DE2619074A1 - Verfahren und vorrichtung zur zubereitung von nahrungsmitteln und deren spaeterer erhitzung durch wiedererwaermung - Google Patents

Description

OH >N1 OirL-ΙΝβ M. SC. DIW..-fHVI. PB DIPU.-WHYS. HÖGER - STELLRECHT - G-IIESSBACH - HAECKER PATENTANWÄLTE ¹N STUTTGART

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CHEMETRON CORPORATION 111 East Wacker Drive

Chicago, 111. 60 601/üSA

Verfahren und Vorrichtung zur Zubereitung von Nahrungsmitteln und deren späterer Erhitzung durch Wiedererv/ärmung

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Zubereitung von Nahrungsmitteln und deren spätere Wi e de r e r wä r mun g.

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Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung ein elektronisches Regelsystem, welches in Verbindung mit Mikrowellenherden verwendet v/erden kann und speziell so ausgebildet ist, dass diese Mikrowellenherde in Restaurants, im häuslichen Bereich oder auch bei Verkaufsapparaten und grössere Schwierigkeiten eingesetzt werden können; dabei umfasst die vorliegende Erfindung auch ein Verfahren, bei dem die erwähnte elektronische Regelschaltung zur Herstellung und zur darauffolgenden Wiedererwärmung von Nahrungsmitteln auf vollautomatischer Basis verwendet wird.

Zur Steuerung oder Regelung der in einem Mikrowellenherd zum

von
Wiedererhitzen/ Nahrungsmitteln zugeführte Mikrowellenenergie sind schon verschiedene Systeme und Schaltungen bekannt geworden. Ein solches System ist beispielsweise bekannt aus der US-PS 3,854,022; hierbei wird ein auf Ferritbasis aufgebautes Abtastelement verwendet, welches auf einem Tablett oder einem sonstigen Träger angeordnet ist, auf dem eine Anzahl von Nahrungsmitteln in den Mikrowellenherd eingegeben v/erden. Die Anwesenheit eines Ferritabtastelements im Mikrowellenherd wird von einer Anordnung festgestellt, die auf eine Änderung desselben von einem ferromagnetischen in einen paramagnetischen Zustand anspricht, wenn nämlich das Abtastelement eine vorgegebene Energiemenge absorbiert hat. Dadurch wird automatisch die Energiezuführung zum Mikrowellenherd unterbrochen.

Eine solche Anordnung ist in bestimmten Bereichen der Nahrungsmittelzubereitung, bei Vielehen solche Tabletts oder Träger häufig verwendet werden und zur Verfügung stehen, durchaus zweckmässig; bei manchen Anwendungsfällen ist es jedoch erwünsch ein System zu schaffen, welches nicht das Vorhandensein eines

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getrennten, jedem Nahrungsmittel oder jedem Tabletträger zugeordneten Abtastelements erfordert. Solche, das Abtastelement nicht aufweisende Systeme wurden sich besonders eignen bei der Verwendung von Mikrowellenherden in Restaurants, im häuslichen Bereich und bei Verkaufsapparaturen, wo die Nahrungsmittel durch Zuführung von Mikrowellenenergie in einem entsprechenden Herd erhitzt werden.

Des v/eiteren lässt sich der US-PS 3,875,361 ein einem Mikrowellenherd zugeordnetes System als bekannt entnehmen, welches so ausgebildet ist, dass in dem Herdinneren ein energieabsorbierendes Element angeordnet ist, das mit einem. Temperaturfühler in Kontakt steht, der dann seinerseits den Mikrowellenherd ausschaltet, wenn das energieabsorbierende Element auf eine vorgegebene Temperatur erhitzt worden ist,- Bei diesem System ergibt sich jedoch der Nachteil, dass vor Einleiten des nächsten Erwärmungszyklus das energieabsorbierende Element auf seine Ausgangstemperatur abgekühlt werden muss.

Bei weiteren anderen bekannten Regel- oder Steuerschaltungen für Mikrowellenherde werden im wesentlichen einer manuellen Betätigung unterworfene Zeitvorgabeschaltungen verwendet, die über einen Zeitablaufmechanismus (timing mechanism) verfügen, der zur Steuerung der Mikrowellenenergiezufuhr zum Nahrungsmittel von Hand eingestellt wird. Eine solche manuelle Einstellung der Zeitvorgabeschaltung umfasst üblicherweise die Grosse bzw. die Abmessung der Beschickung, d.h. des Nahrungsmittels, seinen Wassergehalt und seine Anfangstemperatur und basiert im wesentlichen auf einer entsprechenden Erfahrung der die geeignete Einstellung vornehmenden Bedienungsperson.

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In der US-PS 2,744,990 wird eine Zeitregelschaltung anfänglich auf die erforderliche Mikrowellenenergie eingestellt, die .zum Braten oder Backen erwünscht ist und absorbiert wird, wobei auf das Bruttogewicht des eingegebenen Gutes abgestellt wird. In diesem Patent wird weiterhin vorgeschlagen, die von dem Braten oder Gut absorbierte Netto-Mikrowellenenergie zu messen, indem angrenzend zum Mikrowellengenerator Signale gemessen und voneinander subtrahiert werden, die proportional sind zur in Vorwärtsrichtung laufenden und zur reflektierten Mikrowellenenergie; das gewonnene Signal wird dann zum Antrieb eines der Zeitvorgabeschaltung zugeordneten Motors verwendet. Zwar kann eine solche Anordnung in gewisser Weise für eine Kompensation der Form des eingegebenen Nahrungsmittels Sorge tragen, es ergibt sich jedoch kein automatischer Ausgleich für die Grosse oder die Anzahl der in den Mikrowellenherd eingegebenen Nahrungsmittel, ausserdem wird, und dies ist besonders nach-

der

teilig, die Notwendigkeitmanuellen Einstellung der Herdregelung nicht beseitigt.

Des v/eiteren sind auch noch andere Systeme bekannt, die eine selektive Abschirmung von unterschiedlichen, auf einem Tablett angeordneten Nahrungsmitteln vorschlagen, so dass sämtliche Nahrungsmittel auf dem Tablett oder Träger zur gleichen Zeit die gewünschte Endtemperatur erreichen.. Solche Systeme lassen sich beispielsweise den US-PSen 3,547,661 und 3,615,713 entnehmen. Diese selektive Abschirmung von auf einem Trägertablett angeordneten Nahrungsmitteln ist jedoch nicht für den Gebrauch in Restaurants, im häuslichen Bereich oder bei Verkaufsapparaturen möglich, da in vielen Fällen jeweils immer nur ein einziges Nahrungsmittel in den Mikrowellenherd eingebracht wird.

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Darüber hinaus handelt es sich bei den Regelschaltungen, die in Verbindung mit solchen selektiv abschirmenden Anordnungen verwendet werden, um übliche manuelle Zeitvorgabeschaltungen, die auf unterschiedliche Werte für jedes Trägertablett mit Nahrungsmitteln, je nach deren Form, Grosse, Gewicht und Abmessungen eingestellt werden müssen.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur elektronischen Steuerung der Mikrowellenenergiezuführung bei einem Mikrowellenherd zu schaffen, wobei die geschilderten Nachteile vermieden werden und bei der Nahrungsmitteleingabe praktisch ohne jeweils erforderliche manuelle Einstellung gearbeitet werden kann.

Zur Lösung dieser Aufgabe geht die Erfindung aus von dem eingangs genannten Verfahren und besteht erfindungsgemäss darin, dass aufeinanderfolgend in den Mikrowellenherd unterschiedliche, Nahrungsmitteln entsprechende Belastungen eingegeben werden und dem Mikrowellenenergieniveau im Herdraum bei eingegebenen Nahrungsmitteln entsprechende proportionale elektrische Signale erzeugt und diese zeitlich integriert werden, dass man dann, wenn ein erstes der integrierten Signale einen vorgegebenen, einem gewünschten Erhitzungszustand des Nahrungsmittels entsprechenden Wert erreicht hat, ein Regelsignal erzeugt und dass andere Belastungen für den Mikrowellenherd darstellende Nahrungsmittel selektiv abgeschirmt und/oder einer solchen Formgebung unterworfen werden,, dass die diesen Nahrungsmittel entsprechenden integrierten Signale den erwähnten vorgegebenen Abschaltwert zu unterschiedlichen Zeiten erreichen, die jeweils dem gewünschten Erhitzungszustand des Nahrungsmittels bei seiner Entnahme aus dem Ofen entsprechen.

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Dabei ist ein Mikrowellenherd mit einem eingelegte Nahrungsmittelgüter erhitzendem Herdraum und mit Mitteln zur Zuführung elektromagnetischer Energie zum Herdraum so ausgebildet, dass eine die Höhe der elektromagnetischen Energie im Herdinneren bei Erhitzung eines eingelegten Nahrungsmittels erfassende und ein hierzu proportionales elektrisches Signal erzeugende Schaltungsanordnung vorgesehen ist, der eine Schaltungsanordnung zur Integrierung des elektrischen Signals und zur Erzeugung eines sich über der Zeit rampenartig ändernden elektrischen Signals zugeordnet ist, dass eine ein Bezugssignal mit der Rampenspannung vergleichende Vergleicherschaltung vorgesehen ist und dass von der Vergleicherschaltung eine Schaltungsanordnung gesteuert ist, die die Zuführung elektromagnetischer Energie zum Herdinneren unterbricht.

Im einzelnen umfasst die Erfindung eine Regelschaltung für einen Mikrowellenherd, bei der ein Kristallgleichrichter, also beispielsweise eine auf einem Kristall beruhende, die Mikrowellenenergie im Herdinnern erfassende Sonde, die gleichzeitig einen gleichgerichteten Ausgangsstrom erzeugt, so ausgebildet und innerhalb des Mikrowellenherds angeordnet, dass sie auf Veränderungen in der Höhe des elektromagnetischen Feldes anspricht, wenn Güter oder Nahrungsmittel mit unterschiedlichen Ehergieabsorptions- oder Reflexionseigenschaften in den Mikrowellenherd eingegeben werden. Der von dem Sondenkristall erzeugte elektrische Strom wird zur Erzeugung eines elektrischen Rampensignals verwendet, welches mit einer fest vorgegebenen Referenzspannung verglichen wird und zur Steuerung von sonstigen Schaltungen dient, die die Energiezuführung zum Mikrowellenherd unterbrechen. Des weiteren sind noch Sonderschaltungen

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vorgesehen, die so ausgebildet sind, dass sie nichtlineare Beziehungen zwischen dem von der Sonde entwickelten Strom .und der Höhe des elektromagnetischen Feldes im Herdinneren kompensieren. Es ist auch möglich, eine Kompensationsschaltung vorzusehen, die der Anfangstemperatur der in den Herd eingegebenen Nahrungsmittel Rechnung trägt. Des weiteren ist es möglich, die einzelnen Nahrungsmittel einer körperlichen Formgebung zu unterziehen und/oder zumindest teilweise so mit Bezug auf ein Referenznahrungsmittel abzuschirmen, dass die gleiche Schwellwerthöhe der Regelschaltung in wirksamer Weise ausgenutzt werden kann, um sämtliche Nahrungsmittel innerhalb unterschiedlicher Zeiträume auf den gewünschten Endzustand zu bringen; diese Zeiträume hängen ab von der im Herdinneren herrschenden Feldstärkenhöhe, die sich ergibt, wenn in den Herd ein Nahrungsmittel eingegeben ist.

Im einzelnen umfasst daher die vorliegende Erfindung eine neue elektronische Regelschaltung für einen Mikrowellenherd, bei welcher ein der Feldstärke des elektromagnetischen Feldes im ■Herdinneren proportionales elektrisches Signal entwickelt und zur Bildung eines Rampensignals integriert wird; der Vergleich mit einer Referenzspannung führt dann zur Beeinflussung der Steuerschaltung, die die Mikrowellenenergie dem Herdinneren zuführt; der Vergleich und die Mikrowellenenergiezuführung ist dabei auch abhängig von der Einstellung der Bezugsspannung.

Die Erzeugung des der elektromagnetischen Feldstärke im Herdinneren proportionalen Signals erfolgt mit Hilfe eines Kristalldetektors, der die Feldstärke während des Erwärmens eines eingebrachten Gutes abtastet; die Höhe des elektromagnetischen

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Feldes verändert sich umgekehrt zur von dem oder den zu erhitzer, den Nahrungsmitteln absorbierten Energie, so dass der Zeitraum, während welchem dem Herdinneren Mikrowellenenergie zugeführt wird, sich automatisch verändert, ohne dass manuelle Zeiteinstellungen erforderlich sind. Dabei kommt es zur Aufladung eines Kondensators mit einer Geschwindigkeit, die proporional zur Höhe des elektromagnetischen Feldes im Herdinneren bei Erhitzung eines Nahrungsmittels ist; die Zuführung der Mikrowellenenergie zum Herdinneren wird dann unterbrochen, wenn die Spannung am Kondensator einen vorgegebenen Wert erreicht. Es kann dann eine Entladung des Kondensators eingeleitet werden (ohne dass die Mikrowellen-Herdtür geöffnet wird), so dass Ausgleichsperioden oder Ausgleichszyklen eingeführt werden, während denen eine gleichförmige Wärmeverteilung im Inneren des Nahrungsmittels erreicht werden kann; zur Einleitung einer zweiten Erhitzungsperiode für das eingegebene Nahrungsmittel kann dann der Kondensator erneut mit einer Rate aufgeladen werden, die proportional ist zur Höhe des elektromagnetischen Feldes im Herdinneren.

Die vorliegende Erfindung umfasst auch Massnahmen, die bei der industriellen Herstellung von Nahrungsmitteln und ihrer darauffolgenden Wiedererwärmung zweckmässig sind; hierbei kann so vorgegangen werden, dass in das Mikrowellenherdinnere aufeinanderfolgend Nahrungsmittel eingegeben und zur Höhe des in dem Herdinneren entwickelten Mikrowellenfeldes proportionale elektrische Signale erzeugt werden; jedes dieser Signale wird über der Zeit integriert und es wird dann ein Regelsignal erzeugt, wenn eines der integrierten Signale einen vorgegebenen Wert erreicht, der einem gewünschten Zustand des betreffenden

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Nahrungsmittels entspricht; es erfolgt dann eine selektive Abschirmung und/oder Formgebung an den· Nahrungsmitteln derart, dass die diesen entsprechenden integrierten Signale ebenfalls den vorgegebenen Signalwert zu verschiedenen Zeiten erreichen, die dem gewünschten Zustand des jeweiligen Nahrungsmittels bei seiner Entnahme aus dem Mikrowellenherd entsprechen.

An gegebener Stelle im Herdinneren ist dabei der Kristalldetektor zur Messung der Stärke des elektromagnetischen Feldes angeordnet; dabei sind, wie schon erwähnt, Mittel zur Kompensation von Nichtlinearitäten vorgesehen, so dass es gelingt, das Ausgangssignal der Sonde mit Bezug auf Veränderungen hinsichtlich der Grosse von in den Herdinnenraum eingebrachten Nahrungsmitteln proportionaler zu gestalten.

Entsprechend einem Gesichtspunkt vorliegender Erfindung wird daher der Kristalldetektor so angeordnet und ausgebildet, dass er ein elektrisches Signal erzeugt, welches proportional ist zur Höhe des elektromagnetischen Feldes im Mikrowellenherdinneren, wenn in diesem ein zu erhitzendes Gut eingebracht ist. Dieses elektrische Signal wird zur Erzeugung eines Rampensignals integriert und mit dem festen Bezugssignal verglichen, da die Höhe des elektromagnetischen Feldes im Herdinneren sich mit der Grosse und der Anzahl der eingegebenen Nahrungsmittel, die zur gleichen Zeit erhitzt werden sollen, verändert, verändert sich auch automatisch die Zeitdauer, die für das elektrische Rampensignal erforderlich ist, bis es gleich ist dem elektrischen Referenzsignal. Auf diese Weise gelingt es, die eingebrachten Nahrungsmittel automatisch auf ihren gewünschten ■ Zustand zu bringen, wenn die vorgesehene Schaltung die Mikrowellenzufuhr unterbricht. Die Integrierung des elektrischen

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Signals erfolgt durch Aufladung eines Kondensators mit einer Rate, die proportional ist zur Amplitude.des elektrischen' Signals; der Kondensator beginnt sich dann zu entladen, wenn das integrierte Signal dem Bezugssignal gleich ist und die Mikrowellenzufuhr zum Herdinneren abgeschaltet ist. Entsprechend einem weiteren Merkmal vorliegender Erfindung wird nach Entladung um eine vorgegebene Ladungsmenge der Kondensator wieder aufgeladen, so dass ein zweiter Erwärmungszyklus eingeleitet werden kann, der einem Ausgleichszyklus folgt, während welchem die Mikrowellenenergiezufuhr abgeschaltet war. Dabei lässt sich entsprechend weiteren erfindungsgemässen Massnahmen die Geschwindigkeit der Aufladung des integrierenden Kondensators selektiv verändern, um so eine Kompensation für die unterschiedlichen Anfangstemperaturen einzuführen, mit denen die Nahrungsmittel in dem Mikrowellenherd eingegeben werden.

Die vorliegende Erfindung ist insbesondere als Regelsystem geeignet, um fabrikmässig schon eine zeitliche Abstimmung aufweisende Nahrungsmittel herzustellen, indem nämlich die Nahrungsmittel in geeigneter Weise einer Formgebung unterzogen und/oder so verpackt werden, dass sämtliche Nahrungsmittel ihre gewünschten, sich jedoch in typischer Weise unterschiedlichen Temperaturen beim gleichen Auslöseschwellwert oder der gleichen Einstellung der Bezugsspannung des elektronischen Regelsystems erreichen. Mit einer solchen Anordnung ist es möglich, automatisch eine zeitliche Abstimmung aufweisende Nahrungsmittel dann auch automatisch auf ihre gewünschten Endtemperaturen zu bringen, indem sie einfach, in einen zum Herstellungsort entfernten Mikrowellenherd eingegeben werden, der sich beispielsweise in einem Restaurant, im häuslichen Bereich

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oder bei einer Verkaufsapparatur befindet und der mit einem ähnlichen elektronischen Regelsystem mit der gleichen Auslöse-Schwellwerteinstellung ausgerüstet ist, wie der Mikrowellenherd, der zur Abstimmung der zeitlichen Einstellung der Nahrungsmittel fabrikmässig verwendet worden ist. Zur genaueren Erläuterung der Erfindung sowohl nach ihrer Organisation als auch nach ihrem Arbeitsverfahren wird auf die Zeichnung Bezug genommen, in welcher Aufbau und Wirkungsweise der einzelnen Systeme im einzelnen genauer erläutert wird. Dabei zeigen:

Fig. 1 eine perspektivische Vorderansicht eines erfindungsgemäss ausgerüsteten Mikrowellenherds,

Fig. 2 einen Schnitt entlang der Linie 2-2 der Fig. 1,

Fig. 3 einen Schnitt entlang der Linie 3-3 der Fig. 1, wobei z.T. Teile weggeschnitten sind,

Fig. 4 einen Schnitt entlang der Linie 4-4 der Fig. 3,

Fig. 5 zeigt in Form einer Teildarstellung den nahe einer Wand im Herdinneren angeordneten Kristalldetektor,

Fig. 6 zeigt in schematischer Form die Schaltungsanordnung der elektronischen Regelschaltung,

Fig. 7 zeigt ein geändertes Ausführungsbeispiel der Regelschaltung, -

Fig. S zeigt ein weiteres Aus führ.ungsbei spiel der Regelschaltung zur Kompensation von auftretenden Nicht-

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linearitäten,

Fig. 9 zeigt in Form eines Diagramms Betriebskennlinien der Schaltung der Fig. 8 und

Fig. 10 zeigt in Form eines Blockdiagramms die erfindungsgemäss durchzuführenden Teilschritte bei der zeitlichen Abstimmung fabrikmässig hergestellter Nahrungsmittel in Verbindung mit einem die erfindungsgemässe Regelschaltung umfassenden Mikrowellenherdsystem.

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In den Zeichnungen ist die Erfindung in Verbindung mit einem Mikrowellenherd dargestellt, der allgemein mit dem Bezugszeichen 20 versehen ist und über einen von den Mikrowellen

Herdrinnen oder
durchsetzten/Hohlraum 22 verfügt, dem die Mikrowellenenergie von einer geeigneten erzeugenden Quelle, beispielsweise einem oder mehreren Magnetrons zugeführt wird. Der Herdraum oder Hohlraum 22 wird verschlossen mit einer mit Scharnieren versehenen, aufklappbaren Tür 24, die auch über eine geeignete Abdichtung verfügt, so dass das Austreten von Mikrowellenenergie aus dem Hohlraum 22, wie für den Fachmann leicht erkennbar, verhindert wird.

Entsprechend einem Merkmal vorliegender Erfindung ist in einer der Seitenwände 28 des Hohlraums 22 ein Feldstärkemessinstrument in Form eines Kristalldetektors montiert und allgemein mit dem Bezugszeichen 26 versehen. Genauer lässt sich der Darstellung der Fig. 5 entnehmen, dass die Metallkappe 30, mit welcher die Anode des Kristalldetektors 26 verbunden ist, in einer Metallklemme 32 montiert ist, die ihrerseits wieder an einem isolierenden Bügel 34 befestigt ist, der in der Weise von der Seitenwand 28 des Hohlraums 22 getragen ist, dass die stiftformige oder zapfenförmige Kathodenelektrode 36 des Kristalldetektors durch eine in der Seitenwand 28 eingeformte Öffnung 38 hervortritt, derart, dass die Stiftelektrode 36 dem elektromagnetischen Feld ausgesetzt ist, welches im Hohlrauminneren 22 nach Schliessen der Tür 34 und Erregen der Magnetrons herrscht, wie weiter unten noch genauer erläutert wird.

Der Kristalldetektor 26 kann an einer beliebigen Stelle innerhalb des Hohlraums 22 angeordnet sein, eine Anordnung ist

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auch möglich innerhalb der Wellenleiter, die von dem oder den Magnetrons zu dem Hohlraum 22 führen. Im vorliegenden Fall wird jedoch eine solche Anordnung des Kristalldetektors 26 in Betracht gezogen, dass er auf Änderungen in der Stärke des elektromagnetischen Feldes innerhalb des Hohlraums 22 anspricht, wenn in den Hohlraum Güter oder Nahrungsmittel unterschiedlicher Abmessungen, die im folgenden allgemein als Belastungen oder Verbraucher bezeichnet werden, eingegeben werden. Eine solche Position für den Kristalldetektor 26, die sich als zufriedenstellend herausgestellt hat, ist in der Darstellung der Fig. 3 und 4 gezeigt; in diesem Fall befindet sich der Kristalldetektor in einem Abstand von 2,45 cm über dem elektrisch leitenden Boden 40 des Hohlraums 22 und in einem Abstand von 6,032 cm zur vorderen Randkante des Hohlraums 22, wie Fig. 3 zeigt.

Bei dem in den Figuren gezeigten Ausführungsbeispiel verfügt der Hohlraum 22 über einen nach innen gerichteten abgeschirmten Teilbereich, der mit 42 bezeichnet ist und in den Hohlraum vorspringt und dabei einen Teil der Seitenwand 28 bildet; dieser abschirmende Teilbereich 42 hat einigen Einfluss auf die Verteilung des elektromagnetischen Feldes im Bereich der Stiftelektrode 36 des Kristalldetektors, die sich durch die Wand erstreckt. Ein solches abschirmendes Element 42 ist in grösserem Detail im US-Patent 3,854,021 dargestellt, so dass im folgenden hierauf nicht genauer eingegangen zu werden braucht. Es versteht sich jedoch, dass auch andere abschirmende Anordnungen verwendet werden können, es sich auch andere örter für den Kristalldetektor 26 möglich, um die gewünschte Kontrolle und Regelung über die Zufuhr der elektromagnetischen Energie

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in den Hohlraum 22 zu erzielen, wie aus der nachfolgenden Erläuterung noch hervorgeht. In diesem Zusammenhang sei darauf hingewiesen, dass die Feldverteilung innerhalb des Hohlraums 22 auch von anderen Faktoren beeinflusst werden kann, beispielsweise von drehbaren Flügel- bzw. Schaufelelementen 44 und 46, die an der Decke des Hohlraums 22 montiert und von Motoren 48 und 50 angetrieben sind; diese Flügelelemente 44 und 46 wirken

Störungs—
als eine Art Rühr- oder / anordnungen für den Schwingbereich bzw. den Wellentyp und erzeugen eine gleichmässigere Feldverteilung innerhalb des Hohlraums 22, wie dies für Fachleute bekannt ist.

Im folgenden wird die Art und Weise genauer untersucht, wie der von dem Kristalldetektor 26 erzeugte elektrische Strom dazu verwendet wird, die Zuführung der Mikrowellenenergie zum Hohlraum 22 zu regeln und zu kontrollieren, wobei auf die Darstellung der Fig. 6 Bezug genommen wird. Der elektrische Strom des Kristalldetektors 26 dient dazu, einen Kondensator grosser Kapazität 52 aufzuladen. Des weiteren ist ein gesteuerter Siliziumgleichrichter 54 vorgesehen, dessen Steuer- bzw. Gate-Elektrode 56 mit dem Kondensator 52 verbunden ist; am anderen Anschluss des Kondensators 52 liegt die Kathode 58 des gesteuerten Siliziumgleichrichters 54. Der Siliziumgleichrichter 54 ist normalerweise nichtleitend und kann dann in seinen leitenden Zustand getriggert werden, wenn seine Gate-Elektrode 56 mit Bezug auf seine Basis oder Kathode um den Betrag von annähernd 0,4 V positiv wird. Hierzu ist ein Halbwellengleichrichter 64 mit dem einen Endpunkt einer Wicklung 60 verbunden und über einen Widerstand 66 an eine Zenerdiode 68 angeschlossen, über welcher ein Kondensator 70 und ein Einstellpotentiometer 72

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liegt. Das andere Wicklungsende ist mit der Kathode 58 des Gleichrichters 54 und mit den soeben erwähnten Schaltungselementen 68,70 und 72 verbunden, so dass am Abgriff des Potentiometers 72 eine veränderbare negative Spannung abgenommen werden kann. Die Anode des als Gleichrichter ausgebildeten Kristalldetektors 26 ist mit dem Abgriff des Potentiometers 72 und die Stiftkathode 36, die innerhalb des Hohlraums 22 als Sonde oder Koppelstift dient, mit dem einen Ende eines in Form eines einstellbaren Widerstandes geschalteten Potentiometers 74 verbunden. Der andere Anschluss des Potentiometers 74 liegt an der Gate-Elektrode 56 des siliziumgesteuerten Gleichrichters (SCR) 54; schliesslich ist die Gate-Elektrode 56 dieses Gleichrichters noch über einen Ableitwiderstand 57 mit Masse bzw. dem Kathodenanschluss verbunden. Der von dem Kristalldetektor 26 erzeugte Strom ist in der Darstellung der Fig. 6 schematisch dadurch angedeutet, dass mit diesem ein äquivalenter Stromgenerator 26a in Reihe geschaltet ist. Wird dem Hohlraum 22 keine Mikrowellenenergie zugeführt, dann sperrt der Kristalldetektor 26 und der Kondensator 52 entlädt sich über den Widerstand 57 gegen Masse. Wird dem Hohlraum 22 jedoch Mikrowellenenergie zugeführt, dann wird der Kristalldetektor 26 durch die vom Koppelstift 36 aufgenommene Mikrowellenspannung bei deren positiven Halbschwingungen leitend und lädt den Kondensator 52 über das Potentiometer 24 auf positive Spannung auf. Dabei lässt sich die Rate oder Zeitkonstante der Aufladung 52 durch die Einstellung des Potentiometers 74 variieren.

Auf diese Weise wird über dem Kondensator 52 ein elektrisches Signal in Rampenform gebildet, welches über einen Anstieg oder eine Steigung verfügt, die proportional ist zum von dem Kristall

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detektor 26 erzeugten Ladestrom; dieser Ladestrom ist dann seinerseits wieder proportional der Stärke des elektromagnetischen Feldes innerhalb des Hohlraums 22. Wird dieses Rampensignal ausreichend gross, dann wird die Gate-Elektrode 56 des Gleichrichters 54 ausreichend positiv und veranlasst ein Leitendwerden dieses Halbleiterschaltelementes. Wenn dies erfolgt, dann fliesst Strom durch ein Relais 76, welches einerseits über einen Gleichrichter 78 mit der eine ausreichende elektrische Leistung aufbringenden Wicklung 60 und andererseits über einen Widerstand 80 mit der Anode des gesteuerten Siliziumgleichrichters (SCR 54) verbunden ist, so dass die normalerweise geschlossenen Kontakte 76a (Ruhekontakte) dieses Relais geöffnet werden.

Es ist schon darauf hingewiesen worden, dass die Integriergeschwindigkeit des Kondensators 52 durch Einstellung des Potentiometers 74 geändert werden kann. Diese Integriergeschwindigkeit kann auch für eine gegebene Höhe oder Stärke des elektromagnetischen Feldes dadurch geändert werden, dass man innerhalb des Hohlraums 22 eine grössere Sondeneinheit, verglichen mit dem Koppelstift 76, verwendet oder indem man den Kristalldetektor 26 weiter in den Hohlraum 22 hineinschiebt oder aus diesem herauszieht. Alternativ können auch an verschiedenen Punkten des Hohlraums mehrere in diesem Sinne gleichrichtende Kristallsysteme oder Sonden verwendet werden. Die Kristalldetektoren können zur Erzeugung eines grösseren verfügbaren Ladestroms dann auch parallelgeschaltet werden und sind weniger empfindlich mit Bezug auf die Position der essbaren Güter in dem Hohlraum.

Betrachtet man nun die Art, auf welches anfangs den Magnetrons

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Leistung zugeführt wird, die diese wiederum in dem Hohlraum zuzuführende Mikrowellenenergie umwandeln, dann sei zunächst darauf hingewiesen, dass in grösserer Ausführlichkeit in dem US-Patent 3,854,022, auf welches hiermit ausdrücklich Bezug genommen wird, eine geeignete Regel- und Verriegelungsschaltung beschrieben ist. Es wird auch darauf hingewiesen, dass in diesem US-Patent zur Zuführung der Mikrowellenenergie zum Hohlraum zwei Magnetrons vorgesehen sind, wobei entweder einer oder beide Magnetrons selektiv erregt werden können; aus Gründen einer vereinfachten Darstellung bezieht sich die Schaltung der Fig. 6 lediglich auf die Versorgung eines einzigen Magnetrons. So lässt sich der Darstellung der Fig. 6 entnehmen, dass eine Netzversorgungsspannung-von hier 230 V Hauptstromleitungen 82 und 84 über eine Reihe miteinander verriegelter oder verketteter Schalter 86 und 88 und einem Hauptleistungsschalter 90 zugeführt wird. Ist der Hauptschalter 90 geschlossen, dann ist die Hauptleitung 82 über die Sicherung 92 und einen von der Mikrowellen-Herdtür betätigten Schalter 94 mit einem Relais verbunden, welches zwischen die Mittelanzapfung 98 und dem einen Ende der Primärwicklung 100 eines Heizstromtransformators geschaltet ist, dessen Sekundärwicklung 102 dem Magnetron 104 den erforderlichen Heizstrom zuführt. Bei Erregung des Relais 96 schliessen sich dessen Halterelaiskontakte 96a, so dass dieses Relais auch dann erregt bleibt, wenn der Schalter 94 nur kurzzeitig beim Öffnen oder Schliessen der Tür betätigt wird. Des weiteren werden dann, wenn die Tür 24 vollständig geschlossen ist, ein Paar Verriegelungsschalter 106 und 108 geschlossen und verriegelt mit der Folge, dass ein Relais 110 erregt und dessen normalerweise geöffnete Kontakte 110a (Arbeitskontakte) geschlossen werden.

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Sobald anfänglich der Schalter 94 geschlossen wird, läuft ein für das Aufheizen der Heizdrähte des Magnetrons 104 geeigneter Verzögerungszeitraum ab, welcher von dem Zeitverzögerungsrelais 112 vorgegeben wird. Ist dieser erwähnte Verzögerungszeitraum dann abgelaufen, dann schliesst das Relais 112 seine Kontakte 112a, wodurch dann ein Regel- oder Steuerrelais 114 für das
Magnetron über die normalerweise geschlossenen Kontakte 76a
des schon erwähnten Relais 76 erregt wird. Durch die Erregung des Relais 114 schliessen sich dessen Kontakte 114a und 114b, so dass die 230 V-Versorgangsspannung dem Hauptleistungstransformator 116 zugeführt wird und gleichzeitig dem Magnetron
104 über das allgemein mit 118 bezeichnete Gleichrichter- und Filternetzwerk die erforderliche Hochspannung zugeführt wird. Sobald auf diese Weise das Magnetron 104 Hochspannung
erhält, leuchtet ein Anzeigelicht 120 auf und zeigt so
der Bedienungsperson an, dass der Mikrowellen-Heizvorgang eingeleitet worden ist. Sobald der Schalter 94 geschlossen und
das Relais 96 betätigt worden ist, wird der Primärwicklung des schon erwähnten Leistungstransformators 62 eine Versorgungsspannung von beim Ausführungsbeispiel 110V zugeführt, so dass der weiter vorn schon beschriebene, den oder die Kristalldetektoren 26 umfassende Regelschaltkreis ebenfalls in Betrieb genommen wird und bereit ist, ein Zeitgabeintervall zu beginnen. Der Kondensator 52 verbleibt jedoch in seinem ungeladenen Zustand bis dem Hohlraum 22 Mikrowellenenergie zugeführt wird.

Sobald dann auf die soeben beschriebene Weise dem Hohlraum 22 Mikrowellenenergie zugeführt wird, entwickelt der Kristalldetektor 26 einen der Stärke des elektromagnetischen Feldes in der Nähe des Kristalls proportionalen elektrischen Strom und dieser

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Strom wird dazu verwendet, den Kondensator 52 auf positive Spannung aufzuladen. Die Höhe des Ladestroms hängt auch ab von der Einstellung der Potentiometer 72 und 74, wie schon erwähnt. Ein weiterer Kondensator 124, der über dem Potentiometer 74 und dem Kristalldetektor 26 liegt, wirkt als Filterkondensator, so dass zur Aufladung des Kondensators 52 ein im wesentlichen nur in eine Richtung fliessender Strom erzeugt v/ird. Wenn die rampenähnliche Spannung über dem Kondensator 52 die zur Triggerung des Gleichrichters 54 erforderliche Schwellspannung erreicht hat, spricht das Relais 76 an und öffnet seine Kontakte 76a, so dass das Magnetron, da das Relais 114 stromlos wird, ebenfalls entregt wird. Zur gleichen Zeit werden die Arbeitskontakte 76b des Relais 76 geschlossen, wodurch eine Anzeigeleuchte 123a anspricht und der Bedienungsperson mitteilt, dass das Nahrungsmittel im Mikrowellenherd fertig ist und entnommen werden kann.

Das Relais 76 wirkt daher in der Weise, dass bei seiner Erregung die Mikrowellenenergie in dem Hohlraum 22 abgeschaltet wird; andererseits ist es aber auch erforderlich, den Kondensator 52 zu entladen, damit ein erneuter Zeitgabevorgang in Verbindung mit der Eingabe anderer Nahrungsmittel in den Hohlraum 22 durchgeführt werden kann. Entsprechend einem weiteren Merkmal vorliegender Erfindung wird die Entladung des Kondensators 52 mit Hilfe eines Schalters 128 durchgeführt, der über dem Kondensator 52 liegt und dann kurzzeitig geschlossen wird, wenn die Tür 24 geöffnet wird. Der Darstellung der Fig. 2 lässt sich genauer entnehmen, dass dieser Schalter 128 so angeordnet ist, dass er von dem rückwärtigen Hakenteil 130 eines Gestängeoder Hebelelements 132 betätigt werden kann, welches mit der

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Tür 24 verbunden ist und als Fanghaken für die Tür wirkt, wenn diese sich in ihrer offenen Position in horizontaler Stellung befindet. Wird die Tür 24 geschlossen, dann schliesst der Hakenteil 130 kurzzeitig den Schalter 128, so dass sichergestellt ist, dass der Kondensator 52 vor der erneuten Zuführung von Mikrowellenenergie zum Hohlraum 22 entladen ist. Desgleichen wird nach Ablauf des Zeitgabeintervalls, wenn das Magnetron entregt und die Tür 24 geöffnet wird, der Schalter 128 erneut geschlossen und ist zu diesem Zeitpunkt in der Weise wirksam, dass der Kondensator 52 durch den so gebildeten Kurzschluss über die geschlossenen Kontakte dieses Schalters 128 schnell entladen wird. Der Mikrowellenherd ist dadurch unmittelbar in einen Zustand zurückgeführt, der die Eingabe weiterer Nahrungsmittelgüter sofort und ohne die Verzögerung möglich macht, die beim Abkühlen einer vorhandenen physikalischen Masse, nachdem diese erhitzt worden ist, berücksichtigt werden muss, wie dies beispielsweise im US-PS 3,875,361 der Fall ist.

Entsprechend einem weiteren wesentlichen Merkmal vorliegender Erfindung kann die Triggerhöhe bzw. der Schwellwert, an welchem der gesteuerte Gleichrichter 54 leitend wird, eingestellt werden, und zwar durch Einstellung entweder des Reihenpotentiometers 74 oder des Vorspannungspotentiometers 72, so dass eines der zu erhitzenden Nahrungsmittel, üblicherweise das Nahrungsmittel, welches zur Erhitzung auf die höchste Temperatur den längsten Zeitraum benötigt, auf den gewünschten erhitzten Servierzustand gebracht ist, wenn die Mikrowellenenergie abgeschaltet wird. Die Einstellung dieses Triggerschwellwerts wird dann beibehalten und das Zeitintervall für andere Nahrungsmittel, allgemein für andere Güter, die in den Hohlraum 22 ein—

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gegeben werden, wird automatisch korrigiert, da die Höhe oder das Niveau des innerhalb des Hohlraums herrschenden elektromagnetischen Feldes sich umgekehrt mit den Abmessungen und der Menge der zu erhitzenden eingegebenen Nahrungsmittel verändert. Darüber hinaus können die einzelnen Nahrungsmittel individuell geformt oder abgeschirmt werden vor ihrer Eingabe in den Mikrowellenherd, so dass das Niveau oder die Höhe des elektromagnetischen Feldes, wie es von dem Kristalldetektor 26 festgestellt wird, derart ist, dass jedes Nahrungsmittel seinen gewünschten erwärmten Zustand zu dem Zeitpunkt erreicht, zu welchem auch der Schwellwert des Gleichrichters 54 erreicht ist. Es versteht sich, dass dieses Zeitintervall sich mit den unterschiedlichen Arten von Nahrungsmitteln, ihren unterschiedlichen Formgebungen und ihrer gegebenenfalls unterschiedlichen Abschirmung im weitesten Mass ändert, wie im folgenden noch im Detail erläutert wird. So hat sich beispielsweise herausgestellt, dass dann, wenn unterschiedliche Nahrungsmittel an einer im allgemeinen mittleren Stelle, die mit gestrichelten Linien bei 126 am Boden des Hohlraumes 22 angegeben ist, angeordnet werden und wenn dem Hohlraum etwa 2500 W Mikrowellenenergie zugeführt werden, die folgenden unterschiedlichen Nahrungsmittel automatisch zeitgerecht im^e^^en "auf^hren gewünschten Erhitzungszustand gebracht werden, so dass sie mit der gleichen Schwellwert- oder Triggereinstellung serviert werden können:

Beispiel 1

Reissuppe mit Huhn in keramischer Schale, Ausgangstemperatur 6,6°C, Endtemperatur 92,2°C, Erhitzungszeitraum 39,5 Sekunden.

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Beispiel 2

Gebratenes Hühnchen, gemischtes Gemüse und Kartoffelbrei, sämtliche Nahrungsmittel mit einer Ausgangstemperatur von 1,1°C_f die Endtemperaturen lagen beim Hühnchen bei 82,2°C, bei dem Gemüse bei 73,8°C und bei den Kartoffeln bei 62,7°C; die Wärmezeit betrug 53 Sekunden.

Beispiel 3

Rühreier mit Wurst auf keramischer Schale, mit Folie bedeckt, sämtliche Nahrungsmittel mit einer Ausgangstemperatur von 1,1⁰C, die Endtemperaturen lagen bei 71,1°C für die Eier, und bei 82,2°C für die Wurst, die Aufwärmzeit belief sich auf 56 Sekunden.

Beispiel 4

Steak nach Salisbury-Art, gemischte Gemüse und Stampfkartoffel in Kunststoffschale, zusätzlich Reissuppe mit Huhn in keramischer Schale, die Nahrungsmittel in der Künststoff-Schaumschale verfügten über eine Ausgangstemperatur von 1,1⁰C, die Endtemperaturen lagen bei 82,2°C für das Steak, 76,6°C für das Gemüse und 68,3°C für die Kartoffeln; die Huhn-Reissuppe verfügte über eine Ausgangstemperatur von 6,6°C und eine Endtemperatur von 87,7°C; die Aufwärmzeit betrug 1.02 Sekunden.

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Bei den oben angegebenen Beispielen wurde als Kristalldetektor 26 ein System mit der Bezeichnung 1N21B verwendet, der Kondensator 52 hatte einen Wert von 14000,uF und der Gate-Widerstand 67 belief sich auf 5700 Ohm. Das Reihenpotentiometer 74 verfügte über einen Maximalwert von 50Q0 0hm. Es versteht sich, dass auch ein kleinerer Mikrowellenherd als dargestellt verwendet werden kann, um einzelne Nahrungsmittel zu erhitzen.

Bei sämtlichen der oben angegebenen Beispiele erfolgte der Zeitablauf automatisch, ohne dass der Wert des Kondensators geändert wurde oder ohne dass eine Einstellung an den Potentiometern 72 oder 74 vorgenommen wurde. Darüber hinaus ist auch kein individueller Fühler für jedes Nahrungsmittel oder für jede Schale und jedes eingegebene Tablett erforderlich, wie dies noch in dem US-Patent 3,854,022 angegeben ist. Dementsprechend ist die vorliegende Erfindung insbesondere für eine Verwendung im Restaurant oder zu Haus, aber auch bei Verkauf sapparaten geeignet, wo die Nahrungsmittel direkt in den Hohlraum des Mikrowellenherds eingegeben und automatisch im Zeitablauf bis auf den gewünschten Verzehrzustand gebracht werden unter Verwendung des oben beschriebenen, den Kristalldetektor umfassenden Regelschaltkreis. Bei der beschriebenen Erfindung ist die den Kristalldetektor umfassende Regelschaltung in der Weise wirksam, dass ein automatischer Zeitablauf für die unterschiedlichen Arten von eingegebenen Nahrungsmitteln wie die oberen Beispiele zeigen, erzielt wird, wobei der Kristalldetektor 26 zu allen Zeiten innerhalb des Herdhohlraums 22 verbleibt; aus diesen Gründen kann der Detektor aber auch nicht auf die Anfangstemperatur der in den Mikrowellenherd eingegebenen Nahrungsmittel ansprechen, wie dies im Gegensatz hierzu bei dem dem Tablett oder der Schale zugeordneten Ferrit-

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sensor im US-Patent 3,854,022 der Fall ist. Unter bestimmten Umständen kann es daher bei vorliegender Erfindung erwünscht sein, die Regelschaltung in der Weise zu betreiben, dass eine Einstellung der Steigung der erwähnten Rainpenspannung möglich ist, um so Unterschiede in der Anfangstemperatur der eingegebenen Nahrungsmittel zu kompensieren. Eine solche Anordnung ist in der Darstellung der Fig. 7 gezeigt, wo ein Temperaturschalter 136 für die Anfangstemperatur des Nahrungsmittels vorgesehen ist, der in zwei Schaltpositionen gebracht werden kann, eine für Nahrungsmittel mit einer Temperatur von etwa -17,8 C und eine andere Stellung für eine Anfangstemperatur für Nahrungsmittel von 4,4°C. Befindet sich der Temperaturschalter 136 in der Position für eine Anfangstemperatur von 4,4°C, dann ist der Kondensator 52 in den weiter vorn erläuterten Schaltkreis der Fig. 6 eingeschaltet und arbeitet in der Weise, die ausführlich erläutert worden ist. Befindet sich jedoch der Temperaturschalter 136 in der Position für eine Anfangstemperatur im Bereich von etwa -18 , dann ist der Kondensator 52 durch einen anderen Kondensator 138 ersetzt, der über einen wesentlich grösseren Kapazitätswert verfügt, so dass für tiefgefrorene Nahrungsmittel zusätzliche Aufwärmzeit zur Verfügung gestellt wird. Alternativ kann aber auch der Temperaturschalter lediglich den Wert des in Reihe geschalteten Potentiometers 74 oder die Einschaltung des Potentiometers 72 verändern, so dass man auch auf diese Weise zu einem längeren HeiζZeitraum für gefrorene Nahrungsmittel kommt.

Entsprechend einem weiteren Merkmal vorliegender Erfindung können auch Massnahmen vorgesehen werden, die automatisch dafür sorgen, dass dem Hohlraum 22 Mikrowellenenergie wieder zugeführt wird, nachdem die Energiezuführung anfänglich durch

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Öffnen der Kontakte 76a unterbrochen worden ist; die automatische erneute Energiezuführung erfolgt dann, nachdem ein Ausgleichszyklus oder ein Ausgleichszeitraum abgelaufen ist, während welchem die Wärme, die in den heisseren Teilen des Nahrungsmittels innerhalb des Hohlraumes 22 erzeugt worden ist, sich auch in die restlichen Bereiche des jeweiligen Nahrungsmittels ausgebreitet und verteilt hat, so dass eine gleichmassigere Wärmeverteilung erzielt werden kann. Ein solcher Ausgleichszyklus kann für Nahrungsmittel bei einer Ausgangstemperatur von etwa -18 C oder auch für Nahrungsmittel mit einer Ausgangstemperatur von 4,4°C vorgesehen sein, obwohl der Ausgleichszeitraum für tiefgefrorene Nahrungsmittel von -18°C von grösserer Bedeutung ist, bei denen ein Ausgleich zwischen noch gefrorenen und aufgetauten Bereichen des jeweiligen Nahrungsmittels erwünscht ist. Zu diesem Zweck kann man einen weiteren Kontaktsatz 76c in Form von Arbeitskontakten des Relais 76 vorsehen, die dann wirksam sind, wenn dieses Relais erregt ist, und die dem Kondensator 138 einen Widerstand 140 parallelschalten, wie dies gestrichelt in Fig. 7 gezeigt ist. Auf diese Weise wird, wenn durch das Öffnen der Kontakte 76a die Energiezuführung für das Magnetron 104 anfänglich unterbrochen wird, der Widerstand 140 dem Kondensator 138 parallelgeschaltet und bewirkt eine Entladung dieses Kondensators bis zu einem solchen Wert, dass der gesteuerte Gleichrichter 54 erneut in seinen nichtleitenden Zustand gelangt. Wenn dies auftritt, schliessen sich die Kontakte 76a erneut, so dass dem Magnetron 104 wiederum Leistung zugeführt wird und dadurch auch im Hohlraum 22 wiederum Mikrowellenenergie vorhanden ist. Der Widerstand 140 wird dann zu diesem Zeitpunkt

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in seiner Parallelschaltung zum Kondensator 138 abgeschaltet durch Öffnen der Kontakte 76c, so dass sich der Kondensator wiederum auf positive Spannung soweit aufladen kann, bis der Schwellwert zum Leitendwerden des Gleichrichters 54 wieder erreicht ist.

Indem man einen weiteren Kontaktsatz 76d des Relais 76 vorsieht, kann man eine Anzahl solcher Ausgleichszyklen oder Ausgleichszeiträume automatisch vorsehen; diese Kontakte schliessen dann jedesmal, wenn das Relais 76 erregt ist, so dass bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel einem Zähler 142 jedesmal bei Erregung des Relais 76 eine geeignete Eingangsspannung zugeführt wird. Der Zähler 142 kann eine beliebige geeignete Anordnung umfassen, beispielsweise ein normales Schrittrelais, um die Anzahl der Erregungsvorgänge des Relais 76 zu zählen; hat der Zähler dann seinen letzten Zählschritt erreicht, dann wird ein dem Zähler nachgeschaltetes Relais 144 erregt. Durch seine Erregung wirkt das Relais 144 steuernd auf seine normalerweise geschlossenen Kontakte 144a ein und öffnet diese. Die Kontakte 144a sind, wie Fig. 7 .zeigt, in Reihe mit den Kontakten 76a der Fig. 6 geschaltet, so dass nach einer vorgegebenen Anzahl von Ausgleichszeiträumen, die beispielsweise durch eine entsprechende Einstellung des Zählers 142 vorgegeben werden können, das Relais 114 unabhängig von der Stellung der Kontakte 76a endgültig entregt wird. Das Relais 144 kann gleichermassen die Versorgung einer Lichtanzeige 123 mit Strom steuern, die das Signal für den Zustand "Speise erhitzt" abgibt und kann des weiteren in der Weise geschaltet sein, dass über die Verbindungsleitung 146 zu dem Zeitpunkt, zu welchem dann die, Versorgungsspannung endgültig vom Magnetron 104 abge-

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schaltet wird, auch der Zähler 142 rückgesetzt wird. Durch Schliessen der Schaltkontakte 128 bei Öffnen der Tür 28 wird dann entweder der Kondensator 52 oder der Kondensator 138 endgültig entladen.

Des weiteren ist es möglich, dass dem Hohlraum 22 kurze Impulse oder Stösse von Mikrowellenenergie zugeführt werden, um auch noch nach dem Aufleuchten der Leuchtanzeige für "Speise erhitzt" während eines sogenannten Ilaltezyklus die gewünschten Temperaturen aufrecht zu erhalten. Bei einem solchen System ist das Relais 144 von der ersten oder der zweiten Stufe des Zählers 142, wie durch die gestrichelte Linie 178 in Fig. 7 angedeutet, gesteuert, so dass dieses Relais am Ende von ein oder zwei Ausgleichszyklen erregt ist und die Leuchtanzeige eingeschaltet wird. Allerdings sind in diesem Fall die Kontakte 144a durch ein Paar Relaiskontakte 144b dieses Relais 144 ersetzt, die so geschaltet sind, dass sie einen Teil des in Reihe geschalteten Potentiometers 74 kurzschliessen, wie ebenfalls in gestrichelter Darstellung in Fig. 7 gezeigt, so dass der Kondensator 52 oder 138 relativ schnell auf das Triggerniveau oder den Schwellwert des gesteuerten Gleichrichters 54 aufgeladen wird. Unter diesen Umständen setzt das Relais 144 den Zähler über die Leitung 146 nicht zurück; der Zähler 142 fährt im Gegenteil fort, auf sukzessive höhere Zählschrittpositionen hochzuzählen, wenn während des Haltezyklus dem Hohlraum 22 Mikrowellenenergie in kurzen Impulsformen zugeführt wird. Nach 20 oder 30 Zählzyklen des Zählers, während welchen kurze Energieimpulse dem Hohlraum 22 zugeführt sind, wird dann ein dabei entstehendes Ausgangssignal des Zählers 142 einem nicht dargestellten und von diesem Ausgang

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gesteuertem Regelrelais zugeführt, dessen Kontakte für die Entregung des Relais 96 sorgen und so den Mikrowellenherd vollständig abschalten; dies geschieht an Stelle der Kontakte 144a des Relais 144. Dieses Ausgangsregelrelais setzt dann auch den Zähler 142 zurück, wie dies für einen Fachmann ohne weiteres verständlich ist. Es versteht sich auch, dass die kurzen Energieimpulse dadurch erzeugt werden können, dass man einen der Kondensatoren 52 oder 138 durch einen relativ kleinen Kondensator ersetzt, indem man v/ährend der Serien von Haltezyklen Schaltkontakte ähnlich den Schaltkontakten 144b schliesst.

Mit Bezug auf den Regelschaltkreis des·Kristalldetektors der Schaltung der Fig. 6 wird darauf hingewiesen, dass dann, wenn sowohl der Kondensator 52 als auch der Kristalldetektor 26 im linearen Bereich ihrer Betriebskennlinie betrieben werden, die Rate oder die Geschwindigkeit, mit welcher dieser Kondensator geladen wird, sich linear mit den Änderungen in der Stärke des elektromagnetischen Feldes innerhalb des Hohlraums, so wie dieses vom Kristalldetektor 26 abgetastet wird, verändert. Es ist jedoch möglich, dass Änderungen im Feldstärkenniveau nicht direkt proportional zu den Abmessungen der in den Hohlraum 22 eingegebenen Nahrungsmittel sind. Werden beispielsweise zwei unterschiedliche Nahrungsmittel gleicher Form und Abmessung und gleicher Energieabsorptionseigenschaften in den Hohlraum, dem eine konstante Energieleistung zugeführt wird, eingegeben, dann beläuft sich die von jedem der Nahrungsmittel verbrauchte Mikrowellenenergie auf die Hälfte der Energie, die das Nahrungsmittel empfangen oder aufgenommen hätte, wenn es allein in dem Mikrowellenherd gewesen wäre. Allerdings wird das Feldstärkenniveau in diesem Fall lediglich

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um den Faktor 0,07, bezogen auf den Wert reduziert, der. bei Vorhandensein nur eines Lebensmittels vorliegt, da das Spannungsniveau sich mit der Quadratwurzel des Leistungsniveaus ändert.

Es erscheint daher sinnvoll zu sein bei der erfindungsgemässen Regelschaltung unter Verwendung eines Kristalldetektors noch einige zusätzliche Kompensatxonsmassnahmen zu treffen, die sich auf Änderungen in den Abmessungen der eingegebenen Nahrungs mittel beziehen. Entsprechend einem weiteren wesentlichen Merkmal vorliegender Erfindung kann eine solche Kompensation mindestens dadurch teilweise erzielt werden, dass man den Kondensator 52 im nichtlinearen Bereich seiner Ladungskurve betreibt. So sei bei den oben angegebenen Beispielen angenommen, dass der gesteuerte Gleichrichter 54 eine feste Triggerschwelle von annähernd 0,4 V hat. Wird eine relativ schmale Belastung oder ein eine geringe Mikrowellenenergiemenge aufnehmendes Nahrungsmittel in den Hohlraum 22 eingeführt, wie beispielsweise die Suppe im Beispiel 1, dann existiert in dem Hohlraum ein wesentlich höheres Feldstärkenniveau, so dass der Kristalldetektor 26 eine relativ grosse Spannung entwiekeln und den Kondensator 52 (für diese Triggerschwelle von 0,4 V) im linearen Bereich seiner Ladecharakteristik aufladen kann. Befindet sich jedoch in dem Ofenhohlraum eine relativ grosse Belastung etwa entsprechend dem Beispiel 4, dann ist das Feldstärkenniveau derart reduziert, dass die Ausgangsspannung des Kristalldetektors, auf welche der Kondensator 52 letztendlich aufgeladen werden kann, relativ klein ist und beispielsweise nur 0,5 V beträgt. Unter diesen Umständen liegt die Triggerschwelle von 0,4 V für den gesteuerten Gleichrichter 54 relativ nah an der gesamten,

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fur die Aufladung dieses Kondensators verfügbaren Spannung ₍ so dass eine unproportional längere Zeit erforderlich ist, um diesen Kondensator auf die Triggerschwelle von 0,4 V aufzuladen, bei welcher der gesteuerte Gleichrichter 54 schliesslich leitend gesteuert ist.

So besteht zwar im wesentlichen eine Kompensation für die soeben beschriebene nichtlineare Beziehung zwischen dem Feldstärkenniveau und der Grosse der Belastung, diese Kompensation ist jedoch, wie ein Vergleich der Beispiele 1 und 4 zeigt, nicht vollständig. So ist die Suppe im Beispiel 1 allein auf eine Temperatur von 92,2°C erwärmt worden, wohingegen die Suppe zusammen mit anderen Nahrungsmitteln im Beispiel 4 auf eine Temperatur·von nur 87,7°C aufgewärmt v/erden konnte, bevor der gesteuerte Gleichrichter 54 durchschaltete und die Zuführung von Mikrowellenenergie zum Hohlraum 22 unterbrochen wurde. Zusätzlich zu der diesem System innewohnenden nichtlinearen Beziehung zwischen Spannung und Energie sind noch andere mögliche Quellen für diese Art der Verzerrung vorhanden, die beispielsweise die Spannung-Stromcharakteristik des Kristalldetektors und Verschiebungen in dem Muster der stehenden Welle in dem Hohlraum umfassen, wenn sich die Belastung ändert.

Entsprechend einem weiteren Merkmal vorliegender Erfindung ist es daher möglich, für eine ergänzende Kompensation der oben beschriebenen nichtlinearen Beziehungen zu sorgen, indem die Schaltung der Fig. 8 verwendet wird, bei der das Ausgangssignal des Kristalldetektors 26 einem nichtlinearen Verstärker zugeführt wird, bevor es als Quelle für den Ladestrom des Kondensators 52 benutzt wird. Daher wird die über dem Filter-

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kondensator 124 erscheinende gleichgerichtete Spannung dem Eingangsanschluss 2 eines Operationsverstärkers zugeführt,, der allgemein mit dem Bezugszeichen 150 bezeichnet ist und die Typenbezeichnung 741C tragen kann. Vom anderen Eingangsanschluss 3 des Operationsverstärkers 50 ist ein Widerstand 152 gegen Masse geschaltet; darüber hinaus wird ein Offsetpotential mit Hilfe eines Gleichrichters 154 und der Reihenschaltung eines Widerstandes 156 und eines Potentiometers 158 erzeugt, sämtliche Elemente sind in Reihe geschaltet und verbinden den einen Anschlusspunkt der Sekundärwicklung 60 mit Masse. Der Abgriff des Potentiometers 158 ist an den Anschlusspunkt 4 des Systems 150 angeschlossen. Der Ausgangsanschluss 6 des Operationsverstärkers 150 liegt über eine Diode und einen Reihenwiderstand 162 am Kondensator 52, der dann in der schon erwähnten Weise den gesteuerten Gleichrichter 54 kontrolliert, indem der Schwellwert vorgegeben wird, an welchem die mit dem Kondensator 52 verbundene Gate-Elektrode des Gleichrichters 54 so ausreichen positiv ist, dass der Gleichrichter durchschaltet.

In der Schaltung der Fig. 8 ist ein allgemein mit dem Bezugszeichen 164 angegebenes Rückkopplungsnetzwerk vorgesehen, welches den Ausgangsanschluss 6 des Operationsverstärkers 150 mit seinem Eingangsanschluss 2 verbindet, so dass die Verstärkungseigenschaften des Operationsverstärkers 150 im weiten Bereich geändert werden können. Insbesondere sind zwischen die Anschlüsse 6 und 2 des Operationsverstärkers 150 zwei Potentiometer 166 und 168 geschaltet, hierzu kommt noch eine Zenerdiode 170,

ausgehend die vom Verbindungspunkt dieser beiden Potentiometer^über ein weiteres Potentiometer 172 gegen Masse liegt. Ein Kondensator 174 liegt parallel zum Potentiometer 166; die Zener-

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diode 170 ist dann leitend, wenn das Ausgangssignal des Operationsverstärkers 150 auf über ca. 4 V ansteigt. Dementsprechend gelangt auf den Eingangsanschluss des Operationsverstärkers 150 für Ausgangssignalwerte unterhalb dieser Spannung die volle negative rückgeführte Spannung, wohingegen für Ausgangssignalspannungen oberhalb des leitenden Bereiches der Zenerdiode 170 eine parallele Shuntwirkung von dieser Diode ausgeübt wird,

sich
so dass/eine geringere negative Rückführung ergint. Die sich ergebenden Ausgangseigenschaften können durch geeignete Einstellung der Potentiometer 166 und 168 so geändert werden, dass man die gewünschte nichtlineare Beziehung geeigneter Kurvenform erzielen kann. Wird beispielsweise das Potentiometer 172 auf einen Wert von 9000 0hm eingestellt und die Zenerdiode bildet eine offene Schaltungsunterbrechung, d.h. sie ist nicht durchgeschaltet, so werden die durch den Kurvenverlauf 176 in Fig. 9 gezeigten linearen Beziehungen erzeugt. Hierzu ist das Potentiometer 166 noch auf einen Wert von 1900 Ohm und das Potentiometer 168 auf einen Wert von 45000 0hm eingestellt. Wird andererseits das Potentiometer 172 auf minimalen Widerstand eingestellt, so dass die Zeneriode 170 maximalen Einfluss gewinnt, dann erzielt man den charakteristischen Verlauf, der durch die Kurve 178 in Fig. 9 angegeben ist. Für diesen Kurvenverlauf verfügt das Potentiometer 166 über eine Einstellung von 9000 0hm, das Potentiometer 168 ist auf 7000 0hm eingestellt und das Potentiometer 172 ist, wie schon erwähnt, kurzgeschlossen. Ein einer berechneten quadratischen Gesetzmässigkeit folgender Kurvenverlauf 180 fällt zwischen die beiden Kurvenverläufe 176 und 178 und läßt sich nahezu perfekt dann einstellen, wenn das Potentiometer 166 einen Wert von 7000 0hm, das Potentiometer 172 einen Wert von 350 0hm und das Potentio-

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meter 168 einen Wert von 14000 Ohm aufweist. Es versteht sich, dass, wie ohne weiteres einzusehen, durch geeignete Einstellung der Potentiometer 166,168 und 172 jeder beliebige Verlauf einer nichtlinearen Charakteristik im Verhalten des Operationsverstärkers erzeugt werden kann. Es versteht sich in diesem Zusammenhang, dass für einen besonderen Anwendungsfall die gewünschte nichtlineare Charakteristik durch Einstellen der Potentiometer 166, 168 und 172 und vorgegebener Widerstände bestimmt werden kann, die danach in ähnlichen Schaltungen verwendet werden können.

Der von dem Kristalldetektor 26 erzeugte Strom lässt sich daher mit Hilfe der nichtlinearen Verstärkerschaltung der Fig..8 in der Weise modifizieren, dass zum Aufladen des Kondensators 52 ein nichtlinearer Ausgangsstrom erzeugt wird. Daher kann die Schaltung der Fig. 8 direkt zur Kompensation der nichtlinearen Beziehung zwischen der von dem Kristalldetektor 26 gemessenen Feldstärkenhöhe und der von den Nahrungsmitteln innerhalb des Hohlraums 22 absorbierten Mikrowellenenergie verwendet werden. Alternativ kann die von der Schaltung der Fig. 8 gebotene Möglichkeit der Zusammenstellung nichtlinearer Beziehungen auch in Verbindung mit der weiter oben beschriebenen Verwendung der Ladeeigenschaften des Kondensators benutzt werden, um so jede dem speziellen Anwendungsfall erforderliche Nichtlinearität zur Verfügung stellen zu können. Darüber hinaus können aber auch noch andere Faktoren bei dem Regelschaltkreis vorliegender Erfindung eine Kompensation erforderlich machen. So ergibt sich eine gewisse Wärmeverlustmenge durch Wärmerückstrahlung von den Nahrungsmitteln, die erhitzt v/erden sollen. Im Falle des in dem US-Patent 3,854,022 beschriebenen Ferritelements lassen sich solche Rückstrahlungs-Wärmeverluste fest-

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festellen, wohingegen die Kristalldetektoranordnung vorliegender Erfindung auf eine Rückstrahlung der aufgenommenen Wärmemengen zurückzuführende Wärmeverluste nicht feststellen kann. Daher kann die eine Nichtlinearität aufweisende Kompensationsschaltung, die soeben beschrieben worden ist, auch zur Kompensation von ßückstrahlungsverlusten verwendet werden, so dass man dann, wenn die Belastung, d.h. das Nahrungsmittel, grosser ist und daher das Feldstärkenniveau abnimmt, zusätzliche Zeit zur Verfügung stellen kann, um auch durch Rückstrahlung verursachte Wärmeverluste aufzufangen und zu kompensieren. Diese zusätzliche Zeitdauer kommt zu der Zeitdauer hinzu, die erforderlich ist., um der nichtlinearen Beziehung zwischen dem Feldstärkenniveau und der der Belastung zugeführten Energieleistung Rechnung zu tragen.

So lässt sich entsprechend einem weiteren Merkmal vorliegender Erfindung die beschriebene, in Verbindung mit einem Kristalldetektor arbeitende Regelschaltung dazu verwenden, dass in ihrem Zeitverhalten schon am Herstellungsort, d.h. in der Fabrik eingestellte Mikrowellenherde hergestellt werden; dabei können dann individuelle Nahrungsmittel bzw. Belastungen oder auch Güter auf einem gemeinsamen Träger oder Tablett, die dann gemeinsam eine Nahrungsmittelbelastung darstellen, durch geeignete Formgebung und Verpackung an einer hierzu entfernten Stelle oder einem Herstellungsort zubereitet werden; diese Zubereitungen werden durchgeführt in Verbindung und im Zusammenhang mit einem solchen standardisierten Mikrowellenherd-Zeitgabesystem, welches über den weiter vorn im einzelnen beschriebenen Regelschaltkreis unter Verwendung eines Kristalldetektors verfügt. So kann eine fabrikmässig zeitlich einge-

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stellte Nahrungsmittelbelastung, also ein Nahrungsmittel in geeigneter Ausbildung, dann in Verbindung mit hierzu entfernt angeordneten Mikrowellenherden auf einer vollautomatischen
Basis verwendet werden, ohne dass es erforderlich ist, dass
von der Bedienungsperson von Hand eine Zeitgeberschaltung betätigt wird.

Der Darstellung der Fig. 10 lässt sich entnehmen, dass, wie
durch den Block 182 angedeutet, an einer gegebenen Stelle ein fabrikmässiger Zeitgabevorgang vorgenommen wird. An dieser
Stelle wird ein scheraatisch mit 184 bezeichneter fabrikmässiger Standard-Mikrowellenherd verwendet, der mit dem weiter
vorn schon ausführlich beschriebenem Regelschaltkreis 186,
darin eingeschlossen der Kristalldetektor 26, ausgerüstet ist, der die Höhe der elektromagnetischen Feldstärke innerhalb des Mikrowellenherdraums misst. Dabei ist eine Einstellanordnung 188 für die Triggerschwelle bei der Regelschaltung 186 vorgesehen; diese Triggerschwelleneinstellung entspricht entweder der Einstellung des Vorspannungspotentiometers 72 oder des
Reihenpotent'iometers 74 in der Schaltung der Fig. 6.

Bei der Durchführung der fabrikmässig an den einzelnen Nahrungsmitteln vorzunehmenden Zeitgabe-Handlungen (d.h. dass die einzelnen Nahrungsmittel jeweils eine solche Form und eine solche Verpackung erhalten, dass die Wiedererwärmung unter Verv/endung des weiter vorn beschriebenen automatisierten Systems möglich ist) wird dann die Triggerschwelle zunächst mit einem ausgewählten Referenzgut oder Referenznahrungsmittel in der Weise eingestellt, dass die Zuführung von Mikrowellenenergie bei dem ausgewählten Mikrowellenherd dann beendet ist, wenn das Referenzgut die gewünschte Temperatur erreicht hat. Bevorzugt

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handelt es sich bei diesem Referenznahrungsmittel um ein Gut, welches den längsten Zeitraum für die Zuführung von Mikrowellenenergie pro Einheitsgewicht erfordert. Beispielsweise kann es sich bei dem Referenznahrungsmittel um eine Schale 190 mit Suppe handeln, die in 45 Sekunden auf eine Temperatur von 82,2°C aufgeheizt werden soll. Demnach wird dann das die Triggerschwelle einstellende Potentiometer 188 so eingestellt, dass der Suppenschale 190, die in den Mikrowellenherd 184 eingegeben ist, 45 Sekunden lang Mikrowellenenergie zugeführt wird, um die Suppe auf eine Temperatur von 82,2°C zu bringen. Die anderen Nahrungsmittelgüter, die an der Herstellungsstation 182 dann verpackt werden und hierdurch eine zeitliche Abstimmung verliehen bekommen, werden dann selektiv so abgeschirmt oder einer solchen Formgebung unterworfen, dass jedes Nahrungsmittelgut während des Zeitintervalls, welches erforderlich ist, damit das in der Regelschaltung 186 entwickelte Rampensignal die gleiche Triggerschwelle erreicht, die in Verbindung mit dem weiter oben genannten Referenzgut eingestellt worden ist, auf den gewünschten Erhitzungszustand erwärmt wird. Die selektive Abschirmung kann dadurch vorgenommen werden, dass man das Gut in eine energiereflektierende Folie einwickelt, die über eine oder mehrere Öffnungen verfügt, die dahingehend ausgebildet sind, dass eine gewünschte Mikroenergiemenge zum zu erhitzenden Gut gelangt. Alternativ kann auch ein mit Folie beschichteter Pappbehälter verwendet werden, der Öffnungen gewünschter Grosse und Anzahl aufweist. So kann beispielsweise bei dem in Fig. 10 gezeigten Beispiel 2 ein sogenanntes "Denver-Sandwich" 191 in Folie 192 eingewickelt und in den Mikrowellenherd 184 eingegeben werden, wobei die Folie 192 über relativ kleine Öffnungen verfügt. Die Tür des Mikrowellenherds wird dann geschlossen,

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die vorgenommene Triggerschwelleneinstellung am System 188 wird jedoch nicht geändert, so dass die Einstellung des Potentiometers 188 mit Bezug auf das Referenzgut, d.h. auf die weiter oben schon geschilderte Suppenschale, aufrechterhalten bleibt; anschliessend wird der Zustand des Sandwich festgestellt wenn nach der Erhitzung das eingestellte Zeitintervall abgelaufen ist. Hat das Sandwich dann nicht eine ausreichend hohe Temperatur erreicht, dann wird ein weiteres Sandwich in die Folie 196 eingewickelt, die jedoch über grössere Öffnungen oder über eine grössere Anzahl von Öffnungen 198 verfügt und der gleiche Vorgang wird wiederholt. Es können dann in aufeinanderfolgender Weise jeweils grössere Öffnungen, beispielsweise entsprechend den Öffnungen 200 der Folie 202 ausgewählt werden, bis die einwandfreie Grosse der Öffnungen feststeht, damit das "Denver-Sandwich" am Ende des Zeitgabeintervalls die gewünschte Temperatur erreicht. Beispielsweise kann die Grosse der Öffnungen in der Folie so ausgewählt werden, dass das Sandwich innerhalb eines Zeitgabeintervalls von 30 Sekunden eine Temperatur von 60 C erreicht. Man bemerkt, dass dieses Zeitgabeintervall von 30 Sekunden kürzer als das Zeitintervall von 45 Sekunden für die Erhitzung der Suppenschale ist, und zwar deshalb, weil die Abschirmung um das Sandwich die Höhe oder die Intensität des elektromagnetischen Feldes im Bereich des Kristalldetektors 26 erhöht hat, so dass der Kondensator 52 (siehe Fig. 6) schneller aufgeladen werden konnte. Daher lässt sich durch geeignete Auswahl der Grosse der Öffnungen in der Folie, die ein gegebenes Nahrungsmittelgut abschirmt, die Höhe der elektromagnetischen Feldstärke, wie sie von dem Kristalldetektor 26 erfasst wird, in Beziehung setzen mit der durch die Folienöffnungen dem Nahrungsmittelgut zugeführten Energiemenge, so

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dass das Nahrüngsmittelgut die gewünschte Temperatur in einem Zeitintervall erreicht, welches keine unterschiedliche Einstellung der Triggerschwelle in der Regelschaltung 186 erforderlich macht.

In völlig ähnlicher Weise können andere Nahrungsmittel, beispielsweise das im Beispiel 3 der Fig. 10 gezeigte Stück Kaffeekuchen 204 selektiv mit Folien umwiekelt werden, die Öffnungen unterschiedlicher Grosse aufweisen, beispielsweise mit den Folien 206, 208 und 210, so dass der gewünschte, für einen Genuss des Nahrungsmittels geeignete Zustand in einem Zeitgabeintervall erreicht wird, der vorgegeben ist von der mit dem Kristalldetektor arbeitenden Regelschaltung 186, ohne dass eine Änderung der Justierung 188 ihrer Triggerschwelle erforderlich ist. So lässt sich beispielsweise der Kaffeekuchen selektiv in der Weise abschirmen, dass eine Temperatur von 60 G in 10 Sekunden erreicht wird. In diesem Zusammenhang sei auch darauf hingewiesen, dass einige Nahrungsmittel oder Güter auch körperlich so geformt sein können oder in eine solche Form gebracht sein können, dass sie den gewünschten Endverbrauchszustand während des Zeitgabeintervalls erreichen, während welchem die Mikrowellenenergie zugeführt wird. Eine solche Formgabe kann zusätzlich zu oder anstelle der weiter vorn erwähnten selektiven teilweisen Abschirmung vorgenommen werden. So absorbieren beispielsweise ca. 113 g gekochte Kartoffeln ohne Schale, jedoch sonst in ihrer ursprünglichen Form,weniger Energie pro Zeiteinheit, verglichen mit der gleichen Menge Kartoffeln in der Form von' Kartoffelpürree, insbesondere wenn der Kartoffelpürree in einer dünnen Schicht ausgestrichen ist. Der Kartoffelpürree wird so in typischer Weise auf die gewünschte Temperatur erhitzt, wenn die Mikrowellenherd-Einstellung so

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justiert ist, wie dies dem Referenzgut, nämlich der Suppenschale, entspricht. Andererseits absorbieren jedoch die lediglich gekochten Kartoffeln, die das gleiche Gewicht wie die Stampfkartoffeln haben, beträchtlich weniger Energie pro Zeiteinheit, was dazu führt, dass der Kristallsensor mehr Energie pro Zeiteinheit empfängt. Der Mikrowellenherd wird daher während eines kürzeren Zeitraums eingeschaltet sein und die gekochten Kartoffel erreichen nicht die gleiche Temperatur wie die Stampfkartoffel. Verleiht man jedoch den gekochten Kartoffeln eine geeignete Form, indem man sie beispielsweise in ein oder mehr Stücke schneidet und erhöht dadurch die pro Zeiteinheit zu absorbierende Energie, dann können auch die gekochten Kartoffeln von der Herstellungsfabrik zeitlich in einwandfreier Weise angepasst werden, so dass man die gleiche Serviertemperatur erreicht wie bei dem Kartoffelpürree. Es versteht sich daher, dass einige der Nahrungsmittelgüter auf einem gemeinsamen Träger oder Tablett auch in körperlicher Hinsicht, wie soeben beschrieben, einer Formgebung unterzogen werden können, um die einwandfreie fabrikmässige Zeiteinstellunci zu erzielen, während andere Nahrungsmittel oder Güter auf dem gleichen Tablett und/oder die schon körperlich vorgeformten Güter noch selektiv abgeschirmt werden können, um für die gesamte Nahrungsmittelbelastung eine gewünschte fabrikmässige Zeitvorgabe (desired factory timing) zu erreichen.

Nachdem dann die Nahrungsmittelgüter selektiv am Herstellungsort 182 zeitlich eingestellt worden sind, können sie in jeder gewünschten Weise aufbewahrt oder konserviert werden, wie dies durch den Block 212 in Fig. 10 angegeben ist. Beispielsweise können die selektiv geschützten oder abgeschirmten Nahrungs-

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mittel eingefroren oder in beliebiger Weise für die Regalauslage stabilisiert werden, wobei es sich versteht, dass in diese Nahrungsmittelgüter die zeitliche Abstimmung (timing), die für die Wiedererwärmung der Nahrungsmittel erforderlich ist, automatisch eingebaut ist, und zwar durch die oben erwähnte selektive Abschirmung und/oder Formgebung. Die s.o hergestellten, konservierten, gelagerten und aufbewahrten Nahrungsmittelgüter können dann, wie der Block 214 in Fig. 1Ö angibt, auf beliebige Weise zu entfernteren Stellen transportiert werden, beispielsweise zu Restaurants, in den häuslichen Bereich oder zu Verkauf sapparaten. An diesen das Nahrungsmittel verwendenden Stationen wird ein mit Bezug auf den zur ursprünglichen zeitlichen Abstimmung am Herstellungsort verwendeten Mikrowellenherd entfernter Mikrowellenherd 216 verwendet und steuert automatisch das Erhitzen jedes beliebigen, am Herstellungsort zeitlich eingestellten Nahrungsmittels, ohne dass von Seiten der Bedienungsperson weitere individuelle Einstellungen erforderlich wären. Daher wird an der zum Ilerstellungsort entfernten Stelle ein Mikrowellenherd 184a verwendet, der im wesentlichen identisch ist zu dem Mikrowellenherd 184, der bei der zeitlichen Einstellung des Nahrungsmittels am Herstellungsort verwendet wurde und weiter vorn schon beschrieben worden ist. Die Regelschaltung 186, die den Kristalldetektor umfasst, wird dann durch entsprechende Einstellung des Potentiometers 188 bei diesem Mikrowellenherd so eingestellt, dass das Bezugsnahrungsmittel, beispielsweise die weiter vorn im Detail beschriebene Schale mit Suppe, zum Zeitpunkt der automatischen Abschaltung der Mikrowellenenergie im Heizhohlraum auf die gewünschte Temperatur erhitzt ist. Durch Vornahme dieser Justierung oder Einstellung kompensiert man geringfügige Ver-

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änderungen von Mikrowellenherd zu Mikrowellenherd, die bei der Herstellung dieser Herde auftreten. Ist diese Einstellung dann aber einmal gemacht, dann kann der Mikrowellenherd 184a verwendet werden, ohne dass eine sonstige weitere Einstellung erforderlich ist, wobei für jedes beliebige Nahrungsmittel, welches am Herstellungsort schon in der beschriebenen Weise zeitlich voreingestellt worden ist, die automatische Zeiteinstellunt am Mikrowellenherd schon getroffen ist, so dass sonstige manuelle Eingriffe, beispielsweise durch Betätigung des Potentiometers 188 oder weiterer Regelschaltungen, nicht notwendig sind. Ist daher beispielsweise das weiter vorn schon erwähnte "Denver-Sandwich" in der beschriebenen Weise fabrikmässig zeitlich eingestellt und wird es in den Mikrowellenherd 184 eingegeben, dann bleibt der Mikrowellenherd für einen solchen Zeitraum eingeschaltet, der ausreichend ist, dass auch dieses Sandwich auf die gewünschte Temperatur erhitzt wird. In ähnlicher Weise bleibt der Mikrowellenherd für die gewünschte Zeit zur ordnungsgemässen Erhitzung eingeschaltet, wenn ein entsprechend abgeschirmter Kaffeekuchen eingelegt wird, ohne dass eine Neueinstellung der Erhitzungszeit erforderlich ist. Diese sämtlichen unterschiedlichen Zeitintervalle werden automatisch in Übereinstimmung mit der weiter vorn schon beschriebenen am Herstellungsort getroffenen zeitlichen Einstellung eingehalten, wobei die Regelschaltung 186 mit dem Kristalldetektor verwendet wird. Darüber hinaus können zur gleichen Zeit mehrere am Herstellungsort zeitlich eingestellte Nahrungsmittel in entsprechend einwandfreier Weise in den Hohlraum des Mikrowellenherds eingegeben v/erden; sämtliche dieser Nahrungsmittel werden dann automatisch auf den gewünschten Erhitzungszustand gebracht, wie weiter vorn im einzelnen beschrieben.

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Ergänzend sei darauf hingewiesen, dass es selbstverständlich möglich ist, die Anfangseinstellung des Potentiometers 188 auch für einen besonderen Anwendungsfall zu ändern, wenn die gewünschten Endtemperaturen höher oder niedriger als diese Normtemperaturen sein sollen. So kann beispielsweise ein Restaurant über einen Mikrowellenherd verfügen, der auf höhere Temperaturen für solche Nahrungsmittelgüter eingestellt ist, die über die Strasse verkauft werden; ein anderer Mikrowellenherd ist dann für geringere Temperaturen für die gleichen, vom Hersteller zeitlich eingestellte Nahrungsmittelgüter eingestellt da diese Güter im Restaurant unmittelbar verzehrt werden.

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Claims (1)

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   Patentansprüche :

   1. Verfahren zur fabrikmässigen Herstellung von Nahrungsmitteln oder sonstigen Gütern, die für eine nachfolgende Wiedererwärmung, insbesondere mittels eines Mikrowellenherds, geeignet sind, dadurch gekennzeichnet, dass aufeinanderfolgend in den Mikrowellenherd unterschiedliche, Nahrungsmitteln entsprechende Belastungen eingegeben werden und dem Mikrowellenenergieniveau im Herdraum bei eingegebenen Nahrungsmitteln entsprechende proportionale elektrische Signale erzeugt und diese zeitlich integriert werden, dass man dann, wenn ein erstes der integrierten Signale einen vorgegebenen, einem gewünschten Erhitzungszustand des Nahrungsmittels entsprechenden Wert erreicht hat, ein Regelsignal er- zeugt und dass andere Belastungen für den Mikrowellenherd darstellende Nahrungsmittel selektiv abgeschirmt und/oder einer solchen Formgebung unterworfen werden, dass die diesen Nahrungsmittel entsprechenden integrierten Signale den erwähnten vorgegebenen Abschaltwert zu unterschiedlichen Zeiten erreichen, die jeweils dem gewünschten Erhitzungszustand des Nahrungsmittels bei seiner Entnahme aus dem Ofen entsprechen.

   2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die erzeugten elektrischen Signale elektrische Ströme sind.

   3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet dass der vorgegebene Signalwert durch Vergleich des

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   integrierten elektrischen Signals mit einem konstantem Referenzsignal bestimmt wird.

   4. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis

   3, dadurch gekennzeichnet, dass zur Erzielung des gewünschten Zustands des ersten eingegebenen Nahrungsmittels das konstante Referenzsignal einer Einstellung unterworfen wird.

   5. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis

   4, dadurch gekennzeichnet, dass zur Einstellung des Zeitraums für die Erzeugung des Regelsignals die Integriergeschwindigkeit des oder der erzeugten elektrischen Signale verändert wird.

   6. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5 zur Herstellung von Nahrungsmitteln an einer ersten Stelle und zur Erhitzung und Verbrauch an einer hierzu entfernten Stelle, dadurch gekennzeichnet, dass die vorzugsweise fabrikmässig hergestellten Nahrungsmittelgüter selektiv abgeschirmt und/oder einer solchen selektiven Formgebung unterzogen werden, dass bei Eingabe in einen StandarcfccfererE-nikrowellenherd, dessen Energiehöhen zu einer vorgegebenen Energiehöhe in Bezug gesetzt sind, von diesen Nahrungsmitteln unterschiedliche Energiehöhen im Herdinnenraum erzeugt v/erden, derart, dass dann, wenn das auf diese Energiehöhe bezogene in- ■ tegrierte Signal einen vorgegebenen gemeinsamen Referenzwert erreicht, das Nahrungsmittel seinen gewünschten Zustand erreicht hat, dass die so zubereiteten Nahrungs-

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   mittel gelagert, beispielsweise konserviert, und an eine zweite Stelle transportiert werden und dass die Nahrungsmittel dort in einen weiteren Mikrowellenherd eingegeben v/erden, wobei der Zeitraum, während welchem dem Mikrowellenherd Mikrowellenenergie zugeführt wird, automatisch unter Bezugnahme auf dessen integrierte Energiehöhe kontrolliert wird, derart, dass das Nahrungsmittel dann, wenn das integrierte Energiehöhensignal einen vorgegebenen gemeinsamen Bezugswert erreicht, auf den gewünschten Zustand erhitzt ist.

   7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass zur selektiven Abschirmung und/oder Formgabe der Nahrungsmittelgüter der Mikrowellenenergie im Standardbezugs-Mikrowellenherdinnern proportionale elektrische Signale erzeugt werden.

   8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die erzeugten elektrischen Signale über die Zeit integriert und mit einem gemeinsamen Bezugssignal verglichen werden.

   9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass zur Erzeugung des gemeinsamen Bezugssignals dieses anfänglich auf eine vorgegebene Energiehöhe im Standard-Mikrowellenherd bezogen wird.

   10. Mikrowellenherd mit einem eingelegte Nahrungsmittelgüter erhitzenden Herdraum und mit Mitteln zur Zuführung elektromagnetischer Energie zum Herdraum, zur Durchführung des Verfahrens nach einem oder mehreren der

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   Λ 41 720 b - 4. - a - 163 29 . April 1.976

   Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass eine die Höhe der elektromagnetischen Energie im Herdinneren bei Erhitzung eines eingelegten Nahrungsmittels erfassende und ein hierzu proportionales elektrisches Signal erzeugende Schaltungsanordnung (Kristalldetektor 26) vorgesehen ist, dem eine Schaltungsanordnung (74,52,57) zur Integrierung des elektrischen Signals und zur Erzeugung eines sich über der Zeit rampenartig ändernden elektrischen Signals zugeordnet ist, dass eine ein Bezugssignal mit der Rampenspannung vergleichende Vergleichersehaltung (72,54) vorgesehen ist und dass von der Vergleichersehaltung eine Schaltungsanordnung (76) gesteuert ist, die die Zuführung elektromagnetischer Energie zum Herdinneren (22) unterbricht.

   11. Herd nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Detektorschaltanordnung für die Mikrowellenenergie im Herdinneren ein festes, mit dem Herdinnenraum gekoppeltes Element (36) umfasst.

   12. Herd nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltungsanordnung aus einem Kristalldetektor (26) besteht, der auf die im Herdinneren (22) vorhandene elektromagnetische Energiehöhe anspricht und dass eine den Kristalldetektor (26) umfassende Schaltung (26a) vorgesehen ist, die ein der Energie im.Herdinneren proportionales gleichgerichtetes Signal erzeugt.

   13. Herd nach einem der Ansprüche 10 bis 12,- dadurch gekennzeichnet, dass ein von der erzeugten gleichgerichteten Spannung mit einer dieser entsprechenden Geschwin-

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   digkeit aufgeladener Kondensator (52) vorgesehen ist.

   14. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 10 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass eine Anordnung (Potentiometer 72) zur Einstellung der Bezugsspannung und damit zur Steuerung des Zeitintervalls vorgesehen ist, während welchem dem Herdinneren (22) mit einer gegebenen Energiehöhe elektromagnetische Energie zuführbar ist.

   15. Herd nach Anspruch' 10 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass eine Einstellanordnung (74) für die Integrierschaltung (52,57,74) zur Veränderung der Steilheit des von der Integrierschaltung entwickelten Rampensignal, vorgesehen ist.

   16. Herd nach einem oder mehreren der Ansprüche 10 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Tür (24) des Mikrowellenherds in der Weise mit einer Schaltungsanordnung (Schalter 128) verbunden ist, dass bei Betätigung der Tür der das Kristalldetektorsignal integrierende . Kondensator (52) entladen wird.

   17. Herd nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass eine Schaltungsanordnung (Schalter 136) vorgesehen ist, die in Übereinstimmung mit der Temperatur, die ein zu erhitzendes Nahrungsmittel vor seinem Einbringen in den Mikrowellenherd aufweist, die Zeitdauer der Mikrowellenenergiezuführung verändert.

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   18. Herd nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass zur Veränderung der Anstiegsgeschwindigkeit des elektrischen Rampensignäls eine Vielzahl von Kondensatoren (138,52) vorgesehen sind, die über Schalter (136) selektiv in den Stromkreis des Kristalldetektors (26) schaltbar sind.

   19. Herd nach einem oder mehreren der Ansprüche 10 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass eine Schaltungsanordnung (Widerstand 140) vorgesehen ist, der nach Beendigung der Mikrowellenenergiezuführung zum Herdinneren den Kondensator (52,138) mit vorgegebener Geschwindigkeit entlädt, derart, dass nach Entladung auf einen vorgegebenen Wert dem Herdinneren erneut elektromagnetische Energie zuführbar ist, so dass ein oder mehrere Ausgleichszyklen geschaffen werden, während v/elcher sich die in den heisseren Bereichen des Nahrungsmittels erzeugte Wärme auf die restlichen Bereiche verteilt zur Erzielung einer gleichförmigen Wärmeverteilung.

   20. Herd nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass Schaltungsanordnungen (142,144) vorgesehen sind, die die erneute Energiezuführung zum Herdinneren unterbrechen, wenn das entwickelte Rampensignal erneut das Bezugssignal übersteigt.

   21. Herd nach einem oder mehreren der Ansprüche 10 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerschaltung (76, 114) zur Zuführung elektromagnetischer Energie zum Herdinneren einen ersten, die Energiezuführung bewirkenden Schaltungszustand und einen zweiten, eine Unter-

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   brechung der Energiezuführung bewirkenden Schaltungszustand aufweist, wobei der erste Schaltungszustand bei Schliessen der Tür (24) erreicht wird und der zweite Schaltungszustand dann durch Betätigung der Steuerschaltung (76,114) eingenommen wird, wenn das vom Kristalldetektor (26) erzeugte und integrierte elektrische Signal einen vorgegebenen Wert erreicht.

   22. Herd nach einem oder mehreren der Ansprüche 10 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerschaltung (54, 76,114) erneut zur Zuführung elektromagnetischer Energie in das Herdinnere betätigbar ist, wenn der Kondensator (52,138) um einen vorgegebenen Betrag entladen worden ist, derart, dass ein zweiter Heizzyklus mit einer Dauer einleitbar ist, die gleich ist der Zeit, die der Kondensator (52,138) zur erneuten Aufladung auf seinen vorgegebenen Wert benötigt.

   23. Herd nach einem oder mehreren der Ansprüche 10 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerschaltung einen gesteuerten Siliziumgleichrichter (54) umfasst sowie ein Relais (76), welches mit der Anode des Gleichrichters (54) verbunden und so angeordnet ist, dass bei Fliessen eines Stroms durch den Gleichrichter die elektromagnetische Energiezufuhr zum Herdinneren unterbrochen ist, dass das integrierte elektrische Signal der Gate-Elektrode (56) des Gleichrichters (54) zugeleitet ist und dass der Gleichrichter durch eine Vorspannungszuführung (57) zur Gate-Elektrode (56) so lange in seinem Sperrzustand gehalten ist, bis das integrierte elektrische Signal einen vorgegebenen Wert erreicht.

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   24. Herd nach einem oder mehreren der Ansprüche 10 bis 23, dadurch gekennzeichnet, dass der den Kristalldetektor-Ausgangsstrom zur Rampenspannung aufintegrierende Kondensator (52,138) mit der Gate-Elektrode (56) des gesteuerten Gleichrichters (54) verbunden ist und dass dem Kondensator (52) ein türbetätigter Schalter (128) zugeordnet ist, der seine Ladung bis zum Schliessen der Tür verhindert.

   25. Herd nach einem oder mehreren der Ansprüche 10 bis 24, dadurch gekennzeichnet, dass ein relaisgesteuerter Schalter (76c) vorgesehen ist, der nach Aufladung des Kondensators (52,138) diesen über einen Entladewiderstand (140) soweit entlädt, dass der gesteuerte Gleichrichter (54) erneut in seinen Sperrzustand gelangt.

   26. Herd nach einem oder mehreren der Ansprüche 10 bis 25, dadurch gekennzeichnet, dass Schaltungsanordnungen (Zähler 142, Relais 144) vorgesehen sind, die, nachdem das integrierte elektrische Signal einen vorgegebenen Wert erreicht hat, eine Reihe von Haltezyklen für die Mikrowellenenergiezuführung erzeugen, wobei in jedem der Haltezyklen die Integriergeschwindigkeit des elektrischen Signals vergrössert wird, derart, dass nach der anfänglichen Erhitzung des in dem Herdinneren befindlichen Nahrungsmittels diesem kurze Mikrowellenenergiestösse zuführbar sind.

   27. Herd nach einem der Ansprüche 10 bis 26, dadurch gekennzeichnet, dass von dem mit dem Gleichrichter (54) ver-

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   bundenem Relais (76) gesteuerte Schaltungsanordnungen (148,144,144b) vorgesehen sind zur schnellen Aufladung des Kondensators (52,138) auf einen vorgegebenen Wert während jedes Haltezyklus derart, dass nach anfänglicher Erhitzung dem Nahrungsmittel im Herdraum kurze Mikrowellenenergiestösse zuführbar sind.

   28. Herd nach einem oder mehreren der Ansprüche 10 bis 27, dadurch gekennzeichnet, dass eine Schaltungsanordnung

   (150) zur Korrektur von der Detektoranordnung (26) bzw. sonstigen Schaltungselementen innewohnenden Nichtlinearitäten vorgesehen ist.

   29. Herd nach einem oder mehreren der Ansprüche 10 bis 28, dadurch gekennzeichnet, dass ein mit dem Ausgang des als Gleichrichter wirkenden Kristalldetektors (26) verbundener Verstärker (Operationsverstärker 150) vorgesehen ist, der durch entsprechende Beschaltung (166, 168,170,172) nichtlineare un§/MfSntlinearitäten im Kristalldetektor und sonstigen Schaltungselementen kompensierende Eigenschaften aufweist.

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