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