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Dokumentenidentifikation DE102006011901A1 13.09.2007
Titel Restwärmeanzeige für ein Kochfeld sowie Verfahren zur Restwärmeanzeige für ein Kochfeld und Kochfeld
Anmelder E.G.O. Elektro-Gerätebau GmbH, 75038 Oberderdingen, DE
Erfinder Thimm, Wolfgang, Dr., 76137 Karlsruhe, DE;
Wittenhagen, Wolfgang, 74831 Gundelsheim, DE
Vertreter Patentanwälte Ruff, Wilhelm, Beier, Dauster & Partner, 70174 Stuttgart
DE-Anmeldedatum 09.03.2006
DE-Aktenzeichen 102006011901
Offenlegungstag 13.09.2007
Veröffentlichungstag im Patentblatt 13.09.2007
IPC-Hauptklasse F24C 7/08(2006.01)A, F, I, 20060309, B, H, DE
IPC-Nebenklasse H05B 1/02(2006.01)A, L, I, 20060309, B, H, DE   G01K 1/02(2006.01)A, L, I, 20060309, B, H, DE   
Zusammenfassung Als Restwärmeanzeige (20) für ein Kochfeld (11) zur Warnung an eine Bedienperson, dass eine als kritisch anzusehende Grenztemperatur (TG) noch nicht unterschritten ist, können mehrere Lampen (22a bis 22c) durch eine Steuerung (19) im Intervallbetrieb betrieben werden. Dabei leuchten die Lampen (22a bis 22c) im Wechsel, so dass mindestens eine Lampe stets deaktiviert ist.

Beschreibung[de]
Anwendungsgebiet und Stand der Technik

Die Erfindung betrifft eine Restwärmeanzeige für ein Kochfeld mit optischen Anzeigemitteln sowie ein Verfahren zur Restwärmeanzeige für ein Kochfeld, beispielsweise ein vorgenanntes Kochfeld, sowie ein Kochfeld an sich und eine Verwendung einer an sich üblichen Glüh- oder Halogenlampe.

Für Kochfelder mit einer Kochfeldfläche beispielsweise aus Glaskeramik ist es bekannt, dass diese nach einem Kochbetrieb zumindest im Bereich der betriebenen Kochstelle selbst nach Abschalten derselben noch heiß sind. Dies bedeutet, dass sie durchaus Temperaturen aufweisen können, die so hoch sind, dass sie bei Berühren des Kochfeldes durch einen Menschen oder Auflegen temperaturempfindlicher Gegenstände wie beispielsweise aus Kunststoff Schäden verursachen können. Deswegen sind sogenannte Restwärmeanzeigen an Kochfeldern vorgesehen. Diese zeigen beispielsweise durch unter der Kochfeldfläche angeordnete optische Anzeigen an, dass die Temperatur noch über einer Grenztemperatur von etwa 60°C liegt. Angesteuert werden kann eine solche Restwärmeanzeige beispielsweise über einen zusätzlichen Schaltkontakt in einem sogenannten Stabregler an einer Heizeinrichtung des Kochfeldes. Diese Restwärmeanzeige leuchtet dann so lange, bis die Temperatur an der Kochfeldfläche unter die Grenztemperatur gesunken ist und somit nicht mehr als kritisch angesehen wird. Je nach vorherigem Betrieb des Kochfeldes bzw. Temperatur an der Kochfeldfläche kann dies durchaus 5 bis 10 Minuten dauern.

Aufgabe und Lösung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine eingangs genannte Restwärmeanzeige sowie ein entsprechendes Verfahren zur Restwärmeanzeige zu schaffen, mit denen Nachteile des Standes der Technik vermieden werden können und insbesondere eine neue Art der Restwärmeanzeige geschaffen werden kann bei gleichzeitig gewährleisteter Sicherheitsfunktion durch die Restwärmeanzeige.

Gelöst wird diese Aufgabe durch eine Restwärmeanzeige mit den Merkmalen des Anspruchs 1, ein Verfahren zur Restwärmeanzeige mit den Merkmalen des Anspruchs 14, ein Kochfeld mit den Merkmalen des Anspruchs 22, das eine vorgenannte Restwärmeanzeige aufweist sowie eine Verwendung einer an sich üblichen Glüh- oder Halogenlampe im Wechselbetrieb als elektrischer Temperatursensor mit Widerstandsmessung zur Temperaturmessung einerseits und als Beleuchtung andererseits. Vorteilhafte sowie bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der weiteren Ansprüche und werden im Folgenden näher erläutert. Der Wortlaut der Ansprüche wird dabei durch ausdrückliche Bezugnahme zum Inhalt der Beschreibung gemacht. Manche der nachfolgend aufgezählten Merkmale werden nur einmal erwähnt, gelten jedoch unabhängig davon sowohl für Restwärmeanzeige als auch Kochfeld und Verfahren zur Restwärmeanzeige und die Verwendung.

Die Restwärmeanzeige weist optische Anzeigemittel auf mit wenigstens einer optischen Anzeigeeinrichtung. Vorteilhaft ist dies eine leuchtende Anzeigeeinrichtung, beispielsweise Lampen oder LED. Die Anzeigeeinrichtung erfährt nach einem Betrieb des Kochfeldes bzw. Heizbetrieb an einer Kochstelle des Kochfeldes eine Aktivierung, wenn die Temperatur an dem Kochfeld oberhalb einer Grenztemperatur liegt. Solange während der Abkühlzeit des Kochfeldes die Grenztemperatur nicht unterschritten wird, erfolgt zwar grundsätzlich eine Restwärmeanzeige. Während dieser Zeit erfährt wenigstens eine Anzeigeeinrichtung eine Änderung ihrer Spannungsbeaufschlagung bzw. ihres Aktivierungszustandes. Das bedeutet bei einer Ausgestaltung, dass die Restwärmeanzeige zwar über den gesamten Zeitraum bis zum Unterschreiten der Grenztemperatur eine Warnung für eine Bedienperson darstellt, wobei jedoch nicht jede vorgesehene Anzeigeeinrichtung permanent aktiviert ist, sondern zumindest kurzzeitig deaktiviert sein kann. Hierfür gibt es mehrere Möglichkeiten, wie nachfolgend erläutert wird.

In der Kochstelle ist wenigstens ein Temperatursensor oder ein temperaturabhängiges Element vorgesehen, das zur Bestimmung der Temperatur oder zur temperaturbeeinflussten Einwirkung auf eine Anzeigeeinrichtung ausgebildet ist. So lässt sich eine neue Lösung schaffen, denn bei den derzeit bekannten Kochfeldern liegt der Temperatursensor immer im beheizten Bereich der Kochstelle und die Restwärmeanzeige entweder außerhalb oder innerhalb derselben, und dann aufwändig gedämmt. Durch eine Verwendung des Temperatursensors als Anzeigeelement wird dies aufgehoben, insbesondere im Hinblick auf die zunehmende Verbreitung von elektronisch gesteuerten Kochfeldern mit elektronischen Temperatursensoren, die ein auswertbares Temperatursignal liefern.

Bei einer Ausgestaltung der Erfindung können mehrere Anzeigeinrichtungen vorgesehen sein, die so ausgebildet sind und angesteuert werden, dass die Spannungsbeaufschlagung bzw. der Aktivierungszustand auf ablösende Art und Weise gewechselt wird. Dies bedeutet also insbesondere, dass zu jedem Zeitpunkt vor Unterschreiten der Grenztemperatur mindestens eine Anzeigeeinrichtung mit Spannung beaufschlagt bzw. aktiviert ist. Gleichzeitig ist mindestens eine Anzeigeeinrichtung spannungsfrei und somit deaktiviert. Die Sicherheitsfunktion der Restwärmeanzeige wird dadurch permanent gewährleistet, so dass stets mindestens eine Anzeigeeinrichtung aktiviert ist und eine Bedienperson gewarnt werden kann.

Dabei kann vorteilhaft vorgesehen sein, dass bei einem Kochfeld mit mehreren Heizeinrichtungen bzw. Kochstellen die Restwärmeanzeige bzw. die Anzeigeeinrichtung genau einer Kochstelle zugeordnet werden kann. Dazu kann sie entweder direkt im Bereich der Kochstelle angeordnet sein oder aber mit einer Kennzeichnung versehen sein, durch welche klar ist, dass sie für eine bestimmte Kochstelle deren Restwärme anzeigt.

Bei einer anderen Ausgestaltung der Erfindung ist pro Kochstelle eine einzige Anzeigeeinrichtung vorgesehen. Deren Ausbildung bzw. Ansteuerung ist so, dass sie vor dem Unterschreiten der Grenztemperatur in bestimmten Zeitabständen mit Spannung beaufschlagt bzw. aktiviert ist. Im Wechsel damit gibt es andere Zeitabstände, in denen sie spannungsfrei bzw. deaktiviert ist. Eine sehr einfache Form dieser Betriebsweise ist ein Blinken, wobei Blinkfrequenz und Blinkdauer so sein sollten, dass eine Bedienperson auch bei einem relativ flüchtigen Blick die optische Anzeige bzw. Aktivierung der Restwärmeanzeige sehen und erfassen kann. Blinkabstand sowie Blinkdauer sollten also im Bereich weniger Sekunden liegen. Besonders vorteilhaft kann durch eine Blinkdarstellung die Information zur vorhandenen Restwärme gegeben werden. So kann das Blinken umso schneller erfolgen umso höher die Resttemperatur noch ist. Mit fallender Temperatur wird das Blinken langsamer.

Bei einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung kann eine Glimmlampe eine Anzeigeeinrichtung bilden, wobei sie ein bei einer bestimmten Temperatur zündendes Plasma oder Gas enthält. Dabei kann die Glimmlampe so ausgebildet sein, dass das Plasma oder Gas bei Unterschreiten der Grenztemperatur nicht mehr gezündet wird. Dies bedeutet, dass sich eine derartige Anzeigeeinrichtung selber regelt, indem sie bei Unterschreiten der Grenztemperatur nicht mehr leuchtet.

Eine wiederum weitere Ausgestaltung einer Anzeigeeinrichtung kann ein NTC-Element bzw. eine NTC-Glühfaden-Lampe sein, bei der der Glühfaden bzw. Leiter einen elektrischen Widerstand mit negativer Temperaturcharakteristik aufweist. Eine Ausbildungsmöglichkeit ist ein Glühfaden mit Kohlefaser bzw. aus Kohlefaser. Der elektrische Widerstand der Lampe bzw. des Glühfadens kann dabei so eingestellt sein, dass er oberhalb der Grenztemperatur klein genug ist für einen ausreichenden Stromdurchfluss zum Leuchten. Unterschreitet die Temperatur die Grenztemperatur, so wird der Widerstand so groß, dass der durchfließende Strom zu klein wird und eine daraus resultierende Leistungserzeugung die Lampe nicht mehr zum Leuchten bringen kann. In weiterer Ausgestaltung können mehrere derartige NTC-Glühfaden-Lampen vorgesehen sein. Sie können wechselweise derart betrieben werden, dass bei Temperaturen oberhalb der Grenztemperatur wenigstens eine Lampe aktiviert ist mit vorbeschriebenem Betrieb. Wenigstens eine andere Lampe ist jedoch durch Schaltmittel ausgeschaltet und kann so auf Umgebungstemperatur abkühlen. Dies weist den Vorteil auf, dass die Glühfaden-Lampe nicht durch ihre eigene Betriebstemperatur am Glühen gehalten wird, obwohl die Umgebungstemperatur eigentlich schon unter die Grenztemperatur und somit unter die Aktivierungstemperatur der Glühfaden-Lampe gefallen ist. Ist dann die Glühfaden-Lampe auf eine Temperatur unterhalb der Grenztemperatur abgekühlt und wird sie durch die Schaltmittel mit Spannung beaufschlagt, so zündet sie nicht mehr und die Restwärmeanzeige ist damit deaktiviert. Dies kann vorteilhaft durch eine Steuerung erkannt werden, so dass die anderen Anzeigeeinrichtungen für diese spezielle Kochstelle abgeschaltet werden.

Es muss sich bei dem NTC-Element nicht unbedingt um eine Lampe bzw. ein Leuchtmittel handeln, sondern grundsätzlich ist auch ein Heizelement mit NTC-Charakter geeignet ebenso wie NTC-Lampen und NTC-Elemente allgemein. Insbesondere auch Heizelemente bestehend aus elektrisch leitfähiger Keramik, beispielsweise aus dotiertem SiC, mit entsprechenden NTC-Eigenschaften sind geeignet.

In weiterer Ausgestaltung einer Ausbildung mit NTC-Glühfaden-Lampen odgl. kann thermochromes Material nahe an der Anzeigeeinrichtung vorgesehen sein. Dies ist insbesondere dann von Vorteil, wenn die Kochfeldfläche darüber im Wesentlichen klar oder durchsichtig bzw. durchscheinend ist. So kann eine Bedienperson die Farbe des thermochromen Materials erkennen. Die Aktivierungstemperatur bzw. Temperatur, bei der eine Farbänderung des thermochromen Materials stattfindet, sollte im Bereich der Grenztemperatur liegen. So kann anhand der Farbe des thermochromen Materials das Über- oder Unterschreiten der Grenztemperatur erkannt werden. Unter Umständen kann das thermochrome Material auch eine Art Überzug über einer vorgenannten Lampe sein, so dass diese je nach Temperatur in unterschiedlichen Farben als Restwärmeanzeige leuchtet.

Ein thermochromes Material kann auch hinsichtlich seiner elektrischen Eigenschaften Vorteile bieten, also nicht wegen der thermochromen Eigenschaften. So besitzt z.B. dotiertes Vanadiumdioxid (VO2) einen einstellbaren Halbleiter-Metall-Übergang gerade im für eine Restwärmeanzeige interessanten Temperaturbereich von ca. 60°C bis 80°C. Durch diesen Übergang ändert sich die Leitfähigkeit in einem sehr schmalen Temperaturbereich über mehrere Größenordnungen. Ein solches Bauelement in Serienschaltung mit einem leuchtenden Anzeigeelement schaltet temperaturbestimmt selbsttätig die Anzeige aus bei Unterschreiten der unteren Temperatur des genannten Temperaturbereichs wenn die Verbrennungsgefahr beseitigt ist.

Eine weitere Ausgestaltung für eine Anzeigeeinrichtung kann ein Temperatursensor mit einem drahtartigen Sensorelement sein, der als Leuchtanzeige bzw. Lampe ausgebildet ist. Besonders vorteilhaft eignen sich hier Wolfram-Temperatursensoren. Das Sensorelement bzw. der Sensor kann in einer durchsichtigen Umhüllung wie beispielsweise Glas angeordnet sein. In einer Betriebsart kann er als Leuchtanzeige bzw. Lampe betrieben werden zur Restwärmeanzeige. In einer anderen Betriebsart wird er als Temperatursensor betrieben, vorteilhaft durch eine Steuerung angesteuert. Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung sind mehrere derartige Anzeigeeinrichtungen bzw. Sensoren vorgesehen, die im Wechsel als Lampe und als Temperatursensor arbeiten. Eine dafür vorgesehene Steuerung ermittelt also einerseits über einen Temperatursensor die Umgebungstemperatur und aktiviert oberhalb der Grenztemperatur einen anderen Sensor als Lampe zur Restwärmeanzeige. Eine derartige Steuerung kann also eine Temperaturerfassungseinrichtung bilden, wobei sie auch Temperatursensoren bzw. Anzeigeeinrichtungen oder Lampen ansteuern kann. Des Weiteren kann in einer derartigen Steuerung der zeitliche Temperaturverlauf erfasst und sozusagen aufgezeichnet werden. Anhand vorgegebener Algorithmen kann aus einem zeitlichen Temperaturverlauf, insbesondere eine Abkühlkurve nach Betriebsende bei einem Kochfeld, dessen zukünftiges zeitliches Temperatur-Verhalten vorherberechnet werden. Insbesondere kann dadurch die Zeit bis zum Absinken auf die Grenztemperatur vorherberechnet werden und solange eine Restwärmeanzeige aktiviert sein.

In der WO 2005/052528 A1 ist beschrieben, dass eine zur Temperaturmessung geeignete Lampe sowohl als Lampe zur Beleuchtung als auch als Temperatursensor verwendet wird. In weiterer Ausgestaltung der hier vorliegenden Erfindung kann eine solche Lampe als Restwärmeanzeige genutzt werden. Allgemein kann vorteilhaft ein derartiger Temperatursensor verwendet werden. Dazu wird der Inhalt der WO 2005/052528 A1 bezüglich der Ausbildung dieser Lampe durch ausdrückliche Bezugnahme zum Inhalt dieser Beschreibung gemacht. Somit kann also im Rahmen der vorliegenden Erfindung eine derartige Lampe sowohl als Temperatursensor als auch als optische Restwärmeanzeige verwendet werden.

Eine weitere Möglichkeit, eine Restwärmeanzeige alternativ auszubilden bzw. nicht stets aktiviert zu halten, kann darin bestehen, einen Näherungssensor an dem Kochfeld vorzusehen, mit dem die Annäherung eines Gegenstandes oder einer Bedienperson an eine Kochstelle des Kochfeldes erkannt werden kann. Derartige Näherungssensoren sind bei Lichtschaltern bzw. Bewegungsmeldern bekannt und ebenso bei manchen elektrischen Geräten wie Bürokopierern, deren Bedienfeld mit Touch-Screen-Elementen erst dann aktiviert wird, wenn sich eine Hand zur Bedienung nähert. Nähert sich also ein vorgenannter Gegenstand einer noch heißen Kochstelle des Kochfeldes, so erkennt der Näherungssensor dies. Ab einem bestimmten Mindestabstand, beispielsweise 10 bis 20 cm, wird dann die Anzeigeeinrichtung aktiviert, solange die Grenztemperatur noch nicht unterschritten wird. So kann immer noch rechtzeitig eine Warnung an eine Bedienperson ausgegeben werden für den Fall, dass tatsächlich ein eingangs genannter Schadensfall bzw. ein Berühren der noch heißen Kochfeldfläche auftreten könnte. Ein Näherungssensor kann beispielsweise ein an sich bekannter IR-Sensor odgl. sein.

Allgemein kann alternativ oder zusätzlich zu einer vorgenannten Restwärmeanzeige mit optischen Anzeigemitteln ein akustischer Signalgeber vorgesehen sein, beispielsweise auch mit Sprachausgabe. Insbesondere bei der vorbeschriebenen Ausgestaltung der Erfindung mit einem Näherungssensor ist ein solcher akustischer Signalgeber von Vorteil, da er zusätzlich zu optischen Anzeigemitteln ein schnell erkennbares und intuitiv verständliches Warnsignal gibt. So kann eine Bedienperson vor Berühren der Kochstelle gewarnt werden.

Eine weitere Möglichkeit zur Ausbildung einer Restwärmeanzeige kann eine Lampe als Anzeigeeinrichtung sein, welche ein Schutzgas enthält. Das Schutzgas ist dadurch charakterisiert, dass es bei Durchlaufen der Grenztemperatur seine Farbe wechselt bzw. somit die Lampe unterschiedlich leuchtet. Je nach Farbe beziehungsweise unter Umständen auch Helligkeit kann dann eine zu heiße Kochfeldfläche erkannt werden.

Vorteilhaft kann ein Temperatursensor und/oder eine elektronische Auswertung des Temperatursensors den Temperaturbereich zwischen 300°C und 750°C mit besonders hoher Auflösung erfassen. Dies kann dazu dienen, den Temperatursensor auch für automatische Kochprogramme zu verwenden, zum Beispiel mit Temperaturerfassung an einem Kochfeld bzw. einem Heizkörper davon oder in einem Backofen.

Vorteilhaft ist eine Verwendung einer an sich üblichen Glüh- oder Halogenlampe möglich im Wechselbetrieb als elektrischer Temperatursensor mit Widerstandsmessung zur Temperaturmessung einerseits und als Beleuchtung andererseits. Insbesondere gilt dies für Elektrowärmegeräte mit Innenbeleuchtung wie ein Backofen, wobei sie als Beleuchtung auch zur Restwärmeanzeige verwendet werden kann.

Diese und weitere Merkmale gehen außer aus den Ansprüchen auch aus der Beschreibung und den Zeichnungen hervor, wobei die einzelnen Merkmale jeweils für sich allein oder zu mehreren in Form von Unterkombinationen bei einer Ausführungsform der Erfindung und auf anderen Gebieten verwirklicht sein und vorteilhafte sowie für sich schutzfähige Ausführungen darstellen können, für die hier Schutz beansprucht wird. Die Unterteilung der Anmeldung in einzelne Abschnitte sowie Zwischen-Überschriften beschränken die unter diesen gemachten Aussagen nicht in ihrer Allgemeingültigkeit.

Kurzbeschreibung der Zeichnungen

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen schematisch dargestellt und werden im Folgenden näher erläutert. In den Zeichnungen zeigt:

1 einen stark schematisierten Schnitt durch ein Kochfeld mit einer erfindungsgemäßen Restwärmeanzeige, wobei mehrere verschiedene Ausgestaltungen in einer Darstellung kombiniert sind,

2 ein Diagramm des Verlaufs der Betriebsspannung zweier Lampen der Restwärmeanzeige über der Zeit im abwechselnden Intervallbetrieb,

3 eine vergrößerte Darstellung einer Glimmlampe der Restwärmeanzeige mit bei einer bestimmter Temperatur zündendem Gas,

4 ein Diagramm des Verlaufs der Temperaturabkühlung über der Zeit mit angezeigtem Aktivierungszustand der Glimmlampe gemäß 3,

5 eine weitere Lampe der Restwärmeanzeige mit einem Glühfaden aus NTC-Material,

6 eine Abwandlung des Diagramms gemäß 2 mit dem Verlauf der Temperatur über der Zeit, wobei zwei Lampen gemäß 5 im abwechselndem Betrieb betrieben werden, solange die Temperatur des NTC-Glühfadens bei Beginn des Betriebsintervalls oberhalb einer Grenztemperatur liegt und

7 ein Diagramm des Verlaufs des elektrischen Widerstands eines NTC-Elements in Abhängigkeit von der Temperatur.

Detaillierte Beschreibung der Ausführungsbeispiele

In 1 ist ein Kochfeld 11 dargestellt mit einer Kochfeldplatte 13 und einer von mehreren Kochstellen 14, die an dem Kochfeld vorhanden sind. Die Kochstelle 14 wird dadurch gebildet, dass unterhalb der Kochfeldplatte 13 eine Strahlungsheizeinrichtung 16 als Heizeinrichtung vorgesehen ist, wie sie üblichen Strahlungsheizeinrichtungen entspricht. Die Kochfeldplatte 13 ist vorteilhaft aus zumindest teilweise lichtdurchlässigem Material wie Glaskeramik oder Hartglas.

Die Energieversorgung der Strahlungsheizeinrichtung 16 erfolgt über die Schaltmittel 17, die beispielsweise von einer Steuerung 19 gesteuert sein können. Ebenso möglich ist die Ansteuerung der Strahlungsheizeinrichtung 16 über beispielsweise elektromechanische Energieregler, die keine separate Steuerung benötigen. Die Steuerung 19 wird jedoch, wie nachfolgend noch beschrieben wird, vor allem für weitere Zwecke verwendet. Es ist auch möglich, durch die dargestellte Verbindung zu den Schaltmitteln 17 eine Zustands- bzw. Aktivierungsabfrage der Strahlungsheizeinrichtung 16 durchzuführen, so dass die Steuerung stets den Aktivierungszustand der Strahlungsheizeinrichtung kennt, was insbesondere bei taktend betriebenen Strahlungsheizeinrichtungen von Vorteil ist.

Eine Anzeigeeinrichtung 20 umfasst drei Lampen 22a bis 22c. Diese sollen vor allem dazu dienen, eine Restwärmeanzeige zu bilden bzw. durch optische Anzeige eine Bedienperson so lange darüber zu informieren bzw. warnen, wie die Temperatur im Bereich der Kochstelle 14 an der Kochfeldplatte 13 noch als zu gefährlich für ein Berühren angesehen wird. In der Regel ist dies oberhalb von etwa 60°C. Diese Lampen 22werden nachfolgend noch genauer erläutert sowie ihr Betrieb gemäß verschiedenen Aspekten der Erfindung.

Weiter weist die Anzeigeeinrichtung 20 einen Lautsprecher 24 auf, der auch ein beliebiger akustischer Signalgeber sein kann. Ebenso wie die Lampen 22 ist er als Anzeigeeinrichtung bzw. Warneinrichtung vorgesehen, nämlich akustischer Art. Allerdings soll er weniger dauerhaft betrieben werden, sondern besonders kritische Zustände schnell und eindringlich anzeigen.

Außerdem ist die Steuerung 19 noch mit einem Näherungssensor 25 verbunden, der vorteilhaft als IR-Näherungssensor ausgebildet ist. Zum Einen ist hier die Durchlässigkeit der Kochfeldplatte 13 besonders gut. Zum Anderen sind derartige IR-Näherungssensoren am dem Markt vielfältig erhältlich und technisch sehr weit fortgeschritten. Der Näherungssensor 25 kann bei entsprechender Temperaturfestigkeit im Heizbereich der Strahlungsheizeinrichtung 16 angeordnet sein, unter Umständen geschützt durch eine Wärmeisolation. Alternativ kann er außerhalb der Strahlungsheizeinrichtung 16 angeordnet sein mit Wirkungsbereich oberhalb der Kochstelle. Hierzu werden nachfolgend noch weitere Erläuterungen gegeben.

Eine erste sehr einfache Ausbildung der Erfindung ist in 2 dargestellt. Das Diagramm zeigt den Verlauf der Spannung U über der Zeit t für beispielsweise die beiden Lampen 22a und 22c gemäß 1. Die beiden Lampen 22a und 22c werden mit ihrer jeweiligen Spannung Ua und Uc abwechselnd betrieben, und zwar abwechselnd jeweils mit der nominalen Betriebsspannung UB. Dadurch, dass immer nur eine der beiden Lampen 22a oder 22c aktiviert ist, kann im Vergleich zu permanent leuchtenden Restwärmeanzeigen eine Energieersparnis erreicht werden. Es ist jedoch gleichzeitig sichergestellt, dass an der Kochstelle 14 stets eine Lampe als Restwärmeanzeige arbeitet. Ein weiterer Vorteil dieser Betriebsweise liegt auch darin, dass eine derartige sozusagen blinkende Restwärmeanzeige einer Bedienperson mehr auffällt und damit auch die Warnfunktion deutlicher ist.

In Abwandlung des Betriebsverfahrens gemäß 2 können hierfür auch drei oder sogar noch mehr Lampen vorgesehen sein. Diese können auf verschiedene Art und Weise blinken, beispielsweise so, dass stets nur eine aktiviert ist oder dass stets eine deaktiviert ist oder in Zwischenschritten. Jedenfalls ist hier immer mindestens eine weniger als die Maximalzahl aktiviert.

Da für die Anzeige an einer Kochstelle vorteilhaft mehrere Anzeigeeinrichtungen bzw. Lampen 22 vorgesehen sind, beispielsweise für den abwechselnden Betrieb gemäß 2, empfiehlt es sich, diese an der Kochstelle 14 zu platzieren wie in 1 dargestellt. Hierdurch wird der Warneffekt über die sofortige und eindeutige Zuordnung der Restwärmeanzeige zu einer Kochstelle verbessert. Die für den Intervallbetrieb gemäß 2 vorgesehenen Lampen können unter anderem als ganz normale Lampen oder alternativ als LEDs ausgebildet sein ohne besonderen Eigenschaften, wie sie für derartige Zwecke verwendet werden.

Als spezielle Lampe 22a ist in 3 eine Art Glimmlampe dargestellt, wie sie an sich bekannt ist. Sie ist mit einem Gas bzw. Plasma 23a gefüllt. Dieses Gas 23a weist die Eigenschaft auf, dass es bei Überschreiten einer bestimmten Grenztemperatur TG zündet und somit die Glimmlampe 22a leuchtet. Wird die Grenztemperatur TG unterschritten, so erlischt auch das Plasma 23a und damit die Lampe 22a. Eine derartige Lampe 22a wird so im Bereich der Kochstelle 14 bzw. der Strahlungsheizeinrichtung 16 angeordnet, dass sie möglichst gut die Temperatur an der Kochfeldplatte 13 im Bereich der Kochstelle 14 erfassen kann, so dass die Grenztemperatur TG im Bereich der genannten 60°C liegen kann.

Besteht eine stets gleiche und somit bekannte Temperaturdifferenz zwischen der Temperatur der Kochfeldplatte 13 an sich nach dem Betrieb der Strahlungsheizeinrichtung 16, insbesondere an ihrer Oberseite, und der Temperatur am Ort der Glimmlampe 22a, so kann diese Differenz einkalkuliert werden bei der Bestimmung der Grenztemperatur TG, welche für die Auswahl des Gases 23a und auch des Gasdrucks maßgeblich ist. Somit kann letztendlich erreicht werden, dass gemäß dem Verlauf der Temperatur T über der Zeit t gemäß 4 der Betriebszustand zur Zeit tG mit der Temperatur TG und somit dem Abschalten der Glimmlampe 22a dann erreicht ist, wenn an der Oberseite der Kochfeldplatte 13 im Bereich der Kochstelle die Temperatur unter 60°C fällt. Der ebenfalls gestrichelt in 4 eingezeichnete Aktivierungszustand A zeigt, dass bei Unterschreiten der Grenztemperatur TG die Anzeige deaktiviert wird bzw. die Glimmlampe 22a erlischt.

In 5 ist als weitere Abwandlung eine Lampe 22e dargestellt, deren Glühfaden 27b aus sogenanntem NTC-Material besteht. Dieses NTC-Material ist so ausgelegt mit einer Grenztemperatur TG, dass bei einer darüber liegenden Temperatur der elektrische Widerstand des Glühfadens klein genug ist, damit ausreichend Strom hindurchfließt, um die Lampe 22b zum Leuchten zu bringen. Selbst wenn dann die Umgebungstemperatur abfallen sollte, erzeugt der Glühfaden 27b durch das einmal begonnene Leuchten soviel Wärme, dass er sich selber auf alle Fälle auf eine Temperatur weit oberhalb der Grenztemperatur TG aufheizt. Deswegen wird die Lampe 22b gemäß 5 mit einer zweiten derartigen Lampe im Intervallbetrieb betrieben ähnlich 2, wie dies in 6 dargestellt ist.

Außerdem ist in 6 der Verlauf der Temperatur T über der Zeit t eingezeichnet, allerdings mit anderen Verhältnissen als in 4 der Veranschaulichung wegen. Die beiden Lampen werden jeweils abwechselnd betrieben. Da ihre Umgebungstemperatur und somit auch die Temperatur ihres Glühfadens 27b höher liegt als die Grenztemperatur TG, zünden beide Lampen jedes Mal wenn ein Betriebsintervall ansteht. Während des Betriebs der zuletzt dargestellten Lampe fällt die Umgebungstemperatur aufgrund der Abkühlung der Kochstelle 14 bzw. vor allem der Kochfeldplatte 13 unter die Grenztemperatur TG ab. Dies bedeutet, dass wegen des begonnenen Betriebs sich die Lampe 22 bzw. der Glühfaden 27b selber am Leuchten hält. Die andere Lampe kann jedoch zum an sich vorgesehenen Zeitpunkt nicht mehr zünden, da die Temperatur zu tief abgefallen ist und der Widerstand des Glühfadens dieser Lampe bereits so groß ist, dass der Stromdurchfluss nicht mehr zum Leuchten ausreicht. Somit zündet die andere Lampe nicht. Dieselbe Bedingung gilt für die zuletzt betriebene Lampe, auch diese zündet nicht mehr.

Alternativ kann auch vorgesehen sein, dass die Steuerung 19 das erstmalige Ausbleiben des Zündens einer Lampe registriert und somit gar nicht mehr versucht, die anderen Lampen zu zünden. Insbesondere kann hier die Verbindung der Steuerung 19 zu den Schaltmitteln 17 bzw. die Überwachung des Aktivierungszustandes der Strahlungsheizeinrichtung 16 vorteilhaft genutzt werden. Solange die Strahlungsheizeinrichtung nicht wieder mit Energie versorgt wird, also nicht geheizt wird, kann nach Unterschreiten der als berührsicher geltenden Temperatur eine Restwärmeanzeige deaktiviert bleiben.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung kann eine ähnlich 5 ausgebildete Lampe mit normalem Glühfaden thermochromes Material aufweisen, insbesondere dotiertes VO2, beispielsweise als zumindest teilweise Beschichtung am Glaskolben bzw. Lampenkörper. Die Aktivierungstemperatur dieses thermochromen Materials kann im Bereich der Grenztemperatur TG liegen, so dass bei gefährlich hoher Temperatur die Lampe in einer anderen Farbe leuchtet als bei ungefährlicher Temperatur. Auch daraus kann eine Bedienperson die Information ableiten, ob ein Berühren der Kochfeldplatte 13 im Bereich der Kochstelle 14 gefährlich ist.

In weiterer Ausbildung der Erfindung kann eine Lampe ähnlich 5 als Temperatursensor verwendet werden. Dabei kann der Glühfaden 27b nach Art eines NTC-Widerstandes ausgebildet sein, beispielsweise als Wolfram-Temperatursensor. Er kann in einer Reihenschaltung mit einem Bauelement aus VO2 sein. Eine derartige Lampe ist durch die Steuerung 19 in einer entsprechenden Betriebsart im Wechsel entweder als Temperatursensor oder als Lampe betreibbar. So kann auch ähnlich dem Verfahren gemäß 2 eine Lampe stets als leuchtende Anzeige betrieben werden und die andere als Temperatursensor.

Eine andere Möglichkeit der Warnung gegen das Berühren einer zu heißen Kochfeldplatte 13 kann mit dem Näherungssensor 25 erreicht werden. Bei dieser Ausbildung werden nach dem Betrieb der Kochstelle 14 keine Lampen odgl. permanent eingeschaltet, so dass an sich keine Warnung ausgegeben wird wegen der zu heißen Kochfeldplatte 13. Nähert sich eine Bedienperson der Kochfeldplatte mit einer Hand oder einem sonstigen Gegenstand, insbesondere ohne dass die Strahlungsheizeinrichtung 17 wieder aktiviert ist als Anzeichen dafür, dass ein Betrieb beispielsweise mit aufzusetzendem Kochgeschirr gewünscht ist, so kann in dem in 1 oberhalb der Kochfeldplatte 13 bzw. Kochstelle 14 verlaufenden gestrichelten Bereich ein solches Annähern erkannt werden. Dies veranlasst die Steuerung 19, beispielsweise Lampen 22 zu aktivieren, um einer Bedienperson genau in diesem Bedarfsfall anzuzeigen, dass die Grenztemperatur TG noch nicht unterschritten ist und somit ein Berühren der Kochfeldplatte 13 im Bereich der Kochstelle 14 gefährlich ist. Eine weitere Signalisierungsmöglichkeit ist der mit der Steuerung 19 verbundenen Lautsprecher 24, der akustisch sehr deutliche und eindringliche Warnsignale abgeben kann. Entfernt eine Bedienperson die Hand wiederum aus dem Detektionsbereich des Näherungssensors 25, so kann die Warnfunktion wieder deaktiviert werden. Bei dieser Ausführung ist ein Temperatursensor vorzusehen, beispielsweise einer der Lampen 22 auf eine der vorbeschriebenen Arten, beispielsweise mit einem Wolfram-Temperatursensor als Glühfaden.

Alternativ zum Vorsehen von thermochromem Material an einer Lampe, insbesondere in Form einer Beschichtung, kann auch ein Gas ähnlich dem Gas 23a gemäß 3 so ausgebildet sein, dass beim Durchlaufen der Grenztemperatur TG ein Farbwechsel erfolgt bzw. damit die Lampe 22a unterschiedlich leuchtet. Auch hier kann wiederum eine Bedienperson aus der jeweiligen Farbe der Anzeigeeinrichtung 20 darauf schließen, ob es gefahrlos möglich ist, die Kochfeldplatte 13 im Bereich der Kochstelle 14 zu berühren.

Die 7 zeigt den Verlauf des elektrischen Widerstands R über der Temperatur T bei einem vorgenannten NTC-Element, das besonders vorteilhaft in Serie zu einem optischen Anzeigeelement wie beispielsweise einer Lampe geschaltet sein kann. Es ist zu erkennen, wie unterhalb der Grenztemperatur im Bereich von etwa 70°C gemäß der Darstellung der elektrische Widerstand stark ansteigt. Die Zahlenwerte für den Widerstand sind rein schematisch, sie können auch deutlich höher liegen. Damit würde der Stromfluss so verringert werden, dass die Lampe nicht mehr zum Leuchten gebracht werden würde und somit unterhalb dieser Temperatur die Anzeige ausgeht. Die besonders vorteilhaften Eigenschaften dieses Materials lassen eine Einstellung der Grenztemperatur in einem gewissen Bereich nahe der 70°C zu, also genau dort, wo die für eine Restwärmeanzeige kritische Temperatur liegt.


Anspruch[de]
Restwärmeanzeige (20) für ein Kochfeld (11) mit optischen, insbesondere leuchtenden, Anzeigemitteln, die wenigstens eine optische Anzeigeeinrichtung (22) aufweisen und die dazu ausgebildet sind, dass sie nach einem Betrieb des Kochfeldes bzw. Heizbetrieb an einer Kochstelle (14) des Kochfeldes während der Abkühlzeit bis zum Unterschreiten einer Grenztemperatur (TG) eine Änderung der Spannungsbeaufschlagung (U) an wenigstens einer Anzeigeeinrichtung (22) bzw. eine Änderung am Aktivierungszustand wenigstens einer Anzeigeeinrichtung aufweisen, wobei in der Kochstelle wenigstens ein Temperatursensor vorgesehen ist. Restwärmeanzeige nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch mehrere Anzeigeeinrichtungen (22), die ausgebildet sind zum Wechseln der Spannungsbeaufschlagung bzw. des Aktivierungszustandes auf ablösende Art und Weise, wobei vorzugsweise stets mindestens eine einzige Anzeigeeinrichtung (22a) mit Spannung (U) beaufschlagt bzw. aktiviert ist und gleichzeitig mindestens eine Anzeigeeinrichtung (22b) spannungsfrei bzw. deaktiviert ist. Restwärmeanzeige nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine einzige Anzeigeeinrichtung (22) vorgesehen ist, die dazu ausgebildet ist, bis zum Erreichen der Grenztemperatur (TG) in bestimmten Zeitabständen mit Spannung (U) beaufschlagt bzw. aktiviert zu sein und in anderen, damit wechselnden Zeitabständen spannungsfrei bzw. deaktiviert zu sein. Restwärmeanzeige nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Glimmlampe (22a) als Anzeigeeinrichtung mit einem bei einer bestimmten Temperatur (TG) zündenden Plasma (23a) oder Gas, wobei die Glimmlampe vorzugsweise so ausgebildet ist, dass bei Unterschreiten der Grenztemperatur das Plasma nicht mehr gezündet ist. Restwärmeanzeige nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine Anzeigeeinrichtung als NTC-Glühfaden-Lampe (22b) ausgebildet ist, vorzugsweise mit einem Glühfaden (27b) mit Kohlefaser, wobei insbesondere der elektrische Widerstand der Lampe so eingestellt ist, dass bei einer Temperatur oberhalb der Grenztemperatur (TG) der Widerstand des Glühfadens klein genug ist für einen ausreichenden Stromdurchfluss zum Leuchten der Lampe und bei einer Temperatur unterhalb der Grenztemperatur (TG) der Widerstand so groß ist, dass der durchfließende Strom eine zu geringe Leistungserzeugung bewirkt ohne Leuchten der Lampe. Restwärmeanzeige nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere derartige NTC-Glühfaden-Lampen (22b) als Anzeigeeinrichtungen vorgesehen sind zum zwangsgesteuerten wechselweisen Betrieb derart, dass bei einer Temperatur oberhalb der Grenztemperatur (TG) wenigstens eine Lampe aktiviert ist und wenigstens eine andere Lampe (22b) abkühlt auf Umgebungstemperatur mit Wechsel des Betriebes der Lampen derart, dass eine auf Umgebungstemperatur befindliche Lampe in dem Fall zündet, dass die Umgebungstemperatur oberhalb der Grenztemperatur (TG) ist. Restwärmeanzeige nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass nahe an der NTC-Glühfaden-Lampe (22b) thermochromes Material angeordnet ist, vorzugsweise unter einer im Wesentlichen klaren bzw. durchsichtigen Kochfeldplatte (13) des Kochfeldes (11) bzw. an dessen Unterseite, wobei insbesondere die Aktivierungstemperatur des thermochromen Materials im Bereich der Grenztemperatur (TG) liegt. Restwärmeanzeige nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in Serie zu einer optischen Anzeigeeinrichtung ein NTC-Element geschaltet ist, vorzugsweise aus dotiertem VO2-Material, wobei insbesondere der elektrische Widerstand des NTC-Elements so eingestellt ist, dass bei einer Temperatur oberhalb der Grenztemperatur (TG) der Widerstand des NTC-Elements klein genug ist für einen ausreichenden Stromdurchfluss zum Leuchten der Anzeigeeinrichtung und bei einer Temperatur unterhalb der Grenztemperatur (TG) der Widerstand so groß ist, dass der durchfließende Strom zu gering ist für ein Leuchten der Anzeigeeinrichtung. Restwärmeanzeige nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Anzeigeeinrichtung (22) ein Temperatursensor ist, insbesondere ein Wolfram-Temperatursensor, dessen Sensorelement drahtartig ist und als Leuchtanzeige bzw. Lampe ausgebildet ist, vorzugsweise mit einer durchsichtigen Umhüllung, wobei der Temperatursensor in einer Betriebsart als Leuchtanzeige und in der anderen Betriebsart als Temperatursensor betreibbar ist und insbesondere mehrere im Wechsel als Lampe und als Temperatursensor arbeitende Sensoren vorgesehen sind. Restwärmeanzeige nach Anspruch 9, gekennzeichnet durch eine Temperaturerfassungseinrichtung (19) zum Verarbeiten der von einem Temperatursensor (22) erfassten Temperatur (T) und Aufzeichnen des zeitlichen Temperaturverlaufs, die verbunden ist mit einer Berechnungseinrichtung (19) zur Vorherberechnung von dessen Endtemperatur nach einer bestimmten Zeit aus dem zeitlichen Temperaturverlauf, insbesondere der Zeit bei Erreichen der Grenztemperatur (TG). Restwärmeanzeige nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch mindestens einen Näherungssensor (25) zum Erkennen der Annäherung eines Gegenstandes oder Benutzers an eine Kochstelle (14) des Kochfeldes (11), wobei eine Steuerung (13) bei Unterschreiten eines bestimmten Mindestabstandes die Anzeigeeinrichtung (22) für den Fall aktiviert, dass die aktuell gemessene Temperatur (T) an der Kochstelle über der Grenztemperatur (TG) liegt. Restwärmeanzeige nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass alternativ oder zusätzlich zur Restwärmeanzeige (22) ein akustischer Signalgeber (24) vorgesehen ist zur Erzeugung eines Signals bei entsprechender Annäherung bzw. Unterschreiten des Mindestabstandes, wobei insbesondere der Signalgeber (24) zur Sprachausgabe ausgebildet ist. Restwärmeanzeige nach Anspruch 1 mit einer ein Schutzgas enthaltenden Lampe (22) als Anzeigeeinrichtung, wobei das Schutzgas so ausgebildet ist, dass bei Durchlaufen der Grenztemperatur ein Farbwechsel auftritt bzw. die Lampe unterschiedlich leuchtet. Verfahren zur Restwärmeanzeige für ein Kochfeld (11), dadurch gekennzeichnet, dass eine Restwärmeanzeige (20) nach einem der vorhergehenden Ansprüche verwendet wird, die nach einem Betrieb des Kochfeldes (11) bzw. Heizbetrieb an einer Kochstelle (14) des Kochfeldes während der Abkühlzeit bis zum Unterschreiten einer Grenztemperatur (TG) eine Spannungsbeaufschlagung (U) an wenigstens einer Anzeigeeinrichtung (20) ändert bzw. einen Aktivierungszustand wenigstens einer Anzeigeeinrichtung ändert. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Spannungsbeaufschlagung bzw. der Aktivierungszustand mehrerer Anzeigeeinrichtungen (22) auf ablösende Art und Weise gewechselt wird, wobei vorzugsweise stets mindestens eine einzige Einrichtung mit Spannung (U) beaufschlagt bzw. aktiviert ist und gleichzeitig mindestens eine Anzeigeeinrichtung spannungsfrei bzw. deaktiviert ist. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass eine einzige Anzeigeeinrichtung (22) vorgesehen ist, die bis zum Erreichen der Grenztemperatur (TG) in bestimmten Zeitabständen mit Spannung (U) beaufschlagt bzw. aktiviert wird und in anderen, damit wechselnden Zeitabständen spannungsfrei bzw. deaktiviert ist. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Anzeigeeinrichtungen als NTC-Glühfaden-Lampe (22b) ausgebildet sind und der elektrische Widerstand der Lampen so eingestellt ist, dass bei einer Temperatur oberhalb der Grenztemperatur (TG) der Widerstand des Glühfadens (27) klein genug ist für einen ausreichenden Stromdurchfluss zum Leuchten der Lampe und bei einer Temperatur unterhalb der Grenztemperatur (TG) der Widerstand so groß ist, dass der durchfließende Strom eine zu geringe Leistungserzeugung bewirkt ohne Leuchten der Lampe (22b), wobei bei einer Temperatur oberhalb der Grenztemperatur wenigstens eine Lampe aktiviert wird und wenigstens eine andere Lampe abkühlt auf Umgebungstemperatur mit Wechsel des Betriebes der Lampen derart, dass eine auf Umgebungstemperatur befindliche Lampe in dem Fall zündet, dass die Umgebungstemperatur oberhalb der Grenztemperatur (TG) ist. Verfahren nach Anspruch 14 und Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass eine Anzeigeeinrichtung (22) ein Temperatursensor ist und in einer Betriebsart als Leuchtanzeige und in der anderen Betriebsart als Temperatursensor betrieben wird und insbesondere mehrere Temperatursensoren im Wechsel als Lampe (22) und als Temperatursensor arbeiten. Verfahren nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass die von einem Temperatursensor (22) erfasste Temperatur (T) verarbeitet und der zeitliche Temperaturverlauf aufgezeichnet wird, und eine Endtemperatur nach einer bestimmten Zeit aus dem zeitlichen Temperaturverlauf vorherberechnet wird, insbesondere nach der Zeit bei Erreichen der Grenztemperatur (TG), wobei vorzugsweise die Anzeigeeinrichtungen durch die Steuerung (19) nach Erreichen dieser vorherberechneten Zeit ausgeschaltet werden. Verfahren nach einem der Ansprüche 14 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass ein Temperatursensor und/oder eine elektronische Auswertung davon den Temperaturbereich zwischen 300°C und 750°C mit besonders hoher Auflösung erfassen. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass durch einen Näherungssensor (25) die Annäherung eines Gegenstandes oder Benutzers an eine Kochstelle (14) des Kochfeldes (11) erkannt wird, wobei eine Steuerung (19) bei Unterschreiten eines bestimmten Mindestabstandes dann die Anzeigeeinrichtung (22) aktiviert, wenn die aktuell gemessene Temperatur (T) an der Kochstelle über der Grenztemperatur (TG) liegt. Kochfeld (11) mit einer Restwärmeanzeige (20) nach einem der Ansprüche 1 bis 13. Verwendung einer an sich üblichen Glüh- oder Halogenlampe im Wechselbetrieb als elektrischer Temperatursensor mit Widerstandsmessung zur Temperaturmessung einerseits und als Beleuchtung andererseits, insbesondere für Elektrowärmegeräte mit Innenbeleuchtung wie ein Backofen.






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