Die Erfindung betrifft ein Kochfeld mit Sensoren nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Ein solches Kochfeld ist aus der
Aus dem Stand der Technik sind Induktionskochfelder bekannt, die eine automatische Detektion von auf das Kochfeld aufgestellten Kochgeschirrelementen ermöglichen. Dazu werden entweder die Heizinduktoren des Kochfelds selbst als Sensoren genutzt oder es werden im Zentrum der Induktoren separate induktive Sensoren angeordnet, um das Kochgeschirrelement zu detektieren.
In beiden Fällen ist die Detektion des Kochgeschirrelements räumlich relativ niedrig auflösend. Die räumliche Auflösung ist durch den Abstand der Heizinduktoren begrenzt. Ferner ist die gleichzeitige Verwendung der Heizinduktoren als Sensoren mit einem zusätzlichen Aufwand verbunden, da die Heizinduktoren wahlweise mit einer Ausleseelektronik oder mit der Leistungselektronik verbunden werden müssen, was eine zusätzliche Schaltung und/oder zusätzliche Verkabelung erfordert. Ein hoher Montageaufwand durch aufwendige Verkabelung wird auch dann notwendig, wenn die Sensoren in die Heizelemente integriert werden.
Die
Aus der
Der Erfindung liegt daher insbesondere die Aufgabe zugrunde, in einer kostengünstigen Weise eine hochauflösende und montagefreundliche Topfdetektionsanordnung für ein Kochfeld bereitzustellen, wobei die räumliche Auflösung der Topfdetektoren verbessert werden soll.
Die Aufgabe wird insbesondere durch ein Kochfeld nach dem Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Die Erfindung geht insbesondere aus von einem Kochfeld mit einer Abdeckplatte, mehreren unter der Abdeckplatte anordneten Heizelementen und mehreren Sensoren zum Detektieren eines auf die Abdeckplatte aufgestellten Kochgeschirrelements, wobei die Sensoren in einer Schicht zwischen der Abdeckplatte und den Heizelementen angeordnet sind. Dadurch kann eine Unabhängigkeit der Sensoren von den Heizelementen erreicht werden. Die Anzahl, Verteilung, Größe und Verkabelung der Sensoren kann völlig unabhängig von der Anzahl, Verteilung und Größe der Heizelemente gestaltet werden und im Hinblick auf eine bessere und hochauflösendere Topfdetektion optimiert werden. Ferner kann die Montage und die Verkabelung vereinfacht werden.
Die Sensoren können bezüglich ihres Sensortyps alle als kapazitive oder alle als optische Sensoren ausgebildet sein. Vorzugsweise sind sie alle als induktive Sensoren ausgebildet. Es kann auch vorgesehen sein, dass die Mehrzahl der Sensoren zumindest einen Sensor eines ersten Sensortyps und zumindest einen Sensor eines zweiten Sensortyps aufweist.
Die Vorteile der Erfindung kommen insbesondere dann zum Tragen, wenn die Heizelemente Induktoren sind.
Die räumliche Auflösung der Sensoranordnung ist gegenüber der Detektion mit Hilfe von Heizinduktoren verbessert, da der Abstand zwischen den benachbarten Sensoren kleiner ist als ein Abstand zwischen den benachbarten Heizelementen bzw. Heizinduktoren, wobei die Heizelemente und die Sensoren jeweils in einem Raster angeordnet sind, wobei das Raster der Sensoren engmaschiger als das Raster der Heizelemente ist. Auch die Rasterform kann sich unterscheiden. Beispielsweise können die Heizinduktoren bzw. Heizelemente in einem rechtwinkligen Raster angeordnet sein, während die Sensoren in einem Dreiecksnetz oder Wabennetz angeordnet sein können oder umgekehrt.
In einer besonders kostengünstigen Ausgestaltung der Erfindung können die induktiven Sensoren aus serigrafisch hergestellten Leiterschleifen bestehen. Alternativ können die induktiven Sensoren aus flachen Folienkabeln hergestellt werden, die beispielsweise zur Verkabelung von LCD-Displays bekannt sind.
Die Bauteilvielfalt des Kochfelds kann reduziert werden, wenn die Induktoren auf einer Rückseite einer Abdeckplatte aufgebracht sind. Alternativ dazu können die Sensoren auf eine zwischen den Heizelementen und der Abdeckplatte angeordnete Trägermembran auf einem Trägersieb, einer Trägerfolie oder Trägerplatte aufgebracht sein. In allen Fällen können serigrafische Verfahren zum Aufdruck von Leiterbahnen verwendet werden, die beispielsweise aus Verfahren zum Herstellen von Heizungen für Autoscheiben bekannt sind.
Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung umfasst das Kochfeld eine Steuereinheit zur Auswertung der Signale der Sensoren zur Detektion des Kochgeschirrelements. Die Steuereinheit kann insbesondere dazu ausgelegt sein, neben den Signalen der Sensoren auch mittels der Induktoren erfasste Signale zur Detektion des Kochgeschirrelements zu nutzen. Dazu kann die Anzahl der notwendigen Sensoren bei einer vorgegebenen räumlichen Auflösung reduziert werden. Wenn die Sensoren in einem Raster angeordnet sind, können insbesondere diejenigen Rasterpunkte ausgespart werden, die den Mittelpunkten der Induktoren entsprechen. Die entsprechende Information kann durch die Messung der effektiven Gesamtinduktivität und/oder des Verlustwinkels des aus dem Heizinduktor und dem Kochgeschirrelement bestehenden Gesamtsystems ermittelt werden.
Weitere Vorteile ergeben sich aus der folgenden Zeichnungsbeschreibung. In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. Die Zeichnung, die Beschreibung und die Ansprüche enthalten zahlreiche Merkmale in Kombination.
Es zeigen:
Die
An der Rückseite 20 der Abdeckplatte 10 ist ferner eine Vielzahl von induktiven Sensoren 16 zum Detektieren einer Größe und Position des Kochgeschirrelements 14 auf der Abdeckplatte 10 angeordnet. Die Sensoren 16 sind in einer Schicht zwischen der Abdeckplatte 10 und den Heizelementen 12a - 12d angeordnet (
Die Sensoren 16 sind im Ausführungsbeispiel alle als induktive Sensoren 16 ausgebildet. Es kann auch vorgesehen sein, dass zumindest ein Sensor 16 ein kapazitiver und/oder zumindest ein Sensor 16 ein optischer Sensor ist.
In dem in den
Die Treibereinheit 24 kann Messströme in den Sensoren 16 erzeugen, um die Induktivität und/oder einen Verlustwinkel eines aus den Leiterschleifen und dem Kochgeschirrelement 14 gebildeten Gesamtsystems zu detektieren und daraus auf die Anwesenheit des Kochgeschirrelements 14 zu schließen.
Die Treibereinheit 24 wird genauso wie die hier nicht explizit dargestellte Leistungselektronik des Kochfelds von einer Steuereinheit 26 gesteuert, die als frei programmierbare Recheneinheit ausgebildet ist und die in alternativen Ausgestaltungen der Erfindung auch einstückig mit der Treibereinheit 24 ausgebildet sein kann.
Die Heizelemente 12a-12b und die Sensoren 16 sind jeweils in einem Raster angeordnet, wobei das Raster der Sensoren 16 weitaus engmaschiger ist als das Raster der Heizelemente 12a - 12d. Eine Gitterkonstante bzw. ein Abstand zwischen zwei benachbarten Punkten des Rasters der Heizelemente 12a - 12d ist in dem in
Die
Da in den Mittelpunkten der Heizelemente 12a - 12d auch die höchsten Temperaturen auftreten, wird durch das Aussparen dieser Punkte auch die für die Sensoren 16 zu erwartende Maximaltemperatur reduziert. Als Folge können die Anforderungen an die Temperaturbeständigkeit der Sensoren 16 abgeschwächt werden und weitere Kosteneinsparungspotentiale erschlossen werden.
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