DE102013013939A1

DE102013013939A1 - Tiegeldeckel mit Sensoren und Tiegelverschluss und ein Garverfahren mit solchen

Info

Publication number: DE102013013939A1
Application number: DE102013013939.2A
Authority: DE
Inventors: Jaroslav Klouda
Original assignee: LABETHERM Ltd ZWEIGNIEDERLASSUNG DEUTSCHLAND
Current assignee: LABETHERM Ltd ZWEIGNIEDERLASSUNG DEUTSCHLAND
Priority date: 2013-05-27
Filing date: 2013-08-21
Publication date: 2014-12-11
Also published as: DE202013004851U1

Abstract

Eine Vorrichtung zum Verschließen eines Garraumes im sequentiellen Ablauf, wobei der Verschluss-Deckel mit solchen Sensoren versehen ist, die in der thermischen oder erzwungenen Strömung des Gemisches von Garklima und Umgebungsluft die garrelevanten Parameter messen.

Description

Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft eine mehrere Sensoren tragende Vorrichtung zum Verschließen eines Tiegels vom Gargerät und ein Verfahren, das die Messwerte von diesen Sensoren verwendet.
Hintergrund der Erfindung
Eine solche gattungsgemäße Vorrichtung ist in der EP1508109 A1 beschrieben. Zum Bestimmen des Beginns vom Garprozess wird ein Näherungssensor verwendet, der die Lage des Deckels zum Tiegel erfasst. Für die Bestimmung der Siedeparameter der gegarten Speise werden die hinterlegten Daten der Energiebilanz und des Öffnungswinkels vom Deckel verwendet. Ein Sensor, der die Siedeintensität messen sollte ist im Tiegel angebracht. Ein System der Videoüberwachung sollte den Garzustand erkennen.
Diese Lösung zeichnet sich dadurch aus, dass der Näherungssensor nur Aussage über die Lage des Deckels und nicht über den Verriegelungszustand des Deckels meldet und weiter, dass die Überwachung des Siedepunkts von hinterlegten Werten, dem Öffnungswinkel und vom Signal des im Tiegel liegenden Sensors abhängt. Die hinterlegten Werte sind durch Speisezusätze abhängig und diese Zusätze sind Koch- und Länder-spezifisch, was bedeutet, dass eine genauere Datei sehr aufwändig ist. Die Öffnungswinkel-Erfassung ist beim Stand der Technik durch die Antriebe mit Lageerfassung üblich. Die, für eine qualitative Regelung des Prozesses notwendige Rückkoppelung ist nur durch Videoüberwachung und durch einen im Tiegel positionierten Siedeintensität-Sensor dargestellt. Eine Videoüberwachung in der Küche ist durch die Verschmutzung, die Temperatur und durch die hohe Feuchte sehr aufwendig, ein Siedeintensitätssensor, der im Tiegel angebracht ist, ist durch die Einbaubedingungen sehr anfällig und teuer.
Aufgabe der Erfindung
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs beschriebenen Gattung derart so auszubilden, dass der Deckel nur im tiegelangelegten Zustand verschließbar ist, dass dieser Zustand an die Gerätesteuerung gemeldet wird, dass der Garzustand beim teils geöffneten Deckel mit Hilfe von durch einfache Sensoren gemessenen Werten steuerbar und regelbar ist.
Erfindungsgemäße Lösung
Die Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die Verriegelung des Deckels zum Tiegel ein sequentieller Prozess ist, am dessen Ende eine Zustandsänderung des Endschalters vom Verriegelungselement den Garprozess startet und umgekehrt, beim Endriegeln den Garprozess beendet. Außerhalb der geschlossenen Lage ist die Betätigung des Verriegelungshebels nicht möglich. Auch eine Öffnung des Deckels beim Überdruck im Tiegel ist nicht durchführbar. Eine weitere Aufgabe der gesamten Lösung ist es, ein zuverlässiges Sensoren-System und Messmethode zu finden, mit Hilfe denen das Garverfahren gut steuerbar und regelbar ist. Dieser Teil der erfindungsgemäßen Lösung wird mit Hilfe von am Deckel positionierten Sensoren unterstützt, die in thermischen oder erzwungenen Strömung des Gemisches von Garklima und Umgebungsluft die relevanten Parameter messen. Der geöffnete Deckel nimmt eine schräge Lage ein, wobei auf der tiefsten Stelle des Deckels durch den anströmenden Dampf aus dem Tiegel die Umgebungsluft unter den Deckel miteingesaugt ist. Das Verhältnis zwischen dem Dampf und der Umgebungsluft dieses Gemisches ist von der Verdampfungsintensität im Tiegel, Neigung des Deckels, physikalischen Eigenschaften der gegarten Speise und der Temperatur der Umgebungsluft abhängig. Die Temperatur, die Feuchte und der Geruch dieses Gemisches sind Steuer- und Regelparameter für den Garprozess.
Weitere, als vorteilhafte Einzelheiten und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und deren Kombinationen sowie aus den nachfolgenden Beschreibungen bevorzugter Ausführungsformen der Erfindung die anhand von schematischen Abbildungen näher erläutert werden. Es zeigt:
1 eine schematische Zeichnung des Systems
2 eine schematische Zeichnung des Verriegelungs-Systems in der geöffneten Lage
3 eine schematische Zeichnung der Konfiguration, in der der Deckel an den Tiegel angelehnt ist und der Schieber ist entriegelt
4 eine schematische Zeichnung der Lage, in der der entriegelte Schieber betätigt ist
5 eine schematische Zeichnung der Vorrichtung, in der der Schieber durch Überdruck-Blockiere verriegelt ist
6 eine schematische Darstellung des Systems mit Kugelgelenk am Deckel und Verriegelungen an den Seiten des Tiegels
7 eine schematische Zeichnung des Systems mit geöffneten Deckel, kochender Speise und Garsensoren
Ausführliche Beschreibung der Figuren
Bei den in den 1 bis 7 dargestellten Vorrichtungen sind sämtliche umgebene Komponenten wie Pumpen, Verbindungen, Halterungen und der gleichen weggelassen.
1 ist eine schematische Darstellung der erfindungsgemäßen Vorrichtung bestehend aus dem durch den Deckel (3) verschließbaren Tiegel (2), der durch die Heizung (36) beheizt ist. Der Tiegel kann um die Achse (57) gekippt werden. Die im Tiegel (2) sich befindende Speise (7) kann beim geschlossenen (38) oder beim geöffneten (37) Deckel (3) gegart werden. Beide Zustände sind in der Abbildung dargestellt. An der Deckel-Innenseite (20) und dem Deckel-Mantel (5) befinden sich Sensoren (44; 48; 52), die den Garablauf messen. Das Garen in diesem Gerät kann drucklos oder unter Überdruck ablaufen. Diese zwei Zustände werden über die Bedienung angewählt und werden über den Drucksensor (34) und den Positionssensor (21) überwacht. Falls das Überdruck-Garen angewählt ist, bedeute es, dass es nur im verriegeltem Zustand gegart werden darf und dass nur beim drucklosen Zustand der Deckel (3) geöffnet werden darf. Die Verriegelung vom Deckel (3) erfolgt durch die Betätigung vom Schließhebel (15) durch Hand oder vom Anrieb (60).
2 zeigt schematisch die Ansicht an das Gerät (1) mit geöffneten Deckel (3). Der, im Deckel (3) sich befindende Schieber (11) ist durch den Blockiere (16) in der geöffneten Lage (37) des Deckels (3) blockiert und somit kann der mit dem Schieber über die Verzahnung (12; 13) im Eingriff stehende Schließhebel (15) nicht bewegt werden. Das Maß A (23) verdeutlicht die Lage des Blockierers (16) damit, dass A < B, wobei für die Blockier-Tiefe gilt: Blockier-Tiefe = B – A.
In der Bewegungsebene des Schiebers (11) befindet sich der Positionssensor (21). Am Außenmantel (6) vom Tiegel befindet sich der Verriegelungsbolzen (9) mit der Kulisse (10), die die Höhe C (25) aufweist. Die Schließrichtung der Tiegelbewegung ist durch den Vektor F (28) gekennzeichnet.
3 zeigt eine schematische Darstellung der erfindungsgemäßen Vorrichtung in der engen Anlehnung vom Deckel (3) an den Tiegel (2), wodurch die Kulisse (10) des Verrieglungsbolzens (9) den Blockierer (16) vom Schieber (11) aus der Blockier-Lage hinausschiebt. Die Entfernung (C) der Unterkante vom Blockierer (16) von der Oberkante-Schieber-Öffnung ist größer als die Blockier-Tiefe, wodurch der Schieber (11) beweglich geworden ist. Es gilt: C > B. Die relative Bewegung des Blockierers zum Schieber (11) zeigt der Vektor G (29).
4 zeigt eine schematische Darstellung der erfindungsgemäßen Vorrichtung, in der der Deckel (3) durch die relative Bewegung H (30) zum Verriegelungsbolzen (9) zum Tiegel (2) festgehalten ist. Die relative Bewegung H (30) ist durch das Drehen E (27) vom Schließhebel (15) hervorgerufen worden. Die Öffnung des Schiebers (11) ist vom Verriegelungsbolzen (9) gehalten. Der Positionssensor (21) ist betätigt und meldet an die Gerätesteuerung (22) die Verriegelungslage.
5 zeigt eine schematische Darstellung der erfindungsgemäßen Vorrichtung, in der der in dem Verrieglungszustand sich befindende Schieber (11) beim Überdruck im Tiegel (2) durch den Überdruck-Blockierer (18) in dem Verriegelungszustand festgehalten ist. Der vom Drucksensor (34) über die Gerätesteuerung (22) gesteuerte Antrieb (19) betätigt den Überdruckblockiere (18) und verhindert somit eine Öffnung des Deckels (3) beim Überdruck im Tiegel (2).
6 zeigt eine schematische Darstellung der erfindungsgemäßen Vorrichtung mit der Seitenansicht (6a) und Frontansicht (6b) an das Gargerät (1). Der Deckel (3) ist über ein Kugelgelenk (59), den Deckelhalter (63) von der Drehachse/Welle-Deckel (58) drehbar angetrieben. Das Kugelgelenk (59) gleicht die Nichtparallelität der Deckel-Dichtfläche zur Tiegel-Dichtfläche aus und der Deckel ist an jeder Seite (61; 64; 65) von dem Schieber (11) zur Tiegel-Verriegelung (9; 10) gehalten. Der Schieber (11) ist zentral vom Verriegelungsantrieb (60) angetrieben. Dadurch ist es ermöglicht beim Überdruckbetrieb den Deckel (3) dicht zum Tiegel (2) zu halten und den Deckel (3) automatisch schließen und automatisch öffnen.
7 zeigt eine schematische Darstellung der erfindungsgemäßen Vorrichtung, in der der Deckel (3) geöffnet ist und die Speise (7) beim geöffneten Deckel (3) gegart ist. Da beim geschlossenen Deckel (3) die sensorische Überwachung des Garzustandes sehr umständlich ist, hält der Koch den Deckel (3) geöffnet, um den Garablauf zu verfolgen und erfolgreich zu beeinflussen. Dieses Verweilen von qualifizierter Kraft am Gerät ist aber unwirtschaftlich und deswegen werden an der angeströmten Deckel-Innenseite (20) Sensoren (44; 48; 52) angebracht, die das strömende Gemisch messen. Dieses Gemisch (33) besteht aus dem Gardampf (32) und Umgebungsluft (47). Der aus dem kochenden Wasser der Speise (7) austretende Dampf (32) hat die maximale Temperatur von 100°C. Dieser Dampf (32) vermischt sich beim Strömen an der Deckelinnseite (20) mit der dahin strömenden Umgebungsluft (47) und die Wärmemenge dieses Gemisches (33) hängt auch von der Dampfmenge ab, wobei die Dampfmenge abhängig von der Heizleistung ist. Durch das Messen der Temperatur und/oder des Temperatur-Gradients des Gemisches (33) können Rückschlüsse an die Dampfmenge gezogen werden. Diese thermischen Parameter des Gemisches (33) sind auch von der Deckelneigung N (42), der Temperatur Tu (45) der Umgebungsluft (47), deren Volumenstrom und Feuchte abhängig. Es werden für jede Deckelneigung N (42), jede Heizungsstufe, jede Umgebungstemperatur und Volumenstrom der Umgebungsluft (47) Werte in die Gerätesteuerung (22) hinterlegt und diese nach Art der Speise dementsprechend parametrisiert. Somit kann die Leistung der Tiegelheizung (36) optimiert werden. Ein Feuchtesensor (52) unterstützt diese Funktion und hilft auch bei der Kalibrierung des Systems.
Für das Garen bei höheren Temperaturen wie Schmorren oder Anbraten wird das Signal vom Geruchsensor (48) mitverwendet um ein Verbrennen der Speise (7) zu verhindern.
Die Umgebungsluft (47) kann durch die natürliche Thermik unter den Deckel (3) einströmen oder es wird ein Gebläse (31) verwendet.
Bezugszeichenliste

1: Gargerät
2: Tiegel
3: Deckel
4: Drehlagerung vom Deckel
5: Außenmantel vom Deckel
6: Außenmantel vom Tiegel
7: Speise
8: Öffnungs-Oberkante
9: Verriegelungsbolzen
10: Kulisse vom Verriegelungsbolzen
11: Schieber
12: Verzahnung am Schieber
13: Zahnrad des Schließhebels
14: Öffnung vom Schieber
15: Schließhebel
16: Blockierer vom Schieber
17: Feder
18: Überdruck-Blockierer
19: Antrieb vom Überdruckblockierer
20: Deckelinnenseite
21: Positionssensor
22: Gerätesteuerung
23: A: Entfernung zwischen Oberkante-Schieber-Öffnung zur Unterkante-Blockierer im blockierten Zustand
24: B: Entfernung zwischen Oberkante-Schieber-Öffnung zur Oberkante-Schieber
25: C: Entfernung zwischen Oberkante-Verriegelungsbolzen zur Oberkante der Kulisse
26: D: Bahn vom Schieber
27: E: Schließwinkel vom Schließhebel
28: F: Bewegungsvektor vom Verschlussdeckel
29: G: Bewegungsvektor vom Blockierer
30: H: Bewegungsvektor vom Schieber beim Verriegeln
31: Gebläse
32: Dampf
33: Dampf-Luft-Gemisch
34: Drucksensor
35: seitlicher Ausgang vom Dampf-Luft-Gemisch
36: Heizung
37: Deckel geöffnet
38: Deckel geschlossen
39: Deckel verriegelt
40: Überdruckklima im Tiegel
41: druckloses Klima im Tiegel
42: N: Neigungswinkel des Deckels
43: Deckelantrieb
44: Temperatursensor
45: Tu: Umgebungstemperatur
46: Tg: Temperatur vom Dampf-Luft-Gemisch gemessen durch Temperatursensor (44)
47: Umgebungs-Klima/Luft
48: Geruchsensor
49: Signal vom Positionssensor
50: K: Überlappen der Frontwand zur Seitenwand
51: Schließventil
52: Feuchtesensor
53: Messkanal
54: Dichtung
55: Temperatursensor-Umgebung
56: Untergestell
57: Kippachse
58: Drehachse-Deckel
59: Kugelgelenk-Deckel
60: Motor vom Verriegelungs-Anrieb
61: Deckel-Seitenwand
62: Gestell-Seitenwand
63: Deckelhalter
64: Deckel-Frontwand
65: Deckel-Hinterwand
66: Verriegelungsantrieb-Welle

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

EP 1508109 A1 [0002]

Claims

Gargerät (1) mit einem durch den Deckel (3) verschließbaren Tiegel (2), wobei der Deckel (3) zumindest einen Schieber (11) mit Schließhebel (15), zumindest einen Temperatursensor (44), zumindest einen Geruchsensor (48) und zumindest einen Feuchtesensor (52) trägt, mit einem Außenmantel (6) mit zumindest einem Verriegelungsbolzen (9) und der Kulisse (10), mit der Heizung (36) die von der Gerätesteuerung (22) gesteuert ist, mit einem Schließventil (35) und einem Drucksensor (34) dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine Vorrichtung in Form eines beweglichen Blockierers (16) den Schieber (11) während der geöffneten Deckelposition (37) blockiert, dass ein Positionssensor (21) im Verriegelungszustand (39) des Deckels (3) durch den Schieber (11) aktiviert ist, dass zumindest ein Temperatursensor (44) und/oder zumindest ein Geruchsensor (48) und/oder zumindest ein Feuchtesensor (52) die Werte vom Dampf-Luft-Gemisch (32) messen, dass die Gerätesteuerung (22) das Signal (33) vom Positionssensor (21) für die Prozesssteuerung verwendet dass die Gerätesteuerung (22) die Messwerte vom Temperatursensor (44) und/oder Geruchsensor (48) und/oder Feuchtesensor (52) für die Prozesssteuerung verwendet.
Gargerät nach dem Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine Vorrichtung in Form eines beweglichen Überdruck-Blockierers (16) den Schieber (11) während der Überdruckphase (40) blockiert
Gargerät nach einem der vorstehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass das Maß C (25) der Kulisse (10) so ausgelegt ist, dass im Deckel-Geschlossenen-Zustand (38) der Blockierer (16) durch die Kulisse (10) aus dem Blockierbereich des Schiebers (11) geschoben ist
Gargerät nach einem der vorstehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass der Überdruck-Blockierer (18) über die Gerätesteuerung (22) und über den Anrieb (19) vom Drucksensor (34) angesteuert ist.
Gargerät nach einem der vorstehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass der Neigungswinkel N (42) des Deckels (3) durch die Deckel-Antriebe (43) messbar und durch die Gerätesteuerung (22) erfassbar ist.
Gargerät nach einem der vorstehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass in der Gerätesteuerung (22) die vom Temperatursensor (44) erfasste Temperaturen in der Abhängigkeit vom Garzustand der Speise (7), das Signal vom Geruchsensor (48) in der Abhängigkeit vom Garzustand der Speise (7), das Signal vom Feuchtesensor (52) in der Abhängigkeit vom Garzustand der Speise (7), die Neigung N (42) des Deckels (3), die physikalischen Eigenschaften der flüssigen Speise (7), die Temperatur der Umgebungsluft Tu (45) und der Strömungsintensität der Umgebungsluft (47) hinterlegt sind.
Gargerät nach einem der vorstehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass ein angetriebenes und von der Gerätesteuerung (22) gesteuertes Gebläse (31) die Umgebungsluft (47) unter den geöffneten Deckel (3) zum Temperatursensor (44) bläst.
Gargerät nach einem der vorstehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass ein auf der Deckelinnenseite (20) positionierter Messkanal (53) die Sensoren (44; 48; 52) abschirmt.
Gargerät nach einem der vorstehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass der Deckel (3) über ein Kugelgelenk (59) zum Deckelhalter (63) befestigt ist, dass das Verriegelungssystem (9; 10; 11) mit Verriegelungsantriebs-Welle (66) an jeder Seite (61; 64; 65) des Deckels (3) und an jeder Seite des Tiegels (2) angebracht ist.
Verfahren zum Steuern eines Garablaufes einer flüssigen oder überwiegend flüssigen Speise (7) in einem durch einen Deckel (3) verschließbaren Tiegel (2) dadurch gekennzeichnet, dass der Garzustand der Speise (7) in der Abhängigkeit von Messwerten des auf dem Deckel (3) und/oder auf der Deckel-Innenseite (20) angebrachten Temperatursensors (44) und/oder eines Geruchsensors (48) und/oder eines Feuchtesensors (52), des Neigungswinkels N (42) vom Deckel (3), der physikalischen Eigenschaften der Speise (7) und der Umgebungsluft-Temperatur Tu (45) ermittelt wird, dass die Energiezufuhr für die Geräte-Heizung (36) nach der Temperatur des Temperatursensors (44) und/oder des Signals vom Geruchsensors (48) und/oder des Signals vom Feuchtesensor (52) gesteuert wird.