Elektronischer Ofen Die vorliegende Erfindung betrifft einen elektro nischen Ofen, z. B. Mikrowellenofen, welch letzterer Perioden leichter und starker Belastung durchläuft, wobei der Ofen während letzterer Periode für relativ kurze Heiz- oder Kochvorgänge in kurzer Aufeinan- derfolge verwendet wird.
Da ein Mikrowellenofen nicht sofort nach dein Einschalten betriebsbereit ist, weil für das Aufheizen der Kathode des Magnetroms oder des Heizfadens der die für den Betrieb der Kathode nötige Temperatur erzeugt, eine gewisse Zeit benötigt wird, ist es bei vielen Anlagen üblich, den Heizfaden ohne Rück sicht auf den momentanen Bedarf dauernd mit elek trischer Energie zu speisen.
Auch wenn natürlich be kannt ist, dass die Lebensdauer des Magnetions hier durch wesentlich verkürzt wird, wurde anscheinend bei diesen Anlagen festgestellt, dass es wichtiger ist, die normale Aufheizzeit zu Beginn jedes Kochvor ganges zu vermeiden, Bei den meisten gebräuchlichen Apparaten liegt diese Zeit bei ungefähr einer Minute und fällt daher im Vergleich zu vielen im Ofen statt findenden Kochvorgängen stark ins Gewicht.
Zudem bringt eine Verminderung der Aufheizzeit des Magnetions durch eine verbesserte Konstruktion keine vollständige Lösung, da die Abnützung der Röhre durch häufiges Ein- und Ausschalten grösser sein kann als wenn das Magnietron ständig einge schaltet bleibt.
Ein gutes Beispiel des Problems, auf das, speziell Bezug genommen wird, ist die Verwendung eines Mikrowellenofens für das Wiederaufwärmen von Speisen. Bei dieser Art einer Anlage wird der Ofen zusammen mit einer Zuliefereinrichtung von Nah rungsmitteln verwendet, die vorgekocht und dann gefroren wunden, wobei der Koch- oder Aufwärme vorgang ziemlich kurz ist und demzufolge Betriebs- spitzen wie auch Perioden auftreten, während denen der Ofen nur in weit auseinanderliegenden Zeitab ständen verwendet wird.
Die gewöhnliche Aufheizzeit ist im ersten Fall entschieden von Nachteil, und im zweiten Fall ist es einfach unpraktisch in einer nicht beaufsichtigten Maschine den Heizfaden ständig un ter Strom zu halten. Es könnte natürlich ein Bedie nungsmann eingesetzt werden, um in Abhängigkeit des Bedarfes die Zeitdauer zu bestimmen, während der die Röhre dauernd unter Strom stehen muss, wobei dies aber höchstens eine besser angepasste Be triebsdauer zu wesentlich höheren Kosten bewirken würde.
Eine Programmsteuerung könnte den Bedie nungsmann überflüssig machen und die Kosten sen ken, wobei jedoch ein solches Hilfsmittel voraussetzt, dass die Spitzenzeiten zuverlässig vorausgesagt wer den können, was kaum möglich ist.
Es ist daher ein Hauptziel vorliegender Erfin dung, einen elektronischen Ofen mit einer verbesser ten Steuerung zu schaffen, um den Ofen während Perioden starker Verwendung automatisch in einem Bereitschaftszustand zu halten, ohne dass die vorer wähnten Einschränkungen und Nachteile auftreten.
Ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung ist die Schaffung eines elektronischen Ofens mit Steue rung, die auf den tatsächlichen Bedarf oder die Be nützungsfrequenz des Ofens anspricht, so dass der Ofen zwei Betriebszustände aufweisen kann, nämlich entweder ausgeschaltet oder in Bereitschaft , und zwar in. Abhängigkeit von der Benützung während einer bestimmten Zeitdauer.
Die Erfindung basiert auf dem Gedanken, die Steuereinrichtung so auszubilden, dass sie den Ofen nach einer ersten Benützung eingeschaltet hält, so dass die Röhre während einer vorbestimmten Wir kungsdauer .aufgeheizt bleibt.
Wenn vor Ablauf die- ser Bereitschaftszeit ein zweiter Kochvorgang be- ginnt, so ist kein Aufheizvorgang nötig; zudem be ginnt bei einer vorteilhaften Ausführungsform die Bereitschaftszeit beim Beginn jedes Kochvorganges von neuem, so dass der Ofen solange in Bereit schaft gehalten wird, als neue Kochvorgänge begin nen, deren Intervalle kürzer als die Bereitschaftszeit sind.
Weitere Einzelheiten und Vorteile sind aus der nachfolgenden Beschreibung ersichtlich, in der ein Ausführungsbeispiel und einige Varianten des Erfin dungsgegenstandes unter Bezugnahme auf die beilie genden Zeichnungen erläutert sind.
Fig. 1 zeigt eine perspektivische Ansicht eines erfindungsgemässen elektronischen; Ofens, bei dem ein Teil weggeschnitten ist, um gewisse innere Teile zu zeigen; Fig. 2 ist ein Schaltschema der elektrischen Steu ereinrichtung, welche die gewünschte Arbeitsweise des Ofens ermöglicht; Fig. 3 zeigt ein Schaltschema einer leicht abgeän derten Steuereinrichtung; Fig. 4 veranschaulicht eine weitere Variante eines Teiles der Steuereinrichtung gemäss Fig. 3;
Fig.5 zeigt eine weitere Ausführungsvariante eines Teiles der Steuereinrichtung gemäss Fig. 2.
Der in Fig. 1 dargestellte elektronische Mikro wellenofen weist ein äusseres Gehäuse 10 auf, in dem sich ein Ofengehäuse 11 befindet, das denn Kochraum der Anlage bildet. Das Ofengehäuse 11 ist an der Vorderseite offen und mit einer Türe 12 versehen, die an ihrer Unterkante ein Scharnier 13 aufweist, damit die Türe in eine im wesentlichen horizontale, geöffnete Lage heruntergeklappt werden kann.
Eine Armaturenbrett 14 ist am oberen Ende des Ofens angeordnet, und eine Anzahl Drucktasten 15 stehen durch Öffnungen vor, die im Armaturenbrett vorhanden sind. Es ist vorgesehen, dass dieser spe zielle Ofen eine Drucktasten-Zeitsteuervorrichtung aufweist, zu welcher die vorspringenden Drucktasten 15 gehören, wobei die letzteren wahlweise betätigt werden können, um verschiedene festgelegte Koch zeiten einstellen zu können.
Wie gezeigt, können die Tasten in geeigneter Weise numeriert sein, und diese Nummern können sich auf einen Code beziehen, der auf Nahrungsmittelpackungen oder Artikeln ange bracht ist, um das richtige Einstellen der Zeitdauer zu ermöglichen.
Die Ofentüre 12 weist zwei nach innen vorsprin gende Arme auf, die sich mit dieser bewegen und in den entsprechenden Zwischenräumen zwischen dem äusseren Gehäuse 10 und dem Ofengehäuse 11 lie gen, wobei in der Zeichnung nur der Arm 16 auf der linken Seite gezeigt ist. Diese Arme sind vor allem für die Steuerung und Führung der Türe vorgesehen und arbeiten vorzugsweise mit einem nicht gezeigten Gegengewicht zusammen, wobei jedoch der Arm 16 auf der linken Seite auch dazu bestimmt wird, um elektrische Schalter in Abhängigkeit des öffnens und Schliessens der Türe 12 zu steuern.
Einer dieser Schalter ist allgemein mit 17 be zeichnet und hat die Aufgabe, die Zufuhr von hoch- frequenter Energie an den Ofen zu unterbrechen, wenn die Türe nicht ganz geschlossen ist. Diese Sicherheitseinrichtung ist jedoch nicht Gegenstand vorliegender Erfindung und wird daher nicht weiter beschrieben.
Ein zweiter Schalter 18 ist an der Seitenwand des Ofengehäuses 11 befestigt, und grenzt an den Weg der Bewegung des Türarmes 16 an. Dieser Schalter ist so angeordnet, dass, wenn die Türe aus ihrer ge schlossenen Stellung in geöffnete Stellung bewegt wird, der Arm 16 mit dem Schalter in Eingriff gelangt und dann über diesen hinweggleitet, wobei dieser zeitweilige Eingriff auch bei der umgekehrten Bewe gung der Türe eintritt. Ein bewegliches, Kontaktglied des Schalters wird durch den erwähnten Eingriff be tätigt, wie dies in der Folge näher beschrieben wird.
Wie .aus Fig. 2 ersichtlich ist, steht das Magnetron 19 ,des Ofens über ein geeignetes Stromspeise- und Steueraggregat 20 und über Leiter 21 und 22 mit Klemmen 23 und 24 in Verbindung, an denen eine geeignete Stromquelle angelegt wird. Ein Schalter 25, der einen Kontaktarm 26 und ein festes Kontaktglied 27 aufweist, liegt im Leiter 22 und ist, wie gezeigt, normalerweise geöffnet.
Wenn dieser Schalter 25 ge#- schlossen wird, wird das Stromspeiseaggregat unter Spannung gesetzt, so dass ein Strom durch den Heiz- faden des Magnetrons fliesst und denselben aufheizt. Das heisst, dass das Stromspeiseaggregat die Erzeu gung hochfrequenter Energie in Abhängigkeit von anderen Signalen, wie z.
B. der obenerwähnten Zeit steuervorrichtung oder des Tür-Sicherheitsschalters 17 steuert, wobei sich jedoch die vorliegende Erfin dung ausschliesslich mit der Stromzufuhr zum Heiz- faden der Röhre 19 befasst, die durch den Schalter 25 in erwähnter Weise gesteuert wird.
Für die Betätigung des Schalters 25 ist ein eigener Steuerstromkreis vorgesehen, der Klemmen 28 und 29 zum Anschluss an einer gebräuchlichen Strom quelle von 115 oder 220 Volt Wechselstrom aufweist. Der weiter oben näher beschriebene Türschalter 18 weist eine bewegliche Kontaktplatte 30, die in Ab hängigkeit von der Bewegung der Türe betätigbar ist, und drei ortsfeste Kontaktelemente 31, 32 und 33 auf, die der beweglichen Kontaktplatte 30 gegenüber liegen und von derselben gleichzeitig berührt werden können.
Die Klemme 29 des Steuerstromkreises ist durch einen Leiter 34 mit dem mittleren Kontaktelement 32 des Türschalters 18 verbunden. Ein Leiter 35 führt von der anderen Klemme 28 zu einem Gleichrichter 36 und von letzterem zu einer allgemein mit 37 be zeichneten Schaltung, die einen ersten Kondensator 38 aufweist, der zwischen einem Leiter 35 und einem weiteren Leiter 39 liegt, der mit der beweglichen Kontaktplatte 30 des Schalters 18 in Verbindung steht.
Ein zweiter Kondensator 40 ist zum ersten Kondensator 38 parallel geschaltet, wobei ein Wider stand 41 zwischen den zwei entsprechenden Seiten der beiden Kondensatoren angeordnet ist. Eine Neonröhre 42 ist in gleicher Weise parallel geschal tet, und ein weiterer Zweig der Schaltung ist durch einen Leiter 43, ein festes Kontaktelement 44, einen beweglichen Kontaktarm 45 und einen Leiter 46 ge bildet.
Der Kontaktarm 45 berührt normalerweise, wie dargestellt, das Kontaktelement 44 und ist geeig net, .aus dieser Lage in Eingriff mit einem anderen festen Kontaktelement 47 gebracht zu werden, von dem aus ein Leiter 48 zum Anschlussleiter 34 führt.
Die Schaltung 37 ist beim Punkt 49 durch einen Leiter 50 mit dem festen Kontaktelement 31 des Tür schalters 18 verbunden, und die bewegliche Kontakt platte 30 des letzteren steht auch mit dem einen Ende dieses Widerstandes 52 in Verbindung. Das andere Ende dieses Widerstandes ist beim Punkt 53 durch einen Leiter 54 mit dem letzten festen Kon taktelement 33 des Schalters 18 verbunden, und eine Relaiswirkung 55 und eine dazu parallel ge schaltete photoelektrische Zelle 56 sind swischen dem Punkt 53 und einem zum Gleichrichter 36 führenden Leiter 57 .angeordnet. Die photoelektrische Zelle ist ,so angeordnet, dass das Licht der Neonröhre 42 auf sie fällt.
Der in Fig. 2 gezeigte Zustand der Schaltung stellt den normalerweise ausgeschalteten Zustand des Mikrowellenofens dar, der dadurch gekennzeichnet, ist, dass die Kathode oder der Heizfaden des Magne- troms 19 stromlos ist.
Wenn die Ofentüre 12 geöffnet wird, um zu kochende oder aufzuwärmende Nah rungsmittel einzuführen, so wird der Türschalter 18 momentan geschlossen, wobei alle drei festen Kon taktelemente 31, 32 und. 33 die bewegliche Kontakt platte 30 berühren. Es ist offensichtlich, dass der Kontakt der Teile 30 und 32 den. Steuerstromkreis schliesst, und dass durch die Berührung des Kontakt elementes 33 durch die bewegliche Kontaktplatte 30 der Widerstand 52 überbrückt wird, wodurch die Relaiswicklung 55 erregt wird.
Wie durch gestrichelte Linien angegeben ist, betätigt die Relaiswicklung die Kontaktarme 2,6 und 45, wobei der erstere in Kontakt mit dem zugehörigen Kontaktelement 27 gebracht wird und der letztere vom Kontaktelement 44 zum Kontaktelement 47 umgelegt wird.
Das Schliessen des Schalterkontaktes 26, 27 im Magnetronstromkreis bewirkt das Fliessen des vor gängig beschriebenen Stromes zum Heizen der Kathode, während die Berührung des Kontaktarmes 45 mit dem zugehörigen festen Kontaktelement 47 über den Widerstand. 52 einen Haltestromkreis für die Relaiswicklung 55 schliesst,
wodurch das angezo gene Relais den Steuerstromkreis unter Spannung hält, wenn die Türe 12 geschlossen wird. Der Kon densator 40 wird über den Widerstand 41 langsam aufgeladen, und Zeitkonstante ist vorzugsweise so gewählt, dass die Ladung des Kondensators am Ende eines Zeitraumes von fünf Minuten ausreicht, um die Neonröhre 42 zu zünden.
Tritt dieser Zustand ein, so zündet die Röhre 42, und ihr Licht bewirkt, dass die photoelektrische Zelle 56 anspricht, wodurch der Widerstand der letzteren vermindert und die Relais wicklung 55 überbrückt wird, so dass das Relais ent- regt wird. Eine solche Entregung des Relais unter bricht den Stromfluss durch. den Heizfaden des Magnetrons und macht den separaten Steuerstrom kreis :stromlos.
Beinbeschriebenen Vorgang wird. nur auf das anfängliche öffnen und Schliessen der Ofentüre zum Zwecke der Einführung von Nahrungsmitteln in den Ofen Bezug genommen, und der Steuerstromkreis würde den Ofen ausschalten, wenn die Ofentüre nicht innerhalb der Bereitschaftszeit wieder geöffnet würde.
In der Praxis ist es vorteilhaft, wenn ,die Be reitschaftszeit, also die als Beispiel erwähnten fünf Minuten, etwas grösser als die maximale Kochzeit ist, die durch Betätigung der Drucktasten Zeitsteuervor- richtun@g gewählt wird, so dass normalerweise die letztere das Ende der jeweils gewählten Kochperiode bestimmt, indem die Zeitsteuervorrichtung die Stromzufuhr an den Ofen in üblicher Weise unter bricht.
Eine solche Beendigung der Kochperiode durch die Zetsteuervorrichtung wird wiederum, wie üblich, akkustisch und/oder optisch angezeigt, worauf der Kunde oder der Bedienungsmann die Türe öffnet, um die fertig gekochten Nahrungsmittel herauszu nehmen, und dann wieder schliesst. Mit der vorer wähnten Zeitkonstante wird der Kondensator 40 bei diesem zweiten öffnen der Türe nicht genügend auf geladen werden, um die Neonröhre zu zünden, aber der Steuerstromkreis befindet sich trotzdem in einem mittleren Zustand dieser Bereitschaftzeitdauer.
Die Schaltung weist jedoch eine automatische Rückstelleinrichtung auf, durch die der Zeitbemes- sungskondensator beim zweiten öffnen der Türe ent laden wird, um die Bereitschaftzeitdauer neu beginnen zu lassen. Dies wird durch den Kontakt der Türschal terkontaktelemente 30 und 31 miteinander und mit dem Leiter 50 erreicht, wodurch der Kondensator 40 direkt kurzgeschlossen wird.
Dementsprechend wird die teilweise Ladung des Kondensators abgeführt, wobei der Stromkreis jedoch unter Spannung bleibt und der Kondensator nachher wieder langsam aufge laden wird. Eine solche Neueinstellung des Zeitbe- messungs-Stromkreises wird natürlich in ähnlicher Weise bei jedem öffnen der Türe auftreten, während der Kondensator 40 langsam aufgeladen wird.
Die Schaltung nach Fig.3 ist im wesentlichen gleich wie jene in Fig. 2, ausser dass beim ersteren ein weiteres kleines Relais 58 verwendet wird, das zwischen dem Türschalterkontaktelement 31 und dem Gleichrichter 36 eingeschaltet ist.
Die Schaltung 37 ist beim Punkt 49 über Kontaktelemente 59 und 60, die .durch das Relais 58 betätigt werden, mit der beweglichen Kontaktplatte 30 des Türschalters 18 verbunden. Gemäss dieser Änderung wird die Rück stellung des Stromkreises, d. h. das Kurzschliessen des Kondensators 40 über das Relais 58 und. die Kontaktelemente 59, 60, statt direkt wie in. Fig.2, vollzogen.
Eine weitere Variante der in Fig. 3 dargestellten Schaltung ist in Fig. 4 gezeigt, in der die Relaiswick lung 55\ an die Ausgangsklemmen 61 und 62 einer Brückenschaltung zwischen den Leitern 57 und 39 angeschlossen ist. Die Brückenschaltung weist in ihren entsprechenden Zweigen einen Widerstand 63 zwischen dem Leiter 57 und. der Klemme 61,
eine photoelektrische Zelle 56' zwischen der Klemme 61 und dem Leiter 39, einen Widerstand 64 zwischen dem Leiter 57 und der Klemme 62 und einen Wider stand 65 sowie eine Relaiswicklung 58' zwischen der Klemme 62 und dem Leiter 39 auf.
Es wird ein etwas einfacherer Türschalter verwendet, der eine bewegli che Kontaktplatte 66 aufweist, -die in Abhängigkeit von der Türbewegung betätigt wird, wobei ein erstes festes Kontaktelement 67 mit .dem Brückenpunkt 62 und ein zweites festes Kontaktelement 68 mit dem Anschlussleiter 34 verbunden sind.
Die Relaiswick lung 58' betätigt den Kontaktarm 59, um den Kon densator 40, wie mit Bezug auf Fig. 3 beschrieben wurde, kurzzuschliessen, während die Wicklung 55' die Kontaktarme 45 und 25, ebenfalls wie beschrie ben, betätigt.
Hier ist es von Vorteil, dass die ver wendete Brückenschaltung, die die übliche Funktion in einer solchen Schaltung hat, ein rasches und siche res Abschalten des Stromes zum Steuerrelais 55' ge währleistet, wenn die Bedingungen dies in der be schriebenen Weise erfordern, weshalb dieser Ausfüh- rungsform aus diesem Grunde normalerweise der Vorzug gegeben wird.
Die in Fig. 5 dargestellte abgewandelte Ausfüh rungsform bezieht sich auf die Rückstellung der Zeit bemessungsschaltung, wobei hier zu diesem Zweck eine spezielle Ausbildungsform des Türschalters 68 verwendet wird. Dieser Schalter weist einen elek trisch leitenden Schlitten 69 auf, der entsprechend den Bewegungn der Ofentüre hin- und hergeschoben wird, wobei durch einen Pfeil die Bewegungsrichtung des Schlittens beim Öffnen der Türe angedeutet ist.
Ferner weist der Schalter 68 drei mit dem Schlitten 69 zusammenarbeitende Kontaktfinger 70, 71 und 72 auf. Der Anschlussleiter 34 ist mit dem Kontaktfinger 70 verbunden, während der Leiter 39 mit einem wei teren Kontraktfinger 73 verbunden ist, der ständig mit dem Schlitten 69 in Berührung isst. Der Kontaktfinger 71 ist mit dem Punkt 53 verbunden, während der an dere Kontaktfinger 72 mit dem anderen Ende des Widerstandes 52 verbunden ist. Im übrigen ist diese Schaltung gleich wie die in Fig. 2 dargestellte.
Wenn sich der Schlitten 69 beim Öffnen der Türe nach rechts verschiebt, wird er mit den Kontaktfin gern 70 und 71 und gleichzeitig mit den Kontaktfin- gern: 72 und 73 in Berührung gebracht. Die Relais wicklung 55 wird so erregt, worauf die früher be schriebenen Vorgänge einsetzen.
Der Schlitten 69 bewegt sich in, derselben Richtung weiter in eine Endstellung, in welcher der Kontakt mit den Fingern 70, 71 und 72 unterbrochen ist, wodurch das Relais entregt wird, um den Zeitbemessungs-Kondensator 40 kurzzuschliessen. Wenn die Türe geschlossen wird, so.
bewegt sich der Schlitten 69 durch jene Lage zurück, in der alle drei Kontaktfinger 70, 71 und 72 wieder gleichzeitig den Schlitten berühren, wodurch das Relais erregt wird, wonach der Schlitten in die dargestellte Ruhelage zurückgeführt wird, in der das Relais durch den Haltestromkreis über den Wider stand 52 in beschriebener Weise erregt bleibt. Bei dieser abgewandelten Ausführungsform wird das Relais daher auch für das Zurückstellen der Bereit schaftszeit dauerverwendet.
Aus obigem ist ersichtlich, dass ein erfindungs- gemässer Mikrowellenofen während einer Periode starker Benützung nur beim ersten Kochvorgang eine Aufheizfrist braucht. Wenn z. B. mehrere Kun den auf die Benützung des. Ofens warten und sie einander im Zeitraum weniger Minuten folgen, so muss nur der erste Kunde die erwähnte Frist abwar ten.
Es sei klargestellt, dass die erwähnte fünfminü tige Dauer nur als Beispiel angeführt und für eine Anlage gewählt wurde, bei der Kochzeiten kürzerer Dauer durch die gebräuchliche Zeitsteuervorrichtung eingestellt werden können.
Bei geringerer Nachfrage, d. h. wenn der Ofen nur in grösseren Zeitabständen benutzt wird, besteht nicht dieselbe Notwendigkeit, die Aufheizzeit zu vermeiden; der Ofen ist dann dementsprechend für die meiste Zeit abgestellt. Die vorliegende Erfindung kombiniert also die Zustände ständigen Betriebes und der Ausschaltung des Heizfadens entsprechend dem tatsächlichen Bedürfnis, wodurch eine Anlage hoher Wirtschaftlichkeit geschaffen ist.