-
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Einschalten eines Mikrowellengenerators. Ferner betrifft die Erfindung eine Mikrowellengenerator-Baugruppe zum Einschalten eines Mikrowellengenerators sowie ein Gargerät mit der Mikrowellengenerator-Baugruppe.
-
In Restaurants, Kantinen und der Großgastronomie kommen Gargeräte zum Einsatz, die verschiedene Gargüter, also Nahrungsmittel, mittels Heißluft und Heißdampf garen können. Der Garvorgang der Gargüter findet dabei in einem Garraum des Gargeräts statt, in dem eine bestimmte Garraumatmosphäre mit einer definierten Feuchtigkeit und einer definierten Temperatur bereitgestellt wird. Typischerweise sind sowohl die Feuchtigkeit als auch die Temperatur einstellbar.
-
Zur Unterstützung des Garvorgangs kann zusätzlich ein Mikrowellengenerator, beispielsweise in Form eines Magnetrons, im Gargerät vorgesehen sein, mit dem bei Bedarf elektromagnetische Strahlung, also Mikrowellenstrahlung, erzeugt werden kann, welche genutzt wird, um zusätzlich Energie in das Gargut einzubringen, um so den Garvorgang zu beschleunigen.
-
Grundsätzlich umfasst ein als Magnetron ausgebildeter Mikrowellengenerator eine Kathode und eine Anode. Die Kathode liegt üblicherweise als ein Kathodenfilament vor, das während des Betriebs des Mikrowellengenerators mittels eines Heizstroms auf eine bestimmte Temperatur geheizt wird. Ab einer bestimmten Temperatur treten aus dem Kathodenfilament genügend freie Elektronen aus, die, wenn zwischen Anode und Kathode eine ausreichende Anodenspannung anliegt, mit der Anode wechselwirken können, um die Mikrowellenstrahlung zu erzeugen.
-
Prinzipiell ist die Lebensdauer eines Mikrowellengenerators begrenzt und hängt im Wesentlichen von der Betriebszeit der Kathode ab. Ein Defekt der Kathode ist grundsätzlich unerwünscht, da dieser üblicherweise eine Reparatur bzw. Wartung des Mikrowellengenerators und somit eine Stillstandzeit des Gargeräts zur Folge hat. Daher ist eine möglichst hohe Laufzeit der Kathode wünschenswert.
-
In der Regel spielen bei der Abnutzung der Kathode diverse Alterungseffekte eine Rolle, die dazu führen, dass die Kathodenemission nach einiger Betriebszeit nachlässt, wodurch nicht mehr genügend freie Elektronen für die Erzeugung von Mikrowellen zur Verfügung stehen.
-
Aus dem Stand der Technik sind daher verschiedene Verfahren bekannt, um die Lebensdauer eines Mikrowellengenerators zu verlängern.
-
Die
EP 2 854 480 B1 stellt ein zweistufiges Verfahren bereit, bei dem zunächst Schwankungen in einem von Anodenstrom des Magnetrons abhängigen Parameter während des Betriebs gemessen werden, wobei anschließend der Heizstromgenerator in Abhängigkeit von den gemessenen Schwankungen derart angesteuert wird, dass der Heizstrom bei zunehmenden Schwankungen erhöht wird. Bei dem von dem Anodenstrom abhängigen Parameter kann es sich um einen Anstieg des Spannungsabfalls über einen Messwiderstand handeln.
-
Ein weiteres Verfahren zur Einstellung des Heizstroms ist aus der
WO 98/011 591 A1 bekannt, bei dem festgestellt wird, ob die Elektronenemission des Magnetrons im laufenden Betrieb nachlässt. Das Nachlassen der Elektronenemission wird dabei über eine Magnetronimpedanz ermittelt, die das Verhältnis einer Änderung der Anodenspannung zu einer Änderung des Anodenstroms definiert. Bei einer Abweichung der Magnetronimpedanz von einem vorbestimmten Sollwert wird eine Anpassung des Kathodenstroms vorgenommen.
-
Vorrangig sind aus dem Stand der Technik also Verfahren bekannt, bei denen die Heizleistung bzw. der Kathodenstrom der Kathode während des laufenden Betriebs angepasst wird, um wieder genügend freie Elektronen für die Erzeugung von Mikrowellen bereitzustellen. Dazu ist üblicherweise ein ständiges Erfassen und Auswerten von diversen Kathoden- und Anodenparametern während des laufenden Betriebs des Mikrowellengenerators notwendig. In der Regel erfordert dies den Einsatz komplizierter und kostenintensiver Elektronik.
-
Insofern ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren bereitzustellen, das auf einfache Weise die Lebensdauer eines Mikrowellengenerators verlängert.
-
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Verfahren zum Einschalten eines Mikrowellengenerators nach Anspruch 1.
-
Vorteilhafte Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Verfahrens sind in den Unteransprüchen angegeben, die wahlweise miteinander kombiniert werden können.
-
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe gelöst durch ein Verfahren zum Einschalten eines Mikrowellengenerators für ein Gargerät. Das Verfahren umfasst die folgenden Schritte:
- - Anlegen einer vorbestimmten Heizspannung an eine Kathode;
- - Einschalten einer Anodenspannung zwischen der Kathode und einer Anode;
- - Feststellen, ob die Anodenspannung einen vorbestimmten Schwellenwert für die Anodenspannung erreicht, und
- - Erhöhen der Heizspannung an der Kathode, wenn der vorbestimmte Schwellenwert nicht erreicht worden ist, um den Mikrowellengenerator einzuschalten.
-
Die Erfindung beruht auf dem Grundgedanken, die Lebensdauer des Mikrowellengenerators zu verlängern, indem bereits beim Einschaltvorgang die Anodenspannung überprüft und die Heizspannung für die Kathode im Falle einer zu niedrigen Anodenspannung erhöht wird, also wenn die Anodenspannung den vorbestimmten Schwellenwert nicht erreicht bzw. überschritten hat. Dadurch kann die Laufzeit der Kathode auf einfache Weise verlängert werden.
-
Grundsätzlich ist es vorgesehen, dass die oben genannten Verfahrensschritte lediglich beim Einschalten des Mikrowellengenerators durchgeführt werden, also bei der Inbetriebnahme des Mikrowellengenerators, woran sich dann der laufende Betrieb des Mikrowellengenerators anschließt. Somit kann während des laufenden Betriebs des Mikrowellengenerators auf eine aufwendige und kostenintensive Regelungselektronik zum Überwachen und Anpassen diverser Kathoden- und Anodenparameter verzichtet werden.
-
Überraschenderweise wurde erkannt, dass es zur Verlängerung der Lebensdauer des Mikrowellengenerators ausreicht, beim Einschaltvorgang unter anderem zu überprüfen, ob die angelegte Anodenspannung den vorbestimmten Schwellenwert für die Anodenspannung tatsächlich erreicht. Wird der vorbestimmte Schwellenwert für die Anodenspannung nicht erreicht, so wird daraufhin die Heizspannung der Kathode erhöht, um den Mikrowellengenerator zuverlässig einschalten und in Betrieb nehmen zu können. Mit anderen Worten wird so sichergestellt, dass die Lebensdauer der Kathode sich entsprechend verlängert, da die Heizspannung erhöht wird, wenn die Anodenspannung den vorbestimmten Schwellenwert nicht erreicht hat.
-
Das Anlegen der vorbestimmten Heizspannung an die Kathode dient zur Temperierung der Kathode. Mit anderen Worten wird die Kathode auf eine bestimmte Kathodentemperatur erwärmt, um genügend Elektronen zum Erzeugen von Mikrowellenstrahlung freizusetzen. Falls nämlich festgestellt worden ist, dass der vorbestimmte Schwellenwert für die Anodenspannung nicht erreicht wurde, also die anliegende Anodenspannung niedriger ist als der Schwellenwert, so wird die Heizspannung an der Kathode erhöht, um den Mikrowellengenerator zuverlässig einzuschalten. Aufgrund der erhöhten Heizspannung werden mehr freie Elektronen zur Verfügung gestellt, sodass die für den Betrieb des Mikrowellengenerators notwendige Anodenspannung zwischen der Kathode und der Anode erreicht werden kann.
-
Gemäß einem Aspekt ist es vorgesehen, dass zwischen dem Anlegen der Heizspannung und dem Einschalten der Anodenspannung eine vorbestimmte Aufheizzeit zum Vorheizen der Kathode eingehalten wird. Durch das Einhalten der Aufheizzeit kann sichergestellt werden, dass die Kathode die bestimmte Kathodentemperatur aufweist, also die Kathode äquilibriert wird, sodass die Elektronenemission der Kathode konstant ist. Damit kann sichergestellt werden, dass die nachfolgenden Verfahrensschritte unter konstanten Bedingungen durchgeführt werden.
-
Gemäß einem weiteren Aspekt wird erst nach ab Ablauf einer festgelegten Zeitspanne festgestellt, ob der vorbestimmte Schwellenwert erreicht worden ist.
-
Unter der festgelegten Zeitspanne wird diejenige Zeitspanne verstanden, die zwischen dem Zeitpunkt liegt, bei dem die Anodenspannung eingeschaltet wird, und dem Zeitpunkt, bei dem festgestellt wird, ob der vorbestimmte Schwellenwert für die Anodenspannung erreicht worden ist. Da erst nach Ablauf der festgelegten Zeitspanne festgestellt wird, ob der vorbestimmte Schwellenwert von der Anodenspannung erreicht worden ist, kann dies verlässlicher erfasst werden.
-
Gemäß einem anderen Aspekt wird die Heizspannung an der Kathode erhöht, wenn der vorbestimmte Schwellenwert für die Anodenspannung in mehreren Versuchen nicht erreicht worden ist. In mehreren Versuchen bedeutet, dass die zuvor genannten Verfahrensschritte, also das Einschalten der Anodenspannung und das Feststellen, ob die Anodenspannung den vorbestimmten Schwellenwert erreicht, entsprechend wiederholt werden, bevor ein Erhöhen der Heizspannung durchgeführt wird. Wahlweise kann das Anlegen der Heizspannung ebenfalls wiederholt werden, insbesondere mit einem anderen Wert der Heizspannung, beispielsweise einer erhöhten Heizspannung.
-
Insbesondere kann mindestens zweimal versucht werden, vorzugsweise mindestens dreimal, den vorbestimmten Schwellenwert zu erreichen. Insofern wird die Anodenspannung zwei- oder dreimal angelegt und jeweils festgestellt, ob die Anodenspannung den vorbestimmten Schwellenwert für die Anodenspannung erreicht. Sollte der vorbestimmte Schwellenwert für die Anodenspannung zwei- oder dreimal in Folge nicht erreicht worden sein, so kann vorgesehen sein, dass die vorbestimmte Heizspannung erhöht wird, welche an die Kathode angelegt wird. Anschließend wird erneut maximal zwei- oder dreimal probiert, dass die Anodenspannung den vorbestimmten Schwellenwert erreicht, bevor die vorbestimmte Heizspannung weiter erhöht wird.
-
Die Verfahrensschritte bestehend aus dem Einschalten der Anodenspannung und dem Feststellen, ob der vorbestimmte Schwellenwert erreicht wird, können zu einer Testsequenz zusammengefasst sein, wobei das Erhöhen der Heizspannung erst erfolgt, wenn die Testsequenz mehrmals durchlaufen wurde, ohne dass der vorbestimmte Schwellenwert erreicht worden ist, beispielsweise zwei- oder dreimal. Durch das mehrmalige Durchlaufen der Testsequenz, ohne dass der vorbestimmte Schwellenwert erreicht worden ist, können eventuell auftretende Messfehler bzw. Abweichungen ausgeschlossen werden, sodass die Heizspannung erst dann erhöht wird, wenn auch sichergestellt worden ist, dass der vorbestimmte Schwellenwert für die Anodenspannung mit der aktuell anliegenden Heizspannung an der Kathode nicht erreicht werden kann. Somit kann die Lebensdauer der Kathode effektiv verlängert werden, da erst dann eine höhere Heizspannung an die Kathode angelegt wird, wenn dies tatsächlich erforderlich ist, also um die für den zuverlässigen Betrieb notwendige Anodenspannung zu erreichen.
-
Ein anderer Aspekt der Erfindung sieht vor, dass nach dem Erhöhen der Heizspannung an der Kathode erneut die Testsequenz durchgeführt wird. Da die Testsequenz erneut durchlaufen wird, ist sichergestellt, dass der vorbestimmte Schwellenwert für die Anodenspannung mit höherer Wahrscheinlichkeit erreicht wird, wenn die Anodenspannung erneut angelegt wird.
-
Wahlweise kann nach dem Erhöhen der Heizspannung an der Kathode und vor dem erneuten Durchlaufen der Testsequenz eine vorbestimmte Karenzzeit eingehalten werden. Das Einhalten der vorbestimmten Karenzzeit dient dazu, dass sich die Kathode nach dem Erhöhen der Heizspannung äquilibrieren kann, sodass sich die Elektronenemission auf ein konstantes Niveau eingependelt hat. Das Verfahren wird dadurch insgesamt zuverlässiger.
-
Ein Wiederholen der Schritte bestehend aus dem Durchführen der Testsequenz und dem Erhöhen der Heizspannung kann solange durchgeführt werden, bis der vorbestimmte Schwellenwert erreicht wird. Mit anderen Worten wird die Heizspannung in mehreren Schleifen sukzessive erhöht, bis eine ausreichende Menge an freien Elektronen zur Verfügung steht, um zumindest den vorbestimmten Schwellenwert für die Anodenspannung zwischen der Kathode und der Anode zu erreichen. Auf diese Weise kann die Lebensdauer der Kathode besonders effizient ausgenutzt werden, also verlängert werden.
-
Das Erhöhen der Heizspannung kann in einem Bereich von 0,01 bis 1,2 V erfolgen, vorzugsweise von 0,05 bis 0,5 V, besonders bevorzugt von 0,1 bis 0,25 V. Die Heizspannung wird also in kleinen Intervallschritten erhöht, wobei sichergestellt ist, dass die Heizspannung nicht übermäßig angehoben wird, was ansonsten ebenfalls die Lebensdauer der Kathode beeinträchtigten könnte. Die Heizspannung wird daher nur soweit erhöht, wie es nötig ist, um eine Anodenspannung zwischen der Kathode und der Anode zu erreichen, bei der zumindest der vorbestimmte Schwellenwert erreicht oder sogar überschritten wird. Dadurch kann die Lebensdauer der Kathode besonders effizient ausgereizt werden.
-
Wenn beim Erhöhen der Heizspannung ein vorbestimmter Grenzwert überschritten wird, kann eine Mitteilung an einen Benutzer zur Wartung des Mikrowellengenerators ausgegeben werden. Zudem kann neben dem Ausgeben der Mitteilung ein Betrieb des Mikrowellengenerators für den Benutzer gesperrt werden. Hierdurch ist sichergestellt, dass der Benutzer informiert wird, den Mikrowellengenerator rechtzeitig zu warten, um Stillstandzeiten des Gargeräts zu minimieren, da kein unvorhergesehener Ausfall provoziert wird. Zudem kann so sichergestellt werden, dass der Mikrowellengenerator nicht in einem unsicheren Zustand in Betrieb genommen wird, der beispielsweise ein Auslösen einer Sicherung zur Folge hätte.
-
Es können zwei unterschiedliche Grenzwerte vorgesehen sein, wobei zunächst ein erster Grenzwert erreicht wird, bei dem die Mitteilung an einen Benutzer zur Wartung des Mikrowellengenerators ausgegeben wird. Der zweite Grenzwert ist dann so gewählt, dass dieser erst später als der erste Grenzwert erreicht wird, wenn nicht zuvor eine Wartung des Mikrowellengenerators stattgefunden hat. Der zweite Grenzwert dient somit als Absicherung, wobei erst beim Erreichen des zweiten Grenzwerts der Betrieb des Mikrowellengenerators für den Benutzer gesperrt wird.
-
Grundsätzlich kann aufgrund des Grenzwertes für die Heizspannung verhindert werden, dass die Heizspannung übermäßig erhöht wird. Damit wird eine thermische Beschädigung des Mikrowellengenerators verhindert.
-
Ein weiterer Aspekt der Erfindung sieht vor, dass, nach dem Einschalten des Mikrowellengenerators, die an die Kathode angelegte Heizspannung wieder reduziert wird, wobei die Heizspannung um wenigstens 50% des Betrags reduziert wird, um den diese erhöht wurde. Insbesondere wird die Heizspannung um den gesamten Betrag reduziert, um den diese zuvor erhöht wurde. Es ist somit nicht notwendig, den Mikrowellengenerator (dauerhaft) mit der erhöhten Heizspannung zu betreiben, da die erhöhte Heizspannung (lediglich) für den Einschaltvorgang benötigt wird, um die Anodenspannung zwischen der Kathode und der Anode zu erreichen. Somit kann die Heizspannung wieder reduziert werden, nachdem der Mikrowellengenerator erfolgreich einschaltet worden ist, also nachdem der Schwellenwert der Anodenspannung erreicht wurde.
-
Ferner betrifft die Erfindung eine Mikrowellengenerator-Baugruppe für ein Gargerät. Die Mikrowellengenerator-Baugruppe weist einen Mikrowellengenerator auf, der eine Kathode und eine Anode umfasst. Die Mikrowellengenerator-Baugruppe weist ferner eine Steuerung auf, die mit der Kathode und der Anode signalübertragend verbunden ist, wobei die Steuerung die Kathode und die Anode während des Einschaltens des Mikrowellengenerators ansteuert. Zudem weist die Mikrowellengenerator-Baugruppe eine Auswerteeinheit auf, die mit der Steuerung informationsaustauschend verbunden und dazu eingerichtet ist, ein Versorgungssignal während des Einschaltens des Mikrowellengenerators von der Steuerung zu erhalten, sodass die Auswerteeinheit Messdaten erhält. Die Auswerteeinheit ist eingerichtet, die Messdaten auszuwerten, um das zuvor beschriebene Verfahren zum Einschalten eines Mikrowellengenerators durchzuführen. Die Mikrowellengenerator-Baugruppe weist ferner eine Antenne auf, die mit der Anode gekoppelt und dazu eingerichtet ist, Mikrowellen zu erzeugen und in einen Garraum des Gargeräts einzuspeisen. Die Mikrowellengenerator-Baugruppe weist eine längere Standzeit auf im Vergleich zu Mikrowellengenerator-Baugruppen aus dem Stand der Technik, da der Mikrowellengenerator gemäß einem oben beschriebenen Verfahren zum Einschalten betrieben wird. Die informationsaustauschende Verbindung zwischen der Auswerteeinheit und der Steuerung stellt sicher, dass Informationen zwischen der Auswerteeinheit und der Steuerung ausgetauscht werden können. Insofern wird die Steuerung aufgrund von Auswerteergebnissen betrieben, die von der Auswerteeinheit bereitgestellt werden.
-
Zudem betrifft die Erfindung ein Gargerät mit einem Garraum, und einem Technikraum, der dem Garraum zugeordnet ist. Das Gargerät umfasst die Mikrowellengenerator-Baugruppe der zuvor genannten Art. Darüber hinaus weist das Gargerät eine Benutzerschnittstelle auf, die eingerichtet ist, einem Benutzer eine Mitteilung zur Wartung des Mikrowellengenerators auszugeben. Beispielsweise wird die Mitteilung über eine Anzeige des Gargeräts ausgegeben. Alternativ kann die Mitteilung an ein Endgerät gesandt werden, sodass der Benutzer entsprechend informiert wird.
-
Die Erfindung beruht auf der Grunderkenntnis, dass die Emissivität der Kathode mit der Heizspannung korreliert, die verwendet wird, um die Kathode zu heizen, welche auch als Heizfaden bezeichnet wird. Durch sukzessives Erhöhen der Heizspannung der Kathode kann die Lebensdauer des Mikrowellengenerators erhöht werden, sofern zuvor festgestellt worden ist, dass die Anodenspannung (mehrmals hintereinander) den vorbestimmten Schwellenwert nicht erreicht hat. Beispielsweise wird die Heizspannung erhöht, insbesondere um einen Wert von 0,1 V, sofern die Anodenspannung (wiederholt - beispielsweise zwei- oder dreimal in Folge) beim Einschalten nicht hochgeht, also den Schwellenwert erreicht oder überschreitet. Diese Überprüfung wird beim Einschalten des Mikrowellengenerators durchgeführt.
-
Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen näher beschrieben. In den Zeichnungen zeigen:
- - 1 in einer schematischen Darstellung die Komponenten und die Funktionsweise eines erfindungsgemäßen Gargeräts mit einer Mikrowellengenerator-Baugruppe;
- - 2 in einem Blockschema die Komponenten der erfindungsgemäßen Mikrowellengenerator-Baugruppe aus 1; und
- - 3 einen schematischen Ablauf der Schritte eines erfindungsgemäßen Verfahrens zum Einschalten eines Mikrowellengenerators.
-
1 zeigt in einer schematischen Darstellung ein erfindungsgemäßes Gargerät 10.
-
Bei dem Gargerät 10 handelt es sich um einen sogenannten Kombidämpfer, in welchem Nahrungsmittel durch eine erzeugte Garraumatmosphäre gegart werden können, die hinsichtlich der Temperatur, Feuchtigkeitsgehalt und/oder Umwälzgeschwindigkeit eingestellt werden kann. Es handelt sich demnach um ein Gargerät 10 für professionelle Anwendungen, beispielsweise in Restaurants, Kantinen und der Großgastronomie.
-
Das Gargerät 10 umfasst hierzu entsprechende Komponenten und Baugruppen, um die Garraumatmosphäre einzustellen, beispielsweise eine Heizung, einen Dampfgenerator und/oder einen Lüfter.
-
Zusätzlich weist das Gargerät 10 eine Mikrowellengenerator-Baugruppe 12 auf, die wie die weiteren Komponenten und Baugruppen zur Erzeugung der Garraumatmosphäre einem Garraum 14 zugeordnet ist. Insofern kann sichergestellt werden, dass von der Mikrowellengenerator-Baugruppe 12 erzeugte Mikrowellenstrahlung in den Garraum 14 eingespeist wird, um ein im Garraum 14 befindliches Gargut mit zusätzlicher Mikrowellenenergie zu beaufschlagen.
-
Die Mikrowellengenerator-Baugruppe 12 ist in der gezeigten Ausführungsform zumindest teilweise in einem Technikraum 16 untergebracht, der separat zum Garraum 14 ausgebildet ist. In dem Technikraum 16 können sich auch die weiteren Komponenten und Baugruppen zumindest teilweise befinden, mit denen die Garraumatmosphäre eingestellt wird.
-
Die Mikrowellengenerator-Baugruppe 12, welche in 2 im Detail gezeigt ist, weist einen Mikrowellengenerator 18 auf, welcher Mikrowellen generiert, deren Energie genutzt wird, um das im Garraum 14 befindliche Gargut zu garen.
-
Bei dem Mikrowellengenerator 18 handelt es sich um ein Magnetron, das eine Kathode 20 und eine Anode 22 umfasst, welche vorliegend lediglich schematisch dargestellt sind.
-
Die Kathode 20 ist als ein Filament ausgebildet, woran während des Einschaltens des Mikrowellengenerators 18 eine Heizspannung angelegt wird.
-
Die Anode 22 ist von der Kathode 20 räumlich beabstandet und umgibt diese beispielsweise ringförmig, was hieraus Gründen der besseren Darstellbarkeit nicht gezeigt ist.
-
Die Mikrowellengenerator-Baugruppe 12 umfasst zudem eine Antenne 24, die eingerichtet ist, vom Mikrowellengenerator 18 erzeugte Mikrowellen 25 zu übertragen und in den Garraum 14 des Gargeräts 10 einzukoppeln. Die Antenne 24 kann durch die Anode 22 oder als Teil der Anode 22 ausgeführt sein.
-
Zwischen der Kathode 20 und der Anode 22 ist während des Einschaltens eine Anodenspannung angelegt, insbesondere eine Hochspannung, welche benötigt wird, um die Mikrowellen 25 zu erzeugen.
-
Die Kathode 20 und die Anode 22 sind zudem jeweils signalübertragend mit einer Steuerung 26 verbunden.
-
Signalübertragend bedeutet, dass Signale zwischen der Steuerung 26 und der Kathode 20 und der Anode 22 ausgetauscht werden können, insbesondere Ansteuersignale. Die Ansteuerungssignale können dazu dienen, die Anodenspannung und die Heizspannung einzustellen oder vorzugeben.
-
Die Steuerung 26 ist ferner mit einer Auswerteeinheit 28 informationsaustauschend verbunden.
-
Informationsaustauschend bedeutet, dass Informationen zwischen der Steuerung 26 und der Auswerteeinheit 28 ausgetauscht werden können.
-
Beispielsweise kann die Steuerung 26 ein Versorgungssignal an die Auswerteeinheit 28 während des Einschaltens des Mikrowellengenerators 18 übermitteln, was die Auswerteeinheit 28 auswertet, wie nachfolgend noch erläutert wird.
-
Prinzipiell können die Steuerung 26 und die Auswerteeinheit 28 als zwei voneinander getrennte Komponenten ausgeführt sein.
-
Es ist aber auch denkbar, dass die Steuerung 26 und die Auswerteeinheit 28 als eine gemeinsame Komponente ausgeführt sind, nämlich als eine Steuer- und Auswerteeinheit.
-
Zudem ist die Steuerung 26 der Mikrowellengenerator-Baugruppe 12 mit einer außerhalb des Technikraums 16 angeordneten Benutzerschnittstelle 30 informationsaustauschend verbunden.
-
Die Benutzerschnittstelle 30 weist in der gezeigten Ausführungsform eine Anzeige 32 auf. Bei der Anzeige 32 kann es sich insbesondere um einen berührungsempfindlichen Bildschirm handeln, der somit Informationen anzeigen kann und über den Eingaben vorgenommen werden können.
-
Nachfolgend wird die Funktionsweise eines solchen Gargeräts 10 im Detail erläutert.
-
Ein Benutzer des Gargeräts 10 kann das Gargerät 10, insbesondere ein einen Mikrowellenbetrieb umfassendes Garprogramm, über die Benutzerschnittstelle 30 einschalten oder auswählen.
-
Hierbei wird zumindest beim Abarbeiten des Garprogramms zu gegebener Zeit ein Einschaltsignal an die Steuerung 26 übermittelt, die daraufhin eine Heizspannung an die Kathode 20 anlegt, um die Mikrowellengenerator-Baugruppe 12 in Betrieb zu nehmen.
-
Nachdem die Heizspannung an der Kathode 20 anliegt, schaltet die Steuerung 26 die Anodenspannung zwischen der Kathode 20 und der Anode 22 ein.
-
Grundsätzlich verarbeitet die Steuerung 26 entsprechende Versorgungssignale der Kathode 20 und/oder der Anode 22 und leitet diese, insbesondere in Form von Messwerten, an die Auswerteeinheit 28 weiter, die diese auswertet.
-
Die Auswerteeinheit 28 vergleicht die von der Steuerung 26 gesendeten Versorgungssignale oder Messwerte und stellt auf Basis derer fest, ob ein vorbestimmter Schwellenwert für die Anodenspannung von der tatsächlich anliegenden Anodenspannung erreicht worden ist.
-
Der vorbestimmte Schwellenwart kann in einem Speicher hinterlegt sein, auf den die Auswerteeinheit 28 zugreifen kann.
-
Wird der vorbestimmte Schwellenwert für die Anodenspannung erreicht, so geht der Mikrowellengenerator 18 in den regulären Betrieb über. Der Mikrowellengenerator 18 ist dann eingeschaltet, also in Betrieb genommen worden.
-
In dem regulären Betrieb des Mikrowellengenerators 18 erzeugt der Mikrowellengenerator 18 die Mikrowellen 25, die in den Garraum 14 eingespeist werden. Das im Garraum 14 des Gargeräts 10 befindliche Gargut kann durch den (zusätzlichen) Energieeintrag der Mikrowellen 25 schneller gegart werden.
-
Falls allerdings festgestellt wird, dass der vorbestimmte Schwellenwert nicht erreicht wird, gibt die Auswerteeinheit 28 einen Befehl an die Steuerung 26 aus, um die Heizspannung der Kathode 20 zu erhöhen.
-
Wahlweise können auch zunächst mehrere Versuche durchgeführt werden, um den Schwellenwert für die Anodenspannung zu erreichen, bevor die Auswerteeinheit 28 den Befehl an die Steuerung 26 ausgibt, die Heizspannung der Kathode 20 zu erhöhen. Wird der Schwellenwert für die Anodenspannung auch nach mehreren Versuchen nicht erreicht, so sendet die Auswerteinheit 28 dann den Befehl an die Steuerung 26, die an der Kathode 20 anliegende Heizspannung zu erhöhen, um den Mikrowellengenerator 18 zuverlässig einschalten zu können.
-
Die Auswerteeinheit 28 kann gemeinsam mit der Steuerung 26 eine Schleife durchführen, bei der zunächst wenigstens einmal festgestellt wird, ob der Schwellenwert für die Anodenspannung erreicht wurde, und die Heizspannung (auch mehrmals) erhöht wird, um den Mikrowellengenerator 18 zuverlässig einzuschalten.
-
Wird beim Erhöhen der Heizspannung ein vorbestimmter Grenzwert für die Heizspannung überschritten, so kann die Auswerteeinheit 28 dies feststellen und eine entsprechende Mitteilung an den Benutzer ausgeben, beispielsweise über die Anzeige 32. Hierdurch wird der Benutzer informiert, dass der Mikrowellengenerator 18 gewartet werden sollte.
-
Sofern dies nicht geschieht und ein zweiter Grenzwert erreicht oder überschritten wird, kann die Auswerteeinheit 28 den Mikrowellengenerator 18 abschalten und für den weiteren Betrieb sperren.
-
Das Ausschalten und Sperren des Mikrowellengenerators 18 kann dem Benutzer über die Anzeige 32 ebenfalls mitgeteilt werden, beispielsweise zusammen mit dem Hinweis, dass eine Wartung oder ein Austausch des Mikrowellengenerators 18 notwendig ist.
-
Über die Anzeige 32 kann dem Benutzer zudem Information über den Einschaltvorgang angezeigt werden, beispielsweise die (aktuelle) Anodenspannung, die (aktuelle) Heizspannung und die Anzahl der bisher durchlaufenen Schleifen.
-
Nach dem Einschalten des Mikrowellengenerators 18 kann die an die Kathode 20 angelegte Heizspannung wieder durch die Steuerung 26 reduziert werden. Die Heizspannung kann um wenigstens 50% des Betrags reduziert werden, um den diese zuvor erhöht wurde, um den Mikrowellengenerator 18 einzuschalten. Insbesondere wird die Heizspannung um den gesamten Betrag reduziert, um den diese zuvor erhöht wurde.
-
Die 3 zeigt einen schematischen Ablauf der Schritte eines erfindungsgemäßen Verfahrens zum Einschalten des Mikrowellengenerators 18 für das Gargerät 10.
-
In einem ersten Schritt wird eine vorbestimmte Heizspannung an die Kathode 20 angelegt (S1). Dies dient zur Temperierung der Kathode 20. Mit anderen Worten wird die Kathode 20 auf eine bestimmte Kathodentemperatur erwärmt, um genügend Elektronen zum Erzeugen der Mikrowellenstrahlung freizusetzen.
-
Nach dem Anlegen der vorbestimmten Heizspannung an die Kathode 20 kann zunächst eine vorbestimmte Aufheizzeit zum Vorheizen der Kathode 20 eingehalten werden (S2). Insbesondere kann die Aufheizzeit einige Sekunden bis zu mehreren Minuten betragen. Letztendlich wird die Aufheizzeit so gewählt, dass die Kathode 20 möglichst gleichmäßig durchgeheizt ist, also eine konstante Temperatur aufweist, Insofern kann die Aufheizzeit auch von der Betriebsdauer der Kathode 20 abhängig sein bzw. entsprechend angepasst werden.
-
Als nächstes wird eine Anodenspannung zwischen der Kathode 20 und der Anode 22 eingeschaltet (S3). Grundsätzlich wird beim Einschalten der Anodenspannung versucht, die Anodenspannung zumindest auf den vorbestimmten Schwellenwert für die Anodenspannung einzustellen.
-
Dabei kann die Anodenspannung so eingeschaltet werden, dass diese über einen Zeitraum stufenweise oder kontinuierlich erhöht wird. Allerdings ist es auch denkbar, dass die Anodenspannung beim Einschalten direkt auf einen voreingestellten Spannungswert geschaltet wird.
-
Beim Einschalten der Anodenspannung kann ein Sollwert für die Anodenspannung vorgegeben werden, der mindestens dem Schwellenwert für die Anodenspannung entspricht, der im Speicher hinterlegt ist. Vorteilhafterweise wird ein Sollwert vorgegeben, der größer ist als der Schwellenwert.
-
Grundsätzlich ist es denkbar, dass die Anodenspannung auf den Sollwert innerhalb einer festgelegten Zeitspanne hochgefahren wird.
-
Nach dem Einschalten der Anodenspannung zwischen der Kathode 20 und der Anode 22 kann wahlweise eine Wartezeit eingehalten werden (S4).
-
Im nächsten Schritt wird festgestellt, ob der vorbestimmte Schwellenwert für die Anodenspannung erreicht worden ist (S5).
-
Hierbei wird die zwischen Anode 22 und Kathode 20 tatsächlich anliegende Anodenspannung erfasst und mit dem vorbestimmten Schwellenwert verglichen.
-
Falls der vorbestimmte Schwellenwert für die Anodenspannung nicht erreicht worden ist, insbesondere auch nicht nach mehreren Versuchen, vorzugsweise zwei oder drei Versuchen, beim Einschalten der Anodenspannung, wird im nächsten Schritt die Heizspannung an der Kathode 20 erhöht, um den Mikrowellengenerator 18 einzuschalten (S6).
-
Das Erhöhen der Heizspannung kann in einem Bereich von 0,01 bis 1,2 V erfolgen, vorzugsweise von 0,05 bis 0,5 V, besonders bevorzugt von 0,1 bis 0,25 V.
-
Die Schritte bestehend aus Einschalten der Anodenspannung (S3), wahlweise Einhalten einer Wartezeit (S4) und Feststellen, ob der vorbestimmte Schwellenwert erreicht wird (S5), können zu einem einzelnen Verfahrensschritt zusammengefasst sein, nämlich dem Durchführen einer Testsequenz (S7).
-
Das Durchführen der Testsequenz (S7) kann demnach anschließend an Schritt (S2) erfolgen.
-
Grundsätzlich kann die Testsequenz (S7) mehrmals hintereinander erfolgen, also die Schritte S3 bis S5, wie durch den Pfeil angedeutet ist. Beispielsweise wird die Testsequenz (S7) zwei, drei oder mehrmals hintereinander durchgeführt.
-
Ist nach dem Durchführen der Testsequenz (S7), insbesondere nach mehrmaligen Durchführen der Testsequenz (S7), der vorbestimmte Schwellenwert für die Anodenspannung nicht erreicht worden, folgt Schritt (S6), also ein Erhöhen der Heizspannung, wie bereits erläutert wurde.
-
Nach dem Erhöhen der Heizspannung an der Kathode 20 (S6) kann erneut die Testsequenz (S7) durchgeführt werden. Es kann zuvor eine vorbestimmte Karenzzeit (S8) eingehalten werden.
-
Eine solche Schleife aus den Schritten bestehend aus Durchführen der Testsequenz (S7), wahlweise mehrmaliges Durchführen der Testsequenz (S7) und Einhalten der Karenzzeit (S8), und Erhöhen der Heizspannung (S6) kann so oft durchgeführt werden, bis der vorbestimmte Schwellenwert für die Anodenspannung erreicht worden ist, sofern ein Grenzwert für die Heizspannung nicht überschritten wird.
-
Wird festgestellt, dass der vorbestimmte Schwellenwert für die Anodenspannung erreicht worden ist, so wird das Verfahren beendet und der Mikrowellengenerator 18 geht in den regulären Betrieb über (S9). Mit anderen Worten ist der Mikrowellengenerator 18 dann eingeschaltet.
-
Nach dem Einschalten des Mikrowellengenerators 18 kann die an die Kathode 20 angelegte Heizspannung wieder durch die Steuerung 26 reduziert werden (S10). Die Heizspannung wird beispielsweise um wenigstens 50% des Betrags reduziert, um den die Heizspannung zuvor erhöht wurde, insbesondere auch bei mehrmaligen Erhöhen gemäß der Schleife nach Schritt S7. Es kann dabei auch vorgesehen sein, die Heizspannung um den gesamten Betrag zu reduzieren, um den Heizspannung zuvor erhöht wurde.
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
-
Zitierte Patentliteratur
-
- EP 2854480 B1 [0008]
- WO 98011591 A1 [0009]
