Verfahren zur Steuerung eines Kochfelds und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens

Abstract

 Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung eines Kochfelds mit einer Kochfeldplatte (1) mit zumindest einem Kochfeldbereich (2), unter dem zur Erwärmung eines auf dem Kochfeldbereich (2) stehenden Kochgefäßes (4) in Abhängigkeit einer eingestellten Kochstufe ein Heizelement (3) angeordnet ist, wobei das Heizelement (3) zwei Heizkreise (3.1, 3.2), nämlich einen inneren Heizkreis (3.1) zur Beheizung des Zentrums und einen äußeren Heizkreis (3.2) zur Beheizung des Randes des Kochfeldbereichs (2), aufweist und mit einem die Heiztemperatur auf einen Maximalwert begrenzenden Überwachungselement (6), das die unterhalb der Kochfeldplatte (1) entstehende Temperatur begrenzt, um die auf den Kochfeldbereich (2) abstrahlende Hitze auf einen vorher festgelegten Wert zu begrenzen, wobei nach einer erfolgten Abschaltung des Heizelements (3) mittels des Überwachungselements (6) und dessen nachfolgenden Wiedereinschaltens der äußere Heizkreis (3.2) mit der der eingestellten Kochstufe entsprechenden mittleren Leistung und der innere Heizkreis (3.1) mit einer reduzierten Leistung, die kleiner als die mittlere Leistung ist, weiter betrieben wird.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung eines Kochfelds und eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.

[0002] Die Erfindung betrifft ein Kochfeld mit wenigstens einem Kochfeldbereich, unter dem ein Heizelement zur Erwärmung eines auf dem Kochfeldbereich stehenden Kochgefäßes angeordnet ist, sowie ein die Heiztemperatur auf einen Maximalwert begrenzendes Überwachungselement, das die unterhalb der Kochfeldplatte entstehende Temperatur begrenzt, um die auf den Kochfeldbereich abstrahlende Hitze auf einen aus Sicherheitsgründen festgelegten Wert zu begrenzen.

[0003] Die Ankochleistung eines Kochfeldes mittels eines darunter liegenden Heizelementes ist durch zwei Variablen begrenzt. Dabei ist einmal die maximale Kochfeldplattentemperatur einzuhalten, damit beispielsweise die Lebensdauer einer als Glaskeramikplatte ausgebildeten Kochfeldplatte bei verschiedenen Lastfällen, wie zum Beispiel bei einem versetzten Topf, bei einem zu kleinen Topf oder bei einem leer gekochten Topf gewährleistet ist. Zudem darf eine Wand, die seitlich oder hinter dem Kochfeld angeordnet ist, nicht derart erhitzt werden, dass sie Feuer fängt, auch wenn sich kein Topf auf der Kochstelle befindet. Dies ist insbesondere bei Einbaukochfeldern wichtig, da hier zwangsläufig Kochfeld und Wände von Einbaumöbeln zueinander eng benachbart angeordnet sind. Beides wird durch ein Überwachungselement gewährleistet, das mit dem Heizelement zusammenwirkt und es bei einer Temperatur von beispielsweise 750°C abschaltet.

[0004] Aus dem Stand der Technik sind temperaturabhängige Widerstände in Verbindung mit einer Elektronik bekannt, die die Einhaltung der maximalen zulässigen Temperatur gewährleisten. So ist beispielsweise aus der DE 40 22 844 C1 ein Verfahren zum Erkennen und Anzeigen eines anomalen thermischen Belastungszustandes einer Kochfeldplatte aus Glaskeramik bekannt, bei der, unabhängig voneinander im Bereich eines Kochfeldbereichs, Temperatursensoren angeordnet sind, die für einen bestimmten anomalen thermischen Belastungszustand charakteristische Temperaturverteilungen in der Kochfeldplatte bestimmen und mittels Betriebszustandsanzeigen diesen optisch und/oder akustisch anzeigen. Dieses Verfahren ist dazu bestimmt, bei einer Kochfeldplatte aus Glaskeramik oder einem vergleichbaren Material den Belastungszustand zu erkennen und anzuzeigen. Hierbei soll gewährleistet werden, dass je nach Verwendung einer Kochfeldplatte bestimmte Ursachen für anomale thermische Belastungszustände, wie zum Beispiel typische Fehlstellungen von Töpfen, wie es immer wieder vorkommen kann, zu vermeiden.

[0005] Diese Topffehlstellungen, aber auch eine schlechte Topfqualität können zu Überhitzungen der Kochfeldplatte in dem Kochfeldbereich führen. Um insbesondere Topffehlstellungen auszuschließen, sieht daher das nach dem Stand der Technik bekannte Verfahren vor, im Kochfeldbereich mehrere voneinander unabhängige Temperatursensoren anzuordnen, die für einen bestimmten anomalen thermischen Belastungszustand eine charakteristische Temperaturverteilung in der Kochfeldplatte erkennen, um auf diese Weise dem Benutzer durch optische oder akustische Warneinrichtungen anzuzeigen, dass eine Fehlstellung des Kochgeschirrs vorliegt.

[0006] Die Erfindung geht jedoch aus von einem unter dem Kochfeldbereich der Kochfeldplatte des Kochfelds angeordneten Heizelement, über dem ein als ein Stabausdehnungselement ausgebildetes Überwachungselement angeordnet ist. Durch seinen fest eingestellten Temperaturwert ist das Stabausdehnungselement so justiert, dass es beide maximalen Temperaturwerte, für die Glaskeramik und die Wand, unter den verschiedenen Lastfällen berücksichtigt. Beispielsweise wären ein für den Kochfeldbereich zu kleines Kochgefäß, ein nicht mittig auf dem Kochfeldbereich platziertes Kochgefäß oder ein leeres Kochgefäß weitere mögliche Lastfälle neben dem Normalfall.

[0007] Beispielsweise offenbart die DE 37 03 768 C2 ein Kochfeld mit einer als Glaskeramikplatte ausgebildeten Kochfeldplatte, mit wenigstens einem in radialer Richtung durch die Innenwand einer Isolierung begrenzten Kochfeldbereich unter dem zur Erwärmung eines auf dem Kochfeldbereich stehenden Kochgefäßes ein Heizelement angeordnet ist. Die Heiztemperatur wird mittels eines Überwachungselements auf einen Maximalwert begrenzt, so dass die unterhalb der Glaskeramikplatte entstehende Temperatur begrenzt ist, um die auf der Glaskeramikoberfläche abstrahlende Hitze auf einen vorher festgelegten Wert zu begrenzen. Das Überwachungselement ist hier als Stabprotektor ausgebildet, wobei sich der Stabprotektor quer über den gesamten Kochfeldbereich erstreckt. Um nun, wie in dem vorletzten Absatz erläutert, alle möglichen Lastfälle abzusichern, kann der Fall eintreten, dass das Heizelement für das tatsächlich verwendete und richtig auf dem Kochfeldbereich platzierte Kochgefäß zu früh abschaltet.

[0008] Die DE 103 05 789 A1 beschreibt ein Verfahren zur Steuerung der Leistungszufuhr einer Heizeinrichtung für ein Glaskeramikkochfeld. Um die Glaskeramik vor Übertemperatur durch abstrahlende Hitze zu schützen, wird die Temperatur der Heizeinrichtung mittels eines Überwachungselementes auf einen Maximalwert begrenzt. Gemäß den Angaben ist vorzugsweise ein Stabausdehnungselement als Überwachungseinrichtung vorgesehen, welcher sich über der Heizeinrichtung erstreckt. Wird von dem Überwachungselement eine zu hohe Temperatur unterhalb der Glaskeramikscheibe festgestellt, so wird die Heizleistung des Strahlungsheizkörpers reduziert. Das Reduzieren der Heizleistung führt zu einer unerwünschten Verlängerung der Ankochzeit.

[0009] Die DE 41 30 337 C2 beschreibt ein Verfahren zum Betreiben einer Heizeinrichtung mit zwei separaten Flächenbereichen, die über separate Heizungen beheizt werden denen jeweils direkt Temperaturfühler zugeordnet sind. Die Temperaturen der Flächenbereiche werden erfasst, wobei das Temperaturverhältnis der Flächenbereiche für eine Leistungsregelung der Flächenbereiche ausgewertet wird. Bei einer Überhitzung des inneren Heizkreises und einer daraus resultierenden Leistungsreduzierung wird der Anteil der reduzierten Leistung in den äußeren Flächenbereich eingeleitet, damit die Gesamt-Leistungsaufnahme der Kochzone im wesentliche gleich bleibt. Durch Konstanthalten der Leistung sollen Ankochzeiten stark verkürzt werden. Um dieses Ziel zu erreichen sind bei dieser Ausführung separate Temperatursensoren und eine aufwändige Regelungseinrichtung erforderlich.

[0010] Der Erfindung stellt sich somit das Problem ein Verfahren zur Steuerung eines Kochfelds anzugeben, bei dem die Aufheizzeit des zu garenden Lebensmittels oder der zu erwärmenden Flüssigkeit verkürzt ist.

[0011] Erfindungsgemäß wird dieses Problem durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den nachfolgenden Unteransprüchen.

[0012] Die mit der Erfindung erreichbaren Vorteile bestehen insbesondere in der Verkürzung der Aufheizzeit des zu garenden Lebensmittels oder der zu erwärmenden Flüssigkeit. Das erfindungsgemäße Verfahren findet Anwendung auf ein Kochfeld mit zumindest einem Kochfeldbereich unter dem ein Heizelement angeordnet ist, wobei das Heizelement zwei Heizkreise, nämlich einen inneren Heizkreis zur Beheizung des Zentrums und einen äußeren Heizkreis zur Beheizung des Randes des Kochfeldbereichs, aufweist. Durch ein Stabausdehnungselement wird die Heiztemperatur auf an sich bekannte Weise auf einen Maximalwert begrenzt, so dass die auf den Kochfeldbereich abstrahlende Hitze auf einen vorher festgelegten Wert begrenzt ist. Die beiden Heizkreise werden, wie üblich, bei Überschreiten des Maximalwerts durch das Stabausdehnungselement gleichzeitig abgeschaltet. Nachdem die Temperatur unterhalb der Kochfeldplatte wieder unter den zulässigen Maximalwert gesunken ist, wird das Heizelement auf bekannte Weise wieder eingeschaltet. Im Unterschied zu dem bekannten Verfahren wird bei dem erfindungsgemäßen Verfahren der äußere Heizkreis mit der der eingestellten Kochstufe entsprechenden mittleren Leistung und der innere Heizkreis mit einer reduzierten Leistung, die kleiner als die mittlere Leistung ist, weiter betrieben.

[0013] Dies hat zur Folge, dass an dem Rand des Kochfeldbereichs, dem der äußere Heizkreis zugeordnet ist, die volle mittlere Leistung der gewählten Kochstufe durch das Heizelement erzeugt und an das Kochgeschirr weitergeleitet werden kann. Dies ist deshalb der Fall, da das Kochgeschirr, beispielsweise der Topf, an dem Rand des Kochfeldbereichs üblicherweise sehr gut auf der Kochfeldplatte aufliegt, so dass hier ein sehr guter Wärmeübergang gewährleistet ist. Gleichzeitig wird durch die Reduzierung der Leistung des inneren Heizkreises auf einen Wert unterhalb der der eingestellten Kochstufe entsprechenden mittleren Leistung erreicht, dass die Temperatur unterhalb der Kochfeldplatte zumindest für einen, verglichen mit dem Fall, dass auch der innere Heizkreis mit der vollen mittleren Leistung weiter betrieben würde, längeren Zeitraum unter dem zulässigen Maximalwert bleibt. Üblicherweise ist nämlich der Wärmeübergang von der Kochfeldplatte zu dem Kochgeschirr aufgrund von dessen Durchbiegung in dem Zentrum des Kochfeldbereichs schlechter als am Rand, so dass im Zentrum eher der zulässige Maximalwert für die Temperatur unterhalb der Kochfeldplatte überschritten wird.

[0014] Im Ergebnis bleiben die beiden Heizkreise des Heizelements bei dem erfindungsgemäßen Verfahren für eine längere Zeitdauer als üblich eingeschaltet, so dass die erforderliche Aufheizzeit reduziert ist.

[0015] Eine Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens sieht vor, dass die mittlere Leistung des inneren Heizkreises um einen vorher festgelegten Wert reduziert wird. Hierdurch ist die erfindungsgemäße Lehre auf besonders einfache Weise realisiert.

[0016] Eine besonders vorteilhafte Weiterbildung sieht vor, dass die mittlere Leistung in Abhängigkeit der Anzahl der bereits vorgenommenen Abschaltungen reduziert wird. Auf diese Weise ist die Anpassung der reduzierten Leistung für den inneren Heizkreis auf die konkrete Koch- oder Garsituation weiter verbessert.

[0017] Grundsätzlich ist die vorgenannte Anpassung nach Art und Umfang in weiten geeigneten Grenzen wählbar. Zweckmäßigerweise erfolgt die Reduzierung in Schritten von etwa 10% der mittleren Leistung.

[0018] Der Erfindung stellt sich das weitere Problem, ein Kochfeld zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens anzugeben.

[0019] Erfindungsgemäß wird dieses Problem durch ein Kochfeld mit den Merkmalen des Patentanspruchs 5 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den nachfolgenden Unteransprüchen.

[0020] Grundsätzlich ist das Stabausdehnungselement nach Art, Anordnung und Schaltwert in weiten geeigneten Grenzen wählbar. Stabausdehnungselemente sind robuste und kostengünstige Standardbauteile.

[0021] In zweckmäßiger Weise weist die Kochfeldsteuerung zur voneinander getrennten Einschaltung der zwei Heizkreise jeweils ein separates Relais auf. Grundsätzlich sind jedoch auch andere dem Fachmann bekannte Ausbildungen der Kochfeldsteuerung denkbar.

[0022] Die Realisierung der Leistungsreduzierung bei dem inneren Heizkreis ist in weiten geeigneten Grenzen frei wählbar. Eine robuste und kostengünstige Ausbildung ist ein getaktetes Ein- und Ausschalten des inneren Heizkreises.

[0023] Dem Fachmann sind viele Möglichkeiten bekannt eine Kochfeldsteuerung derart auszubilden, um automatisch zu erkennen, dass das Abschalten des Heizelements mittels des Stabausdehnungselement erfolgt ist und in Abhängigkeit davon die Leistungsreduzierung bei dem inneren Heizkreis durchzuführen. Eine besonders einfache Ausführungsform sieht vor, dass das Abschalten des Heizelements mittels des Stabausdehnungselement von der Kochfeldsteuerung durch eine automatische Strommessung detektierbar ist.

[0024] Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen rein schematisch dargestellt und wird nachfolgend näher beschrieben. Es zeigt

Figur 1

eine Draufsicht auf den Kochfeldbereich eines erfindungsgemäßen Kochfelds, ohne Kochfeldplatte,

Figur 2

eine teilweise geschnittene Seitenansicht des Kochfelds aus Fig. 1,

Figur 3

ein Blockschaltbild der Kochfeldsteuerung in teilweiser Ansicht,

Figur 4

ein Diagramm eines beispielhaften zeitlichen Verlaufs der Wassertemperatur in einem Topf und der aufgenommenen elektrischen Leistung des Heizelements bei dem Stand der Technik,

Figur 5

ein Diagramm eines beispielhaften zeitlichen Verlaufs der Wassertemperatur in einem Topf und der aufgenommenen elektrischen Leistung des Heizelements bei dem erfindungsgemäßen Verfahren und

Figur 6

ein weiteres Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Kochfelds ohne Kochfeldplatte in einer Draufsicht.

[0025] Die Figuren 1 und 2 zeigen in der Zusammenschau ein erfindungsgemäßes Kochfeld mit einer als Glaskeramikplatte ausgebildeten Kochfeldplatte 1 mit wenigstens einem Kochfeldbereich 2, wobei unter dem Kochfeldbereich 2 ein Heizelement 3 angeordnet ist. Obwohl sich die nachfolgenden Erläuterungen anhand der Fig. lediglich auf einen einzigen Kochfeldbereich 2 beziehen, gelten die Ausführungen in analoger Weise für Kochfelder mit mehr als einem, insbesondere mit 4 oder 5, Kochfeldbereichen.

[0026] Die Darstellung gemäß der Figur 1 zeigt ein Heizelement 3 in einer Zweikreisausführung. Das Heizelement 3 weist einen inneren Heizkreis 3.1 und einen äußeren Heizkreis 3.2 auf. Beide Heizkreise 3.1 und 3.2 sind als elektrische Heizwendeln ausgebildet. Grundsätzlich sind jedoch auch andere dem Fachmann bekannte und geeignete Arten von Heizquellen, wie beispielsweise Heizlampen oder Gasbrenner, denkbar. Gleiches gilt für deren Geometrie, die nicht auf die Kreisform beschränkt ist, sondern in weiten geeigneten Grenzen wählbar ist. Ferner ist es denkbar, dass mehrere äußere Heizkreise verwendet werden. Siehe hierzu Fig. 6, die nachfolgend noch näher erläutert wird.

[0027] Der Kochfeldbereich 2 ist in radialer Richtung durch die Innenwand einer thermischen Isolierung 10 begrenzt. Die thermische Isolierung zwischen den beiden Heizkreisen 3.1 und 3.2 ist nicht zwingend erforderlich. Es sind auch Ausführungsformen denkbar, bei denen keine thermische Isolierung zwischen einzelnen Heizkreisen 3.1, 3.2 existiert. Das Heizelement 3 ist dazu bestimmt, ein über dem Kochfeldbereich 2 auf der Glaskeramikplatte 1 stehendes Kochgefäß 4 in Abhängigkeit einer vorher über ein Bedienelement 5 eingestellten Kochstufe zu erwärmen. Das Kochfeld umfasst weiter ein die Heiztemperatur auf einen Maximalwert begrenzendes Überwachungselement 6, welches als ein über dem Heizelement 3 und unterhalb der Kochfeldplatte 1 angeordnetes Stabausdehnungselement 6 ausgebildet ist. Durch die vorgenannte Begrenzung der Heiztemperatur, also der Temperatur unterhalb der Kochfeldplatte 1, ist eine Begrenzung der auf den Kochfeldbereich 2 abgestrahlten Hitze erreicht, was aus Sicherheitsgründen erforderlich ist. Das Heizelement 3, das Bedienelement 5 sowie das Stabausdehnungselement 6 stehen mit einer Kochfeldsteuerung 7 auf dem Fachmann bekannte Weise in Signalübertragungsverbindung, was durch gestrichelte Pfeile 8 angedeutet ist.

[0028] Das Stabausdehnungselement 6 ist hier derart eingestellt, dass die unterhalb der Kochfeldplatte 1 entstehende Temperatur auf einen Maximalwert von 750°C begrenzt ist, damit die auf die als Glaskeramikplatte ausgebildete Kochfeldplatte 1 abstrahlende Hitze eine Temperatur von etwa 580°C nicht überschreitet. Dies ist auch insbesondere wichtig, damit angrenzende nicht dargestellte Stellwandflächen, die unter einer gewissen Distanz zu dem Kochfeldbereich 2 angeordnet sind, beispielsweise bei nicht aufgestelltem Kochgefäß 4 nicht in Mitleidenschaft gezogen werden.

[0029] Fig. 3 zeigt ein Blockschaltbild der Kochfeldsteuerung 7 in teilweiser Ansicht. Daraus ist zu erkennen, dass die zwei Heizkreise 3.1 und 3.2 des Heizelements 3 durch das Schließen eines relaisbetätigten Hauptschalters 9 und zweier separater relaisbetätigter Schalter 10 und 11 eingeschaltet werden. Grundsätzlich sind jedoch auch andere dem Fachmann bekannte und geeignete elektrische oder elektronische Schalter möglich. Das Stabausdehnungselement 6 würde, bei Überschreitung des vorher eingestellten Maximalwerts für die Temperatur unterhalb der Kochfeldplatte 1, nämlich 750°C, den Stromkreis öffnen und damit beide Heizkreise 3.1 und 3.2 gleichzeitig stromlos schalten. Während des eingeschalteten Zustands des Kochfelds, also wenn der Hauptsschalter 9 geschlossen ist und mittels des Bedienelements 5 durch den Benutzer eine Kochstufe für den Kochfeldbereich 2 ausgewählt worden ist, werden die Heizkreise 3.1 und 3.2 auf an sich bekannte Weise in Abhängigkeit der gewählten Kochstufe und mittels der Relais 10 und 11 getaktet ein- und ausgeschaltet. Bei Auswahl einer höheren Kochstufe bleiben die Heizkreise 3.1 und 3.2 länger eingeschaltet, während bei einer niedrigeren Kochstufe die Einschaltzeitdauer für die beiden Heizkreise 3.1 und 3.2 kürzer ist. In dem Stromkreis ist ferner ein Strommesser 12 angeordnet. In Abhängigkeit davon, ob durch den Strommesser 12 ein Stromfluss detektiert wird oder nicht, wird ein nicht näher dargestellter Zähler in der Kochfeldsteuerung 7 betätigt. Auf diese Weise erkennt die Kochfeldsteuerung 7 automatisch, ob und wie oft das Stabausdehnungselement 6 die Heizkreise 3.1 und 3.2 abschaltet.

[0030] Nachfolgend wird das erfindungsgemäße Verfahren anhand der Fig. 1 bis 5 näher erläutert, wobei die Fig. 4 einen beispielhaften Verlauf bei dem aus dem Stand der Technik bekannten Verfahren zeigt.

[0031] Auf dem Kochfeld befindet sich ein Topf 4 mit kaltem Wasser, das zum Kochen gebracht werden soll. Das Kochfeld wird über den Hauptschalter 9 eingeschaltet und für den Kochbereich 2 wird mittels des Bedienelements 5 eine Kochstufe eingestellt. Um das Wasser möglichst schnell zum Kochen zu bringen, wird hier die höchste Kochstufe eingestellt. Die Einstellung bewirkt, dass beide Heizkreise 3.1 und 3.2 des Heizelements 3 mit der jeweiligen Nennleistung, nämlich von hier 1,3 kW für den inneren Heizkreis 3.1 und 1,7 kW für den äußeren Heizkreis 3.2, als mittlere Leistung, also 3,0 kW insgesamt, betrieben werden. Siehe Kurve a in Fig. 4 und 5, die jeweils die gesamte Heizleistung des Heizelements 3 darstellt. Wie aus Fig. 4 hervorgeht, kommt es bei dem bekannten Verfahren während des Aufheizens des Wassers, siehe Kurve b, beginnend bei etwa 138 s, zu immer wiederkehrendem, häufigem Abschalten der beiden Heizkreise 3.1 und 3.2 durch das Stabausdehnungselement 6. Erkennbar ist dies in Fig. 4 durch den Rückgang der gesamten Heizleistung von 3,0 kW auf 0 kW.

[0032] In Fig. 5 ist unter ansonsten gleichen Bedingungen wie zur Fig. 4 der zeitliche Verlauf der gesamten Heizleistung des Heizelements 3, also von Heizkreis 3.1 und 3.2, Kurve a, und der Wassertemperatur, Kurve b, für das erfindungsgemäße Verfahren beispielhaft dargestellt. Am Anfang heizen beide Heizkreise 3.1 und 3.2 mit der Nennleistung, also insgesamt 3,0 kW. Die erste Abschaltung durch das Stabausdehnungselement 6 erfolgt wieder bei etwa 138 s. Sobald der Maximalwert für die Temperatur unterhalb der Kochfeldplatte 1, hier 750°C, wieder unterschritten worden ist, werden die Heizkreise 3.1 und 3.2 durch das Stabausdehnungselement 6 wieder automatisch eingeschaltet und der äußere Heizkreis 3.2 wird, wie vorher, mit der Nennleistung von 1,7 kW betrieben. Im Unterschied zu vorher wird jedoch der innere Heizkreis 3.1 nicht mit der Nennleistung von 1,3 kW, sondern mit einer um 10% reduzierten mittleren Leistung von jetzt 1,17 kW betrieben. Dies führt dazu, dass das nächste Abschalten der Heizkreise 3.1 und 3.2 durch das Stabausdehnungselement 6 erst bei etwa 148 s erfolgt. Der Rückgang der gesamten Heizleistung bei etwa 140 s auf 1,7 kW ist durch das getaktete Ein- und Ausschalten des inneren Heizkreises 3.1 zurückzuführen, um die oben erläuterte Leistungsreduktion um 10% auf 1,17 kW zu realisieren. Würde nach dem ersten Abschalten der beiden Heizkreise 3.1 und 3.2 durch das Stabausdehnungselement 6 keine Leistungsreduktion bei dem inneren Heizkreis 3.1 vorgenommen, würde die gesamte mittlere Leistung des Heizelements 3 weiterhin der Nennleistung, nämlich 3,0 kW, entsprechen.

[0033] Aufgrund des zweiten Abschaltens der Heizkreise 3.1 und 3.2 durch das Stabausdehnungselement 6 bei etwa 150 s wird die mittlere Leistung des inneren Heizkreises 3.1 bei dem nachfolgenden Wiedereinschalten der Heizkreise 3.1 und 3.2 nochmals um 10% auf dann 1,04 kW reduziert. Das dritte Abschalten durch das Stabausdehnungselement 6 erfolgt daraufhin erst wieder bei etwa 170 s. Im Folgenden wird die mittlere Leistung des inneren Heizkreises 3.1 erneut um 10% auf 0,91 kW reduziert. Weitere Abschaltungen durch das Stabausdehnungselement 6 erfolgen nur noch bei etwa 213 s und bei etwa 388 s, woraufhin jeweils die mittlere Leistung des inneren Heizkreises 3.1 um 10% auf 0,78 kW und schließlich auf 0,65 kW abgesenkt wird. Die mittlere Leistung des äußeren Heizkreises 3.2 bleibt währenddessen unverändert bei der Nennleistung, nämlich 1,7 kW. Es kommt hier also insgesamt zu einem fünfmaligen Ausschalten der Heizkreise 3.1 und 3.2 durch das Stabausdehnungselement 6.

[0034] Wie aus dem Vergleich der Fig. 4 und 5 deutlich hervorgeht, führt das erfindungsgemäße Verfahren gegenüber dem bekannten Verfahren zu einer deutlichen Reduzierung der Ankochzeit. In dem vorliegenden Beispiel wird die Ankochzeit von etwa 750 s auf etwa 600 s, also um 20% reduziert. Das erfindungsgemäße Verfahren nutzt dabei die Tatsache aus, dass die Wärme von der Kochfeldplatte 1 am Rand des Kochfeldbereichs 2 deutlich besser auf das Kochgeschirr 4 übertragen wird als im Zentrum des Kochfeldbereichs 2. Dies liegt daran, dass übliche Kochgeschirre 4 am Rand des Kochfeldbereichs 2 in innigem Kontakt mit der Kochfeldplatte 1 sind, während in dem Zentrum des Kochfeldbereichs 2 das Kochgeschirr 4 nicht direkt auf der Kochfeldplatte 1 aufliegt, sondern durch einen Luftspalt 13 von der Kochfeldplatte 1 beabstandet ist. Durch das erfindungsgemäße Verfahren wird, wie aus der Zusammenschau von Fig. 4 und 5 deutlich hervorgeht, die Anzahl der durch das Stabausdehnungselement 6 ausgelösten Abschaltungen der Heizkreise 3.1 und 3.2 stark reduziert, so dass die auf das Kochgeschirr 4 übertragene Heizleistung höher ist als bei dem bekannten Verfahren.

[0035] In Fig. 6 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel dargestellt, das sich lediglich in der Geometrie und Anordnung der Heizkreise von dem ersten Ausführungsbeispiel unterscheidet. Aus Gründen der Übersichtlichkeit wurde hier deshalb auf die Darstellung der weiteren Bauteile des Kochfelds verzichtet. Bei diesem Ausführungsbeispiel sind zwei äußere Heizkreise 3.2.1 und 3.2.2 vorgesehen, so dass sich ein eher rechteckiger Kochfeldbereich 2 ergibt. Die Heizkreise 3.1, 3.2.1 und 3.2.2 sind hier lediglich teilweise dargestellt und ansonsten in deren weiteren Verlauf durch gestrichelte Mittellinien angedeutet. Die Heizkreise 3.1, 3.2.1 und 3.2.2 sind analog zu dem ersten Ausführungsbeispiel elektrisch parallel geschaltet, so dass diese unabhängig voneinander angesteuert werden können. Wie aus Fig. 6 deutlich hervorgeht, wird der innere Heizkreis 3.1 dieses Ausführungsbeispiels nicht umlaufend von den zwei äußeren Heizkreisen 3.2.1 und 3.2.2 umschlossen. Abweichend hiervon wäre es jedoch auch denkbar, dass anstelle der beiden Heizkreise 3.2.1 und 3.2.2 auch ein einziger äußerer Heizkreis verwendet wird. In diesem Fall wären die beiden in der Bildebene links und recht vom inneren Heizkreis 3.1 angeordneten Abschnitte des äußeren Heizkreises elektrisch in Reihe geschaltet.

[0036] Als Alternative zu dem oben erläuterten Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens ist es denkbar, dass die mittlere Leistung des inneren Heizkreises 3.1 nach einer vorherigen Leistungsreduzierung und einer nachfolgenden Zeitdauer, während der das Heizelement 3 nicht durch das Stabausdehnungselement 6 ausgeschaltet wird, wieder um einen vorher festgelegten Wert erhöht wird. Sobald das Stabausdehnungselement 6 das Heizelement 3 erneut abschaltet, wird die mittlere Leistung des inneren Heizkreises 3.1 in der bereits erläuterten Weise wieder reduziert. Der vorgenannte Ablauf wiederholt sich entsprechend. Dies hat den Vorteil, dass die Aufheizdauer weiter verkürzt wird.

[0037] Eine weitere Möglichkeit die Aufheizdauer zu verkürzen besteht darin, dass der prozentuale Wert der Leistungsreduzierung nicht konstant bei beispielsweise 10% gehalten wird. Es ist von Vorteil, wenn der prozentuale Wert der Leistungsreduzierung am Anfang der Aufheizphase größer ist und bei jedem nachfolgenden Abschalten des Heizelements 3 durch das Stabausdehnungselement 6 abnimmt.

[0038] Die beiden genannten Alternativen können auch in vorteilhafter Weise miteinander kombiniert werden. Beispielsweise könnte die erste Abschaltung des Heizelements 3 durch das Stabausdehnungselement 6 eine Leistungsreduktion des inneren Heizkreises 3.1 um 50 % vorsehen. Sofern in einer vorher festgelegten Zeitdauer nach dem Wiedereinschalten des Heizelements 3 keine weitere Abschaltung durch das Stabausdehnungselement 6 erfolgt, wird die mittlere Leistung des inneren Heizkreises 3.1 wieder beispielsweise um 25 % erhöht. Nach der nächsten Abschaltung durch das Stabausdehnungselement 6 erfolgt dann beispielsweise nur noch eine Leistungsreduzierung um 12,5 % und so weiter.

[0039] Das erfindungsgemäße Verfahren sowie das erfindungsgemäße Kochfeld zu dessen Durchführung sind nicht auf die oben erläuterten Ausführungsbeispiele begrenzt. Beispielsweise ist deren Anwendbarkeit auch bei Bratvorgängen möglich. Die Zahl der äußeren Heizkreise ist nach oben nicht begrenzt, sondern es können auch mehr als zwei äußere Heizkreise verwendet werden. Ferner sind die Heizkreise in deren Geometrie in weiten geeigneten Grenzen wählbar. Auch ist es nicht erforderlich, dass es sich bei den äußeren Heizkreisen um jeweils geschlossene Geometrien handelt. Allgemein ist jede denkbare Geometrie, geschlossen oder offen, für sowohl den inneren wie auch den oder die äußeren Heizkreise möglich.

Ansprüche

1. Verfahren zur Steuerung eines Kochfelds mit einer Kochfeldplatte (1) mit zumindest einem Kochfeldbereich (2), unter dem zur Erwärmung eines auf dem Kochfeldbereich (2) stehenden Kochgefäßes (4) in Abhängigkeit einer eingestellten Kochstufe ein Heizelement (3) angeordnet ist, wobei das Heizelement (3) zwei Heizkreise (3.1, 3.2), nämlich einen inneren Heizkreis (3.1) zur Beheizung des Zentrums und einen äußeren Heizkreis (3.2) zur Beheizung des Randes des Kochfeldbereichs (2), aufweist und wobei ein die Heiztemperatur auf einen Maximalwert begrenzendes Stabausdehnungselement (6) die unterhalb der Kochfeldplatte (1) entstehende Temperatur begrenzt, um die auf den Kochfeldbereich (2) abstrahlende Hitze auf einen vorher festgelegten Wert zu begrenzen, wobei nach einer erfolgten Abschaltung des Heizelements (3) mittels des Überwachungselements (6) und dessen nachfolgenden Wiedereinschaltens der äußere Heizkreis (3.2) mit der der eingestellten Kochstufe entsprechenden mittleren Leistung und der innere Heizkreis (3.1) mit einer reduzierten Leistung, die kleiner als die mittlere Leistung ist, weiter betrieben wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
dass die mittlere Leistung des inneren Heizkreises (3.1) um einen vorher festgelegten Wert reduziert wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
dass die mittlere Leistung in Abhängigkeit der Anzahl der bereits vorgenommenen Abschaltungen reduziert wird.

4. Verfahren nach Anspruch 3, rückbezogen auf Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Reduzierung in Schritten von etwa 10% der mittleren Leistung erfolgt.

5. Kochfeld zur Durchführung eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 4, mit wenigstens einem in radialer Richtung durch die Innenwand einer Isolierung (10) begrenzten Kochfeldbereich (2), unter dem ein Heizelement (3) zur Erwärmung eines auf dem Kochfeldbereich (2) stehenden Kochgefäßes (4) in Abhängigkeit einer über ein Bedienelement (5) eingestellten Kochstufe angeordnet ist, und mit einem die Heiztemperatur auf einen Maximalwert begrenzenden Stabausdehnungselement (6), das die unterhalb der Kochfeldplatte (1) entstehende Temperatur begrenzt, um die auf den Kochfeldbereich (2) abstrahlende Hitze auf einen vorher festgelegten Wert zu begrenzen, wobei das Heizelement (3) und das Stabausdehnungselement (6) mit einer Kochfeldsteuerung (7) in Signalübertragungsverbindung stehen,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Heizelement (3) zwei Heizkreise (3.1, 3.2), nämlich einen inneren Heizkreis (3.1) zur Beheizung des Zentrums und einen äußeren Heizkreis (3.2) zur Beheizung des Randes des Kochfeldbereichs (2), aufweist, wobei nach einer erfolgten Abschaltung des Heizelements (3) mittels des Stabausdehnungselement (6) und dessen nachfolgenden Wiedereinschaltens der äußere Heizkreis (3.2) mit der der eingestellten Kochstufe entsprechenden mittleren Leistung und der innere Heizkreis (3.1) mit einer reduzierten Leistung, die kleiner als die mittlere Leistung ist, weiter betreibbar ist.

6. Kochfeld nach Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Kochfeldsteuerung (7) zur voneinander getrennten Einschaltung der zwei Heizkreise (3.1, 3.2) jeweils ein separates Relais (10, 11) aufweist.

7. Kochfeld nach einem der Ansprüche 5 oder 6,
dadurch gekennzeichnet,
dass die mittlere Leistung des inneren Heizkreises (3.1) durch getaktetes Ein- und Ausschalten reduzierbar ist.

8. Kochfeld nach mindestens einem der Ansprüche 5 bis 7,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Abschalten des Heizelements (3) mittels des Stabausdehnungselement (6) von der Kochfeldsteuerung (7) durch eine automatische Strommessung (12) detektierbar ist.

Zeichnung