Verriegelungsvorrichtung zum Verriegeln einer Gargerätetür
Die Erfindung geht aus von einer Verriegelungsvorrichtung zum Verriegeln einer Gargerä- tetür nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 und von einem Verfahren zum Verriegeln einer Gargerätetür nach dem Oberbegriff des Anspruchs 13.
Aus dem Stand der Technik sind insbesondere im Zusammenhang mit pyrolysefähigen Gargeräten Verriegelungsvorrichtungen zum Verriegeln einer Gargerätetür bekannt. SoI- che Verriegelungsvorrichtungen umfassen ein Verriegelungselement, einen Motor zum Bewegen des Verriegelungselements und einen Anschlag in der Gargerätetür, welcher die Bewegung des Verriegelungselements in einer Verriegelungsposition begrenzt.
Die Aufgabe der Erfindung besteht insbesondere darin, eine gattungsgemäße Verriege- lungsvorrichtung bzw. ein Verfahren zum Verriegeln einer Gargerätetür mit verbesserten Eigenschaften hinsichtlich einer Sicherheit der Verriegelung bereitzustellen. Die Verriegelungsvorrichtung bzw. das Verfahren sollen insbesondere während eines Pyrolysevorgangs gewährleisten, dass die Gargerätetür korrekt verriegelt ist bzw. eine fehlerhafte Verriegelung automatisch und zuverlässig erkennen.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale der Patentansprüche 1 und 13 gelöst, während vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung den Unteransprüchen entnommen werden können.
Die Erfindung geht aus von einer Verriegelungsvorrichtung zum Verriegeln einer Gargerätetür, umfassend ein Verriegelungselement, einen Motor zum Bewegen des Verriegelungselements und einen Anschlag in der Gargerätetür, welcher die Bewegung des Verriegelungselements in einer Verriegelungsposition begrenzt.
Es wird vorgeschlagen, dass die Verriegelungsvorrichtung ein Mittel aufweist, welches zum Erfassen einer Kenngröße für einen von dem Verriegelungselement zurückgelegten Bewegungsweg vorgesehen ist. Durch das Erfassen des Bewegungswegs kann kontrolliert werden, ob wirklich eine der Bewegung des Motors entsprechende Bewegung des
Verriegelungselements erfolgt. Dadurch kann eine Blockade des Verriegelungselements und eine Bewegung des Verriegelungselements über die Verriegelungsposition hinaus erkannt werden. In beiden Fällen ist die Gargerätetür nicht sicher verriegelt worden. Im ersten Fall ist die Verriegelungsvorrichtung aufgrund einer Störung bzw. Verschmutzung nicht im vollen Eingriff und im zweiten Fall ist der Anschlag und damit die Gargerätetür nicht an der richtigen Stelle und kann daher nicht verriegelt werden.
Durch die erfindungsgemäße Lösung kann ferner eine Betriebssicherheit eines die Gargerätetür umfassenden Gargeräts erhöht werden, da die korrekte Verriegelung der Gargerä- tetür während des Ablaufs von Programmen, beispielsweise eines Pyrolyseprogramms, die eine Verriegelung aus Sicherheitsgründen erforderlich machen, plausibilisiert werden kann.
Als „Bewegungsweg" soll in diesem Zusammenhang ein wegunabhängiger Abstand zwi- sehen einer Anfangs- und einer Endposition des Verriegelungselements bezogen auf ein vorgegebenes Zeitintervall bezeichnet werden.
Als „Gargerät" soll in diesem Zusammenhang jedes zum Garen von Speisen gebräuchliche Gerät, insbesondere ein Backofen oder ein Mikrowellenherd, bezeichnet werden. Ei- ne Steigerung der Betriebssicherheit ist insbesondere im Zusammenhang mit pyrolysefähigen Geräten erreichbar, für die eine Verriegelung der Gargerätetür während des Pyrolysevorgangs gesetzlich vorgeschrieben ist.
Unter „vorgesehen" soll in diesem Zusammenhang auch „ausgelegt" und „ausgestattet" verstanden werden. Das Mittel zum Erfassen einer Kenngröße für einen von dem Verriegelungselement zurückgelegten Bewegungsweg kann je nach der Natur der Bewegung als Rotationsgeber, als Weggeber oder auch rein elektronisch oder als Software realisiert sein.
Ist das Mittel zum Erfassen des Verriegelungszustands des Verriegelungselements geeignet, so kann neben der allgemeinen Funktion der Verriegelungsvorrichtung auch der Verriegelungszustand selbst unmittelbar überprüft werden.
Eine kompakt bauende Verriegelungsvorrichtung ist erreichbar, wenn die Bewegung des Verriegelungselements eine Drehbewegung ist.
Auf eine direkte Erfassung des Bewegungswegs durch einen Sensor, Geber oder derglei- chen kann verzichtet werden, wenn das Mittel die Kenngröße in Beziehung zu einer Laufzeit des Motors setzt. Das Mittel kann in diesem Fall vorteilhaft in eine Motorsteuerungselektronik integriert sein.
Wenn der Motor ein Synchronmotor ist, kann aus der Laufzeit des Motors unmittelbar auf die Anzahl der Umdrehungen des Motors und damit auf den von dem Verriegelungselement zurückgelegten Bewegungsweg geschlossen werden.
Aus dem zurückgelegten Weg kann unmittelbar auf eine Position des Verriegelungselements geschlossen werden, wenn die Verriegelungsvorrichtung ein Positionserfassungs- mittel zum automatischen Erfassen einer Position des Verriegelungselements hat. Das Positionserfassungsmittel kann beispielsweise auch nach einem Stromausfall zum Ermitteln einer absoluten Bezugsposition genutzt werden.
Wenn das Positionserfassungsmittel dazu ausgelegt ist, zu erkennen, ob sich das Verrie- gelungselement in einem vorgegebenen Positionsintervall vor einer äußersten Verriegelungsstellung befindet, kann bei geschlossener Gargerätetür eine Verriegelung sichergestellt werden. Das Positionsintervall kann insbesondere in einem Bereich enthalten sein, in welchem die Gargerätetür trotz einer geringfügigen Abweichung von der äußersten Verriegelungsstellung noch sicher verriegelt ist.
Wenn das Mittel dazu vorgesehen ist, den Wert der erfassten Kenngröße als Kriterium für den Start eines Pyrolysevorgangs zu nutzen, kann der Start bei nicht sicher verriegelter Gargerätetür bzw. im Fall einer funktionsuntüchtigen Verriegelungsvorrichtung vermieden werden.
Eine konstruktiv einfache Verriegelungsvorrichtung mit guten Reinigungseigenschaften kann bereitgestellt werden, wenn das Verriegelungselement zum Eingriff in ein korrespondierendes Verriegelungselement der Gargerätetür vorgesehen ist.
Umfasst die Verriegelungsvorrichtung ein Motorsteuerungsmittel zum selbsttätigen Anhalten des Motors nach einem vorgegebenen Zeitintervall kann durch einen Abgleich einer erreichten Position des Verriegelungselements mit einer Sollposition die korrekte Funktion der Verriegelungsvorrichtung plausibilisiert werden. Dies gilt insbesondere dann, wenn der Motor als Synchronmotor ausgebildet ist, der die Eigenschaft hat, seine Rotationsrichtung zu ändern, wenn eine Last des Motors dadurch, dass das Verriegelungselement den Anschlag erreicht, einen kritischen Wert überschreitet.
Wenn das Zeitintervall größer als ein Zeitintervall ist, in welchem der Motor das Verriege- lungselement aus einer Position zu Beginn des Zeitintervalls in die Verriegelungsposition bewegt, kann sichergestellt werden, dass die Verriegelungsposition erreicht oder überschritten worden ist, wobei im letzteren Fall der Anschlag und mit ihm die Gargerätetür nicht an ihrem Platz waren.
Eine akzeptable Laufzeit eines Verriegelungsvorgangs einerseits und ein Herauslaufen des Verriegelungselements aus einem Intervall, in dem die Gargerätetür verriegelt ist andererseits können vermieden werden, wenn das Zeitintervall kleiner ist als das Doppelte des Zeitintervalls, in welchem der Motor das Verriegelungselement aus einer Position zu Beginn des Zeitintervalls in die Verriegelungsposition bewegt. Das Herauslaufen des Ver- riegelungselements aus dem Intervall kann wegen der hier auftretenden Richtungsumkehr insbesondere im Zusammenhang mit Synchronmotoren vermieden werden.
Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Verriegeln einer Gargerätetür mittels eines durch einen Motor angetriebenen, beweglichen Verriegelungselements, dessen Beweg- lichkeit in einer Verriegelungsposition durch einen Anschlag begrenzt ist.
Es wird vorgeschlagen, dass eine Kenngröße für einen von dem Verriegelungselement zurückgelegten Bewegungsweg erfasst wird. Durch das Erfassen des Bewegungswegs kann analog zur erfindungsgemäßen Verriegelungsvorrichtung kontrolliert werden, ob wirklich eine der Bewegung des Motors entsprechende Bewegung des Verriegelungselements erfolgt. Dadurch kann eine Blockade des Verriegelungselements und eine Bewegung des Verriegelungselements über die Verriegelungsposition hinaus erkannt werden.
Weitere Vorteile ergeben sich aus der folgenden Zeichnungsbeschreibung. In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Die Zeichnung, die Beschreibung und die Ansprüche enthalten zahlreiche Merkmale in Kombination. Der Fachmann wird die Merkmale zweckmäßigerweise auch einzeln betrachten und zu sinnvollen weite- ren Kombinationen zusammenfassen.
Es zeigen:
Fig. 1 eine Verriegelungsvorrichtung zum Verriegeln einer Gargerätetür, umfassend ein Verriegelungselement, einen Motor zum Bewegen des
Verriegelungselements und einen Anschlag in der Gargerätetür, Fig. 2 das Verriegelungselement aus Figur 1 sowie ein korrespondierendes Verriegelungselement der Verriegelungsvorrichtung aus Figur 1 in einer Detaildarstellung und Fig. 3 eine schematische Darstellung verschiedener Positionsintervalle nach einem erfindungsgemäßen Verfahren zum Verriegeln der Gargerätetür.
Die Figuren 1 und 2 zeigen eine Verriegelungsvorrichtung zum Verriegeln einer Gargerä- tetür 10, umfassend ein Verriegelungselement 12, einen Motor 14 zum Bewegen des Verriegelungselements 12 und einen Anschlag 16 (Figur 2) in der Gargerätetür 10, welcher die Bewegung des Verriegelungselements 12 in einer Verriegelungsposition 18 begrenzt.
Die Verriegelungsvorrichtung weist ein Motorsteuerungsmittel 20 auf, welches seinerseits ein Mittel 22 zum Erfassen einer Kenngröße Φ für einen von dem Verriegelungselement 12 zurückgelegten Bewegungsweg umfasst. Ein die Verriegelungsvorrichtung umfassendes Gargerät 24 ist im vorliegenden Ausführungsbeispiel als Haushaltsbackofen ausgestaltet und mit einer Pyrolysefunktion ausgestattet und das Mittel 22 kontrolliert und steuert die Verriegelungsvorrichtung, die während der Pyrolyse automatisch betätigt wird.
Das Motorsteuerungsmittel 20 umfasst einen internen Zeitgeber und kann daher zum selbsttätigen Anhalten des Motors 14 nach einem vorgegebenen Zeitintervall 26 genutzt werden.
Die Gargerätetür 10 ist um eine im Betriebszustand des Gargeräts 24 horizontal an einem unteren Rand einer Muffelöffnung des Gargeräts 24 verlaufende Schwenkachse schwenkbar.
Durch das Mittel 22 bzw. das Erfassen der Kenngröße Φ kann eine Betriebssicherheit des die Gargerätetür 10 umfassenden Gargeräts 24 erhöht werden, da die korrekte Verriegelung der Gargerätetür 10 während des Ablaufs von Programmen, beispielsweise eines Pyrolyseprogramms, die eine Verriegelung aus Sicherheitsgründen erforderlich machen, plausibilisiert werden kann.
Das Verriegelungselement 12 besteht im Wesentlichen aus einer bei geschlossener Gargerätetür 10 senkrecht zur Türebene derselben verlaufenden Welle 28 mit einem senkrecht von der Welle 28 abgeknickten Verriegelungshaken 30. Das Verriegelungselement 12 ist um eine mit der Längsachse der Welle 28 identische Rotationsachse drehbar an einem Körper des die Verriegelungsvorrichtung umfassenden Gargeräts 24 gelagert, so dass die von dem Mittel 22 gesteuerte und kontrollierte Bewegung des Verriegelungselements 12 eine Drehbewegung ist.
Die Gargerätetür 10 weist an ihrem im geschlossenen Zustand in der Betriebskonfigurati- on oberen Rand eine nach oben offene, muschelartige Ausnehmung auf, die ein korrespondierendes Verriegelungselement 32 bildet. Durch die Anordnung des Verriegelungshakens 30 im Bereich des korrespondierenden Verriegelungselements 32 ist das Verriegelungselement 12 zum Eingriff in das korrespondierende Verriegelungselement 32 der Gargerätetür 10 vorgesehen.
Der Motor 14 der Verriegelungsvorrichtung ist ein Synchronmotor, der unmittelbar mit der Welle 28 des Verriegelungselements 12 verbunden ist, so dass immer dann, wenn die Welle 28 frei von Widerständen drehbar ist, eine Dauer des Motorbetriebs bzw. eine Laufzeit des Motors 14 direkt proportional zu dem im betrachteten Zeitintervall 26 zurückge- legten Bewegungsweg bzw. Rotationsweg des Verriegelungselements 12 ist.
Im vorliegenden Ausführungsbeispiel setzt das Mittel 22 die Laufzeit des Motors 14 in Beziehung zu der Kenngröße Φ für einen von dem Verriegelungselement 12 zurückgelegten Bewegungsweg.
Die Welle 28 des Verriegelungselements 12 ist mit einem als Schaltwalze ausgebildeten Positionserfassungsmittel 34 zum automatischen Erfassen einer Position des Verriegelungselements 12 ausgestattet, in welcher mehrere, sich jeweils über einen Winkelbereich erstreckende Schaltnoppen bzw. Schaltbahnen die Positionserfassung und Plausibilisie- rung der Verriegelungsvorrichtung ermöglichen.
Die Funktion der einzelnen Schaltnoppen bzw. Schaltbahnen wird im Folgenden unter Bezugnahme auf die Figur 3 erörtert.
Eine erste Schaltbahn 36 erstreckt sich über einen Winkelbereich, in dem das Verriegelungselement 12 bzw. dessen Verriegelungshaken 30 einen Winkel zwischen 135° und 185° zu einer in Figur 1 vertikal nach oben weisenden Richtung hat. Durch diese Schaltbahn 36 das ist Positionserfassungsmittel 34 dazu ausgelegt, zu erkennen, ob sich das Verriegelungselement 12 in einem vorgegebenen Positionsintervall vor der Verriege- lungsstellung befindet. Die Verriegelungsstellung liegt bei 185°.
Ist einer dieser ersten Schaltbahn 36 zugeordneter Schalter aktiv und ist zudem nach einem weiter unten beschriebenen Verfahren sichergestellt, dass die Gargerätetür 10 vollständig geschlossen ist, so ist die Gargerätetür 10 sicher verriegelt, so dass das Mittel 22 auch zum Erfassen des Verriegelungszustands des Verriegelungselements 12 ausgelegt ist.
In die Erkennung des Verriegelungszustands fließt demnach der Wert der erfassten Kenngröße Φ ein. Das Mittel 22 nutzt den erkannten Verriegelungszustand als Kriterium für den Start eines Pyrolysevorgangs.
Hat das Mittel 22 erkannt, dass die Gargerätetür 10 und der Anschlag 16 nicht an ihrem Platz waren, fährt das Motorsteuerungsmittel 20 das Verriegelungselement 12 zurück bis in eine Ausgangsposition bei 90°.
In Figur 2 ist ferner ein maximales Positionsintervall 38 dargestellt, das dem maximalen Bewegungsspielraum des Verriegelungselements 12 ohne Tür entspricht. An dem in Figur 2 linken und rechten Ende ist das maximale Positionsintervall 38 bei 85° dadurch be-
grenzt, dass das Verriegelungselement 12 an einer Blende 46 des Gargeräts 24 anschlägt.
Analog dazu ist ein zweites Positionsintervall 40 dargestellt, das dem maximalen Bewe- gungsspielraum des Verriegelungselements 12 bei geschlossener Gargerätetür 10 entspricht. An dem in Figur 2 linken Ende ist das zweite Positionsintervall 40 bei 85 " dadurch begrenzt, dass das Verriegelungselement 12 an der Blende 46 des Gargeräts 24 anschlägt, während das zweite Positionsintervall 40 an seinem rechten Ende dadurch begrenzt ist, dass bei geschlossener Gargerätetür 10 der Verriegelungshaken 30 des Ver- riegelungselements 12 an dem Anschlag 16 anschlägt.
Ferner gibt ein drittes Positionsintervall 44 einen Bereich an, in dem die Gargerätetür 10 sicher offen ist bzw. aufgrund der endlichen Breite eines Spalts zwischen der Blende 46 und der Oberkante der Gargerätetür 10 ohne Probleme geöffnet werden kann.
Außerdem gibt ein viertes Positionsintervall 48 einen Winkelbereich an, in der die Gargerätetür 10 sicher verriegelt ist, ein fünftes Positionsintervall 50 ist einer für eine hier nicht näher zu erörternde Selbsthemmungs-Schaltbahn eingetragen.
Ein weiteres Positionsintervall erstreckt sich über 30° vor der Verriegelungsposition 18 und entspricht der ersten Schaltbahn 36 sowie einem weiteren Positionsintervall 52, welches einer Schaltbahn zur Aktivierung eines während der Pyrolyse zum Einsatz kommenden Stabprotektors zugeordnet ist.
Ferner sind ein erster Elektronikausgang 54 des Motors 14, in welchem ein Verriegelungsvorgang gestartet werden kann, ein zweiter Elektronikausgang 56 des Motors 14, in welchem ein Entriegelungsvorgang gestartet werden kann und ein dritter Elektronikausgang 58 des Motors 14 dargestellt, der einer weiter unten beschriebenen Zeitsteuerung zugeordnet ist.
In einem Verfahren zum Verriegeln der Gargerätetür 10 mittels des durch den Motor 14 angetriebenen, beweglichen Verriegelungselements 12, dessen Beweglichkeit in die Verriegelungsposition 18 durch den Anschlag 16 begrenzt ist, wird eine Kenngröße Φ für ei-
nen von dem Verriegelungselement 12 zurückgelegten Bewegungsweg erfasst und zum Überprüfen der Verriegelung der Gargerätetür 10 genutzt.
Das Verfahren beginnt mit dem Verriegelungsvorgang, wenn die Drehlage des Verriege- lungselements 12 innerhalb des dritten Positionsintervalls 44 liegt. Der Motor 14 beginnt zu laufen und dreht das Verriegelungselement 12.
Erreicht das Verriegelungselement 12 die erste Schaltbahn 36, so beginnt eine Zeitsteuerung, die den Motor 14 für ein Zeitintervall 26 von 2,33 Sekunden weiterlaufen lässt. Das Zeitintervall 26 ist größer als ein Zeitintervall 42 von 2 Sekunden, in welchem der Motor 14 das Verriegelungselement 12 aus der Position zu Beginn des Zeitintervalls 26 bzw. 42 in die Verriegelungsposition 18 bewegt.
Das Zeitintervall 42 entspricht der Zeit, die der Motor 14 bei gegebener Wechselstrom- frequenz einer Versorgungsspannung benötigt, um das Verriegelungselement 12 bzw. die entsprechende Schaltnoppe des Positionserfassungsmittels 34 über die Schaltbahn 36 zu bewegen, d. h. das Zeitintervall 42 von 2 Sekunden entspricht durch die konstante Geschwindigkeit des als Synchronmotor ausgebildeten Motors 14 der Länge der ersten Schaltbahn 36.
Die Länge des Zeitintervalls 26 von 2,33 Sekunden ist kleiner als das die doppelte Länge des Zeitintervalls 42 von 2 Sekunden, in welchem der Motor 14 das Verriegelungselement 12 aus einer Position zu Beginn des Zeitintervalls 26 in die Verriegelungsposition 18 bewegt.
Ist die Gargerätetür 10 geschlossen, so stößt der Verriegelungshaken 30 des Verriegelungselements 12 nach dem Zeitintervall 42 von 2 Sekunden am Anschlag 16 der Verriegelungsvorrichtung an. Durch den großen Widerstand wechselt der als Synchronmotor ausgebildete Motor 14 seine Richtung bis das Motorsteuerungsmittel 20 den Motor 14 nach dem Ende des Zeitintervalls 26 von 2,33 Sekunden automatisch ausschaltet. Das Positionserfassungsmittel 34 erkennt, dass sich das Verriegelungselement 12 immer noch in der ersten Schaltbahn 36 befindet.
Ist während des Verriegelungsvorgangs die Gargerätetür 10 aber geöffnet, dreht der Motor 14 wegen des fehlenden Anschlags 16 das Verriegelungselement 12 über die Verriegelungsposition 18 hinaus, bis das Zeitintervall 26 von 2,33 Sekunden beendet ist.
Da nun ein der ersten Schaltbahn 36 zugeordneter Schalter offen ist und da das Verriegelungselement 12 das der ersten Schaltbahn 36 zugeordnete Positionsintervall verlassen hat, erkennt das Mittel 22 am Zustand dieses Schalters nach dem Ablauf des Zeitintervalls 26 von 2,33 Sekunden, ob die Gargerätetür 10 bzw. der Anschlag 16 vorhanden war oder nicht. Durch den Zustand des Schalters wird implizit ein Winkel erfasst, um den sich das Verriegelungselement 12 während des Zeitintervalls 26 effektiv gedreht hat. Dieser Winkel bildet eine Kenngröße Φ für einen von dem Verriegelungselement 12 zurückgelegten Bewegungsweg.
Eine weitere Zeitsteuerung mit einem Zeitintervall 60 von 20 Sekunden beginnt zu laufen, wenn das Verriegelungselement 12 die erste Schaltbahn 36 verlassen hat. Sie soll verhindern, dass der Motor 14 bei einer gravierenden Störung des Gargeräts 24 unendlich weiter läuft.
Bezugszeichen
10 Gargerätetür Φ Kenngröße
12 Verriegelungselement
14 Motor
16 Anschlag
18 Verriegelungsposition
20 Motorsteuerungsmittel
22 Mittel
24 Gargerät
26 Zeitintervall
28 Welle
30 Verriegelungshaken
32 Verriegelungselement
34 Positionserfassungsmittel
36 Schaltbahn
38 Positionsintervall
40 Positionsintervall
42 Zeitintervall
44 Positionsintervall
46 Blende
48 Positionsintervall
50 Positionsintervall
52 Positionsintervall
54 Elektronikausgang
56 Elektronikausgang
58 Elektronikausgang
60 Zeitintervall