DE202023106528U1

DE202023106528U1 - Vorrichtung zum Überbacken von Lebensmittelprodukten

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Publication number: DE202023106528U1
Application number: DE202023106528.7U
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2023-11-08
Filing date: 2023-11-08
Publication date: 2024-01-24
Anticipated expiration: 2033-11-09

Abstract

Vorrichtung zum Überbacken von Lebensmittelprodukten aufweisend ein metallisches Gehäuse (9), ein Energieversorgungssystem (11), eine Steuereinheit (1), ein Heizsystem (7) und eine Grillkammer (4), wobei das metallische Gehäuse (9) wärmeleitend ausgeformt ist und das Energieversorgungssystem (11), die Steuereinheit (1), das Heizsystem (7) und die Grillkammer (4) aufnimmt, wobei
das Energieversorgungssystem (11) zumindest einen Akkumulator aufweist und mit der Steuereinheit (1) und dem Heizsystem (7) elektrisch verbunden ist, wobei
die Steuereinheit (1) einen Auslösemechanismus aufweist und mit dem Heizsystem (7) wirkverbunden ist, wobei
das Heizsystem (7) zumindest ein Heizelement (6) und zumindest ein transmittierendes Element (3) aufweist, wobei
das transmittierende Element (3) zwischen dem Heizsystem (7) und der Grillkammer (4) angeordnet ist, und wobei
das zumindest eine Heizelement (6) dazu ausgebildet ist, auf einer Grundfläche der Grillkammer (4) eine elektromagnetische Flächenleistung von zumindest 15 W/cm² zu erzielen.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Überbacken von Lebensmittelprodukten.
Aus dem Stand der Technik sind unterschiedlichste Formen der Veredelung von Lebensmittelprodukten bekannt, wobei eine Veredelung u.a. durch das Bräunen einer Oberfläche und/oder dem Rösten des Lebensmittelproduktes erfolgen kann.
Eine Untergruppe der Vorrichtungen zum Veredeln von Nahrungsmitteln nach dem Stand der Technik sind solche Vorrichtungen, die dem Überschmelzen und/oder Überbacken von Lebensmittelprodukten mit Käse dienen.
Besonderer Beliebtheit erfreut sich hierbei ein kleines, im Regelfall dreieckig geformtes Maismehl-Salzgebäck, welches unter dem Namen Nacho bekannt ist und allgemein zur modernen Tex-Mex-Küche gezählt wird. Nachos sind vor allem in Nord- und Mittelamerika beliebt, mittlerweile aber auch in Europa populär.
Für die Zubereitung üblicher Portionsgrößen im Restaurant, meist ausgelegt als Vorspeise für mehrere Portionen, werden Nachos üblicherweise auf einem Speiseteller positioniert, mit Käse überstreut sodann überbacken. Alternativ erfolgt eine Darreichung der Nachos mit heißer Käsesoße. Eine Darbringung erfolgt häufig mit Jalapeños. Darüber hinaus sind weitere Garnierungen mit verschiedenen Saucen, Schmand, Guacamole und auch Hackfleisch, Hühnerfleisch usw. üblich.
Zum Überbacken von Lebensmittelprodukten im Allgemeinem sind dem Stand der Technik verschiedene Vorrichtungen bekannt.
Neben im Wesentlichen ortsfesten Vorrichtungen, beispielsweise allgemein bekannten Backöfen, bei welchen eine an der Backofendecke montierte unverdeckte Heizwendel während der Grillfunktion ein Überbacken und eine anschließende Bräunung des Lebensmittelproduktes ermöglicht, existieren ebenso ortsveränderliche Vorrichtungen, wie beispielsweise Salamander oder Raclette Grills.
WO2011139805A1 offenbart ein Gerät zur Lebensmittelveredelung der umfassend einen Lebensmittelveredelungshohlraum, der eine Öffnung aufweist, durch die das zu veredelnde Lebensmittelprodukt eingeführt und entnommen wird. Im Lebensmittelveredelungshohlraum ist ein Infrarot-Gasheizer angeordnet. Eine Steuerschaltung schaltet den Infrarot-Gasheizer ein und startet ein Endzeitintervall und schaltet den Infrarot-Gasheizer aus, wenn das Endzeitintervall endet. Der Infrarot-Gasheizer verbraucht nur während des Endzeitintervalls Energie. Hierfür bedarf es Wechselstrom von einem Stromnetz oder einem Generator.
CH562598A5 offenbart ein tragbares, elektrisch beheiztes Infrarot-Grillgerät insbesondere zum Schmelzen von Käse, das gekennzeichnet ist durch einen sockelförmigen Unterteil, über welchem mittels eines Tragelementes ein einen elektrisch beheizten Heizkörper aufweisender Oberteil unter Freilassung eines Zwischenraumes zwischen Unter- und Oberteil angeordnet ist, wobei durch das Aufstellen eines Tellers auf den Unterteil Schaltmittel betätigbar sind, welche bewirken, dass der elektrische Heizkörper nur dann einschaltbar ist, wenn sich ein Teller auf dem Unterteil befindet. Das Gerät weist ein Kabel für einen Netzanschluss auf.
EP3936011A1 offenbart Schmelzvorrichtung zum Schmelzen eines Käses, wobei die Schmelzvorrichtung einen Gehäuseboden, einen Käseträger mit einer Auflageeinheit zum Auflegen des Käses und ein Heizelement zum Schmelzen des Käses aufweist, wobei der Käseträger und Heizelement am und/oder auf dem Gehäuseboden angeordnet sind und der Käseträger fixiert ist. Der Heizstrahler wird mit einem Netzanschlusskabel verbunden.
EP251539A1 offenbart eine Vorrichtung zum Grillen oder Bräunen von Lebensmitteln, wobei die Vorrichtung eine oder mehrere Lampen aufweist, die Infrarotstrahlung emittieren. Die Lampen sind so positioniert sind, dass sie einen Bereich bestrahlen, in dem zu grillende oder zu bräunende Lebensmittel platziert werden können. Eine Abschirmeinrichtung zwischen der Lampe oder den Lampen und dem Grillbereich ist dadurch gekennzeichnet, dass die Abschirmeinrichtung aus einem metallischen Material besteht, das darin Öffnungen aufweist und so konfiguriert ist, dass es eine im Wesentlichen gleichmäßige Verteilung der Intensität der Infrarotstrahlung über im Wesentlichen den gesamten Grillbereich bereitstellt. Die Vorrichtung weist einen elektrischen Anschluss für den Anschluss an eine elektrische Stromversorgung auf.
US11131462B2 offenbart ein System und ein Verfahren für einen Knusperstab. Das System und Verfahren für den Knusperstab umfasst einen Heizkopf mit einer Heizeinheit und einen Griff mit einem Stromanschluss. Die Heizbaugruppe hat eine Stützstruktur, ein Schutzgitter, ein Heizelement und ein Gebläse, die in funktionaler Kombination zusammenarbeiten, um erhitzte Luft auf eine Oberfläche, wie z. B. eine Arbeitsplatte, zu projizieren und Lebensmittel darauf zu knuspern. Der Heizkopf umfasst auch eine Benutzerschnittstelle, die es dem Benutzer ermöglicht, das Heizelement und das Gebläse so zu programmieren, dass sie erhitzte Luft mit einer voreingestellten Temperatur als Mittel zum Erhitzen von Lebensmitteln abgeben.
CN202287902U offenbart einen handgehaltenen, schnell aufheizbaren Brotbackautomaten, der dadurch gekennzeichnet ist, dass er mit einem Handgriff ausgestattet ist. Das hintere Ende des Griffs ist nach außen verlängert, um mit einem Stromkabel einer Wechselstromquelle verbunden zu werden. Ein Heizmechanismus ist mit dem vorderen Ende des Griffs verbunden. Der Heizmechanismus ist als Hohlkörper mit einer Öffnung am vorderen Ende geformt, in welche das zu backende Brot eingeführt werden kann, wobei auch ein überbacken eines bereits fertig gebackenen Brots erfolgen kann.
Sowohl ortsfeste als auch ortveränderliche Vorrichtungen zum Überbacken von Lebensmittelprodukten mit Käse gemäß dem Stand der Technik leiden an inhärenten Problemen.
Zum einen sind diese Produkte nicht gezielt zum Überbacken eines dezidierten Lebensmittelproduktes konzipiert. Sie zeichnen sich daher durch eine Kombination von physischer Größe und elektrischer Leistungsaufnahme aus, welche nur in erster Näherung einem Optimum für ein bestimmtes Produkt entsprechen kann. Demnach benötigen größere Geräte für eine gegebene Flächenleistung eine höhere Leistungsaufnahme. Dies stellt beim Überbacken kleiner Lebensmittelprodukte, beispielsweise einem Nacho, und/oder kleiner Portionsgrößen eine Energieverschwendung dar. Dem entgegen steht eine Zubereitung einer Vielzahl von Nachos unter Verwendung einer konventionellen Vorrichtung, beispielsweise eines Backofens, welche in zumindest teilweise aufgeweichten Nachos und erkaltetem Käse resultiert, da der Verzehr sich zumindest über einen Zeitraum von einigen Minuten erstreckt.
Ferner ist aus dem Stand der Technik keine mobile Vorrichtung zum Überbacken von Lebensmittelprodukten bekannt, welche einen Betrieb unter Verwendung einer internen Stromquelle unabhängig von der Verfügbarkeit von Netzstrom erlaubt. Ein Netzkabel ist für die Zubereitung am Tisch oft optisch und mechanisch störend, benötigt Zeit für das Aus- und Einrollen und schmälert den Anblick in schönem Ambiente. Es ist demnach wünschenswert über eine mobile Vorrichtung zum Überbacken von Lebensmitteln mit geschlossenem Grillraum zu verfügen, welche bequem mit einer Hand bewegbar, transportierbar und auf einem Tisch o.ä. absetzbar ist.
Darstellung der Erfindung
Es ist Aufgabe der Erfindung die Nachteile des Standes der Technik zu beseitigen und eine Vorrichtung zum Überbacken von Lebensmittelprodukten bereitzustellen, welche mobil, kompakt, energieeffizient und unabhängig von einer externen Stromquelle zu betreiben ist.
Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt durch die in den Ansprüchen aufgeführten Merkmale.
Die Lösung der Aufgabe erfolgt durch eine Vorrichtung zum Überbacken von Lebensmittelprodukten, wobei die Vorrichtung ein metallisches Gehäuse, ein Energieversorgungssystem, eine Steuereinheit, ein Heizsystem und eine Grillkammer aufweist. Das metallische Gehäuse ist wärmeleitend ausgeformt und nimmt das Energieversorgungssystem, die Steuereinheit, das Heizsystem und die Grillkammer auf. Das Energieversorgungssystem weist zumindest einen Akkumulator auf und ist mit der Steuereinheit und dem zumindest einen Heizsystem elektrisch verbunden. Die Steuereinheit weist einen Auslösemechanismus auf und ist mit dem Heizsystem wirkverbunden. Das Heizsystem weist zumindest ein Heizelement und zumindest ein transmittierendes Element auf. Das transmittierende Element ist zwischen dem Heizsystem und der Grillkammer angeordnet. Das zumindest eine Heizelement ist dazu ausgebildet, auf einer Grundfläche der Grillkammer eine elektromagnetische Flächenleistung von zumindest 15 W/cm² zu erzielen.
Gemäß verschiedener Ausführungsformen weist die Vorrichtung zum Überbacken von Lebensmittelprodukten ferner ein Kühlsystem auf, das mit dem Heizsystem und dem metallischen Gehäuse wirkverbunden ist.
Das Kühlsystem kann in Form eines passiven und/oder aktiven Kühlsystems gebildet sein. Unter passivem Kühlsystem wird ein System verstanden, welches mit Hilfe gut wärmeleitender Bauteile, beispielsweise Metallkörpern mit großen Querschnitten, durch das Heizsystem generierte Wärme zum großflächig kühlenden metallischen Gehäuse leitet, welches sodann die Wärme an die Umgebung abgibt. In einer minimalistischen Ausführung besteht das Kühlsystem aus einer gut wärmeleitenden oder einer wärmestrahlenden Verbindung des Heizelements zu dem Gehäuse sowie einem Hitzeschild aus mindestens einer gut wärmeisolierenden Wandung zwischen dem Heizsystem und dem Energieversorgungssystem, um ein Überhitzen des Energieversorgungssystem auszuschließen. Das Kühlsystem kann jedoch auch aktiv ausgebildet sein, wobei es an einer der Grillkammer gegenüberliegen Seite der Vorrichtung einen oder mehrere Lüfter aufweisen kann, welcher situativ, beispielsweise in Abhängigkeit einer Grillkammertemperatur, die Vorrichtung durchlüftet, derart, dass exzessive Wärme aus der Vorrichtung zum Überbacken von Lebensmittelprodukten herausgeblasen wird oder Luft zwischen heißen Teilen und dem kälteren Gehäuse zirkuliert. Eine alternative Anordnung des und/oder der Lüfter, beispielsweise an Längsseiten der Vorrichtung zum Überbacken von Lebensmittelprodukten, ist denkbar. Ferner denkbar ist eine Auslösung eines Lüftungsvorgangs basierend auf einer anderen als der Grillkammertemperatur, beispielsweise in Abhängigkeit einer Temperatur des Energieversorgungssystems oder des Gehäuses.
Das metallische Gehäuse der Vorrichtung zum Überbacken von Lebensmittelprodukten dient neben der Wärmeleitung gleichzeitig als Schutz gegenüber Schäden verbauter Hardware, beispielsweise gegenüber Akkuschäden. Ferner dient es als Brandschutz bei einem Akkufehler. Das Gehäuse der Vorrichtung kann ein robustes Metallgehäuse darstellen, welches, im unwahrscheinlichen Fall von Schäden an dem zumindest einen Akkumulator, einen Abbrand in kontrollierter Umgebung ermöglicht. Ferner können Sollbruchventile vorgesehen sein, aus denen Flammen kontrolliert nach oben aussteigen können. Das metallische Gehäuse weist vorzugsweise eine Aluminiumbasislegierung oder Kupferbasislegierung auf. Ferner weist es vorzugsweise eine mittlere Stärke von mind. 0,5 mm, vorzugsweise mind. 2,0 mm auf. Ein weiterer Vorteil dicker metallischer Wandstärken ist auch die langsame Erwärmung des Gehäuses bedingt durch eine große Wärmekapazität.
Vorteilhafter Weise weist der zumindest eine Akkumulator eine Spannung über 20 V auf, um Ströme nicht über 20 A steigen zu lassen.
Gemäß verschiedener Ausführungsformen ist das zumindest eine Heizelement ein Halogenstrahler oder Gasentladungsstrahler. Alternative Heizelemente, beispielsweise Heizdraht aus Kanthal, sind denkbar.
Ein Vorteil eines Halogenstrahlers als Heizelement ist, dass dieser innerhalb von Millisekunden sein Leistungsmaximum erreicht. Im Vergleich hierzu benötigen Heizdrähte mehrere Sekunden und Heizspiralen in Backöfen sogar bis zu zwei Minuten. Ferner weisen Halogenstrahler ein vorteilhaftes Emissionsspektrum in Bezug auf Wärmestrahlung, im Spezifischen Infrarotstrahlung, auf. So weisen gängige Halogenstrahler eine Glühtemperatur von ca. 3200 K auf. Im Vergleich weisen Heizdraht (z.B. aus Kanthal) oder Heizspiralen eine Glühtemperatur von maximal ca. 1500 K auf. Das zum Schutz des Heizelementes verwendete transmittierende Element (auf Basis von z.B. Siliziumdioxid) hat ein übliches Transmissionsspektrum von 500 bis 2800 nm. Ein Emissionsanteil eines Halogenstrahler liegt deutlich stärker in diesem Transmissionsbereich als der einer kälteren Heizspirale. Halogenstrahler sind dementsprechend in vorteilhafter Art und Weise als Heizelement nutzbar.
Bevorzugt ist der Halogenstrahler als Niedervolt-Leuchtmittel mit einer Leistung von mindestens 300 W ausgebildet.
In vorteilhafter Ausführung ist eine Längsachse der Halogenlampe parallel zu einer Grundfläche der Grillkammer angeordnet, um eine Bauhöhe der Vorrichtung zum Überbacken von Lebensmittelprodukten zu minimieren.
Gemäß verschiedener Ausführungsformen weist die Grillkammer eine zumindest teilweise entnehmbare Beladevorrichtung zur Aufnahme eines Lebensmittelproduktes auf.
Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform sind die Grillkammer und die Beladevorrichtung als Dreiecksprisma ausgeformt.
Eine Ausgestaltung der Grillkammer und der Beladevorrichtung als Dreiecksprisma dient einer Maximierung der Flächenleistung bei gegebener Leistungsaufnahme. Hierbei zielt eine dreieckige Grundfläche auf die Darreichungsform eines klassischen Nacho ab, wobei die Beladevorrichtung eine Grundfläche aufweist, dessen Seitenlängen und Innenwinkel ungefähr dem eines klassischen Nacho entsprechen, bzw. minimal größer sind als diese, um eine vollständige Aufnahme eines intakten Nacho zu gewährleisten. Eine dreieckige Grundfläche weist im Vergleich zu einer rechteckigen Grundfläche mit identischem Kantenmaß lediglich die Hälfte der Fläche auf und dient somit einer hohen Flächenleistung und thermischer Effizienz in Bezug auf das Heizelement.
Dies wird ebenfalls dadurch gewährleistet, dass Verluste der Wärmestrahlung durch Streuung und/oder Reflektion minimiert werden, indem der Abstand zwischen der Grundfläche der Beladevorrichtung und des zumindest einen Heizelements möglichst gering, in vorteilhafter Weise kleiner als 5 cm, gehalten wird.
Darüber hinaus sind Seitenwände der Grillkammer aus reflektierendem Material gefertigt, beispielsweise Aluminium und/oder Edelstahl. Gestreute und/oder reflektierte Wärmestrahlung kann somit zurück auf das zu überbackende Lebensmittel geworfen, und die Flächenleistung und thermische Effizienz in Bezug auf das Heizelement maximiert werden.
Hierbei erreicht die Vorrichtung zum Überbacken von Lebensmittelprodukten eine sehr hohe Flächenleistung von mehr als 15 W/cm², im Vergleich zu ca. 2 W/cm² eines üblichen Backofengrills.
Gemäß verschiedener Ausführungsformen weist das Heizsystem einen Reflektor auf. Der Reflektor ist derart angeordnet, dass er in direkter Sichtverbindung zum Lebensmittelprodukt steht und Wärmestrahlung des zumindest einen Heizelements in Richtung der Grillkammer reflektiert.
Gemäß verschiedener Ausführungsformen ist der Reflektor kuppelförmig ausgestaltet.
Eine kuppelförmige Ausgestaltung des Reflektors dient dazu, die reflektierte Wärmestrahlung im Wesentlichen gleichmäßig auf einer Grundfläche der Beladevorrichtung zu konzentrieren. Hierdurch soll Wärmeverlust durch eine Reflektion auf Seitenwände der Beladevorrichtung minimiert werden, sodass die von dem zumindest einen Heizelement bereitgestellte Wärme effizient zum Überbacken von Lebensmittelprodukten genutzt werden kann.
Vorteilhafter Weise ist der Reflektor aus Aluminium gefertigt. Es ist aber auch denkbar, den Reflektor aus einem anderen Metall und/oder Glas und/oder Keramik zu fertigen. Ebenfalls denkbar ist, dass der Reflektor eine Beschichtung aufweist, beispielsweise Aluminium und/oder Silber und/oder Gold. Weitere Ausgestaltungen des Reflektors sind denkbar.
Gemäß verschiedener Ausführungsformen ist der Reflektor direkt oder mittelbar über einen Kühlkörper mit dem metallischen Gehäuse gut wärmeleitend verbunden.
Um das zumindest eine Heizelement vor Überhitzung zu schützen, im Speziellen bei hoher Nutzungsfrequenz, bedarf es einen Abtransport exzessiver Wärme. Hierfür bildet in vorteilhafter Weise der Reflektor selbst den Kühlkörper. Zu diesem Zweck kann der Reflektor aus starkem Aluminiumblech gefertigt sein, welches in Wirkverbindung mit einem Aluminiumgehäuse der Vorrichtung zum Überbacken von Lebensmittelprodukten steht. Die Nutzung anderer wärmeleitender Materialien, beispielsweise andere Metalle, sind denkbar. Dies ermöglicht eine effiziente Wärmeleitung vom Reflektor zum metallischen Gehäuse, über welches die Wärme an die Umgebung abgegeben wird. Ebenfalls denkbar ist eine Nutzung anderer/weiterer passiver Kühlkörper, beispielsweise Metallkörpern mit großen Querschnitten. Auch kann eine Kühlung des Reflektors maßgeblich über Wärmestrahlung an das metallische Gehäuse erfolgen. Durch die verschiedenen Prinzipien kann einer möglichen Beschädigung durch Überhitzung vorgebeugt werden. Dies passive System ist kostengünstiger, energieeffizienter und leiser als eine aktive Kühlung mit Lüfter. Nichtsdestotrotz kann ein interner Lüfter zum stärkeren Kühlen des Reflektors vorgesehen werden, beispielsweise bei intensiver Nutzung der Vorrichtung mit vielen Grillvorgängen in kurzer Zeitfolge. Hierfür kann der Reflektor offene Lüftungsschlitze aufweisen, welche vorzugsweise entsprechend einer Belüftungsrichtung des oder der Lüfter, beidseitig von dem zumindest einen Heizelement, angeordnet sind.
Gemäß verschiedener Ausführungsformen weist das transmittierende Element einen sehr geringen thermischen Wärmeausdehnungskoeffizienten von unter 6*10^-6 1/K (bei 300K), wie bei Borosilikat-, Quarzglas oder Glaskeramik, auf.
Gläser mit einem höheren Wärmeausdehnungskoeffizienten, wie Kalk-Natron-Gläser (auch als Fensterglas bekannt), sind üblicherweise deutlich kostengünstiger aber haben eine deutlich geringere Widerstandsfähigkeit gegen Temperaturwechsel und sind damit empfindlicher. Das transmittierende Element stellt eine obere Begrenzung der Grillkammer dar und dient einem Schutz des zumindest einen Heizelementes, im Speziellen vor Fettspritzern, welche das zumindest eine Heizelemente zum Bersten bringen könnten, oder bei Reinigung vor mechanischer Beschädigung.
Gemäß verschiedener Ausführungsformen weist die Vorrichtung zum Überbacken von Lebensmittelprodukten ferner ein transmittierendes optisches Filterelement auf. Das transmittierende Filterelement ist dazu ausgebildet eine Transmission elektromagnetischer Strahlung unterhalb einer Wellenlänge von 600 nm zumindest teilweise zu verhindern.
Hierfür ist das transmittierende Element vorteilhafter Weise als transmittierendes optisches Filterelement ausgeführt. Hierbei kann es entweder als teilweise absorbierendes gefärbtes Glas/Glaskeramik oder mit einer reflektierenden Beschichtung oder als Kombination aus beiden ausgeführt sein. Das transmittierende optische Filterelement ist zum einen dafür ausgebildet Wellenlängen von unter 600 nm weitestgehend zu reflektieren oder zu absorbieren und zum anderen gut durchlässig für größere Wellenlängen bis mindestens 2500 nm zu sein, um eine Wärmeübertagung von dem zumindest einen Heizelement in die Grillkammer zu gewährleisten. Alternativ kann das transmittierende optische Filterelement eine separate Scheibe zwischen dem zumindest einen Heizelement und der Grillkammer oder nur eine reflektierende Beschichtung direkt auf dem Heizelement (Halogenstrahler oder Gasentladungsstrahler) sein. Es ist auch möglich das transmittierende optische Filterelement als Beschichtung direkt auf das Heizelement aufzubringen.
Jedes transmittierende Material weist ein unterschiedliches Transmissionsspektrum im Infrarotspektrum (IR-Spektrum) auf. Das transmittierende Filterelement soll möglichst viel vom IR-Spektrum durchlassen. Im nahen IR-Bereich weist das transmittierende Filterelement idealerweise mindestens eine ähnliche Transmission eines Glaskörpers des Heizsystems auf, sodass es hierüber hinaus im Hinblick auf Flächenleistung und Energieeffizienz zu keinen nennenswerten Transmissionsverlusten kommt.
Das transmittierende Element, im Wesentlichen eine flache Scheibe, sowie Seiten- und Grundfläche(n) der Grillkammer ist/sind dabei leicht zu reinigen, indem, auch bei geringer Höhe der Grillkammer, ausreichend Platz zur Verfügung steht, um diese mit Hilfe eines Reinigungstuchs mit den Fingern, nach Entnahme der Beladevorrichtung, einfach auszuwischen.
Gemäß verschiedener Ausführungsformen ist das transmittierende Filterelement als Interferenzfilter oder dielektrische Beschichtung, im Speziellen dichroitischer Filter, ausgeführt. Bevorzugt ist die Beschichtung ein Langpassfilter.
In einer vorteilhaften Ausführung der Vorrichtung zum Überbacken von Lebensmittelprodukten weist das transmittierende Filterelement im Wesentlichen eine Transmission im Bereich von ca. 600 nm bis mindestens 2500 nm auf. Dies ermöglicht, dass Licht, welches von dem zumindest einen Heizelement emittiert wird, das transmittierende Filterelement passiert und in den Grillraum eintritt, rötlich ist und damit farblich vergleichbar zu herkömmlichen elektronischen Grillgeräten. Zudem ist die Intensität des sichtbaren Spektrums deutlich reduziert, was die Augen nicht blendet. Weiterhin wird sicher gestellt Wellenlängen unter 450nm im UV Bereich zu filtern, die gesundheitsschädlich sind. Für Wellenlängen über 2500 nm stellt es eine Herausforderung dar, ein entsprechendes transmittierendes Material kostengünstig zur Verfügung zu stellen. Der Energieanteil über 2500 nm ist bei Halogenstrahlern relativ klein.
Zum Zwecke einer Bereitstellung von Strahlung in einem Wellenlängenbereich von ca. 600 nm bis ca. 2500 nm in dem zumindest einen Grillraum, kann das transmittierende Filterelement einen Langpassfilter aufweisen, welcher große Teile, vorteilhafter Weise über 50%, vom elektromagnetischen Spektrum des zumindest einen Heizelements unterhalb einer Wellenlänge von 600 nm, für die Transmission sperrt. Bei einer einseitigen Filterbeschichtung, erfolgt die Beschichtung heizsystemseitig.
Wichtig hierbei ist, dass das blockierte Licht des zumindest einen Heizelements nicht durch das transmittierende Filterelement absorbiert, sondern reflektiert wird. Dies schont das transmittierende Filterelement im Hinblick auf seine thermische Belastbarkeit und vermeidet Verbrennungen bei Scheibenkontakt, wie es bei klassischem Farbglas der Fall ist, welches Wärme absorbiert und heiß wird. Auch gelangt ein Teil der reflektierten Strahlung direkt oder über den Reflektor zurück auf das Heizelement, was dessen Energiezufuhr steigert und die Effizienz des Systems erhöht. Eine derartige Beschichtung kann beispielsweise mit Niob-Pentoxid (Nb₂O₅) erfolgen.
Gemäß verschiedener Ausführungsformen ist der Auslösemechanismus ein Start/Stop Taster und/oder ein Zeitschalter.
Gemäß verschiedener Ausführungsformen weist die Steuereinheit ferner einen Temperaturschalter/Temperatursensor auf. Der Temperaturschalter/Temperatursensor ist mit dem Heizelement wirkverbunden. Ferner weist/weisen die Grillkammer und/oder das Energieversorgungssystem einen Temperatursensor auf. Der oder die Temperatursensor(en) ist/sind mit dem Temperaturschalter/Temperatursensor der Steuereinheit wirkverbunden.
Eine Auslösung der Vorrichtung zum Überbacken von Lebensmittelprodukten kann mittels eines Start/Stop Tasters und/oder ein Zeitschalters erfolgen. Eine erste Betätigung des Start/Stop Tasters bewirkt beispielsweise ein Aufheizen des zumindest einen Heizelements. Eine zweite Betätigung des Start/Stop Tasters kann ein Aufheizen des zumindest einen Heizelements vorzeitig vor dem Zeitschalter beenden. Auch kann das Aufheizen auch unterbrochen werden, wenn der Temperatursensor der Grillkammer und/oder der Temperatursensor des Energieversorgungssystems einen vordefinierten Wert überschreitet (Überhitzungsschutz). Eine Betätigung des Zeitschalters bewirkt beispielsweise ein Aufheizen des zumindest einen Heizelements für eine gewisse Zeitspanne. Hierbei kann die Zeitspanne wählbar sein, beispielsweise mittels eines Drehknopfs oder Steuerfeldes, um eine Brenndauer des zumindest einen Heizelementes anzupassen, beispielsweise in Abhängigkeit einer Außentemperatur, einer Dicke eines Nacho und/oder einer Käsesorte, welche zum Überbacken verwendet wird. Eine Kombination beider Taster ist denkbar.
Gemäß verschiedener Ausführungsformen weist das Energieversorgungssystem einen Tiefsetzsteller oder Hochsetzsteller und ein Batteriemanagementsystem und/oder einen Hauptschalter und/oder eine Sicherung und/oder eine Ladebuchse und/oder eine Ladestandsanzeige auf, welcher/welche mit dem zumindest einen Akkumulator wirkverbunden ist/sind.
Der Tiefsetzsteller oder Hochsetzsteller dient einer konstanten Leistungsabgabe. Eine Spannung herkömmlicher Primär- und Sekundärbatterien nimmt von voll nach leer ab (4,2 V - 2,5 V). Hierbei sinkt ein Leistungsverlust quadratisch mit einem Spannungsabfall, wobei eine konstante Leistung erwünscht ist. Hierfür wird mittels eines Tiefsetzstellers die Spannung konstant auf ca. 3 V nach unten gesetzt. Im Falle eines Hochsetzstellers wird die Spannung konstant auf einen Wert von über 4,2V gewandelt.
Das Batteriemanagementsystem kann eine Temperaturüberwachung des zumindest einen Akkumulators sowie einen Raum nahe der Grillkammer umfassen. Eine Abschaltung der Vorrichtung kann erfolgen, sobald ein definierter Temperatursollwert überschritten wurde. Ferner kann das Batteriemanagementsystem eine klassische Sicherung gegen zu hohe Ströme des zumindest einen Akkumulators umfassen.
Der Hauptschalter trennt Verbraucher der Vorrichtung von einer elektrischen Energieversorgung.
Die Sicherung dient als Schutzschaltung gegen Überlast.
In vorteilhafter Ausführung ist die Ladebuchse eine EU-Parlament konforme Ladebuchse des Typs USB-C. Andere Ausführungen der Ladebuchse, beispielsweise als Micro- oder Mini-USB bzw. einer Buchse mit höherer Spannung, sind denkbar. Dies ermöglich einen Ladevorgang mit Ladegeräten, welche im Wesentlichen in jedem Haushalt zur Verfügung stehen. Eine Ladung einer Kapazität von 20 W kann ca. vier bis sechs Stunden in Anspruch nehmen, was bei einem nächtlichen Ladevorgang einer Nutzungserfahrung nicht abträglich sein sollte. Vorteilhaft ist, dass kein extra Ladegerät benötig wird und den Platzbedarf des Systems insgesamt minimiert.
Die Ladestandsanzeige ist eine Baukomponente, welche den Ladestand des zumindest einen Akkumulators wiedergibt. Diese kann entweder als Display, beispielsweise mittels eines Batteriesymbols und/oder einer einzelnen oder mehreren (mehrfarbigen) lichtemittierender Dioden und/oder akustisch oder auf eine andere geeignete Art und Weise ausgebildet sein. Ziel ist es, dem Nutzer über den Ladestand der Vorrichtung zum Überbacken von Lebensmittelprodukten zu informieren, sodass frühzeitig eine Ladung des zumindest einen Akkumulators erfolgen kann.
Gemäß verschiedener Ausführungsformen weist die Vorrichtung ein maximales Raumvolumen von 2500 cm³ auf, um den Platzbedarf zu minimieren.
Beispielsweise weist die Vorrichtung eine Abmaßung von maximal 25 cm x 10 cm x10 cm auf und ist somit im Vergleich zu einem Mikrowellengrill (ca. 60 000 cm³) deutlich kompakter.
Die Vorrichtung zum Überbacken von Lebensmittelprodukten dient dazu, ein Lebensmittelprodukt in sehr kurzer Zeit (ca. 10 Sek.) mit einer kleinen Menge Käse zu überbacken. Hierbei zeichnet sich die Vorrichtung durch eine schnelle und reproduzierbare Wiederholbarkeit des Vorgangs für kontinuierlichen Verzehrgenuss aus. Die Vorrichtung ist sehr kompakt, passt leicht in einen Rucksack, batteriebetrieben und somit mobil verwendbar. Die Vorrichtung erlaubt demnach einen Genuss optimal frisch zubereiteter Nachos, sowohl im Indoor- als auch Outdoor-Bereich, innerhalb sehr kurzer Zeit. Im Indoor-Bereich, beispielsweise der Gastronomie oder der eigenen Wohnung, kann sehr bequem und sicher mit einem kleinen Gerät direkt am Ess- oder Couchtisch gegrillt werden, ohne dass ein Netzkabel optisch und mechanisch stört. Bei einem Outdoorerlebnis, beispielsweise als Wandersnack, am Strand oder während eines geselligen Beisammenseins im Freien, ist der große Vorteil ebenfalls die Mobilität, Unabhängigkeit von einem Netzanschluss und hohe Zubereitungsgeschwindigkeit.
Ermöglicht wird dies durch eine auf Energieeffizienz ausgelegte Bauweise, im Speziellen durch eine förmliche dem Lebensmittelprodukt angepasste Grillkammer, einem effizienten Heizelement mit hoher Flächenleistung und einer energieeffizienten Kühlung.
Ausführung der Erfindung
Die Erfindung wird anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert. Hierzu zeigt

1 Vorrichtung zum Überbacken von Lebensmittelprodukten, schematische Ansicht.

In der Beschreibung wird auf die beigefügten Zeichnungen Bezug genommen, in denen zur Veranschaulichung spezifische Ausführungsformen gezeigt sind, in denen die erfindungsgemäße Anordnung ausgeübt werden kann. In dieser Hinsicht wird eine Richtungsterminologie wie etwa „oben“, „unten“ usw. mit Bezug auf die Orientierung der beschriebenen Zeichnungen verwendet. Die Richtungsterminologie dient der Veranschaulichung und ist auf keinerlei Weise einschränkend.
Es versteht sich, dass andere Ausführungsformen benutzt und strukturelle oder logische Änderungen vorgenommen werden können, ohne von dem Schutzumfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen. Es versteht sich, dass die Merkmale der hierin beschriebenen verschiedenen beispielhaften Ausführungsformen miteinander kombiniert werden können, sofern nicht spezifisch anders angegeben. Die folgende ausführliche Beschreibung ist deshalb nicht in einschränkendem Sinne aufzufassen, und der Schutzumfang der vorliegenden Erfindung wird durch die angefügten Ansprüche definiert.
In den Figuren werden identische oder ähnliche Elemente mit identischen Bezugszeichen versehen, soweit dies zweckmäßig ist.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung zum Überbacken von Lebensmittelprodukten ist in 1 dargestellt, wobei die Vorrichtung ein metallisches Gehäuse 9, ein Energieversorgungssystem 11, eine Steuereinheit 1, ein Heizsystem 7 und eine Grillkammer 4 aufweist. Das metallische Gehäuse 9 ist wärmeleitend ausgeformt und nimmt das Energieversorgungssystem 11, die Steuereinheit 1, das Heizsystem 7 und die Grillkammer 4 auf. Das Energieversorgungssystem 11 weist zumindest einen Akkumulator auf und ist mit der Steuereinheit 1 und dem zumindest einen Heizsystem 7 elektrisch verbunden. Die Steuereinheit 1 weist einen Auslösemechanismus auf und ist mit dem Heizsystem 7 wirkverbunden. Das Heizsystem 7 weist zumindest ein Heizelement 6 und zumindest ein transmittierendes Element 3 auf. Das transmittierende Element 3 ist zwischen dem Heizsystem 7 und der Grillkammer 4 angeordnet. Das zumindest eine Heizelement 6 ist dazu ausgebildet, auf einer Grundfläche der Grillkammer 4 eine elektromagnetische Flächenleistung von zumindest 15 W/cm² zu erzielen.
In Vorteilhafter Ausführung weist die Vorrichtung zum Überbacken von Lebensmittelprodukten ferner ein Kühlsystem auf, das mit dem Heizsystem 7 und dem metallischen Gehäuse 9 wirkverbunden ist.
In einer vorteilhaften Ausführung ist das zumindest eine Heizelement 6 6ein Halogenstrahler oder Gasentladungsstrahler. Der Strahler ist innerhalb des Heizsystems 7 angeordnet und mittels einer Lampenhalterung 8 gehaltert, derart, dass seine Längsachse parallel zu einer Grundfläche der Grillkammer 4 verläuft. Dies garantiert eine flache Bauweise der Vorrichtung zum Überbacken von Lebensmittelprodukten. Vorteilhafter Weise wird das zumindest eine Heizelement 6 von dem Energieversorgungssystem 11 beanstandet angeordnet, beispielsweise auf gegenüberliegen Seiten der Vorrichtung zum Überbacken von Lebensmittelprodukten, wie in 1 gezeigt.
Bevorzugt weist die Grillkammer 4 eine zumindest teilweise entnehmbare Beladevorrichtung zur Aufnahme eines Lebensmittelproduktes hier nicht gezeigt auf.
In einer vorteilhaften Ausführungsform sind die Grillkammer 4 und die Beladevorrichtung als Dreiecksprisma ausgeformt, wie in 1 ersichtlich. Die Grillkammer 4 kann entsprechend 1 an einer Stirnseite der Vorrichtung zum Überbacken von Lebensmittelprodukten angeordnet sein, sie kann aber auch an einer Längsseite angeordnet sein.
Bevorzugt weist das Heizsystem 7 einen Reflektor 5 auf, welcher derart angeordnet ist, dass er in direkter Sichtverbindung zum Lebensmittelprodukt steht und Wärmestrahlung in Richtung der zumindest einen Grillkammer 4 reflektiert. Ferner bevorzugt ist der Reflektor 5 kuppelförmig ausgestaltet. Ebenso bevorzugt ist der Reflektor 5 direkt oder mittelbar über einen Kühlkörper mit dem metallischen Gehäuse 9 gut wärmeleitend verbunden. Andere Ausgestaltungen des Reflektors 5 sind denkbar. 1 zeigt den Reflektor 5 als vierseitiges Prisma, wobei eine großflächige Seite des Prisma gegenüber dem zumindest einen Heizelement 6 offen ausgeführt ist, und wobei eine Reflektion von Wärmestrahlung in Richtung der Grillkammer 4 erfolgt. Ein Kühlsystem kann zum einen mit dem Reflektor 5, zum anderen mit dem metallischen Gehäuse 9 der Vorrichtung zum Überbacken von Lebensmittelprodukten in Wirkverbindung stehen. Hierdurch wird exzessive Wärme des zumindest einen Heizelements 6 effektiv über das metallische Gehäuse 9 abtransportiert.
Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform weist das transmittierende Element 3 einen sehr geringen thermischen Wärmeausdehnungskoeffizienten von unter 6*10^-6 1/K bei 300K auf.
Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform weist die Vorrichtung zum Überbacken von Lebensmittelprodukten ferner ein transmittierendes Filterelement auf. Das Filterelement ist dazu ausgebildet eine Transmission elektromagnetischer Strahlung unterhalb einer Wellenlänge von 600 nm zumindest teilweise zu verhindern.
Bevorzugt weist das transmittierendes Filterelement eine Beschichtung als Interferenzfilter oder dielektrische Beschichtung, im Speziellen dichroitischer Filter, auf. Ferner bevorzugt ist der Filter als Langpassfilter ausgeführt.
Bevorzugt ist der Auslösemechanismus ein Start/Stop Taster und/oder ein Zeitschalter.
Ferner bevorzugt weist die Steuereinheit 1 einen Temperaturschalter auf, welcher mit dem Heizsystem 7 wirkverbunden ist.
Weiter bevorzugt weist die Grillkammer 4 und/oder das Energieversorgungssystem 11 ferner einen Temperatursensor auf, welcher mit dem Temperaturschalter der Steuereinheit 1 wirkverbunden ist.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform weist das Energieversorgungssystem 11 der Vorrichtung zum Überbacken von Lebensmittelprodukten einen Tiefsetzsteller oder Hochsetzsteller 10 und/oder ein Batteriemanagementsystem und/oder einen Hauptschalter und/oder eine Sicherung und/oder eine Ladebuchse und/oder eine Ladestandsanzeige auf welcher/welche mit dem zumindest einen Akkumulator wirkverbunden ist/sind.
Ein Batteriemanagementsystem ist im Speziellen in Verbindung mit einem Block aus Akkumulatoren von Nutzen, wie er in 1 abgebildet ist.
Sinnvoller Weise sind Hauptschalter und/oder Sicherung und/oder Ladebuchse und/oder Ladestandsanzeige in der Nähe des Energieversorgungssystem 11 angeordnet, beispielsweise an einer Heckwand 12 der Vorrichtung zum Überbacken von Lebensmittelprodukten. Sie können aber auch, einzeln oder in beliebiger Kombination, andernorts angeordnet sein, beispielsweise an einer Seitenwand des metallischen Gehäuses 9.
In einer bevorzugten Ausführung weist die Vorrichtung zum Überbacken von Lebensmittelprodukten ein maximales Raumvolumen von 2500 cm³ auf, wobei, wie in 1 ersichtlich, eine Höhe und Breite deutlich kleiner einer Länge sind. Ferner denkbar ist eine würfelförmige Ausgestaltung der Vorrichtung.
Bezugszeichen

1: Steuereinheit mit Auslösemechanismus
2: Seitenwand des Gehäuse
3: transmittierendes Element mit/ohne Filterbeschichtung
4: Grillkammer
5: Reflektor
6: Heizelement
7: Heizsystem mit Reflektor
8: Halterung des Heizelements
9: metallisches Gehäuse
10: Tiefsetzsteller oder Hochsetzsteller
11: Energieversorgungssystem
12: Heckwand des Gehäuses

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

WO 2011139805 A1 [0008]
CH 562598 A5 [0009]
EP 3936011 A1 [0010]
EP 251539 A1 [0011]
US 11131462 B2 [0012]
CN 202287902 U [0013]

Claims

Vorrichtung zum Überbacken von Lebensmittelprodukten aufweisend ein metallisches Gehäuse (9), ein Energieversorgungssystem (11), eine Steuereinheit (1), ein Heizsystem (7) und eine Grillkammer (4), wobei das metallische Gehäuse (9) wärmeleitend ausgeformt ist und das Energieversorgungssystem (11), die Steuereinheit (1), das Heizsystem (7) und die Grillkammer (4) aufnimmt, wobei das Energieversorgungssystem (11) zumindest einen Akkumulator aufweist und mit der Steuereinheit (1) und dem Heizsystem (7) elektrisch verbunden ist, wobei die Steuereinheit (1) einen Auslösemechanismus aufweist und mit dem Heizsystem (7) wirkverbunden ist, wobei das Heizsystem (7) zumindest ein Heizelement (6) und zumindest ein transmittierendes Element (3) aufweist, wobei das transmittierende Element (3) zwischen dem Heizsystem (7) und der Grillkammer (4) angeordnet ist, und wobei das zumindest eine Heizelement (6) dazu ausgebildet ist, auf einer Grundfläche der Grillkammer (4) eine elektromagnetische Flächenleistung von zumindest 15 W/cm² zu erzielen.
Vorrichtung zum Überbacken von Lebensmittelprodukten gemäß Anspruch 1, ferner aufweisend ein Kühlsystem, das mit dem Heizsystem (7) und dem metallischen Gehäuse (9) wirkverbunden ist.
Vorrichtung zum Überbacken von Lebensmittelprodukten gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das zumindest eine Heizelement (6) ein Halogenstrahler oder Gasentladungsstrahler ist.
Vorrichtung zum Überbacken von Lebensmittelprodukten gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Grillkammer (4) eine zumindest teilweise entnehmbare Beladevorrichtung zur Aufnahme eines Lebensmittelproduktes aufweist.
Vorrichtung zum Überbacken von Lebensmittelprodukten gemäß Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Grillkammer (4) und die Beladevorrichtung als Dreiecksprisma ausgeformt sind.
Vorrichtung zum Überbacken von Lebensmittelprodukten gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Heizsystem (7) zumindest einen Reflektor (5) aufweist, welcher derart angeordnet ist, dass er in direkter Sichtverbindung zum Lebensmittelprodukt steht und Wärmestrahlung des zumindest einen Heizelements (6) in Richtung der Grillkammer (4) reflektiert.
Vorrichtung zum Überbacken von Lebensmittelprodukten gemäß Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Reflektor (5) kuppelförmig ausgestaltet ist.
Vorrichtung zum Überbacken von Lebensmittelprodukten gemäß Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Reflektor (5) direkt oder mittelbar über einen Kühlkörper mit dem metallischen Gehäuse (9) gut wärmeleitend verbunden ist.
Vorrichtung zum Überbacken von Lebensmittelprodukten gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das transmittierende Element (3) einen sehr geringen thermischen Wärmeausdehnungskoeffizienten von unter 6*10^-6 1/K (bei 300K) aufweist.
Vorrichtung zum Überbacken von Lebensmittelprodukten gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, ferner aufweisend ein transmittierendes optisches Filterelement, welches dazu ausgebildet ist, eine Transmission elektromagnetischer Strahlung unterhalb einer Wellenlänge von 600 nm zumindest teilweise zu verhindern.
Vorrichtung zum Überbacken von Lebensmittelprodukten gemäß Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das transmittierende Filterelement als Interferenzfilter oder dielektrische Beschichtung, im Speziellen dichroitischer Filter, ausgeführt ist.
Vorrichtung zum Überbacken von Lebensmittelprodukten gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Auslösemechanismus ein Start/Stop Taster und/oder ein Zeitschalter ist.
Vorrichtung zum Überbacken von Lebensmittelprodukten gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (1) ferner einen Temperaturschalter/Temperatursensor aufweist, welcher mit dem Heizsystem (7) wirkverbunden ist, und dass die Grillkammer (4) und/oder das Energieversorgungssystem (11) ferner einen Temperatursensor aufweist/aufweisen, welcher/welche mit dem Temperaturschalter/Temperatursensor der Steuereinheit (1) wirkverbunden ist/sind.
Vorrichtung zum Überbacken von Lebensmittelprodukten gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Energieversorgungssystem (11) einen Tiefsetzsteller oder Hochsetzsteller (10) und ein Batteriemanagementsystem und/oder einen Hauptschalter und/oder eine Sicherung und/oder eine Ladebuchse und/oder eine Ladestandsanzeige aufweist welcher/welche mit dem zumindest einen Akkumulator wirkverbunden ist/sind.
Vorrichtung zum Überbacken von Lebensmittelprodukten gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung ein maximales Raumvolumen von 2500 cm³ aufweist.