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Vorrichtung zum Garen von Speisen mittels hochfrequenter elektrischer
Energie Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Garen von Speisen mittels hochfrequenter
elektrischer Energie in einer abgeschlossenen Garkammer, in welche das zu garende
Gut mittels einer selbsttätig arbeitenden, steuerbaren Transporteinrichtung für
fortlaufende Arbeitsweise horizontal durch eine Öffnung in einer Seitenwand der
Garkammer eingefahren und durch eine gegenüberliegende Öffnung ausgefahren wird.
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Es sind Vorrichtungen dieser Art bekannt, die innerhalb eines mittels
Heißluft beheizten konventionellen Garraumes eine Einrichtung aufweisen, mit deren
Hilfe hochfrequente elektromagnetische Energie eingekoppelt werden kann. Hierbei
ist ein Teil der Durchlaufstrecke mit einem planparallel über der Transporteinrichtung
angeordneten Gitter versehen, das an den einen Pol eines Hochfrequenzgenerators
angeschlossen ist. Als elektromagnetisches Gegengewicht zu dem Gitter dient ein
endloses Transportband aus Metall, dem über eine Schleifbürste der andere Teil der
Hochfrequenzenergie zugeführt wird. Auf diese Weise kann zwischen dem endlosen Transportband
und dem Gitter ein hochfrequentes Wechselfeld entstehen, in dem sich das dielektrische
Gargut während des Durchlaufs rasch erwärmt, um in dem sich hieran anschließenden,
herkömmlich beheizten Garraum ausgegart zu werden. Da hochfrequente elektromagnetische
Energie dielektrische Substanzen in ihrer Gesamtmasse nahezu gleichzeitig erwärmt,
verringert sich die Garzeit erheblich. Infolgedessen kann auch die Durchlaufstrecke
wesentlich kürzer bemessen sein.
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Die Anwendung der beschriebenen, nach den Regeln der Hochfrequenztechnik
konstruierten Vorrichtung findet jedoch ihre Grenze an der Schwelle zu der als Teilgebiet
der Hochfrequenztechnik bekannten Höchstfrequenztechnik, die im technischen Sprachgebrauch
auch als Mikrowellentechnik bezeichnet wird. Es ist bekannt, daß Mikrowellenenergie
- insbesondere im Dezimeterbereich - einen günstigeren Wärmeeffekt zeigt, als er
unter Anwendung hochfrequenter Energie mit Wellenlängen in der Größenordnung von
z. B. 10 m erreicht werden kann. Auch bei weiterer Steigerung der Frequenz bis in
den Ultrakurzwellenbereich, wie es nach dem bekannten Stand der Technik ohne weiteres
durchführbar ist, werden weit größere Erwärmzeiten als in einem Mikrowellenfeld
benötigt. Anderseits unterliegt die Ausbildung des Mikrowellenfeldes physikalischen
Gesetzen, die in der allgemeinen Hochfrequenztechnik nicht gelten. In diesem Zusammenhang
sind vor allem die abweichenden Erscheinungsformen des Mikrowellenfeldes zu erwähnen,
die von der Gestaltung des Garraumes und dessen Einrichtungen, beispielsweise des
Transportbandes, und von der Anordnung und Beschaffenheit des Gargutes abhängen.
Auch dürfen die bei unsachgemäßer Konstruktion auftretenden, den Sender gefährdenden
Wellenreflexionen nicht außer acht gelassen werden. Daher sind zur Vermeidung nachteiliger
Nebenerscheinungen der Mikrowellenenergie Maßnahmen zu ergreifen, die eine Homogenisierung
der Felddichte und die nahezu vollständige Absorption der eingestrahlten Mikrowellenenergie
bewirken. Das kann teilweise durch Anpassung der Abmessungen des Garraumes und seiner
Einrichtungen geschehen. Im Hinblick auf das ständig wechselnde Gargut und dessen
jeweils aus Masse und dielektrischen Eigenschaften resultierendes Absorptionsvermögen
sind jedoch besonders Einrichtungen, sogenannte Homogenisatoren, vorzusehen, deren
Aufgabe es ist, das Mikrowellenfeld innerhalb des Garraumes gleichmäßig auszubilden.
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Aus den vorstehend erörterten Besonderheiten der Mikrowellentechnik
ergibt sich, daß eine Vorrichtung der bekannten Art zur Anwendung von Mikrowellenenergie
ungeeignet ist.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum Garen
von Speisen mittels hochfrequenter Energie in einer abgeschlossenen Garkammer der
eingangs erwähnten Gattung zu schaffen, die die Anwendung von Hochfrequenz des Mikrowellenbereichs
gestattet,
bei der jedoch zusätzliche Homogenisatoren zur Erreichung einer gleichmäßigen Felddichte
entbehrlich sind.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die schrittweise
bewegte Transporteinrichtung aus einer Anzahl gleicher, in Vorschubrichtung hintereinander
angeordneter, miteinander nicht verbundener Einheiten aus dielektrischem Material
besteht, die nach Eintritt in die Garkammer durch eine in dieser vorgesehene Hubeinrichtung
senkrecht zur Vorschubrichtung heb- und senkbar sind. Durch die Maßnahme, die Einheiten
der Transporteinrichtung mit dem darauf abgelegten Gargut selbst im Garraum auf
und ab zu bewegen, wird die erforderliche Homogenisierung der Felddichte in zufriedenstellender
Weise bewirkt.
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In einer vorteilhaften Ausbildung des Gegenstandes der Erfindung werden
die Einheiten der Transporteinrichtung von starren Einzelrosten gebildet, deren
Roststäbe quer zur Vorschubrichtung verlaufen, wobei zur Fortbewegung der Einzelroste
Antriebs- und Umlenkräder dienen, die mit einer entsprechenden Verzahnung in die
Roststäbe jedes einzelnen Rostes eingreifen. Als Führungselemente für die Einzelroste
weist diese Ausbildung der erfindungsgemäßen Vorrichtung beispielsweise unter Aussparung
des Bereiches der Garkammer horizontal angeordnete U-Schienen auf, in denen die
beiden endständigen Roststäbe mit über die Begrenzungsleisten vorstehenden Enden
entlanggleiten.
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In Weiterbildung des Erfindungsgedankens sind an den Enden der Transporteinrichtung
je zwei Paare synchron angetriebener Umlenkräder angeordnet, die - um paralleles
Umlenken der Einzelroste zu bewerkstelligen - an ihren dem jeweiligen Ende der Transporteinrichtung
zugekehrten halbkreisförmigen Umfangsteilen konzentrisch von ebenfalls nahezu halbkreisförmigen
Führungsschienen umgeben sind. Der Abstand der Führungsschienen vom Umfang der Umlenkräder
ist hierbei vorteilhaft so gewählt, daß die in deren Verzahnungen eingreifenden,
über die Begrenzungsleisten der Roste hinausragenden Enden der endständigen Roststäbe
mit geringem Spiel an den Innenseiten der Führungsschienen entlanggleiten.
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Zur Abschirmung der Mikrowellenenergie ist die Garkammer vorzugsweise
an den beiden von den Rosten durchlaufenen Einlaß- bzw. Auslaßöffnungen mit Klappen
versehen, die sich während der Bewegung der Transporteinrichtung im Arbeitsrhythmus
selbsttätig öffnen bzw. schließen.
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Das Heben und Senken der Einzelroste innerhalb der Garkammer bewirkt
eine Hubeinrichtung, die den jeweiligen Einzelrost nach dessen Eintritt in die Garkammer
erfaßt. Hierbei sind z. B. zwei gegenüberliegende Hebel mit je einem Langloch vorgesehen,
die mit ihren vier Enden an vier einen Tisch tragenden Schubstangen angelenkt sind.
Gemäß diesem Ausführungsbeispiel greifen in die Langlöcher der Hebel Führungsstifte
ein, die an je einem Antriebsrad nahe dessem Umfang angeordnet sind. Bei Gleichlauf
der Antriebsräder wird sodann während des Stillstandes der Transporteinrichtung
ein einmaliges oder auch mehrmaliges Heben und Senken des Tisches mitsamt dem darauf
ruhenden Einzelrost und dem Gargut herbeigeführt.
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In der Zeichnung ist eine vorteilhafte Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes
in schematischer Darstellung wiedergegeben. In dieser zeigt F i g.1 die gesamte
Vorrichtung in Seitenansicht, teilweise geschnitten; F i g. 2 einen Ausschnitt aus
F i g. 1, nämlich einen Teil der Transporteinrichtung in Seitenansicht, teilweise
geschnitten in größerem Maßstab, F i g. 3 den Gegenstand der F i g. 2 in Draufsicht.
Das Gehäuse 1 der gesamten Vorrichtung enthält in seinem unteren, im Längsschnitt
langgestreckten rechteckigen Teil 2 die Transporteinrichtung, in dem darüber befindlichen,
verjüngt abgesetzten trapezförmigen Teil 3 die Garkammer 4 und - in der Zeichnung
nicht dargestellt - die Einrichtungen zur Erzeugung und Regulierung der Hochfrequenz.
Die Seitenwände 4 a, die obere Abdeckung 4 b, unter der sich die - nicht gezeichneten
- Hochfrequenzstrahler befinden, und die untere Abdeckung 4 c der Garkammer 4 bestehen
zwecks Abschirmung der Strahlung aus Metall. Die obere und untere Abdeckung übergreifen
je mit mehrfach abgewinkelten Teilen die Seitenwände 4 a. Die untere Abdeckung 4
c ist an vier Stellen durchbrochen, und in den Durchbrechungen sind Führungsbüchsen
5 angebracht, durch die Schubstangen 6 vertikal auf und ab beweglich angebracht
sind. Die unteren Enden der Schubstangen 6 sind mit den Enden zweier mehrfach abgekröpften
zweiarmigen, horizontal gelagerten Hebel 7 verbunden. Die Hebel 7 besitzen in ihrem
horizontalen Mittelteil je einen Langschlitz 9, in den ein an einem horizontal gelagerten
Rad 10 befestigter Führungsstift 10 a eingreift. Die Schubstangen 6 tragen an ihren
oberen Enden einen Tisch 11, auf dem zwei Einzelroste 12 a,12 b liegen, die in der
gezeichneten Stellung gerade der Hochfrequenzstrahlung ausgesetzt sind. Bei Drehung
der Räder 10 um 180° werden die Hebel 7 parallel abwärts geführt; die Schubstangen
mit dem Tisch 11 folgen der Bewegung bis zu deren unterem Totpunkt, wobei der Tisch
auf den seitlichen Winkeln der unteren Abdeckung 4 c aufliegt und die Roste 12 a,12
b in Flucht mit den weiteren Einzelrosten 12 liegen. Beide Seitenwände
4 a der Kammer 4 besitzen am unteren Ende je eine - nicht gezeichnete
- selbsttätig im Arbeitsrhythmus sich öffnende Klappe genügender Höhe zum Eintritt
bzw. Austritt der Einzelroste 12 mit dem darauf angeordneten Gargut.
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Die Einzelroste 12,12 a,12 b bestehen aus parallel angeordneten Roststäben
13, die von seitlichen Begrenzungsleisten 14 zusammengefaßt sind. Die beiden endständigen
Roststäbe 13 jedes Einzelrostes 12 durchdringen die Begrenzungsleisten 14 und werden
mit ihren überstehenden Enden in horizontalen U-Schienen 15 geführt.
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Den Vorschub der Einzelroste 12 bewirken teilungsgleich verzahnte
Antriebsräder 16, die paarweise auf einer Achse angeordnet sind und mit den Roststäben
13 im Eingriff stehen. An den beiden Enden der Transporteinrichtung befinden sich
zwei Paare von verzahnten Umlenkrädern 17, die ebenfalls dem Vorschub der Roste
12 dienen und in der Hauptaufgabe das parallele Umlenken der Einzelroste 12 in die
gegenläufige Transportrichtung bewerkstelligen. Sowohl die Antriebsräder 16 als
auch die Umlenkräder 17 werden von einer gemeinsamen - nicht dargestellten - Antriebsmaschine
über eine Welle 18 und Kegelräder 19 bzw. 20 vollkommen synchron angetrieben.
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Statt dessen kann auch Einzel- oder Gruppenantrieb mit entsprechenden
Synchronisierungseinriehtungen
vorgesehen sein. Auch kann auf den
Antrieb der Zahnräder 16 verzichtet werden, falls Abstandshalter zum Einhalten des
Abstandes zwischen den Einzelrosten 12 vorgesehen sind. In diesem Fall laufen die
Zahnräder 16 nur als Stützrollen frei reit.
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Die Umlenkräder 17 sind auf ihrem deren zugehörigen Ende des Gehäuseteils
2 zugekehrten Teil ihres Umfanges von einer etwa halbkreisförmig gekrümmten Winkelschiene
als Führungsschiene 21 konzentrisch umgeben, deren Abstand von den Umlenkrädern
17 so gewählt ist, daß die in deren Verzahnung ruhenden endständigen Roststäbe 13
mit ihren über die Begrenzungleisten 14 überstehenden Enden beim Durchgang mit geringem
Spiel an den Innenseiten der Führungsschienen entlanggleiten.
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Die Arbeitsweise der Einrichtung ist folgende: Die Umlenkräder 17
werden schrittweise mit jeweils eingeschaltetem Stillstand um je 180°, die Antriebszahnräder
16 um einen der Weglänge entsprechenden Zentriwinkel gedreht, wobei die in der oberen
Bahn, der Vorlaufbahn, befindlichen Roste 12 der Transporteinrichtung um den Betrag
ihrer Länge - in der Zeichnung F i g. 1 nach rechts - weiterverschoben werden. Der
in der oberen Bahn in Vorschubrichtung vorderste Einzelrost 12 - in F i g.1 rechts
- läuft hierbei in die Führungsschienen 21 ein und wird zwischen diesen und den
Umlenkrädern 17 von deren Verzahnung in Parallelführung in die untere Bahn, die
Rücklaufbahn, umgelenkt; in dieser wird der Rost 12 sodann schrittweise in entgegengesetzter
Richtung zurückgeführt, bis er bei den am anderen Ende angeordneten Umlenkrädern
17 angelangt ist. In der gleichen Weise wie zuvor beschrieben wird der Einzelrost
12 in Parallelführung nunmehr in die obere gegenläufige Bahn umgelenkt. Die Vorschubbewegung
der Einzelroste 12 der Transporteinrichtung erfolgt schrittweise mit jeweils zwischengeschaltetem
Stillstand. Während des Stillstandes der Transporteinrichtung drehen sich die Antriebsräder
10 der Hebel 7 um 360°, wodurch die Hebel 7, die Schubstangen 6 und der Tisch 11
mit darauf liegenden Rosten 12 a,12 b einmal gehoben und wieder abgesenkt werden.
Die Zeichnung, F i g. 1, zeigt die Vorrichtung in einem Betriebszustand, in dem
die Vorschubbewegung der Transporteinrichtung ruht und die Aufwärtsbewegung der
Hebel 7 und des Tisches 11 beendigt ist, deren Bewegung sich also im oberen Umkehrpunkt
befindet. Bei Weiterdrehung der Räder 10 führen die Führungsstifte 10 a die Hebel
7 abwärts, bis die Stifte 10 a den unteren Scheitelpunkt ihrer Bahn erreicht haben.
Bei Erreichung dieses Punktes bleiben die Räder 10 mit allen von ihnen bewegten
Teilen stehen, und der Tisch 11 ruht auf den äußeren Winkeln der unteren Abdeckung
4 c der Garkammer 4 auf. Während des Stillstandes der Räder 10 erfolgt der Vorschub
der Transporteinrichtung mit den Einzelrosten. Die an den Seitenwänden 4 a der Garkammer
angeordneten - nicht gezeichneten - Klappen öffnen sich selbsttätig, der Rost 12
b wird aus der Garkammer 4 ausgefahren und wandert in Pfeilrichtung weiter, der
Rost 12 a rückt an die Stelle des Rostes 12 b und ein weiterer Rost 12 an die Stelle
des Rostes 12 a.
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Die Bewegungen der einzelnen Teile erfolgen also derart, daß während
eines Stillstandes der Transporteinrichtung durch einen Drehschritt der Räder 10
aus der unteren Scheitelpunktlage der Bahn ihrer Stifte 10 a um 360° in deren Ausgangslage
zurückkehrend ein Auf- und Abwärtshub des Tisches 11 erfolgt, sodann bei Stillstand
der Räder 10 und tiefster Lage des Tisches 11 die Einzelroste 12 um einen Schritt
weiterwandern, worauf die Räder 10 einen weiteren Drehschritt um 360° unter Anhebung
und Wiederabsenkung des Tisches 11 ausführen usf.
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Das zu garende Gut wird durch die Öffnung 22 des Gehäuses 1 auf den
jeweils darunter befindlichen Einzelrost 12 während dessen Stillstand mechanisch
oder von Hand aufgebracht und mit diesem schrittweise zur Garkammer 4 weitergeführt.
Nach Eintritt in die Garkammer 4 wird der Tisch 11 mit den Rosten 12 zwecks Homogenisierung
der Felddichte angehoben und wieder gesenkt, worauf bei Stillstand der Hubeinrichtung
der in Vorschubrichtung vorderste Rost 12 in der Garkammer 4 aus dieser ausgefahren
wird, der an zweiter Stelle in der Garkammer 4 befindliche Rost 12 an dessen Stelle
tritt, und der nächstfolgende Rost 12 in die Garkammer eingefahren wird. Danach
schließen sich die Eintritts- bzw. Austrittsklappen in den Seitenwänden 4 a der
Garkammer 4, und der Tisch 11 wird erneut angehoben und abgesenkt. Das fertig gegarte
Gut wird durch die Öffnung 23 des Gehäuses 1 von dem dort angekommenen Rost 12 während
des Stillstandes der Transporteinrichtung abgenommen.
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Bei der dargestellten Ausführungsform ist ein Arbeitsrhythmus vorgesehen,
bei dem während eines Stillstandes der Transporteinrichtung ein Arbeitshub des Tisches
11 und während des Stillstandes des Arbeitstisches 11 ein Vorschub der Transporteinrichtung
um eine Rostlänge erfolgt. Der Arbeitsrhythmus kann jedoch auch in anderer Weise
geregelt sein, indem beispielsweise auf jeden Vorschub der Transporteinrichtung
um eine Rostlänge mehrere Arbeitshübe der Hebel 7 und des Tisches 11 durch mehrere
Umdrehungen der Räder 10 erfolgen oder auch, indem auf jeden Arbeitshub der Hebel
7 und des Tisches 11 die Transporteinrichtung um die Länge von zwei Einzelrosten
12 weiterrückt.
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Die zeitrichtige Steuerung aller Bewegungsvorgänge erfolgt zweckmäßig
mit Hilfe mechanischer Getriebe. Sie kann jedoch auch mittels elektrischer oder
pneumatischer Einrichtungen vorgenommen werden. Von den Steuerungsorganen aus wird
die Bewegung der an den Seitenwänden 4 a der Garkammer 4 angeordneten Eintritts-
bzw. Austrittsklappen und die Ein-und Ausschaltung der Hochfrequenzstrahler gesteuert.
Letztere werden so gesteuert, daß sie während der Vorschubbewegung der Transporteinrichtung
nicht wirksam sind.