DE19805276C1 - Backofen mit selbstreinigender Muffel und Reinigungsverfahren - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Backofen mit einer selbstrei­ nigenden Muffel und ein Reinigungsverfahren für die Muffel.

In Verbindung mit Backöfen, insbesondere im Haushaltsbe­ reich besteht seit jeher das Problem, daß die Muffel unwei­ gerlich im Betrieb verschmutzt. Diese Verschmutzungen wer­ den aufgrund der hohen Backtemperaturen insbesondere in den Muffelboden, aber auch die Muffelwandungen, eingebrannt. Ne­ ben diesen nur schwer zu beseitigenden Verschmutzung ent­ stehen zusätzlich Geruchsbelästigungen im weiteren Betrieb, sowie ein verschlechterter Wärmeübergang und damit ein re­ duzierter Energieausnutzungsgrad der Muffel bei einer au­ ßerhalb der Muffel liegenden Heizung.

Es werden daher seit geraumer Zeit spezielle Putzmittel und Beschichtungen für die Muffel angeboten, die jedoch gewisse Nachteile aufweisen. Die Putzmittel sind entweder zu ag­ gressiv und beschädigen die Muffeloberfläche oder beseiti­ gen die Verschmutzungen nicht zuverlässig. Die im allgemei­ nen aus Email bestehende Beschichtung der Muffel wird im Betrieb leicht verkratzt, wodurch Verschmutzungen fester an der Muffelwandung anhaften.

In der nicht vorveröffentlichten DE 197 08 114 C1 ist ein Kochfeld beschrieben mit einer Kochfeldplatte, die eine Aufstellfläche zum Aufstellen von Kochbehältern aufweist, und mit einem Schwingungsgeber zum Erzeugen von zur Reini­ gung wenigstens der Aufstellfläche der Kochfeldplatte ge­ eigneten Schwingungen, insbesondere Ultraschallschwingun­ gen. Ferner ist ein Reinigungsverfahren offenbart, bei dem zusätzlich zur Schwingungserzeugung eine Flüssigkeit auf die Aufstellfläche aufgebracht wird. Mit diesem Reinigungs­ verfahren können auch andere Gegenstände auf dem Kochfeld gereinigt werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Backofen zu schaffen, dessen Muffel einfach, effektiv, umweltfreundlich, schnell und materialschonend ge­ reinigt werden kann. Ferner soll ein Verfahren zur Reinigung der Muffel angegeben werden.

Diese Aufgabe ist gemäß der Erfindung bei einem Backofen mit den Merkmalen des Anspruchs 1 bzw. durch ein Reini­ gungsverfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 12 gelöst.

Der Backofen umfaßt eine Ofenmuffel, der ein Schwingungsge­ ber zur Erzeugung einer Schwingung zugeordnet ist, die, insbesondere in Verbindung mit einer Kopplungsflüssigkeit, zur Reinigung zumindest eines Teils der Muffelwand und/oder anderer Gegenstände geeignet ist.

Beim Reinigungsverfahren wird wenigstens ein Teil der Muf­ felwandung, insbesondere der Muffelboden, mittels wenig­ stens eines der Muffel zugeordneten Schwingungsgebers in Schwingungen versetzt.

Der Vorteil dieser Lösung besteht darin, daß bei dem Back­ ofen und dem Verfahren gemäß der Erfindung erstmals die Vorzüge einer Reinigung mit Schwingungen auch zur Reinigung der Muffel eines Backofens genutzt werden können.

Bisher war eine Schwingungsreinigung lediglich in Tischrei­ nigungsgeräten zur Reinigung von Brillen oder Schmuck, zur Reinigung kompliziert geformter Werkstücke oder feinmecha­ nischer Aggregate in der maschinenbaulichen Fertigung sowie im medizinischen Bereich bekannt. Dabei werden jeweils die zu reinigenden Gegenstände in ein ultraschallerregtes Flüs­ sigkeitsbad getaucht.

Mit dem der Muffel zugeordneten wenigstens einen Schwin­ gungsgeber ist eine Selbstreinigung der verschmutzten Ober­ fläche der Muffel verwirklicht. Darüber hinaus kann der Wirkungsbereich des Schwingungsgebers genutzt werden, um andere schwer zu reinigende Haushaltsgegenstände, zu reini­ gen.

Da die Reinigung rein mechanisch mittels Schwingungen er­ folgt, kann auf aggressive Reinigungsmittel oder -methoden verzichtet werden. Das Reinigungsverfahren ist daher um­ weltfreundlich.

Die Begriffe Backofen, Muffel und Backzubehör sind gemäß den allgemein üblichen sprachlichen Gepflogenheiten gewählt und nicht einschränkend auf den Vorgang Backen zu verste­ hen, sondern umfassen alle entsprechenden Vorrichtungen zum Backen, Garen und/oder Erwärmen von Lebensmitteln innerhalb eines beheizbaren Raumes bzw. entsprechendes Zubehör.

Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Vor­ richtung und des Verfahrens ergeben sich aus den vom An­ spruch 1 bzw. Anspruch 12 jeweils abhängigen Ansprüchen.

In einer ersten Ausführungsform ist der Muffelboden mit ei­ ner über dessen gesamte Breite laufenden senkrecht vorste­ henden Kante derart versehen oder vor der Reinigung verseh­ bar, daß zumindest ein Teil der Muffelbodenoberfläche von den Muffelwandungen und dieser Kante eingefaßt ist. Zur Reinigung des Muffelbodens genügt es, eine Kopplungsflüs­ sigkeit, vorzugsweise auf diesen eingefaßten Teil des Muf­ felbodens so zu schütten, daß dieser Muffelbodenbereich vollständig bedeckt ist und den Schwingungsgeber einzu­ schalten. Hierdurch wird die Kopplungsflüssigkeit mittels einer vorzugsweise hochfrequenten Schwingung derart erregt, daß in der Flüssigkeit winzige Luftblasen gebildet werden, die implodieren und dadurch die Verschmutzung von einge­ tauchten oder von der Flüssigkeit bedeckten Gegenständen lösen (Kavitationseffekt).

Bei einer weiteren Ausführung ist der Muffelboden mit einer wannenartigen Vertiefung zur Aufnahme der Kopplungsflüssig­ keit versehen.

In der Einfassung oder der Vertiefung des Muffelbodens kön­ nen auch Backzubehörteile und sonstige Haushaltsgegenstände ebenso schonend gereinigt werden.

In vorteilhafter Weiterbildung ist die Einfassung oder die wannenartige Vertiefung speziell für die Reinigung oft zu reinigender Gegenstände dimensioniert. Beispielsweise kann eine Aufnahmevorrichtung für ein Backblech oder einen Grillrost in der Vertiefung vorgesehen sein.

In Verbindung mit jeder Ausführung ist es hilfreich, wenn nach erfolgter Reinigung des Muffelbodens die nunmehr ver­ schmutzte Kopplungsflüssigkeit ohne weiteres entfernt wer­ den kann. Hierzu ist der mit einer Kopplungsflüssigkeit be­ deckbare Muffelbodenbereich mit einer verschließbaren Ab­ laufvorrichtung versehen. Wenn die Ablaufvorrichtung an der Frontseite des Backofens mündet, sind weitere Anschlüsse entbehrlich, da die abgelassene Kopplungsflüssigkeit ein­ fach aufgefangen und weggeschüttet werden kann.

Es können der Muffel als Schwingungsgeber komplette Ultra­ schallköpfe zugeordnet werden, die Ultraschallwellen, ins­ besondere Ultraschallpulse zur Ultraschallreinigung der Auf­ stellfläche erzeugen.

Unter Ultraschall werden im allgemeinen Schallwellen im Frequenzbereich zwischen etwa 20 KHz und etwa 30 MHz ver­ standen.

Vorzugsweise werden für die Schwingungsgeber piezoelektri­ sche Wandler verwendet.

Es können ferner der oder die Schwingungsgeber insgesamt oder einzeln zugeschaltet werden. Hierdurch kann die Schwingungserzeugung in Abhängigkeit vom Verschmutzungsgrad und deren Flächigkeit gesteuert werden.

In diesem Zusammenhang ist es auch sinnvoll, die Frequenz des oder der Schwingungsgeber zu steuern. Sie kann hier­ durch in Abhängigkeit vom Verschmutzungsgrad individuell eingestellt werden. Überdies ermöglicht diese Steuerungs­ möglichkeit den Einsatz derselben Schwingungsgeber für un­ terschiedliche Backöfen und Muffelgrößen. Dieser Vorteil ist vor allem herstellerseitig von Interesse, da zunehmend nach dem Baukastenprinzip möglichst viele unterschiedliche Produkte aus möglichst immer den gleichen Einzelteilen fer­ tigbar sein sollen.

Der mit der hier verwirklichten Selbstreinigungsstufe er­ reichte Automatisierungsgrad kann dadurch weiter erhöht werden, daß der bzw. die Schwingungsgeber mit einer Zeit­ schaltuhr gekoppelt werden.

In vorteilhafter Ausgestaltung kann der Backofen mit einem Kochfeld, insbesondere einem Glaskeramik-Kochfeld kombi­ niert werden, das gleichfalls mit einer entsprechenden Selbstreinigung versehen ist, indem auch dem Kochfeld ent­ sprechende Schwingungsgeber zugeordnet sind.

Dabei kann vorteilhaft die gesamte Steuerung und Regelung der Schwingungserzeugung für die Reinigung der Muffel auch zur Reinigung des Kochfeldes genutzt werden.

Das Reinigungsverfahren hat neben der verbesserten Schmutz­ lösung und dem erhöhten Automatisierungsgrad eine gestei­ gerte Umweltverträglichkeit für sich. Der Einsatz von Rei­ nigungsmitteln zur Reinigung der Muffel kann zumindest dra­ stisch reduziert werden, da der Muffelboden nach der Reini­ gung nur getrocknet werden muß.

In bevorzugter Ausgestaltung wird die Reinigung mit Ultra­ schall durchgeführt.

Das Verfahren kann in einfacher Weise zu einer Reinigung der gesamten Muffel genutzt werden. Hierzu muß wenigstens ein Teil der Kopplungsflüssigkeit, beispielsweise vom be­ reits gereinigten Muffelboden, mittels einer Wärmequelle verdampft werden. Anschließend wird die Wärmequelle ausge­ schaltet, und die Kopplungsflüssigkeit kondensiert wenig­ stens an einem Teil der Muffelwandung, insbesondere an den Muffelseitenwänden, der Muffeldecke und der Muffeltür. Wenn nun die Muffelwandung schwingungserregt wird, so tritt der Reinigungseffekt in der gesamten Muffel auf. Die Reini­ gungswirkung kann durch mehrfache Anwendung des Verfahrens weiter gesteigert werden.

Die Erfindung wird nachstehend anhand zweier in der Zeich­ nung im Querschnitt schematisch dargestellter Ausführungs­ beispiele näher erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1: den Ausschnitt eines Muffelbodens einer ersten Aus­ führung im Querschnitt und

Fig. 2: den Ausschnitt eines Muffelbodens einer zweiten Ausführung im Querschnitt.

Der in Fig. 1 teilweise dargestellte Muffelboden 1, der den unteren Teil der Muffelwandung einer Ofenmuffel bildet, weist oberseitig im Bereich der Muffeltür eine im wesentli­ chen senkrecht hervorstehende Kante 2 auf. Diese Kante 2 verläuft über die gesamte Breite des Muffelbodens 1 von ei­ ner seitlichen Muffelwandung zur gegenüberliegenden. Grund­ sätzlich sind auch andere Kantenverläufe denkbar, aber in der Regel ist es sinnvoll, wenn die Kante 2 so angeordnet ist, daß ein möglichst großflächiger Bereich des Muffelbo­ dens 1 von den Muffelwandungen und der Kante 2 eingefaßt ist.

Die Kante 2 kann an dem Muffelboden 1 angeformt oder auf andere Art befestigt sein oder auch als gesondertes Teil speziell zur Reinigung in die Ofenmuffel eingeführt (eingelegt) werden.

In der in Fig. 2 gezeigten Ausführung weist der Muffelbo­ den 1 eine wannenartige Vertiefung 3 auf. Auch diese Ver­ tiefung 3 sollte möglichst großflächig sein. Zusätzlich kann die Vertiefung 3 zur Aufnahme von Zubehörteilen dimen­ sioniert und/oder vorgesehen sein. Beispielsweise kann die wannenartige Vertiefung 3 zusätzlich eine Halterung für ein Backblech, einen Grillrost oder dgl. enthalten.

In beiden Ausführungen ist der Vertiefung 3 bzw. der mit­ tels der Kante 2 abgeschlossenen Einfassung 4 eine ver­ schließbare integrierte oder ebenfalls separat montierbare Ablaufvorrichtung 5 zugeordnet, die in nicht weiter darge­ stellter Weise oberhalb oder unterhalb des Muffelbodens 1 an der Backofenfront mündet.

Die Ofenmuffelwandung besteht im allgemeinen aus, vorzugs­ weise emailliertem, Stahlblech, kann aber auch wenigstens teilweise aus Glas oder Glaskeramik oder aus Edelstahl be­ stehen.

Darüber hinaus ist bei beiden Ausführungen dem Muffelboden 1 jeweils ein Ultraschallkopf 6 direkt zugeordnet. Der Ul­ traschallkopf 6 ist unterseitig des Muffelbodens 1 derart angeordnet, daß dessen Schallemission auf die Vertiefung 3 bzw. die Einfassung 4 gerichtet ist. Vorzugsweise wird der Schall direkt als Körperschall übertragen. Der dargestellte Ultraschallkopf 6 steht stellvertretend für eine mögliche Mehrzahl sinnvoll angeordneter Ultraschallköpfe 6.

Der Ultraschallkopf 6 enthält zum Erzeugen der Ultraschall­ wellen oder Ultraschallimpulse einen oder mehrere elek­ trisch angesteuerte Wandler, die die erhaltene elektrische Energie in mechanische Energie in Form von Schwingungen überführen, sowie eine Ansteuereinheit, die den Wandler mit den entsprechenden Steuersignalen zur Erzeugung des ge­ wünschten Frequenzspektrums versorgt. Ein hier typischer­ weise eingesetztes Frequenzspektrum liegt zwischen etwa 20 KHz und etwa 30 MHz. Der oder die Wandler können insbeson­ dere piezoelektrische Wandler, beispielsweise aus PZT- Keramik oder aus PVDF-Folie, magnetorestriktive Wandler oder auch elektrodynamische oder elektromagnetische Wandler sein.

Der Ultraschallkopf 6 ist über eine nicht dargestellte Be­ dieneinheit des Backofens ein- und zuschaltbar. Darüber hinaus kann dessen Schwingungsfrequenz oder dessen Schwin­ gungsfrequenzspektrum innerhalb einer vorgegebenen Band­ breite stufenlos gewählt werden. Ferner kann eine Zeit­ schaltuhr zur wenigstens teilautomatisierten Reinigung der Muffel angekoppelt sein.

Die Reinigung der Muffel des erfindungsgemäßen Backofens kann folgendermaßen durchgeführt werden:

Nach dem Ende eines Backvorgangs oder im Rahmen einer zy­ klischen Reinigung wird der Muffelboden 1 mit einer Kopp­ lungsflüssigkeit, vorzugsweise Wasser, im Bereich der wan­ nenartigen Vertiefung 3 bzw. der Einfassung 4 bedeckt. Die in der wannenartigen Vertiefung 3 oder der Einfassung 4 aufgenommene Kopplungsflüssigkeit wird dann nach Einschal­ tung des Ultraschallkopfes 6 schwingungserregt. Hierbei be­ wirkt die im ultraschallerregten Flüssigkeitsbad der Kopp­ lungsflüssigkeit auftretende Kavitation eine hochgradige Reinigung eingetauchter oder mit der Kopplungsflüssigkeit bedeckter Gegenstände. Es wird also insbesondere der mit der Kopplungsflüssigkeit bedeckte Muffelboden 1, aber auch etwaige in der Vertiefung 3 aufgenommene Gegenstände gerei­ nigt.

Nachdem mittels der Ultraschallreinigung etwaige Verschmut­ zungen gelöst wurden, kann die Kopplungsflüssigkeit durch die Ablaufvorrichtung 5 abgelassen werden. Üblicherweise wird diese Flüssigkeit einfach an der Backofenfront in ei­ nem Gefäß aufgefangen und weggeschüttet. Etwaig gelöste, aber von der ausströmenden Kopplungsflüssigkeit nicht ab­ transportierte Verschmutzungen können durch einfaches Nach­ wischen des Muffelbodens 1 endgültig beseitigt werden.

Jede der beiden Ausführungen bietet zusätzlich die Möglich­ keit, auch eine Gesamtreinigung der Muffel durchzuführen. Hierzu wird zweckmäßigerweise zunächst der Muffelboden 1 in der beschriebenen Weise gereinigt, sofern er verschmutzt ist. Dann wird erneut Kopplungsflüssigkeit in die Vertie­ fung 3 bzw. in die Einfassung 4 gegeben. Anschließend wird der Backofen eingeschaltet und folglich die Muffel erwärmt.

Nachdem solcherart die Kopplungsflüssigkeit verdampft wur­ de, wird der Backofen wieder abgeschaltet. Dies hat zur Folge, daß sich die verdampfte Kopplungsflüssigkeit in der gesamten Muffel, also auch an den Muffelseitenwände, der Muffeldecke und der Muffeltür als Kondensflüssigkeit nie­ derschlägt.

Nun wird erneut die Schwingungserregung eingeschaltet. Hierzu können zusätzliche Ultraschallköpfe 6 im gesamten Muffelbereich angeordnet sein. Die Ultraschallschwingung wird aber auch über den Muffelboden als Körperschall ent­ lang den Muffelwandungen und der Muffeltür weitergeleitet, so daß zusätzliche Ultraschallköpfe 6 die Funktion ledig­ lich verbessern, aber nicht unbedingt notwendig sind.

Infolge des nunmehr erneut ausgelösten Kavitationseffektes werden zumindest die mit Kopplungsflüssigkeit bedeckten Muffelbereiche in der beschriebenen Weise tiefengereinigt. Nach der entsprechenden Schmutzlösung kann die Muffel ein­ fach ausgewischt werden, um die gelösten Verschmutzungen zu entfernen.

Bei sehr schweren Muffelverschmutzungen ist möglicherweise eine Mehrfachanwendung des beschriebenen Reinigungsvorgan­ ges erforderlich.

Das gesamte Reinigungsverfahren kann menügesteuert durchge­ führt werden. Dabei wird der Benutzer zur gegebenen Zeit beispielsweise über ein LCD-Display zur Vornahme der soeben erläuterten Schritte aufgefordert.

Im Ergebnis ist somit ein Backofen und ein Reinigungsver­ fahren beschrieben, das eine hohe Benutzerfreundlichkeit mit einer schonenden Gerätebehandlung und mit einer hohen Umweltfreundlichkeit vereint.

Neben der Reinigung der Muffelwandung können auch andere Gegenstände, insbesondere Zubehörteile wie Backbleche und Grillroste, aber auch andere Haushaltsgegenstände oder auch Uhrarmbänder, Schmuck oder Brillen mit der Reinigungsvor­ richtung im Backofen gereinigt werden. In einer besonderen Variante können mit dem Schwingungsgeber auch Ultraschall­ töne erzeugt werden, die unangenehm für Haustiere, insbe­ sondere für Hunde, sind, um diese aus der Küche zu jagen.

Bezugszeichenliste

1

Muffelboden

2

Kante

3

Vertiefung

4

Einfassung

5

Ablaufvorrichtung

6

Ultraschallkopf

Claims (16)

1. Backofen mit einer Muffel, der wenigstens ein Schwin­ gungsgeber (6) zugeordnet ist zur Erzeugung von Schwingun­ gen, die, insbesondere in Verbindung mit einer Kopplungs­ flüssigkeit, zur Reinigung zumindest eines Teils der Muf­ felwandung der Muffel und/oder anderer in die Muffel eingebrachter Gegenstände geeignet sind.

2. Backofen nach Anspruch 1, bei dem die Muffelwandung ei­ nen Muffelboden (1) aufweist mit wenigstens einer obersei­ tig über die gesamte Breite des Muffelbodens (1) angebrach­ ten oder als separates Teil montierbaren Kante (2), wobei diese Kante (2) mit den an den Muffelboden (1) angrenzenden Seitlichen Muffelwänden derart abschließt, daß eine Einfas­ sung (4) wenigstens eines Teils der Muffelbodens zur Auf­ nahme von Kopplungsflüssigkeit gebildet ist.

3. Backofen nach Anspruch 1, dessen Muffel einen Muffelbo­ den (1) mit einer wannenartigen Vertiefung (3) zur Aufnahme von Kopplungsflüssigkeit aufweist.

4. Backofen nach Anspruch 2 oder 3, bei dem die Einfassung (4) oder wannenartige Vertiefung (3) zur Aufnahme von Ge­ rätschaften und/oder Zubehörteilen bemessen und/oder ausge­ stattet ist.

5. Backofen nach einem der Ansprüche 2 bis 4, bei dem dem mit der Kopplungsflüssigkeit bedeckbare Muffelbodenteil mit wenigstens einer vorzugsweise verschließbaren Ablaufvor­ richtung (5) versehen bzw. versehbar ist, die bevorzugt an der Vorderseite des Backofens mündet.

6. Backofen nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem jeder Schwingungsgeber ein Ultraschallkopf (6) ist, der zur Ultraschallreinigung geeignete Schallimpulse, vorzugs­ weise mit einer Frequenz oberhalb 20 KHz emittiert.

7. Backofen nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem jeder Schwingungsgeber (6) jeweils wenigstens einen ei­ nen piezoelektrischen Wandler aufweist.

8. Backofen nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem der bzw. die Schwingungsgeber (6) zu- und/oder separat einschaltbar ist bzw. sind.

9. Backofen nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Frequenz des Schwingungsgebers (6) bzw. der Schwin­ gungsgeber (6) steuer- und/oder regelbar ist bzw. sind.

10. Backofen nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, bei dem der bzw. die Schwingungsgeber (6) mit einer Zeitschaltuhr gekoppelt ist bzw. sind.

11. Backofen nach einem der vorhergehenden Ansprüche, der in Verbindung mit einem zur Schwingungsreinigung, insbeson­ dere Ultraschallreinigung, geeigneten Kochfeld betreibbar ist.

12. Verfahren zum Reinigen wenigstens eines Teils der Muf­ felwandung einer Ofenmuffel, bei dem der zu reinigende Teil der Muffelwandung mittels wenigstens eines der Muffel zuge­ ordneten Schwingungsgebers (6) in Schwingungen versetzt wird.

13. Verfahren nach Anspruch 12, bei dem als Schwingungsge­ ber jeweils ein Ultraschallkopf (6) verwendet wird.

14. Verfahren nach Anspruch 12 oder 13, bei dem eine Kopp­ lungsflüssigkeit in die Muffel eingebracht wird.

15. Verfahren nach Anspruch 14, bei dem die Kopplungsflüs­ sigkeit auf den Muffelboden (1) der Ofenmuffel aufgebracht wird.

16. Verfahren nach einem der Ansprüche 14 und 15, bei dem

• a) Kopplungsflüssigkeit durch Erwärmen verdampft wird und an der Muffelwandung wenigstens teilweise wieder kon­ densiert und
• b) die mit der kondensierten Kopplungsflüssigkeit versehe­ ne Muffelwandung mittels des oder der Schwingungsgeber (6) in Schwingungen versetzt wird.