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Die vorliegende Erfindung betrifft ein System zum Zubereiten eines Garguts mit einer Gareinrichtung, mit einem Gargutträger zur Aufnahme des Garguts, wobei die Gareinrichtung ein Gehäuse, einen Garraum, ein Heizelement und Positionierungsmittel für den Gargutträger aufweist, und mit einer Steuereinheit. Des Weiteren betrifft die Erfindung eine Gareinrichtung und ein Verfahren zum Zubereiten eines Garguts.
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Als Beispiel einer gattungsgemäßen Gareinrichtung kann zum Beispiel ein handelsüblicher Backofen genannt werden, der in der Regel über mehrere Einschübe oder Einschubleisten verfügt, um ein Backblech oder Rost manuell auf verschiedenen Höhen innerhalb des Garraums zu positionieren. Hierfür sind üblicherweise seitlich mehrere Führungsschienen angebracht, in die ein Backblech eingesetzt werden kann. Diese Schienen können horizontal beweglich sein, um ein vereinfachtes Einschieben und Entnehmen eines Garguts zu ermöglichen. Zum gleichen Zweck können ebenso längliche Vertiefungen in den Wänden des Garraums vorgesehen sein.
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Zudem ist bekannt, durch Heranfahren des Backblechs an den Boden des Geräts, an dem eine Heizspirale angebracht ist, die Oberfläche des Garguts knuspriger werden zu lassen. Hierfür wird üblicherweise die Backblechhöhe während des Garvorgangs manuell angepasst. Eine solche manuelle Anpassung erfolgt in der Regel durch vollständige Entnahme und anschließendes erneutes Einbringen des Backbleches in den Garraum. Dies impliziert einen Kontakt mit dem aufgeheizten Garraum und eine zeitliche Abstimmung mit dem Zubereitungsvorgang. Es besteht bei jeder solchen manuellen Höhenveränderung des Garguts die Gefahr des Verbrennens an Teilen des Backofeninnenraumes und gegebenenfalls die Gefahr, ein flüssiges Gargut zu verschütten.
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Hierzu ist bereits bekannt, einen Schalter außerhalb des Ofens vorzusehen, um die Backblechhöhe während eines Garvorgangs durch motorisch angetriebene höhenverstellbare Schienen und durch Betätigung des Schalters anzupassen. Ferner sind Mikrowellenöfen mit einem Backblech bekannt, welches während des Garvorgangs auf und ab bewegt werden kann. Dabei besteht jedoch der Nachteil, dass dem Nutzer die optimale Backblechhöhe oftmals unbekannt ist, so dass eine falsche Einstellung gewählt wird und somit kein optimales Garergebnis erreicht werden kann.
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Aus der
DE 20 2017 105 946 U1 ist bekannt, ein der Gargutträger in Abhängigkeit des erfassten Zustands eines zu garenden Fleischstücks in dem Garraum automatisch zu bewegen.
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Demnach liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, das Zubereiten von Lebensmitteln zu vereinfachen und das Erreichen eines gewünschten Garergebnisses zuverlässiger zu gestalten.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein System zum Zubereiten eines Garguts mit einer Gareinrichtung, mit einem Gargutträger zur Aufnahme des Garguts und mit einer Steuereinheit gelöst, wobei die Gareinrichtung ein Gehäuse, einen Garraum, ein Heizelement und Positionierungsmittel für den Gargutträger aufweist, wobei die Positionierungsmittel für ein automatisches Positionieren des Gargutträgers in dem Garraum eingerichtet sind, das dadurch gekennzeichnet ist, dass die Steuereinheit dazu eingerichtet ist, die Positionierungsmittel in Abhängigkeit mindestens einer Zubereitungsvorschrift einzustellen, wobei die Zubereitungsvorschrift einer Reihe von Höhen für den Gargutträger in dem Garraum entspricht, die jeweils bei einer bestimmten Garzeit angehalten werden sollen.
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Dadurch kann eine Zubereitungsvorschrift in Form von zum Beispiel einem Kochrezept automatisch ausgeführt werden und ein oft gefährliches manuelles Einstellen eines Gargutträgers vermieden werden. Durch das erfindungsgemäße System können auch die unterschiedlichen Wärmeschichten in dem Garraum, die beim Heizen entstehen, optimal genutzt werden, so dass das Garergebnis verbessert wird. Das System kann energiesparend betrieben und genutzt werden. Insgesamt ergibt sich eine einfache und sichere Bedienung des Systems und eine erhöhte Zuverlässigkeit, ein gelungenes Garergebnis zu erreichen.
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Unter dem Begriff Gargut werden alle Lebensmittel verstanden, deren Zustand von einem rohen Zustand zu einem für ein Verzehr fertigem Zustand gebracht werden soll. Als Gargut können auch Lebensmittel verstanden werden, die bereits in einem Verzehr fertigem Zustand sind, die aber erwärmt werden sollen, oder weitere Gegenstände, die erwärmt oder gebacken werden sollen. Solche Gegenstände können zum Beispiel Körnerkissen, Tonerde oder weiteres sein.
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Der Begriff Gareinrichtung betrifft Küchengeräte, die zum Ändern des Zustands eines Garguts von einem rohen Zustand zu einem für ein Verzehr fertigem Zustand vorgesehen sind, wie zum Beispiel beim Garen, und die ein Gehäuse, einen Garraum, ein Heizelement und Positionierungsmittel für einen Gargutträger aufweisen. Dabei werden insbesondere Öfen, Backöfen, Mikrowellenöfen, Dampfgarer und ähnliche Einrichtungen verstanden. Zudem werden unter dem Begriff Gareinrichtung sowohl Einrichtungen, die zum privaten Einsatz im Rahmen eines Haushalts vorgesehen sind, als auch Einrichtungen, die zum Einsatz in einem industriellen Umfeld und zum Zubereiten erheblich größerer Mengen vorgesehen sind, als zum Beispiel für einen privaten Haushalt, verstanden.
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Der Garraum entspricht einem Volumen innerhalb des Gehäuses, in dem ein Gargut aufgenommen und gegart werden kann. Bevorzugt ist, wenn das Heizelement in oder an dem Garraum angeordnet ist. Das Heizelement kann zum Beispiel an einer Wand, an der Decke und/oder an dem Boden des Garraums angeordnet sein.
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Der Gargutträger ist zur Aufnahme eines Garguts und für ein Anordnen in dem Garraum der Gareinrichtung vorgesehen. Der Gargutträger kann zur Aufnahme von vielfältig geformten Gargütern ausgebildet sein, zum Beispiel zur Aufnahme von Gargütern in flüssiger und/oder fester Form. Hierzu ist der Gargutträger bevorzugt flächig ausgebildet und ist zudem bevorzugt zumindest teilweise aus einem eine relativ hohe Wärmeleitfähigkeit aufweisenden Material ausgebildet. Letzteres ermöglicht eine effiziente Wärmeverteilung an der Oberfläche des Gargutträgers und trägt somit zu einer verbesserten Wärmeübermittlung zum Gargut bei. Der Gargutträger kann zudem mit einem Heizelement ausgestattet sein, um eine Erwärmung des Garguts durch die Gareinrichtung zu unterstützen bzw. zu ergänzen.
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Bevorzugt ist der Gargutträger als separate Einrichtung und zum Einschieben in dem Garraum der Gareinrichtung ausgestaltet. Zum Aufnehmen des Gargutträgers sind Positionierungsmittel an der Gareinrichtung vorgesehen. Die Positionierungsmittel können zum Beispiel horizontal verfahrbare Arme aufweisen, zwischen denen der Gargutträger aufgenommen werden kann und durch die der Gargutträger in den Garraum eingeschoben werden kann. Zudem weisen die Positionierungsmittel bevorzugt vertikal verfahrbare Elemente auf, die zum Einstellen der Höhe des Gargutträgers in dem Garraum vorgesehen sind.
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Die Positionierungsmittel sind für ein automatisches Positionieren des Gargutträgers in dem Garraum eingerichtet. Hierzu sind die Positionierungsmittel bevorzugt mit einem Antriebssystem ausgerüstet, durch das der aufgenommene Gargutträger in mindestens einer Richtung verfahren werden kann. Dabei kann das Antriebsystem zum Beispiel ein hydraulisches oder elektrisches Antriebssystem sein. Des Weiteren lässt sich das Antriebssystem bevorzugt elektronisch bedienen, so dass die Positionierungsmittel durch die Steuerungseinheit eingestellt werden können.
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Die Steuereinheit ist bevorzugt mit einem Datenspeicher, einem Mikroprozessor und einem Kommunikationsmodul ausgestaltet, wobei Computeralgorithmen, die auf dem Datenspeicher gespeichert sind, durch den Mikroprozessor ausgeführt werden können. Aus einem solchen Ausführen resultierende Kommandos werden dann vorzugsweise durch das Kommunikationsmodul an weiteren Vorrichtungen übermittelt, wie zum Beispiel an die Positionierungsmittel.
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Vorliegend ist die Steuereinheit dazu eingerichtet, die Positionierungsmittel in Abhängigkeit mindestens einer Zubereitungsvorschrift einzustellen. Bei der Zubereitungsvorschrift handelt es sich insbesondere um einen oder eine Mehrzahl an vorbestimmen Zubereitungsparametern oder Sollwerten, die einen Zubereitungsvorgang oder einen erzielten Zustand des Garguts betreffen. Ein Zubereitungsparameter kann einer Anweisung aus einem Kochrezept entsprechen. Beispiele für Zubereitungsparameter sind: Lufttemperatur, die im Garraum erreicht werden soll, Gargutinnentemperatur, Gargutaußentemperatur, Gargutformgebung, Garzeit, Information über eine Uhrzeit, bei der ein Zubereitungsvorgang anfangen oder enden soll, Abstand zu einem Heizelement, Höhe für den Gargutträger, Luftfeuchtigkeit, Restfeuchte, Gargutfeuchte, Bräunungsgrad, Gargutgewicht oder Gargutvolumen . Ein Zubereitungsparameter kann ebenfalls weiteren Eigenschaften des Garguts, des Gargutträgers oder der Gareinrichtung entsprechen.
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Entspricht die Zubereitungsvorschrift zum Beispiel einer Reihe von Höhen für den Gargutträger in dem Garraum, die jeweils bei einer bestimmten Garzeit angehalten werden sollen, so können die Positionierungsmittel entsprechend automatisch eingestellt werden. Somit kann auf ein manuelles aufwändiges und oft gefährliches Einstellen der Gargutträgerhöhe verzichtet werden und der Zubereitungsvorschrift zuverlässiger befolgt werden.
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Eine Zubereitungsvorschrift kann im Voraus durch den Konstrukteur des Systems vorbestimmt sein, wenn die Zubereitungsvorschrift Eigenschaften des Systems betrifft, die dem System eigen sind und voraussichtlich unverändert bleiben.
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Die Zubereitungsvorschrift ist bevorzugt auf dem Datenspeicher der Steuereinheit zumindest vorübergehend gespeichert, durch den Mikroprozessor ausgelesen und in entsprechende Befehle bzw. Kommandos für die Positionierungsmittel umgewandelt und anschließend durch das Kommunikationsmodul an das Antriebssystem der Positionierungsmittel übermittelt.
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Die Steuereinheit kann in der Gareinrichtung integriert oder als separates Element ausgebildet sein. Ein solches separates Element kann zum Beispiel ein Tablet, ein Computer, eine zentrale elektronische Bedienungseinheit für Hausgeräte oder ein Wearable sein. Für eine Steuereinheit, die als separate Einrichtung ausgebildet ist, sind die Steuereinheit und die Gareinrichtung vorzugsweise dazu eingerichtet, über eine kabellose Kommunikationsverbindung verbunden zu werden.
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Vorzugsweise ist die Steuereinheit dazu eingerichtet, eine Anweisung, die aus einem Kochrezept stammt, gegebenenfalls in eine für das System brauchbare Zubereitungsvorschrift bzw. in einen Zubereitungsparameter einer Zubereitungsvorschrift umzuwandeln. Gibt zum Beispiel ein Kochrezept nur eine Temperatur für eine bestimmte Zeit vor, kann dann die Steuereinheit, basierend auf für das System bekannten Temperaturwerten, die vorgegebene Temperatur in eine Temperatur für das Heizelement und eine Gargutträgerhöhe umwandeln.
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Des Weiteren kann die Steuereinheit zum Einstellen weiterer Funktionen der Gareinrichtung und gegebenenfalls des Gargutträgers eingerichtet sein, wie zum Beispiel An- und Ausschalten der Gareinrichtung und gegebenenfalls des Gargutträgers, wenn dieser ein Heizelement oder weitere eigene Funktionen aufweist, eine Alarm anschalten, einen Reinigungsvorgang durchzuführen, eine Luftzirkulation regeln oder Weiteres.
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Die zuvor genannte Aufgabe wird erfindungsgemäß auch durch eine Gareinrichtung gelöst, insbesondere eine Gareinrichtung für ein vorhin beschriebenes System, die ein Gehäuse, einen Garraum, ein Heizelement, Positionierungsmittel zum Positionieren eines Gargutträgers in dem Garraum und eine Steuereinheit aufweist, wobei die Positionierungsmittel für ein automatisches Positionieren eines Gargutträgers eingerichtet sind, die dadurch gekennzeichnet ist, dass die Steuereinheit dazu eingerichtet ist, die Positionierungsmittel in Abhängigkeit mindestens einer Zubereitungsvorschrift einzustellen, wobei die Zubereitungsvorschrift einer Reihe von Höhen für den Gargutträger in dem Garraum entspricht, die jeweils bei einer bestimmten Garzeit angehalten werden sollen.
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Somit ist die Gareinrichtung dazu eingerichtet, einen Gargutträger in Abhängigkeit einer Zubereitungsvorschrift automatisch zu positionieren. Daher kann beim Verwenden einer solchen Garguteinrichtung zugleich auf ein manuelles Einstellen des Gargutträgers verzichtet werden und eine Zubereitungsschrift zuverlässig eingehalten werden, ohne dass ein bestimmter Gargutträger eingesetzt wird.
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Für nähere Details über die einzelnen Bauteile der Gareinrichtung, deren Zusammenwirken und die daraus resultierenden Vorteile wird auf die Beschreibung für das System und dessen unterschiedlichen Ausführungsformen verwiesen.
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Die Gareinrichtung kann zudem mehrere Positionierungsmittel aufweisen. So können mehrere Gargüter gelichzeitig aufgenommen werden und die mehreren Gargutträger abhängig oder unabhängig voneinander automatisch positioniert werden. Hierzu kann eine optimale Position der mehreren Positionierungsmittel durch die Steuereinheit berechnet werden.
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Zum Beispiel wenn die Position eines Gargutträgers den Zustand eines durch einen weiteren Gargutträger aufgenommenen Garguts beeinflusst, kann durch automatisches Einstellen der Positionierungsmittel der Abstand zwischen den verschiedenen Gargutträgern geändert werden. Folglich kann die Hitze im Garraum optimal genutzt werden, was durch manuelles Einstellen schwierig zu erreichen ist.
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Bei einer ersten Ausführungsform des Systems ist mindestens ein Sensor zum Erfassen mindestens einer Information über den Zustand mindestens eines Garguts vorgesehen, die Steuereinheit ist dazu eingerichtet, die mindestens eine erfasste Information mit der mindestens einen Zubereitungsvorschrift zu vergleichen und die Steuereinheit ist dazu eingerichtet, die Positionierungsmittel in Abhängigkeit des Ergebnisses des Vergleichs einzustellen.
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Dadurch kann die Zubereitung von Lebensmitteln automatisiert werden und insbesondere an den individuellen Eigenschaften des zuzubereitenden Lebensmittels bzw. des zuzubereitenden Garguts automatisch angepasst werden. Da das Erreichen eines Garergebnisses von den Mitteln, durch die ein Gargut vorbereitet wird, und von dem Gargut selbst abhängt, wird das gewünschte Garergebnis mit erhöhter Zuverlässigkeit erreicht.
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Bevorzugt werden Sensoren eingesetzt, die dazu eingerichtet sind, Informationen in dem Garraum, an dem Gargut oder in dem Gargut zu erfassen. Diese Informationen entsprechen Zubereitungsparametern, die für eine Zubereitungsvorschrift in Frage kommen. Optische Sensoren können zum Beispiel eingesetzt werden, um ein Bild eines Garguts aufzunehmen, das anschließend durch die Steuereinheit ausgewertet wird, um einen Bräunungsgrad, eine Formgebung, einen Volumen, eine Temperatur oder einen Volumen zu bestimmen.
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Der mindestens eine Sensor kann in dem Garraum angeordnet sein, zum Beispiel an einer Wand des Garraums. Ein Sensor kann alternativ oder zusätzlich an dem Gargutträger angeordnet sein, zum Beispiel in Form eines integrierten Thermometers. Eine weitere Möglichkeit ist, ein Sensor in den Positionierungsmitteln für den Gargutträger anzuordnen, zum Beispiel um ein Gewicht, also das Gewicht des Gargutträgers mit oder ohne Gargut zu erfassen. Eine weitere Möglichkeit besteht darin, den Sensor als separates Erfassungsmittel auszugestalten, das als Zubehör für die Gareinrichtung oder den Gargutträger ausgebildet ist. Ein solcher Sensor kann zum Beispiel ein einsteckbares Gargutthermometer sein, zum Beispiel als Fleischthermometer ausgebildet.
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Vorzugsweise wird die Information anschließend zum Erfassen ausgewertet, zum Beispiel durch die Steuereinheit, so dass anhand dieser Information ein aktueller Zustand des Garguts definiert werden kann. Gegebenenfalls kann die ausgewertete Information für einen direkten Vergleich mit einer Zubereitungsvorschrift umgewandelt werden. Dies kann durch ein auf den Datenspeicher der Steuereinheit gespeichertes Algorithmus erfolgen, das durch den Mikroprozessor der Steuereinheit ausgeführt wird.
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Die zuvor genannte Aufgabe wird erfindungsgemäß auch durch ein Verfahren zum Zubereiten eines Garguts, insbesondere durch Einsatz eines zuvor beschriebenen Systems oder durch Einsatz einer zuvor beschriebenen Gareinrichtung gelöst, bei dem ein Gargut in einem Garraum aufgenommen wird und bei dem mindestens eine Information über den Zustand des Garguts erfasst wird. Das erfindungsgemäße Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine erfasste Information über den Zustand des Garguts mit einer Zubereitungsvorschrift verglichen wird und dass die Position der Garguts in dem Garraum in Abhängigkeit des Ergebnisses des Vergleichs eingestellt wird, wobei die Zubereitungsvorschrift einer Reihe von Höhen für den Gargutträger in dem Garraum entspricht, die jeweils bei einer bestimmten Garzeit angehalten werden sollen.
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Als Gargut werden in der Regel Lebensmittel eingesetzt, die aus natürlichen Gründen unterschiedliche Eigenschaften aufweisen. Als konkretes Beispiel kann für zwei Äpfel nicht davon ausgegangen werden, dass die Äpfel exakt gleich sind. Durch das vorliegende Verfahren können die individuellen Eigenschaften des tatsächlichen eingesetzten Garguts jedoch ermittelt und für ein automatisches Einstellen der Positionierungsmittel berücksichtigt werden.
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Ergibt sich zum Beispiel aus dem Vergleich, dass das Gargut einen zu hellen Bräunungsgrad für eine bestimmte Garzeit aufweist, wird dann ein Kommando bestimmt, um die Positionierungsmittel so einzustellen, dass der Gargutträger und somit das Gargut näher an dem Heizelement der Gareinrichtung zu führen. Als weiteres Beispiel kann ein ähnliches Kommando bestimmt werden, wenn durch die Steuereinheit eine zu niedrige Temperatur im Gargut im Vergleich zu einer Zubereitungsvorschrift festgestellt wird.
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Im Folgenden werden verschiedene Ausführungsformen des Systems, der Gareinrichtung und des Verfahrens beschrieben, wobei die einzelnen Ausführungsformen jeweils sowohl für das System, die Gareinrichtung als auch für das Verfahren gelten. Zudem sind die einzelnen Ausführungsformen untereinander kombinierbar.
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Bei einer weiteren Ausführungsform des Systems entspricht die Zubereitungsvorschrift einem Empfehlungswert für das Gelingen eines Garergebnisses und/oder einem sicherheitsbedingten Grenzwert.
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Dadurch kann einerseits ein gelungenes Garergebnis in zuverlässigerer Weise erreicht werden und andererseits die Bedienung des Systems sicherer gestaltet werden.
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Als Empfehlungswerte werden hier Zubereitungsparameter verstanden, die einem Kochrezept entsprechen, wie zum Beispiel einem der zuvor genannten Zubereitungsparameter. Als sicherheitsbedingte Grenzwerte werden Werte verstanden, die von dem System alleine, von dem betroffenen Gargut alleine oder sowohl von dem System als auch von dem Gargut abhängen.
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So können sicherheitsbedingte Grenzwerte, die von dem System alleine abhängen, zum Beispiel ein Abstand zwischen dem Gargutträger und den Wänden bzw. der Decke oder dem Boden des Garraums, eine maximale Temperatur oder ein maximaler Feuchtigkeitsgrad in dem Garraum sein. Dabei entsprechen diese Grenzwerte Extrema, die Vorschriften von dem Konstrukteur für eine ungefährliche und langfristige Verwendung des Systems entsprechen. Ein Grenzwert für eine maximale Temperatur im Garraum kann zum Beispiel so gesetzt sein, dass eventuell in dem Garraum angeordnete Sensoren unbeschädigt bleiben. Die sicherheitsbedingten Grenzwerte werden vorzugsweise für jeden Zubereitungsvorgang verwendet, um eine maximale Sicherheit zu gewährleisten.
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Des Weiteren können sicherheitsbedingte Grenzwerte, die alleine vom Gargut abhängen, von einer erwarteten Reaktion des Garguts bei einem Zubereitungsvorgang abhängig sein. Beim Heizen eines Backpulver enthaltenden Teigs ist vorhersehbar, dass im Laufe des Vorgangs das Volumen des Teigs größer wird. Dabei muss der Abstand zwischen dem Gargutträger und der Decke des Garraums groß genug bleiben, um ein Verbrennen zu vermeiden.
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Bei einer weiteren Ausführungsform des Systems ist der mindestens eine Sensor zum Erfassen einer Farbe, einer Formgebung, eines Volumens, einer Temperatur, eines Feuchtigkeitsgrads, einer Dauer oder eines Abstands eingerichtet.
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Dadurch können Informationen über unterschiedliche Aspekte des Garguts erfasst werden und somit sein Zustand gezielt bestimmt werden.
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Zum Erfassen einer Farbe, einer Formgebung oder eines Volumens können optische Sensoren eingesetzt werden, die zum Erfassen eines Bilds im Garraum vorgesehen sind, wobei das Bild anschließend ausgewertet wird. Hierzu kann ein solcher Sensor zum Beispiel ein CCD-Chip, eine Infrarot-Kamera oder weiteres sein. Das erfasste Bild kann vorzugsweise durch einen auf der Steuereinheit gespeicherten und ausführbaren Algorithmus in einen Wert eines Farbraums, eine Änderung einer Formgebung im Vergleich zu einer katalogisierten Formgebung oder einen Wert für ein Volumen ausgewertet werden.
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Zum Erfassen einer Temperatur kann ebenfalls eine Infrarot-Kamera oder ein Temperaturfühler eingesetzt werden, zum Beispiel in Form eines Thermoelements oder eines üblich für das Temperaturnutzungsintervall einer Gareinrichtung einsetzbaren Thermometers.
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Zum Erfassen eines Feuchtigkeitsgrads kann ein Fühler eingesetzt werden. Je nach gewünschter Information kann der Fühler gezielt angeordnet sein. Zum Erfassen einer Gargutfeuchtigkeit kann beispielsweise der Fühler in das Gargut eingesteckt werden oder zum Erfassen einer Luftfeuchtigkeit in dem Garraum angeordnet werden.
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Ebenfalls kann eine Information über einen relativen Gargutfeuchtigkeitsgehalt durch Infrarotspektroskopie erfasst werden, in dem ein Infrarot-Thermometer Licht mit einer vorbestimmten Wellenlänge in Richtung des Garguts emittiert, so dass durch Absorption symmetrische bzw. asymmetrische Streckschwingung von H2O angeregt werden. Die Absorptionsintensität ist bekannter Weise proportional zum in dem Gargut vorhandenen Wassergehalt. Über eine festgestellte Abnahme der Absorptionsintensität kann auf den relativen Gargutfeuchtigkeitsgehalt geschlossen werden.
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Zum Erfassen einer Dauer kann eine Stoppuhr eingesetzt werden, die zum Beispiel durch die Steuereinheit an- und ausgeschaltet wird.
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Zum Erfassen eines Abstands kann ein mechanischer Fühler eingesetzt werden, zum Beispiel um den Abstand zwischen dem Gargutträger und einer Wand des Garraums oder einen Abstand zwischen dem Gargut und einer Wand des Garraums zu erfassen. Dadurch kann zum Beispiel auch, wenn die Zubereitungsvorschrift einem sicherheitsbedingten Grenzwert entspricht, festgestellt werden, ob sichere Bedingungen für einen Zubereitungsvorgang vorliegen.
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Der mindestens eine Sensor ist vorzugsweise mit der Steuereinheit verbunden, so dass eine erfasste Information an die Steuereinheit übertragen und anschließend ausgewertet werden kann. Durch das Auswerten ergeben sich vorzugsweise Bestimmungen über den Zustand des Garguts für den Zeitpunkt, an dem die Informationen erfasst wurden. Beim gleichzeitigen Einsatz von mehreren Sensoren können mehrere Eigenschaften des Garguts erfasst werden und somit sein aktueller Zustand genauer bestimmt werden.
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Bei einer weiteren Ausführungsform des Systems ist eine Anzeigeeinrichtung und/ oder eine Benutzerschnittstelle vorgesehen. Einerseits können dadurch Informationen über den Zustand des sich in dem Garraum befindenden Garguts, Zubereitungsvorschriften oder weitere Angaben über Funktionen des Systems angezeigt werden. Andererseits ermöglicht eine Benutzerschnittstelle eine manuelle Angabe zum Beispiel zur Auswahl einer Zubereitungsvorschrift, eines auszuführenden Zubereitungsvorgangs oder zur manuellen Korrektur eines auf dem Datenspeicher der Steuereinrichtung gespeicherten Algorithmus. Eine Benutzerschnittstelle ermöglicht zudem ein einfaches An- und Ausschalten des Systems. Des Weiteren lässt eine Benutzerschnittstelle die Möglichkeit offen, die Positionierungsmittel für den Gargutträger über die Steuereinheit und während eines Zubereitungsvorgangs „manuell“ zu steuern.
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Eine solche Anzeigeeinrichtung oder Benutzerschnittstelle können in der Gareinrichtung integriert sein oder als separates Gerät ausgebildet sein, zum Beispiel in Form eines Smartphones, eines Tablets oder allgemein einer Rechnereinheit. Vorzugsweise ist die Anzeigeeinrichtung oder die Benutzerschnittstelle mit der Steuereinheit verbunden.
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Bei einer ersten Ausführungsform der Gareinrichtung ist ein Sensor zum Erfassen mindestens einer Information über den Zustand mindestens eines Garguts vorgesehen. Vorzugsweise ist der Sensor in dem Garraum angeordnet, so dass der Zustand eines in dem Garraum aufgenommenen Garguts ermittelt werden kann. Dies ermöglicht anschließend, den Zustand des Garguts beim Einstellen der Positionierungsmittel zu berücksichtigen.
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Der Sensor kann insbesondere ein zuvor beschriebener Sensor sein. Zudem können mehrere Sensoren gleicher Art oder unterschiedlicher Arte gleichzeitig eingesetzt werden. Zum Beispiel können mehrere optische Sensoren zum Erfassen eines Bilds im Garraum eingesetzt werden, um das Gargut aus unterschiedlichen Sichtwinkeln zu beobachten und somit sein Volumen genauer zu bestimmen. Gleichwohl können gleichzeitig ein Thermometer, ein Feuchtigkeitssensor und ein Waagemodul gleichzeitig vorgesehen sein und entsprechende unterschiedliche Größen erfassen.
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Bei einer weiteren Ausführungsform der Gareinrichtung ist ein Referenzelement für einen Vergleich mit einem aktuellen Einstellen der Positionierungsmittel vorgesehen. Dadurch kann ein Kalibrieren für ein automatisches Einstellen der Positionierungsmittel durchgeführt werden. Dies ist insbesondere möglich, wenn ein Sensor zum Erfassen eines Abstands in Bezug auf die Positionierungsmittel vorgesehen ist und das Referenzelement als Längenskala ausgebildet ist. So kann durch den Sensor ein aktueller Abstand zwischen den Positionierungsmitteln und zum Beispiel dem Boden des Garraums erfasst werden und anschließend dieser Abstand mit der Längsskala durch die Steuereinheit verglichen werden.
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Bei einer ersten Ausführungsform des Verfahrens wird während eines Zubereitungsvorgangs in regelmäßigen Zeitabständen eine Information über den aktuellen Zustand des Garguts erfasst. Anschließend wird zu jedem Erfassen die Information mit einer zum Zeitpunkt des Erfassens entsprechenden Zubereitungsvorschrift verglichen und während des Zubereitungsvorgangs und anschließend zu jedem Vergleich wird die Position des Garguts in dem Garraum in Abhängigkeit von dem Ergebnis des Vergleichs automatisch eingestellt oder unverändert gelassen.
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Einerseits können dadurch Zubereitungsvorschriften automatisch gefolgt werden, die sich im Laufe eines Zubereitungsvorgangs ändern. So kann zum Beispiel einem Kochrezept gefolgt werden, für das das Gargut nacheinander bei unterschiedlichen Höhen in dem Garraum angeordnet werden soll. Andererseits kann dadurch der tatsächliche Zustand des Garguts im Laufe der Zeit beobachtet werden und seine Position an einen zu erreichenden Zustand, also an die Zubereitungsvorschrift, angepasst werden. Wenn zum Beispiel durch den Vergleich festgestellt wird, dass das Gargut eine zu niedrige Temperatur aufweist, kann dann das Gargut automatisch näher an einem Heizelement positioniert werden, um eine Temperaturerhöhung zu erreichen.
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Bei einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens wird das Gargut in einer Aufnahmeposition auf dem Gargutträger aufgenommen, wobei die Aufnahmeposition eine sichere Aufnahme des Garguts ermöglicht, und dass das Gargut in einer Entnahmeposition aus dem Gargutträger entnommen wird, wobei die Entnahmeposition eine sichere Entnahme des Garguts ermöglicht.
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Dadurch wird das Verbrennungsrisiko für den Nutzer beim Zubereiten des Garguts minimiert, insbesondere wenn die Gareinrichtung vorgeheizt wurde und am Ende eines Zubereitungsvorgangs, wenn die Gareinrichtung noch heiß ist.
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Für eine sichere Aufnahme und Entnahme des Garguts werden die Positionierungsmittel vorzugsweise so eingestellt, dass in der Aufnahmeposition und in der Entnahmeposition der Gargutträger mit einem möglichst größen Abstand zu geheizten Bauteilen angeordnet ist.
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Im Folgenden werden bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der beigefügten Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigen
- 1 ein erstes Ausführungsbeispiel eines Systems zum Zubereiten eines Garguts in einer perspektivischen Ansicht und
- 2 ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Systems zum Zubereiten eines Garguts in einer Seitenansicht.
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In 1 ist ein erstes Ausführungsbeispiel eines Systems 2 zum Zubereiten eines Garguts 4 gezeigt, wobei das System 2 eine Gareinrichtung 6, einen Gargutträger 8 zur Aufnahme des Garguts 4 und eine Steuereinheit 10 aufweist. Die Gareinrichtung 6 ist hier als Backofen mit einem Gehäuse 12, mit einem Garraum 14, mit einem Heizelement 16, mit einer Anzeige 18, mit einem Schalter 20 zum An- und Ausschalten der Gareinrichtung 6 und mit Positionierungsmitteln 22 für den Gargutträger 8 ausgebildet. Zudem ist in dem gezeigten Ausführungsbeispiel die Steuereinheit 10 in der Gareinrichtung 6 integriert, also hier in dem Gehäuse 12 der Gareinrichtung 6 angeordnet.
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Der Garraum 14 ist offen gezeigt, das Gargut 4 ist auf dem Gargutträger 8 gelegt, der hier als flächiges Backblech ausgebildet ist. Zudem ist der Gargutträger 8 ist als bereit zur Aufnahme in den Garraum 14 dargestellt.
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Die Positionierungsmittel 22 der Gareinrichtung 6 sind an zwei gegenüber einander liegenden Wänden des Garraums 14 angeordnet und sind jeweils zweiteilig mit einem horizontalen Positionierungsmittel 24 und mit einem vertikalen Positionierungsmittel 26 ausgebildet. Die horizontalen Positionierungsmittel 24 ermöglichen eine direkte Aufnahme des Gargutträgers 8 und eine horizontale Bewegung 28, wenn der Gargutträger 8 aufgenommen worden ist. So wird der Gargutträger 8 in dem Garraum 14 und aus dem Garraum 14 sicher geführt. Die vertikalen Positionierungsmittel 26 sind mit dem horizontalen Positionierungsmitteln 24 mechanisch verbunden und ermöglichen eine vertikale Bewegung 30 der horizontalen Positionierungsmittel 24, also gegebenenfalls auch des aufgenommenen Gargutträgers 8.
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Die vertikalen Positionierungsmittel 26 sind mit der Steuereinheit 10 verbunden, um ein automatisches Einstellen durch die Steuereinheit 10 zu ermöglichen. In der Steuereinheit 10 sind Zubereitungsvorschriften gespeichert, wobei jede Zubereitungsvorschrift nacheinander angeordneten Garzeiten und zu jeder Garzeit verknüpften Backblechhöhen und Temperaturen aufweist. Diese verknüpften Garzeiten, Temperaturen und Backblechhöhen entsprechen Empfehlungswerten für das Gelingen eines Garergebnisses.
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Zudem entspricht eine in der Steuereinheit 10 gespeicherte Zubereitungsvorschrift auch einem sicherheitsbedingten Grenzwert. Hierfür entsprechen die Backblechhöhen der Zubereitungsschrift einem gleichen oder größeren Abstand zu dem Heizelement 16 und zu der Decke oder gegebenenfalls zu dem Boden des Garraums 14, als einem minimal erforderlichen Sicherheitsabstand.
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Zur Kalibrierung der Positionierungsmittel 22 bzw. des Einstellen der Positionierungsmittel 22 über die Steuereinheit ist im Garraum ein Referenzelement 32 als Höhenskala vorgesehen.
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Ein möglicher Zubereitungsvorgang mit automatischem Einstellen der Positionierungsmittel 22 in Abhängigkeit einer Zubereitungsvorschrift anhand des in der 2 gezeigten Ausführungsbeispiels wird im Folgenden exemplarisch beschrieben.
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Durch Tätigung des Schalters 20 schaltet die Steuereinheit 10 das Heizelement 16 an und stellt dieses auf einem Temperatursollwert für eine Vorheizzeit ein. Beim Übergang zu einer zweiten Garzeit nehmen die horizontalen Positionierungsmittel 24 den Gargutträger 8 mit dem Gargut 4 auf und ermöglichen ein Gleiten des Gargutträgers 8 in den Garraum 14. Anschließend stellt die Steuereinheit 10 bei geschlossenem Zustand des Garraums 14 während der entsprechenden Garzeiten die vertikalen Positionierungsmittel 26 entsprechend der Zubereitungsvorschrift sukzessiv auf vorgegebene Backblechhöhen ein.
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In 2 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Systems 100 zum Zubereiten eines Garguts 4 in einer Seitenansicht gezeigt. Das gezeigt System 100 weist Elemente, die ähnlich ausgebildet sind und ähnliche Funktionen aufweisen, wie für das System 2 der 1. Aus diesem Grund werden im Folgenden für diese Elemente die gleichen Bezugszeichen verwendet, als in 1.
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Das in der 2 gezeigte System 100 weist eine Gareinrichtung 6, einen Gargutträger 8 zur Aufnahme des Garguts 4 und eine Steuereinheit 10 auf und die Gareinrichtung 6 ist als Backofen mit einem Gehäuse 12, einem Garraum 14, einem Heizelement 16, einer Anzeige 18, einer Benutzerschnittstelle 102 und Positionierungsmitteln 22 für den Gargutträger 8 ausgebildet. Die Steuereinheit 10 ist in dem Gehäuse 12 der Gareinrichtung 6 angeordnet und weist einen Datenspeicher 104 und einen Mikroprozessor 106 auf.
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Die Positionierungsmittel 22 sind, wie für das System 2 der 1, zweiteilig mit horizontalen Positionierungsmitteln 24 und vertikalen Positionierungsmitteln 26 ausgebildet, die jeweils eine horizontale Bewegung 28 oder eine vertikale Bewegung 30 des Gargutträgers ermöglichen.
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Im Unterschied zum System 2 der 1 sind im System 100 der 2 Sensoren 108, 110, 112, 114 zum Erfassen von Informationen über den Zustand des Garguts 4 vorgesehen. Diese Sensoren 108, 110, 112, 114 sind als im Gargut 4 einsteckbarer Thermometer 108, als Kamera 110, als Feuchtigkeitssensor 112 und als Waagemodul 114 ausgebildet. Der einsteckbare Thermometer 108 ist zum Erfassen der Temperatur in das Gargut 4 eingesteckt. Die Kamera 110 ist an der Decke des Garraums 14 angeordnet und dazu eingerichtet, ein Bild vom Inneren des Garraums 14 zu erfassen, um einen Bräunungsgrad des Garguts 4 zu erkennen. Der Feuchtigkeitssensor 112 ist an der Decke des Garraums 14 angeordnet und dazu eingerichtet, durch Emission von Infrarotlicht und anschließendes Erfassen von Lichtabsorption im Garraum 14 einen Feuchtigkeitsgrad in dem Garraum 14 zu erfassen. Das Waagemodul 114 ist in den Positionierungsmittel 22 integriert und dazu eingerichtet, das Gewicht des Gargutträgers 8 zu erfassen. Des Weiteren kann das Waagemodul 114 aus dem Gewicht des Gargutträgers 8 mit dem Gargut 4 zusammen anhand eines Vergleichs mit dem gespeicherten Gewicht des leeren Gargutträgers 8 das Gewicht des Garguts 4 ermitteln.
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Die Sensoren 108,110, 112, 114 sind zur Übertragung von den erfassten Informationen mit der Steuereinheit 10 verbunden. Zudem ist in der Steuereinheit 10 ein Algorithmus gespeichert, dessen Ausführen zunächst ein Auswerten und gegebenenfalls ein Umwandeln der erfassten Informationen und anschließend ein Vergleich mit einer Zubereitungsvorschrift bewirkt.
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Dabei enthält eine solche Zubereitungsvorschrift für sukzessive Garzeiten Informationen über Zubereitungsparameter, wie zum Beispiel einen Bräunungsgrad, eine Temperatur in dem Gargut und eine Feuchtigkeit. Diese Werte für die Zubereitungsparameter entsprechen Sollwerten, während die Informationen, die durch die Sensoren erfasst werden, Istwerten entsprechen. Die Steuereinheit 10 vergleicht die Istwerte mit entsprechenden Sollwerten. Aus diesem Vergleich bestimmt die Steuereinheit 10 Kommandos für die vertikalen Positionierungsmittel 26, um den Abstand zwischen dem Gargutträger 8 bzw. dem Gargut 4 und dem Heizelement 16 zu vergrößern oder zu verkleinern.
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Im Folgenden werden mögliche Abläufe von zwei Zubereitungsvorgängen mit einem automatischen Einstellen der Positionierungsmittel 22 anhand des in der 2 gezeigten Systems 100 beschrieben.
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In einem ersten Zubereitungsvorgang wird das System 100 über die Benutzerschnittstelle 102 angeschaltet und eine Zubereitungsvorschrift für einen Zubereitungsvorgang ausgewählt. Die Gareinrichtung 6 wird durch Einstellen des Heizmittels 16 durch die Steuereinheit 10 entsprechend der ausgewählten Zubereitungsvorschrift vorgeheizt. Die Steuereinheit 10 stellt dann die Positionierungsmittel 22 in einer Aufnahmeposition ein, wobei die horizontalen Positionierungsmittel 24 aus dem Garraum 14 ausgefahren sind und die vertikalen Positionierungsmittel 26 bei einer für einen Nutzer angenehmen und sicheren Höhe eingestellt sind.
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Nach Aufnahme des Garguts 4 auf den Gargutträger 8 und nach Aufnahme des Gargutträgers 8 durch die horizontalen Positionierungsmittel 24 werden durch die Sensoren 108, 110, 112 die innere Temperatur und der Bräunungsgrad des Garguts 4 sowie der Feuchtigkeitsgrad in dem Garraum 14 erfasst. Diese Informationen werden an die Steuereinheit 10 übermittelt und wie zuvor beschrieben mit entsprechenden Zubereitungsparametern der Zubereitungsvorschrift verglichen. Die Positionierungsmittel 22 werden gegebenenfalls anschließend eingestellt.
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Das Erfassen, das Auswerten und das Vergleichen erfolgen in regelmäßigen Zeitabständen, so dass der aktuelle Ist-Zustand des Garguts 4 mit Zubereitungsvorschriften, also Sollwerten, verglichen werden, die für eine aktuell laufende Garzeit gültig sind. Somit stellt die Steuereinheit 10 die Positionierungsmittel 22 in Abhängigkeit der Zubereitungsvorschrift und des aktuellen Zustands des Garguts 4 ein.
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In einem weiteren möglichen Zubereitungsvorgang wird das Garen eines Krustenbratens durchgeführt. Zunächst wird durch die Benutzerschnittstelle 102 eine Zubereitungsvorschrift in Form eines Kochrezepts ausgewählt. Das Gargut 4 in Form des Krustenbratens wird auf dem Gargutträger 8 gelegt und der Gargutträger 8 in den Garraum 14 durch die Positionierungsmittel 22 aufgenommen.
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Durch das Waagemodul 114 wird das Gewicht des Krustenbratens erfasst und zu der Steuereinheit 10 übermittelt. Gleichzeitig wird durch die Kamera 110 ein Bild aufgenommen, dessen Auswertung durch die Steuereinheit 10 eine Höhe des Gargutträgers 8 zu dem Heizelement 16 und einen Bräunungsgrad des Krustenbratens ergibt. Basierend auf den so erfassten Informationen bestimmt die Steuereinheit 10 einen initialen Zustand des Krustenbratens.
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Entsprechend einer Solltemperatur und einer Gargutträgerhöhe, die durch die Zubereitungsvorschrift vorgegeben sind, stellt die Steuereinheit 10 das Heizelement 16 und die Positionierungsmittel 22 ein. Anschließend werden in regelmäßigen Zeitabständen das Gewicht, der Bräunungsgrad und der Feuchtigkeitsgrad in dem Garraum 14 durch die Sensoren 110, 112 und 114 erfasst. Die so erfassten Informationen werden dann durch die Steuereinheit 10 ausgewertet und mit entsprechenden Zubereitungsparametern der Zubereitungsvorschrift verglichen, die für eine aktuelle Garzeit gelten.
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Nach Ablauf einer durch die Zubereitungsvorschrift vorgegebenen Garzeit kann zum Beispiel anhand der aktuell erfassten Werte für Gewicht, Feuchtigkeitsgrad und Bräunungsgrad festgestellt werden, dass der Krustenbraten zwar gar ist, jedoch nicht braun bzw. knusprig genug ist. So bestimmt die Steuereinheit 10 das Heizelement 16 auf einer erhöhten Solltemperatur ein und die Positionierungsmittel 22 so ein, dass der Abstand zwischen dem Gargutträger 8 und dem Heizelement 16 geringer ist. Die Einstellung wird so lange gehalten, bis entweder ein durch die Zubereitungsvorschrift vorgegebenen sicherheitsbedingter Grenzwert überschritten wird oder bis ein aktueller Bräunungsgrad erfasst wird, der dem durch die Zubereitungsvorschrift vorgegebenen Bräunungsgrad entspricht.
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Nach Feststellen des Erreichens des vorgegebenen Bräunungsgrads, zeigt die Anzeige 18 an, dass der Zubereitungsvorgang zu Ende ausgeführt worden ist und die Steuereinheit 10 stellt die Positionierungsmittel 22 so ein, dass sich der Gargutträger 8 in einer sicheren Entnahmeposition befindet.
