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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Steuern, Regeln
und Bedienen eines Gargerätes,
insbesondere eines Schnellkochtopfes, mit den Merkmalen des Oberbegriffs
des Anspruchs 1.
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Durch
den in einem Dampf- oder Schnellkochtopf herrschenden Überdruck
und der damit einhergehenden höheren
Gartemperatur lässt
sich die Garzeit in einem solchen Schnellkochtopf in Abhängigkeit
von dem im Schnellkochtopf herrschenden Überdruck bzw. der Gartemperatur
entsprechend verkürzen.
Um einen zu hohen Überdruck
zu vermeiden, der zu einer Explosion des Schnellkochtopfs führen könnte, weist
der Schnellkochtopf üblicherweise
im Deckel ein Überdruckventil
auf. Überschreitet
der im Schnellkochtopf herrschende Druck einen voreingestellten
Schwellwert, öffnet
sich das Überdruckventil
und der Überdruck
kann abgebaut werden. Ein so konstruierter Schnellkochtopf mit einem Überdruckventil
im Deckel lässt
jedoch nur eine grobe Steuerung der Gartemperatur zu, da in diesem Fall
die Wärmezufuhr
durch einen Herd geregelt ist und ohne Druck- oder Temperaturanzeige
die verbleibende Garzeit nur abschätzbar ist.
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Mit
den bekannten Dampfdruckgarsystemen lässt sich die Garzeit zwar erheblich
verringern, jedoch ist das Garergebnis infolge der dürftig regelbaren
Gartemperatur nur mit viel Erfahrung befriedigend.
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Eine
Verbesserung eines solchen Schnellkochtopfs gelingt durch Einsatz
einer Druckanzeige, wie z. B. einer mechanischen Druckstufenwahleinrichtung,
die den Druck im Inneren des Schnellkochtopfs in Stufen anzeigt.
Aufgrund der jeweils eingestellten Stufe ist eine Abschätzung der
Gartemperatur möglich.
Erweitert werden kann dieses System durch eine Kopplung der Druckanzeige
mit dem Überdruckventil.
Bei Erreichen des Schwellwerts einer Druck-/Kochstufe wird das Überdruckventil
ausgelöst
und dadurch die Druckobergrenze der jeweiligen Druck-/Kochstufe
nicht überschritten.
Allerdings kann auch bei dieser Variante die verbleibende Garzeit
nur abgeschätzt
werden, so dass es eine gewisse Zeit braucht, bis man mit solch
einem Schnellkochtopf im Zusammenwirken mit dem jeweiligen Herd
genug Erfahrung gesammelt hat, um ein reproduzierbares und gutes
Garergebnis zu erzielen.
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Eine
weitere Verbesserung ist die Integration eines Timers in den Deckel
des Schnellkochtopfes und die Kopplung des Timers mit der Druckanzeige. Das
Einstellen der Druck-/Kochstufe und eine Eingabe der für das jeweilige
Gargut benötigten
Garzeit in den Timer erleichtert die Bedienung des Schnellkochtopfes.
Nach dem Plazieren des Schnellkochtopfes auf dem Herd wird durch
die Druckanzeige, ausgelöst
durch z. B. einen Magneten im Zusammenspiel mit einem Hall-Sensor,
der Timer bei Erreichen der eingestellten Druck-/Kochstufe gestartet.
Nach Ablauf der Garzeit wird der Benutzer durch ein, z. B. akustisches,
Timer-Signal informiert und kann somit durch den Schnellkochtopf
unterstützt
zu einem einigermaßen
gut reproduzierbaren Garergebnis gelangen.
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Nachteilig
an diesem Stand der Technik ist, dass der Timer auch bei einem weiteren
Druckanstieg ohne Unterbrechung weiterläuft. Der Timer stoppt ebenfalls
nicht, wenn der Topf vom Herd genommen oder durch Stromausfall die
Wärmezufuhr durch
den Herd unterbrochen wird. Auch Schwankungen in der Wärmezufuhr
während
des Garprozesses werden von einem solchen Schnellkochtopf mit Timer
nicht berücksichtigt.
Insofern lässt
sich der Garprozess nur bedingt reproduzieren und das Garergebnis
ist immer noch wesentlich von der Erfahrung des Benutzers im Umgang
mit dem Schnellkochtopf im Zusammenspiel mit dem Herd abhängig.
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Die
vorliegende Erfindung beschäftigt
sich mit dem Problem, für
ein Gargerät,
insbesondere für einen
Schnellkochtopf, eine verbesserte oder zumindest eine andere Ausführungsform
anzugeben, die sich insbesondere durch eine verbesserte Steuerung des
Garprozesses und durch ein reproduzierbares Garergebnis auszeichnet.
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Erfindungsgemäß wird diese
Aufgabe durch die Gegenstände
der unabhängigen
Ansprüche
gelöst.
Vorteilhafte Ausführungsformen
sind Gegenstand der abhängigen
Ansprüche.
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Die
Erfindung beruht auf dem allgemeinen Gedanken, einen Schnellkochtopf
mit erweiterter Sensorik, wie z. B. einem Drucksensor oder einem Temperatursensor
oder dergleichen, und einer erweiterten, programmierbaren Steuerungs-,
Regelungs- und Bedienvorrichtung mit Datenspeicher auszustatten.
Die eingehenden Informationen der Sensorik und die Benutzereingaben,
wie bspw. Garzeit, Gargut oder dergleichen, werden durch diese programmierbare
Steuerungs-, Regelungs- und Bedienvorrichtung mit Datenspeicher
verarbeitet, wobei diese, sofern notwendig, die Garparameter anpasst
und mittels einer integrierten Ausgabeeinheit den Benutzer informiert
und diesen gegebenenfalls zu notwendigen Handlungen anleitet. Des
Weiteren ist die Steuerungs-, Regelungs- und Bedienvorrichtung mit einem
elektrischen Energiespeicher und einer Datenschnittstelleneinrichtung
ausgerüstet.
Durch eine solch intelligente Steuerungs-, Regelungs- und Bedienvorrichtung
ist die Bedienung des Schnellkochtopfes erleichtert, der Garprozess
automatisiert und reproduzierbar und das Garergebnis nicht mehr
von der Erfahrung des Benutzers im Umgang mit dem Schnellkochtopf
im Zusammenspiel mit z. B. dem Herd abhängig, sondern ein Ergebnis
der in Form von Programmen und Parametern abgespeicherten Erfahrungen
im Datenkern der Steuerungs-, Regelungs- und Bedienvorrichtung.
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Wird
die Steuerungs-, Regelungs- und Bedienvorrichtung zudem mit einem
durch Benutzereingaben unterstützbaren
Optimierungsverfahren in Form einer Softwareerweiterung ausgestattet,
so kann die nun selbstlernende, intelligente Steuerungs-, Regelungs-
und Bedienvorrichtung von den Erfahrungen des Benutzers im Umgang
mit derselben im Zusammenspiel mit der umgebenden Geräteperipherie
profitieren. Dabei kann der mit dieser Steuerungs-, Regelungs- und Bedienvorrichtung ausgestattete
Schnellkochtopf selbstständig
Anpassungen an den Parametern und Garprogrammen vornehmen, die wiederum
durch zusätzliche,
benutzerspezifische Eingaben ergänzt
werden können,
um den Garprozess und das Garergebnis weiter zu optimieren. Die
unterschiedlichsten Benutzer können
die Garprozesse und somit das qualitativ hochwertige Garergebnis
mit einem solchen Schnellkochtopf sehr gut reproduzieren, da vorkonfigurierte
Garprogramme und voreingestellte Parameter den Garprozess nahezu
automatisch steuern und sich zudem die intelligente Steuerungs-,
Regelungs- und Bedienvorrichtung an Umgebungsparameter anpasst.
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Weitere
wichtige Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den
Unteransprüchen, aus
den Zeichnungen und aus der zugehörigen Figurenbeschreibung anhand
der Zeichnungen.
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Es
versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend
noch zu erläuternden Merkmale
nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in
anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind ohne
den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
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Bevorzugte
Ausführungsbeispiele
der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden in
der nachfolgenden Beschreibung näher
erläutert,
wobei sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche oder ähnliche
oder funktional gleiche Bauteile beziehen.
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Es
zeigen, jeweils schematisch:
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1 eine
Steuerungs-, Regelungs- und Bedienvorrichtung für ein Gargerät mit einer
ersten Anzeigevariante,
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2 die
Steuerungs-, Regelungs- und Bedienvorrichtung für ein Gargerät mit einer
zweiten Anzeigevariante,
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3 die
Steuerungs-, Regelungs- und Bedienvorrichtung für ein Gargerät in Seitenansicht
zur Verdeutlichung der Kopplungseinrichtung,
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4 mehrere
Elemente der Anzeigevarianten der Steuerungs-, Regelungs- und Bedienvorrichtung,
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5 ein
Temperatur-Zeitdiagramm eines möglichen
Garprozesses,
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6 ein
zu 5 korrespondierendes Restzeit-Diagramm zur Verdeutlichung
der Garzeitanpassung,
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7 einen
allgemeinen Programmablaufplan eines Garprozesses.
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Entsprechend
den 1 und 2, umfasst eine vorteilhafte
Ausführungsform
einer Steuerungs-, Regelungs- und Bedienvorrichtung 1 eine
als Display 2 ausgebildete Ausgabeeinrichtung, ein Gehäuse 3, und
einen Tastenblock mit einer Minustaste 4, einer Plustaste 5 und
einer Modetaste 6 sowie gemäß 3 eine Kopplungseinrichtung 7 zur
lösbaren
Verbindung mit einem nicht gezeigten Gargerät. Das Einstellen der Werte
der Parameter wie Temperatur, Druck, Zeit, Gargut oder dergleichen
erfolgt mit Hilfe der Plustaste 5 und der Minustaste 4.
Der einzugebende Parameter selbst wird mit Hilfe der Modetaste 6 ausgewählt. Änderungen,
Löschen
und Speichern von Werten wird in dieser Ausführungsform über Tastenkombinationen, z.
B. dem gleichzeitigen Drücken von
Mode- 6 und Plustaste 5 vorgenommen. Bei einer
zusätzlichen,
mechanischen Ausführung
einer Druckstufenwahleinrichtung kann diese über einen Sensor, wie z. Bsp.
einen Hall-Sensor, einen Reed-Kontakt, einen optischen Sensor oder
dergleichen, ausgelesen und der Steuerungs-, Regelungs- und Bedienvorrichtung 1 übermittelt
werden. Falls die Ausgabeeinrichtung als Touchscreen ausgebildet
ist, ist eine Eingabe über
diesen Teil der Eingabeeinrichtung ebenfalls möglich. Ebenfalls denkbar sind
Eingaben über
eine hier nicht dargestellte Datenschnittstelleneinrichtung. Die
Eingabe über
die Tasten, den Touchscreen oder mechanische Baugruppen, wie z. B.
eine mechanische Druckstufenwahleinrichtung, wird durch kapazitive,
induktive, resistive, akustische, optische oder haptische Messtechnik
der Steuerungs-, Regelungs- und Bedienvorrichtung 1 übermittelt.
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Wie
in 3 dargestellt, ist das Gehäuse 2 der Steuerungs-,
Regelungs- und Bedieneinrichtung 1 über die Kopplungseinrichtung 7 mit
dem nicht gezeigten Gargerät
verbindbar. Dabei ist eine als Stecker ausgebildete Kopplungseinrichtung 7 ebenso denkbar,
wie eine magnetische Haltevorrichtung zum kraftschlüssigen Verbinden
der Stromversorgungs- und Datenaustauschkontakte. In dieser bevorzugten Ausführungsform
kann zum Reinigen des Gargeräts die
Steuerungs-, Regelungs- und Bedienvorrichtung 1 einfach
vom Gargerät
getrennt werden und die Haltevorrichtung auf Seiten des Gargeräts ist dabei
als äußerst unempfindlich
gegenüber
Reinigungsprozessen ausgebildet.
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Die
Stromversorgung der Steuerungs-, Regelungs- und Bedienvorrichtung 1 kann
beispielsweise durch eine Batterie, ein Thermoelement, durch induktive
Kopplung, wie z. B. im Falle eines Induktionsherdes, oder durch
einen Akku gewährleistet
werden. Im Falle der Verwendung eines Akkus kann die Aufladung über die
Datenschnittstelleneinrichtung, so z. B. über eine Strom führende Leitung
eines USB-Anschlusses, oder optional in einer separaten Ladestation
vorgenommen werden. Im Fall der separaten Ladestation ist es denkbar
die Steuerungs-, Regelungs- und Bedienvorrichtung 1 mit
einer zusätzlichen
Funktionalität
und Verwendbarkeit auszustatten. So wäre im vom Gargerät getrennten
Zustand die Verwendung als normaler Küchentimer denkbar.
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Eine
zweckmäßige Ausführungsform
gemäß den 1 bis 4 zeigt
eine als Display 2 ausgebildete Ausgabeeinrichtung. Neben
dieser visuellen Ausgabe besteht zusätzlich die Möglichkeit
einer akustischen Ausgabe, wie z. B. über einen Buzzer oder dergleichen,
oder eine kabellose Übermittlung von
Informationen an einen separaten Empfänger, wie z. B. eine tragbare
Einheit, einen PC oder dergleichen, mittels der Datenschnittstelleneinrichtung.
Optische Signale über
z. B. LEDs, Lampen oder dergleichen sind ebenfalls denkbar.
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Das
Display 2, wie in den 1, 2 und 4 ausgeführt, kann
mehrere Text- als auch grafische Elemente enthalten und wenn notwendig
in verschiedene Displaymodi (1, 2)
wechseln.
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Die
je nach Schnellkochtopfausstattung erfolgte Druck-/Kochstufenauswahl,
entweder per Steuerungs-, Regelungs- und Bedienvorrichtung 1 oder
klassisch durch händisches
Einstellen der mechanischen Druckstufenwahleinrichtung, wird im
Display als Druck-/Kochstufensymbol 8 dargestellt. Im Fall
von drei möglichen
einstellbaren Druck-/Kochstufen lässt sich eine erste 9,
eine zweite 10 und eine dritte Druck-/Kochstufe 11 gemäß der 4 an
der Stelle des Druck- /Kochstufensymbols 8 anzeigen. Das
gewählte
Gargut 12, 12',
kann gemäß 1 und 2 als
Text oder als symbolhafte Darstellung ausgeben werden. Statt einer
klassischen Druckanzeige, wie im Fall der mechanischen Druckstufenwahleinrichtung,
besteht die Möglichkeit
dem Benutzer eine gewählte
Gartemperatur als Starttemperatur 13 anzuzeigen. Ein Aufheizsymbol 14 in
Form eines Kreissegments mit Anzeige des Erreichungsgrads ermöglicht eine
Einschätzung,
wie lange der Aufheizprozess noch dauert. Der voreingestellte oder
durch die Sensorik detektierte Füllstand
im Schnellkochtopf wird durch eine Füllstandsanzeige 15 ausgegeben. Mögliche Symbole 16 der
Füllstandsanzeige 15 sind in 4 dargestellt.
Die verbleibende restliche Garzeit kann in Art der Restgarzeitanzeige 17, 17', 17'' auf dem Display 2 dargestellt
werden. Diese Restgarzeit ist jederzeit manuell über die Eingabeeinrichtung veränderbar.
Der Benutzer hat optional auch die Möglichkeit, den Temperaturverlauf
eines beliebigen Intervalls in einem Temperaturzeitfenster 29 zu
betrachten. Die Länge
des Zeitfensters kann dem jeweiligen gewählten Gargut 12, 12' zugeordnet
sein und jederzeit vom Benutzer manuell verändert werden. Im Falle eines
Auslösens
einer hier nicht gezeigten Druckregeleinrichtung, wie z. B. eines Überdruckventils,
kann durch entsprechende Auswertung der Sensorik, so z. B. eines
Sensors im Abdampfkanal, bzw. des Temperaturgradienten im Garraum
dieser Vorgang registriert und dem Anwender über die Ausgabeeinrichtung
mitgeteilt werden. Im Fall der Ausgabe über das Display 2 lässt sich
dies an der Stelle der Füllstandsanzeige 15 durch
das Symbol 18 gemäß 4 bedienerfreundlich
visualisieren.
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Eine
Temperaturbalkenanzeige 19 in Zusammenspiel mit einer Heizleistungsbalkenanzeige 20 und
in Kombination mit einer akustischen Signalausgabe erleichtert das
richtige Regeln der Heizleistung. Die Temperaturbalkenanzeige 19 umfasst
jeweils als Balken dargestellt eine Solltemperatur 21 und
eine durch Untertemperatur 22 und Obertemperatur 23 eingerahmte
Ist-Temperatur 24. Korrespondierend dazu umfasst die Heizleistungsbalkenanzeige 20 jeweils
auch als Balken dargestellt, eine Soll-Heizleistung 25 und eine durch
Oberheizleistung 26 und Unterheizleistung 27 eingerahmte
Ist-Heizleistung 28. Aus der in 2 dargestellten
Temperaturbalkenanzeige 19 und Heizleistungsbalkenanzeige 20 folgt, dass
die Temperatur zu hoch ist und daher die Heizleistung verringert
werden muss. Dies kann auch akustisch dem Benutzer mitgeteilt werden,
falls die Differenz zwischen Sollwert und Istwert einen Schwellwert übersteigt.
Zur weiteren Verdeutlichung sind in 4 die möglichen
Temperaturbalkenanzeigevarianten 19, 19', 19'' dargstellt. In der Temperaturbalkenanzeigevariante 19 liegt
die von Untertemperatur 22 und Obertemperatur 23 eingerahmte Ist-Temperatur
oberhalb der Soll-Temperatur 21. In diesem Fall muss die
Heizleistung verringert werden. Eine korrespondierende Darstellung
der Heizungsleistungsbalkenanzeige 20 ist der 2 zu
entnehmen. In einer weiteren Variante der Temperaturbalkenanzeige 19' ist die Solltemperatur 21', eingerahmt durch
Obertemperatur 22' und
Untertemperatur 23' mit
der hier nicht dargestellten Ist-Temperatur übereinstimmend. Somit ist die
Gartemperatur optimal und es muss bezüglich der Heizleistung nichts
verändert
werden. Eine korrespondierende Darstellung der Heizleistungsbalkenanzeige 20 ist
nicht gezeigt. In der letzten Variante 19'' der
Temperaturbalkenanzeige liegt die durch Obertemperatur 22'' und Untertemperatur 23'' eingerahmte Ist-Temperatur 24'' unterhalb der Soll-Temperatur 21''. Somit ist die Temperatur zu niedrig
und die Heizleistung muss erhöht
werden gemäß auch einer
korrespondierenden Heizleistungsbalkenanzeige 20 die hier
ebenfalls nicht dargestellt ist. Es versteht sich von selbst, dass
ein solches Display 2 auch mit weiteren symbolhaften wie auch
textähnlichen
Anzeigeelementen ausgestattet werden kann. Dabei dienen die Anzeigenelemente Obertemperatur 22'', Untertemperatur 23'', Oberheizleistung 26'' und Unterheizleistung 27'' der besseren Unterscheidbarkeit
und Visualisierung.
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Im
Wesentlichen ist die Gartemperatur und nicht der Druck unter dem
das Gargut steht, verantwortlich für die Dauer des Garprozesses.
Da sich aber die Gartemperatur nie genau und vor allem konstant
einstellen lässt,
ist die Berücksichtigung
des Gartemperaturverlaufs wesentlich für ein gutes und insbesondere
reproduzierbares Garresultat. Zu diesem Zweck ist die Steuerungs,
Regelungs- und Bedienvorrichtung 1 mit einer nicht dargestellten
Sensoreinrichtung ausgestattet, die Temperatursensoren, wie z. B.
einen NTC- oder
PTC-Widerstand, insbesondere ein Pt100, Pt1000 oder dergleichen,
Drucksensoren oder dergleichen, Temperatureinsteckfühler, wie
z. B. ein Fleischthermometer oder dergleichen, Füllstandsensoren, Timer und
Sensoren zur Messung von Magnetfeldern enthalten kann. Dabei können die
Sensoren in das Gargerät,
insbesondere in dem Deckel des Schnellkochtopfs, integriert oder integrierbar
sein und nach Bedarf über
eine vorgesehene Steckeinrichtung an das Gargerät anschließbar sein. Ebenfalls denkbar,
wie schon zuvor erwähnt, sind
Hall-Sensoren, Reed-Kontakte oder optische Sensoren im Falle einer
mechanischen Ausführung der
Druckstufenwahleinrichtung, um die jeweilig eingestellte Druck-
bzw. Druck-/Kochstufe an die Steuerungs-, Regelungs- und Bedienvorrichtung
zu übermitteln.
Auch denkbar sind Sensoren im Abdampfkanal zur Detektion der Druckregeleinrichtung,
respektive des Druckventils. Da sich nun die Gartemperatur des Gargutes
relativ genau über
die angeschlossene Sensoreinrichtung bestimmen lässt, kann der Temperaturverlauf
in einer bevorzugten Ausführungsform wie
folgt berücksichtigt
werden.
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5 zeigt
einen möglichen
Temperaturzeitverlauf eines Garprozesses zur Verdeutlichung eines integralfreien
Verfahrens zur Anpassung der Restgarzeit in Abhängigkeit vom Temperaturverlauf.
Der Beginn eines Countdowns 30 kann prinzipiell frei gewählt werden,
wie z. B. auch vor Erreichen der Arbeitstemperatur, aber rein praktisch
ist es sinnvoll, den Startpunkt bei Erreichen einer Starttemperatur,
so z. B. durch die ausgewählte
Druck-/Kochstufe, festzulegen. Mit Hilfe der allgemein bekannten
RGT-Regel (Reaktions-Geschwindigkeit-Temperatur-Regel) können die Geschwindigkeiten
von biologisch-chemischen Prozessen in Abhängigkeit der Temperatur bestimmt
werden. Ohne eine konkrete Garkurve für ein Lebensmittel genau zu
kennen, wird angenommen, dass sich gemäß der RGT-Regel bei einer Temperaturänderung
von 10°C
die Restgarzeit näherungsweise
verdoppelt bzw. halbiert. In diesem Beispiel wird die zu berücksichtigende
Temperaturänderung
mit +/–5°C angenommen
und zu diesem Zweck eine obere Temperaturschranke 31 und
eine untere Temperaturschranke 32 definiert. Bei Erreichen
der Starttemperatur beginnt neben dem Start des Countdowns 30 auch
die Beobachtung der Temperatur innerhalb der oberen 31 und
unteren Temperaturschranke 32. Für eine Temperaturänderung
von beispielsweise 5°C
ergibt sich eine Zeitverkürzung
nach der RGT-Regel von ca. –38%
und somit ein Faktor 0,62, mit dem die Restgarzeit multipliziert
werden muss. Dagegen beträgt
der Faktor bei einer Temperaturänderung
von –5°C 1,6 und
die Restkochzeit verlängert
sich somit um 60%. Nach Berechnung der neuen Restgarzeit müssen die
beiden Schranken 31, 32 zu den neuen oberen 31' und unteren
Temperaturschranken 32' angepasst
werden.
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Ein
dazu korrespondierender Verlauf der Restgarzeit ist in 6 in
einem Restgarzeit-Zeitdiagramm dargestellt. Der 6 ist
zu entnehmen, dass wie erwartet die Restgarzeit während des
Aufheizens 33 konstant bleibt. Während der normalen Garphase 34 tritt
ein linearer Abfall der Restgarzeit ein. Durchbricht die Gartemperatur
die obere Temperaturschranke 31 so wird eine Anpassung 35 der
Restgarzeit vorgenommen und der Kurvenverlauf weicht von dem Restgarzeitverlauf
ohne Korrektur 36 ab. Unterschreitet die Gartemperatur
die nun angepasste neue untere Temperaturschranke 32' so wird ein
weiteres Mal eine Anpassung 37 der Restgarzeit vorgenommen
und es werden neue obere 31'' und untere Temperaturschranken 32'' ermittelt. Welche Temperaturdifferenzen
bzw. Temperaturschranken angenommen werden, ist nur für die Genauigkeit
der Restkochzeit von Interesse und kann prinzipiell frei gewählt werden.
Natürlich
bietet sich auch die Möglichkeit,
die Einstellung der Temperaturschranken durch den Benutzer vornehmen
zu lassen. In jedem Fall wird aber eine einmal voreingestellte Restgarzeit
mittels der Restgarzeitkorrekturfaktoren durch die Steuerungs-,
Regelungs- und Bedienvorrichtung 1 automatisch angepasst.
Desweiteren können
auch von der RGT-Regel abweichende, lebensmittelabhängige oder
auch lebensmittelunabhängige
Faktoren in der Steuerungs-, Regelungs- und Bedienvorrichtung 1 hinterlegt
und angewendet werden.
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In
einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform wird eine komplette
Analyse in Integralform des Temperaturverlaufs vorgenommen. Hieraus
resultierend wird die Restgarzeitberechnung in frei wählbaren
Intervallen angepasst. Dabei folgt die Bestimmung der Zeitkorrektorfaktoren
in der oben beschriebenen Art und Weise.
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Nicht
nur zu diesem Zweck ist die Steuerungs-, Regelungs- und Bedienvorrichtung 1 mit
einem Mikrocontroller zur Datenverarbeitung und Steuerung/Regelung
der Garprozesse und mit einem Datenspeicher zum Speichern von Garprogrammen
und Parametern ausgestattet. Der Datenspeicher kann auch zur Dokumentation
von Garprozessen für
eine spätere
Auswertung und Optimierung derselben verwendet werden.
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Zur
Kommunikation mit der Umgebung ist die Steuerungs-, Regelungs- und
Bedienvorrichtung 1 mit einer Datenschnittstelleneinrichtung
ausgestattet. Dabei sollen kabellose Schnittstellen, wie z. B. WLAN,
Bluetooth, GSM, UMTS, DECT, RFID oder dergleichen ebenso möglich sein
wie kabelgeleitete Schnittstellen, wie z. B. USB, eine serielle
Schnittstelle wie RS232, Firewire, eine Infrarotschnittstelle wie IRDA,
eine SATA- oder eSATA-Schnittstelle oder dergleichen. Eine Besonderheit
der kabelgeleiteten Schnittstelle ist die Möglichkeit, so im Fall der USB-Schnittstelle,
den als Akku ausgebildeten, internen Energiespeicher der Steuerungs-,
Regelungs- und Bedienvorrichtung 1 während der Verbindung mit einem
anderen Gerät
zu laden. Desweiteren kann die Datenschnittstelleneinrichtung zur
Koppelung mit weiteren Peripheriegeräten, wie z. B. einer externen, möglicherweise
in ihrer Funktion reduzierten und drahtlos verbundenen Steuerungs-,
Regelungs- und Bedienvorrichtung, gekoppelt werden.
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7 zeigt
ein Verfahren 38 zum Betreiben eines Gargeräts mit einer
Steuerungs-, Regelungs- und Bedienvorrichtung 1. Als erster
Prozessschritt in diesem Verfahren 38 wird der Garprozess
durch eine Initialisierung 39 gestartet. Dazu befüllt der
Benutzer das Gargerät
und schließt
es. Nun kann die Eingabe von Garparametern durch den Benutzer in
Interaktion mit der Steuerungs-, Regelungs- und Bedienvorrichtung 1 nachfolgen.
Jetzt kann der Benutzer die gewünschte
Kochtemperatur vorwählen, Druck-/Kochstufen,
hinter denen Kochtemperaturen hinterlegt sind, auswählen, das
Gargut bzw. das Garprogramm auswählen,
hinter denen im Datenspeicher ebenfalls Temperaturparameter hinterlegt
sind, und er kann durch benutzerspezifische Eingaben die Garprogramme
anpassen und eigene Garprogramme den vorhanden, auswählbaren
Standardgarprogrammen hinzufügen
und auswählen.
In Abhängigkeit
der gewählten
Kochtemperatur bzw. Druck-/Kochstufe bzw. des Garprogramms ist in
einer zweckmäßigen Ausführungsform
in Interaktion mit der Steuerung-, Regelungs- und Bedienvorrichtung
nur das Gargut anwählbar,
welches für
die jeweilige Einstellung empfohlen ist, bzw. bei Anwahl eines bestimmten
Garguts können
bestimmte Kochtemperaturen und Druck- /Kochstufen nicht mehr ausgewählt werden.
Wählt man
z. B. als Gargut bzw. Garprogramm Fisch aus, so kann im Weiteren
nur die erste Druck-/Kochstufe bzw. 100°C ausgewählt werden. Höhere Druck-/Kochstufen
und höhere
Kochtemperaturen stehen nicht mehr zur Auswahl, bzw. es wird der
Benutzer mit einem entsprechenden Hinweis informiert. Weitere Benutzereingaben
können die
Füllmenge
sein, die Angabe der Art des Herds, wie z. Bsp. Induktionsherd,
Gasherd, Elektroherd oder dergleichen. Wird die Füllmenge über das
Display 2 eingegeben, so besteht die Möglichkeit über das Display 2 den
Benutzer über
die Mindesteinfüllmenge,
die Verhältnisangabe
von Gargut zu Wasser und über
den absoluten Wasserstand zu informieren. Desweiteren kann durch
einen Füllstandsensor
die Eingabe mit dem tatsächlichen
Füllstand
verglichen werden und dies ebenfalls dem Benutzer mitgeteilt werden,
wodurch dieser in der Lage ist, die neue gemessene Füllmenge
zu akzeptieren oder sie benutzerdefiniert zu überschreiben.
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Als
nächster
Schritt im Garprozess folgt die Aufheizphase 40. Während der
Aufheizphase 40 wird in bestimmten Zeitabständen, so
z. B. alle 0,5 Sekunden, eine Aufheiztemperaturmessung 41 durchgeführt. Tritt
dabei Fall 42 ein, bei dem die gemessene Temperatur kleiner
als die Gartemperatur ist, so wird die Aufheizphase 40 in
Art einer Schleife mit der Temperaturmessung 41 wiederholt
durchlaufen. Eine logische Verzweigung 43 führt zu einer
Ausgabe 44. In diesem Prozessschritt kann die Temperaturkurve
der Aufheizphase 40 abgespeichert und ausgegeben werden
und es können
vom Benutzer eingegebene Parameter korrigiert werden und dies ebenfalls über das
Display 2 dem Benutzer angezeigt werden. So kann z. B.
aufgrund der Aufheizkurve die Art des Herds detektiert werden und
falls diese mit der Benutzereingabe nicht übereinstimmt, dies über die Ausgabeeinrichtung
dem Benutzer mitgeteilt werden. Auch ist denkbar, dass bei einem
Stromausfall des Herds aufgrund der Aufheizkurve dem Benutzer ein Warnsignal
ausgegeben wird. Die abgespeicherte Aufheizkurve kann wiederum einem
bestimmten Herd zugeordnet werden und als Referenz für die Wiedererkennung
dieses Herds herangezogen werden. Falls der Herd falsch vom Benutzer
eingestellt worden ist und die Aufheizphase 40 zu lange
dauert, ist es möglich
dies ebenfalls im Datenspeicher zu hinterlegen und im Falle einer
späteren
Fehleinstellung des Herds dies nach einer kurzen Detektion der Aufheizphase 40 dem
Benutzer mitzuteilen. Analoges gilt natürlich auch, falls der Herd
so eingestellt ist, dass die Gartemperatur gar nicht erreicht werden kann.
Ebenfalls ist es denkbar, dass an der logischen Verzweigung 43 über die
Ausgabe 44 die Zeit für
die Aufheizphase 40 berechnet wird und dies ebenfalls dem
Benutzer mitgeteilt wird. Somit ist es dem Benutzer möglich durch
eine höhere
Heizstufe des Herds die Aufheizphase 40 zu beschleunigen,
in dem er eine höhere
Heizleistung des Herds einstellt. Natürlich ist bei jedem Schritt
auch immer eine Interaktion mit der Regelungs-, Steuerungs- und
Bedieneinrichtung 1 möglich.
Die logische Verzweigung 45 tritt ein, wenn die Gartemperatur
erreicht ist. An diesem Punkt wird der Timer der Regelungs-, Steuerungs- und
Bedieneinrichtung 1 gestartet.
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Als
nächster
Schritt wird das Ermitteln einer Garzeit 47 durchgeführt, unter
Berücksichtigung
des Garverlaufs einschließlich
der Aufheizphase 40 bis zu diesem Punkt. Nun kann sich
der nachfolgende Garprozess durch eine stabile Temperatur 48 oder durch
starke Temperaturschwankungen 49 auszeichnen. In jedem
Fall wird aber in bestimmten Abständen, so z. B. alle 0,5 Sekunden,
eine Zeitmessung 50 durchgeführt. Im Fall der logischen
Verzweigung 51, wenn die Garzeit auf null steht bzw. abgelaufen
ist, ist das Ende 52 des Garprogramms bzw. Garprozesses erreicht
und es erfolgt eine Ausgabe über
die Ausgabeeinrichtung. Im Fall der logischen Verzweigung 53 ist
die Garzeit noch nicht abgelaufen und es schließt sich eine Temperaturmessung
an die Zeitmessung 50 an. Über die logische Verzweigung 55 kann
in diesem Fall der Temperaturverlauf des Garprozesses aufgezeichnet
werden und zur späteren
Auswertung abgespeichert werden. An dem Prozessschritt der Ausgabe 56 können allerdings
auch weitere Informationsausgaben für den Benutzer vorgenommen
werden, wie z. Bsp. die Anzeige, dass aufgrund des Temperaturverlaufs
des Garprozesses eine Unterbrechung der Wärmezufuhr eingetreten ist. Über die
logische Verzweigung 57 wird in einer Schleife zur Ermittlung
der Garzeit 47 zurückgeleitet.
Aufgrund des Temperaturverlaufs des Garprozesses wird hier ggf. eine
Anpassung der Garzeit vorgenommen. Die Schleife aus Ermitteln der
Garzeit 47, Zeitmessung 50 und Temperaturmessung 54 wird
so lange durchlaufen bis die Garzeit abgelaufen ist und über die
logische Verzweigung 51 das Ende des Garprozesses 52 erreicht
ist.
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Zur
Umsetzung all dieser Funktionen mittels der Steuerungs-, Regelungs-
und Bedienvorrichtung 1 wird eine Software benötigt. Diese
Software steuert und regelt über
den Mikrocontroller die angeschlossene Peripherie. So ist es angedacht,
diese Software über
die Datenschnittstelleneinrichtung mit Firmware-Updates zu aktualisieren und ein Software-Developer-Kit
(SDK) zur Verfügung
zu stellen, um Entwicklern die Möglichkeit
zu geben, die Funktionalität eines
mit dieser Steuerungs-, Regelungs- und Bedienvorrichtung 1 ausgestatteten
Gargeräts
zu erweitern. Des Weiteren ist es zweckgemäß, dass bei einem solchen Gargerät der alte
Haltedeckel durch einen neuen mit erweiterter Sensorik ausgetauscht und
die Software über
ein Firmware-Update oder eine selbstentwickelte Erweiterung der
Funktionalität angepasst
werden kann, so dass das Gargerät
nach Ausstattung mit dem neuen Deckel diese neue Sensorik verwenden
kann. Dieses Softwarepaket arbeitet nun eng zusammen mit den in
dem Datenspeicher hinterlegten Parametern. Dabei muss unterschieden werden
zwischen Geräteparameter,
Garparametern und Garprogrammen. Geräteparameter sind notwendig
zur korrekten Funktion der angeschlossenen bzw. umgebenden Peripherie.
So muss bezüglich
eines eingesteckten Fleischthermometers bekannt sein, wie das eingehende
Signal in die äquivalente
Temperatur zu übersetzen
ist. Desweiteren können
z. B. Ober- und Unterwerte für
die Aufheizgeschwindigkeit bestimmter Herdtypen hinterlegt sein,
so dass eine Herderkennung aufgrund des Temperaturverlaufs während der
Aufheizphase 40 vorgenommen werden kann. Ebenfalls im Datenspeicher
hinterlegt sind Garparameter und Garprogramme anhand des auszuwählenden
Garguts. Im Falle eines Garprogramms mit gleich bleibender Temperatur
sind hier nur notwendiger Weise die Garparameter, eine Gartemperatur
mit dementsprechender Garzeit, zu hinterlegen. Im Falle von komplexeren
Garprogrammen mit einer Temperaturkurve, respektive bestimmter Garphasen mit
unterschiedlichen Gartemperaturen, kann auch dies im Datenspeicher
zur weiteren Verarbeitung mit dem Software hinterlegt werden. Als
Beispiel hierfür könnte ein
Garprogramm mit anschließender
Warmhaltefunktion angeführt
werden, bei dem nach dem Garprozess dem Benutzer mitgeteilt wird,
dass der Herd auf eine geringe Heizleistung zu stellen ist, damit
das Gargut nicht verkocht.
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Des
Weiteren wird im Datenspeicher auch die Möglichkeit vorgehalten, den
Temperaturverlauf von Aufheizphasen 40 und Garprozessen
abzuspeichern und diese für
eine nachfolgende Analyse bereit zu halten. Weiterhin soll es möglich sein,
die vorhandenen Garprogramme aufgrund eigener Erfahrungen anzupassen
oder direkt neue Garprogramme für nicht
aufgeführtes
Gargut zu erstellen. Dabei ist eine Erweiterung der Software mit
einer Lernfähigkeit
zur Anpassung und Optimierung vorhandener oder selbst erstellter
Garprogramme ein weiterer Schritt in Richtung eines intelligenten
Gargeräts,
das bei der Zubereitung des Garguts den Benutzer unterstützt. Zu
diesem Zweck kann das Gargerät
durch Selbstanalyse vergangener Garverläufe solche Garprogramme eigenständig optimieren,
wobei der Benutzer die Möglichkeit
gegeben werden kann, in die Auswertung und Anpassung einzugreifen.
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In
einer erweiterten Ausführungsform
ist zur komfortableren Verwaltung, Anpassung und Erstellung der
Garprogramme eine PC-Software vorgesehen, bei der auch eine historische
Abspeicherung vergangener Garverläufe angedacht ist, so dass auch
eine Fehler- bzw. Ablaufanalyse durch softwareanalytische Verfahren
wie z. B. Datamining ermöglicht
werden. Des Weiteren kann durch die PC-Software ein Customizing
der Steuerungs-, Regelungs- und Bedienvorrichtung 1 ermöglicht werden.
Darüber
hinausgehend kann dem Benutzer über einen
Webplace im World Wide Web eine Web-Community zur Verfügung gestellt
werden, mit der er über den
Erfahrungsaustausch hinaus auch zum Austausch von Garprogrammen
und Garparametern in Kontakt treten kann. Über einen solchen Webplace kann
auch der Informationsaustausch mit dem Hersteller stattfinden, wobei
z. B. historischer Garverläufe
zur Optimierung von Software, Garparameter und Garprogramme inklusive
Parameter angeschlossener und umgebender Peripheriegeräte oder
dergleichen ausgetauscht werden können. Auch ein kostenpflichtiger
Download von Garprogrammen für
spezielle Speisen ist denkbar.