Von Elektroherden geht grundsätzlich ein Gefahrenpotenzial aus, wenn auf der Herdplatte (Kochfeld) ein Herdbrand ausgelöst wird. Zur Vermeidung dieser Gefahrenquelle werden unterschiedliche Schutzeinrichtungen angeboten z. B. Einschaltsicherung, optische Anzeigen, Inbetriebnahmesperre, Überhitzungsschutz, Restwärmeanzeigen, automatische Sicherheitsausschaltung nach einer vorgegebenen Zeit. Diese Schutzeinrichtungen berücksichtigen nicht die tatsächlichen Aktivitäten auf der Herdplatte (Kochfeld). Das Unfallrisiko bleibt bestehen, wenn durch unbeabsichtigte Handhabungen auf der Herdplatte (Kochfeld) ein Herdbrand ausgelöst wird. Topferkennungssysteme und Induktionskochzonen funktionieren nicht bei Kochgeschirr aus Glas oder Keramik, weshalb der Einsatzbereich für Topferkennungssysteme und Induktionskochzonen am Markt eingeschränkt ist. Die automatische Sicherheitsausschaltung nach einer vorgegebenen Zeit schließt nicht aus, dass während des Kochvorganges vor Ablauf der vorgegebenen Zeit durch unbeabsichtigte Handhabungen auf der Herdplatte (Kochfeld) ein Herdbrand ausgelöst wird.

Ziel der Erfindung ist ein universelles Sicherheitssystem, das die Aktivitäten auf der Herdplatte (Kochfeld) erkennt und für alle Arten von Kochgeschirr geeignet ist. Dieses System besteht aus einem oder mehreren Gewichtssensoren unterhalb der Herdplatte (Kochfeld) zur Messung der Lasten auf der Herdplatte (Kochfeld) in Verbindung mit einer Auswerteeinheit, die die Messwerte der Gewichtssensoren und deren zeitliche Änderungen kontinuierlich erfasst sowie zeit- und gewichtsgesteuert auswertet und nach Auswertung die Ein- und Ausschaltvorgänge am Herd kontrolliert und steuert sowie Signale ausgibt.

Zur Veranschaulichung dieser Vorgehensweise werden nachfolgend Beispiele genannt.

Durch kontinuierliche Messung der Lastverteilung auf der Herdplatte (Kochfeld) wird erkannt, wenn ein Gegenstand z. B. Kochgeschirr auf eine Kochzone des Kochfeldes gesetzt wird. Nach Gewichtsänderung wird die Zeitmessung ausgelöst. Die Kochzone des Kochfeldes kann nur innerhalb einer bestimmten kurzen Zeit z. B. 30 Sekunden eingeschaltet werden. Ist die Zeitdauer überschritten, lässt sich die Kochzone des Kochfeldes nicht mehr einschalten. Eine definierte Reset-Funktion muss ausgelöst werden.

Sollte die Kochzone des Kochfeldes zunächst eingeschaltet werden, wird die Zeitmessung nach dem Einschaltvorgang ausgelöst. Findet keine Gewichtsänderung innerhalb einer bestimmten kurzen Zeit z. B. 30 Sekunden statt, wird die Kochzone des Kochfeldes abgeschaltet. Eine Reset-Funktion muss wieder ausgelöst werden.

Wenn nach dem Kochvorgang das Kochgut von der Kochstelle (Kochzone) genommen wird und versehentlich die Kochzone des Kochfeldes eingeschaltet bleibt, wird die Zeitmessung nach Gewichtsänderung ausgelöst. Die Kochzone des Kochfeldes wird abgeschaltet, wenn innerhalb einer bestimmten kurzen Zeit z. B. 30 Sekunden keine Gewichtsänderung z. B. durch Zurücksetzen des Kochgutes stattfindet. Wiederum muss eine Reset-Funktion ausgelöst werden, um die Kochzone des Kochfeldes zu aktivieren bzw. den Kochvorgang fortzusetzen.

Grundsätzlich kann die Kochzone des Kochfeldes entweder automatisch oder nach Warnhinweisen abgeschaltet werden.

Für andere Situationen auf dem Kochfeld lässt sich entsprechend verfahren.

Die Gewichtssensoren (1) befinden sich an bestimmten Positionen (2) einer formstabilen Halterung (3), die in den für die Herdplatte (Kochfeld) (4) bestimmten Ausschnitt (Kochmulde) (5) der Arbeitsplatte (6) eingesetzt wird. Der Rand dieser Halterung (3) sitzt auf der Arbeitsplatte (6) auf. Auf die Halterung (3) wird die Herdplatte (Kochfeld) (4) so aufgesetzt, dass die Gewichtssensoren (1) die Fläche unterhalb der Herdplatte (Kochfeld) (4) berühren. Diese Halterung (3) erlaubt eine Positionierung der Gewichtssensoren (1) unabhängig von der Dicke der Arbeitsplatte (6). Eine mögliche Version dieser Halterung (3) ist in 1 dargestellt.

Bei der nachfolgend beschriebenen Variante der Halterung (3) zur Aufnahme der Sensoren (1) werden der thermische Einfluss auf die Messung der Sensoren (1), der über Federn bestehende Kontakt der bisherigen, marktüblichen Kochfelder zur Arbeitsplatte (6) sowie die Vorlast auf die Sensoren (1), die sich aus der Positionierung des Kochfeldes (4) über den Sensoren (1) ergibt, berücksichtigt.

Die Gewichtssensoren (1) sind zur Vermeidung von thermischen Einflüssen mit einem thermischen Isolierkörper vollständig oder teilweise ummantelt. Diese Sensoren (1) befinden sich an bestimmten Positionen (2) einer formstabilen Halterung (3), die in den für die Herdplatte (Kochfeld) (4) bestimmten Ausschnitt (Kochmulde) (5) der Arbeitsplatte (6) eingesetzt wird. Der Rand dieser Halterung (3) sitzt auf der Arbeitsplatte (6) auf. Über einen in der Halterung (3) seitlich integrierten Federmechanismus (7) wird die Halterung (3) an der Arbeitsplatte (6) befestigt. Auf die Halterung (3) wird die Herdplatte (Kochfeld) (4) so aufgesetzt, dass ein Arretiermechanismus (8) das Kochfeld (4) fixiert. Dieser Arretiermechanismus (8) kann aus drei Rollen bestehen, wobei eine Rolle (9) an der Halterung (3) und zwei Rollen (10) am Kochfeld (4) befestigt sind. Die Arretierung des Kochfeldes (4) wird dadurch erreicht, dass die an der Halterung (3) befestigte Rolle (9) durch die beiden sich am Kochfeld (4) befindlichen Rollen (10) geschoben wird. Dabei werden die beiden durch Federn zusammen gehaltenen Rollen (10) am Kochfeld (4) auseinander gedrückt, während die Rolle (9) an der Halterung (3) durch die beiden Rollen (10) am Kochfeld (4) gedrückt wird. Es ist auch alternativ möglich, zwei Rollen an der Halterung (3) und eine Rolle am Kochfeld (4) zu befestigen. Durch den Arretiermechanismus (8) besteht im Unterschied zu bisherigen Kochfeldern kein unmittelbarer Kontakt über Federn des Kochfeldes (4) zur Arbeitsplatte (6).

Dadurch wird die Messung mit den Sensoren (1) durch die Elastizität eines thermisch stabilen und reversibel komprimierbaren Dichtungsmaterials bestimmt, das sich zwischen Kochfeld (4) und Arbeitsplatte (6) befindet. Die Dynamik der Messung wird nicht mehr durch den Kontakt der bei bisherigen Kochfeldern integrierten Federn zur Arbeitsplatte (6) beeinflusst. Der Arretiermechanismus (8) am Kochfeld (4) und der Federmechanismus (7) in der Halterung (3) sorgen dafür, dass das Kochfeld (4) und die Halterung (3) stabil und sicher in der Kochmulde (5) plaziert sind. Bei der Herausnahme des Kochfeldes (4) aus der Kochmulde (5) bleibt die Halterung (3) in der Kochmulde (5) bis zur Lösung des Federmechanismus (7).

Die Sensoren (1) befinden sich jeweils auf einem Teller (11), der an einer bestimmten Position (2) der Halterung (3) aufliegt. Dieser Teller (11) wird bis zur Berührung des Sensors (1) unterhalb des Kochfeldes (4) über einen Elektromotor (12) elektrisch hochgefahren. Alternativ zum elektrischen Vortrieb kann eine Stange (13), die den Teller (11) mit dem Sensor (1) trägt, mechanisch in gewünschter Höhe mit einer Feststellschraube an der Halterung (3) fixiert werden, bevor Halterung (3) und Kochfeld (4) zusammen in die Kochmulde (5) eingesetzt werden. Durch die elektrische oder mechanische Positionierung der Sensoren (1) unterhalb des Kochfeldes (4) wird die Vorlast auf die Sensoren (1), die sich durch die Auflage des Kochfeldes (4) auf die Sensoren (1) ergibt, reduziert. Eine mögliche Version dieser Halterung (3) ist in 2 dargestellt.

Weitere geometrische Variationen der Halterung (3) zur Aufnahme der Sensoren (1) sind möglich.

Vorteile dieses Systems, das zu einer Erhöhung des Sicherheitsstandards am Herd durch Reduzierung des Unfallrisikos ausgehend von Herdbränden führt, sind:

• 1) Aktivitäten, die im Zusammenhang mit Gewichtsänderungen auf der Herdplatte (Kochfeld) stehen, werden durch die Auswerteeinheit erfasst und ausgewertet.
• 2) Jede Art von Kochgeschirr z. B. auch aus Glas oder Keramik, das von Topferkennungssystemen und Induktionskochzonen nicht erkannt wird, kann verwendet werden.
• 3) Die automatische Sicherheitsausschaltung nach einer vorgegebenen Zeit wird durch die zusätzliche Kontrolle der Aktivitäten auf dem Kochfeld ergänzt und führt dazu, dass während des Kochvorganges vor Ablauf der vorgegebenen Zeit durch unbeabsichtigte Handhabungen auf der Herdplatte (Kochfeld) kein Herdbrand ausgelöst wird.
• 4) Auch Fettbrände lassen sich unter bestimmten Umständen vermeiden.
• 5) Das System lässt sich in marktübliche Herde integrieren.
• 6) Äußere Veränderungen am Herd sind nicht notwendig.
• 7) Das Bedienpersonal benötigt kein Identifikationssystem.
• 8) Weitere Sensoren, die die Komplexität und den Preis des gesamten Herdsystems erhöhen, sind nicht unbedingt erforderlich.

Ein weiterer Vorteil dieses Systems lässt sich durch freie Parameterwahl in der Auswerteeinheit erzielen. Das Sicherheitssystem kann dadurch an individuelle Gegebenheiten z. B. Schwere des Kochgeschirrs angepasst werden sowie individuelle Lebenssituationen z. B. Kinder, Altersdemenz etc. berücksichtigen.