DE3642180C2

DE3642180C2 -

Info

Publication number: DE3642180C2
Application number: DE3642180A
Authority: DE
Inventors: Kurt Wolf; Wolfram 7547 Wildbad De Andre
Original assignee: Fissler GmbH
Current assignee: Fissler GmbH
Priority date: 1986-12-10
Filing date: 1986-12-10
Publication date: 1988-11-03
Also published as: SE460247B; IT8722833A0; CH675658A5; SE8704817L; FR2608344A1; FR2608344B1; JPS63190276A; US4839503A; SE8704817D0; DE3642180A1; KR880008688A; IT1226067B

Description

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zum Beeinflussen der Gar- bzw. Kochzeit bei einem mittels einer elektrischen Kochplatte mit Steuerschaltung aufheizbaren Kochgefäß, bei der die Temperatur im bzw. am Kochgefäß erfaßt und über die Steuerschaltung zur Regelung der Heizleistung der Kochplatte ausgenützt wird, bei der die Gar- bzw. Kochzeit mittels eines einstellbaren Zeitgliedes vorgebbar ist, bei der die Kochplatte eine Zeitspanne vor Ablauf der vorgegebenen Gar- bzw. Kochzeit abschaltbar ist, die um so größer ist, je größer die aus Daten der Aufheizphase ermittelte Wärmemenge und damit die Abkühlzeit des sich daraus ergebenden Abkühlvorganges nach dem Abschalten der Kochplatte ist.

Aus der DE-OS 33 14 398 ist eine derartige Anordnung bekannt, bei der aus dem Anstieg der Temperatur in der Aufheizphase eine Information darüber gewonnen wird, welche Menge an vorzugsweise flüssigem Kochgut im Kochgefäß enthalten ist und wie demzufolge der Abkühlvorgang nach dem Abschalten der Kochplatte vor sich geht. Auf diese Weise kann der Abkühlvorgang zur Verlängerung der Gar- bzw. Kochzeit ausgenützt werden. Dabei ist zu berücksichtigen, daß sich die Garwirkung auf die Speisen etwa je 10°C Temperaturabnahme halbiert. Es ist deshalb sinnvoll, das Nachgaren nach dem Abschalten der Kochplatte nur bis zum Abfall auf etwa die Siedetemperatur des Wassers zu berücksichtigen, d. h. bei einem Dampfdruckkochtopf bis zum drucklosen Zustand. Der Energieaufwand für den Gar- bzw. Kochvorgang wird dadurch auf das Mindestmaß reduziert und eine unerwünschte Verlängerung des Gar- bzw. Kochvorganges durch den Abkühlvorgang wird vermieden. Der durch die Gar- bzw. Kochzeit vorgegebene Gar- bzw. Kochvorgang wird daher unter Berücksichtigung der Menge des Kochgutes im Kochgefäß und des jeweils auftretenden Abkühlvorganges eingehalten.

Die DE-OS 33 16 799 zeigt eine Anordnung für einen Dampfdruckkochtopf, bei der die Zeitdauer vom Erreichen der zur Einleitung einer wesentlichen Dampfbildung erforderlichen Temperatur bis zum Erreichen der Siedetemperatur des Wassers ausgenützt wird, um eine Information darüber zu erlangen, wie groß die Menge an vorzugsweise festem Kochgut über dem Wasserbad ist. Bei zunehmender Menge des Kochgutes nimmt diese Zeitdauer entsprechend zu und die im Kochgut gespeicherte Wärmemenge steigt entsprechend an, so daß die Kochplatte entsprechend vorzeitig abgeschaltet werden kann. Die vorgegebene Gar- bzw. Kochzeit wird durch die Abkühlphase entsprechend verlängert und daher eingehalten. Mit steigender Zeitdauer kann die Abschaltung der Kochplatte entsprechend früher eingeleitet werden.

Es ist auch bekannt, sowohl den Anstieg der Temperatur in der Aufheizphase, als auch die Zeitdauer, die vom Erreichen der für die Einleitung einer wesentlichen Dampfbildung erforderlichen Temperatur, bis zum Erreichen der Siedetemperatur des Wassers verstreicht, in einer Anordnung zur vorzeitigen Abschaltung der Kochplatte auszunützen, wie die DE-OS 33 23 399 zeigt. Dabei wird die Zeitspanne für die Verkürzung der Einschaltzeit der Kochplatte aus beiden Informationen abgeleitet. Bei einem vorgegebenen maximalen Anstieg der Temperatur in der Aufheizphase wird dabei nur noch die erfaßte Zeitdauer für die Ableitung der Zeitspanne ausgenützt.

Das Aufsummieren von Meßwerten zur Festlegung der Gar- bzw. Kochzeit bei einem Gar- bzw. Kochvorgang ist durch die DE-OS 29 32 039 und die DE-OS 29 49 890 bekannt. Die Gar- bzw. Kochzeit wird in einem Zeitglied vorgegeben, das sich selbsttätig in Abhängigkeit von der Temperatur bzw. dem Druck im Kochgefäß anpaßt. Die Abkühlphase nach dem Abschalten des Heizelementes hat dabei keinen Einfluß auf das Zeitglied und damit die vorgegebene Gar- bzw. Kochzeit.

Es hat sich gezeigt, daß gerade bei der Erfassung des Anstieges der Temperatur in der Aufheizphase falsche Meßergebnisse erhalten werden, wenn beim Einschalten der Kochplatte die Starttemperatur des Kochgutes über der Raumtemperatur liegt. Der Anstieg der Temperatur im Temperaturmeßbereich ändert sich bei gleicher Menge an Kochgut in Abhängigkeit von der Starttemperatur. Bei steigender Starttemperatur wird der Anstieg der Temperatur im Temperaturmeßbereich langsamer. Es wird also eine größere Menge an Kochgut vorgetäuscht und damit wird die abgeleitete Zeitspanne zu groß. Die Folge davon ist, daß der Abkühlvorgang zu kurz ist und daß bei der vorzeitigen Abschaltung der Kochplatte die Abkühlphase nicht ausreicht, den Gar- bzw. Kochvorgang solange aufrechtzuerhalten, bis eine der vorgegebenen Gar- bzw. Kochzeit entsprechende Garung erreicht ist. Die höheren Starttemperaturen sind aber häufig gegeben. Es sei nur an ein vorausgehendes Anbraten einer Speise im Kochgefäß erinnert. Dabei wird das Kochgefäß gut durchgewärmt. Die Speise wird danach z. B. mit einer heißen Brühe abgelöscht.

Dabei ist die Starttemperatur vielfach im Temperaturbereich zwischen der zur Einleitung einer wesentlichen Dampfbildung erforderlichen Temperatur und der Siedetemperatur des Wassers. Bei diesen hohen Starttemperaturen ist die Aufheizphase bis zur Siedetemperatur nicht mehr geeignet, um Informationen über die zu erwartende Abkühlphase zu erhalten.

Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Anordnung der eingangs erwähnten Art zu schaffen, bei der selbst bei Starttemperaturen zwischen der zur Einleitung einer wesentlichen Dampfbildung erforderlichen Temperatur und der Siedetemperatur des Wassers eine Information ableitbar ist, die eine vorzeitige Abschaltung der Kochplatte ermöglicht, um die Abkühlphase zur Einhaltung der vorgegebenen Gar- bzw. Kochzeit ausnützen zu können.

Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, daß bei einem Heißstart mit einer Starttemperatur zwischen der für die Einleitung einer wesentlichen Dampfbildung erforderlichen Temperatur und der Siedetemperatur des Wassers die Zeitdauer vom Erreichen der Siedetemperatur bis zum Erreichen einer vorgegebenen, knapp über der Siedetemperatur liegenden Meßtemperatur gemessen wird, und daß die ermittelte Zeitdauer zur Ermittlung der Zeitspanne für die vorzeitige Abschaltung der Kochplatte um einen Betrag reduziert wird, der um so größer ist, je höher die Starttemperatur bei der Einschaltung der Kochplatte war.

Es hat sich gezeigt, daß die Zeitdauer, die vom Erreichen der Siedetemperatur des Wassers bis zum Erreichen der vorgegebenen Meßtemperatur verstreicht, zur Ermittlung der Zeitspanne für die vorzeitige Abschaltung der Kochplatte ausgenützt werden kann, wenn die erfaßte Zeitdauer einer Korrektur unterzogen wird, die abhängig ist von der Starttemperatur beim Einschalten der Kochplatte. Mit höher werdender Starttemperatur nimmt die zum Erreichen der Siedetemperatur des Wassers erforderliche Wärmemenge um so mehr ab, je kleiner der Abstand zur Siedetemperatur ist. Die daraus resultierende Verlängerung der ermittelten Zeitdauer wird dadurch kompensiert, daß diese Zeitdauer um so mehr reduziert wird, je höher die Starttemperatur war. Starttemperaturen höher als die Siedetemperatur sind aus physikalischen Gründen nicht möglich.

Es hat sich dabei als ausreichend erwiesen, daß die ermittelte Zeitdauer um einen Betrag reduziert wird, der proportional mit der Zunahme der Starttemperatur zunimmt und bei einer Starttemperatur, die der zur Einleitung einer wesentlichen Dampfbildung erforderlichen Temperatur entspricht, Null ist. Dies bedeutet, daß die Korrektur der erfaßten Zeitdauer nur erforderlich ist, wenn die Starttemperatur zwischen der zur Einleitung einer wesentlichen Dampfbildung erforderlichen Temperatur und der Siedetemperatur des Wassers liegt.

Nach einer Ausgestaltung ist vorgesehen, daß die Zeitdauer direkt zur Ermittlung der Zeitspanne verwendet wird, wobei bei Starttemperaturen größer als die zur Einleitung der Dampfbildung erforderlichen Temperatur ein Betrag abgezogen wird, der mit der Temperaturzunahme über der Temperatur proportional zunimmt und bei der Temperatur Null ist. Bei der Ableitung der Zeitspanne und Reduzierung der im Zeitglied vorgegebenen Gar- bzw. Kochzeit ist zu berücksichtigen, daß in der Abkühlphase die Garwirkung abnimmt. Die Zeitspanne wird daher nur entsprechend gewichtet von der vorgegebenen Gar- bzw. Kochzeit abgezogen. Der Gar- bzw. Kochvorgang bis zum Erreichen der Siedetemperatur in der Abschaltphase dauert daher länger als durch die Gar- bzw. Kochzeit im Zeitglied vorgegeben ist, entspricht in der Garwirkung aber der vorgegebenen Gar- bzw. Kochzeit.

Liegt die Starttemperatur unterhalb der zur Einleitung einer wesentlichen Dampfbildung erforderlichen Temperatur, dann ist die Ausgestaltung in bekannter Weise so, daß der Temperaturanstieg in der Aufheizphase und/oder die Zeitdauer vom Erreichen der zur Einleitung einer wesentlichen Dampfbildung erforderlichen Temperatur bis zum Erreichen der Siedetemperatur des Wassers zur Ermittlung der Zeitspanne für die vorzeitige Abschaltung der Kochplatte ausgenützt werden. Dabei sind die Abhängigkeiten so, daß die Zeitspanne um so größer ist, je kleiner der Temperaturanstieg in der Aufheizphase und um so größer ist, je größer die Zeitdauer für den Durchlauf von der zur Einleitung einer wesentlichen Dampfbildung erforderlichen Temperatur bis zur Siedetemperatur des Wassers in der Aufheizphase ist.

Die Erfindung wird anhand eines in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 den Temperatur-Zeit-Verlauf eines Gar- bzw. Kochvorganges,

Fig. 2 ein Blockschaltbild der Anordnung und

Fig. 3 die Abhängigkeit der erfaßten Zeitdauer von der Starttemperatur und der Kochgutmenge.

Die Fig. 1 zeigt, wie sich die Temperatur T in °C beim Gar- bzw. Kochvorgang mit der Zeit t in Minuten ändert. Die ausgezogene Kurve T = f(t) beginnt zum Zeitpunkt t = 0 mit der Raumtemperatur Tr und steigt dann etwa linear an bis zu einer Temperatur Td ≈ 90° bis 92°C, bei der die Dampfbildung einsetzt. Der Übergang von der Temperatur Td bis zur Siedetemperatur Ts ≈ 98° bis 100°C vollzieht sich allmählich und hängt wie der Temperaturanstieg davor von dem Inhalt im Kochgefäß und von der Starttemperatur ab. Wird im Zeitpunkt ts die Kochplatte abgeschaltet, dann sinkt die Temperatur entsprechend der Abkühlphase und der errechneten Abkühlzeit.

Wird die Gar- bzw. Kochtemperatur Tg in der Aufheizphase erreicht, dann wird mit der Abmessung der vorgegebenen Gar bzw. Kochzeit tg begonnen. Der Gar- bzw. Kochvorgang soll im Ausführungsbeispiel beendet sein, wenn nach vorzeitiger Abschaltung der Kochplatte in der Abkühlphase wieder die Siedetemperatur Ts erreicht wird. Dies ist dann der Fall, wenn die Kochplatte um die Zeitspanne Δ t 1 früher abgeschaltet wird.

Diese Zeitspanne Δ T 1 kann im normalen, bei der Raumtemperatur Tr beginnenden Gar- bzw. Kochvorgang aus dem Temperaturanstieg im Anstiegsast der Kurve T = f(t) und/oder aus der Durchlaufzeit von der Temperatur Td bis zur Temperatur Ts nach dem Stand der Technik ermittelt werden.

Wie die gestrichelten und strichpunktiert eingezeichneten Anstiegsäste der Kurven T′ = f(t) und T′′ = f(t) zeigen, eignen sich diese Kennwerte des Temperatur-Zeit-Verlaufes nicht mehr zur Ableitung der Zeitspanne Δ t 1, wenn die Starttemperatur in dem Temperaturbereich zwischen der Temperatur Td und der Siedetemperatur Ts liegt. Liegt die Starttemperatur in diesem Temperaturbereich, dann ändert sich bei gleichem Kochgefäß und Kochgut der Anstieg von der Siedetemperatur Ts bis zur vorgegebenen Gar- bzw. Kochtemperatur Tg, wie die gestrichelt und strichpunktiert eingezeichneten Übergänge zeigen. Dabei ist der Anstieg, d. h. die Zeitdauer t 2, t 3 usw. um so größer, je höher die Starttemperatur war. Wird diese Zeitdauer t 1, t 2, t 3 usw. für die Ableitung der Zeitspanne Δ t zur vorzeitigen Abschaltung der Kochplatte verwendet, dann kann dies nicht ohne Korrektur geschehen. Wie die Abkühlphasen anzeigen, würde eine größere Zeitdauer t 2 bzw. t 3 auch einer größeren Zeitspanne Δ t 2 bzw. Δ t 3 entsprechen, die um die Beträge v 1 bzw. v 2 die Zeitspanne Δ t 1 übersteigen würde, obwohl die Abkühlphase nach der ausgezogenen Kurve verläuft, d. h. unabhängig von der Starttemperatur ist. Die Übernahme der erfaßten Zeitdauern t 1, t 2, t 3 . . . zur direkten Ableitung der Zeitspanne Δ t würde zu den Zeitspannen Δ t 1, Δ t 2 und Δ t 3 führen. Die Abschaltung der Kochplatte würde daher schon zu den Zeitpunkten ts, ts′ und ts′′ vorgenommen werden. Die Abschaltung würde daher um so früher vorgenommen werden, je höher die Starttemperatur im Temperaturbereich von Td bis Ts war. Die Beträge v 1 und v 2 geben diese zusätzlichen Erhöhungen der Zeitspanne Δ t 1 an. Da die Abkühlphasen vom Zeitpunkt der Abschaltung ts, ts′ bzw. ts′′ der Kochplatte aber stets gleich Δ t 1 ist, würde der vorgegebene Gar- bzw. Kochvorgang über die Zeit tg′ um den Betrag v 1 bzw. v 2 verkürzt. Die Zeit tg′ ist größer als die vorgegebene Gar- bzw. Kochzeit tg, da die Zeiten der Abkühlphase nur gerichtet für den Garprozeß angesetzt werden können. Daher wird die Zeitspanne Δ t 1 auch nur entsprechend reduziert von der vorgegebenen Gar- bzw. Kochzeit tg abgezogen.

Um diese Verkürzung der vorgegebenen Gar- bzw. Kochzeit tg zu vermeiden, ist eine Korrektur der erfaßten Zeitdauern t 1, t 2, t 3 . . . ts erforderlich. Betrachtet man Fig. 3, dann zeigt sich, daß die Zeitdauer t bis zur Temperatur Td 92°C praktisch konstant ist, wenn sich nicht die Menge des Kochgutes K 1, K 2, K 3, K 4 im Kochgefäß ändert. Dabei ist erkennbar, daß sich die Zeitdauer t etwa proportional mit der Menge an Kochgut ändert. Liegt die Starttemperatur über der Temperatur Td, dann tritt bei konstanter Kochgutmenge ein Anstieg der Zeitdauer t ein, der mit der Starttemperatur T proportional zunimmt und dies für alle Kochgutmengen in gleicher Art. Die ermittelte Zeitdauer ts muß also um den Betrag Δ s reduziert werden, um die der vorliegenden Kochgutmenge entsprechende Zeitdauer to zu erhalten, die für die Ableitung der Zeitspanne Δ t 1 verwendet werden kann, wie sie der entsprechenden Abkühlphase eigen ist. Wie Fig. 3 weiter erkennen läßt, ist der Betrag Δ s unabhängig von der Kochgutmenge und nur abhängig von der Starttemperatur T, wenn man die Kurven nach Fig. 3 als Annäherungen an den tatsächlichen Verlauf betrachtet.

Diese Korrektur ist erforderlich, um die in dem aus Kochplatte und Kochgefäß bestehenden Heizsystem gespeicherte Wärmemenge zu berücksichtigen. Die gespeicherte Wärmemenge ist klein, wenn die Starttemperatur sehr hoch ist, d. h. knapp über der Siedetemperatur liegt.

Fig. 2 zeigt im Blockschaltbild die Anordnung mit dem Temperaturfühler TF im bzw. am Kochgefäß. Der Temperaturfühler TF überträgt über die Übertragungsstrecke Ue das der anstehenden Temperatur entsprechende Signal an den Temperaturempfänger TE, der die Temperaturwerte T z. B. in digitaler Form den Temperaturmeßkreisen TM 1 und TM 2 zuführt. Der Temperaturmeßkreis TM 1 ermittelt die Starttemperatur in dem Temperaturbereich von Td bis Ts und gibt dem Korrekturkreis K ein entsprechendes Signal. Im Temperaturkreis TM 2 werden Ausgangssignale beim Erreichen der Temperatur Ts und beim Erreichen der Meßtemperatur Tm abgegeben und dem Zeitmeßkreis tM zugeführt, der daraus die Zeitdauer t 1, t 2, t 3 . . . ts ermittelt und dem Korrekturkreis K zuführt. Der Korrekturkreis K ermittelt aus der zugeführten Starttemperatur im Temperaturbereich Td bis Ts und der zugeführten Zeitdauer t 1, t 2, t 3 . . . ts die Zeitspanne Δ t 1 zur vorzeitigen Abschaltung der Kochplatte, die der in Fig. 1 ausgezogenen Kurve und der tatsächlichen Abkühlphase entspricht. Dem einstellbaren Zeitglied Z ist über die Vorwahlschaltung VW die gewünschte Gar- bzw. Kochzeit tg eingegeben. Die Zeitspanne Δ t 1 wird jedoch nicht voll von der vorgegebenen Gar- bzw. Kochzeit tg abgezogen, da in der Abkühlphase mit sinkender Temperatur die Garwirkung abnimmt. Die Zeit tg′ des Gar- bzw. Kochvorganges ist daher größer als die vorgegebene Gar- bzw. Kochzeit tg. Die Kochplatte wird aber schon zum Zeitpunkt ts abgeschaltet, der sich aus der Differenz tg′ - Δ t 1 ergibt.

Die Zeitspanne Δ t 1 wird von der vorgegebenen Gar- bzw. Kochzeit tg also entsprechend gewichtet (reduziert) abgezogen und ist diese reudzierte Zeit abgelaufen, dann wird zum Zeitpunkt ts über die Steuerschaltung ST das Heizelement HE abgeschaltet, das mit dem Schalter S eingeschaltet wurde. Der so korrigierte Zeitpunkt ts ist dann abhängig von der Starttemperatur so festgelegt, daß mit der normalen Abkühlphase ein der vorgegebenen Gar- bzw. Kochzeit tg entsprechender Gar- bzw. Kochvorgang beendet wird. Die Zeitdauer t 1, t 2, t 3 . . . ts wird vom Erreichen der Siedetemperatur Ts bis zum Erreichen der Meßtemperatur Tm von etwa 104°C ermittelt.

Claims

1. Anordnung zum Beeinflussen der Gar- bzw. Kochzeit bei einem mittels einer elektrischen Kochplatte mit Steuerschaltung aufheizbaren Kochgefäß, bei der die Temperatur im bzw. am Kochgefäß erfaßt und über die Steuerschaltung zur Regelung der Heizleistung der Kochplatte ausgenützt wird, bei der die Gar- bzw. Kochzeit mittels eines einstellbaren Zeitgliedes vorgebbar ist, bei der die Kochplatte eine Zeitspanne vor Ablauf der vorgegebenen Gar- bzw. Kochzeit abschaltbar ist, die um so größer ist, je größer die aus Daten der Aufheizphase ermittelte Wärmemenge und damit die Abkühlzeit des sich daraus ergebenden Abkühlvorganges nach dem Abschalten der Kochplatte ist, dadurch gekennzeichnet,
daß bei einem Heißstart mit einer Starttemperatur (T) zwischen der für die Einleitung einer wesentlichen Dampfbildung erforderlichen Temperatur (Td ≈ 90° bis 92°C) und der Siedetemperatur (Ts ≈ 98° bis 100°C) des Wassers die Zeitdauer (t 1,t 2, t 3, ts) vom Erreichen der Siedetemperatur (Ts) bis zum Erreichen einer vorgegebenen, knapp über der Siedetemperatur (Ts) liegenden Meßtemperatur (Tm ≈ 104°C) gemessen wird, und
daß die ermittelte Zeitdauer (t 1, t 2, t 3, ts) zur Ermittlung der Zeitspanne (Δ t 1) für die vorzeitige Abschaltung (ts) der Kochplatte um einen Betrag (Δ s) reduziert wird, der um so größer ist, je höher die Starttemperatur (T) bei der Einschaltung der Kochplatte war.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zeitdauer (t 1, t 2, t 3, ts) direkt zur Ermittlung der Zeitspanne (Δ t 1) verwendet wird, wobei bei Starttemperaturen größer als die zur Einleitung einer wesentlichen Dampfbildung erforderlichen Temperatur (Td) ein Betrag (Δ s) abgezogen wird, der mit der Temperaturzunahme über der Temperatur (Td) proportional zunimmt und bei der Temperatur (Td) Null ist.

3. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die vorgegebene Gar- bzw. Kochzeit (tg) vom Erreichen der Gar- bzw. Kochtemperatur (Tg) in der Aufheizphase bis zum Erreichen der Siedetemperatur (Ts) in der Abkühlphase angesetzt wird und daß der Abschaltzeitpunkt der Kochplatte so gewählt wird, daß beim Erreichen der Siedetemperatur (Ts) in der Abkühlphase ein Gar- bzw. Kochvorgang entsprechend der vorgegebenen Gar- bzw. Kochzeit (tg) beendet ist.

4. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß bei einer Starttemperatur (T), die kleiner als die zur Einleitung einer wesentlichen Dampfbildung erforderliche Temperatur (Td) ist, der Temperaturanstieg in der Aufheizphase und/oder die Zeitdauer vom Erreichen der zur Einleitung einer wesentlichen Dampfbildung erforderlichen Temperatur (Td) bis zum Erreichen der Siedetemperatur (Ts) des Wassers zur Ermittlung der Zeitspanne (Δ t) für die vorzeitige Abschaltung der Kochplatte ausgenützt werden.

5. Anordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Zeitspanne (Δ t) um so größer ist, je kleiner der Temperaturanstieg in der Aufheizphase und um so größer ist, je größer die Zeitdauer für den Durchlauf von der zur Einleitung einer wesentlichen Dampfbildung erforderlichen Temperatur (Td) bis zur Siedetemperatur (Ts) des Wassers in der Aufheizphase ist.