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Die
Erfindung betrifft ein Gargerät mit einer einen Garraum
begrenzenden Gargerätemuffel, mit einem Lüfter
zum Einblasen von Luft in den Garaum, und mit einer im Gargerät
angeordneten elektrischen Steuerung, die mit einer Antenne elektrisch
verbunden ist, welche zur Signalübertragung mit einer im Garraum
befindlichen Messeinrichtung vorgesehen ist.
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Grundsätzlich
ist es bekannt, die Temperatur im Garraum eines Herdes drahtlos
und bei hoher Temperatur zu messen und zu übertragen. Mit
hoher Temperatur ist dabei eine Temperatur gemeint, die höher
ist als die Temperatur, bis zu der üblicherweise elektronische
Schaltkreise, Batterien und Akkus betrieben werden können.
Dabei wird eine elektromagnetische Welle (Signal) mit einer bestimmten
Frequenz durch eine Antenne in den Garraum ausgesandt. Dieses Signal
wird von einer Messeinrichtung empfangen, und in Abhängigkeit
von der zu messenden physikalischen Größe wird
von der Messeinrichtung ein entsprechendes Rücksignal aus-
bzw. zurückgestrahlt. Dieses Rücksignal wird von
einer Antenne empfangen. Beispielsweise kann ein Temperaturfühler
die Temperatur in einem Stück Fleisch messen, in das er
gesteckt wird.
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EP 0 687 866 B1 offenbart
einen Ofen mit einem Fühlerelement mit Temperatursensor
zum Einstechen in Gargut, dessen Messsignal einer Steuerelektronik
des Ofens zur Heizleistungssteuerung zuführbar ist, wobei
das Fühlerelement einen Sender zur drahtlosen Übertragung
eines vom Fühlerelement aufgenommenen Temperatursignals
oder eines davon abgeleiteten Signals zu einem mit der Steuerelektronik
gekoppelten Empfänger umfasst. Die Antenne ist außerhalb
des Garraums angebracht.
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DE 29 35 282 C2 offenbart
eine drahtlose Temperaturmesseinrichtung zur Regelung der Heizenergiezufuhr
zu einem Gargerät mit einem Sender für elektromagnetische
Wellen, mit einem durchstimmbaren Oszillator und einer Antenne,
einem mit dem Gegenstand in Berührung zu bringenden, passiv
erregbaren Festkörperoszillator, dessen Resonanzfrequenz
sich in Abhängigkeit von der Temperatur ändert,
einem selektivem Empfänger, der die bei Resonanzbedingung
am Resonatorelement auftretende elektromagnetische Strahlung zu
identifizieren vermag und mit einer entsprechenden Steuer- und Verarbeitungsschaltung.
Als Antenne wird ein Heizelement im Garraum verwendet.
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EP 1 767 914 A2 offenbart
eine Antennenanordnung für den Signalaustausch zwischen
einer Sende- und einer Empfangseinrichtung eines Haushaltsgeräts
mit einem beheizbaren Behandlungsraum, insbesondere zur Regelung
der Temperatur im Behandlungsraum, wobei die Empfangseinrichtung in
dem Behandlungsraum angeordnet ist. Dabei wird vorgeschlagen, dass
die Empfangseinrichtung über eine gemeinsame Haltevorrichtung
mit einem Heizelement, insbesondere einem Grill-Heizkörper,
an einer Behandlungsraumwand gehalten ist.
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DE 10 2005 018 015
B3 offenbart ein Haushaltsgerät, insbesondere
Gargerät, mit einer elektrischen Steuerung und einer Messeinrichtung
zur Messung einer physikalischen Größe, insbesondere Temperatur,
wobei die Messeinrichtung zur drahtlosen Signalübertragung
zwischen einer in dem Innenraum angeordneten Messsonde und der elektrischen Steuerung
eine an der Messsonde angeordnete Sondenantenne und eine mit der
elektrischen Steuerung signalübertragend verbundene Sende-
oder Empfangsantenne aufweist, die Bestandteil einer Beleuchtungseinrichtung
zur Ausleuchtung des Innenraums ist.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Gargerät der
eingangs genannten Art derart zu verbessern, dass eine platzsparende
Unterbringung der Antenne möglich ist.
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Gelöst
wird diese Aufgabe durch ein Gargerät gemäß Patentanspruch
1. Die Unteransprüche betreffen bevorzugte Ausführungsformen,
welche einzeln oder in Kombination miteinander eingesetzt werden
können.
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Insbesondere
betrifft die vorliegende Erfindung ein Gargerät mit den
Merkmalen des Oberbegriffs des Patentanspruchs 1.
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Die
Antenne ist erfindungsgemäß Bestandteil des Eingangs
genannten Lüfters. Der Lüfter besteht im Wesentlichen
aus einem Elektromotor und einem Lüfterrad. Ein Vorteil
dieser Ausführung besteht darin, dass ein derart ausgestattetes
Gargerät durch die Verwendung von bereits vorhandenen Bauteilen,
wie hier dem Lüfter, kostengünstig hergestellt werden
kann.
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Eine
Ausführungsform sieht vor, dass das Lüfterrad
als Antenne ausgebildet ist. Da sich das Lüfterrad hinter
der Prallwand befindet, muss dann auch sichergestellt sein, dass
eine Ankopplung zwischen Antenne und Messeinrichtung möglich
ist. Dies kann durch die in der Prallwand vorhandenen Ansaug- und Austrittsöffnungen
erreicht werden. Weiterhin ist es vorstellbar, die Prallwand aus
einem wärmebeständigen nichtmetallischen Material
herzustellen, welches die elektromagnetischen Signale nicht abschirmt.
Diese Verwendung des Lüfterrads hat den Vorteil, dass durch
die Drehbewegung des Lüfterrads eine gute Ankopplung zwischen
Antenne und der im Garraum befindlichen Messeinrichtung erfolgt.
Dadurch kann nahezu unabhängig von der genauen Position
der Messeinrichtung sichergestellt werden, dass die zu messende
Größe zuverlässig von der Messeinrichtung
an die Antenne übertragen werden kann.
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Eine
weitere Ausführungsform sieht vor, dass der Lüfter
einen Elektromotor umfasst, und die Antenne Bestandteil des Elektromotors
ist. Durch die Fertigung des Elektromotors und der Antenne als separate
Einheit werden die Montage erleichtert sowie Kosten verringert.
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Vorzugsweise
umfasst der Elektromotor eine Hohlwelle, in welcher die Antenne
angeordnet ist. Die Anordnung der Antenne in der Hohlwelle ist platzsparend.
Grundsätzlich kann vorgesehen sein, dass die Antenne nichtdrehend
in der Hohlwelle angeordnet ist. Der Durchmesser der Antenne ist
dabei so bemessen, dass zwischen Antenne und Hohlwelle ein ausreichend
großer Abstand besteht. Da sich in diesem Fall die Antenne
nicht drehen würde, kann auf eine elektrische Kontaktierung
mittels Schleifkontakten verzichtet werden. Obwohl Elektromotoren üblicherweise
eine Motorwelle aufweisen, ist es grundsätzlich denkbar,
dass eine als Antenne ausgebildete Achse, also ein nicht drehendes
Bauteil, zur Signalübertragung in den Garraum verwendet
wird.
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Vorteilhafterweise
ist die Antenne in der Hohlwelle mit zumindest einem Befestigungsmittel, und
insbesondere mit einer Buchse elektrisch isoliert befestigt. Vorzugsweise
wird die Antenne in der Hohlwelle mit zwei Buchsen befestigt. Die
Buchsen bestehen beispielsweise aus einem nichtleitenden Material wie
zum Beispiel Keramik, welches eine hohe Wärmebeständigkeit
aufweist. Durch diese Befestigungsart ist die Antenne von der Innenwand
der Welle beabstandet angeordnet.
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Gemäß einer
weiteren vorteilhaften Ausführung der Erfindung umfasst
der Elektromotor eine Welle, deren Endabschnitt als Antenne ausgebildet ist.
In diesem Fall ist die Welle von der Gargerätemuffel sowie
den mit ihr in Kontakt stehenden Komponenten des Lüfters
elektrisch zu isolieren.
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Bei
einer bevorzugten Weiterbildung ist eine Isolationsvorrichtung vorgesehen,
welche als Lager für die Welle und/oder als elektrische
Isolation zwischen Welle und der Gargerätemuffel dient.
Bevorzugt ist die Isolationsvorrichtung als Rohr ausgeführt, welche
einen Teil, und insbesondere den hinter der Prallwand befindlichen
Teil der Welle bedeckt.
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Vorzugsweise
erstreckt sich die Achse zumindest teilweise in den Garraum. Dadurch
lassen sich größere Antennenlängen erzielen,
die aufgrund ihrer Länge mit einer relativ niedrigen Frequenz
betrieben werden können. Wegen dem geringeren räumlichen
Abstand zwischen der Antenne und der im Garraum befindlichen Messeinrichtung
ergibt sich darüber hinaus eine verbesserte Ankopplung
zwischen Antenne und Messeinrichtung. Vorteilhafterweise wird die
Antenne mittels mindestens einer elektrisch isolierenden Vorrichtung
gehaltert. Die Isolationsvorrichtung ist bevorzugt aus Glas oder
Keramik hergestellt. Das Material ist vorzugsweise auch bei hohen
Temperaturen feuchtigkeitsbeständig. Die zuvor beschriebene
Vorrichtung dient der Aufnahme beziehungsweise Führung
einer Antenne bei gleichzeitig ausreichender elektrischer Isolierung
zur typischerweise aus Metall bestehenden Gargerätemuffel bzw.
Prallwand.
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Bevorzugt
umfasst die Antenne einen abnehmbaren Teil, welcher sich in den
Garraum erstreckt. Mithilfe dieser zweiteiligen Anordnung mit einem
abnehmbaren Teil der Antenne kann somit der Garraum einfacher gereinigt
werden. Besonders zweckmäßig ist es, wenn der
abnehmbare Teil der Antenne mittels einer Rastverbindung befestigt
ist.
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Vorzugsweise
ist zumindest ein Schleifkontakt vorgesehen, wodurch die Antenne
zur Signalübertragung mit der elektrischen Steuerung verbunden
ist. Insbesondere eignen sich dafür wegen guter Kontaktgabe
und niedrigen Übergangswiderstand Edelmetalle. Durch die
Verwendung von Schleifkontakten wird eine sichere Kontaktierung
zwischen der Antenne und einer Anschlussleitung erreicht, welche an
der elektrischen Steuerung angeschlossen ist.
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Vorteilhafterweise
ist zumindest ein Federelement vorgesehen, welches den Schleifkontakt
mit der Antenne elektrisch in Kontakt bringt. An dem Schleifkontakt
ist eine Anschlussleitung angeschlossen, welche wiederum an der
elektrischen Steuerung angeschlossen ist. Mittels des Federelements
wird der Schleifkontakt zur elektrischen Kontaktierung auf die Welle
gedrückt. Eine Ausführungsform sieht vor, dass
der Schleifkontakt auf die Stirnseite der zylinderförmigen
Antenne drückt. Es ist jedoch auch denkbar, dass die Schleifkontakte
mit der Mantelfläche der Antenne in Anlage sind.
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Weiterhin
ist es zweckmäßig, dass die Antenne eine Verlängerungsspule
aufweist. Eine Verlängerungsspule ist eine Spule zur elektrischen
Verlängerung einer Antenne. Sie wird grundsätzlich
in Reihe mit der zu verlängernden Antenne geschaltet. Die
Verlängerungsspule weist bevorzugt einen möglichst
geringen ohmschen Widerstand auf und erzeugt möglichst
geringe induktive Verluste. Sie kann daher beispielsweise als Luftspule
mit dicken Windungen ausgeführt werden. Durch die Verwendung einer
Verlängerungsspule ist es möglich, sehr kurze Antennen
einzusetzen.
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Üblicherweise
ist eine kombinierte Sende- und Empfangsantenne vorgesehen, wenn
nur eine Antenne vorgesehen ist. Es ist jedoch auch denkbar, dass
die Antenne nur als Sende- oder Empfangsantenne ausgebildet ist.
In diesem Fall ist eine weitere Antenne im Garraum vorzusehen.
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Die
Messeinrichtung ist vorgesehen, um die Temperatur eines im Garraum
befindlichen Garguts zu messen. Grundsätzlich ist es jedoch
denkbar, jede andere physikalische Größe mit der
Messeinrichtung zu erfassen und das jeweilige daraus resultierende Signal
an die eingangs genannte Antenne zu übertragen. Beispielsweise
kann alternativ oder zusätzlich die drahtlose Messung der
Luftfeuchtigkeit und/oder des Kohlendioxidgehalts vorgesehen werden.
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Weitere
Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden
Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen unter Bezugnahme auf
die Zeichnung.
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1 zeigt
eine perspektivische Darstellung eines erfindungsgemäßen
Gargeräts;
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2 zeigt
eine perspektivische Schnittdarstellung einer ersten Ausführungsform
der Gargerätemuffel mit der Prallwand und dem Lüfter
des Gargeräts aus 1.
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3 zeigt
eine Schnittdarstellung einer zweiten Ausführungsform der
Prallwand und des Lüfters des Gargeräts aus 1
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Bei
der nachfolgenden Figurenbeschreibung bezeichnen gleiche Bezugszeichen
gleiche oder vergleichbare Elemente.
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1 zeigt
ein Gargerät in Form eines Ofens 1, welcher einen
Garraum 2 aufweist, der durch eine Gargerätemuffel 16 begrenzt
wird, von der hier eine Muffelseitenwand, ein Muffelboden und eine
Muffelrückwand sichtbar sind. Die Gargerätetür
zum Verschließen der Beschickungsöffnung 19 ist
zur besseren Übersichtlichkeit nicht eingezeichnet. An
der Muffelrückwand ist eine Prallwand 3 mit Ansaug-
und Austrittsöffnungen befestigt, welche eine nicht eingezeichnete Öffnung
in der Muffelrückwand abdeckt. Hinter der Öffnung
befinden sich ein Ringheizkörper und ein Lüfter 4 (nicht
eingezeichnet) zum Einblasen von Luft in den Garraum 2.
Im Garraum 2 befindet sich ein Gargut 7, z. B.
ein Stück Fleisch, in das eine Messeinrichtung in Form
eines Temperaturfühlers 8 gestochen ist.
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Der
Temperaturfühler 8 weist an seiner Spitze einen
Temperatursensor auf, welcher die Temperatur im Fleischstück 7 misst,
z. B. ein OFW-Element. In Abhängigkeit von der vom Temperatursensor
erfassten Temperatur des Fleisches 7 wird vom Temperaturfühler 8 ein
elektromagnetisches Signal bei einer entsprechenden Resonanzfrequenz
abgestrahlt, welches von der Antenne 9 aufgenommen wird.
Aus dem Frequenzunterschied wird dann die gemessene Temperatur berechnet.
Der verwendete Frequenzbereich liegt vorzugsweise bei ca. 430 MHz
oder bei ca. 860 MHz, wobei die Antennenlänge bei einer λ/4-Antenne 17 cm
bzw. 9 cm beträgt.
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Die
Antenne 9 wird von einer elektrischen Steuerung 11 betrieben,
die mit einer Auswerteeinrichtung 12 verbunden ist, mittels
der die erfasste Temperatur errechnet wird. Die Auswerteeinrichtung 12 ist
mit einer Steuereinrichtung 13 verbunden, welche die dem
Garraum 2 zugeführte Heizleistung mittels des
berechneten Temperaturwerts einstellen kann. Dazu ist die Steuereinrichtung
mit an einer Bedienblende vorgesehenen Bedienelementen 14 signaltechnisch
verbunden, wobei über die Bedienelemente 14 z.
B. eine Solltemperatur vorgebbar ist, die beispielsweise in einer
Anzeigeeinheit 15 anzeigbar ist.
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2 zeigt
eine erste Ausführungsform der Gargerätemuffel 16 mit
der Prallwand und dem Lüfter des Gargeräts aus 1.
Der Lüfter 4 besteht im Wesentlichen aus einem
Elektromotor 6 und einem Lüfterrad 5.
Der Elektromotor 6 umfasst einen feststehenden Stator 6a und
einem darin drehbar gelagerten Rotor 6b, welcher eine Welle 10 umfasst.
Der Endabschnitt der Welle 10ist als Antenne 9 ausgebildet
und erstreckt sich über die Prallwand 3 hinaus
in den Garraum 2 und wird zum Senden und Empfangen verwendet.
Die kombinierte Sende- und Empfangsantenne (Transceiverantenne)
ist dazu eingerichtet, elektromagnetische Signale an die im Garraum 2 befindliche
Messeinrichtung 8 senden und von der Messeinrichtung 8 zu
empfangen. Im gezeigten Ausführungsbeispiel wird von der
Antenne 9 zur Temperaturbestimmung ein elektromagnetisches
Signal einer bestimmten, veränderlichen Frequenz (Frequenzscan)
in den Garraum 2 gestrahlt und von einem Temperaturfühler 8 empfangen.
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Die
Antenne 9 ist von der Gargerätemuffel 16 sowie
den mit ihr in Berührung stehenden Komponenten des Lüfters 4 elektrisch
isoliert. Deshalb sind Isolationsvorrichtungen 20 als Lager
vorgesehen, welche die Welle 10 halten bzw. führen
und als elektrische Isolation zwischen Welle 10 und Gargerätemuffel 16 dienen.
Die Abnahme des Signals mittels Schleifkontakten wird in 3 erläutert.
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3 zeigt
eine zweite Ausführungsform der Prallwand und des Lüfters
des Gargeräts aus 1. Der Aufbau
des Lüfters 4 entspricht im Wesentlichen dem in 2.
Der Unterschied zur ersten Ausführungsform liegt darin,
dass der Elektromotor 6 eine Hohlwelle 10 umfasst,
in welcher die Antenne 9 befestigt ist. Die Antenne 9 ist
zweiteilig ausgebildet und umfasst einen in der Hohlwelle befestigten
Teil 9a, sowie einen abnehmbaren Teil 9b. Der
Teil 9a ist in der Hohlwelle 10 mittels zwei als
Buchsen ausgebildeten Befestigungsmitteln 18 elektrisch
isoliert befestigt. Aufgrund der Befestigung mittels der Buchsen 18 ist
die Antenne 9 von der Innenfläche der Hohlwelle 10 beabstandet,
so dass sich zwischen Antenne 9 und Hohlwelle 10 ein
Luftspalt befindet. Die Antenne 9 erstreckt sich vorderseitig
in Richtung des Garraums 2 über die Welle 10 und
die Prallwand 3 hinaus. Mittels einer Rastverbindung 17 ist
der abnehmbarer Teil 9b der Antenne 9 auf den
festen Teil 9a der Antenne 9 aufgesetzt. An dem
rückseitigen Endabschnitt der Antenne 9 befindet
sich ein Schleifkontakt 22, welcher durch ein Federelement 24 auf mit
der sich im Betrieb drehenden Antenne 9 in Anlage gebracht
wird, und so einen elektrischen Kontakt zwischen der Antenne 9 und
der elektrischen Steuerung (nicht gezeigt) herstellt.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Gargerät
- 2
- Garraum
- 3
- Prallwand
- 4
- Lüfter
- 5
- Lüfterrad
- 6
- Elektromotor
- 6a
- Stator
- 6b
- Rotor
- 7
- Gargut
- 8
- Messeinrichtung
- 9
- Antenne
- 9a
- abnehmbarer
Teil der Antenne
- 9b
- in
Hohlwelle befestigter Teil der Antenne
- 10
- Welle
- 11
- elektrische
Steuerung
- 12
- Auswerteeinrichtung
- 13
- Steuereinrichtung
- 14
- Bedienelement
- 15
- Anzeigeeinheit
- 16
- Gargerätemuffel
- 17
- Rastverbindung
- 18
- Befestigungsmittel
- 19
- Beschickungsöffnung
- 20
- Isolationsvorrichtung
- 22
- Schleifkontakt
- 24
- Federelement
- 26
- Anschlussleitung
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - EP 0687866
B1 [0003]
- - DE 2935282 C2 [0004]
- - EP 1767914 A2 [0005]
- - DE 102005018015 B3 [0006]
