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Die Erfindung betrifft ein Garzubehör für ein Gargerät, ein Gargerät sowie ein Verfahren zur Belegungserkennung.
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Moderne Gargeräte, insbesondere solche für den professionellen Einsatz, also beispielsweise in Restaurants, Kantinen und der Großgastronomie, sind mit Möglichkeiten ausgestattet, die Beschickung des Gargeräts automatisch zu erkennen. Hierzu sind vor allen Dingen Informationen darüber wichtig, welche Einschubebenen des Garraums durch einen Gargutträger belegt sind.
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Es sind viele Ansätze bekannt, die Belegung der Einschubebenen im Garraum durch Gargutträger zu erkennen. In der Regel kommen optische Systeme, Abstandsmesser oder RFID-Systeme zum Einsatz. Diese Lösungen sind jedoch sehr kostenintensiv, da entweder spezielle optische Systeme mit Bilderkennung, Abstandssensoren oder RFID-Transponder am Garzubehör benötigt werden.
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Es ist Aufgabe der Erfindung, Garzubehör und Gargeräte bereitzustellen, die auf einfache Weise zur Belegungserkennung zu verwenden sind.
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Die Aufgabe wird gelöst durch ein Garzubehör für ein Gargerät mit einem Erkennungsbauteil, das einen alleinstehenden Schwingkreis aufweist.
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Dabei ist unter dem Begriff „alleinstehender Schwingkreis“ ein elektrischer Schwingkreis aus einem L-, C- und R-Glied mit einer Resonanzfrequenz zu verstehen, der nicht mit weiteren elektrischen Komponenten, wie einem
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Mikrocontroller, elektrisch verbunden ist. Das R-Glied muss nicht notwendigerweise als separates Bauteil ausgeführt sein. Im einfachsten Fall besteht ein solcher Schwingkreis aus einer Spule, deren Enden mittels eines Kondensators verbunden sind.
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Auch sind unter „alleinstehenden Schwingkreisen“ solche Anordnungen zu verstehen, die keine weitere Funktion haben, als einem Wechselfeld Energie zu entziehen, dessen Frequenz der Resonanzfrequenz des Schwingkreises entspricht.
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Durch die Einfachheit des Schwingkreises ist eine kostengünstige Anordnung auf einem Garzubehör, insbesondere im Vergleich mit einem RFID-Transponder, gegeben.
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Unter Garzubehör ist dabei jedwede Form von Gargutträgern oder Vorrichtungen zur Halterung von Gargütern sowie Hilfsmitteln zum Garen von Gargütern zu verstehen.
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Beispielsweise ist das Erkennungsbauteil auf einer Keramikbasis aufgebaut, sodass das Erkennungsbauteil besonders hitzebeständig und für den Einsatz in einem Gargerät geeignet ist.
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In einer Ausgestaltung der Erfindung ist das Erkennungsbauteil halbleiterfrei, wodurch auf teure und temperaturempfindliche Materialien verzichtet werden kann.
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Die Aufgabe wird ferner gelöst durch ein Gargerät mit einem Garraum, einer Antenne und einer Steuerung, die über die Antenne ein Wechselfeld im Garraum erzeugen kann, wobei die Steuerung derart ausgebildet ist, dass sie die Anwesenheit von alleinstehenden Schwingkreisen, insbesondere von Garzubehör, im Garraum detektieren kann. Aufgrund der Einfachheit des alleinstehenden Schwingkreises ist die Detektion eines solchen auch durch eine einfache Steuerung möglich. Dies reduziert die Komplexität der Steuerung, die zur Belegungserkennung eingesetzt werden soll.
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Vorzugsweise stellt die Steuerung ein Dipmeter dar, wodurch eine einfache und kostengünstige Art der Steuerung gewählt ist.
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Beispielsweise stellen die Steuerung und die Antenne zusammen einen Wobbelgenerator dar, wodurch auf einfache Weise ein Wechselfeld im Garraum erzeugt werden kann.
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In einer Ausführungsvariante sind mehrere Antennen im Garraum angeordnet, wodurch eine sichere Erkennung des Garzubehörs ermöglicht wird.
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Vorzugsweise enthält das Gargerät mehrere Einschubebenen, und jeder Einschubebene ist eine Antenne zugeordnet, sodass Schwingkreise in den einzelnen Einschubebenen gezielt erfasst werden können.
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Die Aufgabe wird zudem gelöst durch ein Verfahren zur Belegungserkennung in einem Gargerät, bei dem von einer Steuerung ein Wechselfeld in einem Garraum des Gargeräts erzeugt wird und die Steuerung auswertet, ob ein alleinstehender Schwingkreis, insbesondere ein Garzubehör, dem Wechselfeld Energie entzieht. Die Messung, ob dem Wechselfeld Energie entzogen wird, ist mit einfachen Mitteln durchzuführen, sodass die Belegungserkennung durch einfache Komponenten zu realisieren ist. Wird detektiert, dass dem Wechselfeld Energie entzogen wird, wird dies dahingehend interpretiert, dass ein alleinstehender Schwingkreis bzw. ein Garzubehör in den Garraum eingeschoben wurde. Auf diese Weise kann die Beschickung des Garraums bestimmt werden.
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Beispielsweise ist die Frequenz des Wechselfeldes veränderlich, wobei die Steuerung die Frequenz des Wechselfeldes derart verändert, dass die Frequenz einen Frequenzbereich um eine Mittelfrequenz, insbesondere 8,2 MHz, durchläuft. Auf diese Weise ist es möglich, verschiedene Arten von Schwingkreisen zu detektieren, die verschiedene Resonanzfrequenzen haben. Dabei können verschiedenen Typen von Garzubehör, wie Gargutträger oder Roste, mit verschiedenen Schwingkreisen mit unterschiedlichen Resonanzfrequenzen ausgestattet sein, sodass auch eine Detektion des Typs des Garzubehörs erfolgen kann. Mit einer veränderlichen Frequenz des Wechselfeldes ist es auch möglich, Schwingkreise zuverlässig zu detektieren, die eine vergleichsweise große Toleranz hinsichtlich ihrer Resonanzfrequenz haben. Daher ist es möglich, besonders kostengünstig hergestellte Schwingkreise am Garzubehör zu verwenden.
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Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung sowie aus den beigefügten Zeichnungen, auf die Bezug genommen wird. In den Zeichnungen zeigen:
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1 ein erfindungsgemäßes Gargerät schematisch im Schnitt,
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2a) ein erfindungsgemäßes Garzubehör in Draufsicht,
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2b) eine weitere Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Garzubehörs in Draufsicht,
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3a) ein Diagramm, das den zeitlichen Verlauf der Frequenz eines in einem erfindungsgemäßen Verfahren verwendeten Wechselfeldes darstellt,
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3b) den Verlauf der im Wechselfeld nach 3a) enthaltenen Energie, und
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4a) bis c) für verschiedenen Antennen des Gargerätes nach 1 den Verlauf der Energie, die im Wechselfeld der jeweiligen Antenne enthalten ist.
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In 1 ist ein Gargerät 10 schematisch im Schnitt dargestellt. Das Gargerät 10 weist ein Gehäuse 12 auf, in dem ein Garraum 14 ausgebildet ist. Im Garraum 14 ist ein Gestell 16 mit Einschubebenen 18 angeordnet. Die Einschubebenen 18 sind dazu ausgebildet, Garzubehör 20 (2) aufzunehmen.
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Das in 1 gezeigte Gestell 16 weist drei Einschubebenen 18.1, 18.2 und 18.3 auf.
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Das Gargerät 10 weist zudem eine Tür 22 auf, die schwenkbar am Gehäuse 12 angeordnet ist. Die Tür 22 verschließt in geschlossener Stellung, wie sie in 1 gezeigt ist, den Garraum 14.
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Zudem ist im Garraum 14 an einer Garraumwand, beispielsweise der Rückwand, die der Tür 22 gegenüberliegt, wenigstens eine Antenne 24 vorgesehen.
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Das in 1 dargestellte Gargerät 10 weist an der Rückwand mehrere Antennen 24.1, 24.2 bzw. 24.3 auf, die jeweils einer Einschubebene 18.1, 18.2 bzw. 18.3 zugeordnet sind, d.h. auf derselben Höhe wie die ihnen zugeordnete Einschubebene 18 angeordnet sind. So ist jeder Einschubebene 18 eine Antenne 24 zugeordnet ist.
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Die Antenne 24 ist bzw. alle Antennen 24 sind mit einer Steuerung 26 verbunden.
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Die Steuerung 26 ist derart ausgebildet, dass sie die Antenne 24 steuern kann, um ein Wechselfeld im Garraum 14 zu erzeugen. Im Fall von mehreren Antennen 24 kann die Steuerung 26 die Antennen 24 einzeln oder zusammen steuern, um ein Wechselfeld im Garraum 14 zu erzeugen.
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Dabei können die Antenne 24 und die Steuerung 26 einen Wobbelgenerator darstellen.
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Die Steuerung 26 ist zudem in der Lage, einen Einbruch in der elektrischen Energie des von der Antenne 24 erzeugten Wechselfeldes zu erkennen. Die Steuerung 26 kann auf diese Weise ein Dipmeter darstellen.
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Im Falle von mehreren Antennen 24 kann die Steuerung jedes der von den Antennen 24 erzeugten Wechselfelder einzeln daraufhin überwachen, ob die Energie im Wechselfeld einbricht.
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In den 2a) und 2b) sind zwei verschiedene Arten von Garzubehör 20 in Draufsicht gezeigt.
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In 2a) ist ein Backblech 20a als ein Typ eines Garzubehörs 20 in Draufsicht dargestellt.
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An der in der Zeichnung linken Seite weist das Backblech 20a ein Erkennungsbauteil 28 auf.
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Das Erkennungsbauteil 28 weist einen Schwingkreis 30 auf, der aus einer einwindigen Spule 32 und einem Kondensator 34 besteht, welcher zwischen den Enden der Spule 32 geschaltet ist. Der Schwingkreis 30 hat eine Resonanzfrequenz F1.
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Das R-Glied des Schwingkreises 30 wird durch den Leitungswiderstand der Spule 32 dargestellt.
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Der Schwingkreis 30 ist alleinstehend, das heißt, es sind keine weiteren elektrischen oder elektronischen Bauteile mit dem Schwingkreis 30 verbunden.
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Auch hat der Schwingkreis 30 keine weitere Funktion, als einem Wechselfeld der Frequenz F1 Energie zu entziehen.
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Das Erkennungsbauteil 28 kann auf einer Keramikbasis aufgebaut sein und ist vorzugsweise halbleiterfrei.
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In 2b) ist ein anderer Typ eines Garzubehörs 20 in Form eines Grillrostes 20b als eine zweite Ausführungsform eines Garzubehörs 20 dargestellt.
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Ebenso wie das Backblech 20a weist auch der Grillrost 20b auf seiner linken Seite ein Erkennungsbauteil 28 auf, das einen Schwingkreis 30 aufweist.
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Der Schwingkreis 30 weist jedoch eine andere Resonanzfrequenz F2 im Gegensatz zu dem des Backbleches 20a auf. Dies ist hier durch eine zweiwindige Spule 32 angedeutet.
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Auch die Enden der Spulen 32 sind mittels eines Kondensators 34 elektrisch miteinander verbunden.
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Selbstverständlich sind die beiden beschriebenen Schwingkreise nur als Beispiele aufzufassen. Kompliziertere Schwingkreise, insbesondere solche mit Spulen, die eine Vielzahl von Windungen aufweisen, sind ebenfalls denkbar.
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Das Verfahren zur Belegungserkennung wird nun anhand eines Gargerätes mit einer Antenne 24 erläutert.
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Die Steuerung 26 steuert die Antenne 24 derart an, dass ein Wechselfeld im Garraum 14 erzeugt wird.
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Dabei verändert die Steuerung 26 die Frequenz des Wechselfeldes kontinuierlich, sodass die Frequenz F des Wechselfeldes einen Frequenzbereich zwischen den Frequenzen Fmin und Fmax wiederholt durchläuft. Die mittlere Frequenz des Frequenzbereiches kann dabei 8,2 MHz sein.
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In 3a) ist der zeitliche Verlauf der Frequenz F des Wechselfeldes aufgetragen.
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Zunächst wird ein Wechselfeld mit der Frequenz Fmin erzeugt und anschließend die Frequenz F des Wechselfeldes gleichmäßig erhöht.
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Hat die Frequenz F den oberen Frequenzwert Fmax des abzufahrenden Frequenzbereiches erreicht, verringert die Steuerung 26 die Frequenz F des Wechselfeldes abrupt auf die Frequenz Fmin. Auf diese Weise entsteht eine Sägezahnkontur des Frequenzverlaufes, wie sie in 3a) zu sehen ist.
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Selbstverständlich sind beliebig andere Verläufe der Frequenz denkbar.
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In 3b) ist auf einer zu 3a) parallelen Zeitskala die Energie E des Wechselfeldes aufgetragen.
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Vor Erreichen des Zeitpunktes t0 befindet sich kein Garzubehör 20 im Garraum 14. Die Energie E des Wechselfeldes bleibt über den gesamten Frequenzbereich, der zweimal vollständig abgefahren wird, konstant auf ihrem Normalniveau.
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Zum Zeitpunkt t0 werden zwei Einschubebenen 18 durch Garzubehör 20 besetzt. Zum Beispiel wird ein Backblech 20a, dessen Schwingkreis 30 die Resonanzfrequenz F1 hat, in Einschubebene 18.1 und ein Grillrost 20b, dessen Schwingkreis 30 die Resonanzfrequenz F2 hat, in Einschubebene 18.3 eingeführt.
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Dabei weisen die Schwingkreise 30 eines Typs von Garzubehör 20 jeweils die gleiche Resonanzfrequenz auf, wohingegen die Resonanzfrequenzen von Schwingkreisen 30 von unterschiedlichen Typen von Garzubehör 20 ebenfalls unterschiedlich sind.
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Wird nun der Frequenzbereich ein weiteres Mal durchfahren, so wird der Schwingkreis 30 des Backbleches 20a zum Zeitpunkt t1, an dem die Frequenz F des Wechselfeldes der Resonanzfrequenz F1 entspricht, durch das Wechselfeld angeregt. Durch die Anregung des Schwingkreises 30 verliert das Wechselfeld Energie, was als Einbruch oder Dip zum Zeitpunkt t1 in 3b) zu sehen ist. Dieser Einbruch der Energie E im elektrischen Feld kann durch die Steuerung 26 detektiert werden.
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Anschließend wird die Frequenz F des Wechselfeldes weiter erhöht und stimmt nicht mehr mit der Resonanzfrequenz F1 überein. Der Schwingkreis 30 kann nun keine Energie mehr aus dem Wechselfeld aufnehmen, und die Energie E im Wechselfeld steigt wieder auf ihr Normalniveau.
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Beim weiteren Abfahren des Frequenzbereichs wird zum Zeitpunkt t2, an dem die Frequenz F des Wechselfeldes der Resonanzfrequenz F2 entspricht, der Schwingkreis 30 des Grillrostes 20b angeregt, sodass zum Zeitpunkt t2 ein zweiter Einbruch in der Energie E des Wechselfeldes entsteht. Auch dieser Einbruch der Energie E wird von der Steuerung 26 erkannt.
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Die Steuerung 26 interpretiert die beiden Einbrüche in der Energie E des Wechselfeldes nun dahingehen, dass zwei Einschubebenen 18 durch Garzubehör 20 belegt sind.
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Sofern in der Steuerung 26 die verschiedenen Resonanzfrequenzen F1, F2 den verschiedenen Typen von Garzubehör 20, also Backblech 20a bzw. Grillrost 20b, zugeordnet sind, kann die Steuerung 26 auch den Typ des in den Garraum 14 eingeführten Garzubehörs 20 bestimmen, da der Zeitpunkt des Einbruchs der Energie E Auskunft über die Resonanzfrequenzen F1, F2 der Schwingkreise 30 gibt.
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Das in 3 gezeigte Verfahren verwendet nur eine Antenne zur Überwachung aller Einschubebenen 18.
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Jedoch ist es auch denkbar, wie in 1 gezeigt, dass jeder Einschubebene 18.1, 18.2 bzw. 18.3 eine eigene Antenne 24.1, 24.2 bzw. 24.3 zugeordnet ist. Diese Antennen 24 erzeugen ein Wechselfeld größtenteils in ihrer zugeordneten Einschubebene 18, sodass sie lediglich Garzubehör 20 in der ihnen zugeordneten Einschubebene 18 detektieren können.
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In diesem Fall werden von der Steuerung 26 die Wechselfelder, die von jeder der Antennen 24 erzeugt wurden, einzeln überwacht und auf Einbrüche der Energie E1, E2, E3 hin untersucht.
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In 4a), b) bzw. c) ist der zeitliche Verlauf der Energie E1, E2, E3 jeweils eines Wechselfeldes der Antennen 24.1, 24.2 bzw. 24.3 gezeigt. Die dargestellte Situation entspricht der der 3 (Backblech 20a in Einschubebene 18.1, Grillrost 20b in Einschubebene 18.3).
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Die Frequenz der von den Antennen 24 erzeugten Wechselfelder ist gleichphasig und entspricht dem in 3a) gezeigten Verlauf.
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Die Energie E1 des Wechselfeldes der Antenne 24.1 (4a)), die der Einschubebene 18.1 zugeordnet ist, weist einen Einbruch zum Zeitpunkt t1 auf, der der Resonanzfrequenz F1 entspricht. Dieser Einbruch kann nun von der Steuerung 26 dahingehend interpretiert werden, dass in Einschubebene 18.1 ein Backblech 20a vorhanden ist.
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Die Energie E2 des Wechselfeldes der Antenne 24.2 (4b)), die der Einschubebene 18.2 zugeordnet ist, bleibt über den gesamten betrachteten Zeitraum konstant. Dies wird von der Steuerung 26 nun dahingehend interpretiert, dass die Einschubebene 18.2 zu jeder Zeit unbelegt ist.
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Die Energie E3 des Wechselfeldes der Antenne 24.3 (4c)), die der Einschubebene 18.3 zugeordnet ist, weist einen Einbruch zum Zeitpunkt t2 auf, der der Resonanzfrequenz F2 entspricht. Dieser Einbruch kann nun von der Steuerung 26 dahingehend interpretiert werden, dass in Einschubebene 18.3 ein Grillrost 20b vorhanden ist.
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Auf diese Weise kann mithilfe von mehreren Antennen 24 und verschiedenen Resonanzfrequenzen F1, F2 der Schwingkreise 30 des Garzubehörs sowohl die Belegung der Einschubebenen einzeln, als auch der Typ der Garzubehörs 20 in einer belegten Einschubebene 18 bestimmt werden.
