10c weist einen Induk tor 12c auf. Die Induktionskochfeldvorrichtung 10c umfasst eine Detektionsspule 14c. Die Detektionsspule 14c ist zu einer Objekterkennung vorgesehen. Die Induktionskochfeldvor richtung 10c weist eine Isolationsschichteinheit 16c auf. Die Isolationsschichteinheit 16c ist zu einer elektrischen Isolierung des Induktors 12c vorgesehen. Die Detektionsspule 14c ist mit der Isolationsschichteinheit 16c verbunden. In dem vorliegenden Ausführungs beispiel ist die Detektionsspule 14c in der Isolationsschichteinheit 16c integriert.
Die Induktionskochfeldvorrichtung 10c weist eine weitere Detektionsspule 28c auf, welche zu einer Objekterkennung vorgesehen ist. Die weitere Detektionsspule 28c ist mit der Iso lationsschichteinheit 16c verbunden. Vorliegend ist die weitere Detektionsspule 28c in der Isolationsschichteinheit 28c integriert.
Die Induktionsschichteinheit 16c weist ein erstes Isolationsschichtelement 18c und ein zweites Isolationsschichtelement 20c auf, zwischen welchen die Detektionsspule 14c und die weitere Detektionsspule 28c eingeklebt sind.
Die Induktionskochfeldvorrichtung 10c weist ein Anschlusselement 30c auf. Die Detekti onsspule 14c und die weitere Detektionsspule 28c sind mittels des Anschlusselements mit einer Steuereinheit (nicht dargestellt) verbindbar.
Ein Verfahren zur Herstellung der Induktionskochfeldvorrichtung 10c erfolgt im Wesentli chen analog zu dem vorhergehend beschriebenen Verfahren zur Herstellung der Indukti onskochfeldvorrichtung 10a, wobei in dem Verfahren zusätzlich die weitere Detektions spule 28c mit der Isolationsschichteinheit 16c verbunden wird. Die Verbindung der weite ren Detektionsspule 28c in der Isolationsschichteinheit 16c erfolgt analog zu der vorher gehend beschriebenen Verbindung der Detektionsspule 14a aus dem in der Figur 3 ge zeigten Ausführungsbeispiel.
Figur 6 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Induktionskochfeldvorrichtung 10d in einer schematischen Draufsicht. Die Induktionskochfeldvorrichtung 10d unterscheidet sich von der Induktionskochfeldvorrichtung 10c des vorhergehenden Ausführungsbeispiels im Wesentlichen hinsichtlich einer Ausgestaltung einer Detektionsspule 14d und einer weite ren Detektionsspule 28d. Die Induktionskochfeldvorrichtung 10d weist eine Isolations schichteinheit 16d auf. Die Isolationsschichteinheit 16d weist ein erstes Isolationsschich telement 18d und ein zweites Isolationsschichtelement 20d auf, zwischen welchen die Detektionsspule 14d und die weitere Detektionsspule 28d angeordnet sind. Die Detekti onsspule 14d ist auf dem ersten Isolationsschichtelement 18d aufgedruckt. Die weitere Detektionsspule 28d ist auf dem ersten Isolationsschichtelement 18d aufgedruckt. Die Induktionskochfeldvorrichtung 10d weist ein Anschlusselement 30d auf. Die Detektions spule 14d und die weitere Detektionsspule 28d sind mittels des Anschlusselements 30d mit einer Steuereinheit (nicht dargestellt) verbindbar.
Ein Verfahren zur Herstellung der Induktionskochfeldvorrichtung 10d erfolgt im Wesentli chen analog zu dem vorhergehend beschriebenen Verfahren zur Herstellung der Indukti onskochfeldvorrichtung 10a, wobei in dem Verfahren zusätzlich die Detektionsspule 14d und die weitere Detektionsspule 28d auf das erste Isolationsschichtelement 18d der Isola tionsschichteinheit 16d aufgedruckt werden und das zweite Isolationsschichtelement 20d mit dem ersten Isolationsschichtelement 18d verklebt wird.
Figur 7 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Induktionskochfeldvorrichtung 10e in einer schematischen Draufsicht. Die Induktionskochfeldvorrichtung 10e weist einen Induk tor 12e, eine Detektionsspule 14e und eine Isolationsschichteinheit 16e auf. Die Detekti onsspule 14e ist mit der Isolationsschichteinheit 16e verbunden. Die Isolationsschichtein heit 16e weist ein erstes Isolationsschichtelement 18e und ein zweites Isolationsschich telement 20e auf, zwischen welchen die Detektionsspule 14e angeordnet ist. Die Detekti onsspule 14e ist auf dem ersten Isolationsschichtelement 18e der Isolationsschichteinheit 16e aufgedruckt. Die Detektionsspule 14e ist umlaufend auf dem ersten Isolationsschich telement 18e aufgedruckt. In einem montierten Zustand weist die Detektionsspule 14e einen gleichmäßigen Abstand zu einer äußeren Kante 66e eines Spulenträgers 60e, in welchem der Induktor 12e angeordnet ist, auf.
Ein Verfahren zur Herstellung der Induktionskochfeldvorrichtung 10e erfolgt im Wesentli chen analog zu dem vorhergehend beschriebenen Verfahren zur Herstellung der Indukti onskochfeldvorrichtung 10a, weshalb diesbezüglich an dieser Stelle auf die Beschreibung der Figur 3 verwiesen sei. Bezugszeichen
10 Induktionskochfeldvorrichtung
12 Induktor
14 Detektionsspule
16 Isolationsschichteinheit
18 erstes Isolationsschichtelement 20 zweites Isolationsschichtelement 22 erste Flächenerstreckung
24 zweite Flächenerstreckung
26 erster Induktorenvektor
28 weitere Detektionsspule
30 Anschlusselement
32 Steuereinheit
34 Induktorenmatrix
36 Induktorenvektor
38 Aufstellplatte
40 Induktionskochfeld
42 Verfahrensschritt
44 weiterer Verfahrensschritt
46 weiterer Induktor
48 Verbindungselement
50 weiteres Verbindungselement
52 obere größte Seitenfläche
54 untere größte Seitenfläche
56 Haupterstreckung
58 weiterer Induktor
60 Spulenträger
62 mittlerer Bereich
64 Randbereich 66 äußere Kante

Claims

Ansprüche
1. Induktionskochfeldvorrichtung (10a-e) mit zumindest einem Induktor (12a-e) und mit zumindest einer Detektionsspule (14a-e) zur Objekterkennung, gekennzeichnet durch eine Isolationsschichteinheit (16a-e), welche zu einer elektri schen Isolierung des Induktors (12a-e) vorgesehen und mit welcher die Detekti onsspule (14a-e) verbunden ist.
2. Induktionskochfeldvorrichtung (10a-e) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Detektionsspule (14a-e) in der Isolationsschichteinheit (16a-e) in tegriert ist.
3. Induktionskochfeldvorrichtung (10a-e) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Isolationsschichteinheit (16a-e) ein erstes Isolations schichtelement (18a-e) und ein zweites Isolationsschichtelement (20a-e) auf weist, zwischen welchen die Detektionsspule (14a-e) angeordnet ist.
4. Induktionskochfeldvorrichtung (10d; 10e) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Detektionsspule (14d; 14e) auf dem ersten Isolationsschich telement (18d; 18e) aufgedruckt ist.
5. Induktionskochfeldvorrichtung (10a-e) nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Detektionsspule (14a-e) zwischen dem ersten Isolati onsschichtelement (18a-e) und dem zweiten Isolationsschichtelement (20a-e) eingeklebt ist.
6. Induktionskochfeldvorrichtung (10a; 10b) nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Isolationsschichtelement (18a; 18b) und das zweite Isolationsschichtelement (20a; 20b) wesentlich unterschiedliche Flächenerstreckungen (22a, 24a; 22b, 24b) aufweisen.
7. Induktionskochfeldvorrichtung (10a; 10b) nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Isolationsschichtelement (20a; 20b) hinsichtlich seiner Flächenerstreckungen (24a; 24b) an die Detektionsspule (14a; 14b) angepasst ist.
8. Induktionskochfeldvorrichtung (10c; 10d) nach einem der vorhergehenden An sprüche, gekennzeichnet durch eine weitere Detektionsspule (28c; 28d), wel che mit der Isolationsschichteinheit (16c; 16d) verbunden ist.
9. Induktionskochfeldvorrichtung (10c; 10d) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die weitere Detektionsspule (28c; 28d) in der Isolationsschicht einheit (16c; 16d) integriert ist.
10. Induktionskochfeldvorrichtung (10c; 10d) zumindest nach Anspruch 8 oder 9, gekennzeichnet durch ein Anschlusselement (30c; 30d), mittels welchem die Detektionsspule (14c; 14d) und die weitere Detektionsspule (28c; 28d) mit einer Steuereinheit verbindbar sind.
11. Induktionskochfeldvorrichtung (10a) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Induktorenmatrix (34a), insbesondere einen In duktorenvektor (36a), von welcher/m der Induktor (12a) Teil ist.
12. Induktionskochfeld (40a) mit zumindest einer Induktionskochfeldvorrichtung (10a- e) nach einem der vorhergehenden Ansprüche.
13. Verfahren zur Herstellung einer Induktionskochfeldvorrichtung (10a-e), insbeson dere nach einem der Ansprüche 1 bis 11, mit zumindest einem Induktor (12a-e) und zumindest einer Detektionsspule (14a-e) zur Objekterkennung, dadurch gekennzeichnet, dass die Detektionsspule (14a-e) mit einer Isolationsschichtein heit (16a-e), welche zu elektrischen Isolierung des Induktors (12a-e) vorgesehen ist, verbunden wird.
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