Anwendungsgebiet und Stand der Technik
[0001] Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung eines Backofens sowie einen zur
Durchführung dieses Verfahrens geeigneten Backofen.
[0002] Verschiedene Verfahren zur Steuerung von Backöfen sind bekannt. Eher einfach ausgebildete
Backofenmodelle weisen eine elektromechanische Temperaturregelung für eine Muffelheizung
in einer Backofenmuffel auf. Diese weist eine Temperatureinstellung, vorteilhaft über
ein mechanisches Bedienelement wie einen Drehschalter bzw. einen Drehsteller, einen
mechanischen Temperaturfühler und einen Schaltkontakt auf. Der mechanische Temperaturfühler
besteht häufig aus einem Rohrsystem, das mit einem temperaturabhängig ausdehnbaren
Öl gefüllt ist und einen etwas größeren, mit dem Rohrsystem verbundenen und mit Öl
gefüllten Körper in der Backofenmuffel als Temperaturfühler aufweist. Am anderen Ende
ist das Rohrsystem mit einer sogenannten Ausdehnungsdose verbunden, siehe beispielsweise
die
EP 962951 A2. Diese kann dadurch einen Schaltkontakt schalten, dass eine mittels der Temperatureinstellung
durch eine Bedienperson eingestellte Temperatur in der Backofenmuffel erreicht ist.
Dann taktet die Temperaturregelung sozusagen den Betrieb der Muffelheizung, um in
etwa die eingestellte Temperatur in der Backofenmuffel zu halten.
[0003] Aus der
DE 10 2007 056 714 A1 sind ein Verfahren zum Betrieb eines Backofens sowie ein entsprechender Backofen
bekannt, bei dem ein bestimmter Heizzyklus zum Sanftgaren mit verschiedenen Schritten
vorgesehen ist. Diese Schritte umfassen das Aktivieren eines Heizkörpers zum Aufheizen
des Garraums, um eine vorbestimmte Grenztemperatur zu erreichen. Dann wird eine Heizleistung
des Heizkörpers heruntergeschaltet, um den Garraum unter die vorbestimmte Grenztemperatur
abkühlen zu lassen. Anschließend erfolgt ein getaktetes Aktivieren des Heizkörpers
mit einer vorbestimmten Taktungseigenschaft für ein vorbestimmtes Taktungs-Zeitintervall,
um so den Garraum aufzuheizen, bis eine vorbestimmte Grenztemperatur erreicht ist.
Bei diesem Sanftgaren wird Gargut über eine längere Zeit im Garraum mit relativ niedrigen
Temperaturen, beispielsweise zwischen 75°C und 100°C, gegart. Hier wird nach Ablauf
einer bestimmten Zeit beim ersten erneuten Einschalten eine niedrigere Temperatur
angesteuert.
[0004] Aus der
DE 102 401 75 A1 ist ein weiteres Verfahren zum Betrieb eines Backofens bekannt, bei dem zuerst in
einem Regelintervall eine Garraumtemperatur auf einen bestimmten Sollwert geregelt
wird. Dann folgt ein Steuerintervall, in welchem dem Garraum des Backofens keine oder
nur eine bestimmte Wärmemenge zugeführt wird. Nach dem Ende des Steuerintervalls wird
dann die Garraumtemperatur in einer Nachregelung auf den vorgenannten Sollwert geregelt.
Damit sollen ein Überschwingen sowie ein unnötig hoher Energieverbrauch vermieden
werden.
[0005] Aus der
EP 2 251 607 A2 ist ein weiteres Verfahren zur Steuerung eines Backofens bekannt, wobei ein Energiesparmodus
vorgesehen ist. Dabei wird nach Erreichen einer hohen Temperatur eine Reduzier-Zeitdauer
gestartet, und während dieser wird die Heizeinrichtung in ihrer Leistung reduziert.
Somit kann Energie eingespart werden, da ja gerade gegen Ende eines Garvorgangs wie
beispielsweise des Backens eines Kuchens etwas weniger stark geheizt werden muss.
Hier geht es nämlich in der Regel nur noch darum, Wärme in den Kern des Garguts einzubringen,
während die äußeren Schichten und somit der größte Teil des Garguts bereits durchgegart
ist.
[0006] Aus der
WO 03/056242 A1 ist schließlich ein nochmals weiteres Verfahren zur Steuerung eines Backofens bekannt.
Dabei soll nach dem Aufheizen durch eine Art Heizpulse für eine Heizeinrichtung die
Betriebstemperatur aufrechterhalten werden.
Aufgabe und Lösung
[0007] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein eingangs genanntes Verfahren zur Steuerung
eines Backofens sowie einen zur Durchführung dieses Verfahrens geeigneten Backofen
zu schaffen, mit denen Probleme des Stands der Technik vermieden werden können und
es insbesondere möglich ist, auf einfache Art und Weise einen Backofen zu steuern
und vor allem einen Backofen in einem Energiespar-Modus steuern zu können, ohne die
Konstruktion bzw. den Aufbau des Backofens wesentlich ändern zu müssen.
[0008] Gelöst wird diese Aufgabe durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie
durch einen zur Durchführung dieses Verfahrens ausgebildeten Backofen mit den Merkmalen
des Anspruchs 14. Vorteilhafte sowie bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung sind
Gegenstand der weiteren Ansprüche und werden im Folgenden näher erläutert. Dabei werden
manche der Merkmale nur für das Verfahren oder nur für den Backofen genannt. Sie sollen
jedoch unabhängig davon sowohl für das Verfahren als auch für den Backofen selbständig
und unabhängig voneinander gelten können. Der Wortlaut der Ansprüche wird durch ausdrückliche
Bezugnahme zum Inhalt der Beschreibung gemacht.
[0009] Es ist vorgesehen, dass der mit dem erfindungsgemäßen Verfahren zu steuernde Backofen
eine Backofenmuffel, eine Muffelheizung und eine elektromechanische Temperaturregelung
für die Muffelheizung aufweist. Die elektromechanische Temperaturregelung weist eine
Temperatureinstellung, einen mechanischen Temperaturfühler und einen Schaltkontakt
auf. Eine solche elektromechanische Temperaturregelung ist vorteilhaft ausgebildet
wie im Stand der Technik beschrieben, beispielsweise in der vorgenannten
EP 962951 A2. Die elektromechanische Temperaturregelung ist dazu ausgebildet, in der Backofenmuffel
mittels Ansteuerung der Muffelheizung, vorzugsweise durch ein vorgenanntes Takten,
eine mechanisch an der Temperatureinstellung eingestellte Backofentemperatur einzustellen.
Bei einem solchen Takten wird die Muffelheizung entweder mit voller Leistung betrieben
oder aber ist ausgeschaltet.
[0010] Das Verfahren weist die folgenden Schritte auf. Zuerst wird ausgehend von einem kalten
Backofen der Schaltkontakt geschlossen und so die Muffelheizung eingeschaltet. Dies
beginnt also mit dem Heizbetrieb, und zwar wird die Backofenmuffel aufgeheizt für
die Dauer einer sogenannten Vorheizphase. Die Vorheizphase wird beendet, wenn der
mechanische Temperaturfühler das erste Mal anspricht und den Schaltkontakt öffnet.
Dies erfolgt, weil eine Temperatur am mechanischen Temperaturfühler eine zu der eingestellten
Backofentemperatur korrespondierende Schalttemperatur überschritten hat. Diese Schalttemperatur
kann mit der eingestellten Temperatur übereinstimmen, muss dies aber nicht. Dies ist
aber etwas, was beim Einstellen bzw. Justieren der elektromechanischen Temperaturregelung
bei Herstellung im Werk erfolgt und deswegen keine Auswirkung hat für die Erfindung.
Es geht jedenfalls um das erste Öffnen bzw. Schalten des Schaltkontakts durch den
Temperaturfühler.
[0011] Als nächstes folgt nach der Vorheizphase, vorteilhaft direkt danach, eine Temperaturhaltephase.
In dieser Temperaturhaltephase wird die Temperatur in der Backofenmuffel mittels Schalten
des Schaltkontakts durch die elektromechanische Temperaturregelung bzw. durch den
Temperaturfühler auf die eingestellte Backofentemperatur geregelt. Dies ist aber auch
von üblichen elektromechanischen Backöfen bekannt. Dabei ist eine Dauer der Temperaturhaltephase
entsprechend einer Anzahl von Schaltvorgängen des Schaltkontakts in einer Leistungs-Steuereinrichtung
des Backofens abgespeichert. In der Leistungs-Steuereinrichtung wird dabei keine Zeit
gemessen, um die Dauer der Temperaturhaltephase zu bestimmen. Vielmehr ist beispielsweise
eine Anzahl von zehn Schaltvorgängen des Schaltkontakts in der Leistungs-Steuereinrichtung
abgespeichert, so dass die Temperaturhaltephase also zehn Schaltvorgänge lang dauern
soll. Vorteilhaft wird dabei jeweils einmal Einschalten als ein Schaltvorgang gewertet.
Die Temperaturhaltephase ist vorteilhaft unterschiedlich von Null bzw. sie weist eine
Mindestdauer auf, besonders vorteilhaft von mindestens einmal Einschalten der Muffelheizung.
[0012] Ist vom Schaltkontakt die in der Leistungs-Steuereinrichtung abgespeicherte Anzahl
von Schaltvorgängen durchgeführt worden endet die Temperaturhaltephase. Dann beginnt
eine Leistungssteuerungsphase, vorteilhaft direkt danach, mit einem gleichbleibenden
Verhältnis von Einschaltdauer zu Taktperiode, welches im Folgenden auch Verhältnis
ED genannt wird. Eine Taktperiode besteht dabei aus einer Einschaltdauer und einer
anschließenden Ausschaltdauer. Wurde während der Temperaturhaltephase die Temperatur
auf die eingestellte Backofentemperatur geregelt, wird in der Leistungssteuerungsphase
nur noch die in den Backofen eingebrachte Leistung gesteuert. Das vorab bestimmte
und anschließend in der Leistungs-Steuereinrichtung hinterlegte Verhältnis ED wird
dazu genutzt, einen zusätzlich in die Ansteuerung der Muffelheizung geschalteten Zusatz-Schalter
so anzusteuern zum Einschalten und zum Ausschalten der Muffelheizung, dass nur der
Zusatz-Schalter die Muffelheizung schaltet und nicht mehr der vorgenannte Schaltkontakt
während der Temperaturhaltephase. Dieser Schaltkontakt ist immer geschlossen.
[0013] Dabei wird das Verhältnis ED so gewählt, dass eine sich im eingeschwungenen Zustand
des Backofens einstellende Temperatur während der Leistungssteuerungsphase unterhalb
der Soll-Temperatur liegt, so dass der Backofen bzw. die Backofenmuffel also eine
unter der eingestellten Backofentemperatur liegende Temperatur aufweist. Somit kann
Energie eingespart werden während der Leistungssteuerungsphase im Vergleich zur vorbeschriebenen
Temperaturhaltephase sowie im Vergleich zu einem Dauerbetrieb des Backofens mit der
Backofentemperatur. Bei der Erfindung geht es also im Kern im Wesentlichen darum,
mit einer einfachen elektromechanischen Temperaturregelung ohne genaues Erfassen der
tatsächlich im Backofen bzw. in der Backofenmuffel herrschenden Temperatur einen Betrieb
mit einer Temperatur zu bewirken, die etwas unterhalb der eingestellten Backofentemperatur
liegt. Es wird ausgehend von einem kalten Backofen die Dauer der Vorheizphase gemessen,
also bis zum ersten Schalten des Schaltkontakts, und wenn diese nur relativ kurz gedauert
hat, so liegt erwartungsgemäß eine geringere eingestellte Backofentemperatur vor.
Dauert die Vorheizphase länger, bis also der Backofen auf ungefähr die gewünschte
eingestellte Backofentemperatur aufgeheizt ist, so liegt die eingestellte Backofentemperatur
wohl höher. In der Leistungssteuerungsphase wird auch nicht mehr auf eine genaue eingestellte
Temperatur geregelt, sondern es wird eine genau definierte Leistung zugeführt, es
wird also sozusagen nur noch gesteuert bzw. Leistungsgesteuert.
[0014] In Ausgestaltung der Erfindung kann die sich im eingeschwungenen Zustand des Backofens
einstellende Temperatur während der Leistungssteuerungsphase, also die im Vergleich
zur Soll-Temperatur abgesenkte Temperatur, zwischen 10K und 40K unterhalb dieser Soll-Temperatur
liegen. Vorteilhaft können es zwischen 12K und 25K sein. Eine solche Temperaturabsenkung
bewirkt eine nur unmerkliche Veränderung des Garergebnisses, so dass ein in dem Backofen
durchgeführter Gar- oder Backvorgang im Wesentlichen so abläuft, wie von einer Bedienperson
gewünscht. Evtl. dauert der Gar- oder Backvorgang etwas länger. Gleichzeitig kann
dadurch aber eine erhebliche Menge an Energie eingespart werden.
[0015] In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung weist die elektromechanische Temperaturregelung
einen Thermostaten auf, der besonders vorteilhaft ein mit einem sich temperaturabhängig
ausdehnenden Öl versehener Thermostat ist. Derartige Thermostate sind aber aus dem
vorgenannten Stand der Technik bekannt.
[0016] Bei der Erfindung weist die Leistungs-Steuereinrichtung eine Zusatz-Leiterplatte
auf mit einem Microcontroller darauf für eine Steuerung der Leistungs-Steuereinrichtung
und für Timerfunktionen sowie mit dem Zusatz-Schalter. Diese Bauteile sind also auf
der Zusatz-Leiterplatte vorgesehen. Sie wird so angeschlossen, dass bevorzugt der
Zusatz-Schalter in Serie zum Schaltkontakt der elektromechanischen Temperaturregelung
angeschlossen ist, besonders bevorzugt davor. Somit kann ein Heizbetrieb der Muffelheizung
von einem der beiden Schalter allein unterbrochen werden. Des Weiteren kann bei geschlossenem
Schaltkontakt auch nur der Zusatz-Schalter, wie zuvor erläutert worden ist, die Muffelheizung
auf einfache Art und Weise einschalten und ausschalten. Diese Zusatz-Leiterplatte
ist ein Teil, das dann in einen erfindungsgemäßen Backofen eingebaut ist. Ein nachträglicher
Einbau in einen Backofen, beispielsweise wenn er schon bei einer Bedienperson in der
Küche eingebaut ist, ist unter Umständen zu aufwändig. Wie aber zuvor angesprochen
worden ist, kann eine an sich bestehende Konstruktion eines Backofens damit leicht
werksseitig ergänzt werden. Weist der Backofen einen Betriebsartenwahlschalter auf,
wie er eingangs genannt worden ist, der auch zum Starten des Verfahrens verwendet
werden kann, so kann eine Zusatz-Leiterplatte vorteilhaft an dem Betriebsartenwahlschalter
selbst befestigt werden, besonders vorteilhaft an dessen hinterem Ende. Somit braucht
sich am elektrischen Anschluss eigentlich nicht viel zu ändern, insbesondere muss
nicht an einer sonstigen Steuerung oder an sonstigen Schalteinrichtungen des Backofens
eine Veränderung vorgenommen werden. Des Weiteren muss auch nichts am Sicherheitskonzept
des Backofens oder an Zulassungen geändert werden, da die Abschaltfunktion des temperaturgesteuerten
Schaltkontakts ja nicht geändert wird. Der Zusatz-Schalter schaltet nur einfach früher
bzw. bei niedrigeren Temperaturen als der eingestellten Backofentemperatur, so dass
der eigentliche Schaltkontakt nicht zum Schalten kommt. Sollte der Zusatz-Schalter
aber versagen oder beispielsweise nicht mehr öffnen, so kann durch die Serienschaltung
der beiden Schalter ein Abschalten der Muffelheizung durch den Schaltkontakt auf alle
Fälle erfolgen. Des Weiteren wird in einem solchen Fehlerfall ein unsicherer Gerätezustand
durch mindestens einen im bekannten Backofen bereits standardmäßig vorhandenen Sicherheitstemperaturbegrenzer
vermieden.
[0017] In dem genannten Energiespar-Modus kann der Microcontroller den Backofen für eine
bestimmte Zeit in bzw. mit der Leistungssteuerungsphase betreiben. Vorteilhaft wird
der Backofen so lange in dem Energiespar-Modus bzw. in der Leistungssteuerungsphase
betrieben, bis er von der Bedienperson entweder ganz ausgeschaltet wird oder aber
bis der Energiespar-Modus beendet wird, vorteilhaft wieder durch einen Schaltvorgang
am genannten Betriebsartenwahlschalter. Es kann zwar anhand der Dauer der Vorheizphase
erkannt werden, ob die Backofenmuffel auf eine eher hohe oder eine eher niedrige Temperatur
aufgeheizt wird. Bei einer langen Vorheizphase kann auf eine eher hohe eingestellte
Temperatur und bei einer kurzen Vorheizphase auf eine eher niedrige eingestellte Temperatur
geschlossen werden. In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung kann also die Dauer
der Leistungssteuerungsphase in Abhängigkeit von der Dauer der Vorheizphase bemessen
werden. Dabei kann dann vorteilhaft angenommen werden, dass bei einem Aufheizen auf
eine relativ hohe Temperatur auch die Leistungssteuerungsphase relativ kurz dauern
soll und bei einem Aufheizen auf eine relativ niedrige Temperatur auch die Leistungssteuerungsphase
relativ lang dauern soll.
[0018] Zum Beenden des Energiespar-Modus kann entweder vorgesehen sein, dass die Bedienperson
diesen Energiespar-Modus abschaltet, beispielsweise am Betriebsartenwahlschalter oder
an einem Bedienelement der Temperatureinstellung, wodurch ggf. der ganze Backofen
ausgeschaltet werden könnte. Alternativ kann in der Steuerung einprogrammiert sein,
dass die Leistungssteuerungsphase bzw. der Energiespar-Modus nach einer vorprogrammierten
Zeit beendet wird. Diese Zeit ist dann in der Steuerung hinterlegt. Sie kann beispielsweise
von der eingestellten Backofentemperatur abhängen, welche ja ungefähr erkannt oder
abgeschätzt werden kann wie zuvor beschrieben. In einer nochmals weiteren Alternative
kann eine timergesteuerte Beendigung der Leistungssteuerungsphase vorgesehen sein,
so dass beispielsweise im Energiespar-Modus der Backofen immer nach zwei oder maximal
drei Stunden ausgeschaltet wird.
[0019] In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist der Zusatz-Schalter als Relais ausgebildet.
Dadurch kann er leicht von dem genannten Microcontroller samt einfacher Ansteuerung
angesteuert werden.
[0020] In Ausgestaltung der Erfindung kann der Microcontroller über einen eigenen Eingang
erkennen, ob und wann die Temperaturregelung die Muffelheizung über den Schaltkontakt
einschaltet und ausschaltet. So kann der Microcontroller eben nach einer vorbestimmten
Anzahl von Schaltvorgängen der Temperaturhaltephase die Leistungssteuerungsphase starten.
[0021] Bei einer erfindungsgemäßen Arbeitsmöglichkeit für das Verfahren ist vorgesehen,
dass die Anzahl der Schaltvorgänge während der Temperaturhaltephase abhängt von einer
Dauer der Vorheizphase, die ja vom Microcontroller erfasst werden kann. Bei langer
Dauer der Vorheizphase bis zum ersten Schalten des Schaltkontakts durch den Temperaturfühler
bzw. die Temperaturregelung ist die Anzahl der Schaltvorgänge in der Temperaturhaltephase
größer. Bei kurzer Dauer bis zum ersten Schalten des Schaltkontakts ist die Anzahl
der Schaltvorgänge in der Temperaturhaltephase kleiner, so dass die Leistungssteuerungsphase
auch früher beginnt. Üblicherweise kann die Anzahl der Schaltvorgänge in der Temperaturhaltephase
zwischen 1 und 10 liegen.
[0022] Vorteilhaft wird in der Leistungssteuerungsphase die Menge der an die Muffelheizung
gegebenen Energie durch den Zusatz-Schalter bestimmt, besonders vorteilhaft nur durch
den Zusatz-Schalter. Es schaltet also nur der Zusatz-Schalter und nicht der Schaltkontakt,
bzw. die elektromechanische Temperaturregelung kommt hier sozusagen gar nicht zum
Einsatz, da der Schaltkontakt einfach geschlossen bleibt.
[0023] Weitere Randbedingungen für einen Betrieb können vorsehen, dass bei einer Abfolge
von Schaltvorgängen während der Temperaturhaltephase mit tendentiell kürzeren bzw.
relativ kurzen Taktperioden und eher großem ED eine hohe thermische Last in der Backofenmuffel
angenommen wird. Dies bedeutet, dass sich voraussichtlich ein Gargut mit großer Masse
in der Muffel befindet bzw. ein Gargut, das eine relativ große Wärmekapazität aufweist
und daher der Backofen in der Temperaturhaltephase mehr Energie in die Muffel geben
muss. In ähnlicher Form kann eine Abfolge von Schaltvorgängen während der Temperaturhaltephase
mit tendentiell längeren bzw. relativ langen Taktperioden und tendentiell kleinerem
bzw. relativ kleinem ED eine geringe thermische Last in der Muffel angenommen wird.
Dies bedeutet, dass sich voraussichtlich ein Gargut mit kleiner Masse in der Muffel
befindet bzw. ein Gargut, das eine relativ kleine Wärmekapazität aufweist und daher
der Backofen in der Temperaturhaltephase weniger Energie in die Muffel geben muss.
Dies kann über die Anzahl und Dauer der Ein- und Ausschaltvorgänge des Schaltkontakts
pro Zeiteinheit vom vorgenannten Microcontroller erfasst werden und als mögliche Information
zur Bestimmung des Verhältnisses ED für die anschließende Leistungssteuerungsphase
verwendet werden.
[0024] Neben dem reinen Verhältnis ED wird vorteilhaft ein zeitlicher Abstand des Taktens
bzw. die Häufigkeit des Taktens des Zusatz-Schalters über den Microcontroller pro
Zeit in einer Größe gewählt, die nahe an dem Verhalten des Schaltkontakts während
der der Temperaturhaltephase liegt. So kann beispielsweise ein Taktintervall zwischen
zwei und fünf Minuten liegen, und die Aufteilung innerhalb dieses Intervalls zwischen
einer einzigen Einschaltdauer und einer einzigen Ausschaltdauer wird eben durch das
Verhältnis ED bestimmt.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
[0025] Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen schematisch dargestellt
und wird im Folgenden näher erläutert. In den Zeichnungen zeigen:
- Fig.1
- eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Backofens zur Durchführung des
erfindungsgemäßen Verfahrens,
- Fig. 2
- eine vergrößerte schematische Darstellung eines Betriebsartenwahlschalters mit einer
Zusatz-Leiterplatte samt Steuerung und Relais für den erfindungsgemäßen Energiespar-Modus,
- Fig. 3
- eine schematische Darstellung einer Temperatureinstellung mit elektromechanischer
Temperaturregelung gemäß dem Stand der Technik und
- Fig. 4
- ein Diagramm des Verlaufs von Temperatur und Leistung in einem Backofen bei Betrieb
mit dem erfindungsgemäßen Verfahren einerseits und bei Betrieb gemäß dem Stand der
Technik andererseits.
Detaillierte Beschreibung des Ausführungsbeispiels
[0026] In der Fig. 1 ist ein erfindungsgemäßer Backofen 1 dargestellt mit einer Backofenmuffel
2, in der unten eine Muffelheizung 3 angeordnet ist. Diese kann elektrisch sein, aber
auch im Prinzip beliebig funktionieren bzw. betrieben werden. Gesteuert wird der Backofen
über einen Betriebsartenwahlschalter 11 mit einem Drehknebel 14 an einer Vorderseite
des Backofens 1. Der Betriebsartenwahlschalter 11 ist mit einer Signalanzeige 19 verbunden,
beispielsweise um anzuzeigen, wenn der Backofen in Betrieb ist und vor allem wenn
er in einem erfindungsgemäßen Energiespar-Modus ist.
[0027] Neben dem Betriebsartenwahlschalter 11 ist eine Temperatureinstellung 21 mit Drehknebel
22 vorgesehen. Diese ist im Prinzip genau wie im Stand der Technik ausgebildet, durch
Drehen an dem Drehknebel 14 kann eine Temperatur mittels einer an der Vorderseite
angegebenen Temperaturskala eingestellt werden, welche dann vom dem Backofen 1 in
der Backofenmuffel 2 mittels Betrieb der Muffelheizung 3 erzeugt wird. Dabei wird
die Muffelheizung 3 vorteilhaft taktend betrieben, wenn sie elektrisch oder mit Gas
arbeitet, und zwar durch Schalten mit voller Leistung einerseits und Null-Leistung
andererseits. Derartige Geräte zur Temperatureinstellung sind dem Fachmann jedoch
bekannt.
[0028] In der zugehörigen Fig. 3 ist dargestellt, wie in einem Gehäuse 23 der Temperatureinstellung
21 ein Schaltkontakt 24 vorgesehen ist, dessen Schaltweg durch den Drehknebel 22 verstellt
werden kann. Auf den Schaltkontakt 24 wirkt auch eine Ausdehnungsdose 26 eines mechanischen
Temperaturfühlers in Form eines Fühlerrohrs 27, das mittels eines Kapillarröhrchens
28 mit der Ausdehnungsdose 26 verbunden ist. Darin befindet sich ein Öl, welches sich
in Abhängigkeit von der Temperatur ausdehnt, insbesondere in Abhängigkeit von der
Temperatur am Fühlerrohr 27, welches gemäß der Fig. 1 oben in der Backofenmuffel 2
angeordnet ist. Ausdehnungsdose 26, Fühlerrohr 27 und Kapillarrohr 28 bilden mit ihrer
Einwirkung auf den Schaltkontakt 24 also eine elektromechanische Temperaturregelung
für die Muffelheizung 3 bzw. für den Backofen 1. Zur genaueren Funktion wird auf die
eingangs genannte
EP 962951 A2 verwiesen, in der auch die Funktionsweise samt dem Zusammenwirken mit dem Drehknebel
22 erläutert wird.
[0029] In der Fig. 2 ist schematisch ein Aufbau des Betriebsartenwahlschalters 11 dargestellt,
der ein Gehäuse 12 aufweist. Im Prinzip ist ein solcher Betriebsartenwahlschalter
11 auch gemäß dem Stand der Technik aufgebaut. Durch Drehen an dem Drehknebel 14 können
unterschiedliche Betriebsarten für den Backofen 1 vorgegeben werden, und zwar elektromechanisch.
Das heißt, dass in verschiedenen Drehpositionen Betriebsarten wie Unterhitze, Oberhitze,
Unterhitze plus Oberhitze, Grill, Heißluft odgl. eingestellt werden können. Die zugehörige
Temperatur bzw. Grillstufe wird dann über die Temperatureinstellung 21 von einer Bedienperson
eingestellt. Bei der Erfindung ist an dem Betriebsartenwahlschalter 11 im Vergleich
zu einem konventionell ausgebildeten Betriebsartenwahlschalter eine weitere Drehposition
vorgesehen mit Schaltkontakten für ein erfindungsgemäßes Verfahren bzw. einen vorbeschriebenen
Energiespar-Modus. Dazu ist an der Rückseite des Betriebsartenwahlschalters 11 eine
Zusatz-Leiterplatte 15 vorgesehen bzw. befestigt, auf der eine Steuerung 16 in Form
eines Microcontrollers und ein Relais 17 als vorgenannter Zusatz-Schalter enthalten
sind. Die Zusatz-Leiterplatte 15 ist mittels Anschlusskabeln 18 mit dem Betriebsartenwahlschalter
11 verbunden. Des Weiteren ist natürlich der Betriebsartenwahlschalter 11 mit der
Temperatureinstellung 21 mittels nicht dargestellter Kabel verbunden sowie mit einem
Netzanschluss des Backofens. Die Verbindung von Betriebsartenwahlschalter 11 bzw.
Zusatz-Leiterplatte 15 und Temperatureinstellung 21 ist derart, dass die Steuerung
16 an einem Eingang überprüfen kann, ob der Schaltkontakt 24 geschlossen ist bzw.
wenn die Muffelheizung 3 eingeschaltet ist. Genauso erfasst die Steuerung 16, wenn
die Muffelheizung 3 vom Schaltkontakt 24 ausgeschaltet wird.
[0030] Das Relais 17 ist zusätzlich in die Ansteuerung der Muffelheizung 3 geschaltet derart,
dass eine Serienschaltung von Relais 17 und Schaltkontakt 24 vorliegen kann bzw. derart,
dass die Muffelheizung 3 von dem Relais 17 und dem Schaltkontakt 24 abgeschaltet werden
kann durch Öffnen eines der beiden. Zum Betrieb der Muffelheizung 3 müssen Relais
17 und Schaltkontakt 24 gemeinsam geschlossen sein.
[0031] Beim Betrieb des Backofens 11 gemäß Verfahren, wie sie in der Fig. 4 gezeigt sind,
hat eine Bedienperson am Betriebsartenwahlschalter 11 eine beliebige Betriebsart außer
dem Energiespar-Modus eingestellt, beispielsweise Betrieb mit Unterhitze mittels der
Muffelheizung 3 und mit einer Temperatur von 185°C durch Einstellen der Temperatureinstellung
21. Zum Zeitpunkt t = 0 sind Relais 17 sowie Schaltkontakt 24 geschlossen und die
Muffelheizung 3 beginnt das Heizen. Dann steigt die Temperatur an, bis zu einem Zeitpunkt
t
1 von etwa 8,2 Minuten eine eingestellte Temperatur von 185°C etwas überschritten worden
ist, nämlich etwa 205°C vorliegen. Diese Einschaltverzögerung kann aufgrund der bekannten
Trägheit der elektromechanischen Temperaturregelung vorliegen. Nach Ausschalten der
Muffelheizung 3 durch Öffnen des Schaltkontakts 24, auf den die Ausdehnungsdose 26
einwirkt, fällt die Temperatur ab auf etwa 180°C. Dann schaltet die Ausdehnungsdose
26 den Schaltkontakt 24 wieder ein, es liegt wieder volle Leistung an der Muffelheizung
3 an und die Temperatur steigt wieder. Dies erfolgt beim normalen Verfahren gemäß
dem Stand der Technik, wie mit der dicken Linie dargestellt ist, einige Male mit einer
Taktdauer von etwa 3,4 Minuten. Zum Zeitpunkt von etwa 40,5 Minuten wurde ein Gargut
aus dem Backofen 1 genommen. Durch Öffnen einer Tür der Backofenmuffel 2 fällt die
Temperatur deutlich ab, steigt dann aber wieder an aufgrund der weiteren Beheizung.
In diesem Fall ist angenommen, dass der Garvorgang bzw. das Beheizen auch nach Herausnehmen
des Gargutes noch nicht vom Anwender beendet wurde. Hier dauert eine Taktdauer dann
aber länger als zuvor, da nun ja keine thermische Last mehr in der Backofenmuffel
2 vorhanden ist, siehe die obigen Erläuterungen, die Taktdauer kann dann bei etwa
4,5 Minuten liegen. Da an der Temperatureinstellung 21 aber nichts geändert worden
ist, variiert die Temperatur weiterhin um die eingestellte Temperatur von 185°C.
[0032] Mit der dünnen Linie ist der Verlauf der Temperatur beim erfindungsgemäßen Verfahren
dargestellt, passend dazu sind die Schaltzustände der Muffelheizung 3 unten dargestellt
bezogen auf die Leistung P an der rechten senkrechten Achse. Hier ist also der Betriebsartenwahlschalter
11 auf einen Energiespar-Modus gestellt worden, bei dem auch die Muffelheizung 3 betrieben
wird, und Betrieb mit Unterhitze mittels der Muffelheizung 3 und mit einer Temperatur
von 185°C. Der Aufheizvorgang als Vorheizphase läuft genau gleich ab. Zum Zeitpunkt
t
1 = 8,2 Minuten wird zum ersten Mal die Muffelheizung 3 ausgeschaltet. Diese Zeit t
1 erfasst die Steuerung 16 und schließt daraus auf die Höhe der in etwa eingestellten
Temperatur der Temperatureinstellung 21. Schließlich liegt dieser Wert in der Steuerung
16 nicht vor bzw. er kann von dieser nicht erfasst werden, da es sich ja um eine elektromechanische
Temperatureinstellung 21 handelt ohne Temperaturfühler mit Ausgabe eines konkreten
Temperaturwertes. Des Weiteren ist in der Steuerung 16 beispielhaft einprogrammiert,
dass der Schaltkontakt 24 nach dem Zeitpunkt t
1 genau einmal wieder einschalten soll und dann genau einmal ausschalten soll. Wenn
dann das nächste Mal wieder ein Einschalten nötig wäre beim Zeitpunkt t
2 = 13,3 Minuten, weil die Temperatur die eigentliche Ansprech-Temperatur der elektromechanischen
Temperaturregelung am Fühlerrohr 27 unterschritten hat, so schaltet der Schaltkontakt
24 zwar ein bzw. schließt. Die Steuerung 16 hat allerdings das Relais 17 als Zusatz-Schalter
geöffnet, beispielsweise auch bereits gleichzeitig mit Öffnen des Schaltkontakts 24
oder durch dieses Öffnen veranlasst, so dass die Temperatur zunächst weiter absinkt,
also nicht beheizt wird. Während also die Vorheizphase bis zur Zeit t
1 gedauert hat und die Temperaturhaltephase von t
1 bis t
2, hier also nur etwa 5 Minuten, beginnt danach, also ab t
2, die vorbeschriebene erfindungsgemäße Leistungssteuerungsphase. In dieser Leistungssteuerungsphase
wird die Muffelheizung 3 durch taktenden Betrieb vom Relais 17 angesteuert. Der Schaltkontakt
24 ist dabei stets aufgrund der niedrigeren Temperatur geschlossen.
[0033] Der taktenden Betrieb erfolgt gesteuert mit einem gleichbleibenden Verhältnis von
Einschaltdauer zu Ausschaltdauer als Verhältnis ED, wie zuvor erläutert, und nicht
mehr temperaturgeregelt wie im Standardverfahren. Vor allem erfolgt er leistungsgesteuert.
Hier ist erkennbar, wie dieses Takten mit dem Verhältnis ED relativ schnell erfolgt
und jedenfalls erheblich häufiger als beim Standardverfahren, beispielsweise mit einer
Periodendauer von etwa 1 Minute. Dabei ist die Ausschaltdauer etwa dreimal so lang
wie die Einschaltdauer, so dass das Verhältnis ED etwa 25% beträgt. Dieses Verhältnis
ED könnte auch mit längeren Einschaltdauern und längeren Ausschaltdauern erreicht
und gehalten werden. Diese Auswahl kann von verschiedenen Aspekten abhängen und bestimmt
werden bzw. in die Steuerung 16 und den entsprechenden Microcontroller einprogrammiert
werden. Auch Netzrückwirkungen können hier zu beachten sein, so dass eventuell eine
Mindest-Taktdauer zu beachten ist. Der Vorteil des hier dargestellten häufigen Taktens
liegt darin, dass die im eingeschwungenen Zustand des Backofens erreichte Temperatur
von etwa 148°C während der Leistungssteuerungsphase mit nur wenigen Kelvin Abweichung
nach unten und nach oben gehalten wird. Stärkere Temperaturabweichungen nach unten,
welche dann eventuell eine unerwünschte Auswirkung auf das Garergebnis haben könnten,
abhängig vom gestrichelt dargestellten Gargut G in der Backofenmuffel 2, können so
verhindert werden. Da des Weiteren der Energiespar-Modus nicht so häufig verwendet
wird wie ansonsten der Schaltkontakt 24 zur Temperaturregelung takten muss, kann das
Relais 17 relativ häufig schalten, ohne auf die Lebensdauer des Backofens 1 gesehen
übermäßig belastet zu werden. Schematisch dargestellt ist zum Teil ein Verlauf der
Taktung der Leistung an der Muffelheizung 3. Für das Standardverfahren der Temperaturregelung
während der ganzen Gardauer ist der Verlauf der Leistung bzw. das Takten der Muffelheizung
nicht dargestellt, aber es ist auch leicht vorstellbar.
[0034] Zum Zeitpunkt von etwa 47 Minuten ist hier das Gargut aus der Backofenmuffel 2 entnommen
worden. Entweder schaltet die Bedienperson dann am Betriebsartenwahlschalter 11 diesen
Energiespar-Modus ab oder am Drehknebel 22 der Temperatureinstellung 21 den ganzen
Backofen aus. Alternativ kann in der Steuerung 16 einprogrammiert sein, dass die Leistungssteuerungsphase
nach einer vorprogrammierten Zeit beendet wird. Diese Zeit muss in der Steuerung hinterlegt
sein. Sie kann beispielsweise von der eingestellten Backofentemperatur bzw. von der
Dauer der Vorheizphase, anhand der die eingestellte Backofentemperatur abgeschätzt
werden kann, abhängen. In einer nochmals weiteren Alternative kann eine timergesteuerte
Beendigung der Leistungssteuerungsphase vorgesehen sein, so dass beispielsweise im
Energiespar-Modus der Backofen immer nach zwei oder drei Stunden ausgeschaltet wird.
[0035] Auch wenn beim erfindungsgemäßen Verfahren nur 1,5 Taktperioden mit der elektromechanischen
Temperaturregelung durchgeführt worden sind, bevor der Energiespar-Modus eingesetzt
hat und die Leistungszufuhr sowie die Temperatur abgesenkt hat, reichen diese aber
aus, damit die Steuerung 16 nicht nur anhand der Dauer der Vorheizphase bis zum Zeitpunkt
t1 in etwa die an der Temperatureinstellung 21 eingestellte Soll-Temperatur bzw. Backofentemperatur
abgeschätzt hat. Gleichzeitig konnte noch erfasst werden, dass die thermische Last
in der Backofenmuffel 2 bzw. das zu garende Gargut G eine gewisse Auswirkung auf die
Periodendauer des Taktens mit der Temperaturregelung hat. Hier ist die thermische
Last als eher hoch angenommen worden, weswegen das Takten in der Temperaturhaltephase
relativ häufig erfolgt mit kurzer Einschaltdauer des Taktens. Die Werte für Einschalten,
Ausschalten sowie das Verhältnis ED in der Leistungssteuerungsphase sind nicht korreliert
mit der thermischen Last im Backofen, sie sind von der Steuerung 16 vorgegeben. Diese
Korrelation gilt nur während der Temperaturhaltephase.
1. Verfahren zur Steuerung eines Backofens (1) mit
- einer Backofenmuffel (2),
- einer Muffelheizung (3),
- einer elektromechanischen Temperaturregelung (26, 27, 28) für die Muffelheizung
(3) mit einer Temperatureinstellung (21), mit einem mechanischen Temperaturfühler
(27), mit einem Schaltkontakt (24), mit einer Leistungs-Steuereinrichtung und mit
einem Zusatz-Schalter (17),
wobei die elektromechanische Temperaturregelung dazu ausgebildet ist, in der Backofenmuffel
(2) mittels Ansteuerung der Muffelheizung (3) eine mechanisch an der Temperatureinstellung
eingestellte Backofentemperatur durch Takten der Muffelheizung (3) einzustellen, wobei
das Verfahren die Schritte aufweist:
- ausgehend von einem kalten Backofen (1) ist der Schaltkontakt (24) geschlossen und
nach Einschalten der Muffelheizung (3) beginnt diese mit dem Heizbetrieb für die Dauer
einer Vorheizphase,
- die Vorheizphase wird beendet, wenn der mechanische Temperaturfühler (27) das erste
Mal anspricht und den Schaltkontakt (24) öffnet, weil eine Temperatur am mechanischen
Temperaturfühler eine zu der eingestellten Backofentemperatur korrespondierende Schalttemperatur
überschritten hat,
- in einer darauffolgenden Temperaturhaltephase wird die Temperatur in der Backofenmuffel
(2) mittels Schalten des Schaltkontakts (24) durch die Temperaturregelung auf die
eingestellte Backofentemperatur geregelt,
- eine Dauer der Temperaturhaltephase ist als Anzahl von Schaltvorgängen des Schaltkontakts
(24) in der Leistungs-Steuereinrichtung abgespeichert,
- nach Durchführen der abgespeicherten Anzahl von Schaltvorgängen beginnt eine Leistungssteuerungsphase
mit einem gleichbleibenden Verhältnis von Einschaltdauer zu Taktperiode (ED),
- mit diesem vorgegebenen Verhältnis ED wird der zusätzlich in die Ansteuerung der
Muffelheizung (3) geschalteter Zusatz-Schalter (17) angesteuert zum Einschalten und
zum Ausschalten der Muffelheizung (3),
- wobei das Verhältnis ED so gewählt wird, dass eine sich im eingeschwungenen Zustand
des Backofens (1) einstellende Temperatur während der Leistungssteuerungsphase unterhalb
der Soll-Temperatur liegt, so dass der Schaltkontakt (24) der elektromechanischen
Temperaturregelung (26, 27, 28) während der Dauer der Leistungssteuerungsphase geschlossen
bleibt, sodass nur der Zusatz-Schalter (17) die Muffelheizung (3) schaltet und nicht
mehr der Schaltkontakt (24),
dadurch gekennzeichnet, dass die Anzahl der Schaltvorgänge abhängt von einer Dauer der Vorheizphase, die erfasst
wird, wobei bei langer Dauer bis zum ersten Schalten des Schaltkontakts (24) der elektromechanischen
Temperaturregelung die Anzahl der Schaltvorgänge in der Temperaturhaltephase größer
ist und bei kurzer Dauer bis zum ersten Schalten des Schaltkontakts (24) der elektromechanischen
Temperaturregelung die Anzahl der Schaltvorgänge in der Temperaturhaltephase kleiner
ist.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch kennzeichnet, dass die sich im eingeschwungenen Zustand des Backofens (1) einstellende Temperatur während
der Leistungssteuerungsphase zwischen 10K und 40K unterhalb der Soll-Temperatur liegt,
vorzugsweise zwischen 12K und 25K.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die elektromechanische Temperaturregelung (26, 27, 28) einen Thermostat aufweist,
vorzugsweise einen Thermostat mit einem sich temperaturabhängig ausdehnenden Öl.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Leistungs-Steuereinrichtung eine Zusatz-Leiterplatte (15) aufweist mit einem
Microcontroller (16) darauf für eine Steuerung der Leistungs-Steuereinrichtung und
für Timerfunktionen sowie mit dem Zusatz-Schalter (17), wobei vorzugsweise der Zusatz-Schalter
(17) in Serie zum Schaltkontakt (24) der elektromechanischen Temperaturregelung angeschlossen
ist.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Backofen (1) in einem Energiespar-Modus mittels des Microcontrollers (16) für
eine bestimmte Zeit in der Leistungssteuerungsphase betrieben wird, wobei vorzugsweise
eine Zeitdauer der Leistungssteuerungsphase ermittelt wird aus einer Dauer der Vorheizphase.
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Zusatz-Schalter als Relais (17) ausgebildet ist.
7. Verfahren nach einem der vorgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Backofen (1) einen Betriebsartenwahlschalter (11) aufweist und an dem Betriebsartenwahlschalter
ein Energiespar-Modus zum Starten des Verfahrens eingestellt wird, wobei anschließend
an der Temperatureinstellung (21) eine gewünschte Temperatur für den Backofen eingestellt
wird, wobei vorzugsweise dann der zusätzlich in die Ansteuerung der Muffelheizung
(3) geschaltete Zusatz-Schalter (17) geschlossen ist und der Backofen während der
Vorheizphase beginnt aufzuheizen.
8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Microcontroller (16) nach Anspruch 4 oder 5 über einen Eingang erkennt, ob und
wann die Temperaturregelung die Muffelheizung (3) über den Schaltkontakt (24) einschaltet
und ausschaltet und nach einer vorbestimmten Anzahl von Schaltvorgängen die Leistungssteuerungsphase
startet.
9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in der Leistungssteuerungsphase die Menge der an die Muffelheizung (3) gegebenen
Energie durch den Zusatz-Schalter (17) bestimmt wird und nicht durch die elektromechanische
Temperaturregelung, wobei der Schaltkontakt (24) der elektromechanischen Temperaturregelung
geschlossen ist.
10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei kurzer Dauer bis zum ersten Schalten des Schaltkontakts (24) der elektromechanischen
Temperaturregelung eine Soll-Temperatur von dem Microcontroller (16) als niedrig angenommen
wird.
11. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei langer Dauer bis zum ersten Schalten des Schaltkontakts (24) der elektromechanischen
Temperaturregelung eine Soll-Temperatur von dem Microcontroller (16) als hoch angenommen
wird.
12. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Abfolge von Schaltvorgängen während der Temperaturhaltephase mit tendentiell
kurzer Taktperiode und tendentiell langer Einschaltdauer ED als hohe thermische Last
in der Backofenmuffel (2) gewertet wird.
13. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Abfolge von Schaltvorgängen während der Temperaturhaltephase mit tendentiell
langer Taktperiode und tendentiell kurzer Einschaltdauer ED als geringe thermische
Last in der Backofenmuffel (2) gewertet wird.
14. Backofen (1) mit:
- einer Backofenmuffel (2),
- einer Muffelheizung (3),
- einer elektromechanischen Temperaturregelung (26, 27, 28) für die Muffelheizung
(3) mit einer Temperatureinstellung (21), mit einem mechanischen Temperaturfühler
(27) mit einem Schaltkontakt (24), mit einer Leistungs-Steuereinrichtung und mit einem
Zusatz-Schalter (17),
wobei die elektromechanische Temperaturregelung dazu ausgebildet ist, ein Verfahren
nach einem der vorhergehenden Ansprüche durchzuführen und in der Backofenmuffel (2)
mittels Ansteuerung der Muffelheizung (3) eine mechanisch an der Temperatureinstellung
eingestellte Backofentemperatur durch Takten der Muffelheizung (3) einzustellen, wobei
der Backofen (1) zusätzlich
einen Betriebsartenwahlschalter (11) aufweist, wobei der Betriebsartenwahlschalter
eine Zusatz-Leiterplatte (15) aufweist mit einem Microcontroller (16) darauf für eine
Steuerung der Leistungs-Steuereinrichtung und für Timerfunktionen sowie mit dem Zusatz-Schalter
(17), wobei die Zusatz-Leiterplatte (15) an dem Betriebsartenwahlschalter (11) befestigt
ist.
1. Method for controlling an oven (1), comprising
- an oven muffle (2),
- a muffle heating (3),
- an electromechanical temperature regulation (26, 27, 28) for the muffle heating
(3) with a temperature setting (21), with a mechanical temperature sensor (27), with
a switching contact (24), with a power control device and with an additional switch
(17),
wherein the electromechanical temperature regulation is configured to set an oven
temperature which was set mechanically on the temperature setting, in the oven muffle
(2), by means of controlling the muffle heating (3) by timing the muffle heating (3),
the method comprising the steps:
- initiating from a cold oven (1), the switching contact (24) is closed and, after
turning on the muffle heating (3), the latter starts the heating operation for the
duration of a preheating phase,
- the preheating phase is terminated when the mechanical temperature sensor (27) responds
for the first time and opens the switching contact (24), since a temperature at the
mechanical temperature sensor has exceeded a switching temperature corresponding to
the set oven temperature,
- in a subsequent temperature holding phase, the temperature in the oven muffle (2)
is controlled to the set oven temperature by means of switching the switching contact
(24) by the temperature regulation,
- a duration of the temperature holding phase is stored in the power control device
in the form of the number of switching operations of the switching contact (24),
- after performing the stored number of switching operations, a power control phase
starts with a constant ratio of on-time to clock period (ED),
- with said predetermined ratio ED, the additional switch (17) connected additionally
in the control of the muffle heating (3) is controlled for turning on and for turning
off the muffle heating (3),
- wherein the ratio ED is selected such that a temperature arising in the steady-state
condition of the oven (1) during the power control phase is below the desired temperature
so that the switching contact (24) of the electromechanical temperature regulation
(26, 27, 28) remains closed during the time of the power control phase so that only
the additional switch (17) is switching the muffle heating (3) and no longer the switching
contact (24),
characterized in that the number of switching operations is a function of a duration of the preheating
phase which is detected, wherein with a long duration up to the first switching of
the switching contact (24) of the electromechanical temperature regulation the number
of switching operations in the temperature holding phase is greater and with a short
duration up to the first switching of the switching contact (24) of the electromechanical
temperature regulation the number of switching operations in the temperature holding
phase is smaller.
2. Method according to claim 1, characterized in that the temperature arising in the steady-state condition of the oven (1) during the
power control phase is between 10K and 40K below the desired temperature, preferably
between 12K and 25K.
3. Method according to claim 1 or 2, characterized in that the electromechanical temperature regulation (26, 27, 28) includes a thermostat,
preferably a thermostat with an oil expanding as a function of temperature.
4. Method according to any one of the preceding claims, characterized in that the power control device includes an additional circuit board (15) with a microcontroller
(16) thereon for controlling the power control device and for timer functions and
with the additional switch (17), wherein preferably the additional switch (17) is
connected in series to the switching contact (24) of the electromechanical temperature
regulation.
5. Method according to claim 4, characterized in that the oven (1) is operated in an energy-saving mode by means of the microcontroller
(16) for a predetermined time in the power control phase, wherein preferably a time
period of the power control phase is obtained from a duration of the preheating phase.
6. Method according to any one of the preceding claims, characterized in that the additional switch is a relay (17).
7. Method according to any one of the preceding claims, characterized in that the oven (1) includes an operation mode selector switch (11) and on the operation
mode selector switch an energy-saving mode is set for starting the method, wherein
subsequently a desired temperature for the oven is set on the temperature setting
(21), wherein preferably the additional switch (17) that is additionally connected
in the control of the muffle heating (3) is then closed and the oven starts heating
up during the preheating phase.
8. Method according to claim 7, characterized in that the microcontroller (16) according to claim 4 or 5 detects, via an input, if and
when the temperature regulation switches the muffle heating (3) on or off using the
switching contact (24) and starts the power control phase after a predetermined number
of switching operations.
9. Method according to any one of the preceding claims, characterized in that during the power control phase the amount of energy supplied to the muffle heating
(3) is determined by the additional switch (17) and not by the electromechanical temperature
regulation, wherein the switching contact (24) of the electromechanical temperature
regulation is closed.
10. Method according to any one of the preceding claims, characterized in that, with a short duration up to the first switching of the switching contact (24) of
the electromechanical temperature regulation, the microcontroller (16) assumes a desired
temperature is to be low.
11. Method according to any one of the preceding claims, characterized in that, with a long duration up to the first switching of the switching contact (24) of
the electromechanical temperature regulation, the microcontroller (16) assumes a desired
temperature is to be high.
12. Method according to any one of the preceding claims, characterized in that a succession of switching operations during the temperature holding phase tending
to have a short clock period and tending to have a long on-time ED is evaluated as
a high thermal load in the oven muffle (2).
13. Method according to any one of the preceding claims, characterized in that a succession of switching operations during the temperature holding phase tending
to have a long clock period and tending to have a short on-time ED is evaluated as
a low thermal load in the oven muffle (2).
14. Oven (1), comprising:
- an oven muffle (2),
- a muffle heating (3),
- an electromechanical temperature regulation (26, 27, 28) for the muffle heating
(3) with a temperature setting (21), with a mechanical temperature sensor (27), with
a switching contact (24), with a power control device and with an additional switch
(17),
wherein the electromechanical temperature regulation is configured to carry out a
method according to any one of the preceding claims and to set an oven temperature
which was set mechanically on the temperature setting, in the oven muffle (2), by
means of controlling the muffle heating (3) by timing the muffle heating (3), wherein
the oven (1) additionally includes an operating mode selector switch (11),
wherein the operating mode selector switch has an additional circuit board (15) with
a microcontroller (16) thereon for controlling the power control device and for timer
functions and with the additional switch (17), wherein the additional circuit board
(15) is fastened to the operating mode selector switch (11).
1. Procédé de commande d'un four de cuisson (1), comprenant
- un moufle de four (2),
- un chauffage de moufle (3),
- une régulation de température électromécanique (26, 27, 28) pour le chauffage de
moufle (3) avec un réglage de température (21), avec un capteur de température mécanique
(27), avec un contact commutateur (24), avec un dispositif de commande de puissance
et avec un commutateur supplémentaire (17),
dans lequel la régulation de température électromécanique est configurée pour ajuster
dans le moufle de four (2), par le biais de commander le chauffage de moufle (3),
une température de four ajustée mécaniquement sur le réglage de température par cadencer
le chauffage de moufle (3),
dans lequel le procédé comprend les étapes :
- à partir d'un four (1) froid le contact commutateur (24) est fermé et, après allumer
le chauffage de moufle (3), ledit chauffage commence l'opération de chauffage pendant
la durée d'une phase de préchauffage,
- la phase de préchauffage se termine, lorsque le capteur de température mécanique
(27) répond pour la première fois et ouvre le contact commutateur (24), parce qu'une
température au capteur de température mécanique a dépassé une température de commutation
correspondant à la température de four ajustée,
- dans une phase de maintien de température suivante la température dans le moufle
de four (2) est réglée à la température de four ajustée par commuter le contact commutateur
(24) par le biais de la régulation de température,
- une durée de la phase de maintien de température est enregistrée dans le dispositif
de commande de puissance sous forme de nombre d'opérations de commutation du contact
commutateur (24),
- après avoir effectué le nombre enregistré d'opérations de commutation, une phase
de commande de puissance commence avec un rapport constant de facteur de marche à
période de temps (ED),
- avec ce rapport ED prédéfini le commutateur supplémentaire (17) raccordé en outre
dans la commande du chauffage de moufle (3) est commandé pour allumer ou pour éteindre
le chauffage de moufle (3),
- dans lequel le rapport ED est sélectionné de sorte qu'une température se produisant
dans le régime permanent du four (1) pendant la phase de commande de puissance se
trouve inférieure à la température de consigne, de sorte que le contact commutateur
(24) de la régulation de température électromécanique (26, 27, 28) reste fermé pendant
la durée de la phase de commande de puissance, de manière à ce que seulement le commutateur
supplémentaire (17) commute le chauffage de moufle (3) et non plus le contact commutateur
(24),
caractérisé en ce que le nombre d'opérations de commutation dépend d'une durée de la phase de préchauffage,
qui est détectée, dans lequel en cas de durée longue jusqu'à la première commutation
du contact commutateur (24) de la régulation de température électromécanique le nombre
d'opérations de commutation dans la phase de maintien de température est supérieure
et en cas de durée courte jusqu'à la première commutation du contact commutateur (24)
de la régulation de température électromécanique le nombre d'opérations de commutation
dans la phase de maintien de température est inférieure.
2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la température se produisant dans le régime permanent du four (1) pendant la phase
de commande de puissance est comprise entre 10 K et 40 K inférieure à la température
de consigne, de préférence entre 12 K et 25 K.
3. Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que la régulation de température électromécanique (26, 27, 28) comporte un thermostat,
de préférence un thermostat avec une huile à l'expansion thermique.
4. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le dispositif de commande de puissance comporte une plaque de circuit supplémentaire
(15) avec un microcontrôleur (16) là-dessus pour une commande du dispositif de commande
de puissance et pour des fonctions de minuterie ainsi qu'avec le commutateur supplémentaire
(17), dans lequel de préférence le commutateur supplémentaire (17) est raccordé en
série au contact commutateur (24) de la régulation de température électromécanique.
5. Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce que le four (1) dans un mode économie d'énergie est actionné par le biais du microcontrôleur
(16) pour une période de temps prédéterminée dans la phase de commande de puissance,
dans lequel de préférence une durée de temps de la phase de commande de puissance
est obtenu d'une durée de la phase de préchauffage.
6. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le commutateur supplémentaire est configuré sous forme de relais (17).
7. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le four (1) comporte un commutateur de sélection de mode opérationnel (11) et un
mode économie d'énergie pour commencer le procédé est ajusté sur le commutateur de
sélection de mode opérationnel, dans lequel ensuite une température souhaitée pour
le four est ajustée sur le réglage de température (21), dans lequel de préférence
alors le commutateur supplémentaire (17) raccordé en outre dans la commande du chauffage
de moufle (3) est fermé et le four commence à échauffer pendant la phase de préchauffage.
8. Procédé selon la revendication 7, caractérisé en ce que le microcontrôleur (16) selon la revendication 4 ou 5 détecte, par une entrée, si
et quand la régulation de température allume et éteint le chauffage de moufle (3)
par le contact commutateur (24) et démarre la phase de commande de puissance après
un nombre d'opérations de commutation prédéfini.
9. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que dans la phase de commande de puissance la quantité d'énergie fournie au chauffage
de moufle (3) est déterminé par le commutateur supplémentaire (17) et pas par la régulation
de température électromécanique, le contact commutateur (24) de la régulation de température
électromécanique étant fermé.
10. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'en cas de durée courte jusqu'à la première commutation du contact commutateur (24)
de la régulation de température électromécanique une température de consigne est supposée
d'être basse par le microcontrôleur (16).
11. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'en cas de durée longue jusqu'à la première commutation du contact commutateur (24)
de la régulation de température électromécanique une température de consigne est supposée
d'être haute par le microcontrôleur (16).
12. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'une succession d'opérations de commutation pendant la phase de maintien de température
à période d'horloge tendanciellement courte et facteur de marche ED tendanciellement
longue est évaluée en tant que charge thermique élevée dans le moufle de four (2).
13. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'une succession d'opérations de commutation pendant la phase de maintien de température
à période d'horloge tendanciellement longue et facteur de marche ED tendanciellement
courte est évaluée en tant que charge thermique faible dans le moufle de four (2).
14. Four (1), comprenant :
- un moufle de four (2),
- un chauffage de moufle (3),
- une régulation de température électromécanique (26, 27, 28) pour le chauffage de
moufle (3) avec un réglage de température (21), avec un capteur de température mécanique
(27), avec un contact commutateur (24), avec un dispositif de commande de puissance
et avec un commutateur supplémentaire (17),
dans lequel la régulation de température électromécanique est configurée pour effectuer
un procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes et pour ajuster dans
le moufle de four (2), par le biais de commander le chauffage de moufle (3), une température
de four ajustée mécaniquement sur le réglage de température par cadencer le chauffage
de moufle (3), dans lequel le four (1) comporte en outre un commutateur de sélection
de mode opérationnel (11),
dans lequel le commutateur de sélection de mode opérationnel comporte une plaque de
circuit supplémentaire (15) avec un microcontrôleur (16) là-dessus pour une commande
du dispositif de commande de puissance et pour des fonctions de minuterie ainsi qu'avec
le commutateur supplémentaire (17), dans lequel la plaque de circuit supplémentaire
(15) est fixée sur le commutateur de sélection de mode opérationnel (11).