DE10203609A1

DE10203609A1 - Lichtwellenofen mit schwenkbarem Lampenreflektor

Info

Publication number: DE10203609A1
Application number: DE10203609A
Authority: DE
Inventors: Martina Baecker; Wolfgang Fuchs; Bernhard Herold; Katrin Horn; Kurt Lintner; Andreas Nitschke; Martin Schulte; Martin Thaler
Original assignee: BSH Bosch und Siemens Hausgeraete GmbH
Current assignee: BSH Hausgeraete GmbH
Priority date: 2002-01-30
Filing date: 2002-01-30
Publication date: 2003-07-31
Also published as: US20030168440A1

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Lichtwellenofen mit einem Garraum (1) und mindestens einer auf einem Fahrweg (37) zwischen einer ersten Position (7a, 7b) und einer zweiten Position (8a, 8b) hin- und herfahrbaren Lichtwellen-Heizeinrichtung (2a, 2b). Um die von der Lichtwellen-Heizeinrichtung (2a, 2b) abgestrahlte Lichtwellenenergie im gesamten Lichtwellenofen möglichst gleichmäßig zu verteilen, wird vorgeschlagen, den Lampenreflektor (4a, 4b) im Lichtwellenofen schwenkbar anzuordnen. Dadurch wird eine Verbesserung der Randbräunung erreicht.

Description

Die Erfindung betrifft einen Lichtwellenofen mit einem Garraum und mindestens einer auf einem Fahrweg zwischen einer ersten Position und einer zweiten Position hin- und herfahrbaren Lichtwellen-Heizeinrichtung zum Erhitzen eines im Garraum befindlichen Gargutes und mit mindestens einem Lampenreflektor zum Reflektieren und/oder Fokussieren der von der Lichtwellen-Heizeinrichtung erzeugten Lichtwellen in Richtung des Gargutes.
Bei Lichtwellenöfen handelt es sich um Öfen, die mittels sichtbarer und infraroter Strahlung das Gargut erwärmen. Durch das Einwirken von sichtbarer, fast sichtbarer und infraroter Strahlung hoher Intensität auf das Gargut wird ein sehr schnelles und qualitativ hochwertiges Koch- und Backverfahren bereitgestellt. Die Kochzeiten liegen in etwa in dem Zeitrahmen, der vom Gebrauch bei Mikrowellenöfen bekannt ist, wobei eine Bräunung erreicht wird, wie diese von gebräuchlichen Backöfen bekannt ist.
Ein gattungsgemäßer Lichtwellenofen ist beispielsweise aus der WO 00/40912 A1 bekannt. Bei diesem bekannten Lichtwellenofen ist der Garraum durch eine obere lichtdurchlässige Deckenwand und eine untere lichtdurchlässige Bodenwand begrenzt. Oberhalb der lichtdurchlässigen Deckenwand ist eine obere Lichtwellen-Heizeinrichtung in einem vom Garraum getrennten oberen Kanal hin- und herfahrbar angeordnet. Unterhalb der lichtdurchlässigen Bodenwand ist eine untere Lichtwellen-Heizeinrichtung in einem vom Garraum getrennten unteren Kanal hin- und herfahrbar angeordnet. Als Licht- /Strahlungsquellen werden bei den bekannten Lichtwellenöfen Wolfram-Quarz- Halogenlampen, wie beispielsweise Quarzbogenlampen verwendet.
Aufgrund der Ausbildung einer fahrbaren Lichtwellen-Heizeinrichtung, die von einer ersten Position in eine zweite Position und wieder zurück verfahrbar ist, ergibt sich der Nachteil, dass zum einen die Fahrgeschwindigkeit nicht konstant bleibt und somit die von der bewegten Lichtwellen-Heizeinrichtung ausgesandte Lichtwellenenergie nicht gleichmäßig auf das Gargut verteilt wird und andererseits wegen der Größe der Lichtwellen-Heizeinrichtung und der Kompaktheit des Lichtwellenofens die Randbereich nicht vollständig ausgestrahlt werden können. Durch diese Nachteile wird das Gargut insbesondere im Randbereich des Lichtwellenofens nicht gleichmäßig bzw. ungenügend gegart bzw. gebräunt.
Aufgabe der Erfindung ist es einen gattungsgemäßen Lichtwellenofen dahingehend zu verbessern, dass die von der Lichtwellen-Heizeinrichtung abgestrahlte Lichtwellenenergie im gesamten Lichtwellenofen möglichst gleichmäßig verteilt werden kann.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass mindestens ein Lampenreflektor schwenkbar im Lichtwellenofen angeordnet ist.
Aufgrund der Schwenkbarkeit des Lampenreflektors kann die Verteilung der von der Strahlungslampe ausgesandten Lichtwellenenergie im Lichtwellenofen nicht nur durch hin- und herfahren der Strahlungslampe beeinflusst werden, sondern auch durch das Schwenken des Lampenreflektors.
Es hat sich beispielsweise gezeigt, dass bei Gargütern die insbesondere in der Bewegungsrichtung der Strahlungslampen annähernd den gesamten Garraum einnehmen, die Ränder des Gargutes weniger stark gebräunt werden als der mittlere Bereich des Gargutes. Dies liegt daran dass zum einen die ausgesandten Lichtwellen auf der Oberfläche des Gargutes in einem Fokus gebündelt werden um eine gute Bräunung zu erlangen und andererseits daran, dass Aufgrund der räumlichen Ausdehnung der Strahlungslampen im Ofen, der Fokus der Lichtwellen nicht bis ganz an den Rand des Garraumes strahlen kann. Deshalb wird das Gargut im Randbereich weniger stark gebräunt. Eine gewisse Verbesserung der Randbräunung kann erreicht werden, wenn die Strahlungslampen in der Nähe der Wendepositionen des Fahrweges, also am Rand des Garraumes langsamer verfahren werden oder sogar in den Wendepositionen für eine gewisse Zeit angehalten werden, wodurch eine erhöhte Lichtenergiemenge auf das Gargut übertragen wird. Bezüglich einer gleichmäßigen Bräunung können damit jedoch noch keine zufriedenstellenden Ergebnisse erhalten werden.
Aufgrund der Schwenkbarkeit des Lampenreflektors kann der Fokus der ausgesandten Lichtwellen in Fahrtrichtung oder entgegen der Fahrtrichtung der Lichtwellen-Heizeinrichtung verschoben werden. Vorzugsweise wird der Lampenreflektor in Fahrtrichtung zur anzufahrenden Garraumwand hin verschwenkt.
Im allgemeinen genügt es allein den Lampenreflektor zu verschwenken. Die Strahlungslampe muss nicht zwingender Weise mitgeschwenkt werden, insbesondere dann nicht, wenn die Strahlungslampe im Fokus des Lampenreflektors angeordnet ist. Wird als Lichtwellen-Heizeinrichtung eine stabförmige Strahlungslampe verwendet, so ist der Lampenreflektor rinnenförmig ausgebildet. Wenn der Lampenreflektor ohne die Strahlungslampe schwenkbar sein soll, so sollte die Schwenkachse des Lampenreflektors durch seine Brennpunkteachse verlaufen, damit der Fokus des ausgesandten Strahlenbündels erhalten bleibt.
Wenn der Lampenreflektor zusammen mit der Strahlungslampe eine Baueinheit bildet kann vorzugsweise die gesamte Baueinheit, also Lampenreflektor zusammen mit der Strahlungslampe verschwenkt werden. Bilden der Lampenreflektor und die Strahlungslampe eine Baueinheit werden diese miteinander im Lichtwellenofen hin- und hergefahren.
Der Lampenreflektor kann in einer mittleren Streckenlänge des Fahrweges in einer Grundstellen verbleiben, in der die optische Achse des vom Reflektor ausgehenden Strahlenbündels senkrecht zum Fahrweg der Lichtwellen-Heizeinrichtung verläuft. Ist die Lichtwellen-Heizeinrichtung an der Decke der Muffel angeordnet und erfolgt das hin- und herfahren in einer horizontalen Ebene, strahlt der Lampenreflektor das Licht in der Grundstellung senkrecht nach unten auf das Gargut. Der Lampenreflektor befindet sich vorzugsweise in einer mittleren Streckenlänge von 70-95% des gesamten Fahrweges in der Grundstellung.
Der schwenkbare Lampenreflektor kann mittels einer Schwenkeinrichtung bewegt werden. Die Schwenkeinrichtung kann ein mit dem Lampenreflektor gekoppeltes Getriebe umfassen, das motorisch, insbesondere elektromotorisch angetrieben ist. Die Schwenkeinrichtung des Lampenreflektors, bzw. der Baueinheit von Lampenreflektor und Strahlungslampe, kann auch mittels der Fahrbewegung der Lichtwellen-Heizeinrichtung betätigt werden. Dazu ist am Lampenreflektor bzw. an der Baueinheit von Lampenreflektor und Strahlungslampe ein Hebel angeordnet, der mit einem Anschlag am jeweiligen Ende des Fahrweges im Garraum angeordnet ist. Aufgrund der Fahrbewegung in Richtung des Fahrwegendes an der jeweiligen Garraumwand, wird der am Lampenreflektor bzw. an der Baueinheit von Lampenreflektor und Strahlungslampe angeordnete Hebel gegen den Anschlag im Garraum gefahren, wodurch eine Kraft auf den Hebel ausgeübt wird, die den Lampenreflektor schwenkt. Nach dem Wenden der Fahrbewegung der Lichtwellen-Heizeinrichtung wird der Hebel von dem Anschlag weg bewegt und ein mit dem Hebel gekoppelter Federmechanismus stellt sicher, dass der Hebel in seine Ausgangslage zurückkehrt, wenn der Anschlag verlasen ist. Durch das Zurückkehren des Hebels in die Ausgangslage wird der Lampenreflektor bzw. der Baueinheit von Lampenreflektor und Strahlungslampe in die Grundstellung zurückgeschwenkt.
Es zeigen
Fig. 1 eine perspektivische Ansicht des Ofengehäuses eines erfindungsgemäßen Lichtwellenofens mit hin- und herfahrbarer Lichtwellen-Heizeinrichtung;
Fig. 2 einen schematischen Querschnitt durch den Lichtwellenofen;
Fig. 3 eine schematischen Querschnitt durch den Lichtwellenofen mit schwenkbarem Reflektor;
Fig. 4 eine schematische Darstellung verschiedener Schwenkpositionen.
In Fig. 1 ist eine bevorzugte Ausgestaltung eines Lichtwellenofens in perspektivischer Ansicht mit hin- und herfahrbarer Lichtwellen-Heizeinrichtung dargestellt. Der Garraum 1 ist von dem Ofengehäuse 13 umschlossen und besitzt an seiner Vorderseite eine Öffnung 14 zum Zuführen des Gargutes 3 in den Garraum 1. Oberhalb des Garraumes 1 und unterhalb des Garraumes 1 ist jeweils eine hin- und herfahrbare Lichtwellen-Heizeinrichtung 2 angeordnet. Die oberhalb des Garraumes 1 angeordnete Lichtwellen-Heizeinrichtung 2a umfasst eine obere Strahlungslampe 5a und einen oberen Lampenreflektor 4a. Die unterhalb des Garraumes 1 angeordnete Lichtwellen-Heizeinrichtung 2b umfasst eine untere Strahlungslampe 5b und einen unteren Lampenreflektor 4b. Jeder Lichtwellen- Heizeinrichtung 2a, 2b ist an einer eigenen Bewegungseinrichtung 6a, 6b hin- und herfahrbar befestigt. Die obere Bewegungseinrichtung 6a wird über einen Seilzug 52 und eine Umlenkrolle 53 und einem oberen Getriebe 11a mittels des Schrittmotors 10a angetrieben. Die untere Bewegungseinrichtung 6b wird in gleicher Weise wie die obere Bewegungseinrichtung 6a jedoch unabhängig von dieser mittels des unteren Schrittmotors 10b angetrieben.
Der in Fig. 2 dargestellte schematische Querschnitt durch den Lichtwellenofen zeigt den Garraum 1 mit einem auf dem Gargutträger 9 aufgelegten Gargut 3. Die obere Lichtwellen- Heizeinrichtung 2a umfasst die Strahlungslampe 5a und den Lampenreflektor 4a. Die untere Lichtwellen-Heizeinrichtung 2b umfasst die Strahlungslampe 5b und den Lampenreflektor 4b. Die obere Lichtwellen-Heizeinrichtung 2a ist auf einen Fahrweg von einer ersten Position 7a in eine zweite Position 8a mittels der Bewegungseinrichtung 6a hin- und herfahrbar. Der Antrieb der Bewegungseinrichtung 6a erfolg über den Schrittmotor 10a. Die untere Lichtwellen-Heizeinrichtung 2b ist auf einen Fahrweg von einer ersten Position 7b in eine zweite Position 8b mittels der Bewegungseinrichtung 6b hin- und herfahrbar. Der Antrieb der Bewegungseinrichtung 6b erfolg über den Schrittmotor 10b. Ein Endschalter 12a sorgt für ein Signal zur Bewegungsumkehr der oberen Lichtwellen-Heizeinrichtung 2a in der ersten Position 7a. Ein Endschalter 12b sorgt für ein Signal zur Bewegungsumkehr der oberen Lichtwellen-Heizeinrichtung 2a in der zweiten Position 8a. Ein Endschalter 12c sorgt für ein Signal zur Bewegungsumkehr der unteren Lichtwellen-Heizeinrichtung 2b in der zweiten Position 8b. Ein Endschalter 12d sorgt für ein Signal zur Bewegungsumkehr der unteren Lichtwellen-Heizeinrichtung 2b in der ersten Position 7b.
In Fig. 3 ist ein mechanisch schwenkbare Lampenreflektor/Strahlungslampen-Einheit gezeigt. Der Lampenreflektor 4a bildet zusammen mit der Strahlungslampe 5a die schwenkbare Lichtwellen-Heizeinrichtung 2a. Diese Lampenreflektor/Strahlungslampen- Einheit ist um die Achse der stabförmigen Strahlungslampe 5a schwenkbar. Damit verbunden ist ein nach oben ragender Hebel 43, welcher die Lichtwellen-Heizeinrichtung 2a schwenkt. In der Nähe der Frontplatte 18 ist in dem Lichtwellenofen der Anschlag 44 befestigt. Durch das Fahren der Lichtwellen-Heizeinrichtung 2a gegen die erste Position 7a wird der Hebel 43 gegen den Anschlag 44 gedrückt und der Hebel 43 schwenkt die Lichtwellen-Heizeinrichtung 2a in Richtung auf die Frontplatte 18 zu.
Am anderen Ende des Fahrweges erfolgt das Schwenken der Lichtwellen-Heizeinrichtung 2a in gleicher Weise, indem der Hebel 43 gegen einen weiteren Anschlag der zweiten Schwenkeinrichtung 25a fährt, wodurch der Hebel 43 die Lichtwellen-Heizeinrichtung 2a in Richtung der Rückwand 17 schwenkt.
An der unteren Lichtwellen-Heizeinrichtung 2b ist der Lampenreflektor 4b in der Grundstellung 39 dargestellt. Diese Grundstellung 39 wird durch ein Kräftegleichgewicht am Hebel 43 erreicht, der mittels eines Federmechanismus 45, bestehend aus zwei am oberen Ende des Hebels 43 angreifender Zugfedern eingestellt ist.
Fig. 4 zeigt eine mögliche Ansteuerung der Schwenkbewegung des Lampenreflektors 4a. In einer mittleren Streckenlänge 38 befindet sich der Lampenreflektor 4a in der Grundstellung 39. In der ersten Position 7 ist der Lampenreflektor 4a in eine erste Schwenkstellung 40 nach außen in Richtung der dortigen Garraumwand verschwenkt. In der zweiten Position 8 ist der Lampenreflektor 4a in eine zweite Schwenkstellung 41 nach außen in Richtung der dortigen Garraumwand verschwenkt. Das Schwenken des Reflektors erfolgt über eine Schwenkeinrichtung 24a, die mit einem elektrischen Antriebsmotor 42 verbunden ist. Bezugszeichenliste 1 Garraum
2, 2a, 2b Lichtwellen-Heizeinrichtung
3 Gargut
4a, b, c, d Lampenreflektor
5a, b, c, d Strahlungslampe
6a, 6b Bewegungseinrichtung
7a, 7b erste Position
8a, 8b zweite Position
9 Gargutträger
10a, 10b Schrittmotor
11a, 11b Getriebe
12a, b, c, d Endschalter
13 Ofengehäuse
14 Öffnung
15 Schublade
16a, 16b Seitenwand
17 Rückwand
18 Frontplatte
19 Deckplatte
20 Rahmen
21 Scheibe
22 Stelleinrichtung
23a, 23b Halterung
24a, 24b erste Schwenkeinrichtung
25a, 25b zweite Schwenkeinrichtung
26a oberer Kanal
26b unterer Kanal
27a, 27b lichtdurchlässige Scheibe
28a deckenseitige Wand
28b bodenseitige Wand
29a, 30a Strukturelemente im oberen Kanal
29b, 30b Strukturelemente im unteren Kanal
31a, 31b Eintrittsöffnungen
32a, 32b Kanalabschnitte
33 Bodenplatte
34a, b, c Durchbrüche
35 Leiteinrichtung
36a, 36b Austrittsöffnungen
37 Fahrweg
38 mittlere Streckenlänge
39 Grundstellung
40 erste Schwenkstellung
41 zweite Schwenkstellung
42 motorischer Antrieb
43 Hebel
44 Anschlag
45 Federmechanismus
46 Rollen
47 Kulissen
48 Motor
49 Dichtung
50 elliptische Kurve
51 parabolische Kurve
52 Seilzug
53 Umlenkrolle
54 Anschlag
55 Lüfter
56 Nase

Claims

1. Lichtwellenofen mit einem Garraum (1) und mindestens einer auf einem Fahrweg (37) zwischen einer ersten Position (7a, 7b) und einer zweiten Position (8a, 8b) hin- und herfahrbaren Lichtwellen-Heizeinrichtung (2a, 2b) zum Erhitzen eines im Garraum (1) befindlichen Gargutes (3) und mit mindestens einem Lampenreflektor (4a, 4b) zum Reflektieren und/oder Fokussieren der von der Lichtwellen-Heizeinrichtung (2a, 2b) erzeugten Lichtwellen in Richtung des Gargutes (3), dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Lampenreflektor (4a, 4b) schwenkbar im Lichtwellenofen angeordnet ist.

2. Lichtwellenofen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Lampenreflektor (4a, 4b) zusammen mit der mindestens einen Lichtwellen-Heizeinrichtung (2a, 2b) hin- und herfahrbar ist.

3. Lichtwellenofen nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Lampenreflektor (4a, 4b) in einer mittleren Streckenlänge (38) des Fahrweges (37) in einer Grundstellung (39) derart ausgerichtet ist, dass die optische Achse eines vom Reflektor (4a, 4b) ausgehenden Lichtwellenbündels senkrecht zum Fahrweg (37) der Lichtwellen-Heizeinrichtung (2a, 2b) verläuft.

4. Lichtwellenofen nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die mittlere Streckenlänge (38) 70-95% des gesamten Fahrweges (37) beträgt.

5. Lichtwellenofen nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Lichtwellenofen eine erste Schwenkeinrichtung (24a, 24b) umfasst, zum Verschwenken des Lampenreflektor (4a, 4b) der Lichtwellen- Heizeinrichtung (2a, 2b) aus der Grundstellung (39) in eine erste Schwenkstellung (40).

6. Lichtwellenofen nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnea, dass in der ersten Schwenkstellung (40) die optische Achse eines vom Lampenreflektor (4a, 4b) ausgehenden Lichtwellenbündels um einen Winkelbetrag in Richtung einer der ersten Position (7a, 7b) nächstgelegene Garraumwand (16a, 16b, 17, 18) verschwenkt ist.

7. Lichtwellenofen nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Lichtwellenofen eine zweite Schwenkeinrichtung (25a, 25b) umfasst, zum Verschwenken des Lampenreflektors (4a, 4b) der Lichtwellen- Heizeinrichtung (2a, 2b) aus der Grundstellung (39) in eine zweite Schwenkstellung (41).

8. Lichtwellenofen nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass in der zweiten Schwenkstellung (41) die optische Achse eines vom Lampenreflektor (4a, 4b) ausgehenden Lichtwellenbündels um einen Winkelbetrag in Richtung einer der zweiten Position (8a, 8b) nächstgelegene Garraumwand (16a, 16b, 17, 18) verschwenkt ist.

9. Lichtwellenofen nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnea, dass die mindestens eine Lichtwellen-Heizeinrichtung (2a, 2b) eine stabförmige Strahlungslampe (5a, 5b) und einen rinnenförmigen Lampenreflektor (4a, 4b) umfasst.

10. Lichtwellenofen nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der rinnenförmige Lampenreflektor (4a, 4b) in Bezug auf die stabförmige Strahlungslampe (5a, 5b) schwenkbar ist.

11. Lichtwellenofen nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der rinnenförmige Lampenreflektor (4a, 4b) um seine Brennpunkteachse schwenkbar ist.

12. Lichtwellenofen nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der rinnenförmige Lampenreflektor (4a, 4b) zusammen mit der stabförmigen Strahlungslampe (5a, 5b) schwenkbar ist.

13. Lichtwellenofen nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Lampenreflektor (4a, 4b) während dem Hin- und Herfahren der Lichtwellen-Heizeinrichtung (2a, 2b) schwenkbar ist.

14. Lichtwellenofen nach einem der Ansprüche 5 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Schwenkeinrichtung (24a, 24b) einen motorischen Antrieb (42) ausweist, der mit dem Lampenreflektor (4a, 4b) gekoppelt ist.

15. Lichtwellenofen nach einem der Ansprüche 5 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Schwenkeinrichtung (24a, 24b) einen mit dem Lampenreflektor (4a, 4b) gekoppelten Hebel (43) und einen im Garraum befestigten Anschlag (44) aufweist und der Lampenreflektor (4a, 4b) durch Bewegen des Hebels gegen den Anschlag schwenkbar ist.

16. Lichtwellenofen nach einem der Ansprüche 3 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass der Lampenreflektor (4a, 4b) durch einen Federmechanismus (45) in der Grundstellung (39) gehalten wird.

17. Lichtwellenofen nach einem der Ansprüche 9 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass die stabförmige Strahlungslampe (2a, 2b) parallel zu dem rinnenförmigen Lampenreflektor (4a, 4b) ausgerichtet ist.

18. Lichtwellenofen nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnea, dass die Symmetrieachse der stabförmigen Strahlungslampe (2a, 2b) entlang der Brennpunkteachse des rinnenförmigen Lampenreflektors (4a, 4b) verläuft.

19. Lichtwellenofen nach Anspruch 17 oder 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Erzeugende des rinnenförmigen Lampenreflektors (4a, 4b) ein Ellipsenabschnitt, ein Parabelabschnitt, oder eine zwischen diesen liegender Kurvenabschnitt ist.

20. Lichtwellenofen nach einem der Ansprüche 1 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine Lichtwellen-Heizeinrichtung (2a) in einem Kanal (26a) oberhalb des Garraumes (1) und mindestens eine Lichtwellen-Heizeinrichtung (2b) in einem Kanal (26b) unterhalb des Garraumes (1) angeordnet ist.

21. Lichtwellenofen nach einem der Ansprüche 1 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Lichtwellen-Heizeinrichtung (2a, 2b) in vorgegebenen Zeitabschnitten ein- bzw. ausschaltbar ist.