Hintergrund der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung betrifft eine automatische
Brotbackmaschine für den häuslichen Gebrauch und im besonderen
eine darin enthaltene Knetvorrichtung.
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Das Brotbackverfahren beginnt mit dem Kneten von Brotzutaten
wie Weizenmehl, Hefe und kleinen Mengen von Butter und Zucker
mit Wasser im Kneter. Das Kneten der Brotzutaten oder des
Teigs hat einen wichtigen Einfluß auf die Brotqualität, und,
um gutes Brot zu erhalten, ist richtiges Kneten erforderlich.
Während des Knetens der Zutaten steigt die Teigtemperatur
allmählich an. Man sagt, daß eine Teigtemperatur im Bereich
von 27 bis 29ºC am besten geeignet ist zur Bildung von Gluten
im Teig, damit er glänzend wird. Solch einen guten Teig
erhält man nicht, wenn man einfach nur die Dauer des
Knetvorgangs steuert, da die Teigtemperatur durch den Einfluß der
Umgebungstemperatur variiert. Außerdem muß der geknetete Teig
vor dem Backen wiederholt fermentiert und entgast werden.
Deshalb ist es im Fall einer sogenannten voreinstellbaren
Brotbackmaschine, bei der ein Zeitgeber zur Voreinstellung
des Zeitpunkts verwendet wird, zu dem das Brot gebacken
werden soll, mühsam, die Zeit für den Beginn des Knetens zu
ermitteln.
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Die Druckschrift WO-A-8300800 beschreibt eine automatische
Brotbackmaschine mit einer Steuereinrichtung, zur Steuerung
von erste Fermentierung, Lüftungsventil, Umrühren, zweite
Fermentierung, Lüftungsventil, Umrühren, Ruhen, Backen und
Lüftungsventil. Die Steuerung beinhaltet einen Gleitschalter,
der rotierend mit einer konstanten Winkelgeschwindigkeit über
Kontaktsegmente gleitet. Damit wird die Zeit für die
nacheinander ausgeführten oben genannten Schritte bestimmt.
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Die Druckschrift FR-A-2O88710 beschreibt eine Knetmaschine
mit einem Teigbehälter, der mit einem Temperatursensor zur
Ermittlung der Temperatur des gekneteten Teigs versehen ist.
Der Temperatursensor befindet sich in der Nähe eines
Behälterabschnitts, gegen den der Teig während des Knetens
gedrückt wird.
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Die SIEMENS Veröffentlichung Nr. 466 (55014) vom April 1981
zeigt eine Kochplatte und die zugehörige automatische
Schalttafel, die es ermöglicht, die Fertigstellungszeit direkt auf
der Basis einer bestimmten Zeit, die als Kochdauer benötigt
wird, voreinzustellen.
Zusammenfassung der Erfindung
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Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine
automatische Brotbackmaschine mit einer darin enthaltenen
Knetvorrichtung zu schaffen, mit der es möglich ist, das Kneten zu
einer passenden Zeit automatisch zu starten, so daß das Brot
zu einer gewünschten voreingestellten Zeit gebacken wird.
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Diese Aufgabe wird durch eine automatischen Brotbackmaschine
wie beansprucht gelöst.
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Fig. 1 zeigt im Querschnitt eine Ausführungsform der
automatischen Brotbackmaschine der vorliegenden
Erfindung;
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Fig. 2 ist eine perspektivische Ansicht, die die allgemeine
Anordnung der automatischen Brotbackmaschine von Fig.
1 mit geöffnetem oberen Gehäuseteil 13 zeigt;
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Fig. 3 zeigt im Querschnitt ein Beispiel eines Aufbaus zur
Halterung des Behälters 16;
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Fig. 4 zeigt in perspektivischer Darstellung einen
Drehflügel 19;
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Fig. 5 zeigt in einer schematischen Darstellung, wie der
Teig durch den Drehflügel und eine feste Stange
geknetet wird;
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Fig. 6 zeigt in einer Draufsicht ein Beispiel einer
Schalttafel 52;
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Fig. 7 zeigt ein Blockschaltbild eines Beispiels einer durch
einen Mikrocomputer gebildeten Steuereinrichtung 53,
und dessen Eingangs/Ausgangs-Beschaltung;
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Fig. 8A und 8B sind ein Flußdiagramm, das ein Beispiel des
durch die Steuereinrichtung 53 ausgeführten
Steuerprozesses zeigt;
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Fig. 9A, B und C sind Zeitdiagramme, die beispielsweise die
Temperatursteuerung einer Heizung, die Steuerung
eines Motors für den Drehflügel und die Steuerung
eines Motors für eine Pumpe im Betrieb der
Brotbackmaschine der vorliegenden Erfindung zeigen;
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Fig. 10 ist ein Diagramm, das beispielsweise verschiedene
Bereiche eines RAM 106 im Mikrocomputer zeigt;
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Fig. 11 ist ein Diagramm, das die Zusammenhänge der Arten und
Mengen von Brot zur Zeit und Temperatur in jedem
einzelnen Schritt zeigt.
Generelle Anordnung
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Fig. 1 und 2 zeigen eine Ausführungsform der automatischen
Brotbackmaschine der vorliegenden Erfindung. Ein Gehäuse 11
der Brotbackmaschine hat im wesentlichen die Form eines
rechteckigen Quaders, und in Fig. 1 ist seine rechte Hälfte
höher als die linke Hälfte dargestellt. Das Gehäuse 11
besteht aus einem unteren Gehäuseteil 12 und einem oberen
Gehäuseteil 13. Das obere Gehäuseteil 13 ist am äußersten Rand
seines höheren rechten Teils mittels eines Scharniers 14
schwenkbar mit dem unteren Gehäuseteil 12 verbunden, und kann
daher um dieses verschwenkt werden, um das untere Gehäuseteil
12 zu öffnen oder zu schließen. Ein Knopf 15 zur Betätigung
des oberen Gehäuseteils 13 ist an seiner Seitenwand dem
Scharnier 14 gegenüberliegend befestigt. Ein Behälter 16 ist
herausnehmbar im Gehäuse 11 montiert. Eine Grundplatte 18 ist
im wesentlichen parallel zum Boden 17 und in dessen Nähe am
Gehäuse 11 befestigt, und der Behälter 16 ist abnehmbar an
der Grundplatte 18 im unteren Gehäuseteil 12 an der linken
Seite in Fig. 1 angebracht. Eine Beschreibung der Mittel zum
Anbringen des Behälters 16 an der Grundplatte 18 folgt
später.
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Ein Drehflügel 19 ist drehbar am Boden des Behälters 16
befestigt und wird angetrieben, um die Brotzutaten und Wasser im
Behälter 16 zu kneten, um einen Teig zu erhalten. Der
Behälter 16 hat im wesentlichen die Form eines rechteckigen
Quaders und sein Deckenteil wird als Deckel 21 benutzt, der
mittels Befestigungsmitteln 22, die am oberen Randteil eines
Paars von gegenüberliegenden Seitenteilen des Behälters 16
angebracht sind, sicher am Behälter 16 haltbar ist. Eine
Drehwelle 23 durchsetzt den Boden des Behälters 16 in seiner
Mitte. Die Drehwelle 23 besteht aus einer oberen Welle 23a,
die drehbar von der Bodenplatte des Behälters 16 gehalten
wird, und einer unteren Welle 23b, die drehbar von der
Grundplatte 18 gehalten wird. Die obere Welle 23a und die untere
Welle 23b sind durch eine Kupplung 24 verbunden. Das obere
Ende der oberen Welle 23a trägt den Drehflügel 19. Eine
Riemenscheibe 25 ist am unteren Ende der unteren Welle 23b unter
der Grundplatte 18 befestigt. Ein Motor 26 ist auf der Seite
des Scharniers 14 an der Grundplatte 18 im Gehäuse 11
montiert. Eine Drehwelle 27 des Motors 26 ragt von der
Grundplatte 18 nach unten und trägt an ihrem vorstehenden Ende
eine Riemenscheibe 28, die über einem Riemen 29 mit der
Riemenscheibe
25 verbunden ist. Dadurch kann der Drehflügel 19
durch den Motor 26 angetrieben werden.
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Ein Wassertank 31 ist im Gehäuse 11 befestigt, um dem
Behälter 16 Wasser 30 vom Tank 31 zuzuführen. Bei diesem Beispiel
ist eine Grundplatte 32 an der Grundplatte 18 befestigt, und
der Wassertank 31 ist an der Grundplatte 32 montiert. Der
Wassertank 31 liegt höher als der Behälter 16. Ein
Endabschnitt eines Rohrs 33 ist über ein schmales Loch, das sich
in einer Seitenwand des Wassertanks 31 befindet, in den
Wassertank 31 eingeführt und endet an dem Boden des Wassertanks
31. Das Rohr 33 ist an der Seite des Scharniers 14 aus dem
Wassertank 31 herausgeführt und wird um den Wassertank 31 zu
einer Stelle unmittelbar oberhalb des Behälters 16 geleitet.
Das andere Ende des Rohrs 33 wird an dem oberen Gehäuseteil
13 gehalten, so daß es der Mitte des Deckels 21 des Behälters
gegenüberliegend nach unten vorsteht, wenn das obere
Gehäuseteil 13 auf dem unteren Gehäuseteil 12 liegt, um es zu
bedecken.
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Eine Pumpe 39 ist mit dem Zwischenstück des Rohrs 33
verbunden. Die Pumpe 39 ist an dem oberen Gehäuseteil 13 montiert.
Wenn der Motor 41 angetrieben wird, wird das Wasser 30 aus
dem Wassertank 31 über das Rohr 33 in den Behälter 16
geleitet. Der Deckel 21 des Behälters 16 hat in der Mitte eine
flache kreisförmige Vertiefung 42, die im Schnitt gebogen
ist, und ein kleines Loch befindet sich im Deckel 21 in der
Mitte der kreisförmigen Vertiefung 42. Folglich wird das
Wasser vom Rohr 33 in die Vertiefung 42 geleitet, von wo es
durch das schmale Loch 43 in den Behälter 16 tropft. Der
Wassertank 31 ist mit einer wärmeisolierenden Schicht 44
bedeckt. Eine Deckenplatte des Wassertanks 31 wird als Deckel
31a benutzt, der einen Knopf 45 aufweist. Eine Eisbox 46
befindet sich im Wassertank 31, um darin Eis 47 aufzunehmen,
durch das die Temperatur des Wassers 30 im Wassertank 31 bei
Bedarf niedrig gehalten werden kann.
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Ein Heizung 48 ist vorgesehen, um den Behälter 16 zu heizen.
Die Heizung 48 besteht aus einer Heizung 48a für die
Oberhitze und einer Heizung 48b für die Unterhitze. Die Heizung
48a ist eine quadratische ringförmige Heizung, die in dem
oberen Gehäuseteil 13 gehalten wird, so daß sie etwas
oberhalb des Deckels 21 des Behälters 16 im wesentlichen parallel
dazu liegt, wenn das obere Gehäuseteil 13 sich in der
Position befindet, daß es das obere Gehäuseteil 12 bedeckt. Die
Heizung 48b ist ebenfalls eine quadratische ringförmige
Heizung und liegt etwas unterhalb der Bodenplatte des Behälters
im wesentlichen parallel dazu. Jede Seite der Heizungen 48a
und 48b ist größer als jede Seite der Deckenplatte des
Behälters 16.
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Im Behälter 16 ist eine feste Stange angeordnet und erstreckt
sich oberhalb des Drehkreises des Drehflügels 19 in dessen
radialer Richtung. Bei diesem Beispiel ist die feste Stange
49 an einer der Seitenplatten des Behälters 16 angebracht.
Die feste Stange 49 enthält einen Temperatursensor, der nicht
gezeigt ist, und dessen Anschlußleitung 51 ist aus dem
Behälter 16 herausgeführt. Die Anschlußleitung 51 ist abnehmbar
durch ein Verbindungsstück 50 mit dem Verbindungsgegenstück
verbunden, das sich beispielsweise auf dem vertikalen
Abschnitt der Grundplatte 32 befindet.
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An der Front des Gehäuses 11 ist auf einer Seite eine
Schalttafel 52 angebracht, und eine Steuereinrichtung 53 befindet
sich hinter der Schalttafel 52. Als Antwort auf den über die
Schalttafel 52 eingegebenen Befehl aktiviert die
Steuereinrichtung 53 die Pumpe 41, um Wasser 30 vom Wassertank 31 in
den Behälter 16 zu leiten, und gleichzeitig den Motor 26, um
den Drehflügel 19 anzutreiben, womit ein Knetvorgang
gestartet wird. Die Brotzutaten werden durch die Drehung des
Drehflügels 19 wiederholt um die feste Stange 49 gedreht. Dadurch
werden die Brotzutaten zu Teig geknetet. Wenn der
Temperatursensor in der festen Stange 49 einen vorbestimmten Wert
anzeigt, entscheidet die Steuereinrichtung 53, daß die
Teigtemperatur
bis zu einem vorbestimmten Wert angestiegen ist und
beendet den Knetvorgang, der von dem Fermentierungsvorgang
gefolgt wird. Das Entgasen im Fermentierungsvorgang erfolgt,
indem der Drehflügel 19 für eine kurze Zeitdauer angetrieben
wird.
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Nach Beendigung der Fermentierung für die Konditionierung im
Fermentierungsvorgang wird die Heizung 48 eingeschaltet, um
den Backvorgang zu starten. Durch das Backen bei einer
vorbestimmten Temperatur über eine vorbestimmte Zeitdauer wird
Brot im Behälter 16 gebacken. Ein Temperatursensor 54 zur
Temperatursteuerung während des Backens befindet sich in der
Nähe des Behälters 16.
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Der Behälter 16 kann bei Bedarf aus einer doppelten Wand
bestehen, indem im Inneren des Gehäuses 11 eine Innenplatte 55
vorgesehen wird. Die Innenplatte 55 besteht ebenfalls aus
oberen und unteren Innenplatten 55a und 55b entsprechend den
oberen und unteren Gehäuseteilen 13 und 12. Die Decken- und
Bodeninnenplatten 55a und 55b erstrecken sich ebenfalls zur
Seite der Grundplatte 32. Die Innenplatte 55 und die
Grundplatte 18 im Gehäuse 11 umschließen und isolieren den
Behälter 16 und die Heizung 48 und bilden dabei eine Heizkammer
40. Der Temperatursensor 54 wird zur Ermittlung der
Temperatur in der Heizkammer 40 benutzt.
Spezielles Beispiel des Aufbaus zur Halterung des Behälters
16
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Als nächstes folgt unter Bezugnahme auf Fig. 3 eine
Beschreibung der Montage des Behälters 16 an die Grundplatte 18, des
Drehflügels 19 und der festen Stange 49 usw. In Fig. 3 werden
Teile, die denen in Fig. 1 entsprechen, mit gleichen
Bezugszahlen bezeichnet. Der Behälter 16 ist beispielsweise aus
Aluminium hergestellt, und seine Innenfläche ist mit einer
wärmebeständigen Schicht 56, wie Tetrafluoräthylen,
beschichtet, so daß gebackenes Brot leicht aus dem Behälter 16
entnommen
werden kann, ohne daß es an seiner Innenfläche kleben
bleibt. Eine Halterung 58 ist über eine wärmeisolierende
Schicht 57 an der Unterseite der Bodenplatte 16b des
Behälters 16 befestigt. Die wärmeisolierende Schicht 57 besteht
aus einem Material mit niedriger Wärmeleitfähigkeit, wie
Tetrafluoräthylen oder Silikongummi, das die Wärmeübertragung
verhindert. Die Halterung 58 wird beispielsweise durch
Druckgießen von Metall in Form eines Kegelstumpfes hergestellt.
Eine Deckenplatte 58a der Halterung 58, die Bodenplatte 16b
des Behälters 16 und die dazwischengeschichtete
wärmeisolierende Schicht 57 sind durch Mieten 59 verbunden. Die
Halterung 58 hat einen Kantenflansch 61, der vom Umfangsrand
ihres unteren Endes absteht. Im Flansch 61 befinden sich in
gleichwinkeligen Abständen eine Vielzahl von radialen
Einschnitten, die nicht gezeigt sind.
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Andererseits ist an der Grundplatte 18 ein flaches, mit einem
Boden versehenes zylinderförmiges Gestell 62 montiert, das
etwa durch Druckgießen von Metall hergestellt wird. Das
Gestell 62 hat einen Ringflansch 63, der vom Umfangsrand seines
oberen Endes absteht, um den Flansch 61 der Halterung 58
aufzunehmen, und eine ringförmige Begrenzungsplatte 64, die sich
zur seitlichen Bewegungsbegrenzung des Flansches 61 der
Halterung 58 über den Umfangsrand des Flansches 63 erhebt.
Wenigstens zwei Stifte 65 ragen von der Begrenzungsplatte 64
nach innen vor und erstrecken sich zur vertikalen
Bewegungsbegrenzung der Halterung 58 gerade über oder im Kontakt mit
dem Flansch 61, der auf dem Ringflansch 63 aufliegt. Da der
Flansch 61, wie oben beschrieben, radiale Einschnitte
aufweist, kann die Halterung 58 vom Gestell 62 entfernt werden,
indem die Halterung 58 so gedreht wird, daß ihre radialen
Einschnitte den Stiften 65 gegenüberliegen. Die Bodenplatte
des Gestells 62 ist durch Mieten 66 mit der Grundplatte 18
verbunden.
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Die Deckenplatte der Halterung 58 hat in ihrer Mitte eine
Öffnung, um die ein zylindrisches Teilstück 67 so ausgebildet
ist, daß es sich von der Deckenplatte nach oben erstreckt.
Das zylindrische Teilstück 67 durchsetzt Löcher, die sich im
Boden 16b des Behälters 16 und der wärmeisolierenden Schicht
57 befinden, und ragt etwas in den Behälter 16. Ein ölloses
Lager 68 ist an dem zylindrischen Teilstück 67 befestigt, und
die obere Welle 23a der Drehwelle 23 ist durch das öllose
Lager 68 durchgeführt und wird von ihm drehbar gehalten. Eine
Dichtung 69 etwa aus Silikongummi wird zwischen der oberen
Welle 23a und dem zylindrischem Teilstück 67 gepackt, um zu
verhindern, daß zwischen ihnen Wasser ausläuft. Das untere
Ende der oberen Welle 23a ist mit einer Hälfte der Kupplung
24 versehen. Ein ölloses Lager 71 wird in ein zentrales Loch
in der Bodenplatte des Gestells 62 eingesetzt, und die untere
Welle 23b der Drehwelle 23 wird drehbar von dem Lager 71
gehalten. Das obere Ende der unteren Welle 23b ist mit der
anderen Hälfte der Kupplung 24 versehen. Bedarfsweise kann
auch ein Deckel 72 in der Nähe der Deckenfläche des Gestells
62 vorgesehen werden, und sich parallel zur Grundplatte 18
erstrecken.
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Der Drehflügel 19 ist abnehmbar an der Drehwelle 23, die in
den Behälter 16 eingesetzt ist, montiert. An der Unterseite
des einen Endabschnitts des Drehflügels 19 befindet sich ein
Kupplungsloch 73. Das Kupplungsloch 73 ist im wesentlichen
säulenartig, aber ein Teil seiner inneren Umfangsfläche ist
flach ausgeführt, wie mit 74 bezeichnet. Die Umfangsfläche
des Endabschnitts der Drehwelle 23 ist teilweise
abgeschnitten, um eine Kupplungsfläche 75 zu bilden. Der Endabschnitt
der Drehwelle 23 wird in das Kupplungsloch 73 eingeführt,
wobei die Kupplungsfläche 75 des ersteren mit dem flachen Teil
74 des letzteren im Kontakt gehalten wird, und dadurch wird
der Drehflügel 19 an der Drehwelle 23 montiert. Der
Drehflügel 19 dreht sich mit der Drehung der Drehwelle 23. Durch
Anheben des Drehflügels 19 kann dieser von der Drehwelle 23
abgenommen werden. Benachbart aber mit Abstand zur
Bodenplatte 16b des Behälters 16 erstreckt sich der Drehflügel 19
im rechten Winkel zur Drehwelle 23. Die Länge des Drehflügels
19
von der Drehwelle 23 ist etwas geringer als die halbe
Länge einer Seite der Bodenplatte 16b. Wie in Fig. 5 gezeigt,
ist der zur Aufnahme der Drehwelle 23 dienende Teil des
Drehflügels 19 in eine kreisrunde Form ausgeweitet, und, wie in
den Fig. 3 und 4 gezeigt, befindet sich an der Unterseite der
kreisrunden Form eine Ausnehmung zur Aufnahme des
zylindrischen Teilstücks 67, das in den Behälter 16 eingeführt ist.
Die in seiner Drehrichtung liegende Fläche des Drehflügels 19
ist beispielsweise etwa 600 zum Boden geneigt, wie mit 76
angedeutet. Bevorzugterweise ist der Drehflügel 19 zum Beispiel
aus Aluminium hergestellt und mit einer Schicht aus
Tetrafluoräthylen beschichtet, um die Ablösung von Brot vom
Drehflügel 19 zu erleichtern.
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Wie in Fig. 3 gezeigt, befindet sich im unteren Teil einer
Seitenwand 16s des Behälters 16 ein Loch, und an der
Außenseite der Seitenwand 16s ist in Ausrichtung mit dem Loch eine
röhrenförmige Fassung 77 aus einem metallischen Material
montiert. Ein Haltering 78 aus einem hitzebeständigen,
harzartigen Material wie Tetrafluoräthylen ist an der inneren
Umfangsfläche der Fassung 77 befestigt. Die feste Stange 49
wird von der Außenseite der Seitenwand 16s her in den
Haltering 78 eingeführt und dadurch abnehmbar am Behälter 16
montiert. Die feste Stange 49 befindet sich relativ nahe
oberhalb des Drehkreises des Drehflügels 19. Wenn etwa ein Pfund
Brot gebacken wird, sind der Drehkreis und die feste Stange
49 beispielsweise ca. 1,5 cm beabstandet. Die feste Stange 49
erstreckt sich in radialer Richtung des vorgenannten
Drehkreises, und die Länge der sich in den Behälter 16
erstreckenden festen Stange 49 ist ungefähr 1/4 bis 1/6 einer
Seite der Bodenplatte 16b des Behälters 16. Die feste Stange
49 kann vorzugsweise zum Beispiel aus Aluminium sein und über
ihre ganze äußere Umfangsfläche mit einer Ablöseschicht etwa
aus Tetrafluoräthylen beschichtet sein, um zu vermeiden, daß
Brot an ihr kleben bleibt. In der festen Stange 49 befindet
sich eine dünne Bohrung, die sich von ihrer äußeren Endfläche
zu ihrer inneren erstreckt. Ein Temperatursensor 79, zum
Beispiel
ein negatives Temperaturfühler-Widerstandselement,
befindet sich am inneren Ende der Bohrung, und eine mit dem
Temperatursensor 79 verbundene Anschlußleitung 51 ist aus dem
Behälter 16 herausgeführt. Für die Heizungen 48a und 48b
können zum Beispiel Nichrom-Drähte verwendet werden.
Steuereinrichtung
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Als nächstes werden die mit der Steuerung zusammenhängenden
Teile beschrieben. Fig. 6 zeigt ein Beispiel der in Fig. 1
gezeigten Schalttafel 52. In einem Broteinstellabschnitt 83
sind eine Vollautomatik-Taste 84, eine Halbautomatik-Taste
85, sowie Broteinstelltasten 86a, 86b und 86c etwa für
einfaches, französisches und deutsches Brot, und
Mengeneinstelltasten 87a, 87b und 87c für etwa 0,5, 1,0 und 1,5 Pfund
vorgesehen. Dieses Beispiel ist so ausgeführt, daß es auch als
Ofen zum Kochen benutzt werden kann. Deshalb sind die Tasten
für die Ober-, Ober/Unter- und Unterhitze 89a, 89b und 89c in
einem Ofeneinstellabschnitt 88 vorgesehen. Desweiteren sind
eine Löschtaste 91 und eine Starttaste 92 vorgesehen. Bei
diesem Beispiel werden Membranschalter für die Tasteneingabe
verwendet, und unter einer Folie, auf der die oben genannten
Tasten gekennzeichnet sind, sind flache, plattenförmige
Schalter angebracht, von denen jeder durch Drücken der
darüberliegenden Folie aktiviert werden kann. Es ist auch
möglich, die Membranschalter durch Druckknopfschalter zu
ersetzen, und ihre Druckknöpfe werden in diesem Fall statt der
obengenannten Tasten verwendet. Auf der Schalttafel 52 sind
ferner ein Zeiteinstellknopf 93, ein Temperaturauswahlknopf
94, ein Uhreinstellknopf 95, ein Zeitschalterknopf 96 und
eine Zeitanzeige 97, wie zum Beispiel eine
Flüssigkristallanzeige, angebracht.
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Die Steuereinrichtung 53 in Fig. 1 wird durch einen
Mikrocomputer gebildet, wie in Fig. 7 gezeigt. Die Schalter, die
durch Drücken der Tasten des Broteinstellabschnitts 83 und
des Ofeneinstellabschnitts 88, der Löschtaste 91 und der
Starttaste 92 aktiviert werden, sind als Schaltermatrix
ausgebildet, und wenn eine der Tasten ausgewählt und gedrückt
wird, werden Daten, die die gedrückte Taste kennzeichnen, in
den Mikrocomputer eingegeben. Schalter 95s und 96s, die durch
den Uhreinstellknopf 95 bzw. den Zeitschalterknopf 96
gesteuert werden, sind ebenfalls mit dem Mikrocomputer 98
verbunden, um ihren Steuerzustand in diesen einzugeben. Wenn der
Zeiteinstellknopf 93 gedreht wird, wird ein Stellwiderstand
93r eingestellt, und wenn eine Temperatur durch das Drehen
des Temperatureinstellknopfs 94 ausgewählt wird, wird ein
Stellwiderstand 94r entsprechend eingestellt. Die so
eingestellten Widerstandswerte der Stellwiderstände 93r und 94r
werden zur Eingabe in den Mikrocomputer 98 in digitale Form
umgewandelt. Desweiteren sind der Temperatursensor 54 in der
Heizkammer 40 in Fig. 1 und der Temperatursensor 79 in der
festen Stange 19 in Fig. 3 mit dem Mikrocomputer 98
verbunden.
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Der Mikrocomputer 98 liefert an einen Treiber 101 Daten zur
Anzeige an der Zeitanzeige 97 in Fig. 6 und steuert die
entsprechende der Leuchtdioden 102, die an den Positionen der
verschiedenen Tasten zur Anzeige der Ausgabe vom
Mikrocomputer 98 vorgesehen sind. Die Heizungen für die Ober- und
Unterhitze 48a und 48b, der Motor 26 und die Pumpe 39 werden
ebenfalls vom Mikrocomputer gesteuert. Auch ein Alarmsummer
103 ist mit dem Mikrocomputer verbunden.
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Der Mikrocomputer 98 enthält ein Zeitgeberprogramm und führt
dieselbe Funktion aus wie eine Uhr mit einem normalen
Mikrocomputer, und seine Uhreinstellbetätigung ist ebenfalls wie
üblich. Dies wird kurz beschrieben. Wenn man den
Uhreinstellknopf 95 einmal drückt, blinken eine AM oder PM Anzeige und
eine Stundenanzeige 97h, und in diesem Zustand wird der
Zeiteinstellknopf 93 nach rechts oder links gedreht, abhängig
davon, ob die Uhr vor- oder zurückgestellt werden soll,
wodurch die Stundenanzeige 97h entsprechend aufeinanderfolgende
Änderungen durchläuft. Wird der Uhreinstellknopf 95 nochmals
gedrückt, wenn die Stundenanzeige die gewünschte Zeit
anzeigt, die eingestellt werden soll, dann blinkt eine
Minutenanzeige 97m der Zeitanzeige 97. In diesem Zustand wird der
Zeiteinstellknopf 93 gedreht, um die Minutenanzeige
einzustellen, und dann wieder der Uhreinstellknopf 95 gedrückt,
wodurch die Minutenanzeige 97m aufhört zu blinken. Die Uhr
arbeitet dann entsprechend der so eingestellten Zeit und die
Zeit wird an der Zeitanzeige 97 angezeigt.
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Als nächstes folgt eine Beschreibung des automatischen
Brotbackprozesses.
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Zuerst werden der Drehflügel 19 und die feste Stange 49 in
den Behälter 16, der aus dem Gehäuse 11 herausgenommen ist,
eingesetzt und dann werden die Brotzutaten, das sind, wenn
zum Beispiel ein Pfund einfaches Brot gebacken werden soll,
300 g Weizenmehl, 4,8 g Salz, 9 g Butter, 6 g entrahmte Milch
(Milchpulver), 15 g Zucker und 4,8 g schnell-lösliche
trockene Hefe, in den Behälter 16 gegeben und auf diesen der
Deckel 21 gesetzt. Wasser (200 g im Fall von einem Pfund
einfachen Brots) wird in den Wassertank 31 gegossen. Wenn nötig
wird kaltes Wasser benutzt oder Eis in die Eisbox 46 gegeben.
Der Behälter 16 wird in das Gehäuse 11 eingesetzt und der
Temperatursensor 79 wird über das Verbindungsstück 50 mit der
Steuereinrichtung 53 verbunden. Dann wird die Vollautomatik-
Taste 84 auf der Schalttafel 52 gedrückt. Daraufhin leuchten
die Leuchtdioden an den Positionen der Vollautomatik-Taste
84, der Taste 86a für einfaches Brot und die Taste 87b für 1
Pfund Brot auf. Wenn französisches oder deutsches Brot
gebacken werden soll, wird die entsprechende Taste 86a oder 86c
gedrückt, und wenn die gewünschte Menge des Brots, das
gebacken werden soll, geändert wird, wird die entsprechende
Taste 87a oder 87c für 0,1 oder 1,5 Pfund gedrückt.
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Diesem folgt das Einstellen der Zeit, zu der das Backen
beendet sein soll. Diese Einstellung wird in der gleichen Weise
durchgeführt, wie das oben beschriebene Einstellen der Uhr,
aber in diesem Fall wird der Zeitschalterknopf 96 anstelle
des Uhreinstellknopfs 95 benützt. Zu diesem Zeitpunkt wird
eine Zeitschalterzeit an der Zeitanzeige 97 angezeigt.
Zuletzt wird die Starttaste 92 gedrückt.
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Die Steuerung wird durch die Steuereinrichtung 53 so
ausgeführt, wie beispielsweise in dem Flußdiagramm der Fig. 8A und
8B gezeigt. Nach dem Starten der Steuereinrichtung 53 werden
in Schritt S&sub1; Daten betreffend die Tasten, die auf der
Schalttafel 52 gedrückt wurden, und die auf dem Zeitschalter
eingestellte Zeit in der Reihenfolge der Betätigung in die
Steuereinrichtung 53 eingegeben und in vorbestimmten
Bereichen eines RAM im Mikrocomputer 98 gespeichert. Nach der
Eingabe dieser Konditionen wartet die Steuereinrichtung 53 auf
das Drücken der Starttaste 92 in Schritt S&sub2;. Nach dem Drücken
der Starttaste 92 wird in Schritt S&sub3; entschieden, ob der
Zeitschalter eingestellt wurde, und wenn ja, werden in
Schritt S&sub4; die Zeitpunkte für den Start des Vorheizens und
Knetens berechnet. Der Zeitpunkt für den Start des Knetens
wird von einer benötigten Zeit T&sub0; kalkuliert, die durch die
Art und die Menge des Brots sowie die gewünschte Zeit, zu der
das Brot gebacken sein soll, welche über die Schalttafel 52
eingegeben werden, bestimmt wird. Die Startzeit für das
Vorheizen wird als eine Zeit eine Stunde vor der Startzeit für
das Kneten kalkuliert. Wenn beispielsweise die Taste für
einfaches Brot 86a und die Taste für 1,0 Pfund 87b gedrückt
wurden, liegt die Startzeit für das Kneten drei Stunden und zehn
Minuten (die benötigte Zeit T&sub0;) vor der gewünschten Zeit, zu
der das Backen beendet sein soll, und eine Stunden davor ist
die Startzeit für das Vorheizen.
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In Schritt S&sub5; wird entschieden, ob die Zeit der eingebauten
Uhr die kalkulierte Startzeit für das Vorheizen erreicht hat,
und wenn ja, geht der Ablauf weiter zu Schritt S&sub6;, in dem das
Innere der Heizkammer 40 auf einer konstanten Temperatur von
zum Beispiel 20ºC gehalten wird. Auf der Basis des
Ausgangssignals vom Temperatursensor 54 in der Heizkammer 40 wird
entschieden, ob die Temperatur darin unter 20ºC ist, und wenn
ja, wird die Heizung 48 (beide Heizungen 48a und 48b)
eingeschaltet. In Schritt 57 wird geprüft, ob die vorgenannte
kalkulierte Startzeit für das Kneten gekommen ist oder nicht,
und wenn nicht, kehrt der Ablauf zu Schritt S&sub6; zurück, in dem
entschieden wird, ob die Temperatur in der Heizkammer 40
unter 20ºC ist oder nicht. Wenn nicht, wird die Heizung 48
ausgeschaltet und der Ablauf geht zu Schritt S&sub7;. Auf diese Weise
wird, nachdem die Startzeit für das Vorheizen erreicht wurde,
der Betrieb ausgeführt, mit dem die Temperatur in der
Heizkammer 40 auf dem vorbestimmten Wert gehalten wird.
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Wenn in Schritt S&sub7; entschieden wird, daß die Startzeit für
das Kneten gekommen ist, geht der Ablauf weiter zu Schritt S&sub8;
und startet den Knetvorgang. Zuerst werden der Motor 26 und
auch die Pumpe 39, um Wasser 30 vom Wassertank 31 dem
Behälter 16 zuzuführen, angetrieben. Daraufhin werden die
Brotzutaten im Behälter 16 geknetet. In Schritt S&sub9; wird ein
Ablauf wie in Schritt S&sub6; zum Halten der Temperatur in der
Heizkammer 40 auf einem vorbestimmten Wert durchgeführt. In
Schritt S&sub1;0 wird beispielsweise durch den eingebauten
Zeitschalter geprüft, ob das Kneten für eine vorbestimmte Zeit
Ta, zum Beispiel drei Minuten, durchgeführt wurde. Wenn
nicht, kehrt der Ablauf zu Schritt S&sub9; zurück, und, wenn drei
Minuten vergangen sind, wird das Antreiben der Pumpe 39 in
Schritt S&sub1;&sub1; gestoppt. In Schritt S&sub1;&sub2; wird anhand des
Meßsignals vom Temperatursensor 79 in der festen Stange 49 geprüft,
ob die Temperatur des Teiges 81 einen vorbestimmten Wert Fa,
zum Beispiel 28ºC, erreicht hat. Wenn nicht, kehrt der Ablauf
zu Schritt S&sub9; zurück, und wenn ja, wird in Schritt S&sub1;&sub3; die
Drehung des Motors 26 gestoppt, womit der Knetvorgang beendet
ist, an den sich der Fermentierungsschritt anschließt.
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Der Fermentierungsvorgang beginnt mit primärer Fermentierung
des Teiges 81 in Schritt S&sub1;&sub4;. In Schritt S14a wird geprüft,
ob die Temperatur in der Heizkammer 40 auf einem
vorbestimmten Wert Fb gehalten wird, das heißt wenn etwa ein Pfund
einfaches
Brot gebacken werden soll, unter 28ºC. Wenn die
Temperatur unter 28ºC ist, wird in Schritt S14b die Heizung 48
eingeschaltet und der Ablauf geht zu Schritt S14c. Wenn
entschieden wird, daß die Temperatur höher als 28ºC ist, wird
die Heizung 48 in Schritt S14d abgeschaltet und der Ablauf
geht weiter zu Schritt S14c. In Schritt S14c wird geprüft, ob
eine vorbestimmte Zeit Tb oder sechzig Minuten im
obengenannten Fall nach dem Start des primären Fermentierungsvorgangs
vergangen sind, und wenn nicht, kehrt der Ablauf zu Schritt
S14a zurück. Wenn sechzig Minuten vergangen sind, wird die
primäre Fermentierung beendet und der Ablauf geht weiter zu
Schritt S&sub1;&sub5;, in dem der Motor 26 für eine kurze Zeitperiode
tb (acht Sekunden beim obengenannten Beispiel) angetrieben
wird, wobei der durch die Fermentierung aufgegangene Teig 81
entgast wird. Als nächstes wird in Schritt S&sub1;&sub6; das Innere der
Heizkammer 40 auf einer vorbestimmten Temperatur Fc (28ºC im
obengenannten Beispiel) für eine vorbestimmte Zeitdauer (30
Minuten im obengenannten Beispiel) gehalten, wodurch die
sekundäre Fermentierung bewirkt wird. Die Temperaturkontrolle
für die sekundäre Fermentierung wird in derselben Weise
ausgeführt, wie bei der primären Fermentierung. Nach Beendigung
der sekundären Fermentierung wird der Motor 26 in Schritt S&sub1;&sub7;
für eine vorbestimmte Zeitdauer tc (acht Sekunden im
obengenannten Beispiel) angetrieben, um den Teig 81 zu entgasen.
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Der Ablauf geht weiter zu Schritt S&sub1;&sub8;, und es wird geprüft,
ob in Schritt S&sub1; die Vollautomatik-Taste 84 gedrückt wurde.
Im Fall des vollautomatischen Betriebsablaufs wird in Schritt
S&sub1;&sub9; die Heizkammer 40 über eine vorbestimmte Zeitdauer Td (50
Minuten im obengenannten Beispiel) auf einer vorbestimmten
Temperatur Fd (38ºC im obengenannten Beispiel) gehalten,
wodurch der Fermentierungsschritt zur Konditionierung des
Teiges 81 durchgeführt wird. Der Fermentierungsschritt endet mit
der Fermentierung für die Konditionierung und wird vom
Backschritt gefolgt.
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Der Backvorgang beginnt mit Schritt S&sub2;&sub0;, in dem geprüft wird,
ob die Temperatur in der Heizkammer 40 unter einem
vorbestimmten Wert Fe (220ºC im obengenannten Beispiel) ist oder
nicht. Wenn ja, werden in Schritt S&sub2;&sub1; die Heizungen 48a und
48b für die Ober- und Unterhitze eingeschaltet. Wenn in
Schritt S&sub2;&sub0; entschieden wird, daß die Temperatur in der
Heizkammer 40 höher als 220ºC ist, werden in Schritt S&sub2;&sub3; die
Heizungen 48a und 48b ausgeschaltet und es folgt Schritt S&sub2;&sub2;. In
Schritt S&sub2;&sub2; wird geprüft, ob eine vorbestimmte Zeitdauer Te
(20 Minuten im obengenannten Beispiel) nach dem Beginn des
Backvorgangs vergangen ist. Wenn nicht, kehrt der Ablauf zu
Schritt S&sub2;&sub0; zurück, und wenn ja, geht der Ablauf weiter zu
Schritt S&sub2;&sub4;, in dem die Heizungen 48a und 48b ausgeschaltet
werden. Im nächsten Schritt S&sub2;&sub5; wird entschieden, ob die
Temperatur in der Heizkammer 40 höher als 220ºC ist oder nicht.
Wenn die Temperatur unter 220ºC ist, geht der Ablauf zu
Schritt S&sub2;&sub6;, in dem nur die Heizung 48b für die Unterhitze
eingeschaltet wird, und der Ablauf geht zu Schritt S&sub2;&sub7;. Wenn
entschieden wird, daß die Temperatur höher als 220ºC ist,
wird der Heizung 48b für die Unterhitze ausgeschaltet, und
dann geht der Ablauf weiter zu Schritt S&sub2;&sub7;. Im Schritt S&sub2;&sub7;
wird geprüft, ob eine vorbestimmte Zeitdauer Tf (fünf Minuten
im obengenannten Beispiel) nach Beendigung des Schritts S&sub2;&sub2;
vergangen ist. Wenn noch nicht fünf Minuten vergangen sind,
kehrt der Ablauf zu Schritt S&sub2;&sub5; zurück. Wenn in Schritt S&sub2;&sub7;
entschieden wird, daß fünf Minuten nach Beendigung des
Schritts S&sub2;&sub2; vergangen sind, werden die Heizungen 48a und 48b
für die Ober- und Unterhitze in Schritt S&sub2;&sub9; aus geschaltet,
und im Schritt S&sub3;&sub0; summt der Summer eine vorbestimmte
Zeitdauer, um die Beendigung des Backens anzuzeigen. Der
Backvorgang endet mit Schritt S&sub3;&sub0;
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Fig. 9A, B und C sind Zeitdiagramme der oben beschriebenen
Steuerung der Temperatur der Heizkammer 40, des Motors 26 und
der Pumpe 39. Beim Fermentierungsvorgang ist es in Schritt
S&sub1;&sub5; auch möglich, ein als Verfahren mit nochmaliger
Durchmischung des Teiges bezeichnetes Verfahren anzuwenden, bei dem
der Teig 81 nochmals durchmischt wird, indem der Motor 26
eine vorbestimmte Zeitdauer angetrieben wird, die die
benötigte Zeit für das Entgasen des Teigs 81 um etwa fünf Minuten
überschreitet. Wenn gewünscht wird, daß die Brotbackmaschine
sofort in Betrieb gesetzt wird, wird die für das Beenden des
Backens gewünschte Zeit im Vorbereitungsschritt nicht
eingestellt. Deshalb wird im Schritt S&sub3; in Fig. 8A entschieden,
daß der Zeitschalter nicht eingestellt wurde. Der
Betriebsablauf geht sofort zu Schritt S&sub7;, und nachdem die Temperatur in
der Heizkammer 40 so gesteuert wurde, daß sie auf 20ºC
verbleibt, beginnt der Knetvorgang.
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Für den oben genannten Betriebsablauf ist in einem RAM 106
des Mikrocomputers 98 (Fig. 10) ein Broteinstell-Flagbereich
107 vorgesehen, und in diesem Bereich 107 sind Flags 107a bis
107h gespeichert, die der Vollautomatik-Taste 84, der
Halbautomatik-Taste 85, der Taste für einfaches Brot 86a, der Taste
für französisches Brot 86b, der Taste für deutsches Brot 86c,
der Taste für 0,5 Pfund 87a, der Taste für 1,0 Pfund 87b bzw.
der Taste für 1,5 Pfund 87c entsprechen, und die abhängig
davon ob die zugehörige Taste gedrückt wurde oder nicht, "1"
oder "0" werden. In ähnlicher Weise sind in einem Bereich 108
des RAM 106 Flags 108a, 108b und 108c gespeichert,
entsprechend der Taste für die Oberhitze 89a, der Taste für die
Ober/Unterhitze 89b bzw. der Taste für die Unterhitze 89c.
Der Zeitpunkt (oder die Zeit), der durch das Drücken des
Zeitschalterknopfs 96 eingegeben wird, zum Beispiel das
Backzeitende, wird in einem Bereich 109 des RAM 106 gespeichert.
Die Startzeiten für das Vorheizen und das Kneten, die im
Schritt S&sub4; in Fig. 8A berechnet werden, werden in Bereichen
111 bzw. 112 des RAM 106 gespeichert. Ein Bereich 113 des RAM
106 ist für den eingebauten Zeitschalter vorgesehen, der den
Ablauf der verschiedenen Zeiten feststellt. Die benötigte
Zeit T&sub0;, die Menge des zugeführten Wassers und die Temperatur
und Dauer jeden Schrittes des Fermentierungsprozesses
unterscheiden sich je nach der Art und der Menge des gewünschten,
zu backenden Brots. Deswegen sind ihre Werte als Tabelle, wie
in Fig. 11 gezeigt, vorab entsprechend dem Zustand der Flags
107c bis 107h, die die Arten und Mengen von Brot anzeigen,
gespeichert. Mit einer solchen Anordnung sind, wenn etwa ein
Pfund einfaches Brot gebacken werden soll, die Flags 107c und
107g jeweils 1 und diese 1 Zustände werden zur Steuerung des
gesamten Brotbackvorgangs ausgelesen.
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Wenn die Umgebungstemperatur hoch ist, wie es im Sommer der
Fall sein kann, kann der Knetvorgang manchmal in folgender
Weise ausgeführt werden. Beispielsweise wird der Teig erst 15
Minuten bedingungslos geknetet, und wenn nach 15 Minuten die
Teigtemperatur über 28ºC ist, wird der Teig nicht weiter
geknetet. Wenn die Teigtemperatur unter 28ºC ist, wird der Teig
weiter geknetet, bis seine Temperatur auf 28ºC steigt. Als
Alternative wird, wenn die Teigtemperatur innerhalb von 15
Minuten nach dem Beginn des Knetens 28ºC erreicht, der Teig
geknetet, bis die Teigtemperatur auf 32ºC steigt. Wenn die
niedrigste Teigtemperatur während fünf Minuten nach dem
Beginn des Knetens 21ºC oder darüber ist, wird das Kneten in
dem Moment beendet, wenn die Teigtemperatur den oben
genannten niedrigsten Wert um 8ºC übersteigt. Der Teig wird vom
kalten Wasser 30, das dem Behälter 16 gleichzeitig mit dem
Beginn des Knetens zugeführt wurde, gekühlt, und die
Teigtemperatur wird in ein bis zwei Minuten auf einen Minimumwert
reduziert.
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Bei dem in den Fig. 8A und 8B gezeigten Betriebsablauf geht
der Ablauf von Schritt S&sub1;&sub8; weiter zu Schritt S&sub2;&sub9;, wenn die
Halbautomatik-Taste 85 gedrückt wurde. Demzufolge endet der
Ablauf mit dem Entgasen nach der sekundären Fermentierung.
Wenn die Backmaschine nur zur Fermentierung benutzt wird,
wird der Teig in den Behälter 16 gegeben, eine der Tasten für
die Oberhitze, die Ober/Unterhitze oder die Unterhitze wird
gedrückt, zur Einstellung der Fermentierungszeit durch den
Zeiteinstellknopf 93 wird der Zeitschalterknopf 96 gedrückt,
und der Temperaturknopf 94 wird gedreht, um eine gewünschte
Temperatur einzustellen. Danach wird die Starttaste 92
gedrückt.
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Wie oben beschrieben können gemäß der vorliegenden Erfindung
das Kneten, die Fermentierung und das Backen von Teig unter
der Steuerung durch die Steuereinrichtung ausgeführt werden.
Dabei ist der Temperatursensor in der Nähe eines Abschnitts
vorgesehen, gegen den der durch den Drehflügel geknetete Teig
gepreßt wird, und, wenn der Temperatursensor ermittelt hat,
daß die Teigtemperatur ungefähr 28ºC erreicht hat, wird der
Kentvorgang unterbrochen. Dementsprechend kann ein
glänzender, Gluten enthaltender Teig erhalten werden, und deshalb
kann Brot mit guter Qualität gebacken werden. Desweiteren
kann, wenn die gewünschte Zeit, zur der das Brot gebacken
sein soll, voreingestellt wird, dementsprechend die Startzeit
für den Knetvorgang durch Rückrechnen erhalten werden. Dies
erleichtert das Kalkulieren der Zeit für den Beginn des
Knetvorgangs, wenn beispielsweise die Brotbackmaschine zum Backen
von Brot am nächsten Morgen voreingestellt werden soll.