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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Gargerät, insbesondere ein Hocheinbau-Gargerät, mit mindestens
einer einen Garraum eingrenzenden Muffel mit einer Muffelöffnung,
einer Tür
zum Schließen
der Muffelöffnung,
einer durch eine Steuereinrichtung gesteuerten Antriebseinrichtung
zum Verfahren der Tür sowie
einer Einklemmschutzvorrichtung zum Erkennen eines Einklemmfalls.
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Aus
DE 102 28 140 A1 ist
ein Hocheinbau-Gargerät
bekannt, bei dem ein Einklemmen von Gegenständen an der Bodentür durch
mehrere unabhängig
voneinander betätigbare
Klemmschutzschalter zwischen der Bodentür und dem Muffelrahmen erkannt
werden kann. Dabei kann zusätzlich
ein Druckanstieg in einer Türdichtung
mit Hohlprofil ausgewertet werden.
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In
DE 101 64 239 A1 ist
ein Einklemmschutz beschrieben, der durch unterschiedliche Zugkräfte an den
die Bodentür
antreibenden Zugseilen ausgelöst
wird. Es wird auch ein Drehmomentsensor beschrieben, der ein Lastmoment
auf der Antriebswelle eines Elektromotors erfasst. Als Sensoren
werden dazu Zugkraftsensoren, piezoelektrische Sensoren sowie Deformations-
oder Spannungs-/Dehnungssensoren
aufgeführt.
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DE 102 88 141 A1 beschreibt
auch einen optoelektronischen Sensor zur Detektierung eines Einklemmfalls,
der über
die Menge reflektierten Lichts schaltet.
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Auf
ein Erkennen des Einklemmfalls werden Gegenmaßnahmen eingeleitet, wie Abstoppen
und Reversieren der Tür.
Zwischen Erkennen des Einklemmfalls und Wirksamwerden der Gegenmaßnahmen
vergeht aufgrund der Trägheit
des Systems – so muss
z. B. zum Reversieren der Antriebsmotor angehalten und neu angefahren
werden – typischerweise eine
merkliche Zeitdauer.
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Nachteilig
ist, dass die beschriebenen Einklemmerkennungen keine Maßnahmen
für die
Zeit zwischen dem Erkennen des Einklemmfalls und der folgenden Gegenmaßnahmen
vorsehen. Auch sind keine Maßnahmen
vorsehen, die eine Funktionsstörung
des Einklemmschutzes auffangen.
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Es
ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine verbesserte
Betriebssicherheit für den
Einklemmfall an einem Gargerät
der oben beschrieben Art bereitzustellen.
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Die
vorliegende Aufgabe wird durch das Gargerät mit den Merkmalen des Patentanspruchs
1 sowie ein Verfahren nach Patentanspruch 17 gelöst.
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Dazu
ist das Gargerät,
das insbesondere ein Hocheinbau-Gargerät ist, aber auch ein Gargerät mit einem
Backwagen sein kann, so ausgerüstet,
dass nach Erkennen eines Einklemmfalls durch die Einklemmschutzvorrichtung
die Steuerschaltung die Antriebseinrichtung so regelt, dass eine
auf die Tür
aufgebrachte Kraft ein bestimmtes Kraftzeitprofil nicht überschreitet.
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Vorzugsweise
ist die Einklemmschutzvorrichtung nicht als eigene Baugruppe ausgeführt, sondern
funktional in die Steuerschaltung bzw. ihre) Module) integriert,
die typischerweise bereits einen Mikrokontroller aufweist.
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Es
ist zur verfeinerten Sicherheitsabstimmung vorteilhaft, wenn ein
erstes Kraftzeitprofil für
einen Einklemmfall in Schließrichtung
der Tür,
bei einem Hocheinbau-Gargerät also beim
Verfahren nach oben, vorgesehen ist. Ein Gegenstand ist dann typischerweise
zwischen Bodentür
und Muffelrahmen bzw. Gehäuse
eingeklemmt. Alternativ oder zusätzlich
kann ein zweites Kraftzeitprofil für einen Einklemmfall in Öffnungsrichtung
der Tür
vorgesehen sein, wenn bei einem Hocheinbau-Gargerät also typischerweise
ein Gegenstand zwischen Bodentür
und Arbeitsplatte eingeklemmt ist.
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Das
erste Kraftzeitprofil, also in Schließrichtung, weist günstigerweise
einen ersten Abschnitt mit einer maximalen Kraft F = 100 N für 5 s auf,
gefolgt von einem zweiten Abschnitt mit einer maximalen Kraft F
= 25 N. Der dritte Abschnitt kann nach einer gewissen Zeit auch
weiter auf 0 N abgesenkt werden.
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Das
zweite Kraftzeitprofil weist günstigerweise
einen ersten Abschnitt mit einer maximalen Kraft F = 400 N für 0,5 s
auf, gefolgt von einem zweiten Abschnitt mit einer maximalen Kraft
F = 150 N für
4,5 s, gefolgt von einem dritten Abschnitt mit einer maximalen Kraft
F = 25 N auf. Der dritte Abschnitt kann nach einer gewissen Zeit
auch weiter auf 0 N abgesenkt werden.
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Es
ist zur schnellen und fehlerarmen Reaktion auf einen Einklemmfall
vorteilhaft, wenn der Einklemmfall durch eine Überwachung einer Verfahrgeschwindigkeit
der Tür
erkennbar ist, z. B. durch prozentuale oder absolute Abweichung
von einem Geschwindigkeits-Sollwert oder durch eine hohe positive
oder negative Beschleunigung.
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Es
ist weiterhin vorteilhaft, wenn die Verfahrbewegung der Tür allgemein
geschwindigkeitsabhängig,
und damit unabhängig
von einer Zuladung oder von Reibverhältnissen, regelbar ist. Auch
ist eine Ansteuerung einer Sollgeschwindigkeit durch Geschwindigkeitsrampen
vorteilhaft.
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Es
ist zur erhöhten
Sicherheit vorteilhaft, wenn im Einklemmfall die Verfahrrichtung
der Tür
reversiert wird, insbesondere wenn ein Einklemmschutz erst aktivierbar
ist, wenn eine Sollgeschwindigkeit der Tür erreicht ist. Auch ist vorteilhafterweise das
Kraftzeitprofil erst aktivierbar, wenn eine Sollgeschwindigkeit
der Tür
erreicht ist.
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Günstigerweise
ist zusätzlich
mindestens ein Endschalter vorhanden, welcher im Bereich zwischen
Muffelöffnung
und Tür
angeordnet ist, wobei eine Betätigung
des mindestens einen Endschalters die Einklemmschutzschutzvorrichtung
deaktiviert. Dann ist vorteilhafterweise der mindestens eine Endschalter
innerhalb eines Öffnungsmaßes von
4 mm zwischen Muffelrahmen und Bodentür betätigbar. Auch ist vorteilhafterweise
dann bei Betätigen
des mindestens einen Endschalters die Tür mit definierter Kraft auf
die Muffelöffnung
verschiebbar.
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Die
Erfindung ist insbesondere für
Hocheinbau-Gargeräte
geeignet, bei denen die Muffelöffnung eine
bodenseitige Muffelöffnung
ist, und die Tür
eine Bodentür
ist, die sich vorzugsweise linear bewegt.
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Nachfolgend
wird die Erfindung anhand der beigefügten schematischen Figuren
ausführlicher beschrieben.
Es zeigen:
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1 eine
perspektivische Ansicht eines an einer Wand montierten Hoch-Einbaugargeräts mit abgesenkter
Bodentür;
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2 eine
perspektivische Ansicht des Hoch-Einhaugargeräts mit verschlossener Bodentür;
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3 eine
perspektivische Ansicht eines Gehäuses des Hoch-Einbaugargeräts ohne
die Bodentür;
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4 eine
schematische Seitenansicht in Schnittdarstellung entlang der Linie
I-I aus 1 des an die Wand montierten
Hocheinbau-Gargerät
mit abgesenkter Bodentür;
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5 in
Vorderansicht eine weitere Ausführungsform
eines Hocheinbau-Gargeräts;
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6 bis 11 Diagramme
von Verfahrbewegungen einer Bodentür unter verschiedenen Randbedingungen;
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12 und 13 Kraftzeitprofilkurven
für eine
Bodentür.
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In
der 1 ist ein Hocheinbau-Gargerät mit einem Gehäuse 1 gezeigt.
Die Rückseite
des Gehäuses 1 ist
nach Art eines Hängeschranks
an einer Wand 2 montiert. In dem Gehäuse 1 ist ein Garraum 3 definiert,
der über
ein frontseitig im Gehäuse 1 eingebrachtes
Sichtfenster 4 kontrolliert werden kann. In der 4 ist
zu erkennen, dass der Garraum 3 von einer Muffel 5 begrenzt
ist, die mit einer nicht dargestellten wärmeisolierenden Ummantelung
versehen ist, und dass die Muffel 5 eine bodenseitige Muffelöffnung 6 aufweist.
Die Muffelöffnung 6 ist
mit einer Bodentür 7 verschließbar. In 1 ist
die Bodentür 7 abgesenkt
gezeigt, wobei sie mit ihrer Unterseite in Anlage mit einer Arbeitsplatte 8 einer
Kücheneinrichtung
ist. Um den Garraum 3 zu verschließen, ist die Bodentür 7 in
die in der 2 gezeigte Position, die sog. "Nullposition", zu verstellen.
Zur Verstellung der Bodentür 7 weist
das Hoch-Einbaugargerät
eine Antriebsvorrichtung 9, 10 auf. Die Antriebsvorrichtung 9, 10 hat
einen in den 1, 2 und 4 mit
gestrichelten Linien dargestellten Antriebsmotor 9, der zwischen
der Muffel 5 und einer Außenwand des Gehäuses 1 angeordnet
ist. Der Antriebsmotor 9 ist im Bereich der Rückseite
des Gehäuses 1 angeordnet und
steht, wie in der 1 oder 4 gezeigt,
in Wirkverbindung mit einem Paar von Hubelementen 10, die
mit der Bodentür 7 verbunden
sind. Dabei ist gemäß der schematischen
Seitenansicht aus der 4 jedes Hubelement 10 als
ein L-förmiger
Träger ausgestaltet,
dessen senkrechte Schenkel sich ausgehend von dem gehäuseseitigen
Antriebsmotor 9 erstreckt. Zum Verstellen der Bodentür 7 kann
der Antriebsmotor 9 mit Hilfe eines Bedienfelds 12 und einer
Steuerschaltung 13 betätigt
werden, das gemäß den 1 und 2 frontseitig
an der Bodentür 7 angeordnet
ist. Wie in 4 gezeigt, befindet sich die
Steuerschaltung 13 hinter dem Bedienfeld 12 innerhalb
der Bodentür 7.
Die Steuerschaltung 13, die sich hier aus mehreren räumlich und
funktional getrennten und über
einen Kommunikationsbus kommunizierenden Leiterplatten zusammensetzt,
stellt eine zentrale Steuereinheit für den Gerätebetrieb dar und steuert und/oder
regelt z. B. ein Aufheizen, ein Verfahren der Bodentür 3,
ein Umsetzen von Nutzereingaben, ein Beleuchten, einen Einklemmschutz, ein
Takten der Heizkörper 16, 17, 18, 22 und
vieles mehr.
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Der 1 ist
zu entnehmen, dass eine Oberseite der Bodentür 7 ein Kochfeld 15 aufweist.
Nahezu die gesamte Fläche
des Kochfelds 15 ist von Heizkörpern 16, 17, 18 eingenommen,
die in 1 strichpunktiert angedeutet sind. In 1 sind
die Heizkörper 16, 17 zwei
voneinander beabstandete, verschieden große Kochstellenheizkörper, während der
Heizkörper 18 ein
zwischen den beiden Kochstellenheizkörpern 16,17 vorgesehener
Flächenheizkörper ist, der
die Kochstellenheizkörper 16, 17 nahezu
umschließt.
Die Kochstellenheizkörper 16, 17 definieren für den Nutzer
zugehörige
Kochzonen bzw. Kochmulden; die Kochstellenheizkörper 16, 17 zusammen
mit dem Flächenheizkörper 18 definieren
eine Unterhitzezone. Die Zonen können
durch ein geeignetes Dekor auf der Oberfläche angezeigt sein. Die Heizkörper 16, 17, 18 sind
jeweils über
die Steuerschaltung 13 ansteuerbar.
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In
dem gezeigten Ausführungsbeispiel
sind die Heizkörper 16, 17, 18 als
Strahlungsheizkörper ausgestaltet,
die von einer Glaskeramikplatte 19 abgedeckt sind. Die
Glaskeramikplatte 19 hat in etwa die Ausmaße der Oberseite
der Bodentür 7.
Die Glaskeramikplatte 19 ist weiterhin mit Montageöffnungen
ausgestattet (nicht dargestellt), durch die Sockel zur Halterung
von Halterungsteilen 20 für Gargutträger 21 ragen, wie
auch in 4 gezeigt. Statt einer Glaskeramikplatte 19 können auch
andere – vorzugsweise
schnell ansprechende – Abdeckungen verwendet
werden, z. B. ein dünnes
Blech.
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Mit
Hilfe eines im Bedienfeld 12 vorgesehenen Bedienknebels
kann das Hocheinbau-Gargerät auf
eine Kochstellen- oder eine Unterhitzebetriebsart geschaltet werden,
die nachfolgend erläutert
werden.
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In
der Kochstellenbetriebsart können
die Kochstellenheizkörper 16, 17 mittels
Bedienelementen 11, die im Bedienfeld 12 vorgesehen
sind, über die
Steuerschaltung 13 individuell angesteuert werden, während der
Flächenheizkörper 18 außer Betrieb
bleibt. Die Kochstellenbetriebsart ist bei abgesenkter Bodentür 7 ausführbar, wie
es in 1 gezeigt ist. Sie kann aber auch bei verschlossenem Garraum 3 mit
hochgefahrener Bodentür 7 in
einer Energiesparfunktion betrieben werden.
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In
der Unterhitzebetriebsart werden von der Steuereinrichtung 13 nicht
nur die Kochstellenheizkörper 16, 17 sondern
auch der Flächenheizkörper 18 angesteuert.
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Um
während
des Unterhitzebetriebs ein möglichst
gleichmäßiges Bräunungsbild
des Garguts zu erreichen, ist entscheidend, dass das die Unterhitze
bereitstellende Kochfeld 15 eine über die Fläche des Kochfelds 15 gleichmäßige Verteilung
der Heizleistungsabgabe aufweist, obwohl die Heizkörper 16, 17, 18 verschiedene
Nennleistungen aufweisen. Vorzugsweise werden daher die Heizkörper 16, 17, 18 von
der Steuerschaltung 13 nicht auf einen Dauerbetrieb geschaltet,
sondern die Stromversorgung zu den Heizkörpern 16, 17, 18 wird
getaktet. Dabei werden die unterschiedlich großen Nenn-Heizleistungen der
Heizkörper 16, 17, 18 individuell
so reduziert, dass die Heizkörper 16, 17, 18 eine über die
Fläche des
Kochfelds 15 gleichmäßige Verteilung
der Heizleistungsabgabe verschaffen.
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4 zeigt
schematisch die Lage eines Lüfters 23,
z. B. zur Erzeugung von Umluft bei einem Heissluftbetrieb oder zur
Zuführung
von Frischluft. Darüber
hinaus ist ein an einer Oberseite der Muffel 5 angebrachter
Oberhitzeheizkörper 22 vorgesehen, der
einkreisig oder mehrkreisig, z. B. mit einem Innen- und einem Außenkreis,
ausgeführt
sein kann. Auch können – hier zur
besseren Übersichtlichkeit nicht
dargestellte – weitere
Heizkörper
wie ein Ringheizkörper
zwischen Hinterwand des Gehäuses 1 und
der Muffel vorhanden sein. Durch die Steuerschaltung 13 können die
verschiedenen Betriebsarten, wie beispielsweise auch Oberhitze-,
Heissluft- oder Schnellaufheizbetrieb, durch eine entsprechende
Einschaltung und Einstellung der Heizleistung der Heizkörper 16, 17, 18, 22,
ggf. mit Aktivierung des Lüfters 23,
eingestellt werden. Die Einstellung der Heizleistung kann durch
geeignete Taktung erfolgen. Zudem kann das Kochfeld 15 auch
anders ausgeführt
sein, z. B. mit oder ohne Bräterzone,
als reine – ein
oder mehrkreisige – Warmhaltezone
ohne Kochmulden und so weiter. Das Gehäuse 1 weist zur Bodentür 7 hin
ein Dichtung 24 auf.
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Das
Bedienfeld 12 ist hauptsächlich an der Vorderseite der
Bodentür 7 angeordnet.
Es sind alternativ auch andere Anordnungen denkbar, z. B. an der Vorderseite
des Gehäuses 1,
auf verschiedene Teilfelder aufgeteilt und/oder teilweise an Seitenflächen des
Gargeräts.
Weitere Gestaltungen sind möglich. Die
Bedienelemente 11 sind in ihrer Bauart nicht eingeschränkt und
können
z. B. z. B. Bedien knebel, Kippschalter, Drucktasten und Folientasten
umfassen, die Anzeigenelemente 14 umfassen z. B. LED-, LCD-
und/oder Touchscreen-Anzeigen.
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In 5 ist
schematisch und nicht maßstabsgetreu
ein Hocheinbau-Gargerät
von vorne gezeigt, bei dem sich die Bodentür 7 geöffnet auf
Anlage mit der Arbeitsplatte 8 befindet. Der geschlossene Zustand
ist gestrichelt eingezeichnet.
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In
dieser Ausführungsform
befinden sich an der Vorderseite des fest angebrachten Gehäuses 1 zwei
Verfahrschaltfelder 25. Jedes Verfahrschaltfeld 25 umfasst
zwei Drucktasten, nämlich
eine obere ZU-Drucktaste 25a für eine nach oben in schließende Richtung
verfahrende Bodentür 7 und
eine untere AUF-Drucktaste 25b für eine nach unten in öffnende Richtung
verfahrende Bodentür 7.
Ohne Automatikbetrieb (siehe unten) verfährt die Bodentür 7 nur durch
dauerndes gleichzeitiges Drücken
der ZU-Tasten 25a beider Verfahrschaltfelder 25 nach
oben, falls möglich;
auch verfährt
die Bodentür 7 nur
durch dauerndes gleichzeitiges Drücken der AUF-Tasten 25b beider
Verfahrschaltfelder 25 nach unten, falls möglich (manueller
Betrieb). Da im manuellen Betrieb eine erhöhte Bedienaufmerksamkeit des
Nutzers gegeben ist und zudem hier beide Hände benutzt werden, ist ein
Einklemmschutz dann nur optional. Bei einer alternativen Ausführungsform
sind Verfahrschaltfelder 26 an gegenüberliegenden Außenseiten
des Gehäuses 1 mit
entsprechenden ZU-Tasten 26a und AUF-Tasten 26b angebracht,
wie punktiert eingezeichnet.
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Die
strichpunktiert eingezeichnete Steuerschaltung 13, die
sich im Inneren der Bodentür 7 hinter
dem Bedienfeld 12 befindet, schaltet den Antriebsmotor 9 so,
dass die Bodentür 7 sanft
anfährt, d.
h. nicht abrupt durch einfaches Anstellen des Antriebsmotors 9,
sondern mittels einer definierten Rampe.
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Die
Steuerschaltung 13 umfasst in diesem Ausführungsbeispiel
eine Speichereinheit 27 zum Speichern mindestens einer
Ziel bzw. Verfahrposition P0, P1, P2, PZ der Bodentür 7,
vorzugsweise mit volatilen Speicherbausteinen, z. B. DRAMs. Wenn
eine Zielposition P0, P1, P2, PZ eingespeichert ist, kann die Bodentür nach Betätigung einer
der Tasten 25a, 25b bzw. 26a, 26b der
Verfahrschaltfelder 25 bzw. 26 solange in die
eingestellte Richtung selbstständig verfahren,
bis die nächste
Zielposition erreicht ist oder eine der Tasten 25a, 25b bzw. 26a, 26b erneut betätigt wird
(Automatikbetrieb). In diesem Ausführungsbeispiel entspricht die
unterste Zielposition PZ der maximalen Öffnung, die (Null-)Position
P0 dem ge schlossenen Zustand, und P1 und P2 sind frei einstellbare
Zwischenpositionen. Ist die letzte Zielposition für eine Richtung
erreicht, muss darüber
hinaus im manuellen Betrieb weitergefahren werden, falls dies möglich ist
(also die letzten Endpositionen keinem maximal geöffneten
oder dem geschlossenen Endzustand entsprechen). Analog muss dann,
wenn für eine
Richtung keine Zielposition eingespeichert ist – was z. B. für eine Aufwärtsbewegung
in die geschlossene Stellung der Fall wäre, wenn nur PZ eingespeichert
ist, aber nicht P0, P1, P2 –,
in dieser Richtung im manuellen Betrieb gefahren werden. Ist keine
Zielposition eingespeichert, z. B. bei einer Neuinstallation oder
nach einer Netztrennung, ist kein Automatikbetrieb möglich. Wird
die Bodentür 7 im
Automatikbetrieb verfahren, so ist vorzugsweise ein Einklemmschutz
aktiviert.
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Automatikbetrieb
und manueller Betrieb schließen
sich nicht gegenseitig aus: durch dauerndes Betätigen des/der Verfahrschaltfelder 25, 26 fährt die
Bodentür 7 auch
dann im manuellen Betrieb, wenn in diese Richtung eine Zielposition
anfahrbar wäre.
Dabei kann z. B. eine maximale Betätigungszeit der Verfahrfelder 25 bzw. 26,
respektive der zugehörigen
Tasten 25a, 25b bzw. 26a, 26b,
zur Aktivierung des Automatikbetriebs festgelegt werden, z. B. 0,4
Sekunden.
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Eine
Zielposition P0, P1, P2, PZ kann eine beliebige Position der Bodentür 7 zwischen
und einschließlich
der Nullposition P0 und der maximalen Öffnungsposition PZ sein. Die
maximale eingespeicherte Öffnungsposition
PZ muss aber nicht die Position mit Anlage auf der Arbeitsplatte 8 sein.
Ein Einspeichern der Zielposition P0, P1, P2, PZ kann mit der Bodentür 7 auf
der gewünschten
Zielposition P0, P1, P2, PZ, mittels, bspw. mehrsekündigen (z.
B. zwei Sekunden dauernden), Betätigens
einer Bestätigungstaste 28 im
Bedienfeld 12 durchgeführt
werden. Vorhandene optische und/oder akustische Signalgeber, die
entsprechende Signale nach Einspeichern einer Zielposition ausgeben,
sind zur besseren Übersichtlichkeit
nicht eingezeichnet. Ein Anfahren der gewünschten einzustellenden Zielposition
P0, P1, P2, PZ geschieht beispielsweise durch – in diesem Ausführungsbeispiel – beidhändige Bedienung der
Verfahrschaltfelder 25 bzw. 26 und manuelles Verfahren
auf diese Position.
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In
der Speichereinheit 27 können nur eine oder, wie in
diesem Ausführungsbeispiel
dargestellt, auch mehrere Zielpositionen P0, P1, P2, PZ einspeicherbar
sein. Bei mehreren Zielpositionen P0, P1, P2, PZ lassen diese sich
abfolgend durch Betätigen
der entsprechenden Verfahrtasten 25a, 25b bzw. 26a, 26b anfahren.
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Durch
mehrere Zielpositionen P0, P1, P2, PZ lässt sich das Hocheinbau-Gargerät bequem
an die gewünschte
Bedienhöhe
mehrerer Nutzer anpassen. Die Zielpositionen) sind vorteilhafterweise
löschbar und/oder überschreibbar.
In einer Ausführungsform ist
beispielsweise nur eine Zielposition im geöffneten Zustand einspeicherbar,
während
die Nullposition P0 automatisch erkannt wird und automatisch anfahrbar ist.
Alternativ muss auch die Nullposition P0 eingespeichert werden,
um automatisch anfahrbar zu sein.
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Es
ist für
eine ergonomische Nutzung besonders vorteilhaft, wenn die bzw. eine
Zielposition P1, P2, PZ die Bodentür 7 mindestens ca.
400 mm bis ca. 540 mm öffnet
(also P1-P0, P2-P0, PZ-P0 ≥ 40cm
bis 54 cm). Bei diesem Öffnungsmaß sind die
Gargutträger 21 einfach
in die Halterungsteile 20 einsetzbar. Dabei ist es günstig, wenn
das Sichtfenster 4 etwa in Augenhöhe des Nutzers oder etwas darunter
montiert ist, z. B. mittels einer Schablone, die die Maße des Gargeräts andeutet.
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Nicht
eingezeichnet ist eine vorhandene Netzausfallüberbrückung zur Überbrückung von ca. 1 bis 3 s Netzausfall,
vorzugsweise bis 1,5 s Netzausfall.
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Der
Antriebsmotor 9 aus 1 hat mindestens
eine Sensoreinheit 31, 32 an einer Motorwelle 30,
ggf. vor oder hinter einem Getriebe, angeordnet, um einen Verfahrweg
bzw. eine Position und/oder eine Geschwindigkeit der Bodentür 7 zu
messen. Die Sensoreinheit kann beispielsweise einen oder mehrere
Induktions-, Hall-, Opto-, OFW-Sensoren und so weiter umfassen.
Dabei sind zur einfachen Weg- und Geschwindigkeitsmessung hier zwei
Hall(teil)elemente 31 um 180° versetzt – also gegenüberliegend – an der Motorwelle 30 angebracht, und
ein Hallmeßaufnehmer 32 ist
ortsfest an diesem Bereich der Motorwelle beabstandet angebracht.
Fährt dann
ein Hallelement 31 bei Drehung der Motorwelle 30 an
dem Meßaufnehmer 32 vorbei,
wird ein Meß-
bzw. Sensorsignal erzeugt, das in guter Näherung digital ist. Mit (nicht
notwendigerweise) zwei Hallelementen 31 werden also bei
einer Umdrehung der Motorwelle 30 zwei Signale ausgegeben.
Durch zeitliche Bewertung dieser Signale, z. B. ihrer Zeitdifferenz,
kann die Geschwindigkeit vL der Bodentür 7 bestimmt werden, beispielsweise über Vergleichstabellen
oder eine Umrechnung in Echtzeit in der Steuerschaltung 13. Durch
Addition bzw. Subtraktion der Meßsignale kann ein Verfahrweg
bzw. eine Position der Bodentür 7 bestimmt
werden.
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Eine
Geschwindigkeitsregelung kann die Geschwindigkeit beispielsweise über einen
PWM-gesteuerten Leistungshalbleiter realisieren.
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Zur
Nullpunktsbestimmung wird die Wegmessung durch Initialisierung in
der Nullposition P0 der Bodentür 7 bei
jedem Anfahren automatisch neu abgeglichen, damit z. B. eine fehlerhafte
Sensorsignalausgabe bzw. -aufnahme sich nicht tradiert.
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Der
Antriebsmotor 9 ist durch Betätigung beider Verfahrschaltfelder 25 bzw. 26 auch
bei ausgeschaltetem Hauptschalter 29 betreibbar.
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Statt
zweier getrennter Schalter pro Verfahrfeld 25, 26 ist
auch ein Einzelschalter pro Verfahrfeld möglich, z. B. ein Kippschalter
mit neutraler Position, der nur unter Druck schaltet. Auch andere
Formen sind möglich.
Auch ist die Art und Anordnung der Bedienelemente 28, 29 des
Bedienfeldes 12 nicht eingeschränkt.
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Die
Anordnung und Aufteilung der Steuerschaltung 13 ist dabei
flexibel und nicht eingeschränkt,
kann also auch mehrere Platinen, z. B. eine Anzeigenplatine, eine
Steuerplatine und eine Liftplatine umfassen, die räumlich getrennt
sind.
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Ein
4 mm – Öffnungsmaß kann durch
Endschalter 33 erkannt werden, die bei Betätigung einen Einklemmschutz
deaktivieren.
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Das
Hocheinbau-Gargerät
kann auch ohne Speichereinheit 27 ausgeführt sein,
wobei dann kein Automatikbetrieb möglich ist. Dies kann für eine erhöhte Bediensicherheit,
z. B. als Schutz vor einem Einklemmen, sinnvoll sein.
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6 zeigt
ein nicht maßstabsgetreues
Diagramm einer Auftragung der Verfahrgeschwindigkeit vL der Bodentür 7 in
mm/s gegen die Position der Bodentür in mm ab der Nullposition
P0 für
ein Verfahren der Bodentür 7 aus
dem geschlossenen Zustand bei P0 = 0 mm auf PZ = maximale Öffnung bei
hier 530 mm im manuellen Verfahrbetrieb (also ohne Verfahrautomatik),
sowie, durch den gepunkteten Pfeil angedeutet, ein Stoppen der Verfahrbewegung
zwischen P0 und PZ. Die Kurve wird in Pfeilrichtung, also von rechts
nach links, durchlaufen. Die oberhalb der Kurve vorhandenen nach
unten gerichteten Pfeile deuten Betätigungen des Bedienfelds 12 an.
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Die
Verfahrbewegung der Bodentür 7 nach unten
beginnt mit beidhändigem
Betätigen
der Verfahrschaltfelder 25, 26 bzw. der AUF-Schalter 25b bzw. 26b,
wie durch den oberen linken senkrechten Pfeil angedeutet. Die Steuerschaltung 13 regelt
den Antriebsmotor 9 so, dass die Bodentür 7 sanft, d. h.: mit
einer definierten Rampe R1, auf ihre Sollgeschwindigkeit von hier
vL = 50 mm/s angefahren wird. Die Rampe R1 ist hier linear. Der
Antriebsmotor 9 wird also nicht einfach eingeschaltet.
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Auch
ist die Verfahrbewegung dadurch lastunabhängig, insbesondere unabhängig von
der Zuladung der Bodentür 7 oder
veränderten
Reibverhältnissen
der Mechanik. Eine Eingangsgröße dafür kann die
Drehzahl des Antriebsmotors 9 sein, die z. B. durch Hallsensoren
gemessen werden kann.
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Nach
Erreichen der Sollgeschwindigkeit von vL = 50 mm/s fährt die
Bodentür 7 konstant
nach unten, bis sie sich der maximalen Öffnung PZ nähert, die durch die konstruktiv
vorgegebene maximale Verfahrung der Bodentür 7 oder das Erreichen
der Arbeitsplatte 8 ergibt. In dieser Figur wird angenommen,
dass die konstruktive Maximalöffnung
PZ erreicht wird. In diesem Fall erkennt die Steuerschaltung 13 diese
Annäherung
und bremst die Bodentür 7 selbsttätig sanft,
d. h. mit einer definierten Rampe R2, auf PZ ab. Beide Rampen R1
und R2 können
andere Steigungen oder Formen aufweisen. Die Annäherung an die Bodenplatte kann
durch Endschalter 33 erkannt werden und/oder durch Überwachung
des Verfahrwegs.
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Wird
einer oder beide der Verfahrschalter 25b, 26b losgelassen,
wie durch den oberen linken senkrechten Pfeil angedeutet, stoppt
die Bodentür 7 ohne
Rampe abrupt, wie durch den punktierten Pfeil angedeutet. In diesem
Modus wird also zwar sanft angefahren, aber – ausser bei Erreichen der
Endposition – abrupt
angehalten.
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Der
Garraum 3 wird nicht geöffnet,
die Bodentür 7 also
nicht aus der Nullposition P0 verfahren, wenn eine Öffnungssicherung
aktiv ist, wenn also beispielsweise eine bestimmte Temperatur im
Garraum, z. B. 425°C
oder 600°F, überschritten
ist oder eine Kindersicherung aktiviert ist.
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7 zeigt
ein zu 6 analoges, nicht maßstabsgetreues Diagramm für ein Verfahren
der Bodentür 7 aus
dem geschlossenen Zustand auf eine eingespeicherte Position P1 =
476 mm im automatischen Verfahrbetrieb.
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In
diesem Fall beginnt durch kurzzeitiges Betätigen eines der AUF-Schalter 25b bzw. 26b,
wie durch den oberen rechten senkrechten Pfeil angedeutet, die Bodentür 7 selbsttätig auf
die Position P1 zu verfahren. Auch hierbei wird die Bodentür 7 sanft angefahren
(rechte Rampe) und automatisch abgebremst (linke Rampe). In dieser
Ausführungsform kann
im Automatikbetrieb zwischen zwei festen Sollgeschwindigkeiten gewählt werden,
nämlich
75 mm/s (gestrichelte Linie) und 50 mm/s (durchgezogene Linie),
wobei die langsamere Geschwindigkeit insbesondere für ältere Nutzer
günstig
ist. Voreingestellt, z. B. bei Auslieferung, ist die langsamere
Geschwindigkeitsstufe. Es können
auch mehr als zwei Geschwindigkeitsstufen bzw. Sollgeschwindigkeiten
vorgesehen sein; auch ist eine freie Einstellung der Sollgeschwindigkeiten)
durch den Nutzer denkbar. Günstigerweise
ist auch mindestens zwischen zwei Geschwindigkeitsstufen von 50
mm/s und 65 mm/s umschaltbar, z. B. bei einer Geräteinitialisierung.
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8 zeigt
ein nicht maßstabsgetreues
Diagramm für
ein Verfahren der Bodentür 7 aus
der maximaler Öffnungsposition
PZ auf die Nullposition P0, also in den geschlossenen Zustand, im
manuellen Betrieb.
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Die
Verfahrbewegung der Bodentür 7 nach oben
beginnt mit beidhändigem
Betätigen
der ZU-Schalter 25a bzw. 26a, wie durch den oberen
linken senkrechten Pfeil angedeutet. Die Steuerschaltung 13 regelt
den Antriebsmotor 9 so, dass die Bodentür 7 von PZ aus sanft
auf ihre Sollgeschwindigkeit von vL = 50 mm/s angefahren wird, und
dann mit dieser Sollgeschwindigkeit konstant (nach rechts) verfahren
wird.
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Die
Steuerschaltung 13 erkennt eine Annäherung an die Nullposition
P0 und bremst die Bodentür 7 rechtzeitig
vorher sanft ab. Statt aber nun mittels der linearen Rampe direkt
auf die Nullposition P0 herunterzufahren, wird 4 mm vor der Nullposition
P0 die geschwindigkeitsanhängige
Steuerung auf Steuerung mit definierter Spannung umgeschaltet, d.
h. durch Versorgen des Motors 9 mit einer entsprechenden
Spannung. Dadurch lässt
sich eine maximale Kraftentwicklung bei Blockieren des Antriebsmotors 9 einstellen.
Diese Spannung unterscheidet sich je nach Vorgeschichte des Verfahrens
(Zuladung, Reibverhältnisse
usw.). Das Erkennen des 4 mm – Öffnungsmaßes geschieht über die
Wegmessung oder zusätzlich
oder alternativ über
die Endschalter 33. Im Bereich von P0 bis P0 + 4 mm kann
auch auf einen Einklemmschutz verzichtet werden.
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Wird,
wie in 6, einer oder beide der Verfahrschalter 25b, 26b losgelassen,
wie durch den oberen rechten senkrechten Pfeil angedeutet, stoppt die
Bodentür 7 ohne
Rampe abrupt, wie durch den punktierten Pfeil angedeutet.
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9 zeigt
ein nicht maßstabsgetreues
Diagramm für
ein Verfahren der Bodentür 7 von
einer eingespeicherten Position P1 = 476 mm in den geschlossenen
Zustand P0 im automatischen Verfahrbetrieb. Im Gegensatz zu dem
in 8 gezeigten manuellen Verfahrbetrieb braucht nun
nur einer der ZU-Schalter 25a, 26a kurzzeitig
betätigt
zu werden, wie durch den oberen senkrechten Pfeil angedeutet. Dann
verfährt
die Bodentür 7 analog
zu 7, nur in die andere Richtung. Bei Annäherung an
die Nullposition P0 geht analog zur Situation aus 8 die
Abbremsrampe für
die letzten 4 mm Öffnung
von einem geschwindigkeitsgesteuerten Zustand in einen last- bzw.
schließkraftgesteuerten
Zustand über.
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10 zeigt
ein zu 8 analoges Diagramm, bei dem nun bei einer Sollgeschwindigkeit von
vL = 50 mm/s ein Einklemmen auftritt, wie durch den oberen senkrechten
Pfeil angedeutet. Beim Einklemmen, beispielsweise einer Hand oder
eines Topfes usw. zwischen der Bodentür 7 und dem Gehäuse 1,
fällt die
Geschwindigkeit der Bodentür 7 ab,
da der Gegenstand ein weiteres Verfahren behindert. Die Überwachung
der Liftgeschwindigkeit geschieht hier beispielsweise durch Auswerten
der Sensorsignale der Motorwelle, wobei z. B. die Zeit zwischen
den Messsignalen bzw. -impulsen ausgewertet wird. Erst in zweiter
Instanz wird der Motorstrom überwacht, was
eine eher langsamere Methode ist. Insbesondere ist die durch den
Motor 9 zum Verfahren erzeugbare Kraft begrenzt, um Unfälle durch
ein zu starkes Einklemmen zu vermeiden (siehe auch 12 und 13).
Die Abweichung von der Sollgeschwindigkeit wird durch die Steuerschaltung 13 erkannt,
z. B. durch eine Geschwindigkeitsabweichung oder eine zeitliche Änderung
der Geschwindigkeit. Daraufhin reversiert die Bodentür, damit
der Gegenstand entfernt werden kann; ggf. wird auch ein, z. B. akustisches,
Warnsignal ausgegeben. Die Bodentür 7 fährt danach
erst bei erneuter entsprechender Betätigung eines Verfahrtastfeldes 25, 26 an.
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Damit
der Einklemmfall nicht fälschlicherweise
ausgelöst
wird, z. B durch eine veränderte
Zuladung oder eine Veränderung
in den Laufeigenschaften der Mechanik, mag erstens der Einklemmschutz erst
aktiv geschaltet werden, wenn die Bodentür 7 ihre Sollgeschwindigkeit
erreicht hat (wird vorher eine Verfahrtaste 25a, 25b, 26a, 26b losgelassen, bleibt
die Bodentür 7 sofort
stehen), und es mögen zweitens
mehrere Sensorsignale ausgewertet, beispielsweise gemittelt.
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11 zeigt
den Einklemmfall (oberer senkrechter Pfeil) beim öffnenden
Verfahren der Bodentür 7 im
Automatikbetrieb zu einer Zielposition P1, bei dem ein Gegenstand
zwischen der Unterseite der Bodentür 7 und der Arbeitsplatte 8 eingeklemmt
wird. In diesem Fall kann die Einklemmerkennung über zwei redundante Endschalter
geschehen, die eine – insbesondere
ungleichmäßige – Entlastung
der Bodentür 7 erkennen,
worauf der Antriebsmotor 9 reversiert. Das maximal erlaubte
Kraftzeitprofil (siehe 12 und 13) wird
dabei nicht überschritten.
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12 zeigt
eine im Einklemmfall beim Verfahren in eine schließende Richtung
(also nach oben) maximal an die Bodentür 7 anlegbare Kraft
F in N gegen die vergangene Zeit t in s als ein erstes Kraftzeitprofil
FT1.
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Im
Einklemmfall bei t = 0 s wird die mögliche Schließkraft auf
100 N, entsprechend ca. 10 kg, für
5 s begrenzt. Dies ist z. B. sinnvoll, wenn der Motor 9 von
der Steuereinrichtung 13 hochgeregelt wird, um die Sollgeschwindigkeit
zu halten. Dadurch wird insbesondere sichergestellt, dass Körperteile
nicht verletzt werden. Wird die Bodentür für 5 s mit (maximal) 100 N angezogen,
verringert sich die maximal anlegbare Kraft weiter auf 25 N, z.
B. für
5 Sekunden. Im folgenden kann dieses Kraftniveau gehalten oder z. B.
weiter auf 0 N abgesenkt werden. Es ist zu betonen, dass dieses
Kraftzeitprofil FT1 nur die maximal anlegbare Kraft angibt, und
die tatsächlich
angelegte Kraft in der Regel darunter liegt, z. B. wenn der Einklemmfall
von der Steuereinrichtung 13 erkannt, und die Bodentür 7 nach
t = 0,5 s entsprechend reversiert wird, worauf die angelegte Kraft
von 100 N auf z. B. 0 N absinkt.
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Der
maximale Kraftschwellwert von 100 N kann auch für weitere Verfahrsituationen
gelten.
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13 zeigt
eine im Einklemmfall beim Verfahren in eine öffnende Richtung (also nach
unten) maximal an die Bodentür 7 anlegbare
Kraft F in N gegen die vergangene Zeit t in s als ein zweites Kraftzeitprofil
FT2. Hier kann der Antriebsmotor 9 in einem ersten Block
von t = [0 s ; 0,5 s] bis zu 400 N an die Bodentür 7 anlegen, danach
bei t = [0,5 s ; 5 s] 150 N und danach 25 N.
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Selbstverständlich sind
die Zeitintervalle und Kraftschwellwerte der Kraftzeitprofile FT1,
FT2 an den Aufbau und weitere Randbedingungen anpassbar.
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- 1
- Gehäuse
- 2
- Wand
- 3
- Garraum
- 4
- Sichtfenster
- 5
- Muffel
- 6
- Muffelöffnung
- 7
- Bodentür
- 8
- Arbeitsplatte
- 9
- Antriebsmotor
- 10
- Hubelement
- 11
- Bedienelement
- 12
- Bedienfeld
- 13
- Steuerschaltung
- 14
- Anzeigenelemente
- 15
- Kochfeld
- 16
- Kochstellenheizkörper
- 17
- Kochstellenheizkörper
- 18
- Flächenheizkörper
- 19
- Glaskeramikplatte
- 20
- Halterungsteil
- 21
- Gargutträger
- 22
- Oberhitzeheizkörper
- 23
- Lüfter
- 24
- Dichtung
- 25
- Verfahrschaltfeld
- 25a
- Verfahrschalter
nach oben
- 25b
- Verfahrschalter
nach unten
- 26
- Verfahrschaltfeld
- 26a
- Verfahrschalter
nach oben
- 26b
- Verfahrschalter
nach unten
- 27
- Speichereinheit
- 28
- Bestätigungstaste
- 29
- Hauptschalter
- 30
- Motorwelle
- 31
- Hallelement
- 32
- Meßaufnehmer
- 33
- Endschalter
- FT1
- erstes
Kraftzeitprofil
- FT2
- zweites
Kraftzeitprofil
- P0
- Nullposition
- P1
- Zwischenposition
- P2
- Zwischenposition
- PZ
- Endposition
- R1
- Geschwindigkeitsrampe
- R2
- Geschwindigkeitsrampe
- vL
- Verfahrgeschwindigkeit
der Bodentür