[0001] Die vorliegende Erfindung betrifft eine Kocheinrichtung umfassend ein Kochfeld mit
einer Kochstelle und eine zur Beheizung wenigstens eines Kochbereiches vorgesehene
Heizeinrichtung und eine Sensoreinrichtung zur Erfassung wenigstens einer einen Zustand
des Kochbereichs charakterisierenden physikalischen Größe.
[0002] Bei Kocheinrichtungen werden zunehmend Automatikfunktionen gewünscht. Voraussetzung
für einen Automatikbetrieb einer Kocheinrichtung ist mitunter eine genaue Erfassung
verschiedener Parameter, welche für den Garvorgang charakteristisch sind, wie z. B.
die Temperatur des Garguts. In Abhängigkeit der erfassten Parameter wird bei einer
Automatikfunktion einer Kocheinrichtung die Heizquelle automatisch gesteuert, um z.
B. eine Überhitzung des Gargutes zu vermeiden. Die Reproduzierbarkeit und die Genauigkeit
der erfassten Parameter ist deshalb wichtig für die Funktionalität der Automatikfunktion
und somit ein wichtiges Qualitätsmerkmal einer modernen Kocheinrichtung mit Automatikfunktionen.
[0003] Eine Möglichkeit zur Temperaturermittlung bei Gar- und Kochvorgängen ist beispielsweise
ein im Gargutbehälter integrierter Temperatursensor. Allerdings muss der Benutzer
dazu spezielle Gargutbehälter benutzen und könnte sein bisheriges Kochgeschirr nicht
mehr einsetzen. Ebenfalls nachteilig ist auch ein Temperatursensor, welcher mit dem
Gargut in das Kochgeschirr gegeben wird, da der Sensor später aus den Speisen "herausgefischt"
werden muss und nicht aus Versehen mitgegessen werden sollte.
[0004] Im Stand der Technik sind daher Vorrichtungen bekannt geworden, welche die Temperatur
eines Kochtopfs berührungslos ermitteln. In der
DE 10 2007 013 839 A1 ist beispielsweise ein Kochfeldsensor beschrieben, welcher die Temperatur an der
Außenseite eines auf einer Kochfeldplatte stehenden Kochtopfs berührungslos ermittelt.
Nachteilig an dem Kochfeldsensor der
DE 10 2007 013 839 A ist jedoch, dass der Kochfeldsensor oberhalb des Kochfeldes angeordnet ist. Dadurch
dürfen bei der Erfassung der Temperaturen andere Gegenstände oder auch andere Töpfe
nicht im Weg stehen. Zudem kann der Kochfeldsensor beim Kochbetrieb auch als Hindernis
empfunden werden, da er die Bewegungsfreiheit des Benutzers einschränkt.
[0005] Mit der
DE 10 2004 002 058 B3 und der
WO 2008/148 529 A1 sind daher Kochfelder und Verfahren bekannt geworden, bei denen Temperaturen an der
Unterseite des Gargutbehälters berührungslos ermittelt werden. Die
WO 2008/148 529 A1 sieht dazu einen Wärmesensor unterhalb der Kochfeldplatte vor, welcher Wärmestrahlung
erfasst und daraus eine Temperatur ermittelt. Das hat den Vorteil, dass der Wärmesensor
die Bewegungsfreiheit des Benutzers nicht einschränkt. Ein weiterer Vorteil ist, dass
der Wärmesensor nicht unbeabsichtigt durch einen auf dem Kochfeld platzierten Gegenstand
verdeckt werden kann. Nachteilig ist allerdings, dass unterhalb des Kochfeldes wenig
Bauraum zur Verfügung steht. Außerdem heizt sich der Bereich unterhalb des Kochfeldes
im Betrieb auf. Für eine effektive Kühlung steht in der Regel kein Bauraum zur Verfügung.
Ein überhitzter Wärmesensor liefert aber nur eine geringere Genauigkeit.
[0006] Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Kocheinrichtung zur Verfügung
zu stellen, welche eine reproduzierbare Erfassung einer physikalischen Größe ermöglicht.
[0007] Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Kocheinrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs
1. Bevorzugte Merkmale sind Gegenstand der Unteransprüche. Weitere Vorteile und Merkmale
ergeben sich aus der allgemeinen Beschreibung der Erfindung und der Beschreibung der
Ausführungsbeispiele.
[0008] Die erfindungsgemäße Kocheinrichtung umfasst wenigstens ein Kochfeld mit wenigstens
einer Kochstelle und wenigstens eine Heizeinrichtung, welche zur Beheizung wenigstens
eines Kochbereiches vorgesehenen ist. Es ist wenigstens eine Sensoreinrichtung zur
Erfassung wenigstens einer einen Zustand des Kochbereichs charakterisierenden physikalischen
Größe vorgesehen. Die Sensoreinrichtung weist wenigstens eine Sensoreinheit zur berührungslosen
Erfassung von Wärmestrahlung auf. Dabei ist wenigstens eine Filtereinrichtung vorgesehen,
welche mit wenigstens einem Teil der Sensoreinrichtung thermisch leitend verbunden
ist. Die Filtereinrichtung ist dazu ausgebildet und geeignet, elektromagnetische Strahlung
in Abhängigkeit der Wellenlänge zu reflektieren und in Abhängigkeit der Wellenlänge
zu transmittieren. Dabei ist wenigstens ein wenigstens teilweise adhesives Verbindungsmittel
vorgesehen. Das Verbindungsmittel ist dazu ausgebildet und geeignet, die Filtereinrichtung
wenigstens teilweise mit wenigstens einem Teil der Sensoreinrichtung thermisch leitend
zu verbinden.
[0009] Die erfindungsgemäße Kocheinrichtung hat viele Vorteile. Ein erheblicher Vorteil
ist, dass wenigstens eine Filtereinrichtung vorgesehen ist, welche thermisch leitend
mit wenigstens einem Teil der Sensoreinrichtung verbunden ist. Dadurch kann Wärme
von der Filtereinrichtung zu der Sensoreinrichtung abgeleitet werden. Durch die Ableitung
der Wärme wird beispielsweise verhindert, dass die Eigenwärme der Filtereinrichtung
fälschlicherweise von der Sensoreinrichtung erfasst wird. Ein weiterer Vorteil ist,
dass zur thermisch leitenden Verbindung wenigstens ein wenigstens teilweise adhesives
Verbindungsmittel vorgesehen ist. Mit einem solchen Verbindungsmittel kann die Filtereinrichtung
z. B. fest an der Sensoreinrichtung montiert werden. Vorteilhafterweise ist diese
Verbindung auch gleichzeitig zur Ableitung von Wärme geeignet. Eine spezielle, oft
aufwendige Verbindung zur Ableitung von Wärme kann daher eingespart werden.
[0010] Die Filtereinrichtung ist insbesondere dazu ausgebildet und geeignet, wenigstens
einen Wellenlängenbereich zu transmittieren, während Strahlung außerhalb dieses Bereiches
im Wesentlichen reflektiert wird. Die Filtereinrichtung kann auch dazu ausgebildet
und geeignet sein, elektromagnetische Strahlung in Abhängigkeit der Polarisation und/oder
des Einfallswinkels zu reflektieren und/oder zu transmittieren. Bevorzugt ist die
Filtereinrichtung als ein optisches Filter ausgebildet oder umfasst ein solches.
[0011] Besonders bevorzugt weist das Verbindungsmittel einen metallischen Anteil auf. Insbesondere
weist das Verbindungsmittel einen Anteil an Silber und/oder silberhaltiger Verbindungen
auf. Möglich sind auch andere Metalle bzw. Metallverbindungen mit einer entsprechenden
Wärmeleitfähigkeit.
[0012] Das Verbindungsmittel ist wenigstens teilweise als ein Klebstoff ausgebildet oder
weist einen solchen auf. Dabei ist insbesondere ein wärmebeständiger bzw. hitzbeständiger
Klebstoff vorgesehen. Das ermöglicht eine besonders zuverlässige Verbindung der Filtereinrichtung
mit der Sensoreinrichtung.
[0013] Ebenfalls bevorzugt ist, dass das Verbindungsmittel eine hohe Wärmeleitfähigkeit
und insbesondere eine Wärmeleitfähigkeit von wenigstens 0,5 W x m-1 x K-1 aufweist.
Besonders bevorzugt das Verbindungsmittel eine Wärmeleitfähigkeit von wenigstens 1
W x m-1 x K-1 auf. Möglich sind auch andere geeignete Wärmeleitfähigkeiten.
[0014] Insbesondere ist die Filtereinrichtung dazu ausgebildet und geeignet, elektromagnetische
Strahlung wenigstens eines Wellenlängenbereiches im Wesentlichen zu transmittieren
und elektromagnetische Strahlung wenigstens eines anderen Wellenlängenbereiches und
insbesondere Strahlung außerhalb des transmittierten Bereichs im Wesentlichen zu reflektieren.
Dabei kann die Filtereinrichtung wenigstens teilweise als ein Bandpassfilter und/oder
ein Langpassfilter ausgebildet sein oder wenigstens ein solches umfassen. Möglich
ist auch ein Kurzpassfilter oder dergleichen. Ebenfalls möglich ist ein Bandsperrfilter,
welches elektromagnetische Strahlung eines Wellenlängenbereiches im Wesentlichen reflektiert
und elektromagnetische Strahlung wenigstens eines anderen Wellenlängenbereiches und
insbesondere Strahlung außerhalb des reflektierten Bereichs im Wesentlichen transmittiert.
[0015] Die Filtereinrichtung kann dazu ausgebildet und geeignet sein, elektromagnetische
Strahlung von wenigstens zwei unterschiedlichen Wellenlängenbereichen im Wesentlichen
zu transmittieren und elektromagnetische Strahlung wenigstens eines anderen Wellenlängenbereiches
im Wesentlichen zu reflektieren. Die Filtereinrichtung kann dabei als ein dichroitisches
Filter und/oder trichroitisches Filter vorgesehen sein.
[0016] Möglich und bevorzugt ist, dass die Filtereinrichtung wenigstens zwei Filterschichten
mit einem unterschiedlichen Brechungsindex umfasst. Bevorzugt ist die Filtereinrichtung
wenigstens teilweise als ein Interferenzfilter ausgebildet oder umfasst wenigstens
ein solches Filter. Dabei sind insbesondere mehrere Filterschichten mit dielektrischen
Eigenschaften und mit abwechselnd höheren und niedrigeren Brechungsindizes vorgesehen.
Insbesondere sind die Filterschichten sehr dünn und vorzugsweise 1 nm bis 100 nm.
Es kann auch wenigstens eine Trägerschicht und/oder wenigstens eine Zwischenschicht
vorgesehen sein.
[0017] Besonders bevorzugt ist die Filtereinrichtung wenigstens teilweise an wenigstens
einer Sensoreinheit wenigstens teilweise thermisch leitend angeordnet. Dabei ist die
Filtereinrichtung insbesondere thermisch leitend mit wenigstens einem Bereich der
Sensoreinheit verklebt. Es kann für jede Sensoreinheit wenigstens eine Filtereinrichtung
vorgesehen sein. Möglich ist aber auch eine gemeinsame Filtereinrichtung für mehrere
Sensoreinheiten.
[0018] In einer vorteilhaften Weiterbildung weist das Kochfeld wenigstens eine Trägereinrichtung
auf, welche zum Positionieren wenigstens eines Gargutbehälters geeignet und ausgebildet
ist. Dabei kann die Sensoreinrichtung in Einbaulage des Kochfeldes wenigstens teilweise
unterhalb der Trägereinrichtung und benachbart zu wenigstens einem Teil der Heizeinrichtung
angeordnet sein. Ein Teil der Heizeinrichtung kann beispielsweise wenigstens eine
Induktionsspule einer Induktionseinrichtung sein. Bei einer solchen Anordnung ist
die Sensoreinrichtung geschützt und platzsparend untergebracht und ist zudem nicht
störend im Weg, wenn die Kocheinrichtung benutzt wird.
[0019] Die Filtereinrichtung ist insbesondere dazu ausgebildet und geeignet, elektromagnetische
Strahlung eines Wellenlängenbereiches zu transmittieren, welcher auch von der Trägereinrichtung
wenigstens teilweise transmittierbar ist. Insbesondere ist die Filtereinrichtung dazu
ausgebildet und geeignet, Infrarotstrahlung transmittieren, welche auch von der Trägereinrichtung
wenigstens teilweise transmittierbar ist. Es kann eine weitere Filtereinrichtung vorgesehen
sein, welche dazu ausgebildet und geeignet, Infrarotstrahlung zu transmittieren, welcher
von der Trägereinrichtung wenigstens teilweise reflektiert wird. Die Trägereinrichtung
kann dabei wenigstens eine Glasplatte bzw. Glaskeramikplatte und/oder dergleichen
umfassen oder als eine solche ausgebildet sein. Die Trägereinrichtung kann auch wenigstens
teilweise als ein sogenanntes Ceranfeld ausgebildet sein.
[0020] Es ist möglich, dass die Sensoreinrichtung wenigstens eine thermische Ausgleichseinrichtung
umfasst. Die thermische Ausgleichseinrichtung weist insbesondere wenigstens eine Koppeleinrichtung
auf, welche dazu geeignet und ausgebildet ist, wenigstens eine der wenigstens einen
Sensoreinheit mit der thermischen Ausgleichseinrichtung wenigstens teilweise thermisch
leitend zu verbinden. Eine solche Ausgestaltung ist besonders vorteilhaft, weil dadurch
Temperaturspitzen ausgleichbar sind und die Sensoreinheit somit zeitlich relativ konstanten
Bedingungen unterliegt. Besonders bei Sensoreinheiten zur berührungslosen Erfassung
wenigstens eines charakteristischen Parameters für Temperaturen ist ein solcher thermischer
Ausgleich vorteilhaft für die Zuverlässigkeit der Erfassung. Die thermische Ausgleichseinrichtung
ist insbesondere aus einem Werkstoff mit einer hohen Wärmekapazität und/oder einer
hohen Wärmeleitfähigkeit und vorzugsweise aus einem metallischen Werkstoff, wie beispielsweise
einem Kupfermaterial, gefertigt.
[0021] Bevorzugt ist auch, dass Wärme von der Filtereinrichtung wenigstens teilweise an
die thermische Ausgleichseinrichtung ableitbar ist. Insbesondere ist die Filtereinrichtung
dabei direkt oder indirekt thermisch leitend mit der thermischen Ausgleichseinrichtung
gekoppelt. Beispielsweise kann die Filtereinrichtung an eine Sensoreinheit gekoppelt
sein, welche wiederum an die thermische Ausgleichseinrichtung gekoppelt ist. So ist
eine indirekte Ableitung der Wärme von der Filtereinrichtung über die Sensoreinheit
zu der thermischen Ausgleichseinrichtung möglich. Eine solche Ableitung von Wärme
ist besonders günstig, da die thermische Ausgleichseinrichtung bevorzugt eine hohe
Wärmekapazität aufweist.
[0022] In einer weiteren besonders bevorzugten Ausgestaltung sind wenigstens zwei Sensoreinheiten
und wenigstens zwei Filtereinrichtungen vorgesehen. Dabei ist insbesondere die eine
Filtereinrichtung einer Sensoreinheit zugeordnet und dazu ausgebildet und geeignet,
elektromagnetische Strahlung eines Wellenlängenbereiches zu transmittieren. Die andere
Filtereinrichtung ist insbesondere einer anderen Sensoreinheit zugeordnet und dazu
ausgebildet und geeignet ist, elektromagnetische Strahlung eines anderen Wellenlängenbereiches
zu transmittieren. Beispielsweise transmittiert eine Filtereinrichtung im Wesentlichen
elektromagnetische Strahlung im Wellenlängenbereich des kurzen und/oder mittleren
Infrarot und insbesondere von 3 µm bis 5 µm Wellenlänge. Die andere Filtereinrichtung
transmittiert dann z. B. im Wesentlichen elektromagnetische Strahlung mit einer Wellenlänge
größer 5 µm. Vorzugsweise ist für jede Sensoreinheit wenigstens eine Filtereinrichtung
vorgesehen.
[0023] Die Erfindung ermöglicht durch den Aufbau der als Sensoreinheiten dienenden Thermopilefilter
und der Filterkleber eine erheblich verbesserte Messgenauigkeit.
[0024] Aus dem Stand der Technik ist ein Verfahren zur berührungslosen Temperaturmessung
bekannt, die auf der exakten Messung der Wärmestrahlung von dem Topfboden und der
Glaskeramikplatte beruht. Dabei wird durch eine Verrechnung der Signale auf die Topfbodentemperatur
geschlossen.
[0025] Im Zuge der Entwicklung der Erfindung hat sich gezeigt, dass für eine hohe Genauigkeit
besondere Anforderungen erfüllt werden müssen. Erstaunlicherweise trägt der Aufbau
der Thermopilefilter und insbesondere die Art und der Typ des Filterklebers erheblich
dazu bei, solche Anforderungen zu erfüllen, damit das Messverfahren die angestrebte
hohe Genauigkeit liefern kann.
[0026] Vorteilhaft ist es, wenn die Filtereinrichtungen der insbesondere als Sensoreinheiten
eingesetzten Thermopiles hinsichtlich ihrer wellenlängenselektiven Beschichtung sowie
ihres Basismaterials für diese Anwendung speziell ausgesucht werden.
[0027] Es hat sich als besonders vorteilhaft erwiesen, wenn die zu messende Strahlung recht
wenig und vorzugsweise so wenig wie möglich von dem als Filtereinrichtung eingesetzten
Filter absorbiert wird. Mit zunehmender Absorbierung können die Filter und die Sensoreinheiten
zusätzlich erwärmt werden, was auch durch Eigenstrahlung des Filters das Messsignal
verfälschen kann. Aus diesem Grund sollte vorzugsweise eine Beschichtung gewählt werden,
die diejenigen Wellenlängen, die nicht gemessen (also nicht transmittiert) werden
sollen, weitestgehend reflektiert und nicht absorbiert.
[0028] Da die Summe aus Transmissions-, Reflexions- und Absorptionskoeffizienten jedes Materials
immer 1 ergibt, kann für die Thermopilefilter folgende Zieleigenschaft formuliert
werden:
Transmissionskoeffizient + Reflexionskoeffizient ≈ 1 bzw. Absorptionskoeffizient ≈
0
[0029] Eine solche Beschichtung gibt es nur näherungsweise, d. h. in der Praxis wird trotzdem
Strahlung anteilig absorbiert. Um den beschriebenen Effekt der Messsignalverfälschung
vorzugsweise gering und insbesondere so gering wie möglich zu halten, ist es von Vorteil,
wenn das Filtermaterial so beschaffen ist, dass die entstehende Wärme vernünftig und
insbesondere schnellstmöglich abgeführt werden kann.
[0030] Die Wärmeabfuhr wurde in der konstruktiven Lösung verbessert, indem als Basismaterial
z. B. ein Silizium von mindestens 0,2 mm Dicke gewählt wurde. Mittels eines insbesondere
hochwärmeleitenden Klebers wird der als Filtereinrichtung eingesetzte Filter mit dem
Gehäuse der Sensoreinheit verbunden.
[0031] Die Sensoreinheit wird in einem geringen Maße auch durch Wärmestrahlung von dem Filter
bestrahlt, da der reale Absorptionskoeffizient nie null ist. Dadurch, dass er hier
möglichst klein gewählt wird, kann ein negativer Effekt weitestgehend reduziert werden.
[0032] Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Ausführungsbeispielen,
welches im Folgenden mit Bezug auf die beiliegenden Figuren erläutert wird.
[0033] In den Figuren zeigen:
- Figur 1
- eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Kocheinrichtung an einem Gargerät
in perspektivischer Ansicht;
- Figur 2
- eine schematisierte Kocheinrichtung in einer geschnittenen Ansicht;
- Figur 3
- eine weitere Kocheinrichtung in einer schematischen, geschnittenen Ansicht;
- Figur 4
- eine weitere Ausgestaltung einer Kocheinrichtung in einer geschnittenen Ansicht;
- Figur 5
- eine andere Ausgestaltung einer Kocheinrichtung in einer geschnittenen Ansicht;
- Figur 6
- ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Kocheinrichtung;
- Figur 7
- eine schematische Darstellung einer magnetischen Abschirmeinrichtung in perspektivischer
Ansicht;
- Figur 8
- eine schematische, perspektivische Darstellung einer optischen Schirmeinrichtung;
- Figur 9
- eine schematische, perspektivische Darstellung einer thermischen Ausgleichseinrichtung;
- Figur 10
- eine schematische, perspektivische Darstellung einer Halteeinrichtung;
- Figur 11
- eine schematische, perspektivische Darstellung einer Sensoreinheit;
- Figur 12a
- eine schematisierte Sensoreinheit mit einer Filtereinrichtung in einer geschnittenen
Darstellung;
- Figur 12b
- ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Sensoreinheit mit einer Filtereinrichtung in
einer geschnittenen Darstellung;
- Figur 13
- eine schematisierte Sensoreinrichtung in einer Draufsicht; und
- Figur 14
- eine Sensoreinrichtung in einer Explosionsdarstellung.
[0034] Die Figur 1 zeigt eine erfindungsgemäße Kocheinrichtung 1, welche hier als Teil eines
Gargerätes 100 ausgeführt ist. Die Kocheinrichtung 1 bzw. das Gargerät 100 können
sowohl als Einbaugerät als auch als autarke Kocheinrichtung 1 bzw. alleinstehendes
Gargerät 100 ausgebildet sein.
[0035] Die Kocheinrichtung 1 umfasst hier ein Kochfeld 11 mit vier Kochstellen 21. Jede
der Kochstellen 21 weist hier wenigstens einen beheizbaren Kochbereich 31 zum Garen
von Speisen auf. Zur Beheizung des Kochbereichs 31 ist insgesamt eine oder aber für
jede Kochstelle 21 jeweils eine hier nicht dargestellte Heizeinrichtung 2 vorgesehen.
Die Heizeinrichtungen 2 sind als Induktionsheizquellen ausgebildet und weisen dazu
jeweils eine Induktionseinrichtung 12 auf. Möglich ist aber auch, dass ein Kochbereich
31 keiner bestimmten Kochstelle 21 zugeordnet ist, sondern einen beliebigen Ort auf
dem Kochfeld 11 darstellt. Dabei kann der Kochbereich 31 mehrere Induktionseinrichtungen
12 und insbesondere mehrere Induktionsspulen aufweisen und als Teil einer sogenannten
Vollflächeninduktionseinheit ausgebildet sein. Beispielsweise kann bei einem solchen
Kochbereich 31 einfach ein Topf an einer beliebigen Stelle auf das Kochfeld 11 gestellt
werden, wobei während des Kochbetriebes nur die entsprechenden Induktionsspulen im
Bereich des Topfes angesteuert werden oder aktiv sind. Andere Arten von Heizeinrichtungen
2 sind aber auch möglich, wie z.B. Gas-, Infrarot- oder Widerstandsheizquellen.
[0036] Die Kocheinrichtung 1 ist hier über die Bedieneinrichtungen 105 des Gargerätes 100
bedienbar. Die Kocheinrichtung 1 kann aber auch als autarke Kocheinrichtung 1 mit
einer eigenen Bedien- und Steuereinrichtung ausgebildet sein. Möglich ist auch eine
Bedienung über eine berührungsempfindliche Oberfläche oder einen Touchscreen oder
aus der Ferne über einen Computer, ein Smartphone oder dergleichen.
[0037] Das Gargerät 100 ist hier als ein Herd mit einem Garraum 103 ausgebildet, welcher
durch eine Garraumtür 104 verschließbar ist. Der Garraum 104 kann durch verschiedene
Heizquellen, wie beispielsweise eine Umluftheizquelle, beheizt werden. Weitere Heizquellen,
wie ein Oberhitzeheizkörper und ein Unterhitzeheizkörper sowie eine Mikrowellenheizquelle
oder eine Dampfquelle und dergleichen können vorgesehen sein.
[0038] Weiterhin weist die Kocheinrichtung 1 eine hier nicht dargestellte Sensoreinrichtung
3 auf, welche zur Erfassung wenigstens einer wenigstens einen Zustand des Kochbereichs
31 charakterisierenden physikalischen Größe geeignet ist. Beispielsweise kann die
Sensoreinrichtung 3 eine Größe erfassen, über welche die Temperatur eines Topfes bestimmt
werden kann, der in dem Kochbereich 31 abgestellt ist. Dabei kann jedem Kochbereich
31 und/oder jeder Kochstelle 21 eine Sensoreinrichtung 3 zugordnet sein. Möglich ist
aber auch, dass mehrere Kochbereiche 31 und/oder Kochstellen 21 vorgesehen sind, von
denen aber nicht alle eine Sensoreinrichtung 3 aufweisen. Die Sensoreinrichtung 3
ist hier mit einer Steuereinrichtung 106 wirkverbunden. Die Steuereinrichtung 106
ist dazu ausgebildet, die Heizeinrichtungen 2 in Abhängigkeit der von der Sensoreinrichtung
3 erfassten Parameter zu steuern.
[0039] Die Kocheinrichtung 1 ist bevorzugt für einen automatischen Kochbetrieb ausgebildet
und verfügt über verschiedene Automatikfunktionen. Beispielsweise kann mit der Automatikfunktion
eine Suppe kurz aufgekocht und anschließend warm gehalten werden, ohne dass ein Benutzer
den Kochvorgang betreuen oder eine Heizstufe einstellen muss. Dazu stellt er den Topf
mit der Suppe auf eine Kochstelle 21 und wählt über die Bedieneinrichtung 105 die
entsprechende Automatikfunktion, hier z. B. ein Aufkochen mit anschließendem Warmhalten
bei 60°C oder 70°C oder dgl.
[0040] Mittels der Sensoreinrichtung 3 wird während des Kochvorgangs die Temperatur des
Topfbodens ermittelt. In Abhängigkeit der gemessenen Werte stellt die Steuereinrichtung
106 die Heizleistung der Heizeinrichtung 2 entsprechend ein. Dabei wird die Temperatur
des Topfbodens fortlaufend überwacht, sodass bei Erreichen der gewünschten Temperatur
bzw. beim Aufkochen der Suppe die Heizleistung heruntergeregelt wird. Beispielsweise
ist es durch die Automatikfunktion auch möglich, einen längeren Garvorgang bei einer
oder mehreren verschiedenen gewünschten Temperaturen durchzuführen, z. B. um Milchreis
langsam gar ziehen zu lassen.
[0041] In der Figur 2 ist eine Kocheinrichtung 1 in einer geschnittenen Seitenansicht stark
schematisiert dargestellt. Die Kocheinrichtung 1 weist hier eine als Glaskeramikplatte
15 ausgebildete Trägereinrichtung 5 auf. Die Glaskeramikplatte 15 kann insbesondere
als Ceranfeld oder dergleichen ausgebildet sein oder wenigstens ein solches umfassen.
Möglich sind auch andere Arten von Trägereinrichtungen 5. Auf der Glaskeramikplatte
15 befindet sich hier ein Kochgeschirr oder Gargutbehälter 200, beispielsweise ein
Topf oder eine Pfanne, in welchem Gargut bzw. Speisen gegart werden können. Weiterhin
ist eine Sensoreinrichtung 3 vorgesehen, welche hier Wärmestrahlung in einem Erfassungsbereich
83 erfasst. Der Erfassungsbereich 83 ist dabei in Einbaulage der Kocheinrichtung 1
oberhalb der Sensoreinrichtung 3 vorgesehen und erstreckt sich nach oben durch die
Glaskeramikplatte 15 bis hin zum Gargutbehälter 200 und darüber hinaus, falls dort
kein Gargutbehälter 200 platziert ist. Unterhalb der Glaskeramikplatte 15 ist eine
Induktionseinrichtung 12 zur Beheizung des Kochbereichs 31 angebracht. Die Induktionseinrichtung
12 ist hier ringförmig ausgebildet und weist in der Mitte eine Ausnehmung auf, in
welcher die Sensoreinrichtung 3 angebracht ist. Eine solche Anordnung der Sensoreinrichtung
3 hat den Vorteil, dass auch bei einem nicht mittig auf der Kochstelle 21 ausgerichtetem
Gargutbehälter 200 dieser noch in dem Erfassungsbereich 83 der Sensoreinrichtung steht.
In anderen, hier nicht gezeigten Ausführungsformen kann die Sensoreinrichtung 3 auch
nicht mittig in der Induktionseinrichtung angeordnet sein. Weist eine Induktionseinrichtung
beispielsweise eine Zweikreisinduktionsspule auf, so kann wenigstens eine Sensoreinrichtung
3 in einem zwischen den zwei Induktionsspulen der Induktionseinrichtung vorgesehenen
Zwischenraum angeordnet sein.
[0042] Die Figur 3 zeigt eine schematisierte Kocheinrichtung 1 in einer geschnittenen Seitenansicht.
Die Kocheinrichtung 1 weist eine Glaskeramikplatte 15 auf, unterhalb welcher die Induktionseinrichtung
12 und die Sensoreinrichtung 3 angebracht sind.
[0043] Die Sensoreinrichtung 3 weist eine erste Sensoreinheit 13 und eine andere Sensoreinheit
23 auf. Beide Sensoreinheiten 13, 23 sind zur berührungslosen Erfassung von Wärmestrahlung
geeignet und als Thermosäule bzw. Thermopile ausgebildet. Die Sensoreinheiten 13,
23 sind mit jeweils einer Filtereinrichtung 43, 53 ausgestattet und zur Erfassung
von Wärmestrahlung, welche vom Kochbereich 31 ausgeht, vorgesehen. Die Wärmestrahlung
geht beispielsweise vom Boden eines Gargutbehälters 200 aus, durchdringt die Glaskeramikplatte
15 und gelangt auf die Sensoreinheiten 13, 23. Die Sensoreinrichtung 3 ist vorteilhafterweise
direkt unterhalb der Glaskeramikplatte 15 angebracht, um einen möglichst großen Anteil
der vom Kochbereich 31 ausgehenden Wärmestrahlung ohne große Verluste erfassen zu
können. Damit sind die Sensoreinheiten 13, 23 dicht unterhalb der Glaskeramikplatte
15 vorgesehen.
[0044] Weiterhin ist eine magnetische Abschirmeinrichtung 4 vorgesehen, welche hier aus
einem Ferritkörper 14 besteht. Der Ferritkörper 14 ist hier im Wesentlichen als ein
hohler Zylinder ausgebildet und umgibt ringartig die Sensoreinheiten 13, 23. Die magnetische
Abschirmeinrichtung 4 schirmt die Sensoreinrichtung 3 gegen elektromagnetische Wechselwirkungen
und insbesondere gegen das elektromagnetische Feld der Induktionseinrichtung 12 ab.
Ohne eine solche Abschirmung könnte das magnetische Feld, welches die Induktionseinrichtung
12 beim Betrieb erzeugt, in unerwünschter Weise auch Teile der Sensoreinrichtung 3
erwärmen und somit zu einer unzuverlässigen Temperaturerfassung und einer schlechteren
Messgenauigkeit führen. Die magnetische Abschirmeinrichtung 4 verbessert somit die
Genauigkeit und Reproduzierbarkeit der Temperaturerfassung erheblich.
[0045] Die magnetische Abschirmeinrichtung 4 kann auch wenigstens zu einem Teil aus wenigstens
einem wenigstens teilweise magnetischen Material und einem wenigstens teilweise elektrisch
nicht-leitenden Material bestehen. Das magnetische Material und das elektrisch nicht-leitende
Material können dabei abwechselnd und schichtartig angeordnet sein. Möglich sind auch
andere Materialien bzw. Werkstoffe, welche wenigstens teilweise magnetische Eigenschaften
aufweisen und zudem elektrisch isolierende Eigenschaften oder wenigstens eine geringe
elektrische Leitfähigkeit aufweisen.
[0046] Die Sensoreinrichtung 3 weist wenigstens eine optische Schirmeinrichtung 7 auf, welche
dazu vorgesehen ist, Strahlungseinflüsse und insbesondere Wärmestrahlung abzuschirmen,
die von außerhalb des Erfassungsbereichs 83 auf die Sensoreinheiten 13, 23 wirken.
Dazu ist die optische Schirmeinrichtung 7 hier als eine Röhre oder ein Zylinder 17
ausgebildet, wobei der Zylinder 17 hohl ausgestaltet ist und die Sensoreinheiten 13,
23 etwa ringförmig umgibt. Der Zylinder 17 ist hier aus Edelstahl gefertigt. Das hat
den Vorteil, dass der Zylinder 17 eine reflektive Oberfläche aufweist, welche einen
großen Anteil der viel Wärmestrahlung reflektiert bzw. möglichst wenig Wärmestrahlung
absorbiert. Die hohe Reflektivität der Oberfläche an der Außenseite des Zylinders
17 ist besonders vorteilhaft für die Abschirmung gegen Wärmestrahlung. Die hohe Reflektivität
der Oberfläche an der Innenseite des Zylinders 17 ist auch vorteilhaft, um Wärmestrahlung
aus (und insbesondere nur aus) dem Erfassungsbereich 83 zu den Sensoreinheiten 13,
23 hinzuleiten. Die optische Schirmeinrichtung 7 kann auch als eine Wandung ausgestaltet
sein, welche die Sensoreinrichtung 13, 23 wenigstens teilweise und bevorzugt ringartig
umgibt. Der Querschnitt kann rund, mehreckig, oval oder abgerundet sein. Möglich ist
auch eine Ausgestaltung als Konus.
[0047] Weiterhin ist eine Isolierungseinrichtung 8 zur thermischen Isolierung vorgesehen,
welche zwischen der optischen Schirmeinrichtung 7 und der magnetischen Abschirmeinrichtung
4 angeordnet ist. Die Isolierungseinrichtung 8 besteht hier aus einer Luftschicht
18, welche sich zwischen dem Ferritkörper 14 und dem Zylinder 17 aufhält. Vorzugsweise
findet kein Austausch mit der Umgebungsluft statt, um Konvektion zu vermeiden. Möglich
ist aber auch ein Austausch mit der Umgebungsluft. Durch die Isolierungseinrichtung
8 wird insbesondere einer Wärmeleitung vom Ferritkörper 14 zum Zylinder 17 entgegen
gewirkt. Zudem ist der Zylinder 17, wie bereits oben erwähnt, mit einer reflektierenden
Oberfläche ausgerüstet, um einem Wärmeübergang vom Ferritkörper 14 zum Zylinder 17
durch Wärmestrahlung entgegen zu wirken. Eine solche Zwiebelschalen-artige Anordnung
mit einer äußeren magnetischen Abschirmeinrichtung 4 und einer inneren optischen Schirmeinrichtung
7 sowie einer dazwischen liegenden Isolierungseinrichtung 8 bietet eine besonders
gute Abschirmung der Sensoreinheiten 13, 23 vor Strahlungseinflüssen von außerhalb
des Erfassungsbereichs 83. Das wirkt sich sehr vorteilhaft auf die Reproduzierbarkeit
bzw. Zuverlässigkeit der Temperaturerfassung aus. Die Isolierungseinrichtung 8 hat
insbesondere eine Dicke zwischen etwa 0,5 mm und 5 mm und bevorzugt eine Dicke von
0,8 mm bis 2 mm und besonders bevorzugt eine Dicke von circa 1 mm.
[0048] Die Isolierungseinrichtung 8 kann aber auch wenigstens ein Medium mit einer entsprechend
geringen Wärmeleitung, wie z. B. ein Schaumstoffmaterial und/oder ein Polystyrolkunststoff
oder einen anderen geeigneten Isolierstoff umfassen.
[0049] Die Sensoreinheiten 13, 23 sind hier an einer thermischen Ausgleichseinrichtung 9
thermisch leitend angeordnet und insbesondere thermisch leitend mit der thermischen
Ausgleichseinrichtung 9 gekoppelt. Die thermische Ausgleichseinrichtung 9 weist dazu
zwei Koppeleinrichtungen 29 auf, welche hier als Vertiefungen ausgebildet sind, in
denen die Sensoreinheiten 13, 23 passgenau eingebettet sind. Dadurch wird gewährleistet,
dass sich die Sensoreinheiten 13, 23 auf einem gemeinsamen und relativ konstanten
Temperaturniveau befinden. Zudem sorgt die thermische Ausgleichseinrichtung 9 für
eine homogene Eigentemperatur der Sensoreinheit 13, 23, wenn sich diese im Betrieb
der Kocheinrichtung 1 erwärmt. Eine ungleiche Eigentemperatur kann insbesondere bei
als Thermosäulen ausgebildeten Sensoreinheiten 13, 23 zu Artefakten bei der Erfassung
führen. Zur Vermeidung einer Erwärmung der thermischen Ausgleichseinrichtung 9 durch
den Zylinder 17, ist eine Beabstandung zwischen Zylinder 17 und thermischer Ausgleichseinrichtung
9 vorgesehen. Die Kupferplatte 19 kann auch als Boden 27 des Zylinders 17 vorgesehen
sein.
[0050] Um eine geeignete thermische Stabilisierung zu ermöglichen, ist die thermische Ausgleichseinrichtung
9 hier als eine massive Kupferplatte 19 ausgebildet. Möglich ist aber auch wenigstens
zum Teil ein anderer Werkstoff mit einer entsprechend hohen Wärmekapazität und/oder
einer hohen Wärmeleitfähigkeit.
[0051] Die Sensoreinrichtung 3 weist hier eine Strahlungsquelle 63 auf, welche zur Bestimmung
der Reflexionseigenschaften des Messsystems bzw. des Emissionsgrades eines Gargutbehälters
200 einsetzbar ist. Die Strahlungsquelle 63 ist hier als eine Lampe 111 ausgebildet,
welche ein Signal im Wellenlängenbereich des Infrarotlichts sowie des sichtbaren Lichts
aussendet. Die Strahlungsquelle 63 kann auch als Diode oder dergleichen ausgebildet
sein. Die Lampe 111 wird hier neben der Reflexionsbestimmung auch zur Signalisierung
des Betriebszustandes der Kocheinrichtung 1 eingesetzt.
[0052] Um die Strahlung der Lampe 111 auf den Erfassungsbereich 83 zu fokussieren, ist ein
Bereich der thermischen Ausgleichseinrichtung 9 bzw. der Kupferplatte 19 als ein Reflektor
39 ausgebildet. Dazu weist die Kupferplatte 19 eine konkav gestaltete Senke auf, in
welcher die Lampe 111 angeordnet ist. Die Kupferplatte 19 ist zudem mit einer goldhaltigen
Beschichtung überzogen, um die Reflektivität zu erhöhen. Die goldhaltige Schicht hat
den Vorteil, dass sie die thermische Ausgleichseinrichtung 9 auch vor Korrosion schützt.
[0053] Die thermische Ausgleichseinrichtung 9 ist an einer als Kunststoffhalter ausgeführten
Halteeinrichtung 10 angebracht. Die Halteeinrichtung 10 weist eine hier nicht dargestellte
Verbindungseinrichtung 20 auf, mittels welcher die Halteeinrichtung 10 an einer Auflageeinrichtung
30 verrastbar ist. Die Auflageeinrichtung 30 ist hier als eine Leiterkarte 50 ausgebildet.
Auf der Auflageeinrichtung 30 bzw. der Leiterkarte 50 können auch weitere Bauteile
vorgesehen sein, wie z. B elektronische Bauelemente, Steuer- und Recheneinrichtungen
und/oder Befestigungs- oder Montageelemente.
[0054] Zwischen der Glaskeramikplatte 15 und der Induktionseinrichtung 12 ist eine Dichtungseinrichtung
6 vorgesehen, welche hier als eine Mikanitschicht 16 ausgebildet ist. Die Mikanitschicht
16 dient zur thermischen Isolierung, damit die Induktionseinrichtung 12 nicht durch
die Wärme des Kochbereichs 31 erhitzt wird. Zudem ist hier noch eine Mikanitschicht
16 zur thermischen Isolierung zwischen dem Ferritkörper 14 und der Glaskeramikplatte
15 vorgesehen. Das hat den Vorteil, dass die Wärmeübertragung von der im Betrieb heißen
Glaskeramikplatte 15 zum Ferritkörper 14 stark einschränkt ist. Dadurch geht vom Ferritkörper
14 kaum Wärme aus, welche auf die Isolierungseinrichtung 8 oder die optische Schirmeinrichtung
übertragen werden könnte. Die Mikanitschicht 16 wirkt somit einem unerwünschten Wärmeübergang
auf die Sensoreinrichtung 3 entgegen, was die Zuverlässigkeit der Messungen erhöht.
Zudem dichtet die Mikantischicht 16 die Sensoreinrichtung 3 staubdicht gegen die restlichen
Bereiche der Kocheinrichtung 1 ab. Die Mikanitschicht 16 hat insbesondere eine Dicke
zwischen etwa 0,2 mm und 4 mm, vorzugsweise von 0,2 mm bis 1,5 mm und besonders bevorzugt
eine Dicke von 0,3 mm bis 0,8 mm.
[0055] Die Kocheinrichtung 1 weist an der Unterseite eine Abdeckeinrichtung 41 auf, welche
hier als eine Aluminiumplatte ausgebildet ist und die Induktionseirichtung 12 abdeckt.
Die Abdeckeirichtung 41 ist mit einem Gehäuse 60 der Sensoreinrichtung 3 über eine
Verschraubung 122 verbunden. Innerhalb des Gehäuses 60 ist die Sensoreinrichtung 3
relativ zur der Glaskeramikplatte 15 elastisch angeordnet. Dazu ist eine Dämpfungseinrichtung
102 vorgesehen, welche hier eine Federeinrichtung 112 aufweist.
[0056] Die Federeinrichtung 112 ist an einem unteren Ende mit der Innenseite des Gehäuses
60 und an einem oberen Ende mit der Leiterkarte 50 verbunden. Dabei drückt die Federeinrichtung
112 die Leiterkarte 50 mit dem Ferritkörper 14 und die auf diesem angebrachte Mikanitschicht
16 nach oben gegen die Glaskeramikplatte 15. Eine solche elastische Anordnung ist
besonders vorteilhaft, da die Sensoreinrichtung 3 aus messtechnischen Gründen möglichst
nah an der Glaskeramikplatte 15 angeordnet sein soll. Diese direkt benachbarte Anordnung
der Sensoreinrichtung 3 an der Glaskeramikplatte 15 könnte bei Stößen oder Schlägen
auf die Glaskeramikplatte 15 zu Beschädigungen an dieser führen. Durch die elastische
Aufnahme der Sensoreinrichtung 3 relativ zu der Trägereinrichtung 5 werden Stöße oder
Schläge auf die Glaskeramikplatte 15 gedämpft und solche Schäden somit zuverlässig
vermieden.
[0057] Eine beispielhafte Messung, bei welcher die Temperatur des Bodens eines auf der Glaskeramikplatte
15 stehenden Topfes mit der Sensoreinrichtung 3 bestimmt werden soll, ist nachfolgend
kurz erläutert:
Bei der Messung erfasst die erste Sensoreinheit 13 vom Topfboden ausgehende Wärmestrahlung
als Mischstrahlung zusammen mit der Wärmestrahlung, welche von der Glaskeramikplatte
15 ausgesendet wird. Um daraus eine Strahlungsleistung des Topfbodens ermitteln zu
können, wird der Anteil der von der Glaskeramikplatte 15 ausgehenden Strahlungsleistung
aus der Mischstrahlungsleistung herausgerechnet. Um diesen Anteil zu bestimmen, ist
die andere Sensoreinheit 23 dazu vorgesehen, nur die Wärmestrahlung der Glaskeramikplatte
15 zu erfassen. Dazu weist die andere Sensoreinheit 23 eine Filtereinrichtung 53 auf,
welche im Wesentlichen nur Strahlung mit einer Wellenlänge größer 5 µm zur Sensoreinheit
23 durchlässt. Grund dafür ist, dass Strahlung mit einer Wellenlänge größer 5 µm nicht
bzw. kaum von der Glaskeramikplatte 15 durchgelassen wird. Die andere Sensoreinheit
23 erfasst also im Wesentlichen die von der Glaskeramikplatte 15 ausgesendete Wärmestrahlung.
Mit der Kenntnis des Anteils der Wärmestrahlung, welche von der Glaskeramikplatte
15 ausgesendet wird, kann in an sich bekannterweise der Anteil der Wärmestrahlung,
welche vom Topfboden ausgeht, bestimmt werden.
[0058] Für ein gutes Messergebnis ist es wünschenswert, dass ein möglichst großer Teil der
vom Topfboden ausgehenden Wärmestrahlung auf die erste Sensoreinheit 13 gelangt und
von dieser erfasst wird. Für Strahlung im Wellenlängenbereich von etwa 4 µm weist
die Glaskeramikplatte 15 hier eine Transmission von ungefähr 50% auf. Somit kann in
diesem Wellenlängenbereich ein großer Teil der vom Topfboden ausgehenden Wärmestrahlung
durch die Glaskeramikplatte 15 gelangen. Eine Erfassung in diesem Wellenlängenbereich
ist daher besonders günstig. Entsprechend ist die erste Sensoreinheit 13 mit einer
Filtereinrichtung 43 ausgestattet, die für Strahlung in diesem Wellenlängenbereich
sehr durchlässig ist, während die Filtereinrichtung 43 Strahlung aus anderen Wellenlängenbereichen
im Wesentlichen reflektiert. Die Filtereinrichtungen 43, 53 sind hier jeweils als
ein Interferenzfilter 433 ausgebildet und insbesondere als ein Bandpassfilter bzw.
als ein Langpassfilter ausgeführt. In anderen Ausführungsformen kann eine Erfassung
der Strahlung im Wellenlängenbereich zwischen 3µm und 5µm und insbesondere im Bereich
von 3,1µm bis 4,2µm vorgesehen sein, wobei die jeweilige Sensoreinheit und Filtereinrichtung
dann jeweils entsprechend ausgebildet bzw. angepasst ist.
[0059] Die Ermittlung einer Temperatur aus einer bestimmten Strahlungsleistung ist ein an
sich bekanntes Verfahren. Entscheidend dabei ist, dass der Emissionsgrad des Körpers
bekannt ist, von welchem die Temperatur bestimmt werden soll. Im vorliegenden Fall
muss für eine zuverlässige Temperaturbestimmung also der Emissionsgrad des Topfbodens
bekannt sein oder ermittelt werden. Die Sensoreinrichtung 3 hat hier den Vorteil,
dass sie zur Bestimmung des Emissionsgrades eines Gargutbehälters 200 ausgebildet
ist. Das ist besonders vorteilhaft, da somit ein beliebiges Kochgeschirr verwendet
werden kann und nicht etwa nur ein bestimmter Gargutbehälter, dessen Emissionsgrad
vorher bekannt sein muss.
[0060] Um den Emissionsgrad des Topfbodens zu bestimmten, sendet die Lampe 111 ein Signal,
insbesondere ein Lichtsignal, aus, welches einen Anteil an Wärmestrahlung im Wellenlängenbereich
des Infrarotlichts aufweist. Die Strahlungsleistung bzw. die Wärmestrahlung der Lampe
111 gelangt durch die Glaskeramikplatte 15 auf den Topfboden und wird dort teilweise
reflektiert und teilweise absorbiert. Die vom Topfboden reflektierte Strahlung gelangt
durch die Glaskeramikplatte 15 zurück zu der Sensoreinrichtung 3, wo sie von der ersten
Sensoreinheit 13 erfasst wird. Gleichzeitig mit der vom Topfboden reflektierten und
von der Glaskeramikplatte 15 transmittierten Signalstrahlung gelangt auch die eigene
Wärmestrahlung des Topfbodens sowie die Wärmestrahlung der Glaskeramikplatte 15 auf
die erste Sensoreinheit 13. Daher wird anschließend die Lampe 111 ausgeschaltet und
nur die Wärmestrahlung des Topfbodens und der Glaskeramikplatte 15 erfasst. Der Anteil
der reflektierten Signalstrahlung, aus dem der Emissionsgrad des Topfbodens ermittelbar
ist, ergibt sich dann prinzipiell als Differenz aus der zuvor erfassten Gesamtstrahlung
bei eingeschalteter Lampe 111 abzüglich der Wärmestrahlung des Topfbodens und der
Glaskeramikplatte bei ausgeschalteter Lampe 111.
[0061] Gemäß einer Ausführungsform ist wenigstens ein Referenzwert hinsichtlich reflektierter
Strahlung und zugehörigem Emissionsgrad in einer mit der Sensoreinrichtung zusammenwirkenden
und in den Figuren nicht dargestellten Speichereinheit hinterlegt, wobei die Speichereinheit
beispielsweise an der Leiterplatte 50 angeordnet sein kann. Der jeweilige tatsächliche
Emissionsgrad des Topfbodens ist dann basierend auf einem Vergleich der reflektierten
Signalstrahlung mit dem wenigstens einen Referenzwert ermittelbar.
[0062] Gemäß einer weiteren Ausführungsform wird der Anteil der vom Topfboden absorbierten
Signalstrahlung bestimmt. Dieser ergibt sich nach an sich bekannten Verfahren aus
der von der Lampe 111 ausgesendeten Strahlungsleistung abzüglich der vom Topfboden
reflektierten Signalstrahlung. Die Strahlungsleistung der Lampe 111 ist dabei entweder
fest eingestellt und somit bekannt oder wird beispielsweise durch eine Messung mit
der anderen Sensoreinheit 23 bestimmt. Die andere Sensoreinheit 23 erfasst dabei einen
Wellenlängenbereich der Signalstrahlung, welche nahezu vollständig von der Glaskeramikplatte
15 reflektiert wird. Somit kann die ausgesendete Strahlungsleistung in sehr gut geeigneter
Näherung bestimmt werden, wobei unter anderem eine Wellenlängenabhängigkeit der Strahlungsleitung
bzw. das Spektrum der Lampe 111 berücksichtigt werden muss. Mit Kenntnis des Anteils
der vom Topfboden absorbierten Signalstrahlung kann der Absorptionsgrad des Topfbodens
in bekannter Weise bestimmt werden. Da das Absorptionsvermögen eines Körpers prinzipiell
dem Emissionsvermögen eines Körpers entspricht, kann aus dem Absorptionsgrad des Topfbodens
der gesuchte Emissionsgrad hergeleitet werden. Mit der Kenntnis des Emissionsgrades
und des Anteils der Wärmestrahlung, welche vom Topfboden ausgeht, kann sehr zuverlässig
die Temperatur des Topfbodens bestimmt werden.
[0063] Der Emissionsgrad wird bevorzugt in möglichst kurzen Intervallen fortlaufend neu
bestimmt. Das hat den Vorteil, dass eine spätere Veränderung des Emissionsgrades nicht
zu einem verfälschten Messergebnis führt. Eine Veränderung des Emissionsgrades kann
beispielsweise dann auftreten, wenn der Kochgeschirrboden unterschiedliche Emissionsgrade
aufweist und auf der Kochstelle 21 verschoben wird. Unterschiedliche Emissionsgrade
sind sehr häufig an Kochgeschirrböden zu beobachten, da z. B. bereits leichte Verschmutzungen,
Korrosionen oder auch unterschiedliche Beschichtungen bzw. Lackierungen einen großen
Einfluss auf den Emissionsgrad haben können.
[0064] Die Lampe 111 wird hier neben der Emissionsgradbestimmung bzw. der Bestimmung des
Reflexionsverhaltens des Messsystems auch zur Signalisierung des Betriebszustandes
der Kocheinrichtung 1 eingesetzt. Dabei umfasst das Signal der Lampe 111 auch sichtbares
Licht, welches durch die Glaskeramikplatte 15 wahrnehmbar ist. Beispielsweise zeigt
die Lampe 111 einem Benutzer an, dass eine Automatikfunktion in Betrieb ist. Eine
solche Automatikfunktion kann z. B. ein Kochbetrieb sein, bei dem die Heizeinrichtung
2 in Abhängigkeit der ermittelten Topftemperatur automatisch gesteuert wird. Das ist
besonders vorteilhaft, da das Aufleuchten der Lampe 111 den Benutzer nicht verwirrt.
Der Benutzer weiß erfahrungsgemäß, dass das Aufleuchten eine Betriebsanzeige darstellt
und zum normalen Erscheinungsbild der Kocheinrichtung 1 gehört. Er kann sich also
sicher sein, dass ein Aufblitzen der Lampe 111 nicht etwa eine Funktionsstörung ist
und die Kocheinrichtung 1 möglicherweise nicht mehr richtig funktioniert. Die Lampe
111 kann auch in einer bestimmten Dauer sowie in bestimmten Abständen aufleuchten.
Möglich ist es z. B. auch, dass über unterschiedliche Blinkfrequenzen unterschiedliche
Betriebszustände ausgegeben werden können. Es sind auch unterschiedliche Signale über
unterschiedliche an/aus-Folgen möglich. Vorteilhafterweise ist für jede Kochstelle
21 bzw. jeden (möglichen) Kochbereich 31 eine Sensoreinrichtung 3 mit einer Strahlungsquelle
63 vorgesehen, welche dazu geeignet ist, wenigstens einen Betriebszustand anzuzeigen.
[0065] Für die notwendigen Berechnungen zur Bestimmung der Temperatur sowie für die Auswertung
der erfassten Größen kann wenigstens eine Recheneinheit vorgesehen sein. Die Recheneinheit
kann dabei wenigstens teilweise auf der Leiterkarte 50 vorgesehen sein. Es kann aber
auch beispielsweise die Steuereinrichtung 106 entsprechend ausgebildet sein oder es
ist wenigstens eine separate Recheneinheit vorgesehen.
[0066] Die Figur 4 zeigt eine Weiterbildung, bei welcher unterhalb der Glaskeramikplatte
15 ein Sicherheitssensor 73 befestigt ist. Der Sicherheitssensor 73 ist hier als ein
temperaturempfindlicher Widerstand ausgebildet, wie beispielsweise ein Heißleiter,
insbesondere ein NTC-Sensor, und thermisch leitend mit der Glaskeramikplatte 15 verbunden.
Der Sicherheitssensor 73 ist hier dazu vorgesehen, um eine Temperatur des Kochbereichs
31 und insbesondere der Glaskeramikplatte 15 erfassen zu können. Übersteigt die Temperatur
einen bestimmten Wert, besteht die Gefahr der Überhitzung und die Heizeinrichtungen
2 werden ausgeschaltet. Dazu ist der Sicherheitssensor 73 mit einer hier nicht dargestellten
Sicherheitseinrichtung wirkverbunden, welche in Abhängigkeit der erfassten Temperatur
einen Sicherheitszustand auslösen kann. Ein solcher Sicherheitszustand hat z. B. die
Abschaltung der Heizeinrichtungen 2 bzw. der Kocheinrichtung 1 zur Folge.
[0067] Zusätzlich ist der Sicherheitssensor 73 hier als eine weitere Sensoreinheit 33 der
Sensoreinrichtung 3 zugeordnet. Dabei werden die von dem Sicherheitssensor 73 erfassten
Werte auch für die Bestimmung der Temperatur durch die Sensoreinrichtung 3 berücksichtigt.
Insbesondere bei der Bestimmung der Temperatur der Glaskeramikplatte 15 finden die
Werte des Sicherheitssensors 73 Verwendung. So kann z. B. die Temperatur, welche mittels
der anderen Sensoreinheit 23 über die erfasste Wärmestrahlung bestimmt wurde, mit
der vom Sicherheitssensor 73 ermittelten Temperatur verglichen werden. Dieser Abgleich
kann einerseits zur Kontrolle der Funktion der Sensoreinrichtung 3 dienen, andererseits
aber auch für eine Abstimmung bzw. Einstellung der Sensoreinrichtung 3 eingesetzt
werden.
[0068] In der Figur 5 ist ebenfalls eine Sensoreinrichtung 3 gezeigt, bei welcher ein Sicherheitssensor
73 als eine weitere Sensoreinheit 33 der Sensoreinrichtung 3 zugeordnet ist. Im Unterschied
zu der in der Figur 4 beschriebenen Ausgestaltung ist hier aber keine andere Sensoreinheit
23 vorgesehen. Die Aufgabe der anderen Sensoreinheit 23 wird hier durch den Sicherheitssensor
73 übernommen. Der Sicherheitssensor 73 dient zur Ermittlung der Temperatur der Glaskeramikplatte
15. Beispielsweise kann mit Kenntnis dieser Temperatur aus der Wärmestrahlung, welche
die erste Sensoreinheit 13 erfasst, der Anteil eines Topfbodens bestimmt werden. Eine
solche Ausgestaltung hat den Vorteil, dass die andere Sensoreinheit 23 sowie eine
dazugehörende Filtereinrichtung 53 eingespart werden können. Die andere Sensoreinheit
23 kann als zweite Sensoreinheit bezeichnet werden. Die weitere Sensoreinheit 33 kann
als dritte Sensoreinheit bezeichnet werden. In der Ausgestaltung nach Fig. 5 sind
nur die erste Sensoreinheit und die dritte Sensoreinheit vorgesehen.
[0069] Eine weitere Ausführung einer Kocheinrichtung 1 ist in der Figur 6 gezeigt. Hier
ist eine gemeinsame Dichtungseinrichtung 6 für die Induktionseinrichtung 12 und den
Ferritkörper 14 der Sensoreinrichtung 3 vorgesehen. Die Dichtungseinrichtung 6 ist
als eine Mikanitschicht 16 ausgebildet, welche im Erfassungsbereich 83 der Sensoreinrichtung
3 eine Ausnehmung aufweist.
[0070] Die Figur 7 zeigt eine schematisierte, magnetische Abschirmeinrichtung 4, welche
als ein hohler, zylindrischer Ferritkörper 14 ausgebildet ist. Eine solche Ausgestaltung
ist besonders vorteilhaft, da der Ferritkörper 14 die zu schützenden Bereiche und
Teile ringförmig umschließt. Vorzugsweise weist die Wandung des Ferritkörpers 14 eine
Stärke von etwa 1 mm bis 10 mm und insbesondere von 2 mm bis 5 mm auf und besonders
bevorzugt von 2,5 mm bis 4 mm und insbesondere von 3 mm oder mehr auf.
[0071] In der Figur 8 ist eine optische Schirmeinrichtung 7 schematisch dargestellt, welche
hier als ein Zylinder 17 ausgebildet ist. Der Zylinder weist hier drei Rasteinrichtungen
80 auf, die zur Verbindung mit einer Halteeinrichtung 10 geeignet sind.
[0072] Eine thermische Ausgleichseinrichtung 9 ist in der Figur 9 dargestellt. Die thermische
Ausgleichseinrichtung 9 ist als eine Kupferplatte 19 ausgeführt. Vorzugsweise weist
die Kupferplatte eine Dicke von 0,5 mm bis 4 mm oder sogar 10 mm oder mehr auf und
besonders bevorzugt von 0,8 mm bis 2 mm und insbesondere von 1 mm oder mehr. Die Kupferplatte
19 weist hier zwei Koppeleinrichtungen 29 auf. Die Koppeleinrichtung 29 ist dazu geeignet
und vorgesehen, eine Sensoreinheit 13, 23 thermisch leitend aufzunehmen. Weiterhin
weist die Kupferplatte 19 eine Reflektoreinrichtung 39 auf, welche die Strahlung einer
Strahlungsquelle 63 reflektieren und insbesondere bündeln kann.
[0073] Figur 10 zeigt eine Halteeinrichtung 10, die als Kunststoffhalter ausgeführt ist.
Die Halteeinrichtung 10 weist vorzugsweise eine Dicke zwischen 0,3 mm und 3 mm oder
sogar 6 mm auf und besonders bevorzugt eine Dicke von 1 mm oder mehr. Die Halteeinrichtung
10 umfasst beispielsweise drei Verbindungseinrichtungen, von denen hier nur zwei Verbindungseinrichtungen
20 in der Figur sichtbar sind, mittels welcher die Halteeinrichtung 10 z. B. mit einer
Auflageeinrichtung 30 verbindbar ist. Weiterhin weist die Halteeinrichtung 10 drei
Aufnahmeeinrichtungen 40 auf, die hier als Stege ausgebildet sind. Die Aufnahmeeinrichtungen
40 sind dazu geeignet, die optische Schirmeinrichtung 7 aufzunehmen und in einem definierten
Abstand zu der magnetischen Abschirmeinrichtung 4 anzuordnen. Zur Durchführung von
Kontakten sind Aufnahmeöffnungen 70 vorgesehen. Die Halteeinrichtung 10 kann auch
weitere, hier nicht gezeigte Aufnahmeeinrichtungen 40 aufweisen, welche z. B. als
Vertiefung, Erhebung, Steg und/oder Ringnut oder dergleichen ausgebildet sein können.
Solche Aufnahmeeinrichtungen 40 sind insbesondere zur definierten Anordnung einer
magnetischen Abschirmeinrichtung 4, einer optischen Schirmeinrichtung 7, einer thermischen
Ausgleichseinrichtung 9, einer Isolierungseinrichtung 8 und/oder einer Auflageeinrichtung
30 vorgesehen.
[0074] In Figur 11 ist eine Sensoreinheit 13 zur berührungslosen Erfassung von Wärmestrahlung
aufgeführt. Die Sensoreinheit 13 ist als eine Thermosäule bzw. Thermopile ausgebildet.
Die Sensoreinheit 13 weist Kontakte auf, um sie beispielsweise mit einer Leiterkarte
50 bzw. Platine zu verbinden. In einem oberen Bereich der Sensoreinheit 13 befindet
sich der Bereich, in welchem die Wärmestrahlung erfasst wird. Auf diesem Bereich ist
hier eine Filtereinrichtung 43 angeordnet.
[0075] Figur 12a zeigt eine als Thermosäule ausgebildete Sensoreinheit 13 mit einer Filtereinrichtung
43 in einer geschnittenen, schematischen Seitenansicht. Die Filtereinrichtung 43 ist
hier auf dem Bereich angeordnet, in welchen die Wärmestrahlung auf die Sensoreinheit
13 trifft und erfasst wird. Die Filtereinrichtung 43 ist hier mit einem adhäsiven
Verbindungsmittel 430 thermisch leitend auf der Sensoreinheit 13 befestigt. Das Verbindungsmittel
430 ist hier ein Klebstoff mit einer Wärmeleitfähigkeit von mindestens 1 W m
-1 K
-1 (W/(mK)) und vorzugsweise von 0,5 W m
-1 K
-1 (W/(mK)). Möglich und bevorzugt ist auch eine Wärmeleitfähigkeit von mehr als 4 W
m
-1 K
-1(W/(mK)). Dadurch kann Wärme von der Filtereinrichtung 43 zu der Sensoreinheit 43
abgeleitet werden. Durch die Ableitung der Wärme wird verhindert, dass die Sensoreinheit
13 die Eigenwärme der Filtereinrichtung 43 erfasst, was zu einem verfälschten Messergebnis
führen würde. Beispielsweise kann die Wärme von der Filtereinrichtung 43 über die
Sensoreinheit 13 auch zu der thermischen Ausgleichseinrichtung 9 bzw. der Kupferplatte
19 weitergeleitet werden. Eine solche indirekte Ableitung der Wärme von der Filtereinrichtung
43 über die Sensoreinheit 13 zu der Kupferplatte 19 ist auch besonders günstig, da
die Kupferplatte 19 eine hohe Wärmekapazität aufweist.
[0076] Der Klebstoff kann beispielsweise ein thermisch härtender, einkomponentiger, lösungsmittelfreier
silbergefüllter Epoxid-Leitkleber sein. Durch den Anteil an Silber bzw. silberhaltiger
Verbindungen wird eine sehr günstige Wärmeleitfähigkeit erreicht. Möglich ist auch
ein Anteil anderer Metalle bzw. Metallverbindungen mit einer entsprechenden Wärmeleitfähigkeit.
Ein solcher Klebstoff gewährleistet eine thermisch leitende Verbindung, welche auch
bei den bei einer Kocheinrichtung 1 zu erwartenden Temperaturen dauerhaft und stabil
ist.
[0077] Die Filtereinrichtung 43 ist als ein Interferenzfilter 433 ausgebildet und weist
hier vier Filterschichten 432 mit einem unterschiedlichen Brechungsindex sowie mit
dielektrischen Eigenschaften auf. Dabei sind Filterschichten 432 mit höheren und niedrigeren
Brechungsindizes abwechselnd übereinander gestapelt und verbunden. Die Filterschichten
432 sind insbesondere sehr dünn, vorzugsweise wenige Nanometer bis 25 nm. Als Trägerschicht
für die Filterschichten 432 ist hier eine Filterbasis 431 aus einem Silizium-haltigen
Material mit einer Dicke von mehr als 0,2 mm von vorgesehen. Die Filtereinrichtung
43 ist dazu ausgebildet und geeignet, einen Wellenlängenbereich im Infrarotspektrum
zu transmittieren und Strahlung außerhalb dieses Bereiches im Wesentlichen zu reflektieren.
[0078] Figur 12b zeigt eine weitere Ausführung einer Sensoreinheit 13 mit einer Filtereinrichtung
43, wobei die Filtereinrichtung 43 hier nur teilweise auf der Sensoreinrichtung 13
verklebt ist. Der Bereich, in welchem die Wärmestrahlung auf die Sensoreinheit 13
trifft und erfasst wird, ist hier von einem erhöhten Randbereich umgeben. Dabei wurde
das Verbindungsmittel 430 nur in einem Randbereich aufgetragen. Das hat den Vorteil,
dass die zu erfassende Wärmestrahlung nicht durch das Verbindungsmittel 430 treten
muss, bevor sie auf die Sensoreinheit 13 trifft.
[0079] In der Figur 13 ist eine Sensoreinrichtung 3 in einer Draufsicht gezeigt. Zur besseren
Übersichtlichkeit und Unterscheidungskraft sind einige Teile bzw. Bereiche schraffiert
dargestellt. Gut zu erkennen ist, dass die Sensoreinrichtung 3 einen konzentrischen
Aufbau nach dem Zwiebelschalenprinzip aufweist. Im Inneren befindet sich eine thermische
Ausgleichseinrichtung 9 bzw. eine Kupferplatte 19, an welcher zwei Sensoreinheiten
13, 23 und eine als Lampe 111 ausgebildete Strahlungsquelle 63 angeordnet sind. Damit
keine unerwünschte Wärmestrahlung von der Seite auf die Sensoreinheiten 13, 23 einfällt,
sind die Sensoreinheiten 13, 23 von einer optischen Schirmeinrichtung 7 bzw. einem
Zylinder 17 umgeben. Der Zylinder 17 ist dabei beabstandet von der Kupferplatte 19
angeordnet, sodass möglichst kein Wärmeübergang zwischen Zylinder 17 und Kupferplatte
19 stattfinden kann. Der Zylinder 17 ist von einer magnetischen Abschirmeinrichtung
4 bzw. einem Ferritkörper 14 umgeben angeordnet. Der Ferritkörper 14 stellt die äußerste
Schicht der Sensoreinrichtung 3 dar und schirmt diese gegen elektromagnetische Wechselwirkungen
ab.
[0080] Da die Sensoreinrichtung 3 bevorzugt möglichst nah unterhalb einer Trägereinrichtung
5 vorgesehen ist, liegt auf dem Ferritkörper 14 eine Dichtungseinrichtung 6 bzw. eine
Mikanitschicht 16, welche einen Wärmeübergang von der Trägereinrichtung 5 auf den
Ferritkörper 14 erheblich verringert. Zwischen dem Ferritkörper 14 und dem Zylinder
17 ist eine Isolierungseinrichtung 8 ausgebildet. Die Isolierungseinrichtung 8 ist
hier eine Luftschicht 18. Die Luftschicht 18 wirkt einem Wärmeübergang vom Ferritkörper
14 auf den Zylinder 17 entgegen. Die Sensoreinheiten 13, 23 im Innenbereich der Sensoreinrichtung
3 sind somit sehr effektiv gegen Störeinflüsse, wie z. B. ein magnetisches Feld einer
Induktionseinrichtung 12, Wärmestrahlung von außerhalb des Erfassungsbereiches 83
sowie Erwärmung durch Wärmeleitung, geschützt. Eine derartig ausgestaltete, schalenartige
Anordnung der aufgeführten Bauteile erhöht die Zuverlässigkeit der mit der Sensoreinrichtung
3 durchgeführten Messungen erheblich.
[0081] Die Figur 14 zeigt eine Sensoreinrichtung 3 in einer Explosionsdarstellung. Die Einzelteile
sind hier räumlich voneinander getrennt dargestellt, wodurch die Anordnung der Einzelteile
innerhalb der Sensoreinrichtung 3 gut erkennbar wird. Auch der konzentrische bzw.
zwiebelschalenartige Aufbau ist hier gut zu erkennen. Neben einer verbesserten Messgenauigkeit
ermöglicht ein derartiger Aufbau auch eine besonders fertigungsfreundliche und kostengünstige
Montage der Sensoreinrichtung 3.
[0082] Bei der Montage der Sensoreinrichtung 3 kann die Reihenfolge der Einzelteile bzw.
Komponenten unterschiedlich ausgestaltet sein. Dabei ist es bevorzugt, dass einige
Komponenten bereits vorgefertigt sind. Beispielsweise kann eine Sensoreinheit 13,
23 bereits mit einer Filtereinrichtung 43, 53 thermisch leitend verklebt sein. Auch
die Leiterkarte 50 kann vor der Montage bereits teilweise mit elektronischen Bauelementen
bestückt sein. Bevorzugt ist z. B. die Strahlungsquelle 63 bereits mit der Leiterkarte
50 kontaktiert.
[0083] Zum Beispiel wird als erstes die als Kunststoffhalter ausgeführte Halteeinrichtung
10 auf der als Leiterkarte 50 ausgebildeten Auflageeinrichtung 30 montiert. Dazu weist
die Halteeinrichtung 10 wenigstens eine hier nicht dargestellte Verbindungseinrichtung
20 auf, welche mit der Leiterkarte 50 verbunden und z. B. verrastet werden kann. Eine
Halteeinrichtung 10 mit drei Verbindungseinrichtungen 20 ist in der Figur 10 gezeigt.
Danach wird die hier als Kupferplatte 19 vorgesehene thermische Ausgleichseinrichtung
9 in die Halteeinrichtung 10 eingelegt. Dann werden die als Thermosäulen bzw. Thermopiles
ausgebildeten Sensoreinheiten 13, 23 durch Aufnahmeöffnungen 70 in der Kupferplatte
19, der Halteeinrichtung 10 und der Leiterkarte 50 durchgeführt. Ein Bereich der Sensoreinheit
13, 23, im Wesentlichen der untere Bereich der Sensoreinheit 13, 23 und insbesondere
der untere Gehäuseteil der Sensoreinheit 13, 23, ist dabei thermisch leitend mit der
Kupferplatte 19 verbunden und liegt auf der Kupferplatte 19 auf. Anschließend erfolgt
die Verlötung der entsprechenden Kontakte mit der Leiterkarte 50.
[0084] Die Montage der Halteeinrichtung 10, der Kupferplatte 19 und der Sensoreinheiten
13, 23 kann auch in einer beliebigen anderen Reihenfolge durchgeführt werden. So wird
z. B. erst die Kupferplatte 19 in die Halteeinrichtung 10 eingelegt, anschließend
die Sensoreinheiten 13, 23 eingeführt und nachfolgend die Halteeinrichtung 10 mit
der Leiterkarte 50 verrastet. Auch die Kontaktierung der Sensoreinheiten 13, 23 mit
der Leiterkarte 50 kann zu einem beliebigen Zeitpunkt der Montage erfolgen.
[0085] Die Kontaktierung der als Lampe 111 ausgeführten Strahlungsquelle 63 mit der Leiterkarte
50 kann ebenfalls zu einem beliebigen Montagezeitpunkt erfolgen. Bevorzugt ist es,
die Lampe 111 zuerst mit der Leiterkarte 50 zu kontaktieren und dann mit der oben
beschriebenen Montagemöglichkeit zu beginnen.
[0086] Dann folgt die Montage der als Zylinder 17 ausgebildeten optischen Schirmeinrichtung
7. Der Zylinder 17 weist dazu hier drei Rasteinrichtungen 80 auf, welche mit den drei
Aufnahmeeinrichtungen 40 der Halteeinrichtung 10 verrastet werden. Danach wird die
als Ferritkörper 14 ausgebildete magnetische Abschirmeinrichtung 4 an der Halteeinrichtung
10 montiert. Dazu weist die Halteeinrichtung 10 bevorzugt eine weitere, hier nicht
gezeigte Aufnahmeeinrichtung 40 auf, welche als Vertiefung, Erhebung, Steg und/oder
Ringnut oder dergleichen ausgebildet sein kann. Dadurch ist insbesondere eine Aufnahme
des Ferritkörpers 14 in einem definierten Abstand zu der optischen Schirmeinrichtung
7, der thermischen Ausgleichseinrichtung 9 und/oder einer Isolierungseinrichtung 8
möglich. Nachfolgend wird die als Mikanitschicht 16 ausgebildete Dichtungseinrichtung
6 an der magnetischen Abschirmeinrichtung 4 befestigt. Andere geeignete Montagereihenfolgen
für den Zylinder 17, den Ferritkörper 14 und die Dichtungseinrichtung 6 können vorgesehen
sein.
[0087] Es können an verschiedenen Teilen der Sensoreinrichtung 3 weitere Rastverbindungen
oder Steckverbindungen oder andere übliche Verbindungsvorrichtungen vorgesehen sein,
welche ein einfaches Montieren ermöglichen und zugleich einen zuverlässigen Zusammenhalt
sowie eine definierte Anordnung der Teile gewährleisten.
Bezugszeichenliste
[0088]
- 1
- Kocheinrichtung
- 2
- Heizeinrichtung
- 3
- Sensoreinrichtung
- 4
- magnetische Abschirmeinrichtung
- 5
- Trägereinrichtung
- 6
- Dichtungseinrichtung
- 7
- optische Schirmeinrichtung
- 8
- Isolierungseinrichtung
- 9
- thermische Ausgleichseinrichtung
- 10
- Halteeinrichtung
- 11
- Kochfeld
- 12
- Induktionseinrichtung
- 13
- Sensoreinheit
- 14
- Ferritkörper
- 15
- Glaskeramikplatte
- 16
- Mikanitschicht
- 17
- Zylinder
- 18
- Luftschicht
- 19
- Kupferplatte
- 20
- Verbindungseinrichtung
- 21
- Kochstelle
- 23
- Sensoreinheit
- 26
- Dichtungseinrichtung
- 27
- Boden
- 29
- Koppeleinrichtung
- 30
- Auflageeinrichtung
- 31
- Kochbereich
- 33
- Sensoreinheit
- 39
- Reflektoreinrichtung
- 40
- Aufnahmeeinrichtung
- 41
- Abdeckeinrichtung
- 43
- Filtereinrichtung
- 50
- Leiterkarte
- 53
- Filtereinrichtung
- 60
- Gehäuse
- 63
- Strahlungsquelle
- 70
- Aufnahmeöffnungen
- 73
- Sicherheitssensor
- 80
- Rasteinrichtung
- 83
- Erfassungsbereich
- 100
- Gargerät
- 102
- Dämpfungseinrichtung
- 103
- Garraum
- 104
- Garraumtür
- 105
- Bedieneinrichtung
- 106
- Steuereinrichtung
- 111
- Lampe
- 112
- Federeinrichtung
- 122
- Verschraubung
- 200
- Gargutbehälter
- 430
- Verbindungsmittel
- 431
- Filterbasis
- 432
- Filterschicht
- 433
- Interferenzfilter
1. Kocheinrichtung (1), umfassend wenigstens ein Kochfeld (11) mit wenigstens einer Kochstelle
(21) und wenigstens eine zur Beheizung wenigstens eines Kochbereiches (31) vorgesehenen
Heizeinrichtung (2)
und wenigstens eine Sensoreinrichtung (3) zur Erfassung wenigstens einer einen Zustand
des Kochbereichs (31) charakterisierenden physikalischen Größe,
wobei die Sensoreinrichtung (3) wenigstens eine Sensoreinheit (13) zur berührungslosen
Erfassung von Wärmestrahlung aufweist,
dadurch gekennzeichnet, dass
wenigstens eine mit wenigstens einem Teil der Sensoreinrichtung (3) thermisch leitend
verbundene Filtereinrichtung (43) vorgesehen ist,
wobei die Filtereinrichtung (43) dazu ausgebildet und geeignet ist, elektromagnetische
Strahlung in Abhängigkeit der Wellenlänge zu reflektieren und in Abhängigkeit der
Wellenlänge zu transmittieren,
und wobei wenigstens ein wenigstens teilweise adhesives Verbindungsmittel (430) vorgesehen
ist,
welches dazu ausgebildet und geeignet ist, die Filtereinrichtung (43) wenigstens teilweise
mit wenigstens einem Teil der Sensoreinrichtung (3) thermisch leitend zu verbinden.
2. Kocheinrichtung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Verbindungsmittel (430) einen metallischen Anteil aufweist.
3. Kocheinrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verbindungsmittel (430) wenigstens einen Klebstoff aufweist oder wenigstens teilweise
als ein solcher ausgebildet ist.
4. Kocheinrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verbindungsmittel (430) eine hohe Wärmeleitfähigkeit und insbesondere eine Wärmeleitfähigkeit
von wenigstens 0,5 W x m-1 x K-1 aufweist.
5. Kocheinrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Filtereinrichtung (43) dazu ausgebildet und geeignet ist, elektromagnetische
Strahlung wenigstens eines Wellenlängenbereiches im Wesentlichen zu transmittieren
und elektromagnetische Strahlung wenigstens eines anderen Wellenlängenbereiches im
Wesentlichen zu reflektieren.
6. Kocheinrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Filtereinrichtung (43) dazu ausgebildet und geeignet ist, elektromagnetische
Strahlung von wenigstens zwei unterschiedlichen Wellenlängenbereichen im Wesentlichen
zu transmittieren und elektromagnetische Strahlung wenigstens eines anderen Wellenlängenbereiches
im Wesentlichen zu reflektieren.
7. Kocheinrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Filtereinrichtung (43) wenigstens zwei Filterschichten (432) mit einem unterschiedlichen
Brechungsindex umfasst und/oder ein Interferenzfilter (433) aufweist oder als ein
solches ausgebildet ist.
8. Kocheinrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Filtereinrichtung (43) wenigstens teilweise an wenigstens einer Sensoreinheit
(13) wenigstens teilweise thermisch leitend angeordnet und insbesondere thermisch
leitend verklebt ist.
9. Kocheinrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Kochfeld (11) wenigstens eine Trägereinrichtung (5) aufweist, welche zum Positionieren
wenigstens eines Gargutbehälters geeignet und ausgebildet ist und dass die Sensoreinrichtung
(3) in Einbaulage des Kochfeldes (11) wenigstens teilweise unterhalb der Trägereinrichtung
(5) und benachbart zu wenigstens einem Teil der Heizeinrichtung (2) angeordnet ist.
10. Kocheinrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Filtereinrichtung (43) dazu ausgebildet und geeignet ist, elektromagnetische
Strahlung eines Wellenlängenbereiches zu transmittieren, welcher auch von der Trägereinrichtung
(5) wenigstens teilweise transmittierbar ist.
11. Kocheinrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensoreinrichtung (3) wenigstens eine thermische Ausgleichseinrichtung (9) umfasst,
wobei die thermische Ausgleichseinrichtung (9) wenigstens eine Koppeleinrichtung (29)
aufweist, welche dazu geeignet und ausgebildet ist, die Sensoreinheit (13) mit der
thermischen Ausgleichseinrichtung (9) wenigstens teilweise thermisch leitend zu verbinden.
12. Kocheinrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Wärme von der Filtereinrichtung (43) wenigstens teilweise an die thermische Ausgleichseinrichtung
(9) ableitbar ist.
13. Kocheinrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens zwei Sensoreinheiten (13, 23) und wenigstens zwei Filtereinrichtungen
(43, 53) vorgesehen sind, wobei die eine Filtereinrichtung (43) einer Sensoreinheit
(13) zugeordnet und dazu ausgebildet und geeignet ist, elektromagnetische Strahlung
eines Wellenlängenbereiches zu transmittieren und die andere Filtereinrichtung (53)
einer anderen Sensoreinheit (23) zugeordnet und dazu ausgebildet und geeignet ist,
elektromagnetische Strahlung eines anderen Wellenlängenbereiches zu transmittieren.
1. Cooking device (1) comprising at least one hob (11) having at least one hot plate
(21) and at least one heating device (2) provided for heating at least one cooking
region (31),
and at least one sensor device (3) for detecting at least one physical variable which
characterises a state of the cooking region (31),
the sensor device (3) comprising at least one sensor unit (13) intended to detect
thermal radiation in a contactless manner,
characterised in that
at least one filter device (43) which is connected to at least part of the sensor
device (3) in a thermally conducting manner is provided,
the filter device (43) being designed and suitable for reflecting and transmitting
electromagnetic radiation based on wavelength,
and at least one connecting means (430) being provided which is adhesive at least
in part and
is designed and suitable for connecting the filter device (43) at least in part to
at least part of the sensor device (3) in a thermally conducting manner.
2. Cooking device (1) according to claim 1, characterised in that the connecting means (430) comprises a proportion of metal.
3. Cooking device (1) according to any of the preceding claims, characterised in that the connecting means (430) comprises at least one adhesive or is formed as an adhesive
at least in part.
4. Cooking device (1) according to any of the preceding claims, characterised in that the connecting means (430) has good thermal conductivity and in particular a thermal
conductivity of at least 0.5 W x m-1 x K-1.
5. Cooking device (1) according to any of the preceding claims, characterised in that the filter device (43) is designed and suitable for substantially transmitting electromagnetic
radiation of at least one wavelength range and substantially reflecting electromagnetic
radiation of at least one other wavelength range.
6. Cooking device (1) according to any of the preceding claims, characterised in that the filter device (43) is designed and suitable for substantially transmitting electromagnetic
radiation of at least two different wavelength ranges and substantially reflecting
electromagnetic radiation of at least one other wavelength range.
7. Cooking device (1) according to any of the preceding claims, characterised in that the filter device (43) comprises at least two filter layers (432) having a different
refractive index and/or comprises an interference filter (433) or is designed as an
interference filter.
8. Cooking device (1) according to any of the preceding claims, characterised in that the filter device (43) is arranged at least in part on at least one sensor unit (13)
such that heat is conducted at least in part, and said filter device is adhered in
particular in a thermally conducting manner.
9. Cooking device (1) according to any of the preceding claims, characterised in that the hob (11) comprises at least one support device (5) which is suitable and designed
for positioning at least one container for food to be cooked, and in that the sensor device (3) is arranged below the support device (5) at least in part and
adjacent to at least part of the heating device (2) when the hob (11) is installed.
10. Cooking device (1) according to any of the preceding claims, characterised in that the filter device (43) is designed and suitable for transmitting electromagnetic
radiation of one wavelength range which can also be transmitted by the support device
(5) at least in part.
11. Cooking device (1) according to any of the preceding claims, characterised in that the sensor device (3) comprises at least one heat compensating device (9), the heat
compensating device (9) having at least one coupling device (29) which is suitable
and designed for connecting the sensor unit (13) to the heat compensating device (9)
such that heat is conducted at least in part.
12. Cooking device (1) according to any of the preceding claims, characterised in that heat from the filter device (43) can be diverted to the heat compensating device
(9) at least in part.
13. Cooking device (1) according to any of the preceding claims, characterised in that at least two sensor units (13, 23) and at least two filter devices (43, 53) are provided,
one of the filter devices (43) being assigned to a sensor unit (13) and being designed
and suitable for transmitting electromagnetic radiation of one wavelength range and
the other filter device (53) being assigned to another sensor unit (23) and being
designed and suitable for transmitting electromagnetic radiation of another wavelength
range.
1. Dispositif de cuisson (1), comprenant au moins une table de cuisson (11) avec au moins
un emplacement de cuisson (21) et au moins un dispositif chauffant (2) prévu pour
le chauffage d'au moins une zone de cuisson (31),
et au moins un dispositif de capteur (3) pour la détection d'au moins une grandeur
physique caractérisant un état de la zone de cuisson (31), le dispositif de capteur
(3) présentant au moins une unité de capteur (13) pour la détection sans contact de
rayonnement thermique, caractérisé en ce
qu'il est prévu au moins un dispositif de filtrage (43) raccordé de façon thermiquement
conductrice à au moins une partie du dispositif de capteur (3),
le dispositif de filtrage (43) étant constitué et approprié pour réfléchir le rayonnement
électromagnétique en fonction de la longueur d'onde et pour le transmettre en fonction
de la longueur d'onde,
et au moins un moyen de raccordement (430) au moins partiellement adhésif étant prévu,
qui est constitué et approprié pour raccorder de façon thermiquement conductrice le
dispositif de filtrage (43) au moins partiellement à au moins une partie du dispositif
de capteur (3).
2. Dispositif de cuisson (1) selon la revendication 1, caractérisé en ce que le moyen de raccordement (430) présente une fraction métallique.
3. Dispositif de cuisson (1) selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le moyen de raccordement (430) présente au moins une colle ou est au moins partiellement
constitué en tant que tel.
4. Dispositif de cuisson (1) selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le moyen de raccordement (430) présente une conductibilité thermique élevée et en
particulier une conductibilité thermique d'au moins 0,5 W x m-1 x K-1.
5. Dispositif de cuisson (1) selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le dispositif de filtrage (43) est constitué et approprié pour transmettre essentiellement
le rayonnement électromagnétique d'au moins une plage de longueur d'onde et pour réfléchir
essentiellement le rayonnement électromagnétique d'au moins une autre plage de longueur
d'onde.
6. Dispositif de cuisson (1) selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le dispositif de filtrage (43) est constitué et approprié pour transmettre essentiellement
le rayonnement électromagnétique d'au moins deux plages de longueur d'onde différentes
et pour réfléchir essentiellement le rayonnement électromagnétique d'au moins une
autre plage de longueur d'onde.
7. Dispositif de cuisson (1) selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le dispositif de filtrage (43) comprend au moins deux couches de filtrage (432) avec
un indice de réfraction différent et/ou présente un filtre d'interférence (433) ou
est constitué en tant que tel.
8. Dispositif de cuisson (1) selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le dispositif de filtrage (43) est disposé au moins partiellement de façon au moins
partiellement thermiquement conductrice sur au moins une unité de capteur (13) et
est en particulier collé de façon thermiquement conductrice.
9. Dispositif de cuisson (1) selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la table de cuisson (11) présente au moins un dispositif de support (5) qui est approprié
et constitué pour le positionnement d'au moins un récipient de produit à cuire, et
en ce que le dispositif de capteur (3), dans la position de montage de la table de cuisson
(11), est disposé au moins partiellement au-dessous du dispositif de support (5) et
au voisinage d'au moins une partie du dispositif chauffant (2).
10. Dispositif de cuisson (1) selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le dispositif de filtrage (43) est constitué et approprié pour transmettre le rayonnement
électromagnétique d'une plage de longueur d'onde qui peut être transmise au moins
partiellement également par le dispositif de support (5).
11. Dispositif de cuisson (1) selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le dispositif de capteur (3) comprend au moins un dispositif d'équilibrage thermique
(9), le dispositif d'équilibrage thermique (9) présentant au moins un dispositif de
couplage (29) qui est approprié et constitué pour raccorder au moins partiellement
de façon thermiquement conductrice l'unité de capteur (13) au dispositif d'équilibrage
thermique (9).
12. Dispositif de cuisson (1) selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la chaleur du dispositif de filtrage (43) peut être détournée au moins partiellement
vers le dispositif d'équilibrage thermique (9).
13. Dispositif de cuisson (1) selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'au moins deux unités de capteur (13, 23) et au moins deux dispositifs de filtrage
(43, 53) sont prévus, un dispositif de filtrage (43) étant affecté à une unité de
capteur (13) et étant constitué et approprié pour transmettre le rayonnement électromagnétique
d'une plage de longueur d'onde, et l'autre dispositif de filtrage (53) étant affecté
à une autre unité de capteur (23) et étant constitué et approprié pour transmettre
le rayonnement électromagnétique d'une autre plage de longueur d'onde.