EP4652411A1 - Verfahren zum prüfen eines funktionszustands eines backofens sowie backofen - Google Patents

Verfahren zum prüfen eines funktionszustands eines backofens sowie backofen

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Publication number
EP4652411A1
EP4652411A1 EP24700800.6A EP24700800A EP4652411A1 EP 4652411 A1 EP4652411 A1 EP 4652411A1 EP 24700800 A EP24700800 A EP 24700800A EP 4652411 A1 EP4652411 A1 EP 4652411A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
time
cooking chamber
value
time interval
oven
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
EP24700800.6A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Victorien BIERG
Christophe Cadeau
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
BSH Hausgeraete GmbH
Original Assignee
BSH Hausgeraete GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by BSH Hausgeraete GmbH filed Critical BSH Hausgeraete GmbH
Publication of EP4652411A1 publication Critical patent/EP4652411A1/de
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • 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
    • 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
    • F24C7/082—Arrangement or mounting of control or safety devices on ranges, e.g. control panels, illumination
    • F24C7/085—Arrangement or mounting of control or safety devices on ranges, e.g. control panels, illumination on baking ovens

Definitions

  • One aspect of the invention relates to a method for checking a functional state of an oven. Another aspect of the invention relates to an oven.
  • ovens which are household appliances for preparing food
  • This cooking chamber is usually delimited by the walls of a muffle of the oven.
  • the muffle is made of metal.
  • Thermally insulating material is placed between the outside of the muffle and a housing of the oven in which the muffle is accommodated.
  • the loading opening of this muffle which is usually arranged at the front, can be closed by a door of the oven.
  • the door is movably arranged on the housing. Hinges can be provided for this purpose.
  • a seal is arranged between the door and the front flange of the muffle, so that when the door is closed, the interface between the door and the muffle is sealed.
  • a fan and at least one heating element are usually part of the oven. The heating element heats the cooking chamber so that the food can be prepared with it. With a fan, the heat generated in this way can be introduced into the cooking chamber in an air stream.
  • One aspect of the invention relates to a method for testing a functional state of an oven.
  • the thermal insulation behavior of a cooking chamber of the oven is to be tested as the functional state.
  • the method is thus to be used to test thermal energy management of the oven to determine whether thermal energy introduced into the cooking chamber can be maintained with regard to a reference state or to what extent the actual state deviates from this reference state over time. The following steps are carried out in the method:
  • analysis of the time course in at least one time interval which is shorter than the duration of the test cycle such that at least one actual temperature value at at least one specific point in time and/or an actual value of an electrical output of the radiator at at least one specific point in time with at least one target value of a corresponding parameter is compared and/or an actual temporal profile of the temperature and/or an actual temporal profile of the electrical power in the time interval is compared with a target temporal profile;
  • the method therefore provides in particular that the cooking chamber is provided without food and thus without any food to be prepared during this test cycle.
  • the empty cooking chamber in this respect refers in particular to the fact that there is no food to be cooked. In particular, there should be no thermal mass in the cooking chamber during the test cycle.
  • holding devices for food carriers such as a baking tray or a wire rack or the like, are present in the cooking chamber during the test cycle, for example on the side walls. Such holding devices do not affect the result of the test process with regard to the functional state to be checked, or only affect it insignificantly, especially in comparison to a foodstuff.
  • the test cycle is an operating mode different from an oven cooking process in which food is prepared in the cooking chamber.
  • the analysis process carried out in the method with regard to specific parameters or temporal progressions of these parameters can make a very precise statement about the functional state in a flexible and variable manner.
  • the thermal energy management in the cooking chamber can also be particularly advantageously identified in the method on the basis of this specific analysis and corresponding evaluation.
  • functional reductions occurring with regard to thermal energy management in the cooking chamber can be easily identified, particularly in comparison to a reference functional state. This makes it possible to react to a reduction identified in this regard.
  • the above-mentioned interfaces which are essential for thermal energy management in the cooking chamber, can then be checked in this context. This concerns the corresponding insulation in the outer area around the muffle and/or the interface between the door and the muffle with its seal and/or corresponding hinges.
  • analyses of the temporal progression are carried out in at least two different time intervals of the test cycle.
  • the two time intervals are each shorter than the duration of the entire test cycle.
  • an analysis is carried out in one time interval with respect to the at least one parameter to be considered and/or with respect to the actual temporal progression of at least one parameter to be considered, which analysis is different in comparison to the other time interval.
  • This achieves greater precision in the statement about the functional state. This is because not only is an analysis of parameters, in particular at specific points in time, and/or an analysis of their temporal progressions carried out at two different time intervals of the entire test cycle and thus with a time delay, but the analyses are also individual and different in this context. This expands the basis for analysis and the assessment of the functional state can be carried out more effectively based on more information and the results obtained.
  • At least these two analysis results from the at least two time intervals are taken into account for the assessment of the functional state.
  • the time period until the temperature in the cooking chamber reaches a temperature threshold is determined in a first time interval of the test cycle.
  • this time interval begins with the activation of the heating element.
  • this time period is compared with a reference value for the time period and thus with a time period target value.
  • the functional state is assessed based on the comparison.
  • a first analysis result is then available in this regard. It is precisely this type of heating behavior in the cooking chamber that provides a Type of statement about the functional state. In this context, it can be seen that if the time required to reach the temperature threshold value is longer than the time setpoint, the thermal insulation behavior in the cooking chamber has deteriorated compared to the reference thermal insulation behavior.
  • the temperature threshold value is specified as a value between 230 °C and 270 °C, in particular between 240 °C and 260 °C. Specifying such a relatively high temperature threshold value also enables the heating behavior to be observed over a longer period of time, since heating the cooking chamber, especially starting from room temperature until such a temperature value is reached, takes somewhat longer. This makes the analysis scenario very precise in this context and the heating curve can be reproduced accordingly precisely.
  • the electrical power of the heating element is determined in a further time interval, in particular in a second time interval of the test cycle.
  • the extent to which the heating element requires electrical power to keep the temperature in the cooking chamber at a constant value is determined in a further time interval.
  • two essential parameters are observed, namely, on the one hand, the electrical power required by the heating element, and on the other hand, the observation of the desired setting of a constant temperature or a constant value for the temperature.
  • such an analysis process provides for the electrical power required by the heating element to keep this temperature value constant to be observed for a predetermined period of time.
  • This period of time can be at least 50 percent, in particular at least 60 percent, in particular at least 70 percent, in particular at least 80 percent, in particular at least 90 percent and preferably 100 percent of the second time interval.
  • this second time interval can be greater than 50 minutes, in particular greater than 100 minutes, in particular greater than 150 minutes.
  • this second time interval is less than 400 minutes, in particular less than 300 minutes.
  • this electrical power is also compared with a power target value. This power target value represents a reference power value. There, too, the functional state is then assessed depending on the comparison.
  • the value at which the temperature is to be kept constant is based on the above-mentioned temperature threshold.
  • a relatively high temperature value is used as a basis.
  • This in turn enables a more precise statement to be made about the functional state, since a corresponding electrical power is required to maintain a relatively high temperature value.
  • This power for maintaining such relatively high temperatures can therefore also be analyzed more precisely, in particular with regard to fluctuations and/or an at least temporarily required increase in electrical power. Especially when correspondingly higher electrical power is required, the analysis can be more precisely understood with such a relatively high temperature value that is to be kept constant.
  • the heating element is deactivated in a third time interval of the test cycle. It is determined how long the time takes for the temperature in the cooking chamber to fall from an initial value that was present at the time the heating element was deactivated to a predetermined final value.
  • This analysis scenario also enables a very precise statement to be made about the functional state, in particular about the thermal insulation behavior in the cooking chamber. This is because such a defined drop in temperature to a predetermined final value also enables very precise statements to be made about this thermal energy management in the cooking chamber.
  • this drop in time which occurs between the time the heating element is deactivated and the predetermined final value is reached, is compared with a drop in time target value. This drop in time target value represents a reference drop in time.
  • the third time interval is preferably greater than or equal to 200 minutes. In particular, this second time interval is more than 300 minutes. Preferably, the time interval is less than or equal to 500 minutes. In particular, the value of the third time interval is less than or equal to 400 minutes.
  • the initial value corresponds to the temperature threshold value provided for in the first time interval. It is also possible for the initial value to correspond to the value of the temperature that is to be kept constant in the second time interval.
  • the end value is a maximum of half the initial value. In particular, the end value in one embodiment is a maximum of a third, in particular a maximum of a quarter, in particular a maximum of a fifth of the initial value. For example, the end value can be between 40 °C and 60 °C.
  • the ambient temperature of the oven is recorded during the test cycle.
  • the ambient temperature is recorded several times at discrete points in time. It is also possible for the ambient temperature to be recorded continuously, in particular over the entire duration of the test cycle. In one embodiment, this ambient temperature is taken into account when assessing the functional state. In particular, the ambient temperature is kept constant during the test cycle. By taking the aspects of the ambient temperature into account when determining the functional state, an even more precise statement can be made. For example, temperature fluctuations or a relatively high ambient temperature can have just as specific influences on the assessment result as, for example, a relatively low ambient temperature.
  • At least two of the above-mentioned procedures are carried out.
  • at least the analysis mentioned is carried out in the first time interval and the analysis in the second time interval and/or the analysis in the third time interval. It is also possible that at least the analysis is carried out in the second time interval and at least the analysis is carried out in the third time interval.
  • all three analyses, as they are carried out in the first time interval, the second time interval and the third time interval, are carried out during the test cycle.
  • the time intervals are carried out one after the other, especially directly after each other. This avoids a pause window or a time offset between two time intervals and thus falsification of analysis results can be avoided.
  • test cycle is carried out with at least the second time interval and the third time interval.
  • analysis processes carried out in these two time intervals in particular enable a particularly precise statement to be made about the functional status.
  • a first cycle run is carried out in the test cycle. This means that in this first cycle run, the steps according to the above-mentioned aspect of the invention are carried out or additional advantageous embodiments as set out above are carried out.
  • at least a second cycle run is additionally carried out in the test cycle. This is carried out following the first cycle run.
  • the second cycle run can be started immediately after the end of the first cycle run. However, it can also be provided that there is a pause window as a time interval between the first cycle run and the at least second cycle run.
  • the result of the test cycle can be improved by such a procedure.
  • the second cycle run is carried out identically to the first cycle run in terms of the duration and/or the analysis processes.
  • the second cycle run it is also possible for the second cycle run to be based on a different procedure than the first cycle run.
  • the order of the analysis processes for example the arrangement of the above-mentioned time intervals and/or a type of cycle run can be changed.
  • a type can be characterized in that the time intervals are different to the time intervals in the first cycle run and/or the temperature threshold value and/or the electrical power and/or the initial value and/or the end value in the respective analysis processes in the above-mentioned time intervals are different to the first cycle run.
  • information from the test cycle it is possible for information from the test cycle to be communicated to a communications network, in particular a home network to which the oven belongs. This means that information from the test cycle can also be passed on to other devices and/or to a control center.
  • the information about the test cycle can be transmitted to a customer service department, for example.
  • the above-mentioned method is in particular a computer-implemented method.
  • the information about the electrical power and/or about temperature values and/or about time values can be provided by corresponding sensors and transmitted to a computing unit or a computer.
  • This computer is then designed and set up to carry out the analysis on the basis of the information received and to generate the result. This result can then be provided as output information from the computer.
  • the oven has a neural network.
  • the above-mentioned test procedure can be carried out using the neural network.
  • the neural network trains itself by using several test cycles and thus this neural network learns on the basis of these several test cycles.
  • test cycle itself can be automatically improved as the application period progresses.
  • accuracy of the statement about the functional status can be progressively improved automatically.
  • a further aspect of the invention relates to a computer program comprising instructions which cause a computer or a computing unit to carry out the steps according to the method of the above-mentioned aspect or an advantageous embodiment thereof, in particular when the computer program is stored or implemented on the computing unit.
  • a further aspect of the invention relates to an oven with a housing, with a muffle which is arranged in the housing and which delimits a cooking chamber of the oven with walls.
  • the oven also has thermally insulating material which is arranged between the muffle and the housing.
  • the oven also has at least one heating element for heating the cooking chamber.
  • the oven also has an evaluation unit.
  • the oven is designed in particular to carry out a method according to the above-mentioned aspect or an advantageous embodiment thereof. In particular, the method is carried out with the oven.
  • the evaluation unit can be a computing unit and/or a control and/or regulating unit. In particular, this method is carried out with the oven.
  • the oven can also have a neural network.
  • a further aspect of the invention relates to a system with at least one oven and a communication network, wherein the oven is connected to the communication network and can receive and transmit information via the communication network.
  • Fig. 1 is a schematic representation of an embodiment of an oven according to the invention.
  • Fig. 2 is a diagram showing temperature and electrical power curves of a heating element of the oven during a test cycle.
  • Fig. 1 shows an embodiment of a household appliance for preparing food in a schematic perspective view.
  • the household appliance here is an oven 1.
  • the oven 1 can also have a microwave function and/or a steam cooking function.
  • the oven 1 has a housing 2.
  • a separate muffle 3 is arranged in the housing 2.
  • the muffle 3 defines a cooking chamber 9 with walls 4, 5, 6, 7 and 8.
  • Thermally insulating material 11 is introduced into an intermediate space 10 between the muffle 3 made of metal, in particular steel, and the housing 2.
  • the muffle 3 has a loading opening 9a on the front.
  • the cooking chamber 9 is accessible via this loading opening 9a for inserting or removing objects, in particular foodstuffs.
  • the oven 1 also has a door 12. This is movably arranged on the body of the oven 1, which also includes the housing 2.
  • hinges 13 and 14 can be provided here, for example, with which the door 12 can be pivoted about an axis oriented in the height direction (y-direction) of the oven 1.
  • a seal 15 is arranged on an inner side 12a of the door 12. In one embodiment, this seal 15 rests against a front flange 16 of said body. This seals the interface between the door 12 and the muffle 3, in particular the cooking chamber 9.
  • the oven 1 also has in particular at least one heating element 17.
  • This heating element 17 can be arranged behind a baffle wall 18 which is arranged in front of the rear wall 8 of the muffle 3. This creates a gap between the rear wall 8 and the baffle wall 18, in which this heating element 17 can be arranged.
  • the oven 1 preferably also has a fan 19.
  • the fan 19 can preferably be arranged in the gap between the baffle wall 18 and the rear wall 8.
  • Air outlets 20, which are to be understood as examples only in terms of shape, position and number, can be formed in the baffle wall 18.
  • the heat generated in the gap mentioned can be circulated by the fan 19 and introduced into the cooking chamber 9 through the slots 20.
  • the cooking chamber 9 is thus heated or appropriate heat can be introduced in order to be able to prepare the food placed therein when a preparation process is carried out.
  • Holding units 21 can be attached to side walls 5 and 6 of the muffle 3. Food supports can be detachably attached to these. These holding units 21 can be detachably or permanently attached to the opposite side walls 5 and 6.
  • the oven 1 preferably has an evaluation unit 22.
  • the oven 1 also has a communication module 23. This allows communication, in particular wirelessly, with an external unit. For example, this can be done via a communication interface 24.
  • a system can also be provided which has the oven 1 and the communication interface 24. The system can in turn be part of a communication network, for example a home network.
  • a computer program product can be stored on the evaluation unit 22.
  • the oven 1 can also have an output unit.
  • This output unit can be used to output information acoustically and/or visually.
  • information about a test method set out below for testing a functional state, in particular a functional state relating to thermal energy management in the cooking chamber 9, can also be output.
  • This procedure involves the following steps in particular:
  • Fig. 2 shows a diagram in which the time t, here in minutes, is plotted on the horizontal axis.
  • the temperature T in °C and the electrical power in watts (not scaled) are shown on the vertical axis.
  • Cycle run is started.
  • a first time interval which extends between the times tO and t1, in particular at the time tO when the heating element 17 is activated.
  • a temperature threshold is specified. In this case, this is 250 °C, for example.
  • the increase during heating is observed in terms of how long it takes until the temperature threshold is reached as the actual temperature value in the cooking chamber 9.
  • this temperature threshold is reached during this heating at time t1.
  • this first time interval is dynamically defined in terms of time in that it extends from time tO to time t1.
  • the time t1 cannot therefore be specified at the start of the test cycle, since it is not yet known how long it will take until the specified temperature threshold is reached.
  • the duration of the first time interval therefore also depends on which temperature threshold is specified and how long it takes until this temperature threshold is reached as the actual value in the cooking chamber 9.
  • the relevant duration and thus the entire duration of the first time interval therefore represents a first measure for the statement on the functional state of the oven 1, in particular with regard to the thermal energy management in the cooking chamber 9.
  • this duration of the first time interval is then compared with a duration target value.
  • the functional state is then assessed depending on the comparison.
  • a first analysis result is obtained in the present exemplary embodiment.
  • a second time interval is considered following this first time interval, in particular immediately following it. In the embodiment, this extends between the times t1 and t2.
  • the electrical power P in watts of the heating element 17 is determined, which this heating element 17 requires in order to keep the actual temperature in the cooking chamber 9 at a constant value.
  • this constant value is the temperature threshold value, here, for example, 250 °C.
  • the electrical power that the heating element 17 requires in order to keep the actual temperature in the cooking chamber 9 at the predetermined constant value is analyzed for a predetermined period of time.
  • this course of the electrical power P over time is determined by the Curve II is shown.
  • Curve I in the diagram in Fig. 2 shows the temperature curve over time during the test cycle.
  • this predetermined time period ends at time t2.
  • the second time interval also ends at this time t2.
  • the actual electrical power required during this period of time to be observed in order to keep the temperature in the cooking chamber 9 at a constant value is then compared with a power target value.
  • the functional state is assessed based on the comparison.
  • this second time interval in particular the electrical power required in this second time interval, provides a further analysis result which is taken into account for the assessment of the functional state.
  • a third time interval is taken into account in the test cycle and the cycle run carried out here. This is chronologically subsequent to the first and second time intervals.
  • the third time interval starts directly at the end of the second time interval.
  • the third time interval therefore extends from time t2 to time t3.
  • a further analysis process is carried out. This means that in the third time interval the heating element 17 is deactivated. It is then determined how long a period of time is until the temperature in the cooking chamber 9 has dropped from an initial value that was present in the cooking chamber 9 at the time the heating element 17 was deactivated to a predetermined final value.
  • the initial value is based on the value of the temperature that should be kept constant in the second time interval.
  • the final value is a temperature value that is a maximum of half, in particular a maximum of a third, in particular a maximum of a quarter, in particular a maximum of a fifth of the initial value.
  • the initial value is 250 °C
  • the final value can be between 40 °C and 60 °C.
  • the duration of the third time interval is also dynamic and not specified in a blanket manner. This is because it is not possible to predict when time t3 will be reached. Therefore, this decay time duration, which is the time duration between times t2 and t3 and thus characterizes the entire time duration of the third time interval, is then compared with a decay time duration target value. Depending on The functional state is then assessed based on the comparison. In one embodiment, a third analysis result, which is generated by the analysis in the third time interval, is used as the basis for assessing the functional state.
  • At least one cycle run is carried out during the test cycle. However, it is also possible that several separate cycle runs are carried out. It can therefore be provided that at least a second cycle run of the test cycle is carried out following this first cycle run.
  • One or more analysis results can be transmitted via the communication interface 24 and thus in the communication network. They can be displayed on a display unit of the oven 1 and/or on a display unit of a user, for example a portable communication terminal such as a tablet or a smartphone. In particular, the information can also be transmitted to a customer service, in particular also to a customer service.
  • the functional state can also be categorized based on the result of the test cycle. Depending on the categorization, an individual recommendation can be made with regard to further operation and/or the performance of customer service. In particular, suggestions can also be made in this context for checking components that impair the functional state, such as the thermally insulating material 11 and/or the hinges 13 and 14 and/or the seal 15 and/or the heating element 17 and/or the fan 19. In particular with regard to checking their functionality. Functional reductions with regard to thermal energy management in the cooking chamber 9 can therefore be better assessed and improved measures can be taken against them. Interface components and/or components where corresponding reductions, for example due to leaks and/or wear, can contribute to impairing thermal energy management, can thus be remedied. List of reference symbols

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Abstract

Ein Aspekt der Erfindung betrifft ein Verfahren zum Prüfen eines Funktionszustands, insbesondere eines thermischen Energiemanagements in einem Garraum (9), eines Backofens (1), aufweisend folgende Schritte: - Bereitstellen des Backofens (1) mit einem zumindest lebensmittellosen Garraum (9); - Aktivieren zumindest eines Heizkörpers (17) des Backofens (1) und dadurch Erwärmen des Garraums (9); - Erfassen des zeitlichen Verlaufs der Temperatur im Garraum (9) während eines Prüfzyklus; - Analyse des zeitlichen Verlaufs in zumindest einem im Vergleich zur Zeitdauer des Prüfzyklus kürzeren Zeitintervall dahingehend, dass zumindest ein Ist-Temperaturwert zu zumindest einem spezifischen Zeitpunkt und/oder ein Ist-Wert einer elektrischen Leistung des Heizkörpers (17) zu zumindest einem spezifischen Zeitpunkt mit zumindest einem Sollwert eines entsprechenden Parameters verglichen werden und/oder ein zeitlicher Ist-Verlauf der Temperatur und/oder ein zeitlicher Ist-Verlauf der elektrischen Leistung in dem Zeitintervall mit einem zeitlichen Sollverlauf verglichen wird; - Beurteilen des Funktionszustands abhängig von dem Vergleichen.

Description

Verfahren zum Prüfen eines Funktionszustands eines Backofens sowie Backofen
Ein Aspekt der Erfindung betrifft ein Verfahren zum Prüfen eines Funktionszustands eines Backofens. Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft einen Backofen.
Bei Backöfen, die Haushaltsgeräte zum Zubereiten von Lebensmitteln darstellen, ist üblicherweise zumindest ein Garraum vorgesehen, in den Lebensmittel zum Zubereiten eingebracht werden können. Dieser Garraum ist üblicherweise durch Wände einer Muffel des Backofens begrenzt. Die Muffel ist aus Metall. Zwischen der Außenseite der Muffel und einem Gehäuse des Backofens, in dem die Muffel aufgenommen ist, ist thermisch isolierendes Material eingebracht. Darüber hinaus ist die Beschickungsöffnung dieser Muffel, die üblicherweise frontseitig angeordnet ist, durch eine Tür des Backofens verschließbar. Die Tür ist bewegbar an dem Gehäuse angeordnet. Diesbezüglich können Scharniere vorgesehen sein. Darüber hinaus ist es auch vorgesehen, dass zwischen der Tür und dem Frontflansch der Muffel eine Dichtung angeordnet ist, sodass im geschlossenen Zustand der Tür die Schnittstelle zwischen der Tür und der Muffel abgedichtet ist. Des Weiteren ist üblicherweise ein Lüfter und zumindest ein Heizkörper Bestandteil des Backofens. Mit dem Heizkörper wird eine Erwärmung des Garraums erreicht, sodass damit die Zubereitung des Lebensmittels durchgeführt werden kann. Mit einem Lüfter kann die diesbezüglich erzeugte Wärme in einem Luftstrom in den Garraum eingeleitet werden.
Aus einer oben dargelegten Konfiguration eines Backofens ist ersichtlich, dass diesbezüglich vielfältige Komponenten vorhanden sind, insbesondere auch im Bereich des Garraums oder um diesen Garraum herum. Da der Garraum der zentrale Aufnahmeraum für die Lebensmittel ist, ist es somit auch wichtig, dass die darin eingebrachte thermische Energie, insbesondere die erwärmte Luft, bestmöglich gestaltet und aufrecht erhalten werden kann. Dazu ist es vorteilhaft, wenn die Schnittstellen, wie sie oben genannt wurden, die entsprechende Funktionalität aufweisen. Bei herkömmlichen Backöfen können diesbezügliche Schnittstellen im Laufe der Lebensdauer nachlassen und somit die thermische Isolationswirkung im Hinblick auf das Aufrechterhalten der in den Garraum eingebrachten thermischen Energie nachlassen. Bei herkömmlichen Backöfen ist dies gegenwärtig nicht erkennbar, sodass im Laufe der Lebensdauer auch diesbezüglich schleichende Funktionsreduktionen auftreten können. Dies kann auch zu erhöhtem Energiebedarf führen.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren und einen Backofen zu schaffen, bei welchem Informationen zu einem Funktionszustand des Backofens, insbesondere im Hinblick auf das thermische Energiemanagement, erhalten werden können.
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren und einen Backofen gemäß den unabhängigen Ansprüchen gelöst.
Ein Aspekt der Erfindung betrifft ein Verfahren zum Prüfen eines Funktionszustands eines Backofens. Insbesondere soll als Funktionszustand ein thermisches Isolationsverhalten eines Garraums des Backofens geprüft werden. Insbesondere soll somit mit dem Verfahren ein thermisches Energiemanagement des Backofens dahingehend geprüft werden, ob eine in den Garraum eingebrachte thermische Energie im Hinblick auf einen Referenzzustand aufrecht erhalten werden kann oder in welchem Maße der Ist-Zustand im zeitlichen Verlauf von diesem Referenzzustand abweicht. Bei dem Verfahren werden folgende Schritte durchgeführt:
- Insbesondere Bereitstellen des Backofens mit einem zumindest lebensmittellosen, insbesondere leeren, Garraum;
- Insbesondere Aktivieren zumindest eines Heizkörpers des Backofens und dadurch Erwärmen des Garraums;
- Insbesondere Erfassen des zeitlichen Verlaufs der Temperatur im Garraum während eines Prüfzyklus;
- Insbesondere Analyse des zeitlichen Verlaufs in zumindest einem im Vergleich zur Zeitdauer des Prüfzyklus kürzeren Zeitintervall dahingehend, dass zumindest ein Ist- Temperaturwert zu zumindest einem spezifischen Zeitpunkt und/oder ein Ist-Wert einer elektrischen Leistung des Heizkörpers zu zumindest einem spezifischen Zeitpunkt mit zumindest einem Sollwert eines entsprechenden Parameters verglichen werden und/oder ein zeitlicher Ist-Verlauf der Temperatur und/oder ein zeitlicher Ist-Verlauf der elektrischen Leistung in dem Zeitintervall mit einem zeitlichen Sollverlauf verglichen wird;
- Insbesondere Beurteilen des Funktionszustands abhängig von dem Vergleichen.
Bei dem Verfahren ist es daher insbesondere vorgesehen, dass der Garraum bei diesem Prüfzyklus ohne Lebensmittel und somit ohne Zubereitungsgut bereitgestellt ist. Der diesbezüglich leere Garraum bezieht sich insbesondere darauf, dass kein Gargut vorhanden ist. Insbesondere soll bei dem Prüfzyklus keine thermische Masse in dem Garraum vorhanden sein. Möglich ist es, dass in dem Garraum beim Prüfzyklus jedoch beispielsweise an den Seitenwänden angebrachte Haltevorrichtungen für Gargutträger, wie beispielsweise ein Backblech oder einen Gitterrost oder dergleichen, vorhanden sind. Derartige Haltevorrichtungen beeinträchtigen das Ergebnis des Prüfprozesses im Hinblick auf den zu überprüfenden Funktionszustand nicht oder nur unwesentlich, insbesondere im Vergleich zu einem Lebensmittel.
Der Prüfzyklus ist ein von einem Zubereitungsvorgang des Backofens, bei welchem Lebensmittel in dem Garraum zubereitet werden, unterschiedlicher Betriebsmodus.
Der bei dem Verfahren durchgeführte Analysevorgang im Hinblick auf spezifische Parameter oder zeitliche Verläufe dieser Parameter kann in flexibler und variabler Weise eine sehr genaue Aussage über den Funktionszustand treffen. Damit lässt sich bei dem Verfahren auf Basis dieser spezifischen Analyse und entsprechenden Auswertung auch das thermische Energiemanagement im Garraum besonders vorteilhaft erkennen. Damit können im Hinblick auf das thermische Energiemanagement im Garraum auftretende Funktionsreduzierungen, insbesondere im Vergleich zu einem Referenz- Funktionszustand, einfach erkannt werden. Damit ist es ermöglicht, dass bei einer diesbezüglich erkannten Reduktion auch reagiert werden kann. Beispielsweise können in dem Zusammenhang dann oben genannte Schnittstellen, die wesentlich für das thermische Energiemanagement im Garraum sind, überprüft werden. Dies betrifft die entsprechende Isolierung im Außenbereich um die Muffel herum und/oder die Schnittstelle zwischen der Tür und der Muffel mit ihrer Dichtung und/oder entsprechenden Scharnieren. Ebenso ist es möglich, dass entsprechende Schnittstellen zwischen einem Lüfter und/oder einem Heizkörper und dem Garraum entsprechend überprüft werden können. Auch dadurch können sich jeweils im Laufe der Lebenszeit des Backofens Veränderungen, wie beispielsweise Leckagen und dergleichen ergeben, die zur Reduktion des thermischen Isolationsverhaltens im Garraum beitragen können.
In einem Ausführungsbeispiel werden in zumindest zwei unterschiedlichen Zeitintervallen des Prüfzyklus Analysen des zeitlichen Verlaufs durchgeführt. Die beiden Zeitintervalle sind jeweils kürzer als die Zeitdauer des gesamten Prüfzyklus. Durch eine derartige Vorgehensweise lässt sich zu unterschiedlichen Zeitphasen des Prüfzyklus eine jeweils individuelle Analyse durchführen, sodass die Aussagegenauigkeit über den Funktionszustand verbessert wird.
In einem Ausführungsbeispiel wird in dem einen Zeitintervall eine bezüglich des zumindest einen zu betrachtenden Parameters und/oder bezüglich des zu betrachtenden zeitlichen Ist-Verlaufs zumindest eines Parameters eine Analyse durchgeführt, die im Vergleich zu dem anderen Zeitintervall unterschiedlich ist. Damit wird eine weitere Präzision der Aussage über den Funktionszustand erreicht. Denn es wird nicht nur zu zwei verschiedenen Zeitintervallen des gesamten Prüfzyklus und somit zeitversetzt eine Analyse von Parametern, insbesondere zu spezifischen Zeitpunkten, und/oder eine Analyse deren zeitlicher Verläufe durchgeführt, sondern die Analysen sind in dem Zusammenhang auch noch individuell und unterschiedlich. Damit wird die Analysebasis erweitert und anhand mehrerer Informationen und erhaltener Ergebnisse kann die Beurteilung des Funktionszustands verbessert durchgeführt werden.
In einem Ausführungsbeispiel werden für die Beurteilung des Funktionszustands zumindest diese beiden Analyseergebnisse aus den zumindest zwei Zeitintervallen berücksichtigt.
In einem Ausführungsbeispiel wird in einem ersten Zeitintervall des Prüfzyklus die Zeitdauer bestimmt, bis die Temperatur in dem Garraum einen Temperatur-Schwellwert erreicht. Insbesondere beginnt dieses Zeitintervall mit dem Aktivieren des Heizkörpers. Diese Zeitdauer wird in einem Ausführungsbeispiel mit einem Referenzwert für die Zeitdauer verglichen und somit mit einem Zeitdauersollwert verglichen. Abhängig von dem Vergleich wird der Funktionszustand beurteilt. Insbesondere liegt dann diesbezüglich ein erstes Analyseergebnis vor. Gerade ein derartiges Aufheizverhalten im Garraum gibt eine Art einer Aussage über den Funktionszustand wieder. Denn so kann in dem Zusammenhang erkannt werden, dass bei einer längeren Zeitdauer, die bis zum Erreichen des Temperatur-Schwellwerts im Vergleich zum Zeitdauersollwert benötigt wird, dass das thermische Isolationsverhalten im Garraum im Vergleich zum referenziellen thermischen Isolationsverhalten nachgelassen hat. In dem Zusammenhang ist eine derartige Beobachtung eines Aufheizvorgangs auch sehr einfach durchführbar und auch sehr einfach auswertbar. In einem Ausführungsbeispiel wird der Temperatur-Schwellwert als ein Wert zwischen 230 °C und 270 °C, insbesondere zwischen 240 °C und 260 °C, vorgegeben. Die Vorgabe eines derartig und relativ hohen Temperatur-Schwellwerts ermöglicht auch eine Beobachtung des Aufheizverhaltens über einen längeren Zeitbereich, da das Aufheizen des Garraums, insbesondere ausgehend von Zimmertemperatur bis zum Erreichen eines derartigen Temperaturwerts etwas länger dauert. Dadurch ist das Analyseszenario in dem Zusammenhang auch sehr exakt und die Aufheizkurve kann entsprechend genau nachvollzogen werden.
In einem Ausführungsbeispiel wird in einem weiteren Zeitintervall, insbesondere in einem zweiten Zeitintervall des Prüfzyklus, die elektrische Leistung des Heizkörpers bestimmt. Insbesondere dahingehend, inwieweit der Heizkörper elektrische Leistung benötigt, damit die Temperatur in dem Garraum auf einem konstanten Wert gehalten wird. Auch dadurch kann in besonders vorteilhafter weise der Funktionszustand überprüft werden. Denn auch hier werden zwei wesentliche Parameter beobachtet, nämlich einerseits die benötigte elektrische Leistung des Heizkörpers, andererseits die Beobachtung der damit gewollten Einstellung einer konstanten Temperatur beziehungsweise eines konstanten Werts für die Temperatur. Insbesondere ist in einem derartigen Analysevorgang vorgesehen, dass die elektrische Leistung, die der Heizkörper benötigt, um diesen Temperaturwert konstant zu halten, für eine vorgegebene Zeitdauer beobachtet wird. Diese Zeitdauer kann zumindest 50 Prozent, insbesondere zumindest 60 Prozent, insbesondere zumindest 70 Prozent, insbesondere zumindest 80 Prozent, insbesondere zumindest 90 Prozent und vorzugsweise 100 Prozent des zweiten Zeitintervalls betragen. Damit wird ein entsprechend längeres Zeitfenster beobachtet, in welchem das Aufrechterhalten einer spezifischen vorgegebenen Temperatur analysiert wird und dabei der Verlauf der elektrischen Leistung, die der Heizkörper benötigt, beobachtet wird. Aus diesem spezifischen weiteren Analyseprozess lässt sich auch sehr präzise eine Aussage über den aktuellen Ist-Funktionszustand, insbesondere im Hinblick auf das thermische Isolationsverhalten im Garraum, erreichen. Vorzugsweise kann dieses zweite Zeitintervall größer 50 Minuten, insbesondere größer 100 Minuten, insbesondere größer 150 Minuten betragen. Vorzugsweise beträgt dieses zweite Zeitintervall weniger als 400 Minuten, insbesondere weniger als 300 Minuten. Auch beim oben genannten Ausführungsbeispiel im zweiten Zeitintervall wird diese elektrische Leistung mit einem Leistungssollwert verglichen. Dieser Leistungssollwert stellt einen Referenzleistungswert dar. Auch dort wird dann abhängig von dem Vergleich der Funktionszustand beurteilt.
In einem Ausführungsbeispiel wird dem Wert, auf dem die Temperatur konstant gehalten werden soll, der oben genannte Temperatur-Schwellwert zugrundegelegt. Dadurch wird ein relativ hoher Wert der Temperatur zugrundegelegt. Dies ermöglicht wiederum eine genauere Aussage über den Funktionszustand, da für die Aufrechterhaltung eines diesbezüglich relativ hohen Werts für die Temperatur auch eine entsprechende elektrische Leistung benötigt wird. Daher kann diese Leistung zum Aufrechterhalten derartig relativ hoher Temperaturen auch genauer analysiert werden, insbesondere auch im Hinblick auf Schwankungen und/oder einem zumindest zeitweise erforderlichen Anstieg der elektrischen Leistung. Gerade dann, wenn entsprechend höhere elektrische Leistungen benötigt werden, lässt sich die Analyse bei einem solch relativ hohen Wert der Temperatur, der konstant zu halten ist, präziser nachvollziehen.
In einem Ausführungsbeispiel wird in einem dritten Zeitintervall des Prüfzyklus der Heizkörper deaktiviert. Es wird bestimmt, wie lange eine Zeitdauer beträgt, bis die Temperatur im Garraum von einem Anfangswert, der zum Zeitpunkt des Deaktivierens des Heizkörpers vorhanden war, auf einen vorgegebenen Endwert abgefallen ist. Auch dieses Analyseszenario ermöglicht eine sehr präzise Aussage über den Funktionszustand, insbesondere über das thermische Isolationsverhalten im Garraum. Denn auch ein derartiger definiert erzeugter Abfall einer Temperatur auf einen vorgegebenen Endwert ermöglicht sehr präzise Aussagen über dieses thermische Energiemanagement in dem Garraum. Insbesondere wird diese Abfallzeitdauer, die sich zwischen dem Zeitpunkt des Deaktivierens des Heizkörpers und dem Erreichen des vorgegebenen Endwerts ergibt, mit einem Abfallzeitdauersollwert vergleichen. Dieser Abfallzeitdauersollwert stellt eine Referenzabfallzeitdauer dar. Abhängig von dem Vergleich wird wiederum der Funktionszustand beurteilt. In einem Ausführungsbeispiel beträgt das dritte Zeitintervall vorzugsweise einen Wert größer oder gleich 200 Minuten. Insbesondere beträgt dieses zweite Zeitintervall mehr als 300 Minuten. Vorzugsweise beträgt das Zeitintervall weniger oder gleich 500 Minuten. Insbesondere beträgt der Wert des dritten Zeitintervalls weniger oder gleich 400 Minuten. Es kann in einem Ausführungsbeispiel vorgesehen sein, dass der Anfangswert dem beim ersten Zeitintervall vorgesehenen Temperatur-Schwellwert entspricht. Möglich ist es auch, dass der Anfangswert demjenigen Wert der Temperatur entspricht, die beim zweiten Zeitintervall konstant gehalten werden soll. In einem Ausführungsbeispiel beträgt der Endwert maximal die Hälfte des Anfangswerts. Insbesondere beträgt der Endwert in einem Ausführungsbeispiel maximal ein Drittel, insbesondere maximal ein Viertel, insbesondere maximal ein Fünftel des Anfangswerts. Beispielsweise kann der Endwert zwischen 40 °C und 60 °C liegen.
In einem Ausführungsbeispiel wird die Umgebungstemperatur des Backofens bei dem Prüfzyklus erfasst. Insbesondere erfolgt hier ein mehrmaliges Erfassen der Umgebungstemperatur zu diskreten Zeitpunkten. Möglich ist es auch, dass die Umgebungstemperatur kontinuierlich, insbesondere über die gesamte Zeitdauer des Prüfzyklus, erfasst wird. Diese Umgebungstemperatur wird in einem Ausführungsbeispiel bei der Beurteilung des Funktionszustands berücksichtigt. Insbesondere wird die Umgebungstemperatur während des Prüfzyklus konstant gehalten. Indem die Aspekte der Umgebungstemperatur bei dem Bestimmen des Funktionszustands berücksichtigt werden, kann hier eine noch genauere Aussage getroffen werden. Denn so können beispielsweise Temperaturschwankungen oder eine relativ hohe Umgebungstemperatur ebenso spezifische Einflüsse zum Beurteilungsergebnis liefern, als beispielsweise auch eine relativ niedrige Umgebungstemperatur.
In einem Ausführungsbeispiel werden zumindest zwei der oben genannten Procedere durchgeführt. Es wird also in einem Ausführungsbeispiel zumindest die genannte Analyse im ersten Zeitintervall und die Analyse im zweiten Zeitintervall und/oder die Analyse im dritten Zeitintervall durchgeführt. Möglich ist es auch, dass zumindest die Analyse im zweiten Zeitintervall durchgeführt wird und zumindest die Analyse im dritten Zeitintervall durchgeführt wird. In einem Ausführungsbeispiel ist es vorgesehen, dass alle drei Analysen, wie sie in dem ersten Zeitintervall, dem zweiten Zeitintervall und dem dritten Zeitintervall durchgeführt werden, beim Prüfzyklus durchgeführt werden. Insbesondere werden die Zeitintervalle nacheinander durchgeführt, insbesondere direkt aneinander anschließend. Damit ist ein Pausenfenster beziehungsweise ein zeitliche Versatz zwischen zwei Zeitintervallen vermieden und damit können Verfälschungen von Analyseergebnissen vermieden werden.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn der Prüfzyklus mit zumindest dem zweiten Zeitintervall und dem dritten Zeitintervall durchgeführt wird. Gerade die Analysevorgänge, wie sie in diesen beiden Zeitintervallen vollzogen werden, ermöglichen eine besonders präzise Aussage über den Funktionszustand.
In einem Ausführungsbeispiel wird bei dem Prüfzyklus ein erster Zyklusdurchlauf durchgeführt. Dies bedeutet, dass bei diesem ersten Zyklusdurchlauf die Schritte gemäß dem oben genannten Aspekt der Erfindung durchgeführt werden oder zusätzlich vorteilhafte Ausführungsbeispiele, wie sie oben dargelegt wurden, durchgeführt werden. In einem Ausführungsbeispiel wird bei dem Prüfzyklus zusätzlich zumindest ein zweiter Zyklusdurchlauf durchgeführt. Dieser wird nachfolgend an den ersten Zyklusdurchlauf durchgeführt. Der zweite Zyklusdurchlauf kann unmittelbar anschließend an das Ende des ersten Zyklusdurchlaufs begonnen werden. Es kann jedoch auch vorgesehen sein, dass zwischen dem ersten Zyklusdurchlauf und dem zumindest zweiten Zyklusdurchlauf ein Pausenfenster als zeitliche Distanz vorhanden ist.
Durch eine derartige Vorgehensweise kann das Ergebnis des Prüfzyklus verbessert werden. Es kann vorgesehen sein, dass der zweite Zyklusdurchlauf im Hinblick auf die Zeitdauer und/oder die Analyseabläufe identisch zum ersten Zyklusdurchlauf vollzogen wird. Möglich ist es jedoch in einem Ausführungsbeispiel auch, dass bei dem zweiten Zyklusdurchlauf eine zum ersten Zyklusdurchlauf unterschiedliche Vorgehensweise zugrundegelegt wird. In dem Zusammenhang kann beispielsweise die Reihenfolge der Analysevorgänge, beispielsweise die Anordnung der oben genannten Zeitintervalle und/oder eine Art des Zyklusdurchlaufs verändert werden. In dem Zusammenhang kann eine Art dahingehend charakterisiert sein, dass die Zeitintervalle unterschiedlich zu den Zeitintervallen im ersten Zyklusdurchlauf sind und/oder der Temperatur-Schwellwert und/oder die elektrische Leistung und/oder der Anfangswert und/oder der Endwert bei den jeweiligen Analysevorgängen in den genannten Zeitintervallen unterschiedlich zu dem ersten Zyklusdurchlauf sind. In einem Ausführungsbeispiel ist es möglich, dass Informationen des Prüfzyklus an ein Kommunikationsnetzwerk, insbesondere ein Heimnetzwerk, in welchem der Backofen zugehörig ist, kommuniziert werden. Damit können Informationen des Prüfzyklus auch an andere Geräte und/oder an eine Zentrale übergeben werden. Möglich ist es in dem Zusammenhang auch, dass die Informationen über den Prüfzyklus beispielsweise an einen Kundendienst übertragen werden. Damit können auch hier Informationen gesammelt und ausgewertet werden, die für andere Backöfen der gleichen Charge oder des gleichen Bautyps verwendet werden können. Damit können auch Aussagen über Backöfen getroffen werden, die im Hinblick auf ihre Lebensdauer noch nicht so alt sind, wie der geprüfte Backofen. Damit können auch Rückschlüsse über die zukünftige Funktionsfähigkeit derartiger anderer Backöfen ausgewertet und frühzeitig erkannt werden. Damit können gegebenenfalls zukünftig erst vermutlich auftretende Beeinträchtigungen eines Funktionszustands derartiger anderer Backöfen frühzeitig erkannt werden oder bereits vorbeugend Maßnahmen dagegen ergriffen werden.
In einem Ausführungsbeispiel ist das oben genannte Verfahren insbesondere ein computerimplementiertes Verfahren. In dem Zusammenhang können die Informationen über die elektrische Leistung und/oder über Temperaturwerte und/oder über Zeitwerte von entsprechenden Sensoren bereitgestellt werden und an eine Recheneinheit beziehungsweise einen Computer übertragen werden. Dieser Computer ist dann dahingehend ausgebildet und eingerichtet, dass er auf Basis der empfangenen Informationen die Analyse durchführt und das Ergebnis erzeugt. Dieses Ergebnis kann dann als Ausgabeinformation des Computers bereitgestellt werden.
Möglich ist es auch, dass der Backofen ein neuronales Netz aufweist. Mit dem neuronalen Netz kann das oben genannte Prüfverfahren durchgeführt werden. Möglich ist es in dem Zusammenhang auch, dass das neuronale Netz sich selbstständig trainiert, indem mehrere Prüfzyklen herangezogen werden und somit dieses neuronale Netz auf Basis dieser mehreren Prüfzyklen lernt.
Gerade durch die Nutzung eines neuronalen Netzes kann der Prüfzyklus selber mit fortschreitender Anwendungsdauer automatisch verbessert werden. Damit kann automatisiert die Genauigkeit der Aussage über den Funktionszustand fortschreitend verbessert werden.
Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft ein Computerprogramm, aufweisend Befehle, die einen Computer beziehungsweise eine Recheneinheit veranlassen, die Schritte gemäß dem Verfahren des oben genannten Aspekts oder einem vorteilhaften Ausführungsbeispiel davon durchzuführen, insbesondere wenn das Computerprogramm auf der Recheneinheit abgelegt oder implementiert ist.
Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft einen Backofen mit einem Gehäuse, mit einer Muffel, die in dem Gehäuse angeordnet ist und die mit Wänden einen Garraum des Backofens begrenzt. Der Backofen weist darüber hinaus thermisch isolierendes Material auf, welches zwischen der Muffel und dem Gehäuse angeordnet ist. Der Backofen weist darüber hinaus zumindest einen Heizkörper zum Heizen des Garraums auf. Der Backofen weist darüber hinaus eine Auswerteeinheit auf. Der Backofen ist insbesondere zum Durchführen eines Verfahrens gemäß dem oben genannten Aspekt oder einem vorteilhaften Ausführungsbeispiel davon ausgebildet. Insbesondere wird das Verfahren mit dem Backofen ausgeführt. Die Auswerteeinheit kann eine Recheneinheit und/oder eine Steuer- und/oder Regeleinheit sein. Insbesondere wird dieses Verfahren mit dem Backofen durchgeführt. Der Backofen kann auch ein neuronales Netz aufweisen.
Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft ein System mit zumindest einem Backofen und einem Kommunikationsnetzwerk, wobei der Backofen mit dem Kommunikationsnetzwerk verbunden ist und über das Kommunikationsnetzwerk Informationen empfangen und übertragen kann.
Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen, den Figuren und der Figurenbeschreibung. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen, sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Figuren alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen. Es sind somit auch Ausführungen von der Erfindung als umfasst und offenbart anzusehen, die in den Figuren nicht explizit gezeigt und erläutert sind, jedoch durch separierte Merkmalskombinationen aus den erläuterten Ausführungen hervorgehen und erzeugbar sind. Es sind auch Ausführungen und Merkmalskombinationen als offenbart anzusehen, die somit nicht alle Merkmale eines ursprünglich formulierten unabhängigen Anspruchs aufweisen.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand schematischer Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Backofens; und
Fig. 2 ein Diagramm, in welchem Temperaturverläufe und Verläufe der elektrischen Leistung eines Heizkörpers des Backofens während eines Prüfzyklus dargestellt sind.
In den Figuren werden gleiche oder funktionsgleiche Elemente mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
In Fig. 1 ist in einer schematischen perspektivischen Darstellung ein Ausführungsbeispiel eines Haushaltsgeräts zum Zubereiten von Lebensmitteln gezeigt. Das Haushaltsgerät ist hier ein Backofen 1. Der Backofen 1 kann auch eine Mikrowellenfunktionalität und/oder eine Dampfgarfunktionalität aufweisen.
Der Backofen 1 weist ein Gehäuse 2 auf. In dem Gehäuse 2 ist eine dazu separate Muffel 3 angeordnet. Die Muffel 3 begrenzt mit Wänden 4, 5, 6, 7 und 8 einen Garraum 9. In einem Zwischenraum 10 zwischen der aus Metall, insbesondere Stahl, ausgebildeten Muffel 3 und dem Gehäuse 2 ist thermisch isolierendes Material 11 eingebracht.
Frontseitig weist die Muffel 3 eine Beschickungsöffnung 9a auf. Über diese Beschickungsöffnung 9a ist der Garraum 9 zum Einbringen oder Entnehmen von Objekten, insbesondere auch Lebensmitteln, zugänglich. Der Backofen 1 weist des Weiteren auch eine Tür 12 auf. Diese ist bewegbar an dem Korpus des Backofens 1, der auch das Gehäuse 2 umfasst, angeordnet. Insbesondere können hier beispielsweise Scharniere 13 und 14 vorgesehen sein, mit denen die Tür 12 um eine in Höhenrichtung (y-Richtung) des Backofens 1 orientierte Achse geschwenkt werden kann. Im Ausführungsbeispiel ist an einer Innenseite 12a der Tür 12 eine Dichtung 15 angeordnet. Diese Dichtung 15 liegt in einem Ausführungsbeispiel an einem Frontflansch 16 dieses genannten Korpus an. Dadurch wird die Schnittstelle zwischen der Tür 12 und der Muffel 3, insbesondere dem Garraum 9, abgedichtet.
Der Backofen 1 weist insbesondere auch zumindest einen Heizkörper 17 auf.
Dieser Heizkörper 17 kann hinter einer Prallwand 18 angeordnet sein, die vor der Rückwand 8 der Muffel 3 angeordnet ist. Dadurch entsteht zwischen der Rückwand 8 und der Prallwand 18 ein Zwischenraum, in welchem dieser Heizkörper 17 angeordnet sein kann. Der Backofen 1 weist vorzugsweise darüber hinaus auch einen Lüfter 19 auf. Der Lüfter 19 kann in einem Ausführungsbeispiel vorzugsweise in dem Zwischenraum zwischen der Prallwand 18 und der Rückwand 8 angeordnet sein. In der Prallwand 18 können in Form, Position und Anzahl lediglich beispielhaft zu verstehende Luftdurchlässe 20 ausgebildet sein. Die in dem genannten Zwischenraum erzeugte Wärme kann mit dem Lüfter 19 zirkuliert werden und durch die Schlitze 20 in den Garraum 9 eingebracht werden. Damit wird der Garraum 9 erwärmt beziehungsweise es kann entsprechende Hitze eingebracht werden, um darin dann die eingebrachten Lebensmittel zubereiten zu können, wenn ein Zubereitungsvorgang durchgeführt wird.
An Seitenwänden 5 und 6 der Muffel 3 können Halteeinheiten 21 angebracht sein. An diesen können Gargutträger lösbar befestigt werden. Diese Halteeinheiten 21 können lösbar oder unlösbar an den gegenüberliegenden Seitenwänden 5 und 6 angebracht sein.
Darüber hinaus weist der Backofen 1 vorzugsweise eine Auswerteeinheit 22 auf. Insbesondere weist der Backofen 1 in einem Ausführungsbeispiel auch ein Kommunikationsmodul 23 auf. Damit kann eine Kommunikation, insbesondere auch drahtlos, mit einer externen Einheit vollzogen werden. Beispielsweise kann dies über eine Kommunikationsschnittstelle 24 erfolgen. In dem Zusammenhang kann in einem Ausführungsbeispiel auch ein System vorgesehen sein, welches den Backofen 1 und die Kommunikationsschnittstelle 24 aufweist. Das System kann wiederum Bestandteil eines Kommunikationsnetzes, beispielsweise eines Heimnetzwerks, sein. Auf der Auswerteeinheit 22 kann beispielsweise ein Computerprogrammprodukt abgelegt sein.
In einem Ausführungsbeispiel kann der Backofen 1 auch eine Ausgabeeinheit aufweisen. Mit dieser Ausgabeeinheit können Informationen akustisch und/oder optisch ausgegeben werden. In dem Zusammenhang können auch Informationen zu einem nachfolgend dargelegten Prüfverfahren zum Prüfen eines Funktionszustands insbesondere eines Funktionszustands betreffend ein thermisches Energiemanagement im Garraum 9 ausgegeben werden.
Bei diesem Verfahren werden insbesondere folgende Schritte durchgeführt:
- Bereitstellen des Backofens 1 mit einem lebensmittellosen, insbesondere leeren, Garraum 9;
- Aktivieren zumindest eines Heizkörpers 17 des Backofens 1 und dadurch Erwärmen des Garraums 9;
- Erfassen des zeitlichen Verlaufs der Temperatur im Garraum 9 während eines Prüfzyklus;
- Analyse des zeitlichen Verlaufs in zumindest einem im Vergleich zur Zeitdauer des Prüfzyklus kürzeren Zeitintervall dahingehend, dass zumindest ein Ist-Temperaturwert zu zumindest einem spezifischen Zeitpunkt und/oder ein Ist-Wert einer elektrischen Leistung des Heizkörpers 17 zu zumindest einem spezifischen Zeitpunkt mit zumindest einem Sollwert eines entsprechenden Parameters verglichen werden und/oder ein zeitlicher Ist- Verlauf der Temperatur und/oder ein zeitlicher Ist-Verlauf der elektrischen Leistung in dem Zeitintervall mit einem zeitlichen Sollverlauf verglichen wird;
- Beurteilen des Funktionszustands abhängig von dem Vergleichen.
Insbesondere wird bei dem Verfahren ein Procedere durchgeführt, wie es in Fig. 2 dargestellt ist. Fig. 2 zeigt ein Diagramm, in dem auf der Horizontalachse die Zeit t, hier in Minuten, aufgetragen ist. Auf der Hochachse ist die Temperatur T in °C und die elektrische Leistung in Watt (nicht skaliert) dargestellt.
Wird nun ein derartiges Prüfverfahren gestartet, wird zu einem Zeitpunkt tO ein
Zyklusdurchlauf begonnen. Im Ausführungsbeispiel wird hier vorgesehen, dass in einem ersten Zeitintervall, welches sich zwischen den Zeitpunkten tO und t1 erstreckt, insbesondere zum Zeitpunkt tO der Heizkörper 17 aktiviert wird. Für diesen hier vorzugsweise vorgesehenen ersten Analysevorgang wird ein Temperatur-Schwellwert vorgegeben. Dieser beträgt hier beispielsweise 250 °C. Es wird in diesem ersten Zeitintervall beobachtet, wie der Anstieg beim Aufheizen ist dahingehend, wie lange es dauert, bis der Temperatur-Schwellwert als Ist-Temperaturwert im Garraum 9 erreicht wird. Im Ausführungsbeispiel wird bei diesem Aufheizen zum Zeitpunkt t1 dieser Temperatur-Schwellwert erreicht. In dem Zusammenhang ist in einem Ausführungsbeispiel dieses erste Zeitintervall dynamisch dadurch zeitlich definiert, dass es sich von dem Zeitpunkt tO bis zu dem Zeitpunkt t1 erstreckt. Der Zeitpunkt t1 kann daher beim Start des Prüfzyklus insbesondere noch nicht vorgegeben werden, da eben gerade noch nicht bekannt ist, wie lange es dauern wird, bis der vorgegebene Temperatur-Schwellwert erreicht ist. Insbesondere hängt daher auch die Zeitdauer des ersten Zeitintervalls davon ab, welcher Temperatur-Schwellwert vorgegeben wird und wie lange es dauert, bis dieser Temperatur-Schwellwert als Ist-Wert im Garraum 9 erreicht wird. Die diesbezügliche Zeitdauer und somit die gesamte Zeitdauer des ersten Zeitintervalls stellt daher ein erstes Maß für die Aussage zum Funktionszustand des Backofens 1 insbesondere im Hinblick auf das thermische Energiemanagement im Garraum 9 dar. Insbesondere wird dann diese Zeitdauer des ersten Zeitintervalls mit einem Zeitdauersollwert verglichen. Abhängig von dem Vergleich wird dann der Funktionszustand beurteilt. Insbesondere wird in dem Zusammenhang im vorliegenden Ausführungsbeispiel ein erstes Analyseergebnis erhalten.
Bei dem in Fig. 2 gezeigten Ausführungsbeispiel wird zeitlich nachfolgend auf dieses erste Zeitintervall, insbesondere unmittelbar danach folgend, ein zweites Zeitintervall betrachtet. Dieses erstreckt sich im Ausführungsbeispiel zwischen den Zeitpunkten t1 und t2. In diesem zweiten Zeitintervall des Prüfzyklus wird die elektrische Leistung P in Watt des Heizkörpers 17 bestimmt, die dieser Heizkörper 17 benötigt, damit die Ist-Temperatur in dem Garraum 9 auf einem konstanten Wert gehalten wird. Im Ausführungsbeispiel ist dieser konstante Wert der Temperatur-Schwellwert, hier beispielhaft die 250 °C. Insbesondere wird in dem Zusammenhang die elektrische Leistung, die der Heizkörper 17 benötigt, um die Ist-Temperatur in dem Garraum 9 auf dem vorgegebenen konstanten Wert zu halten, für eine vorgegebene Zeitdauer analysiert. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist dieser Verlauf der elektrischen Leistung P über die Zeit durch die Kurve II dargestellt. Die Kurve I in dem Diagramm gemäß Fig. 2 stellt den Temperaturverlauf über die Zeit während des Prüfzyklus dar.
Im Ausführungsbeispiel endet diese vorgegebene Zeitdauer zum Zeitpunkt t2. Zu diesem Zeitpunkt t2 endet im Ausführungsbeispiel auch das zweite Zeitintervall. Die benötigte elektrische Ist-Leistung während dieser zu beobachtenden Zeitdauer, um die Temperatur in dem Garraum 9 auf dem konstanten Wert zu halten, wird dann mit einem Leistungssollwert verglichen. Abhängig von dem Vergleich wird der Funktionszustand beurteilt. Es wird also bei diesem Prüfzyklus durch dieses zweite Zeitintervall, insbesondere die benötige elektrische Leistung in diesem zweiten Zeitintervall, ein weiteres Analyseergebnis bereitgestellt, welches für die Beurteilung des Funktionszustands berücksichtigt wird.
Im Ausführungsbeispiel wird bei dem Prüfzyklus und dem hier durchgeführten Zyklusdurchlauf ein drittes Zeitintervall berücksichtigt. Dieses ist zeitlich nachfolgend auf das erste und zweite Zeitintervall. Insbesondere startet das dritte Zeitintervall direkt mit dem Ende des zweiten Zeitintervalls. Das dritte Zeitintervall erstreckt sich somit beginnend von dem Zeitpunkt t2 bis zu einem Zeitpunkt t3. In dem dritten Zeitintervall wird ein weiterer Analyseprozess durchgeführt. Dies dahingehend, dass in dem dritten Zeitintervall der Heizkörper 17 deaktiviert wird. Es wird dann bestimmt, wie lange eine Zeitdauer beträgt, bis die Temperatur im Garraum 9 von einem Anfangswert, der zu dem Zeitpunkt des Deaktivierens des Heizkörpers 17 im Garraum 9 vorhanden war, auf einen vorgegebenen Endwert abgefallen ist. Im Ausführungsbeispiel wird als Anfangswert der Wert der Temperatur zugrundegelegt, der in dem zweiten Zeitintervall konstant gehalten werden sollte. Als Endwert wird ein Temperaturwert vorgegeben, der maximal die Hälfte, insbesondere maximal ein Drittel, insbesondere maximal ein Viertel, insbesondere maximal ein Fünftel des Anfangswerts beträgt. Beträgt der Anfangswert beispielsweise 250 °C, so kann ein Endwert zwischen 40 °C und 60 °C betragen.
Daher ist im Ausführungsbeispiel die Zeitdauer des dritten Zeitintervalls ebenfalls dynamisch und nicht pauschal vorgegeben. Denn wann der Zeitpunkt t3 erreicht wird, ist nicht vorhersehbar. Daher wird dann diese Abfallzeitdauer, die die Zeitdauer zwischen den Zeitpunkten t2 und t3 beträgt und somit hier die gesamte Zeitdauer des dritten Zeitintervalls charakterisiert, mit einem Abfallzeitdauersollwert verglichen. Abhängig von dem Vergleich wird wiederum der Funktionszustand beurteilt. Es wird also bei einem Ausführungsbeispiel hier ein drittes Analyseergebnis, welches durch die Analyse im dritten Zeitintervall entsteht, für die Beurteilung des Funktionszustands zugrundegelegt.
Möglich ist es auch, dass bei dem Prüfzyklus zumindest dieser eine Zyklusdurchlauf durchgeführt wird. Möglich ist es jedoch auch, dass mehrere separate Zyklusdurchläufe erfolgen. Es kann somit vorgesehen sein, dass auf diesen ersten Zyklusdurchlauf folgend zumindest ein zweiter Zyklusdurchlauf des Prüfzyklus durchgeführt wird.
Ein oder mehrere Analyseergebnisse können über die Kommunikationsschnittstelle 24 und somit im Kommunikationsnetzwerk übermittelt werden. Sie können an einer Anzeigeeinheit des Backofens 1 und/oder an einer Anzeigeeinheit eines Nutzers, beispielsweise einem tragbaren Kommunikationsendgerät, wie einem Tablet oder einem Smartphone, angezeigt werden. Insbesondere können die Informationen auch an einen Kundenservice, insbesondere auch an einen Kundendienst, übermittelt werden.
Anhand des Ergebnisses des Prüfzyklus kann der Funktionszustand auch kategorisiert werden. Abhängig von der Kategorisierung kann eine individuelle Empfehlung im Hinblick auf die weitere Betriebsweise und/oder das Durchführen eines Kundendienstes vorgesehen sein. Insbesondere können in dem Zusammenhang auch Vorschläge zur Überprüfung von den Funktionszustand beeinträchtigenden Komponenten, wie beispielsweise des thermisch isolierenden Materials 11 und/oder der Scharniere 13 und 14 und/oder der Dichtung 15 und/oder des Heizkörpers 17 und/oder des Lüfters 19 gegeben werden. Insbesondere im Hinblick darauf, diese auf ihre Funktionstüchtigkeit zu überprüfen. Funktionsreduktionen im Hinblick auf das thermische Energiemanagement im Garraum 9 können daher besser beurteilt werden und verbesserte Maßnahmen dagegen ergriffen werden. Schnittstellenkomponenten und/oder Komponenten, an denen entsprechende Reduktionen, beispielsweise aufgrund von Leckagen und/oder Verschleiß, zur Beeinträchtigung des thermischen Energiemanagements beitragen können, können dadurch behoben werden. Bezugszeichenliste
1 Backofen
2 Gehäuse
3 Muffel
4 Wand
5 Wand
6 Wand
7 Wand
8 Wand
9 Garraum
9a Beschickungsöffnung
10 Zwischenraum
11 thermisch isolierendes Material
12 Tür
12a Innenseite
13 Scharnier
14 Scharnier
15 Dichtung
16 Frontflansch
17 Heizkörper
18 Prallwand
19 Lüfter
20 Schlitz
21 Halteeinheit
22 Auswerteeinheit
23 Kommunikationsmodul
24 Kommunikationsschnittstelle t Zeit tO Zeitpunkt t1 Zeitpunkt t2 Zeitpunkt t3 Zeitpunkt y Höhenrichtung
T Temperatur

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zum Prüfen eines Funktionszustands, insbesondere eines thermischen Energiemanagements in einem Garraum (9), eines Backofens (1), aufweisend folgende Schritte:
- Bereitstellen des Backofens (1) mit einem zumindest lebensmittellosen Garraum (9);
- Aktivieren zumindest eines Heizkörpers (17) des Backofens (1) und dadurch Erwärmen des Garraums (9);
- Erfassen des zeitlichen Verlaufs der Temperatur im Garraum (9) während eines Prüfzyklus;
- Analyse des zeitlichen Verlaufs in zumindest einem im Vergleich zur Zeitdauer des Prüfzyklus kürzeren Zeitintervall dahingehend, dass zumindest ein Ist- Temperaturwert zu zumindest einem spezifischen Zeitpunkt und/oder ein Ist-Wert einer elektrischen Leistung des Heizkörpers (17) zu zumindest einem spezifischen Zeitpunkt mit zumindest einem Sollwert eines entsprechenden Parameters verglichen werden und/oder ein zeitlicher Ist-Verlauf der Temperatur und/oder ein zeitlicher Ist-Verlauf der elektrischen Leistung in dem Zeitintervall mit einem zeitlichen Sollverlauf verglichen wird;
- Beurteilen des Funktionszustands abhängig von dem Vergleichen.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , wobei in zumindest zwei unterschiedlichen Zeitintervallen des Prüfzyklus, die beide jeweils kürzer als der Prüfzyklus sind, Analysen des zeitlichen Verlaufs durchgeführt werden.
3. Verfahren nach Anspruch 2, wobei in dem einen Zeitintervall eine bezüglich des zumindest einen zu betrachtenden Parameters und/oder bezüglich des zu betrachtenden zeitlichen Ist-Verlaufs zumindest eines Parameters unterschiedliche Analyse im Vergleich zum anderen Zeitintervall durchgeführt wird.
4. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, wobei für die Beurteilung des Funktionszustands zumindest diese beiden Analyseergebnisse aus den zumindest zwei Zeitintervallen berücksichtigt werden.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei in einem ersten Zeitintervall des Prüfzyklus die Zeitdauer (to bis t1) bestimmt wird, insbesondere seit dem Aktivieren des Heizkörpers (17), bis die Temperatur in dem Garraum (9) einen Temperatur-Schwellwert erreicht, wobei diese Zeitdauer mit einem Zeitdauersollwert verglichen wird und abhängig von dem Vergleich der Funktionszustand beurteilt wird.
6. Verfahren nach Anspruch 5, wobei der Temperatur-Schwellwert als ein Wert zwischen 230°C und 270°C, insbesondere zwischen 240°C und 260°C, vorgegeben wird.
7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei in einem zweiten Zeitintervall des Prüfzyklus die elektrische Leistung des Heizkörpers (17) bestimmt wird, die dieser benötigt, damit die Temperatur in dem Garraum (9) auf einem konstanten Wert gehalten wird, insbesondere für eine vorgegebene Zeitdauer auf einem konstanten Wert gehalten wird, wobei diese elektrische Leistung mit einem Leistungssollwert verglichen wird und abhängig von dem Vergleich der Funktionszustand beurteilt wird.
8. Verfahren nach Anspruch 5 oder 6 und nach Anspruch 7, wobei für den Wert, auf dem die Temperatur konstant gehalten werden soll, der Temperatur-Schwellwert zugrunde gelegt wird.
9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei in einem dritten Zeitintervall des Prüfzyklus der Heizkörper (17) deaktiviert wird und bestimmt wird, wie lange eine Zeitdauer (t2 bis t3) beträgt, bis die Temperatur im Garraum (9) von einem Anfangswert, der zum Zeitpunkt (t2) des Deaktivierens des Heizkörpers (17) vorhanden war, auf einen vorgegeben Endwert abgefallen ist, wobei diese Abfallzeitdauer mit einem Abfallzeitdauersollwert verglichen wird und abhängig von dem Vergleich der Funktionszustand beurteilt wird.
10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Endwert maximal als die Hälfte, insbesondere maximal als ein Viertel des Anfangswert vorgegeben wird.
11. Verfahren nach Anspruch 5 oder 6 und nach Anspruch 7 oder 8 und nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass bei dem Prüfzyklus das erste Zeitintervall und das zweite Zeitintervall und das dritte Zeitintervall, insbesondere in der diesbezüglichen zeitlichen Reihenfolge nacheinander durchgeführt werden, und mit den jeweiligen Analysen durchgeführt werden.
12. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei bei dem Prüfzyklus die Umgebungstemperatur des Backofens (1) erfasst wird, insbesondere bei der Beurteilung des Funktionszustands berücksichtigt wird und/oder die Umgebungstemperatur während des Prüfzyklus konstant gehalten wird.
13. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei dem Prüfzyklus ein erster Zyklusdurchlauf durchgeführt wird und nachfolgend dazu zumindest ein zweiter Zyklusdurchlauf durchgeführt wird, in dem Analysevorgänge wiederholt werden oder in einer anderen Reihenfolge und/oder in einer anderen Art durchgeführt werden.
14. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Analyseergebnisse an ein Heimnetzwerk übertragen werden und/oder das Verfahren mit einem neuronalen Netz durchgeführt werden.
15. Backofen (1) mit einem Gehäuse (2), mit einer Muffel (3), die in dem Gehäuse (2) angeordnet ist und die mit Wänden (4, 5, 6, 7, 9) einen Garraum (9) des Backofens (1) begrenzt, und mit thermisch isolierenden Material (10), welches zwischen der Muffel (3) und dem Gehäuse (2) angeordnet ist, mit zumindest einem Heizkörper (17) zum Heizen des Garraums (9), und mit einer Auswerteeinheit (22), wobei der Backofen (1) zum Durchführen eines Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche ausgebildet ist.
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