CH672950A5

CH672950A5 -

Info

Publication number: CH672950A5
Application number: CH2648/86A
Authority: CH
Inventors: Wolfram Andre; Kurt Wolf
Original assignee: Fissler Gmbh
Priority date: 1985-08-20
Filing date: 1986-07-01
Publication date: 1990-01-15
Also published as: JPS6265113A; KR870002740A; SE458654B; DE3529699A1; FR2586522B1; SE8603257L; US4796207A; IT8621216A1; IT8621216A0; IT1196977B; FR2586522A1; KR900003961B1; SE8603257D0; DE3529699C2

Description

BESCHREIBUNG Die Erfindung betrifft eine Anordnung zum Braten mit einem Bratgefäss, bei der die Temperatur am oder im Bratgefäss erfasst und zur programmgesteuerten Regelung auf eine vorgebbare Brattemperatur mittels einer Steuerschaltung zur

Ein- und Ausschaltung eines elektrischen Heizelementes ausgenützt wird.

Unter Braten wird im Zusammenhang mit dieser Erfindung auch das Kochen ohne Wasser verstanden, wobei das Kochgut s bzw. Bratgut mitunter mit Fett behandelt wird.

Eine zum Kochen verwendete Anordnung der eingangs erwähnten Art ist durch die DE-OS 2 932 039 bekannt. Bei dieser bekannten Anordnung wird in Abhängigkeit von der Temperatur bzw. dem Druck im Kochgefäss ein Zeitglied automatisch io angepasst, um den Koch- bzw. Garvorgang entsprechend den Verhältnissen im Kochgefäss zu beeinflussen. Damit soll erreicht werden, dass bei schwankenden Verhältnissen im Kochgefäss die Koch- bzw. Garzeit entsprechend verändert wird. Diese Regelung ist nur dann von Bedeutung, wenn während des 15 Koch- bzw. Garvorganges die Verhältnisse im Kochgefäss nicht konstant sind.

Aus der DE-PS 3 342 416 ist es auch bekannt, bei einer zum Kochen verwendeten Anordnung in der Aufheizphase die Zeitspanne zwischen zwei Temperaturen, die kleiner als die Siede-20 temperatur des Wassers sind, zu messen und ausserdem den Temperaturanstieg in einem vorgegebenen Zeitintervall zu erfassen. Die Heizleistung des Heizelementes wird dann in Abhängigkeit von diesen ermittelten Werten und vorgegebenen Programmen verändert.

25 Diese programmgesteuerte Regelung der Heizleistung ist für Anordnungen zum Kochen geeignet, da die Aufheizphase doch verhältnismässig grosse Zeiten in Anspruch nimmt. Der Aufwand in der Steuerschaltung ist dabei beachtlich, da mit dieser Regelung auch automatisch die Art und die Menge des Kochgu-30 tes berücksichtigt wird.

Beim Braten sind jedoch die Verhältnisse ganz anders. Die Aufheizphase ist sehr kurz und die Regelung muss daher viel eher einsetzen.

Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Anordnung der eingangs 35 erwähnten Art zu schaffen, bei der mit einfachstem Aufwand in der Steuerschaltung ein Einregeln der vorgegebenen Brattemperatur ohne grosse Überschwinger erreicht wird.

Diese Aufgabe wird nach der Erfindung durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruches 1 enthaltenen Merkmale 40 erreicht.

Der vorgegebene Temperaturabstand wird mit ausreichend grossem Wert gewählt, so dass die Regelung der Heizleistung schon sehr früh einsetzt. Die Mitverwendung der Steuerschaltung zum Ableiten der Temperaturdifferenz vereinfacht die An-45 Ordnung. Dies ist besonders einfach, da die Steuerschaltung nach der an sich bekannten Periodengruppensteuerung arbeitet, bei der die Heizleistungsvariation durch Verlängerung oder Verkürzung der Einschaltzeit erfolgt, das Heizelement jedoch jeweils mit voller Heizleistung betrieben wird.

so Nach einer Ausgestaltung kann vorgesehen sein, dass der Temperaturabstand nach dem Einschalten der Anordnung dauernd gemessen und mit dem vorgegebenen Temperaturabstand verglichen wird.

Die Anordnung kann jedoch auch so ausgeführt sein, dass 55 nach dem Einschalten der Anordnung die Steuerschaltung das Heizelement dauernd einschaltet und dass erst mit dem Erreichen des vorgegebenen Temperaturabstandes zur vorgegebenen Brattemperatur mit der Messung des Temperaturabstandes begonnen und der Vergleich mit dem vorgegebenen Temperatur-60 abstand durchgeführt wird.

In jedem Fall bleibt bis zum Erreichen des vorgegebenen Temperaturabstandes das Heizelement auf volle Heizleistung geschaltet, da es in allen Zeitintervallen des Zyklus der Perio-densteuerschaltung eingeschaltet bleibt.

65 Für die Ableitung der Temperaturdifferenz im Zyklus ist nach einer Ausgestaltung vorgesehen, dass die Temperaturdifferenz aus den Temperaturmesswerten zu Beginn und am Ende des Zyklus der Periodengruppensteuerung ermittelt wird. Dabei

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kann zur Verminderung des Einflusses von kurzzeitigen Temperaturschwankungen vorgesehen sein, dass zu Beginn und am Ende eines Zyklus die Temperaturmesswerte in mehreren Zeitintervallen gemessen und aus den Temperaturmesswerten jeweils ein Temperaturmittelwert gebildet wird und dass die Temperaturdifferenz aus diesen Temperaturmittelwerten abgeleitet wird.

Damit in der Steuerschaltung mit digitalen Signalen gearbeitet werden kann, sieht eine weitere Ausgestaltung vor, dass der Temperaturabstand in einer Anzahl von vorgegebenen Temperaturstufen erfasst wird, dass auch die Temperaturdifferenz in einer Anzahl von Temperaturstufen ermittelt wird und dass mit diesen digitalen Werten der Programmspeicher angesteuert wird und mit einem Digitalsignal diç Anzahl der Zeitintervalle des Zyklus angibt, in denen das Heizelement mit voller Heizleistung einzuschalten ist. Für eine Heizleistung von z.B. 2 KW ist die Auslegung so, dass eine Periodengruppensteuerung mit einem Zyklus von 12 X 2 sec gewählt ist und dass der Programmspeicher Steuerbefehle mit den Wertigkeiten von 0 bis 12 an die Steuerschaltung abgibt, dann können Heizelemente bis zu 2 KW Heizleistung ein- und ausgeschaltet werden, ohne mit dem Auge wahrnehmbare Rückwirkungen auf das speisende Wechselstromnetz zu bekommen.

Die Erfindung wird anhand eines in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 die Temperatur-Zeit-Kennlinie des gesamten aus Heizelement, Bratgefäss und Bratgut bestehenden Systems,

Fig. 2 ein Prinzipschaltbild der erfindungsgemässen Anordnung und

Fig. 3 das im Programmspeicher gespeicherte Programm.

Die in Fig. 1 gezeigte Temperatur-Zeit-Kennlinie T = f(t)

lässt den Temperaturanstieg des Systems aus Heizelement, Bratgefäss und Bratgut erkennen. Die Brattemperatur Tk wird vorgegeben und konstant gehalten. Es wird der Temperaturabstand Ta zwischen der vorgegebenen Brattemperatur Tk und der Isttemperatur Tx ermittelt. Es wird gleichzeitig ein vorgegebener Temperaturabstand Tav von etwa 30°C bis etwa 50°C gewählt und als Bezugswert genommen. Ist der ermittelte Temperaturabstand Ta grösser als der vorgegebene Temperaturabstand Tav, dann wird das Heizelement mit voller Heizleistung betrieben. Wird zum Zeitpunkt tl der vorgegebene Temperaturabstand Tav erreicht und unterschritten, dann ist die Heizleistung entsprechend einem vorgegebenen Programm zu reduzieren, das den ermittelten Temperaturabstand Ta und die Temperaturdifferenz AT berücksichtigt, die in einem Zyklus mit der Dauer to der Periodengruppensteuerung ermittelt wird. Auf diese Weise wird die Annäherung an die vorgegebene Brattemperatur Tk verzögert und so eingeregelt, dass kein Überschwingen der Temperatur über die vorgegebene Brattemperatur Tk eintritt.

Anhand des Blockschaltbildes nach Fig. 2 wird die Wirkungsweise der erfindungsgemässen Anordnung näher erläutert. Der Temperaturfühler TF erfasst die Temperatur am oder im Bratgefäss. Der Messwert wird über den Analog-Digital-Wandler AD in ein Digitalsignal umgewandelt, das über die Übertragungsstrecke Ue zum Empfänger E gelangt. Der empfangene Temperaturmesswert entspricht daher der Isttemperatur Tx. Die Isttemperatur Tx wird der Vergleichsschaltung V zugeführt, der über die Vorwahleinrichtung VW die Temperatur Tv eingegeben wird, die zur vorgegebenen Brattemperatur Tk den vorgegebenen Temperaturabstand Tav von etwa 30° bis etwa 50°C einnimmt. Die Brattemperatur Tk wird über den Wahlschalter WS vorgewählt.

Die Vergleichsschaltung V ermittelt den tatsächlichen Tem-5 peraturabstand Ta. Ist der ermittelte Temperaturabstand Ta grösser als der vorgegebene Temperaturabstand Tav zwischen der vorgegebenen Brattemperatur Tk und der Temperatur Tv, dann steuert die Vergleichsschaltung V die Steuerschaltung St über den Eingang a an, was zu einer dauernden Einschaltung io des Heizelementes HE führt. Die Steuerschaltung St arbeitet nach der an sich bekannten Periodengruppensteuerung mit einem Zyklus der Dauer to, die z.B. zwölf Zeitintervalle mit jeweils zwei Sekunden umfasst. Bei der Ansteuerung der Steuerschaltung St über den Eingang a wird das Heizelement HE in 15 allen zwölf Zeitintervallen des folgenden Zyklus to mit voller Heizleistung eingeschaltet.

Ermittelt die Vergleichsschaltung V einen Temperaturabstand Ta, der kleiner ist als der vorgegebene Temperaturabstand Tav, dann muss die Heizleistung im folgenden Zyklus to 20 reduziert werden und zwar nach einem Programm, das im Programmspeicher PS gespeichert ist und den tatsächlich ermittelten Temperaturabstand Ta und eine Temperaturdifferenz AT berücksichtigt, die im Zyklus to erfasst wird, wie die Differenzschaltung D in Fig. 2 zeigt. Dabei wird zu Beginn und am Ende 25 des Zyklus to die vorliegende Isttemperatur Tx jeweils in mehreren Zeitintervallen gemessen und ermittelt. Aus den so gewonnenen Temperatürmittelwerten wird dann die Temperaturdifferenz AT gebildet, um den Einfluss von kurzzeitigen Temperaturänderungen zu eliminieren oder zumindest stark zu re-30 duzieren.

Dem Programmspeicher PS wird der ermittelte Temperaturabstand Ta und die ermittelte Temperaturdifferenz AT zugeführt. Dabei ist es von Vorteil, wenn der Temperaturabstand Ta und die Temperaturdifferenz AT in ganzzahligen Vielfachen 35 von Temperaturstufen, z.B. 1,1° bzw. 1°C, vorgegeben werden, um eine digitale Steuerung zu erhalten. Wie die Tabelle nach Fig. 3 zeigt, gibt der Programmspeicher PS bei entsprechender Ansteuerung eine Anzahl zwischen 0 und 12 aus, die die Anzahl der Zeitintervalle angibt, in der im folgenden Zyklus 40 to das Heizelement HE auf volle Heizleistung geschaltet werden muss. Beträgt der Temperaturabstand Ta z.B. 4 Temperaturstufen = 4,4°C und die ermittelte Temperaturdifferenz AT ist mit 1 Temperaturstufe fallend, dann gibt der Programmspeicher PS die Anzahl 6 an den Eingang b der Steuerschaltung St weiter. 45 Die Steuerschaltung St schaltet im folgenden Zyklus To das Heizelement HE sechs Zeitintervalle ein und demzufolge auch sechs von zwölf Zeitintervallen aus.

Aus der Tabelle nach Fig. 3 kann für jedes Wertepaar aus dem Temperaturabstand Ta und der Temperaturdifferenz AT so die Anzahl der Zeitintervalle im folgenden Zyklus to abgelesen werden, in denen das Heizelement HE eingeschaltet sein muss. Dabei zeigt sich, dass die Anzahl der Zeitintervalle bei kleiner werdendem Temperaturabstand Ta abnimmt und bei kleiner werdender oder fallender Temperaturdifferenz AT mehr und 55 mehr zunimmt.

Der Steuerschaltung St ist der Taktgeber TG zugeordnet, der die Zeitintervalle im Zyklus to kennzeichnet und auch die Ableitung der Temperaturdifferenz AT durch die Differenzschaltung D steuert.

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1 Blatt Zeichnungen

Claims

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1. Anordnung zum Braten mit einem Bratgefäss, bei der die Temperatur am oder im Bratgefäss erfasst und zur programmgesteuerten Regelung auf eine vorgebbare Brattemperatur mittels einer Steuerschaltung zur Ein- und Ausschaltung eines elektrischen Heizelementes ausgenützt wird, dadurch gekennzeichnet, dass der Temperaturabstand (Ta) zwischen der vorgegebenen Brattemperatur (Tk) und der Isttemperatur (Tx) ermittelt und mit einem vorgegebenen Temperaturabstand (Tav) zwischen 30° und 50°C verglichen wird, dass beim Überschreiten des vorgegebenen Temperaturabstandes (Tav) die als im Zyklus arbeitende Periodengruppensteuerschaltung ausgebildete Steuerschaltung (St) das Heizelement (HE) in allen Zeitintervallen des Zyklus (to) der Periodengruppensteuerschaltung mit voller Heizleistung einschaltet, dass beim Unterschreiten des vorgegebenen Temperaturabstands (Tav) die Temperaturdifferenz (AT) in einem konstanten Zeitintervall erfasst wird und dass die Steuerschaltung in Abhängigkeit von dem ermittelten Temperaturabstand (Ta) und der ermittelten Temperaturdifferenz nach einem vorgegebenen Programm (Fig. 3) eines Programmspeichers (PS) das Heizelement (HE) im folgenden Zyklus (to) nur für eine Anzahl von Zeitintervallen einschaltet, die mit kleiner werdendem Temperaturabstand (Ta) abnimmt und mit kleiner werdender Temperaturdifferenz (AT) zunimmt.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Temperaturabstand (Ta) nach dem Einschalten der Anordnung dauernd gemessen und mit dem vorgegebenen Temperaturabstand (Tav) verglichen wird.

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PATENTANSPRÜCHE

3. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass nach dem Einschalten der Anordnung die Steuerschaltung (St) das Heizelement (HE) dauernd einschaltet und dass erst mit dem Erreichen des vorgegebenen Temperaturabstandes (Ta) zur vorgegebenen Brattemperatur (Tk) mit der Messung des Temperaturabstandes (Ta) begonnen und der Vergleich mit dem vorgegebenen Temperaturabstand (Tav) durchgeführt wird.

4. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Temperaturdifferenz (AT) aus den Temperaturmesswerten zu Beginn und am Ende des Zyklus (to) der Steuerschaltung ermittelt wird.

5. Anordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass zu Beginn und am Ende eines Zyklus (to) die Temperaturmesswerte in mehreren Zeitintervallen gemessen und aus den Temperaturmesswerten jeweils ein Temperaturmittelwert gebildet wird und dass die Temperaturdifferenz (AT) aus diesen Temperaturmittelwerten abgeleitet wird.

6. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Temperaturabstand (Ta) in einer Anzahl von vorgegebenen Temperaturstufen, z.B. 1,1 °C, erfasst wird, dass auch die Temperaturdifferenz (AT) in einer Anzahl von Temperaturstufen, z.B. 1°C, ermittelt wird und dass mit diesen digitalen Werten der Programmspeicher (PS) angesteuert wird und mit einem Digitalsignal die Anzahl der Zeitintervalle des Zyklus (to) angibt, in denen das Heizelement (HE) mit voller Heizleistung eingeschaltet wird.

7. Anordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerschaltung mit einem Zyklus (to) von 12x2 sec vorgesehen ist und dass der Programmspeicher (PS) Steuerbefehle mit den Wertigkeiten von 0 bis 12 an die Steuerschaltung (St) abgibt.