DE19700753C2 - Kochfeld mit einer nicht-metallischen Kochplatte - Google Patents
Kochfeld mit einer nicht-metallischen KochplatteInfo
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- F24C15/106—Tops, e.g. hot plates; Rings electrically heated electric circuits
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- H05B2213/05—Heating plates with pan detection means
Description
Die Erfindung betrifft ein Kochfeld mit einer nichtmetallischen Kochplatte,
insbesondere einer Glaskeramik-Kochplatte, die mindestens eine Kochzone
aufweist, der eine elektrische Heizeinheit zugeordnet ist, und mit einer
Vorrichtung zur Erkennung des Vorhandenseins und/oder der Größe von
metallischen Töpfen auf der Kochzone, die einen im Bereich der Kochzone
angeordneten Meßfühler und eine mit dem Meßfühler in Verbindung stehenden
Auswerteinrichtung aufweist.
Eine Kochstelle mit einer Schalteinrichtung für die Energiezufuhr der
Heizeinrichtung ist aus der österreichischen Patentschrift Nr. 238 331 bekannt.
Die Schalteinrichtung gibt die Energiezufuhr zur Heizeinrichtung beim Aufsetzen
des Kochtopfes frei und unterbricht die Energiezufuhr beim Abnehmen des
Topfes. Die Erkennung des Topfes auf der Kochstelle erfolgt mittels eines
Näherungsschalters, der in der Druckschrift nicht näher spezifiziert ist.
Die DE-A 35 33 997 und DE-A 33 27 622 beschreiben Topferkennungssysteme
mit optischen Fühlern. Topferkennungssysteme mit induktiven Fühlern sind aus
der DE-A 37 11 589 und DE 37 33 108 C1 bekannt.
Die bekannten induktiven Näherungsschalter beruhen auf dem Prinzip der
Dämpfung eines Schwingkreises infolge von Wirbelstromverlusten in Metallen,
die sich im magnetischen Streufeld der Sensorspule befinden. Nachteilig ist, daß
die Spule eine Vielzahl von Windungen aufweisen muß, um eine ausreichende
Empfindlichkeit zu erzielen. Darüber hinaus führen Veränderungen der
elektrischen Eigenschaften des Spulenmaterials bei den hohen Temperaturen, die
in den Kochzonen der Kochmulden auftreten, zu einem Temperaturgang des
Meßsignals, der in der Größenordnung der durch das Aufstellen oder Wegnehmen
der Töpfe verursachten Signale liegt. Zur Vermeidung von Meßfehlern aufgrund
von Temperaturänderungen ist es bekannt, Signaländerungsgeschwindigkeiten
auszuwerten. Eine relativ aufwendige Temperaturkompensation kann dann
entfallen.
Die EP-A 0 442 275 und EP-A 0 469 189 beschreiben derartige
Topferkennungssysteme mit einem induktiven Sensor in Form einer Spule, die
Teil eines Schwingkreises ist. Um die Signaländerung beim Aufstellen bzw.
Wegnehmen der Töpfe von der Signaländerung unterscheiden zu können, die auf
Temperaturänderungen zurückzuführen ist, wird die unterschiedliche
Signaländerungsgeschwindigkeit erfaßt, die sich beim Aufstellen bzw.
Wegnehmen der Töpfe deutlich von der Signaländerungsgeschwindigkeit infolge
von Temperaturänderungen unterscheidet. Nachteilig ist aber, daß sich die obigen
Systeme permanent im Bereitschaftsmodus befinden müssen, da die Töpfe nur
beim Aufstellen oder Wegnehmen erkannt werden können. Eine statische
Topferkennung ist hingegen nicht möglich.
Kapazitive Sensoren zur Topferkennung sind aus der WO 90/07851 A1 und EP-A
0 429 120 bekannt. Diese Sensoren sind insofern nachteilig, als nur kleine,
schwer auswertbare Nutzsignale gewonnen werden und die Systeme störanfällig
gegen elektromagnetische Einflüsse sind. Darüber hinaus können die Meßsignale
durch nichtmetallische Materialien, wie z. B. Hände, feuchte Tücher etc.
beeinflußt werden.
Die US 43 34 135 beschreibt ein Topferkennungssystem für induktiv beheizte
Kochzonen einer Glaskeramik-Kochfläche eines Kochfeldes, bei dem im Raum
zwischen der Induktions-Heizspule und dem Topf eine Empfangsspule angeordnet
ist. Wird ein Topf auf die Kochzone gestellt, wird ein magnetischer Kreis
geschlossen und es entsteht ein vergrößerter magnetischer Fluß; die
Empfangsspule wird von dem entsprechend verstärkten magnetischen Feld erfaßt
und gibt ein Erkennungssignal ab. Eine Messung des Magnetfeldes, das den im
Topf erzeugten Wirbelströmen entstammt, ist im bekannten System nicht
vorgesehen.
Prinzipbedingt funktioniert die bekannte Topferkennung nur mit
ferromagnetischem Geschirr bei induktiv beheizten Kochzonen, d. h. Töpfe aus
nichtferromagnetischen Materialien, wie Guß, Edelstahl, Aluminium können mit
Nachteil mit dem bekannten System nicht erkannt werden.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das eingangs bezeichnete Kochfeld so
auszubilden, daß eine Erkennung von metallischen, auch aus einem
nichtferromagnetischen Material bestehenden Töpfen auf einer nichtmetallischen,
elektrisch beheizte Kochzonen aufweisender Kochplatte mit großer Sicherheit
erlaubt, ohne daß eine Bewegung der Töpfe erforderlich ist und ohne daß das
System in dauernder Bereitschaft sein muß.
Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß dadurch, daß der Meßfühler
mindestens eine Meß-Primärspule zur Erzeugung eines magnetischen Prüf-
Wechselfeldes und mindestens eine Meß-Sekundärspule aufweist, die in einer
Ebene derart angeordnet sind, daß die Meß-Sekundärspule von dem magnetischen
Prüf-Wechselfeld der Meß-Primärspule durchsetzt wird, wobei die
Auswerteinrichtung, die in der Meß-Sekundärspule induzierte Spannung
überwacht und eine Veränderung der Induktionsspannung infolge der in einem
Topf auftretenden Wirbelströme zur Erkennung des Vorhandenseins und/oder der
Größe des Topfes erfaßt.
Die Topferkennung beruht bei der Erfindung auf der Auswirkung leitender
Materialien auf die transformatorische Kopplung zweier Spulen. Der Meßfühler
weist mindestens eine Meß-Primärspule zur Erzeugung eines magnetischen
Wechselfeldes und eine Meß-Sekundärspule auf, die derart angeordnet ist, daß
diese von dem magnetischen Wechselfeld der Meß-Primärspule durchsetzt wird.
Das Magnetfeld erzeugt in dem Metalltopf einen Wirbelstrom, der wiederum ein
seiner Ursache entgegenwirkendes magnetisches Feld erzeugt, welches zu einer
Veränderung der in der Meß-Sekundärspule induzierten Spannung führt. Da die
Höhe der Induktionsspannung von der Größe bzw. der Form des Topfes abhängig
ist, kann auch die Topfgröße bzw. Topfform ermittelt werden.
Die Veränderung der Induktionsspannung ist weitgehend unabhängig von den
ferromagnetischen Eigenschaften des Topfes, insbesondere des Topfbodens.
Vielmehr ist die Leitfähigkeit die entscheidende Einflußgröße. Obwohl
Topfmaterialien wie Edelstahl, Eisen, Kupfer und Aluminium sich deutlich in
ihrem ferromagnetischen Verhalten unterscheiden, ist dennoch eine Erkennung
sowohl des Vorhandenseins eines Topfes als auch der Größe des Topfes mit
großer Zuverlässigkeit möglich. Andere als metallisch leitende Materialien, wie
z. B. Hände, feuchte Tücher etc., die in das magnetische Wechselfeld gebracht
werden, können nicht zu Fehlfunktionen führen.
Unter metallischen Töpfen werden nicht nur diejenigen Töpfe verstanden, die
vollständig aus metallischem Material bestehen, sondern auch Töpfe, die
metallische Teile enthalten. Denn zur Erkennung eines Topfes reicht es aus, wenn
zumindest einige Teile desselben leitfähig sind.
Die metallischen Töpfe, die in das magnetische Wechselfeld gebracht werden,
können je nach der geometrischen Anordnung der Meß-Primär- und Meß-
Sekundärspule zu einer Erhöhung oder Verringerung der in der Sekundärspule
induzierten Spannung führen. Beide Effekte können von der Auswerteinrichtung
erfaßt und zur Erkennung des Vorhandenseins und/oder der Größe der Töpfe
herangezogen werden.
Der Meßfühler erlaubt eine statische Topferkennung, d. h. schon beim Einschalten
erkennt der Meßfühler, ob sich ein Topf auf der Heiz- oder Kochzone befindet
bzw. wie groß der Topf ist. Die Auswertung von
Signaländerungsgeschwindigkeiten ist nicht erforderlich. Es genügt der Vergleich
der Induktionsspannung mit einer für das Vorhandensein eines Topfes bzw. für
die Topfgröße charakteristischen Referenzspannung.
In einer bevorzugten Ausführungsform weist die Auswerteinheit, in der die
Veränderung der Induktionsspannung zur Topferkennung erfaßt wird, einen
Komparator auf. Der Komparator vergleicht ein Signal, das der in der Meß-
Sekundärspule induzierten Spannung proportional ist, mit einem für das
Vorhandensein des Topfes charakteristischen Schwellwert, so daß beim Erreichen
des Schwellwertes auf das Vorhandensein des Topfes geschlossen werden kann.
Zur Erkennung unterschiedlicher Topfgrößen kann ein Komparator vorgesehen
sein, der das Signal mit für Töpfe unterschiedlicher Größe charakteristischen
Schwellwerten vergleicht.
Für die Erkennung des Vorhandenseins eines Topfes und/oder der Topfgröße ist
grundsätzlich nur eine Meß-Primärspule und eine Meß-Sekundärspule
erforderlich. Das magnetische Wechselfeld kann aber auch mit mehreren Meß-
Primärspulen erzeugt werden. So können beispielsweise den einzelnen Kochzonen
zugeordnete Meß-Primärspulen in Reihe geschaltet werden.
Mit einer erhöhten Genauigkeit kann die Erkennung unterschiedlicher Topfgrößen
erfolgen, wenn für jede Topfgröße, die erkannt werden soll, eine Meß-
Sekundärspule vorgesehen ist, der jeweils ein Komparator mit einem für die
jeweilige Topfgröße charakteristischen Schwellwert zugeordnet ist. Die einzelnen
Spulen lassen sich unabhängig voneinander derart ausbilden, daß bei der
jeweiligen Topfgröße eine besonders signifikante Veränderung der
Induktionsspannung zu verzeichnen ist.
In bevorzugter Ausgestaltung sind die Meß-Spulen des Meßfühlers als
Leiterbahnen ausgebildet, die auf einer Tragplatte, vorzugsweise auf der
Unterseite der Glaskeramik-Kochplatte, aufgebracht sind. Da eine ausreichende
Empfindlichkeit auch mit Spulen erzielt wird, die nur eine Windung aufweisen,
können die Leiterbahnen in Form von Schleifen ausgebildet sein. Diese
Anordnung hat den Vorteil, daß eine Kontaktierung im Mittenbereich der Meß-
Spule, der vorzugsweise innerhalb der Kochzone liegt, nicht erforderlich ist.
Die Meß-Primär- und Meß-Sekundärspule können derart angeordnet sein, daß die
von der Leiterschleife der Meß-Primärspule aufgespannte Fläche innerhalb der
von der Leiterschleife der Meß-Sekundärspule aufgespannten Fläche liegt oder die
von der Meß-Sekundärspule aufgespannte Fläche innerhalb der von der Meß-
Primärspule aufgespannten Fläche liegt. Weiterhin sind Anordnungen möglich,
bei denen Meß-Primär- und Meß-Sekundärspulen nebeneinanderliegen und keine
gemeinsame Fläche einschließen. Allein entscheidend ist, daß die Meß-
Sekundärspule von dem magnetischen Wechselfeld der Meß-Primärspule
durchsetzt wird.
Die Kompensation der Temperaturabhängigkeit des Meßfühlers, die auf eine
Änderung des Widerstandes der Meß-Primärspule infolge der
Temperaturerhöhung beim Kochen zurückzuführen ist, erfolgt vorteilhafterweise
durch einen konstanten Erregerstrom. Daher kann die Auswertung mit festen,
d. h. von der Temperatur unabhängigen Schwellwerten erfolgen.
Im folgenden werden vier Ausführungsbeispiele der Erfindung näher erläutert.
Es zeigen:
Fig. 1 das Blockschaltbild einer bevorzugten Ausführungsform einer
Vorrichtung zur Erkennung des Vorhandenseins eines Topfes auf
der Kochzone eines Herdes mit einer Glaskeramikkochfläche,
Fig. 2 das Blockschaltbild einer bevorzugten Ausführungsform einer
Vorrichtung, die sowohl die Erkennung des Vorhandenseins eines
Topfes als auch der Größe des Topfes erlaubt und
Fig. 3 das Blockschaltbild einer weiteren Ausführungsform der
Vorrichtung zur Erkennung des Vorhandenseins und der Größe
eines Topfes,
Fig. 4 eine weitere Ausführungsform der Spulenanordnung der
Vorrichtung,
Fig. 5a den Feldverlauf bei der Spulenanordnung gemäß Fig. 4, wobei der
Topf von der Kochplatte abgenommen ist und
Fig. 5b den Feldverlauf bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 4, wobei
der Topf auf die Kochplatte aufgestellt ist.
Die Glaskeramikkochflächen der bekannten Herde weisen mehrere Kochzonen
auf. Eine der Kochzonen der in Fig. 1 nur andeutungsweise dargestellten
Glaskeramikkochfläche 1 ist in gestrichelter Linie 2 angedeutet.
Die Vorrichtung zur Topferkennung weist einen im Bereich der Kochzone 2
angedeuteten Meßfühler 3, einen Wechselspannungsgenerator 4, eine
Auswerteinheit 5 und eine Steuer- oder Schalteinheit 6 für die Heizeinheit 7 der
Kochzone auf.
Der Meßfühler 3 besteht aus einer kreisringförmigen Meß-Primärspule 8 mit den
Anschlüssen 8a, 8b und einer kreisringförmigen Meß-Sekundärspule 9 mit den
Anschlüssen 9a, 9b. Die beiden Spulen 8, 9 sind als Leiterbahnen ausgebildet, die
auf der Unterseite der Kochfläche innerhalb der Kochzone aufgebracht sind,
wobei die Meß-Primärspule 8 von der Meß-Sekundärspule 9 umschlossen wird.
Alternativ ist es aber auch möglich, daß die Meß-Sekundärspule von der Meß-
Primärspule umschlossen wird.
Der Wechselspannungsgenerator 4 weist eine Wechselspannungsquelle 10 auf, die
mit der Primärwicklung 11a eines Transformators 11 verbunden ist, an dessen
Sekundärwicklung 11b die Meß-Primärspule 8 des Meßfühlers 3 angeschlossen
ist.
Die Auswerteinheit 5 weist ebenfalls einen Transformator 12 zur massefreien
Kopplung auf, dessen Primärwicklung 12a parallel zu der Sekundärspule 9 des
Meßfühlers 3 geschaltet ist. An der Sekundärwicklung 12b des Transformators 12
ist über zwei Signalleitungen 22 ein Gleichrichter 13 angeschlossen, der über
zwei weitere Signalleitungen 14 mit einem Komparator 15 verbunden ist.
Die Steuer- oder Schalteinheit 6 weist ein Relais 16a auf, über dessen
Schaltkontakt 16b die Energiezufuhr zu der Heizeinheit 7 unterbrochen wird. Das
Relais ist über zwei Signalleitungen 17 mit dem Signalsausgang des Komparators
15 verbunden.
Während des Betriebs wird die Meß-Primärspule 8 des Meßfühlers 3 von einem
hochfrequenten Wechselstrom durchflossen, so daß ein die Meß-Sekundärspule 9
durchsetzendes magnetisches Wechselfeld erzeugt wird. Die in der Meß-
Sekundärspule 9 induzierte Wechselspannung wird über den Transformator 12 der
Auswerteinheit 5 abgegriffen und in dem Gleichrichter 13 gleichgerichtet.
Wird auf die Kochfläche ein metallischer Topf aufgesetzt, so führt dies zu einer
Veränderung der Induktionsspannung infolge der in dem metallischen Material
des Topfes erzeugten Wirbelströmen, die ein dem magnetischen Wechselfeld
entgegenwirkendes Magnetfeld erzeugen.
Die Verringerung der Induktionsspannung wird in dem Komparator 15
festgestellt, der die Spannung mit einem für das Vorhandensein eines Topfes
charakteristischen Schwellwert vergleicht. Bei Unterschreiten des Schwellwertes
liegt an dem Signalausgang des Komparators 15 eine Steuerspannung, so daß der
Schaltkontakt 16b der Steuer- oder Schalteinheit 6 geschlossen und die Heizeinheit
7 aktiviert wird. Wenn der Topf von der Kochfläche abgenommen wird, liegt die
Induktionsspannung oberhalb des Schwellwertes, so daß der Schaltkontakt 16b
unterbrochen und die Heizeinheit 7 deaktiviert wird.
Fig. 2 zeigt eine weitere Ausführungsform der Vorrichtung, wobei diejenigen
Teile, die den Teilen des in Fig. 1 beschriebenen Ausführungsbeispiels
entsprechen, mit den gleichen Bezugszeichen versehen sind. Die Ausführungsform
gemäß Fig. 2 erlaubt nicht nur die Erkennung des Vorhandenseins eines Topfes
auf der Kochzone eines Herdes, sondern auch die Feststellung der Topfgröße.
Hierzu ist der Komparator 15' als Schwellwertschalter mit zwei Schwellwerten
ausgebildet, wobei der erste Schwellwert größer als der zweite Schwellwert ist.
Der zweite Signalausgang des Komparators 15' ist über die Steuerleitungen 17'
mit dem Relais 16a' einer zweiten Steuer- und Schalteinheit 6' für eine zweite
Heizeinheit 7' der Kochzone verbunden, die beim Schließen des Schaltkontaktes
16b' aktiviert wird.
Wenn auf der Kochzone 2 kein Topf abgestellt ist, liegt die Induktionsspannung
der Meß-Sekundärspule 9 oberhalb der beiden Schwellwerte, so daß die
Schaltkontakte 16b und 16b' geöffnet und beide Heizeinheiten 7, 7' deaktiviert
sind. Wird ein Topf mit einem kleinen Durchmesser aufgesetzt, so daß die
Induktionsspannung unterhalb des ersten aber oberhalb des zweiten Schwellwertes
liegt, so wird nur der erste Heizkreis durch Schließen des ersten Schaltkontaktes
16b aktiviert. Der zweite Heizkreis wird durch Schließen des zweiten
Schaltkontaktes 16b' dann zugeschaltet, wenn ein Topf mit einem größeren
Durchmesser aufgesetzt wird, so daß die Induktionsspannung unterhalb des ersten
und zweiten Schwellwertes liegt.
Fig. 3 zeigt eine alternative Ausführungsform der Vorrichtung zur Erkennung des
Vorhandenseins und der Größe von Töpfen, wobei diejenigen Teile, die den
Teilen der in den Fig. 1 und 2 beschriebenen Ausführungsbeispielen
entsprechen, mit den gleichen Bezugszeichen versehen sind. Die Ausführungsform
gemäß Fig. 3 ist wie das Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 2 für die Kochzone
eines Herdes bestimmt, der in zwei Bereiche unterteilt ist und von zwei
zuschaltbaren Heizeinheiten beheizt wird. Das Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 3
unterscheidet sich von der Ausführungsform gemäß Fig. 1 dadurch, daß für jede
Topfgröße eine eigene Meß-Sekundärspule mit einer eigenen Auswerteinheit
vorgesehen ist.
In Fig. 3 sind die beiden Heizbereiche durch gestrichelte Linien 18, 19
angedeutet. Die Meß-Primärspule 8 und die Meß-Sekundärspule 9 sind in dem
inneren Heizbereich 18 angeordnet, wobei die Meß-Sekundärspule 9 von der
Meß-Primärspule 8 umschlossen wird. Die zweite kreisringförmige Meß-
Sekundärspule 20 ist in dem äußeren Heizbereich 19 angeordnet. Diese
umschließt die Meß-Primärspule 8 und die erste Meß-Sekundärspule 9 und wird
ebenfalls von dem magnetischen Wechselfeld der Meß-Primärspule 8 durchsetzt.
Die Vorrichtung weist neben der Auswerteinheit 5 und Steuer- und Schalteinheit 6
der ersten Meß-Sekundärspule 9 noch die zweite Auswerteinheit 5" und Steuer-
und Schalteinheit 6" gleichen Aufbaus auf, die den Transformator 12", den
Gleichrichter 13", den Komparator 15" sowie das Relais 16a" mit dem
Schaltkontakt 16b" umfaßt, der die Energiezufuhr zu der Heizeinheit 7" des
äußeren Heizkreises ein- bzw. ausschaltet.
Während der Komparator 15 der ersten Auswerteinheit 5 die in der ersten Meß-
Sekundärspule 9 induzierte Spannung mit einem ersten Schwellwert vergleicht,
die für eine den inneren Heizbereich 18 abdeckenden Topf charakteristisch ist,
erfolgt in dem zweiten Komparator 15" der zweiten Auswerteinheit 5" ein
Vergleich mit einem Schwellwert, der für einen Topf mit einem größeren
Durchmesser charakteristisch ist.
Wenn auf der Kochzone 2 kein Topf abgestellt ist, liegen die
Induktionsspannungen der ersten und zweiten Meß-Sekundärspule 9, 20 oberhalb
der beiden Schwellwerte, so daß die Schaltkontakte 16b und 16b" geöffnet und
beide Heizeinheiten 7, 7" deaktiviert sind. Wird ein Topf aufgesetzt, der nur den
inneren Bereich 18 der Kochzone 2 abdeckt, so wird nur der erste Heizkreis
durch Schließen des ersten Schaltkontakts 16b aktiviert. Der zweite Heizkreis
wird durch Schließen des zweiten Schaltkontaktes 16b" dann zugeschaltet, wenn
der Topf auch die äußere Kochzone 19 abdeckt.
Fig. 4 zeigt eine geometrische Anordnung der Leiterbahnen von Meß-Primär- und
Sekundärspule 8', 9', bei der das Aufstellen eines Topfes auf die Kochzone 2 der
Glaskeramikkochplatte 1 zu einer der in der Meß-Sekundärspule 9' induzierten
Spannung führt. Die Meß-Primärspule 8' weist eine kreisringförmige Leiterbahn
auf, die innerhalb der Kochzone 2 verläuft. Die Meß-Sekundärspule 9' wird von
der Primärspule 8' umschlossen. Die Meß-Sekundärspule 9' setzt sich aus zwei
um den Mittelpunkt der Meß-Primärspule 8' über einen Umfangswinkel von ca.
330° verlaufenden Teilstücken zusammen, die an ihren Enden kurzgeschlossen
sind.
Fig. 5a zeigt den Feldverlauf des unter Bezugnahme auf Fig. 4 beschriebenen
Ausführungsbeispiels, wobei ein Topf auf die Kochplatte 1 nicht aufgesetzt ist.
Zur Verdeutlichung ist eine Momentaufnahme dargestellt. Die Feldlinien des
magnetischen Wechselfeldes, das von der Meß-Primärspule 8' erzeugt wird, sind
mit den Bezugszeichen 24 versehen. Die in sich geschlossenen Feldlinien 24
verlaufen innerhalb und außerhalb der von der Leiterbahn der Meß-Sekundärspule
9' aufgespannten Fläche.
Wenn auf die Kochplatte 1 ein Kochtopf aufgestellt wird, dessen metallischer
Boden 26 einen geringeren Außendurchmesser als der Innendurchmesser der
Meß-Sekundärspule 9' hat, führt dies zu einer Vergrößerung der in der Meß-
Sekundärspule 9' induzierten Spannung. Aufgrund des magnetischen
Wechselfeldes 24 der Primärspule 8' werden in dem Metallboden 26 des Topfes
Wirbelströme induziert, die ein dem magnetischen Feld entgegenwirkendes
Magnetfeld erzeugen. Die magnetischen Feldlinien des resultierenden Gegenfeldes
sind in Fig. 5b mit dem Bezugszeichen 25 versehen.
Im Bereich des Metallbodens wird das magnetische Wechselfeld 24 der Meß-
Primärspule 8' durch das resultierende Gegenfeld 25 geschwächt. Im
umschlossenen Bereich der Meß-Sekundärspule 9' trägt hingegen das vom
Wirbelstrom im Topfboden verursachte Feld 25 zu einer Verstärkung des
magnetischen Wechselfeldes 24 der Meß-Primärspule 8' bei, so daß die in der
Meß-Sekundärspule 9' induzierte Spannung vergrößert wird. Bei zunehmender
Topfgröße, d. h. der Durchmesser des Topfes ist größer als der
Außendurchmesser der Meß-Sekundärspule, führt das resultierende Gegenfeld
allerdings wieder zu einer Verringerung des magnetischen Wechselfeldes im
umschlossenen Bereich der Meß-Sekundärspule, so daß beim Aufstellen eines
Topfes die Induktionsspannung der Meß-Sekundärspule verringert wird.
Claims (11)
1. Kochfeld mit einer nichtmetallischen Kochplatte (1), insbesondere einer
Glaskeramik-Kochplatte, die mindestens eine Kochzone (2) aufweist, der
eine elektrische Heizeinheit (7, 7') zugeordnet ist, und mit einer
Vorrichtung zur Erkennung des Vorhandenseins und/oder der Größe von
metallischen Töpfen auf der Kochzone (2), die einen im Bereich der
Kochzone (2) angeordneten Meßfühler (3) und eine mit dem Meßfühler in
Verbindung stehenden Auswerteinrichtung (5, 5') aufweist, dadurch
gekennzeichnet, daß der Meßfühler (3) mindestens eine Meß-Primärspule
(8) zur Erzeugung eines magnetischen Prüf-Wechselfeldes und mindestens
eine Meß-Sekundärspule (9) aufweist, die in einer Ebene derart angeordnet
sind, daß die Meß-Sekundärspule (9) von dem magnetischen Prüf-
Wechselfeld der Meß-Primärspule (8) durchsetzt wird, wobei die
Auswerteinrichtung (5, 5'), die in der Meß-Sekundärspule (9) induzierte
Spannung überwacht und eine Veränderung der Induktionsspannung
infolge der in einem Topf auftretenden Wirbelströme zur Erkennung des
Vorhandenseins und/oder der Größe des Topfes erfaßt.
3. Kochfeld nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die
Auswerteinrichtung (5, 5') einen Komparator (15) aufweist, der ein
Signal, das der in der Meß-Sekundärspule (9) induzierten Spannung
proportional ist, mit einem für das Vorhandensein eines Topfes
charakteristischen Schwellwert vergleicht.
3. Kochfeld nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die
Auswerteinrichtung (5, 5') einen Komparator (15') aufweist, der ein,
Signal, das der in der Meß-Sekundärspule (9) induzierten Spannung
proportional ist, mit für Töpfe unterschiedlicher Größe charakteristischen
Schwellwerten vergleicht.
4. Kochfeld nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Meßfühler
(3) mehrere von dem magnetischen Prüf-Wechselfeld der Meß-Primärspule
durchsetzte Meß-Sekundärspulen (9, 20) aufweist, wobei den einzelnen
Meß-Sekundärspulen zugeordnete Komparatoren (15, 15") vorgesehen
sind, von denen jeder Komparator jeweils ein Signal, das der in der
zugeordneten Meß-Sekundärspule induzierten Spannung proportional ist,
mit einem für die Größe eines Topfes charakteristischen Schwellwert
vergleicht.
5. Kochfeld nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet,
daß die Meß-Spulen (8, 9) des Meßfühlers (3) als auf einer Tragplatte,
insbesondere der Glaskeramik-Kochplatte, aufgebrachte Leiterbahnen
ausgebildet sind.
6. Kochfeld nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die
Leiterbahnen des Meßfühlers (3) als Leiterschleifen (8, 9) ausgebildet
sind.
7. Kochfeld nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die von der
Leiterschleife der Meß-Primärspule (8) aufgespannte Fläche innerhalb oder
außerhalb der von der Leiterschleife der Meß-Senkundärspule (9)
aufgespannten Fläche liegt.
8. Kochfeld nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die
Leiterschleife der Meß-Primärspule (8) und/oder der Meß-
Sekundärspule (9) aus zwei dicht nebeneinander verlaufenden und an ihren
Enden kurzgeschlossenen Teilstücken zusammengesetzt ist.
9. Kochfeld nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet,
daß ein die Meß-Primärspule (8) des Meßfühlers (3) speisender
Wechselspannungsgenerator (10) vorgesehen ist, wobei der
Wechselspannungsgenerator und die Auswerteinrichtung (5, 5') massefrei
an die Spulen (8, 9) gekoppelt sind.
10. Kochfeld nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet,
daß eine Steuer- oder Schalteinrichtung (6, 6') vorgesehen ist, die mit der
Heizeinheit (7, 7') und der Auswerteeinrichtung (5, 5') derart verbunden
ist, daß die Heizeinheit (7, 7') bei leerer Kochzone (2) deaktivierbar ist.
11. Kochfeld nach einem der Ansprüche 1-9, dadurch gekennzeichnet, daß
die Kochzone (2) als Mehrkreiskochzone für unterschiedliche Topfgrößen
mit mehreren zuschaltbaren Heizeinheiten (7, 7') für die einzelnen
Kochbereiche ausgebildet ist, und daß eine Steuer- oder Schalteinrichtung
(6, 6') vorgesehen ist, die mit den Heizeinheiten (7, 7') und der
Auswerteeinrichtung (5, 5') derart verbunden ist, daß die Heizkreise (7,
7') der einzelnen Kochbereiche in Abhängigkeit von der Topfgröße
aktivierbar oder deaktivierbar sind.
Priority Applications (9)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19700753A DE19700753C2 (de) | 1997-01-11 | 1997-01-11 | Kochfeld mit einer nicht-metallischen Kochplatte |
EP98903007A EP0951805B1 (de) | 1997-01-11 | 1998-01-07 | Kochfeld mit einer nichtmetallischen kochplatte |
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