EP0625676B1 - Gar-, Brat- und Backverfahren - Google Patents
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- EP0625676B1 EP0625676B1 EP19940103438 EP94103438A EP0625676B1 EP 0625676 B1 EP0625676 B1 EP 0625676B1 EP 19940103438 EP19940103438 EP 19940103438 EP 94103438 A EP94103438 A EP 94103438A EP 0625676 B1 EP0625676 B1 EP 0625676B1
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- roasting
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
- F24C—DOMESTIC STOVES OR RANGES ; DETAILS OF DOMESTIC STOVES OR RANGES, OF GENERAL APPLICATION
- F24C7/00—Stoves or ranges heated by electric energy
- F24C7/08—Arrangement or mounting of control or safety devices
- F24C7/087—Arrangement or mounting of control or safety devices of electric circuits regulating heat
Definitions
- the invention relates to a cooking, roasting and baking process and device for performing this method for household appliances equipped with an oven, the Household appliances with thermal heating devices and possibly in Combination designed with microwave heating devices are.
- a procedure is from the French published patent application FR-A-24 89 067 and a device for the digital control of electrical baking, roasting and Cooking areas using selectable, depending on the type and weight of the to be treated Well-known temperature-duration programs known.
- Certain parameters can be specified. Determined from this the control unit temperature constants for, for example, a heating phase, a pre-cooking phase and a weft cooking phase and corresponding time constants.
- the heat treatment process of the food is initiated by a power circuit is switched on, whereby the heating resistors are supplied with alternating current become.
- a first setpoint temperature is specified in the temperature control device and compared with the temperature of the furnace determined by a temperature sensor.
- the temperature control device acts in the sense of a two-point controller, whereby a certain oven temperature control hysteresis is specified.
- the invention is therefore based on the object, the oven temperature control hysteresis to adapt with the cooking process in an advantageous manner, so that the The cooking result is optimal.
- the solution of the task according to the invention is characterized in that by the control depending on the default parameters a variable Oven temperature control hysteresis in accordance with stored default values is determined and the temperature control is used as a basis.
- 1 is an oven temperature control hysteresis Function of the baking or cooking time shown. It is Fluctuation of the temperature amplitude by a set, or the desired average temperature in the oven. The upper or lower fluctuation range is used as the hysteresis referred to the mean by all inertia elements the respective oven temperature control is fixed. Starting situation of today's household appliance ovens is that an optimal setting based on the desired cooking process, the oven temperature control hysteresis not possible. Current state of the art and assumption that the lowest possible control amplitude in general is advantageous for the cooking process and at optimal Cooking results, forms the basis of previous automated Cooking processes in household appliances. So far it is not possible for users of household appliances with ovens, the oven temperature control hysteresis given by the structure of the oven to influence.
- FIG. 2 is a circuit arrangement for implementation represented the method according to the invention, with the help of which recent research by nutritionists and household scientists the user of household appliances with ovens can be made accessible.
- Figure 2 shows a controller 1, input options for control, for example the food type 2 the oven operating mode 3 the food weight 4 and a food result specification 5, a sensor system 6 in an oven cooking space and symbolically indicated output of oven temperature control hysteresis 7, 8, 9 and 10 as well the relevant oven cooking chamber of a household appliance 11.
- the control 1 receives by manual input via the controls 2, 3, 4 and 5 or by selecting the fully automatic Input data that are suitable, an oven temperature rule determine hysteresis as a function of time and the To feed cooking chamber 11.
- the input option 3 for the oven mode includes the general Possibility of cooking, baking and roasting.
- the weight of the food can be arranged in the cooking space 11 Weight sensors automatically sent to the control on the other hand, it is conceivable that over household scales a weight is determined using the input option 4 the control is communicated.
- Cooking result specification 5 can be a roasting, sacking or cooking process with three focal points, the little, medium and strongly mean to be communicated to the controller 1. Will the Cooking result specification not selected, it is assumed that a medium cooking result is desired.
- Examples of large oven temperature control hysteresis identified by the control are grilling fatter ones Meat types or given in the production of gratins.
- Examples of medium oven temperature control hysteresis are given when baking small pastries, when baking in Forming when baking sheet cakes.
- the one with the Control 1 loaded with input data can be operated using a query the sensor 6 in the cooking space 11 in the bidirectional control bus and apply so that the control side in capable of the most advantageous oven temperature control hysteresis for certain input data in the cooking space 11.
- 2 is symbolically indicated that at least four oven temperature control hysteresis groups in one Oven of a household appliance 11 should be insertable.
- the symbol 7 means an oven temperature rule hysteresis of ⁇ 3 ° Kelvin
- symbol 8 an oven temperature rule hysteresis of almost 0 ° Kelvin
- the symbol 9 a 3-oven temperature control hysteresis of ⁇ 30 ° Kelvin
- the symbol 10 an oven temperature control hysteresis of ⁇ 10 ° Kelvin.
- the sensor-powered control is on an oven temperature control hysteresis of ⁇ 10 ° Kelvin programmed if a normal court production is carried out via the input bus selected above a treatment temperature of 100 ° C has been.
- the control is based on an oven temperature rule on the input side hysteresis of ⁇ 15 ° Kelvin programmed.
- the time-temperature profile in the stove i.e. the setting of one Oven temperature control hysteresis
- the oven temperature control hysteresis be changed by the coupling of the temperature sensor in the oven 11 of the Cooker is designed changeable.
- the coupling can be done by Storage of the temperature sensor changed to a bimetal become.
- the sensor is then dependent on the temperature of the Bimetallic brought into a position in which its coupling is optimized for the current cooking.
- a bimetal can move the temperature sensor continuously.
- Another type of bidirectional traffic from sensors 6 with the controller 1 is given by the fact that more than two Temperature and humidity sensors at appropriate points on the The cooking space 11 can be queried by the controller 1 are.
- This can be gas sensors, which are advantageously in the exhaust air duct of the oven can be placed with the control 1, being connected by their evaluable data for optimal setting of the oven temperature control hysteresis contribute.
- Through a meaningful electronic evaluation of the temperature signal by the controller 1 can almost every desired oven temperature control hysteresis is achieved become.
Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein Gar-, Brat- und Backverfahren
und Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens
für mit Backofen ausgestattete Haushaltgeräte, wobei die
Haushaltgeräte mit thermischen Heizeinrichtungen und ggf. in
Kombination dazu mit Mikrowellen-Heizeinrichtungen ausgestaltet
sind.
Es ist üblich, die Zufuhr von Wärme in Geräten zur Erwärmung
von Gütern in Abhängigkeit einer zu erreichenden Temperatur
zu regeln. Insbesondere sind für Haushaltgeräte einfache
Zweipunkt-Regler im Gebrauch, wobei die Erwärmung der Gargüter
nicht immer optimal sein kann. Um unerwünschte Erwärmungseffekte
auszuschließen, bzw. Erwärmungsenergie als
Funktionen der Erwärmungszeit den Gargütern möglichst angepaßt
zuzuführen, wird die Wärmezuführung in Backöfen durch
Temperatursensoren überwacht. Es ist dabei unvermeidlich,
daß die im Backofen gemessene Temperatur mit einer Hysterese
behaftet ist, d.h. die Temperatur, bei der die Heizung des
Herdes eingeschaltet wird, liegt um eine gewisse Schaltdifferenz
unterhalb der Temperatur, bei der die Heizung des
Herdes wieder ausgeschaltet wird. Diese Tatsache führt zu einer sogenannten
Regelamplitude. Ausdruck dieser Regelamplitude ist das Schwanken einer Ist-Temperatur
um eine mittlere Backofentemperatur herum. Es hat sich gezeigt, daß
Temperaturschwankungen im Backofen eines Haushaltgerätes für unterschiedliche
Gargüter keine gleichartigen Auswirkungen haben. Es ist daher nicht unbedingt nur
nachteilig, wenn große Regelamplituden im Backofen vorherrschen bzw. ist es generell
nicht nur vorteilhaft, wenn eine nahezu konstante Temperatur im Backofen
vorherrschend ist.
Weiterhin sind aus der französischen Offenlegungsschrift FR-A-24 89 067 ein Verfahren
und eine Einrichtung zur digitalen Steuerung von elektrischen Back-, Brat- und
Kochstellen mittels wählbarer, auf die Art und das Gewicht des zu behandelnden
Gutes abgestellter Temperatur-Zeitdauer-Programme bekannt. Durch Drehung eines
Stellknopfes können bestimmte Vorgabeparameter vorgegebenen werden. Daraus ermittelt
das Steuerwerk Temperaturkonstanten für beispielsweise eine Ankochphase,
eine Vorkochphase und eine Schußkochphase und entsprechende Zeitdauerkonstanten.
Nachdem durch die codierten Eingabeinformationen - Gutart und Gewicht - ein auf
das zu behandelnde Gut abgestelltes Temperatur-Zeitdauer-Programm vorliegt, wird
der Wärmebehandlungsvorgang des Gargutes eingeleitet, indem ein Leistungsschaltkreis
eingeschaltet wird, wodurch die Heizwiderstände mit Wechselstrom gespeist
werden. In der Temperaturregeleinrichtung wird eine erste Solltemperatur vorgegeben
und mit der von einem Temperaturfühler ermittelten Temperatur des Ofens verglichen.
Dabei wirkt die Temperaturregeleinrichtung im Sinne eines Zweipunktreglers, wodurch
eine bestimmte Backofen-Temperatur-Regelhysterese vorgegeben ist.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die Backofen-Temperatur-Regelhysteresen
mit dem Garvorgang in vorteilhafter Weise anzupassen, so daß das
Garergebnis optimal ausfällt.
Die erfindungsgemäße Lösung der Aufgabenstellung ist dadurch gekennzeichnet, daß
durch die Steuerung in Abhängigkeit von den Vorgabeparametern eine veränderliche
Backofen-Temperatur-Regelhysterese gemäß abgespeicherten Vorgabewerten
ermittelt wird und der Temperaturregelung zugrundegelegt wird.
Andere vorteilhafte Lösungsvarianten sind den Unteransprüchen entnehmbar. Ein
Ausführungsbeispiel der Erfindung ist im folgenden anhand der Zeichnungen näher
beschrieben. Es zeigt:
- Fig. 1
- eine Backofen-Temperatur-Regelhysterese als Funktion der Zeit,
- Fig. 2
- eine Schaltungsanordnung zur Durchführung des Verfahrens.
Gemäß Fig. 1 ist eine Backofen-Temperatur-Regelhysterese als
Funktion der Back- oder Garzeit dargestellt. Dabei ist das
Schwanken der Temperatur-Amplitude um einen eingestellten,
bzw. gewünschten Mittelwert der Temperatur im Backofen erkennbar.
Als Hysterese wird die obere bzw. untere Schwankungsbreite
zum Mittelwert bezeichnet, die durch alle Trägheitselemente
der jeweiligen Backofen-Temperaturregelung
festgesetzt ist. Ausgangssituation heutiger Haushaltgeräte-Backöfen
ist es, daß eine optimale Einstellung, bezogen auf
den gewünschten Garungsvorgang, der Backofen-Temperatur-Regelhysterese
nicht möglich ist. Bisheriger Stand der Technik
und Annahme, daß eine möglichst geringe Regelamplitude generell
für den Garungsprozeß vorteilhaft ist und zu optimalen
Garergebnissen führt, bildet die Grundlage bisheriger automatisierter
Garungsvorgänge in Haushaltgeräten. Bisher war
es dem Anwender von Haushaltgeräten mit Backöfen nicht möglich,
die durch den Aufbau des Herdes vorgegebene Backofen-Temperatur-Regelhysterse
zu beeinflussen.
Gemäß Fig. 2 ist eine Schaltungsanordnung zur Durchführung
des erfindungsgemäßen Verfahrens dargestellt, mit Hilfe derer
neuere Forschungen von Ernährungs- und Haushalts-Wissenschaftlerinnen
dem Benutzer von Haushaltgeräten mit Backöfen
zugänglich gemacht werden kann. Figur 2 zeigt eine Steuerung
1, Eingabemöglichkeiten für die Steuerung, beispielsweise
der Gargutart 2 der Backofen-Betriebsart 3 des Gargutgewichtes
4 und einer Gargut-Ergebnisvorgabe 5, eine Sensorik 6 in
einem Backofen-Garraum und symbolisch angedeutete Ausgabe
von Backofen-Temperatur-Regelhysteresen 7, 8, 9 und 10 sowie
den betreffenden Backofen-Garraum eines Haushaltgerätes 11.
Die Steuerung 1 erhält durch Handeingabe über die Bedienelemente
2, 3, 4 und 5 oder durch die Anwahl der Vollautomatik
Eingabedaten, die geeignet sind, eine Backofen-Temperatur-Regel
hysterese als Funktion der Zeit zu ermitteln und dem
Garraum 11 zuzuleiten. Dabei ist beispielsweise die Gargut-Eingabemöglichkeit
2 indirekt mit der Aussage großer, mittlerer
und kleiner Backofentemperatur-Hysterese ausgestattet,
wobei es am inneren Programm der Steuerung liegt, in wieweit
diese Daten aufbereitet und in Verknüpfung mit den verbleibenden
Eingabemöglichkeiten gestellt sind. Die Eingabemöglichkeit
3 für die Backofen-Betriebsart beinhaltet die generelle
Möglichkeit des Garens, Backens und Bratens. In unmittelbarer
Verbindung dazu stehen die Eingabemöglichkeiten für
das Gewicht des Gargutes 4 und für die Garergebnis-Vorgabe
5. Das Gargutgewicht kann über eine im Garraum 11 angeordnete
Gewichtssensorik automatisch der Steuerung zugeleitet
werden, andererseits ist es vorstellbar, daß über Haushaltwaagen
eine Gewichtsermittlung erfolgt, die über die Eingabemöglichkeit
4 der Steuerung mitgeteilt wird. Mit Hilfe der
Garergebnis-Vorgabe 5 kann ein Brat, Sack- oder Garvorgang
mit drei Bewertungsschwerpunkten, die wenig, mittel und
stark bedeuten, der Steuerung 1 mitgeteilt werden. Wird die
Garergebnis-Vorgabe nicht angewählt, so wird unterstellt,
daß ein mittleres Garergebnis gewünscht wird.
Beispiele für durch die Steuerung ausgewiesene große Backofen-Temperatur-Regelhysteresen
sind beim Grillen von fetteren
Fleischarten bzw. bei der Herstellung von Gratins gegeben.
Beispiele für mittelere Backofen-Temperatur-Regelhysteresen
sind gegeben beim Backen von Kleingebäck, beim Backen in
Formen, beim Backen von Blechkuchen.
Sehr geringe Backofen-Temperatur-Regelhysteresen verlangen
verschiedene Trockenvorgänge bei Kräutern, das Züchten von
Yoghurtkulturen und Gehenlassen von Hefeteigen. Die mit den
Eingabedaten beaufschlagte Steuerung 1 kann mit Hilfe eines
bidirekten Steuerbusses die Sensorik 6 im Garraum 11 abfragen
und beaufschlagen, so daß ausgabeseitig die Steuerung in
der Lage ist, die vorteilhafteste Backofen-Temperatur-Regelhysterese
für bestimmte Eingabedaten im Garraum 11 herzustellen.
Gemäß Fig. 2 ist symbolisch angedeutet, daß mindestens
vier Backofen-Temperatur-Regelhysteresegruppen in einem
Backofen eines Haushaltgerätes 11 einbringbar sein sollten.
Dabei bedeutet das Symbol 7 eine Backofen-Temperatur-Regel
hysterese von ± 3° Kelvin, das Symbol 8 eine Backofen-Temperatur-Regel
hysterese von nahezu 0° Kelvin, das Symbol
9 eine 3ackofen-Temperatur-Regelhysterese von ± 30° Kelvin
und das Symbol 10 eine Backofen-Temperatur-Regelhysterese
von ± 10° Kelvin.
Neben dem Trocknen von Kräutern und Tees, dem Züchten von
Yoghurtkulturen und dem Gehenlassen von Hefeteig ist auch
beim Grillen von Geflügel und dem Auftauen sehr fetthaltiger
Tiefkühlware eine Backofen-Temperatur-Regelhysterese von ca.
± 3° Kelvin optimal. Die sensorgespeiste Steuerung ist auf
eine Backofen-Temperatur-Regelhysterese von ± 10° Kelvin
programmiert, wenn über den Eingabebus eine Normal-Gerichtsfertigung
oberhalb einer Behandlungstemperatur von 100°C angewählt
worden ist. Für das Auftauen normaler und wenig
fetthaltiger Tiefkühlware, beispielsweise alle Gemüsearten,
ist die Steuerung eingabeseitig bedingt auf eine Backofen-Temperatur-Regel
hysterese von ± 15° Kelvin programmiert.
Das Zeit-Temperaturprofil im Herd, also die Einstellung einer
Backofen-Temperatur-Regelhysterese, kann durch geeignete
mechanische Ausgestaltung des Herdes und durch eine diesbezügliche
Ausgestaltung des Reglers in Kombination mit geeigneten
elektronischen Sensoren bzw. durch ein in einem Prozessor,
der in der Steuerung 1 befindlich ist, abgelegtes
Programm beeinflußt werden. So kann beispielsweise die Backofen-Temperatur-Regelhysterese
dadurch verändert werden, indem
die Ankopplung des Temperatur fühlers im Backofen 11 des
Herdes veränderbar gestaltet wird. Die Ankopplung kann durch
Lagerung des Temperatur fühlers auf einme Bimetall geändert
werden. Der Fühler wird dann abhängig von der Temperatur des
Bimetalls in eine Position gebracht, in der seine Ankopplung
an den Herd für das aktuelle Garen optimiert ist. Ein Bimetall
kann den Temperaturfühler kontinuierlich bewegen. Der
Fühler kann schaltend bewegt werden, wenn er auf einer Memoryfeder
gelagert ist. Ebenso ist ein Schalten auch durch
Ausdehnung von Flüssigkeit oder Wachs in Kapilaren denkbar.
Die angeführten Beispiele zur Veränderung der Ankopplung des
Temperaturfühlers können durch die Temperatur des Herdes gesteuert
werden. Dies übernimmt im vorliegenden Fall die
Steuerung 1. Unter Umständen kann es jedoch sinnvoll sein,
an dem Bimetall bzw. der Momoryfeder einen elektrischen
Heizwiderstand zu montieren, so daß die thermische Ankopplung
des Temperaturfühlers an den Herd mit der Heizleistung
des Heizwiderstandes eng korrespondiert.
Eine andere Art des bidirektionalen Verkehrs von Sensorik 6
mit der Steuerung 1 ist dadurch gegeben, daß mehr als zwei
Temperatur- und Feuchtesensoren an zweckmäßigen Punkten des
Garraumes 11 abfragefähig durch die Steuerung 1 plaziert
sind. Dazu können Gassensoren, die vorteilhafterweise im Abluftkanal
des Backofens plaziert sein können, mit der Steuerung
1 verbunden sein, wobei sie durch ihre auswertbaren Daten
zur optimalen Einstellung der Backofen-Temperatur-Regelhysteres
beitragen. Durch eine sinnvolle elektronische Auswertung
des Temperatursignales durch die Steuerung 1 kann
fast jede gewünschte Backofen-Temperatur-Regelhysterese erzielt
werden. Besonders kann mit einer elektronischen Regelung
der Temperatur nicht nur über bloßes Ein- und Ausschalten
eine optimierte Backofen-Temperatur-Regelhysterese erzielt
werden, sondern vielmehr kann auch ein gewünschter
Gradient bei Temperaturanstieg oder Abfall realisiert werden
und für eine sogenannte Fuzzy-Logic-Steuerung brauchbar aufbereitet
werden.
Die Vorteile der erfindungsgemäßen Lösung zur Beaufschlagung
von Gargütern mit einer den Gargut-Eigenschaften imanenten
Backofen-Temperatur-Regelhysterese sind gegenüber bisheriger
konventioneller Backofen-Betriebsweise durch schonendes Garen,
Braten oder Backen gekennzeichnet, wobei ein Gar-Endergebnis
erzielt wird, das weitgehend dem individuellen Geschmack
der Anwender entspricht.
Claims (8)
- Gar-, Brat- und Backverfahren für mit Backöfen ausgerüstete Haushaltsgeräte, die mit thermischen Heizelementen und gegebenenfalls in Kombination dazu mit Mikrowellen-Heizelementen ausgestattet sind, wobei durch eine gargutspezifisch anwählbare Steuerung (1) in Abhängigkeit von Vorgabeparametern, wie eine vorbestimmte Backofen-Betriebsart, eine Gargutart, ein Gargutgewicht bzw. ein gewünschtes Gargut-Behandlungsergebnis, ein Zeit-Temperaturprofil vorgegeben wird, und der vorzugsweise vollautomatisch ablaufende und temperaturgeregelte Gar-, Brat- und Backprozeß durch mindestens einen Temperatursensor (6) überwacht wird, dadurch gekennzeichnet, daß durch die Steuerung (1) in Abhängigkeit von den Vorgabeparametern eine veränderliche Backofen-Temperatur-Regelhysterese gemäß abgespeicherten Vorgabewerten ermittelt wird und der Temperaturregelung zugrundegelegt wird.
- Gar-, Brat- und Backverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß für Niedrigtemperatur-Garverfahren eine Backofen-Temperatur-Regelhysterese von ca. ± 3° Kelvin durch die sensorgespeiste Steuerung (1) vorgebbar ist, wobei Niedrigtemperatur-Garverfahren beispielsweise das Trocknen von Kräutern und Tees, das Züchten von Yoghurtkulturen und das Gehenlassen von Hefeteig sind.
- Gar-, Brat- und Backverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die sensorgespeiste Steuerung (1) eine Backofen-Temperatur-Regelhysterese von ca. ± 3° Kelvin für das Grillen von Geflügel und das Auftauen sehr fetthaltiger Tiefkühlware einstellt.
- Gar-, Brat- und Backverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die sensorgespeiste Steuerung (1) eine Backofen-Temperatur-Regelhysterese von ca. ± 15° Kelvin für das Backen von Flächenkuchen und Kleingebäck einstellt.
- Gar-, Brat- und Backverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die sensorgespeiste Steuerung (1) eine Backofen-Temperatur-Regelhysterese von ca. ± 30 ° Kelvin für das Grillen von Schweinefleisch, Hammelfleisch und Gratins einstellt.
- Gar-, Brat- und Backverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die sensorgespeiste Steuerung (1) eine Backofen-Temperatur-Regelhysterese von ca. ± 10° Kelvin für Normalgewichts-Fertigung oberhalb einer Behandlungstemperatur von 100°C einstellt.
- Gar-, Brat- und Backverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die sensorgespeiste Steuerung (1) eine Backofen-Temperatur-Regelhysterese von ca. 15° Kelvin für das Auftauen normaler, wenig fetthaltiger Tiefkühlware einstellt.
- Backofen, der mit thermischen Heizelementen und gegebenenfalls in Kombination dazu mit Mikrowellen-Heizelementen ausgestattet ist, mit einer Steuerung (1), die in Abhängigkeit von Vorgabeparametern, wie eine vorbestimmte Backofen-Betriebsart, eine Gargutart, ein Gargutgewicht bzw. ein gewünschtes Gargut-Behandlungsergebnis, ein Zeit-Temperaturprofil für einen Gar-, Brat- und Backprozeß vorgibt und die entsprechende Temperaturregelung zusammen mit einem Temperatursensor (6) durchführt, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerung (1) die Backofen-Temperatur-Regelhysterese in Abhängigkeit von den Vorgabeparametern für die Temperaturregelung gemäß abgespeicherten Vorgabewerten veränderlich wählt.
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Country Status (3)
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