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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Gargerät, insbesondere ein Hocheinbau-Gargerät, mit mindestens
einer einen Garraum eingrenzenden Muffel, die eine Muffelöffnung aufweist,
einer Tür
zum Schließen
der Muffelöffnung
und einer durch eine Steuereinrichtung gesteuerten Antriebseinrichtung zum
Verfahren der Tür.
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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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Nachteilig
ist, dass die beschriebenen Einklemmerkennungen entweder relativ
träge (Zugkraftsensor)
oder ungenau bzw. fehleranfällig
(Optosensor) sind und zudem einen erhöhten Einbauaufwand benötigen.
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Nachteilig
ist vor allem auch, dass die Detektion des Einklemmens eines kleinen
und elastischen Objekts, beispielsweise eines Kinderfingers, mit
Einklemmschutzanordnungen nicht oder erst nach einer Schädigung durch
zu starkes Quetschen erfasst wird. Ein weiterer Nachteil besteht
darin, dass im Fall insbesondere vorderseitig des Gargeräts eingebauter
Endschalter oder Klemmschutzschalter bei hoher Auflast auf der Tür deren
vorderer Rand relativ zu deren hinterem Rand durch Biegung tiefer
liegt, so dass die Schalter gegebenenfalls nicht absolut sicher funktionieren.
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Nachteilig
ist dabei auch eine Ansteuerung eines Schließvorgangs für die Tür, bei der kurz vor Erreichen
des Schließzustands
von einem Klemmsicherungsbetrieb, bei dem ein Schalter oder eine Funktion
zur Erfassung eines Einklemmzustands dient, auf einen Schließbetrieb
zur Erfassung eines Schließzustands
umgeschaltet wird.
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Es
ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine schnelle,
einfache und genaue Einklemmerkennung für ein Gargerät der oben
beschrieben Art bereitzustellen.
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Die
vorliegende Aufgabe wird durch das Gargerät mit den Merkmalen des Patentanspruchs
1 und ein Verfahren nach Patentanspruch 27 gelöst.
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Bevorzugt
wird somit ein Gargerät,
insbesondere ein Hocheinbau-Gargerät, mit mindestens einer einen
Garraum eingrenzenden Muffel, die eine Muffelöffnung aufweist, einer Tür zum Schließen der Muffelöffnung und
einer durch eine Steuereinrichtung gesteuerten Antriebseinrichtung
zum Verfahren der Tür,
wobei im Fall eines Einklemmens eines Gegenstands beim Verfahren
der Tür ein
Einklemmzustand erkannt wird, wobei der Einklemmzustand durch einen
Vergleich eines zu der Verfahrbewegung der Tür gehörigen Parameters mit einem
diesem Parameter zugehörigen
Schwellwert und Erreichen und/oder Überschreiten des Schwellwerts
erkannt wird. Mit Überschreiten
ist hier Überschreiten
von unten oder von oben (auch Unterschreiten genannt) gemeint. Dabei
bezieht sich der Vergleich zwischen aktuellem Wert und Schwellwert
immer auf die aktuelle Bewegungsrichtung der Tür, d. h., dass der Geschwindigkeitsvergleich
unabhängig
von der Bewegungsrichtung durchgeführt wird, sich also vor allem
auf die absolute Geschwindigkeit bezieht. Im gleichen Sinne wird
angenommen, dass beim positiven Beschleunigen (Beschleunigen) der
Tür gilt,
dass Δv
bzw. Δv/Δt > 0 ist, während beim
negativen Beschleunigen (Abbremsen) Δv bzw. Δv/Δt < 0 ist.
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Der
Schwellwert entspricht bevorzugt einer zulässigen Mindestgeschwindigkeit
und/oder einer Differenzgeschwindigkeit bzw. Geschwindigkeitsdifferenz
pro Zeiteinheit bzw. Beschleunigung. Ein solcher Schwellwert kann
als zusätzliches
oder unabhängiges
Kriterium angesetzt werden. Das Bestimmen einer Differenzgeschwindigkeit
kann dabei einfach durch eine sich verlängernde Periodendauer eines
Messsignals eines Hallsensors zur Überwachung der Rotation einer
Antriebswelle detektiert werden. Auch nutzbar sind weitere Parameter
wie ein Motorstrom oder eine Last der Bodentür.
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Der
Schwellwert kann als Differenz vom Sollwert bestimmt werden (z.
B. Schwellwertgeschwindigkeit vS < Sollgeschwindigkeit
vR x%), so dass der Einklemmfall erkennt wird, wenn die aktuelle
Geschwindigkeit vL der Bodentür
den Schwellwert vS erreicht bzw. von oben überschreitet, d. h. unterschreitet,
wenn sie sich mit nur noch x% der Sollgeschwindigkeit bewegt. Dies
entspricht der Bedingung vS ≥ vL.
Analog kann der Schwellwert kann als Differenz der Schwellwert-Differenzgeschwindigkeit
vS als Soll-Differenzgeschwindigkeit ΔvR·y% bestimmt, so dass der
Einklemmfall erkennt wird, wenn die aktuelle Differenzgeschwindigkeit ΔvL bzw. Beschleunigung
der Bodentür
den Schwellwert ΔvS
erreicht bzw. von oben überschreitet,
d. h. unterschreitet, wenn sie sich mit nur noch y% der Sollgeschwindigkeit
bewegt. Hierbei bedeutet eine schnellere Abbremsung als vorgesehen
(wie im Einklemmfall), dass der Einklemmfall bei ΔvS ≥ ΔvL für eine gegebene
Zeitdauer ausgelöst
wird. Der Schwellwert ist vorzugsweise vom Sollwert abhängig, d.
h., dass beispielsweise vS = vS(vR) oder ΔvS = ΔvS(ΔvR) gelten kann. Es kann aber
auch ein fester vorbestimmter Schwellwert angenommen werden, beispielsweise, falls
dieser Einklemmschutz nur abschnittsweise angewandt wird, z. B.
nur in einem Bereich einer Rampe oder im Bereich einer konstanten
Sollgeschwindigkeit. Beispielsweise kann dann der Schwellwert in Bezug
auf die meist tatsächlich
erreichte Sollgeschwindigkeit (z. B. vR = 50 mm/s) fest vorgegeben werden,
z. B. in einer Speichereinheit einer Steuereinheit, z. B. vS = 40
mm/s. Dies kann für
mehrere Abschnitte vorgegeben werden, z. B. aus einer Nachschlagetabelle.
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Eine
Differenzgeschwindigkeit zu Überwachen
ist insbesondere mit Blick auf das Einklemmen eines teilweise elastischen
und kleinen Gegenstands wie einem Kinderfinger vorteilhaft. In einem
solchen Fall bremst die Tür
unter Umständen
nicht abrupt ab, was bei einer reinen Geschwindigkeitsüberwachung sicher
erfassbar wäre.
Hier ist eine Überwachung
der Differenzgeschwindigkeit ggf. empfindlicher. Insbesondere bevorzugt
ist eine Kombination der beiden Methoden.
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Das Überwachen
des vom Schwellwert abhängigen
Einklemmzustands ist vorzugsweise innerhalb einer vorgegebenen Bewegungsstrecke der
Tür aktiviert.
Wenn diese Bewegungsstrecke der Tür insbesondere innerhalb der
letzten Bewegungsstrecke vor einer Nullposition, die einer Schließposition
einer geschlossenen Tür
entspricht, liegt, kann auch ein Bereich überwacht werden, in dem z.B.
ein Endschalter bereits aktiviert wurde oder andere Verfahren zur Überwachung
eines Klemmzustands nicht mehr einsetzbar sind. Das Überwachen
des Einklemmzustands wird vorzugsweise innerhalb der letzten 15 mm,
insbesondere 10 mm, insbesondere 5 mm Bewegungsstrecke der Tür vor dem
Erreichen der Nullposition aktiviert. Unter dem Aktivieren des Endschalters
ist dabei nicht nur das Erfassen einer sicheren End-Schließstellung
zu verstehen sondern optional auch ein erstes Aktivieren noch vor
einer End-Schließstellung
der Tür
bei Erreichen eines bestimmten Annäherungsabstands der Tür an die
Muffel.
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Das Überwachen
des vom Schwellwert abhängigen
Einklemmzustands ist insbesondere nach einem Abschalten eines ersten
Einklemmzustand-Überwachungsverfahrens
aktiv, also weiterhin aktiviert oder dann zugeschaltet. Bei einer
Annäherung
der Tür
an die Muffel mit einem Abstand von weniger als insbesondere 1 cm
kann sicher von einer Ansteuerung eines Schließvorgangs für die Tür von einem Einklemmsicherungsbetrieb,
bei dem ein Schalter oder eine Funktion zur Erfassung eines Einklemmzustands
dient, auf einen Schließbetrieb
zur sicheren Erfassung eines Schließzustands umgeschaltet werden.
Dies wird dadurch sicher, dass nach dem Umschalten eine fortgesetzte Überwachung
alternativ oder zumindest noch durch ein Überwachen der Schließgeschwindigkeit
durchgeführt
wird. Das Überwachen
des vom Schwellwert abhängigen
Einklemmzustands erfolgt dabei entsprechend insbesondere nach einem
Abschalten eines ersten Überwachungstyps
zur Überwachung
eines Einklemmzustands mittels z.B. Schaltern kurz vor einer abschließenden Schließbewegung
der Tür.
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Vorteilhaft
kann auch nach einem Deaktivieren eines von insbesondere einer konstanten
Geschwindigkeit abhängigen Überwachungsverfahrens auch
während
insbesondere eines Abbremsens der Tür, d. h. während einer sich mit der Zeit ändernden Geschwindigkeit,
ein Klemmschutzverfahren bereitgestellt werden.
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Das Überwachen
des Schwellwerts wird vorzugsweise nach Aktivierung eines Endschalters
zur Signalisierung eines letzten Schließbereichs aktiviert, so dass
auch in einem schmalen Abstandsbereich, in dem ein Kinderfinger
eingeklemmt werden könnte,
ein Klemmschutzverfahren bereitgestellt werden kann.
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Das Überwachen
des vom Schwellwert abhängigen
Einklemmzustands während
eines Umschaltens zu einer kraftgeregelten Schließbewegung der
Tür wird
insbesondere dann aktiviert, wenn der abschließende Schließvorgang
nicht mehr geschwindigkeitsgeregelt sondern kraftgeregelt erfolgt.
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Dazu
ist das Gargerät,
das insbesondere ein Hocheinbau-Gargerät ist, aber auch ein Gargerät mit einem
Backwagen sein kann, mit einer Geschwindigkeitsmessvorrichtung zum
Bestimmen einer Verfahrgeschwindigkeit der Tür ausgerüstet. Durch die Geschwindigkeitsmessvorrichtung
kann ein Einklemmen an der Tür
durch eine Überwachung
der Verfahrgeschwindigkeit detektiert werden. Dabei muss die Verfahrbewegung
nicht geschwindigkeitsgesteuert sein, sondern kann zum Beispiel
auch lastabhängig über die
Motorspannung oder den Motorstrom geregelt werden. Vorteilhafterweise
wird aber auch die Verfahrbewegung der Tür geschwindigkeitsabhängig – also auch
lastunabhängig – gesteuert
bzw. geregelt, z. B. über
eine zentrale Steuereinheit.
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Es
ist insbesondere für
den Schließfall
günstig,
wenn zusätzlich
mindestens ein Endschalter vorhanden ist, welcher im Bereich zwischen
Muffelöffnung
bzw. -rahmen und Tür
angeordnet ist, wobei eine Betätigung
des mindestens einen Endschalters die Einklemmschutzvorrichtung
bzw. einen ersten, anderen Typ von Einklemmschutz deaktiviert, also Schutzmaßnahmen
beendet. Dieser Endschalter schaltet vorzugsweise bei einem Öffnungsmaß von weniger
als einem Zentimeter, insbesondere in einem Bereich von 9–4 mm, was
so klein ist, dass keine im Haushalt üblichen Gegenstände mehr
eingeklemmt werden können.
Bei Betätigen
des mindestens einen Endschalters wird die Tür mit definierter Kraft – und nicht
mehr geschwindigkeitsgesteuert – auf
die Muffelöffnung
verschoben. Trotzdem wird vorteilhaft gewährleistet, dass die Tür beim Schließen zwar
nicht ungewollt reversiert, aber im Fall eines vermutlichen Einklemmens
eines Gegenstands in der Endphase des Schließens trotzdem reversieren kann.
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Insbesondere
der Fall eines nicht abrupten vorzeitigen Stoppens der Schließbewegung
stellt ein Indiz für
einen eingeklemmten Kinderfinger dar, so dass die Tür in einem
solchen Fall sofort wieder um insbesondere eine zum Herausziehen
ausreichende Öffnungsstrecke
geöffnet
wird. Ein solches nicht abruptes vorzeitiges Stoppen der Schließbewegung kann
besonders sicher mittels des Überwachens
eines Geschwindigkeitsdifferenzwertes detektiert werden.
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Zur
Vermeidung des Einklemmens noch kleinerer Gegenstände oder
insbesondere einem Kinderfinger wird jedoch vorzugsweise kein vollständiges Deaktivieren
vorgesehen, sondern auf eine modifizierte Sicherung umgeschaltet.
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Dieser
geschwindigkeitsgestützte
Einklemmschutz hat den Vorteil, dass er vergleichsweise schnell
reagiert, genaue Eingangsdaten erhalten kann und relativ einfach
ohne größere konstruktive Maßnahmen
umgesetzt werden kann.
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Die Überwachung
der Verfahrgeschwindigkeit kann auf eine Verringerung der Verfahrgeschwindigkeit
gerichtet sein, die ungesteuert ist und also nicht absichtlich eingeregelt
wird. Dies kann so geschehen, dass ein durch die Geschwindigkeitsmessvorrichtung
gemessener Wert um einen festen oder prozentualen Wert von einem
Sollwert abweicht. Über-
bzw. Unterschreitet die Abweichung einen bestimmten Schwellwert,
so wird ein Einklemmfall angenommen. Beispielsweise kann eine Tür nicht
mehr mit der eingestellten Sollgeschwindigkeit verfahren werden,
weil ein Gegenstand sie daran hindert, dann sinkt ihre Geschwindigkeit
entsprechend ab. Diese Auswertung und Überwachung kann beispielsweise in
einer zentralen Steuereinrichtung vorgenommen werden, z. B. über geeignete
Mikrokontroller.
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Alternativ
oder zusätzlich
kann eine – meist zu
schnelle – zeitliche Änderung
der Verfahrgeschwindigkeit den Einklemmfall auslösen, wenn beispielsweise im
Einklemmfall die Tür
schneller abgebremst wird als vorgesehen.
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Selbstverständlich sind
die Werte so gewählt,
dass Geschwindigkeitsschwankungen durch den Regelvorgang zum Verfahren
der Tür
in der Regel keinen Einklemmfall auslösen. Zusätzlich können auch die im Stand der
Technik beschriebenen Einklemmschutzmethoden verwendet werden, wie
eine Motorstrommessung.
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Es
ist vorteilhaft, wenn die Geschwindigkeitsmessvorrichtung mindestens
einen Sensor an einer Motorwelle der Antriebsvorrichtung, insbesondere
eines Antriebsmotors, umfasst, durch den entsprechende Sensorsignale
bei Drehung der Motorwelle erzeugbar sind. Dadurch ist eine vergleichsweise
schnelle Reaktion möglich.
Die Sensorsignale sind direkt oder indirekt ein Maß für die Verfahrgeschwindigkeit
der Tür.
Dann ist es insbesondere günstig,
wenn der mindestens eine Sensor ein Hallsensor ist, der zwei Sensorsignale
pro Umdrehung der Motorwelle ausgibt. Das Hallsensorsystem ist einfach
einzubauen, schnell und unempfindlich. Vorteilhafterweise sind zwei
Hall(teil)elemente an der Motorwelle angebracht, so dass bei einer
Umdrehung der Motorwelle zwei Signale ausgegeben werden. Durch zeitliche
Bewertung dieser Signale kann eine Geschwindigkeit der Bodentür bestimmt
werden, beispielsweise über
Vergleichstabellen oder eine Umrechnung in Echtzeit. Vorzugsweise
wird die Verfahrgeschwindigkeit durch eine Zeitdifferenz zwischen
den Sensorsignalen detektiert.
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Zur
stabilen Geschwindigkeitsbestimmung werden günstigerweise mehrere, insbesondere
mehr als zwei, Sensorsignale ausgewertet. Auch ist es dazu vorteilhaft,
wenn mehrere, insbesondere mehr als zwei, Sensorsignale gemittelt
werden.
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Insbesondere
ist es vorteilhaft, wenn nach Erkennen des Einklemmfalls die Verfahrrichtung
der Tür
reversiert.
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Dazu
kann eine Einklemmschutzvorrichtung vorhanden sein, welche die Überwachung
des Einklemmfalls und/oder eine Umsetzung der im Einklemmfalls durchzuführenden
Maßnahmen übernimmt.
Die Einklemmschutzvorrichtung kann eine separate Vorrichtung sein
oder funktional in vorhandene Steuerschaltungen integriert sein,
z. B. in die zentrale Steuerschaltung oder in eine Regelplatine
oder eine Liftplatine.
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Es
ist günstig,
wenn der Einklemmschutz bzw. die Einklemmschutzvorrichtung erst
aktivierbar ist, wenn ein Verfahr sollwert, insbesondere eine Sollgeschwindigkeit,
der Tür
erreicht ist, was die Gefahr eines fälschlichen Auslösens des
Einklemmschutzes verringert.
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Zum
Schutz des an der Tür
eingeklemmten Gegenstandes wird vorteilhafterweise eine maximale Kraftzeitkurve
durch die Tür
nicht überschritten.
Das Einklemmen 'an' der Tür umfasst
ein Einklemmen zwischen der Tür
und einer äußeren Begrenzung,
z. B. der Arbeitsplatte, als auch ein Einklemmen zwischen Tür und Muffelrahmen
bzw. Gehäuse.
Für beide
Fälle können unterschiedliche
Kraftzeitkurven vorgesehen sein.
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Es
ist insbesondere für
den Schließfall
günstig,
wenn zusätzlich
mindestens ein Endschalter vorhanden ist, welcher im Bereich zwischen
Muffelöffnung
bzw. -rahmen und Tür
angeordnet ist, wobei eine Betätigung
des mindestens einen Endschalters die Einklemmschutzvorrichtung
bzw. den Einklemmschutz deaktiviert, also Schutzmaßnahmen
aussetzt. Dieser Endschalter schaltet typischerweise bei einem Öffnungsmaß von 4–9 mm, was
so klein ist, dass keine Gegenstände
mehr eingeklemmt werden können.
Andererseits wird so gewährleistet,
dass die Tür
beim Schließen
nicht ungewollt reversiert. Bei Betätigen des mindestens einen
Endschalters wird die Tür
mit definierter Kraft – und
nicht mehr geschwindigkeitsgesteuert – auf die Muffelöffnung verschoben.
Es bleibt aber vorteilhaft, dass ein schwellwertaktivierter Einklemmschutz – auch geschwindigkeitsabhängig – aktiv
bleibt.
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Die
Geschwindigkeitsmessvorrichtung kann aber auch für andere Zwecke verwendet werden,
wie eine Einstellung der Verfahrgeschwindigkeit der Tür. Dies
allein ist noch nicht bekannt und auch nicht nahegelegt.
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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 Hocheinbau-Gargeräts mit abgesenkter
Bodentür;
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2 eine
perspektivische Ansicht des Hocheinbau-Gargeräts mit verschlossener Bodentür;
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3 eine
perspektivische Ansicht eines Gehäuses des Hocheinbau-Gargeräts 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;
und
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14 ein
Diagramm einer bevorzugten Verfahrbewegung beim Einklemmen eines
dünnen Objekts
zwischen einer Bodentür
und einer Muffel.
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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 Hocheinbau-Gargerät
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. Bedienknebel, 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, PE, 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 geschlossenen 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 insbesondere
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.
-
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. mehrsekündlichen
(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.
-
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.
Durch mehrere Zielpositionen P0, P1, P2, PZ lässt sich das Hocheinbau-Gargerät bequem
an die gewünschte
Bedienhöhe
mehrerer Nutzer anpassen. Die Zielposition(en) 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.
-
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 ≥ 40
cm 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.
-
Nicht
eingezeichnet ist eine vorhandene Netzausfallüberbrückung zur Überbrückung von ca. 1 bis 3 s Netzausfall,
vorzugsweise bis 1,5 s Netzausfall.
-
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.
-
Eine
Geschwindigkeitsregelung kann die Geschwindigkeit beispielsweise über einen
PWM-gesteuerten Leistungshalbleiter realisieren.
-
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.
-
Der
Antriebsmotor 9 ist durch Betätigung beider Verfahrschaltfelder 25 bzw. 26 auch
bei ausgeschaltetem Hauptschalter 29 betreibbar.
-
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.
-
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.
-
Ein
z.B. 4 mm-Öffnungsmaß kann durch Endschalter 33 erkannt
werden, die bei Betätigung einen
Einklemmschutz deaktivieren. Möglich
ist eine Deaktivierung des Einklemmschutzes aber z.B. auch durch
ein Zählen
von Impulsen der Sensorsignale bei Erreichen eines Zählwerts,
welcher einem Schließmaß von z.B.
8,6 mm entspricht. Die Deaktivierung des Einklemmschutzes erfolgt
dadurch unabhängig von
solchen mechanischen Endschaltern 33.
-
Alternativ
werden nur Einklemmschutzmaßnahmen
deaktiviert, die nicht mit Schwellwerten arbeiten, z. B. mechanische
Schalter, insbesondere nicht einen Bewegungsparameter der Tür nutzende Einklemmschutzmechanismen.
-
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.
-
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.
-
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.
-
Auch
ist die Verfahrbewegung dadurch lastunabhängig, insbesondere unabhängig von
der Zuladung der Bodentür 7 oder
ver änderten
Reibverhältnissen
der Mechanik. Eine Eingangsgröße dafür kann die
Drehzahl des Antriebsmotors 9 sein, die z. B. durch Hallsensoren
gemessen werden kann.
-
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.
-
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.
-
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 Sollgeschwindigkeit(en)
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.
-
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.
-
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.
-
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.
-
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.
-
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.
-
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.
-
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 werden, beispielsweise gemittelt.
-
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.
-
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.
-
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.
-
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.
-
Selbstverständlich sind
die Zeitintervalle und Kraftschwellwerte der Kraftzeitprofile FT1,
FT2 an den Aufbau und weitere Randbedingungen anpassbar.
-
14 zeigt
ein beispielhaftes Ablaufdiagramm, bei dem eine Geschwindigkeit
vL, mit welcher die Tür 7 verfahren
wird, über
einer momentanen Position P skizziert ist. Die in Millimeter pro
Sekunde mm/s angegebenen Geschwindigkeiten bzw. in Millimeter angegebenen
Höhen sind
dabei jedoch rein beispielhaft anzusehen.
-
Ausgehend
von einer Endposition PZ, bei der sich die Tür 7 im Stillstand
befindet, wird die Tür 7 vom
Antriebsmotor 9 bis zum Erreichen einer unteren Zwischenposition
P2 und/oder zu einer Soll-Geschwindigkeit vR beschleunigt. Von der
unteren Zwischenposition P2 aus wird die Tür 7 mit konstanter Geschwindigkeit
nach oben verfahren, bis sie eine weitere, obere Zwischenposition
P1 erreicht. Ab dieser oberen Zwischenposition P1 wird die Geschwindigkeit
bis zum Erreichen einer Nullposition P0, welche einem Schließzustand
entspricht, abgebremst, so dass ein Abbrems-Geschwindigkeitsverlauf
wiederum eine Rampenform annimmt.
-
Optional
kann während
des Hochfahrens der Tür 7 ein
Verfahren zum Überwachen
eines Einklemmzustandes aktiviert sein, wobei ein solches Verfahren
insbesondere im Fall einer reinen Geschwindigkeitsüberwachung
beim Umschalten in den Abbremsbetrieb, das heißt insbesondere ab Erreichen
der oberen Zwischenposition P1, gemäß einer beispielhaften Ausführungsform
deaktiviert wird. Gemäß einer
anderen beispielhaften Ausführungsform wird
ein solches Überwachen
eines Einklemmzustandes erst ab Erreichen einer noch höher gelegenen
Umschaltposition PS oder auch gar nicht deaktiviert. Die Umschaltposition
PS kann beispielsweise durch das Erreichen eines Endschalters 33 oder
das Erfassen eines vorgegebenen Annäherungszustandes der Tür 7 an
die Muffel 5 aufgrund einer aufsummierten Anzahl von Hall-Impulsen
erfasst werden.
-
Insbesondere
kann vorgesehen sein, dass ein Umschalten zwischen einem Einklemmschutz-Überwachungsbetrieb
und einem Schließbetrieb
vorgenommen wird, wobei beispielsweise die Endschalter 33 während des
anfänglichen
Hochfahrens der Tür 7 zur Überwachung
eines Einklemmschutzes dienen, während
dieselben Endschalter 33 während des abschließenden Annäherns der
Tür 7 an
die Muffel 5 zur Schließzustands-Überwachung dienen, um ein sicheres
und festes Schließen
der Tür 7 zu überwachen.
Insbesondere bei einer solchen Umschaltung erfolgt die Umschaltung
zweckmäßigerweise
ein Stück
vor Erreichen der Nullposition P0. Insbesondere erfolgt das Umschalten
ca. 4–10
mm vor Erreichen der Nullposition P0.
-
Bei
einer solchen Annäherung
der Tür 7 an die
Muffel 5 oder einen unterseitig der Muffel angebrachten
Flansch kann ein Einklemmen von üblichen im
Haushalt verwendeten Gegenständen
ausgeschlossen werden. Jedoch besteht die Gefahr, dass ein schmaler
Kinderfinger, ein Stift ö. ä. noch in
einen derart schmalen Spalt hineingeraten kann, was zu einer schwerwiegenden
Verletzung des Kinderfingers durch Quetschung führen kann.
-
Vorzugsweise
wird daher ein zusätzliches oder
alternatives Verfahren zum Überwachen
eines Einklemmzustandes aktiviert, welches jedoch prinzipiell auch
während
des übrigen
Hochfahr-Ablaufes aktiviert sein kann. Bei diesem Verfahren wird das Gargerät mit einer
Funktionalität
ausgestattet, welche einen Einklemmzustand durch einen von einer Verfahrbewegung,
insbesondere Verfahrgeschwindigkeit der Tür 7 abhängigen Schwellenwert
erkennt.
-
Als
Schwellenwert wird dabei vorzugsweise das Unterschreiten einer Mindestgeschwindigkeit (Schwellwert)
vS und/oder das Zunehmen einer Periodendauer von Mess-Signalen eines
Hall-Elements 31, das heißt einer Änderung einer Differenzgeschwindigkeit,
verwendet. Aber auch die Überwachung
eines Motorstroms oder einer vom Motor gezogenen Leistung ist entsprechend
als Schwellwert einsetzbar.
-
Bei
dem dargestellten Ablauf nähert
sich die Tür 7 mit
der Geschwindigkeit eines Abbremsgeschwindigkeitsverlaufs der Nullposition
P0 an. Wie aus der Ausschnittsvergrößerung in 14 erkennbar
ist, gerät
jedoch ein Gegenstand in dem letzten Schließabschnitt kurz vor Erreichen
der Nullposition P0 zwischen die Tür 7 und die Muffel 5 und
verursacht eine zunehmende Geschwindigkeitsreduzierung, welche als
ein abnehmender Einklemm-Geschwindigkeitsverlauf skizziert ist.
-
Im
Gegensatz zu einem harten Körper
verursacht ein teilweise elastischer Körper wie insbesondere ein Kinderfinger
beim Einklemmen kein abruptes Stoppen der Geschwindigkeit auf einen
Nullwert sondern ein zumindest anfänglich nur reduziertes Abnehmen
der Geschwindigkeit. Als Kriterium kann das Unterschreiten der Mindestgeschwindigkeit
vS, welche für
diesen Streckenabschnitt vordefiniert ist, und/oder das Zunehmen
der Differenzgeschwindigkeit ΔvS
bzw. Periodendauer von Messimpulsen der Hallelemente 31 erfasst
werden, welche für
diesen Streckenabschnitt vordefiniert ist.
-
Nach
dem Erfassen eines Einklemmzustandes wird die Geschwindigkeit der
Tür 7 vorzugsweise auf
Null reduziert und anschließend
in entgegengesetzter Richtung kurzzeitig erhöht. Während eines skizzierten Rückstell-Geschwindigkeitsverlaufs
v2 und eines nachfolgenden erneuten Abbrems-Geschwindigkeitsverlaufs
v3 wird die Tür 7 vorzugsweise
wieder ein Stück
von der Muffel 5 weg um eine Öffnungsstrecke s verstellt,
so dass der eingeklemmte Gegenstand entfernt werden kann.
-
Vorzugsweise
wird für
eine solche Überwachung
eines Einklemmzustandes in dem verbleibenden Öffnungsspalt s ein Mess-Signal
von Hall-Elementen verwendet, welche eine Rotation einer Antriebswelle
zwischen dem Antriebsmotor 9 und einem Hubelement 10 zum
Heben der Tür 7 überwachen. Jedoch
können
auch andere Signalaufnehmer verwendet werden, welche einen momentanen
Abstand der Tür 7 zu
der Muffel 5 direkt mittels optischer oder mechanischer
Wegaufnehmer, Geschwindigkeitsaufnehmer oder Beschleunigungsaufnehmer überwachen.
Auch eine sich ändernde
Motorleistung, das heißt
ein Stromverbrauch des Antriebsmotors 9 kann als Mess-Signal
herangezogen werden.
-
Neben
dem Einsatz einer solchen Verfahrensweise zum Überwachen des Verfahrens der
Tür 7 während eines
abschließenden
Schließbetriebs kann
ein solches Verfahren prinzipiell während der gesamten Verfahrstrecke
eingesetzt werden. Möglich ist
insbesondere auch das Einsetzen eines solchen Verfahrens zusätzlich zum
Einsatz weiterer Verfahren zum Überwachen
eines Einklemmzustandes, gegebenenfalls auch weiterer Verfahren
auf Basis von Hardware, das heißt
insbesondere von Schaltern.
-
- 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
- PS
- Umschaltposition
- R1
- Geschwindigkeitsrampe
- R2
- Geschwindigkeitsrampe
- vL
- Verfahrgeschwindigkeit
der Bodentür
- vR
- Sollgeschwindigkeit
- vS
- Schwellwertgeschindigkeit
- v
- zulässige Mindestgeschwindigkeit
- Δv
- Differenzgeschwindigkeit
- v2
- Rückstellgeschwindigkeitsverlauf
- v3
- Abbremsgeschwindigkeitsverlauf
- s
- Öffnungsstrecke