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Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung
zur Erhitzung von Lebensmitteln in einem elektrisch gesteuerten Ofen.
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Die Erfindung ist insbesondere auf das Erhitzen von Lebenmitteln in
einem elektrisch gesteuerten Ofen anwendbar, bei welchem die Erhitzungszeiten für
verschiedene Lebensmittel verschieden sind, wobei jedoch eine kleine Abweichung
von der richtigen Erhitzungszeit das zu erhitzende Produkt verderben oder schädigen
kann, wie dies z. B. der Fall ist, wenn die Erhitzung der Lebensmittel in einem
Mikrowellenofen erfolgt.
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Die Erfindung hat inbsesondere die Aufgabe, die Erhitzung von Lebensmitteln
in elektrisch gesteuerten Öfen in einfacher und wirksamer Weise zu regeln, damit
keine Schädigung der Lebensmittel eintritt.
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Das Verfahren gemäß der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß
mit vorbestimmten Merkmalen versehene, gegebenenfalls verpackte Lebensmittel zunächst
einer Fühleinrichtung, welche auf die vorgewählten Merkmaie anspricht und auf elektrischem
Wege eine Steuerung des Ofens herbeiführt, und dann mittels einer Fördereinrichtung
dem Ofen zur Ausführung der Erhitzung zugeführt werden.
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Eine zweckmäßige Vorrichtung zur Ausführung des Verfahrens gemäß der
Erfindung umfaßt eine Fühleinrichtung, welche auf die vorgewählten, an den Lebensmitteln
befindlichen Merkmale anspricht und elektrisch mit einer Steuereinrichtung zur Bestimmung
des Umfangs der Erhitzung im Ofen verbunden ist, und eine Fördereinrichtung zur
überführung der Lebensmittel in den Ofen.
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Die Fühleinrichtung weist vorzugsweise eine Anzahl von Steuerelementen,
wie Mikroschalter, auf, von denen ausgewählte Steuerelemente durch Eingriff mit
vorgewählten Löchern in dem Flansch eines Behälters für das besonders zu erhitzende
Lebensmittel betätigbar sind. F i g.1 ist eine Draufsicht auf eine Vorrichtung gemäß
der Erfindung; F i g. 2 ist ein Schnitt nach der Linie II-II in F i g. 1; F i g.
3 ist ein Schnitt nach der Linie III-III in F i g.1, und F i g. 4 ist ein elektrisches
Schaltbild der Maschine. In den F i g. 1 bis 3 sind zur Vereinfachung der Darstellung
Teile weggelassen worden und nur die zum Verständnis der Erfindung erforderlichen
Teile veranschaulicht. Die Vorrichtung ist zur Verwendung bei der Erhitzung eines
in einem thermoplastischen Behälter 1 verpackten Lebensmittels durch Mikrowellen
bestimmt. Der Behälter wird, wie gezeigt, von einem schalen- oder trogartigen Gefäß
2 gebildet, das einen aufgesiegelten oder aufgeschweißten Deckel 3 aufweist, wobei
sich ein Flansch, der von dem Umfang des Deckels und einer Lippe des Behälters dargestellt
ist, sich rund um den Behälter erstreckt. Der sich auf der linken Seite (in den
F i g. 1 und 2) befindliche Teil des Flansches ist breiter und hat zwei Löcher 4
und 5 (vgl. F i g. 1). An Stelle des Loches 5 kann auch ein Loch in irgendeiner
der Stellungen 6, 7, 8, 9 oder 10 vorhanden sein, wobei ein Paar von Löchern, das
durch Kombination von 4 mit irgendeinem Loch von 5 bis 10 gebildet ist, ein vorgewähltes
Merkmal für die bei der Vorrichtung zu benutzenden Behälter darstellt.
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Auf dem Oberteil 11 eines Wagens ist eine Halte-oder Festlegeschale
12 mittels Niete befestigt. Die Schale 12 hat drei Seiten und ist so bemessen, daß
der Behälter 1 in die Schale von links (F i g. 3) eingeschoben werden kann, so daß
der Behälter auf dem Wagen genau festgelegt ist. Um den Behälter leicht in die Schale
12 schieben zu können, ist eine Plattform 13 mit seitlichen Führungen 14 vorgesehen.
An der Unterseite des Wagenoberteils 11 befindet sich an jedem Ende je ein Rahmen
15 und 16. Ein Paar von Rollen 17, 18 ist an jeder Seite jedes Rahmens 15, 16 gelagert.
Die beiden Rollenpaare auf der linken Seite des Wagens in F i g. 3 stehen mit einer
an dem Gestell der Vorrichtung befestigten Stange 19 im Eingriff und laufen auf
dieser, und die beiden Rollenpaare auf der anderen Seite stehen mit einer festen
Stange 20 im Eingriff und laufen auf dieser. Der Wagen kann sich von der in den
F i g.1 und 2 gezeigten Stellung nach rechts bewegen, bis das untere Glied des Rahmens
15 auf einen Anschlag 21 trifft, der einen Mikroschalter S$ trägt. Der Behälter
1 befindet sich dann in der Stellung 1', welche strichpunktiert in F i g. 2 gezeigt
ist. Während dieser Bewegung geht der Behälter 1 in einen Mikrowellenofen
22 (F i g. 2), von dem nur ein Teil einer Wand 23 gezeigt ist. Diese Wand 23 hat
eine Öffnung 24, welche den Ofeneingang bildet; diese Öffnung kann durch eine schwenkbar
angeordnete Tür 25 geschlossen werden. Die Tür 25 wird gewöhnlich durch eine Wand
26 längs der Rückkante (rechte Kante in F i g. 3) des Wagenoberteils 11 offengehalten,
wie dies in F i g. 2 gezeigt ist. Das Ende der Wand 26, links in F i g. 2, ist abgeschrägt,
so daß die Tür 25 schließt, nachdem der Behälter 1 vollständig durch die Ofenöffnung
24 gegangen ist, bevor er jedoch die Stellung 1' erreicht hat. Ein Anschlag 27 gewährleistet
dann, daß die Tür vollständig geschlossen ist (wie dies strichpunktiert in F i g.
2 gezeigt ist), wenn der Behälter die Stellung 1' erreicht. Das abgeschrägte Ende
der- Wand 26 öffnet selbsttätig die Tür 25, wenn der Wagen nach links zurückgeführt
wird. Ein Paar von endlosen Treibriemen 28 geht über Scheiben 29, die auf Wellen
30 und 31 angeordnet sind, welche ihrerseits in Stützen 32 bzw. 33 gelagert sind.
Die Welle 30 trägt ein Zahnrad 34 (F i g. 3), welches durch ein Getriebezahnrad
35 (F i g. 1) auf einer Nockenwelle 36 angetrieben wird, wobei das Zahnrad 35 von
einem Motor M (F i g. 4) getrieben wird. Ein Arm 37, der von jedem Treibriemen 28
getragen wird, trägt eine Stange 38. Eine Drehung der Nockenwelle 36 entgegengesetzt-
dem Uhrzeigersinn in F i g. 2 bewegt die Treibriemen 28 im Uhrzeigersinn, wie dies
durch Pfeile angedeutet ist, und bewirkt, daß die Stange 38 mit einem Lappen 39
in Eingriff tritt, der von dem oberen- Teil- des Rahmens 15 herabhängt; eine weitere
Bewegung der Stange 38 bewegt den Wagen nach rechts in Fi g: 2, bis der Behälter
die Stellung 1' erreicht. Dann bewegt sich die Stange 38 außer Eingriff mit dem
Lappen 39, wenn die Arme 37 sich um die Scheiben 29 auf der Welle 31 bewegen. Die
Stange 38 tritt dann mit einem Lappen 40 in Eingriff, die sich von dem unteren Glied
des Rahmens 15 nach oben erstreckt, und der Wagen wird in die in F i g. 2 gezeigte
Stellung zurückgeführt, wobei die Stange 38 außer Eingriff mit dem Lappen 40 kommt,
wenn die Arme 37 um die Scheiben 29 auf der Welle 30 gehen. Der Wagen, die Schale
12, die Riemen 28 und der zugehörige Antriebsmechanismus stellen die genannte Fördereinrichtung
dar.
Wenn der Behälter 1 zwischen den Führungen 14 in der Richtung
des Pfeiles in F i g. 1 in die Schale 12 bewegt wird, schiebt sich der Teil des
Flansches, der die Löcher 4 und 5 enthält, in eine Nut 41 in einer Wand 42 eines
Gehäuses für einen Teil der genannten Fühleinrichtung ein. Der Eingang in die Nut
41 ist erweitert, wie dies bei 43 in F i g. 3 gezeigt ist; hierdurch wird der Flansch
in die Nut 41 geführt und eine Berichtigung jeglicher Verformung des Flansches ermöglicht.
Anschließend an die Wand 42 befinden sich Relais A, B, C, D, E und F, von
denen jedes einen zugeordneten Mikroschalter S2, S3, S4, S5, SC, bzw. S7 hat, die
darunter angeordnet sind. Es ist ferner ein Mikroschalter S1 vorhanden. Jeder der
Mikroschalter S1 bis S7 hat einen schwenkbar angeordneten Betätigungsarm
44 mit einem nach unten gebogenen Ende 45. Die Arme 44 werden
gewöhnlich durch einen Hebel 46 mit einem verbreiterten Ende 47 waagerecht gehalten.
Der Hebel 46 ist bei 48 schwenkbar angeordnet und wird gewöhnlich gegen die Arme
44 durch einen am Hebel befindlichen Nockenfolgeteil 49 in angehobener Stellung
gehalten, der auf einem hohen Teil 50 eines Nockens oder einer Kurvenscheibe 51
ruht, die auf der Nockenwelle 36 angebracht ist. Wenn der Nocken 51 entgegengesetzt
dem Uhrzeigersinn in F i g. 2 gedreht wird, so daß der Nockenfolgeteil 49 auf den
niedrigeren Teil 52 des Nockens 51 fällt, fällt der Hebel 46 in die
in F i g. 2 gezeigte Stellung, und die Arme 44 sind frei, um nach unten in die Stellung
53 zu schwenken. Wenn jedoch der Flansch des Behälters 1 in der Nut 41 liegt, ruhen
die Enden 45 der Arme 44 auf diesem Flansch, so daß die Arme nicht nach unten schwenken
können. Wenn jedoch ein Loch in dem Flansch unter einem Ende 45 liegt, dann kann
dieses Ende 45 nach unten durch das Loch treten, so daß dieser Arm sich in die Stellung
53 bewegt. Wenn ein Arm 44 in die Stellung 53 schwingt, schließt er den Mikroschalter,
zu dem er gehört.
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Eine Schneidevorrichtung ist so angeordnet, daß sie angrenzend an
die Nut 41 schneidet. Die Schneidevorrichtung hat eine untere Klinge 55, die an
der Wand 42 befestigt ist, und eine bewegbare Klinge 56, die bei 57 an der Wand
42 schwenkbar angebracht ist. Ein Block 58, der ein Durchbohrwerkzeug 59 trägt,
ist in der Nähe des Endes der Klinge 56, das von dem Schwenkpunkt 57 entfernt ist,
angeordnet. Ein bei 61 schwenkbar gelagerter Hebel 60 ist mit einem Ende durch ein
Kugelgelenk mit dem Block 58 verbunden. Eine Rolle 62, die an dem anderen Ende des
Hebels 60 angeordnet ist, läuft in einer Nut in einem Nockenrad 63, das auf der
Nockenwelle 36 angebracht ist. Diese Nockennut hält gewöhnlich die Klinge 56 in
der angehobenen Stellung, wie in den F i g. 2 und 3 gezeigt ist. Nachdem die Nockenwelle
sich gedreht hat, um den Hebel 46 zu senken, jedoch bevor die Stange 38 mit dem
Lappen 39 in Eingriff tritt, bewirkt die Nockennut, daß sich die Klinge 56 um den
Schwenkpunkt 57 hin-und herbewegt, um von dem Behälter 1 den Teil des Flansches
in der Nut 41 abzuschneiden. Während dieser Hin- und Herbewegung der Klinge 56 durchbohrt
das Bohrwerkzeug 59 den Deckel 3 des Behälters 1. Zwei in Abstand voneinander angeordnete
Arme 65 sind schwenkbar auf einer Welle 66 angeordnet, und jeder Arm wird durch
eine Feder 67 in der in F i g. 2 gezeigten Stellung gehalten. Jeder Arm 65 hat ein
kurzes nach oben gerichtetes Ende 68. Einmal bei jeder Umdrehung der Nockenwelle
36 bewirkt ein Nockenrad 69, daß die Arme 65 entgegengesetzt dem Uhrzeigersinn schwenken,
so daß die Enden 68 durch Schlitze 70 gehen, die in F i g. 2 strichpunktiert gezeigt
sind, um den abgeschnittenen Teil des Flansches aus der Nut 41 auszuwerfen. Dieses
Auswerfen findet statt, während der erhöhte Teil 50 des Nockens 52 die Arme 44 in
ihrer oberen Stellung hält.
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Das elektrische Schaltbild in F i g. 4 wird nachstehend näher beschrieben.
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Die Klemmen L und N dienen dem Anschluß an ein Wechselstromnetz. Ein
Widerstand R1 liegt in Reihe mit dem Mikroschalter S1, der mit den Mikroschaltern
S2, S3, S4, S5, S, und S7 verbunden ist, von denen jeder in Reihe mit einem Relais
A, B, C, D, E
bzw. F liegt. Wenn der Mikroschalter S1 geschlossen ist und
irgendeiner der Mikroschalter S2 bis S7 ebenfalls geschlossen ist, wird eines der
Relais A bis F erregt, so daß die drei Kontakte mit dem gleichen Buchstaben wie
das erregte Relais geschlossen werden. Wenn z. B. S1 und S7 geschlossen werden,
wobei so das Relais F erregt wird, dann werden die Kontakte FI, F2 und F3 geschlossen.
Das Schließen irgendeines der Kontakte A1 bis F1 erregt das Relais K, dessen Wirkung
später beschrieben wird. Das Schließen irgendeines der Kontakte A" bis F2 schaltet
eine in Reihe liegende Lampe L2 bis L7 ein. Der Wert des Widerstandes R1 wird so
gewählt, daß, wenn mehr als einer der Mikroschalter S2 bis S7 geschlossen werden,
der Spannungsabfall an den entsprechenden Relais dann nicht ausreicht, um eines
von ihnen zu betätigen. Die Kontakte G2 und G3 regeln die Kraftzufuhr zu dem Mikrowellenofen.
Die Mikroschalter S1 bis S7, ihre Betätigungsarme 44, der Hebel 46, die Relais A
bis F und K und die Kontakte, welche diese Relais betätigen, umfassen die genannte
Fühleinrichtung.
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Ein Gleichrichter Q und neongefüllte Stabilisatorröhren TI und T2
führen stabilisierte Gleichströme dem Rest des Netzes, das rechts von den Röhren
TI und T2 angeschaltet ist, zu. Die Betätigung des Mikroschalters SR, um den Kontakt
11 zu schließen und den Kontakt 12 zu öffnen, erregt augenblicklich ein Relais G,
während ein Kondensator UI geladen wird. Diese augenblickliche Erregung des Relais
G schließt die Kontakte GI, um das Relais G anzuhalten. Zu der gleichen Zeit werden
die Kontakte G2, G3 und G4 geschlossen, die Kontakte G5 geöffnet und die Quecksilberkontakte
Ga augenblicklich geschlossen. Nach der anfänglichen Betätigung des Mikroschalters
S$ zur Erregung des Relais G hat eine weitere Betätigung des Mikroschalters S8 keine
Wirkung, während das Relais G über die Kontakte GI und H3 erregt bleibt. Ein Schließen
der Kontakte G4 bewirkt, daß ein Kondensator U2 in einer vorbestimmten Zeit durch
einen Zeitkreis aufgeladen wird, der mit demjenigen der Kontakte A3 bis F3, der
geschlossen ist, verbunden ist. Während der Aufladung des Kondensators U2 geht die
Spannung an der Gitterelektrode V einer Schaltröhre T3 mit einer kalten Kathode
durch die Schaltzündspannung, und die Röhre wird in Betrieb gesetzt. Dies erregt
ein Relais H, um die Kontakte HI und H2 zu schließen und die Kontakte H3 zu öffnen.
Ein Schließen der Kontakte HI gestattet, daß der Kondensator U2 sich entlädt, während
das Schließen der Kontakte H2 das Relais H verriegelt und die Röhre T3 löscht. Durch
ein Öffnen der Kontakte
H3 wird das Relais G entregt, wobei so
die Kontakte G1, G2, G3 und G4 geöffnet und die Kontakte G5 geschlossen und die
Quecksilberkontakte G,; augenblicklich geschlossen werden. Obwohl die Kontakte G4
geöffnet sind, hält ein Kondensator U3 augenblicklich das Relais H an, während sich
dieser Kondensator U3 über H und H2 entlädt; dies dient der Sicherung gegen ein
Wiederinbetriebsetzen der Röhre T3. Das Netz, welches die Zeitkreise, die Relais
H und G und die Kontakte enthält, welche sie betätigen, umfaßt die Regeleinrichtung
zum Steuern der Heizeinrichtung.
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Das Netz am unteren Ende von F i g. 4 dient der Steuerung des Motors
M, welcher die Nockenwelle 36 antreibt (vgl. F i g. 1 und 2). Der Motor M liegt
in Reihe mit einem Relais P, das Kontakte P1 betätigt, und mit nockenbetätigten
Kontakten W. Ein Nocken 71 (in F i g.1 und 2 nicht gezeigt), der auf der Nockenwelle
36 angeordnet ist, hebt einen Nokkenfolgeteil72, um die Kontakte W bei jeder Umdrehung
der Nockenwelle 36 einmal zu öffnen, wobei dies an dem Ende eines Arbeitskreislaufs
der Vorrichtung eintritt. Um einen neuen Arbeitskreislauf der Vorrichtung zu beginnen,
wird ein Startknopf Z gedrückt. Wenn die Kontakte W offen sind, dann wird der Motor
M durch den Kreis 2l, Z2, P, Zß und Z4 erregt. Sobald der Motor M sich dreht, dreht
sich der Nocken 71, so daß sich die Kontakte W schließen. Da das Relais P jetzt
erregt ist, schließen die Kontakte P1, und das Relais P wird angehalten. Der Startknopf
Z kann nun freigegeben werden, und der Motor setzt seinen Umlauf fort und hält nur
an, wenn entweder die Kontakte G5 oder W geöffnet werden. Wenn bei Drücken
des Startknopfes Z die Kontakte W geschlossen werden, dann wird der Motor durch
das Relais P und die Kontakte W erregt, wobei die Kontakte P1 schließen, um das
Relais P anzuhalten.
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Der Betrieb der ganzen Vorrichtung wird nachstehend zusammenfassend
erläutert.
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Wenn die Vorrichtung fertig ist, um einen Arbeitskreislauf zu beginnen,
sind die beweglichen Teile der Vorrichtung in der Stellung, wie in F i g. 2 gezeigt,
mit der Ausnahme, daß die Nockenwelle 36 einige Grad im Uhrzeigersinn zurückgedreht
ist, so daß das Nockenfolgeglied 49 sich auf dem erhöhten Teil 50 befindet, wobei
sämtliche Arme 44 in ihrer oberen Stellung sind und so sämtliche Mikroschalter S1
bis S7 offfenhalten. Der Nocken 71 hält auch entweder die Kontakte W offen oder
hat gerade ihr Schließen gestattet, wie dies in F i g. 4 gezeigt ist. Sämtliche
Relaiskontakte befinden sich in der in F i g. 4 gezeigten Stellung. Eine Bedienungsperson
bringt einen Behälter 1 auf die Plattform 13 zwischen die Führungen 14 und stößt
den Behälter in die Halte- oder Festlegeschale 12, bis der Behälter die Rückwand
der Schale 12 berührt. Der Flansch mit einem Loch in der Stellung 4 und einem
anderen Loch in irgendeiner der Stellungen 5 bis 10, z. B, in der Stellung 5, liegt
in der Nut 41, und zwar mit dem Loch 4 unter dem Armende 45 des Mikroschalters Si
und dem Loch 5 unter dem Armende 45 des Mikroschalters S7. Die Bedienungsperson
drückt dann den Startknopf Z, und der Motor beginnt, die Nockenwelle 36 und die
Riemen 28 entgegengesetzt dem Uhrzeigersinn bzw. im Uhrzeigersinn (F i g. 2) anzutreiben.
Der Hebel 46 fällt und gestattet, daß die Arme 44 der Mikroschalter S1 und S7 in
die Löcher 4 und 5 eingreifen und in die Stellungen 53 herabfallen,
so daß sie die Mikroschlater S1 und S7 schließen. Hierdurch wird das Relais F erregt,
welches seinerseits das Relais K erregt, die Lampe L7 einschaltet und die Kontakte
F3 schließt, wobei so die Erhitzungszeit des Mikrowellenofens im voraus eingestellt
wird. Wenn das Relais K nicht an diesem Punkt erregt wird, hält die Vorrichtung
an und wird für den Beginn eines Kreislaufs wieder eingestellt. So setzt die Vorrichtung,
wenn keine richtige Kombination von Löchern richtig der Fühleinrichtung zugeordnet
ist, ihre Arbeit über diesen Punkt hinaus nicht fort. Eine weitere Drehung der Nockenwelle
36 bewegt die Schneidevorrichtung hin und her, so daß der Teil des Flansches in
der Nut 41 abgeschnitten und auch die Oberseite des Behälters 1 durchbohrt wird,
um Dampf während der nachfolgenden Erhitzung entweichen zu lassen. Eine weitere
Drehung der Nockenwelle 36 bringt die Stange 38 in Eingriff mit dem Lappen 39, um
den Behälter in den Mikrowellenofen in die Stellung 1' zu transportieren, worauf
der untere Teil des Rahmens 15 den Mikroschalter S, betätigt, um das Relais G zu
betätigen. Die Kontakte G5 öffnen, um den Motor M anzuhalten, die Kontakte G2 und
G3 schließen, um den Mikrowellenofen einzuschalten, und die Kontakte G4 schließen,
um die Zeitbemessung des Ofens zu beginnen. Am Ende der im voraus eingestellten
Zeit wird das Relais G entregt, wobei so die Kontakte G2 und G3 geöffnet werden,
um den Ofen abzuschalten. Die Kontakte G5 werden geschlossen, und die Quecksilberkontakte
G., werden augenblicklich geschlossen, wobei so das Relais P erregt wird, um die
Kontakte P1 zu betätigen und um das Relais P anzuhalten und den Motor wieder in
Gang zu setzen. Die Stange 38 bewegt sich im Eingriff mit dem Lappen 40 und transportiert
den Behälter 1 aus dem Ofen heraus. Gleich nach Beginn der Rückkehrbewegung des
Behälters 1 kommt der Nockenfolgeteil 49 mit dem erhöhten Teil 50 des Nockens 51
in Eingriff, um den Hebel 46 anzuheben und die Arme aus den Stellungen 53 in ihre
oberen Stellungen zurückzuführen, wobei so die Mikroschalter S1 und S7 geöffnet
werden. Der Nocken 69 betätigt dann die Arme 65, um den abgeschnittenen Teil des
Flansches aus der Nut 41 auszuwerfen. Der Motor M setzt seinen Lauf fort, um den
Behälter 1 zu bewegen, bis er in die in den F i g. 1 und 2 gezeigte Stellung zurückkehrt,
worauf der Nocken 71 den Kontakt W öffnet, um den Motor M anzuhalten.
Die Bedienungsperson kann dann den Behälter 1 herausnehmen, welcher das erhitzte
Lebensmittelprodukt enthält, und die Vorrichtung ist fertig, um den nächsten Behälter
aufzunehmen.