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Die Erfindung betrifft ein Gargerät mit einem Garraum, in welchem mehrere Zubehörteile angeordnet werden können, die Speisen tragen können, wobei im Garraum mindestens ein passiver Chip angeordnet ist, insbesondere ein SAW/BAW-Chip, und das Gargerät eine Abfrageeinheit aufweist, mittels der ein Signal gesendet und eine Antwort des Chips empfangen werden kann. Die Erfindung betrifft ferner eine Halterung für passive Chips und ein Verfahren zur Erkennung der Beladung eines Gargeräts, das mehrere Einschubebenen aufweist, in die Zubehörteile eingeschoben werden können, wobei den Einschubebenen passive Chips zugeordnet sind, insbesondere SAW/BAW-Chips.
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Bei Gargeräten, die insbesondere für Großküchen und für die Großgastronomie eingesetzt werden, ist im Garraum üblicherweise eine Halterung angeordnet (auch bezeichnet als Einhängegestell), in der in mehreren Ebenen verschiedene Zubehörteile aufgenommen werden können, beispielsweise ein Gestellboden, ein Backblech, eine Grillplatte oder ein Rost. Zur automatisierten, optimalen Steuerung eines jeweils ausgewählten Garprozesses ist es wünschenswert, dass automatisiert erkannt werden kann, wie viele Zubehörteile sich im Inneren des Garraums befinden und in welcher Einschubebene. Wenn der Steuerung des Gargeräts bekannt ist, dass beispielsweise das Gargerät mit einer großen Menge an Zubehörteilen und damit an zu garenden Speisen beschickt wurde, kann das jeweilige Garprogramm mit anderen Prozessparametern betrieben werden als bei einer Beschickung mit nur einer kleinen Menge an Speisen.
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Aus der
DE 43 24 015 C1 ist dementsprechend eine sogenannte Beladungsanzeige bekannt, mit der automatisch erkannt werden kann, in welchem der Einschübe eines Einhängegestells ein Zubehörteil eingeschoben ist. Zu diesem Zweck sind am Einhängegestell mechanische Schalter oder auch Lichtschranken vorgesehen.
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Aus der
DE 10 2008 031 378 A1 ist ein Gargerät bekannt, das zur Einschuberkennung RFID-Tags verwendet, die beispielsweise am Gargutbehälter angebracht sein können. Zur Erfassung der RFID-Tags sind RFID-Antennen im Innenraum des Gargeräts vorgesehen.
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Die
DE 10 2011 009 991 A1 offenbart ein Gargerät mit einem Garraum, in welchem mehrere Zubehörteile angeordnet werden können, wobei im Garraum mindestens eine Antenne angeordnet ist, mit der ein SAW-/BAW-Sensor ausgelesen werden kann, und wobei eine Auswerteeinheit vorgesehen ist, die das Signal des SAW-/BAW-Sensors im Sinne einer Beladungserkennung auswerten kann.
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Allen diesen Lösungen ist gemeinsam, dass sie einen vergleichsweise hohen Aufwand erfordern. Mechanische Schalter oder Lichtschranken am Einhängegestell erfordern, dass das Einhängegestell verkabelt wird und eine zuverlässige elektrische Verbindung mit einer Steuerung des Gargeräts vorgesehen ist. RFID-Tags erfordern einen hohen Aufwand hinsichtlich der im Garraum des Gargeräts vorgesehenen Antennen, damit alle RFID-Tags zuverlässig ausgelesen werden können.
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Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine zuverlässige Beladungserkennung mit geringerem Aufwand zu ermöglichen.
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Zur Lösung dieser Aufgabe ist erfindungsgemäß bei einem Gargerät und bei einer Halterung der eingangs genannten Art vorgesehen, dass die Lastimpedanz des Chips durch ein Zubehörteil verstimmt werden kann. Bei einem Verfahren der eingangs genannten Art ist vorgesehen, dass alle Chips gleichzeitig abgefragt werden und ein Zubehörteil dadurch erkannt wird, dass von der entsprechenden Einschubebene zugeordneten Chip keine oder nur eine sehr schwache Antwort empfangen werden kann. Die Erfindung beruht auf dem Grundgedanken, zum Zwecke der Beladungserkennung exakt den gegenteiligen Weg zu gehen wie im Stand der Technik, wenn dort Chips, beispielsweise RFID-Tags, abgefragt werden, um das Vorhandensein eines Zubehörteils zu erkennen. Im Stand der Technik muss ein hoher Aufwand betrieben werden, um zuverlässig bei allen möglichen Konfigurationen von Zubehörteilen im Inneren des Garraums des Gargeräts sicherzustellen, dass alle Chips zuverlässig ausgelesen werden können. Erfindungsgemäß werden nun die einzusetzenden Zubehörteile dazu verwendet, die Empfangseigenschaften hinsichtlich des der entsprechenden Einschubebene zugeordneten Chips so zu verändern oder zu verschlechtern, dass der Chip kein oder nur ein schwaches Antwortsignal sendet, wenn er abgefragt wird. Die Erfindung baut dabei auf der Erkenntnis auf, dass es konstruktiv sehr viel einfacher ist, die Lastimpedanz eines Chips durch ein Zubehörteil zu verstimmen, als dass es gewährleistet werden kann, dass unabhängig von der Art und Anzahl der sich im Garraum befindenden Zubehörteile alle Chips zuverlässig abgefragt werden können. Dies gilt insbesondere deswegen, weil die Chips fest am Einhängegestell oder an anderen geeigneten Orten im Garraum so montiert sein können, dass sich ohne Beschickung eine optimale Sende- bzw. Empfangsposition zur Abfrageantenne bzw. den Abfrageantennen ergibt. Die Positionierung der Chips im Garraum hat außerdem den Vorteil, dass in den meisten Ausführungsformen Standardzubehör verwendet werden kann.
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Um unterschiedliche Einschubebenen voneinander unterscheiden zu können, ist vorgesehen, dass ein Satz von Chips verwendet wird, der eine dezimal codierte ID hat, wobei die verwendeten Chips so aus dem Zahlenraum ausgewählt werden, dass sich bei gleichzeitigem Abfragen aller Chips eine eindeutige ID ergibt. Übliche Chips verwenden eine dezimal codierte ID, die meist im Zahlenraum von 0 bis 9999 liegt. Befänden sich im Garraum beispielsweise die Chips mit den Nummern 1 und 11, könnte nicht unterschieden werden, ob sich im Garraum nur der Chip mit der Nummer 11 oder zusätzlich der Chip mit der Nummer 1 befindet, da das von der Abfrageeinheit empfangene Antwortsignal eine „1“ an der Einerstelle des Antwortsignals enthält, die sowohl vom Chip mit der ID = 0001 und vom Chip mit der ID = 0011 stammen kann. Aus diesem Grunde werden sinnvollerweise die Chips mit der ID von 0001 bis 0009, Chips mit einer Zehnerstelle von 1 bis 9 und einer Einerstelle von 0 (also 0010, 0020, 0030, ... 0090), Chips mit einer Hunderterstelle von 1 bis 9 und einer Zehner- und einer Einerstelle von 0 (also 0100, 0200, 0300, ... 0900) und Chips mit einer Tausenderstelle von 1 bis 9 bei gleichzeitig einer Hunderter-, Zehner- und Einerstelle von 0 (also 1000, 2000, 3000, ... 9000) verwendet. Bei dieser Auswahl der Chips lassen sich 36 unterschiedliche Chips gleichzeitig abfragen und eindeutig erkennen (wenn sie ein Antwortsignal zurückschicken). Aus den fehlenden Antwortsignalen lässt sich schließen, an welcher Stelle sich ein Zubehörteil im Garraum befindet.
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Unter „Lastimpedanz“ wird hier ein Bauteil verstanden, das an die Resonatorstruktur auf dem Chip angeschlossen ist und durch seine Induktivität oder Kapazität die elektrische bzw. elektromechanische Schwingung des Resonators beeinflusst. Seine Induktivität und Kapazität kann dabei von der Umgebung abhängen.
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Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass dem Chip eine feststehende Metallplatte zugeordnet ist. Bei dieser Ausgestaltung wird ausgenutzt, dass viele der Zubehörteile massive, plattenförmige Metallbauteile sind, die zusammen mit der feststehenden Metallplatte hervorragend dafür verwendet werden können, die Lastimpedanz des Chips zu verstimmen.
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Vorzugsweise ist vorgesehen, dass der Chip in der Nähe einer von der Einschubschiene definierten Einschubebene in einem Abstand angeordnet ist, beispielsweise in einem Abstand von weniger als 2 cm. Dies gewährleistet, dass ein eingeschobenen Zubehörteil eine ausreichend große Wirkung auf das Antwortsignal des Chips hat.
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Die Erfindung wird nachfolgend anhand verschiedener Ausführungsformen beschrieben, die in den beigefügten Zeichnungen dargestellt sind. In den Zeichnungen zeigen:
- - 1 in einer schematischen Schnittansicht ein erfindungsgemäßes Gargerät;
- - 2 in einer perspektivischen Ansicht eine Halterung, die beim Gargerät von 1 eingesetzt werden kann, mit darin eingeschobenen Zubehörteilen; und
- - 3 schematisch eine Ausführungsform der Anbringung eines Chips, der zur Einschuberkennung verwendet werden kann.
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In 1 ist schematisch ein Gargerät 10 gezeigt, das für den Profieinsatz in Großküchen und der Großgastronomie vorgesehen ist. Es kann sich hier beispielsweise um einen Kombidämpfer handeln, der unterschiedliche Speisen mit Heißluft und/oder Heißdampf zubereiten kann. Die entsprechenden Garprozesse laufen dabei vorzugsweise automatisch in Abhängigkeit vom jeweiligen Gargut, vom gewünschten Endzustand und auch von der Beladung des Gargeräts ab. Diejenigen Bauteile des Gargeräts wie ein Dampfgenerator, ein Lüfterrad, eine Bedieneinheit, etc., die zum Verständnis der Erfindung nicht erforderlich sind, sind hier nicht dargestellt.
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Das Gargerät 10 enthält einen Garraum 12, der über eine (hier nicht dargestellte) Tür zugänglich ist. Im Inneren des Garraums 12 befindet sich eine Halterung 14, die auch als Einhängegestell bekannt ist, da sie in Einhängegestaltungen im Inneren des Garraums eingehängt wird. Die Halterung besteht aus mehreren sich im Wesentlichen in vertikaler Richtung erstreckenden Trägerstangen 16 und mehreren sich im Wesentlichen vertikal erstreckenden Einschubschienen 18, die an jeweils zwei Trägerstangen 16 angebracht sind und paarweise zusammen jeweils eine Einschubebene definieren. Die Einschubebenen sind in 1 mit E1, E2, ... E9 bezeichnet. Die Einschubschienen 18 sind als Profilteil ausgeführt und können je nach Anforderung unterschiedliche Querschnitte haben. Entscheidend ist, dass die Einschubschienen 18 unterschiedliche Zubehörteile 20 eingeschoben werden können. Bei den Zubehörteilen kann es sich allgemein um Gargutträger handeln, beispielsweise um ein Backblech, eine Gargutwanne, eine Grillplatte, eine Pizzaplatte, einen Rost, etc., auf dem sich Gargut 22 befindet.
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Das Gargerät 10 ist mit einer Abfrageantenne 24 versehen, die hier an einer Seitenwand 26 des Garraums 12 angeordnet ist. Grundsätzlich ist möglich, mehr als eine Antenne im Garraum zu verwenden. Die Abfrageantenne muss auch nicht notwendigerweise an der Seitenwand 26 des Garraums 12 angebracht sein, sondern kann auch an der Tür des Gargeräts angeordnet sein, beispielsweise in der Form von Drahtschleifen in einer Türverglasung, oder die Abfrageantenne kann an der Rückwand, der Decke oder am Boden des Garraums 12 platziert werden.
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Die Antennen 24, die Teil einer Abfrageeinheit sind, dienen dazu, ein Abfragesignal zu senden und ein Antwortsignal zu empfangen. Die für das Abfragesignal verwendeten Funksignale können eine Wellenlänge in der Größenordnung von 12 cm haben. In Abhängigkeit von den Frequenzbereichen, die für solche Funksignale in unterschiedlichen Ländern jeweils freigegeben sind, können sich hier allerdings Abweichungen ergeben. Das Antwortsignal wird von einer Auswerteeinheit 28 ausgewertet, die ebenfalls Teil der Abfrageeinheit ist und mit einer Steuerung 30 des Gargeräts 10 in Verbindung steht. Die Steuerung ist für die Garprozesse verantwortlich, die im Gargerät 10 ablaufen können. Es versteht sich, dass die Auswerteeinheit 28 und die Steuerung 30 als Teil einer Software implementiert sind.
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Das von den Abfrageantennen 24 empfangene Antwortsignal stammt von passiven Chips 32, die sich im Inneren des Garraums befinden. Besonders geeignet für die passiven Chips sind SAW/BAW-Chips, die berührungslos ausgelesen werden können. Zu diesem Zweck wird (vergleichbar mit der Radartechnik) ein Abfragesignal zum Chip geschickt, und der Chip reflektiert ein Antwortsignal, das ausgewertet werden kann. Ein SAW-Chip ist eine spezielle Ausführungsform, die mit Oberflächenwellen (SAW = surface acoustic wave) arbeitet. Ein solcher Chip enthält jeweils eine Antenne, einen Wandler und eine Reflektorstruktur. Der Wandler wandelt eine über die Antenne empfangene elektromagnetische Welle, das Abfragesignal, in eine Oberflächenwelle, die sich auf dem piezoelektrischen Material ausbreitet, aus dem der SAW-Chip geformt ist. Die Oberflächenwelle wird von der Reflektorstruktur reflektiert, wobei gleichzeitig eine Codierung stattfindet. Bei der Codierung handelt es sich insbesondere um eine eindeutige Identifikationsnummer. Das reflektierte Signal wird vom Wandler wieder umgesetzt, sodass von der Antenne ein Antwortsignal zurückgesendet werden kann. Ein BAW-Chip arbeitet im Wesentlichen in derselben Weise, wobei hier keine Oberflächenwellen verwendet werden, sondern die Wellenausbreitung im Inneren des Materials stattfindet (BAW = bulk acoustic wave).
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Grundsätzlich können auch andere passive Chips verwendet werden, die berührungslos mittels elektromagnetischer Strahlung abgefragt werden können.
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Die Chips 32 sind bei den in den Figuren gezeigten Ausführungsbeispielen an den Einschubschienen 18 des Einhängegestells 14 angebracht. Dabei ist vorzugsweise jede Einschubschiene 18 mit mindestens einem Chip 32 versehen. Wie in 2 gezeigt ist, können die Chips entweder etwa mittig an einer Einschubschiene 18 angebracht sein, oder es können pro Einschubschiene 18 zwei Chips 32 verwendet werden, von denen einer in der Nähe des vorderen Endes und der andere in der Nähe des hinteren Endes angeordnet ist. Wenn an einer Einschubschiene zwei Chips 32 verwendet werden, kann erkannt werden, ob sich in der entsprechenden Einschubschiene ein Zubehörteil mit geringer Tiefe oder mit großer Tiefe befindet; im ersten Fall kann nur einer der beiden Chips erfolgreich abgefragt werden, während im zweiten Fall keiner der beiden Chips abgefragt werden kann.
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Grundsätzlich ist auch möglich, die Chips nicht unmittelbar am Einhängegestell anzubringen, sondern an anderer Stelle im Garraum so zu befestigen, dass sich eine geeignete feste Lage relativ zu Zubehörteilen ergibt, die in die Einschubschienen eingeschoben werden können. Beispielsweise können die Chips an einer separaten Haltevorrichtung angebracht sein, die unabhängig vom Einhängegestell im Garraum montiert wird (beispielsweise als Nachrüstteil) und die die Chips bzw. deren Antennen an geeigneter Stelle positioniert, so dass sie in der gewünschten Weise von den Zubehörteilen beeinflusst werden. Die Haltevorrichtung kann dabei in der Nähe des Einhängegestells angeordnet sein oder in der Nähe der Rückwand zwischen den Einhängegestellen.
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In 3ist der Chip 32 gezeigt, der an einer Einschubschiene 18 oder einer separaten Halterung angebracht werden kann. Der Chip weist einen Wandler 60 auf, der (im Falle eines SAW-Chips) eine Oberflächenwelle 62 reflektiert, die in Reaktion auf ein Abfragesignal erzeugt wurde, das von der Antenne 42 empfangen wurde. Dem Wandler 60 ist eine erste, feststehende Platte 64 aus Metall zugeordnet. Wenn das Zubehörteil 20 eingeschoben wird, befindet sich der Wandler 60 zwischen zwei elektrisch leitenden Platten, sodass sich dort die Kapazität gegenüber einem Zustand ohne Zubehörteil ändert. Dadurch ändert sich auch die Lastimpedanz, was zu einer Änderung der HF-Antwort des SAW-Chips führt.
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Aber auch wenn dem Wandler keine feststehende Platte 64 zugeordnet ist, sondern die Lastimpedanz nur das das Einschieben des Zubehörteils 20 geändert wird, ergibt sich eine ausreichende Änderung des Antwortsignals im Vergleich mit dem Antwortsignal des Chips 32, wenn kein Zubehörteil eingeschoben ist.
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Zur Beladungserkennung kann die Abfrageeinheit erkennen, ob das Antwortsignal einem Zustand mit normaler Lastimpedanz entspricht, woraus sich ergibt, dass kein Zubehörteil in der entsprechenden Einschubschiene vorhanden ist, oder ob der Chip 32 durch die geänderte Lastimpedanz verstimmt wurde. Wenn eine schmalbandige Antenne verwendet wird, kann diese so auf den Chip abgestimmt sein, dass sie das Antwortsignal nur bei „normaler“ Lastimpedanz senden kann, wohingegen kein (oder nur ein sehr schwaches) Abfragesignal bei geänderter Lastimpedanz, also verstimmtem Chip, gesendet werden kann. Insofern wird ein sehr schlechtes Antwortsignal von der Abfrageeinheit in derselben Weise gewertet wie der Fall, dass gar kein Antwortsignal empfangen wird.
