Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Herstellen von gebackenen Produkten insbesondere von essbaren knusprigen Waffeln oder Weichwaffeln, wobei zumindest eine, bevorzugt beim Backen durch den Backraum bewegte, Backplatte vorgesehen ist, deren Backfläche auf Backtemperatur heizbar ist.

Derartige Vorrichtungen sind insbesondere Waffelbacköfen. Waffelbacköfen mit umlaufenden Backzangen sind seit langer Zeit für die industrielle Erzeugung von Waffeln jeder Art bekannt. Weiters ist es auch schon bisher bekannt, die

Ofentemperatur zu messen und zu regeln, um einen guten Backprozess zu erreichen. Die derzeitigen Temperaturmessungen erfolgen aber immer nur indirekt durch

Infrarotwärmesensoren, die im Ofenraum angeordnet sind und die Temperatur beispielsweise an der Backplattenrückseite messen. Nachteilig ist dabei die große Trägheit des Systems und diese Temperaturmessung ergibt keine Information über den Temperaturverlauf während des Backvorgangs in der Platte und schon gar nicht an der Backfläche.

Die Messung des in der geschlossenen Backzange auftretenden Druckes wurde bisher bei industriellen Backvorgängen überhaupt nicht vorgenommen und nicht zur

Backprozesssteuerung verwendet. Dies gilt insbesondere für Backzangen, die durch einen Backraum des Ofens hindurchgeführt werden, wobei eine Verkabelung wie bei stationären Backöfen nicht möglich ist.

Der Backprozess kann durch viele Faktoren verändert oder gestört werden, wodurch es zu fehlerhaften Backvorgängen und Erhöhung des Ausschusses kommt. Beispielsweise kann sich die Teigzusammensetzung hinsichtlich Wassergehalt oder Mehlqualität oder anderen Teigfaktoren ändern. Weiters kann es durch Verschmutzung z.B. durch klebenbleibende Backreste zu Mehrfachaufgüssen auf den Backplatten kommen, wodurch nicht nur das Backprodukt unbrauchbar wird, sondern auch die Backplatte und die mechanischen Teile des Zangenwagens beschädigt werden können.

Bisher konnten viele dieser Störungen des Backprozesses nur nach dem Backprozess anhand der fehlerhaften Backprodukte festgestellt werden, wodurch insbesondere bei schnelllaufenden Backöfen ein erheblicher Ausschuss auftritt.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, die genannten Nachteile zu

vermeiden, durch Messung von Druck und/oder Temperatur direkt in der Backplatte und möglichst nahe an der Backfläche während des Backprozesses Messungen

vorzunehmen und damit die Möglichkeit zu haben, rechtzeitig die Backparameter zu regeln. Der Operator des Backofens soll beispielsweise anhand der Messdaten im Falle einer Sollwertabweichung in der Lage sein, die Parameter wie Temperatur, Teigmenge, Rezeptur und Bandgeschwindigkeit zu regulieren. Weiters sollen sich

Verschmutzungen, Abnutzungserscheinungen und dadurch bedingte Doppelaufgüsse vermeiden lassen. Ein Ziel ist auch die vollautomatische Regelung der

Backofensteuerung anhand der gemessenen Parameter.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung soll für alle Backöfen einsetzbar sein, bei denen eine Regelung unter Verwendung der Parameter Temperatur und Druck sinnvoll ist. Insbesondere sind dies Waffelbacköfen für die Herstellung knuspriger Flachwaffeln, von Waffelprodukten mit dreidimensionaler Formgebung, ebener Backprodukte, die nach dem Backvorgang in erhitztem Zustand dreidimensional geformt werden und auch Weichwaffeln. Die industrielle technische Arbeitsweise dieser Backöfen erfolgt mittels umlaufender Backzangen, die aneinandergereiht angeordnet sind, wobei die

Backzangen je eine obere und untere Backplatte umfassen und die Backzangen zur Teigaufnahme geöffnet werden, nach dem Verschließen den Backraum durchqueren und nach dem Ausbacken des Produktes zur Entnahme des Backproduktes wieder geöffnet, dann gesäubert und dann wieder der Teigauftragstation zugeführt werden. Dieser Stand der Technik ist beispielsweise in der AT 378 470 B1 und der analogen US 4 438 685 beschrieben. Die Erfindung löst die gestellten Aufgaben dadurch, dass zumindest eine Backplatte vorgesehen ist, deren Backfläche auf Backtemperatur heizbar ist, wobei die Backplatte eine Sensoreinrichtung zur Erfassung der Temperatur der Backplatte und/oder des beim Backprozess auf die Backfläche der Backplatte einwirkenden Druckes aufweist. Die Sensoreinrichtung enthält zumindest einen Sensor. Der Sensor ist bevorzugt in einer Sensoraufnahmeöffnung in der Backplatte angeordnet, sodass der Sensor mit seinem Sensorkopf in der Backfläche liegt oder bis nahe an die Backfläche

heranreichend zu liegen kommt. Die Sensoraufnahmeöffnung ist von der Rückseite der Backplatte ausgehend zu einem Messabschnitt bis nahe an die Backfläche

heranreichend ausgebildet, wobei die Backfläche und der Messabschnitt durchgehend verlaufend sind.

Alternativ kann die Sensoraufnahmeöffnung von der Rückseite der Backplatte ausgehend die Backplatte durchragen, wobei der Sensorkopf mit seiner

Sensormembran in der Backfläche liegt und mit dieser gleich profiliert ist.

Der Messabschnitt der Sensoraufnahmeöffnung kann einen zum Sensorkopf oder dessen Sensormembran ragenden Stempel zur Übertragung der auf den Messabschnitt einwirkenden Messgrößen aufweisen. Alternativ kann auch die Sensormembran einen zum Messabschnitt ragenden Stempel aufweisen. Der Messabschnitt weist

beispielsweise etwa eine Wandstärke zwischen 1 und 3mm auf.

Die Sensoraufnahmeöffnung kann als ein in die Backplatte hineinragendes Sackloch ausgebildet und der Sensor mit seinem Sensorkörper zylindrisch geformt und mittels eines Ringspannelementes in der Backplatte befestigt sein. Weiters ist der Sensor ein passiver, bevorzugt mittels elektromagnetischem Feld abfragbarer Temperatur- Drucksensor, der an seiner Sensorrückseite eine Sensorantenne zur Energie- und Informationsübertragung trägt. Die Sensorantenne ist eine H-Schlitz-Antenne. Unter der Sensorantenne ist ein Reflektorblech angeordnet, welches am Sensorkörper oder dessen Schaft befestigt ist.

Dem Sensor sind ein oder mehrere Lesegeräte zugeordnet, die das elektromagnetische Feld erzeugen und auswerten. Der Sensor ist zur Abgabe der Informationen hinsichtlich Druck, Temperatur und eines für den Sensor charakteristischen Identifikationsmerkmals eingerichtet. Die Backplatte kann auch mehrere Sensoren aufweisen. Die Backpiatte kann Bestandteil von in einem Backofen umlaufenden Backzangen sein, die jeweils eine untere und eine obere Backplatte aufweisen, wobei die Backzangen in mit Teig beschickter geschlossener Stellung durch den Backraum bewegbar sind. Die

Sensoreinrichtung kann aus ein oder mehreren Sensoren an der oberen und/oder unteren Backplatte bestehen. Zumindest eine der in einem Backofen umlaufenden Backzangen ist mit zumindest einer Sensoreinrichtung versehen. Mehrere oder alle Backzangen eines Backofens können mit einer Sensoreinrichtung versehen sein. Im Backofen ist bevorzugt eine die Stellung jeder Backzange und deren mit der

Sensoreinrichtung versehenen Backplatten anzeigende Positionsanzeige vorgesehen, um jeden von der Leseeinrichtung gelesenen Messwert einer bestimmten Backplatte und Backzange und deren Position im Backofen zuordnen zu können. Ein oder mehrere Lesegeräte sind im Backraum aufeinanderfolgend vorgesehen und die nacheinander abgelesenen Messwerte und die Identifikationsmerkmaie der Sensoreinrichtung der Backplatte(n) werden einer Auswertvorrichtung zugeleitet. Als Sensoren werden vorteilhaft SAW-Sensoren auf Basis piezoelektrischer Substratkristalle verwendet.

Weiters ist die Vorrichtung bevorzugt ein Backofen zum Hersteilen von gebackenen Produkten, die in einer Backzange zwischen zwei übereinander angeordneten

Backplatten entstehen, wobei der Backofen ein mit einer äußeren Wärmeisolierung versehenes Ofengestell besitzt und im Backofen umlaufende Backzangen vorgesehen sind, die entlang einer durch den Backraum des Backofens führenden Umlaufbahn angeordnet sind und von der Fördereinrichtung des Backofens entlang der Umlaufbahn durch den Backofen befördert werden, wobei im Ofengestell an einem außerhalb des Backraumes angeordneten Teil der Umlaufbahn der Backzangen eine Einrichtung zum Aufklappen der Backzangen, eine Ausgabestation für die gebackenen Produkte, eine Beschickungsstation zum Beschicken der Backzangen und einen Einrichtung zum Zuklappen der Backzangen in Laufrichtung der Backzangen hintereinander angeordnet sind, und, wobei eine in den Backofen integrierte, die Arbeitstätigkeit des Backofens und den in den Backzangen ablaufenden Backprozess erfassende

Überwachungseinrichtung vorgesehen ist, die versehen ist mit:

(a) einer Sensoreinrichtung, die zumindest einen an einer Backzange angeordneten, den in der Backzange ablaufenden Backprozess erfassenden Sensor umfasst, der als ein passiver, durch ein elektrisches Magnetfeld abfragbarer Sensor ausgebildet ist, (b) einer Sende- und Empfangseinrichtung, die im Backofen stationär angeordnet ist und zumindest eine an der Umlaufbahn der Backzangenkette angeordnete Sende- und Empfangantenne umfasst, die über das elektromagnetische Feld mit dem Sensor der Sensoreinrichtung kommuniziert, und

(c) einer Auswertvorrichtung, die die vom Sensor kommenden Signale verarbeitet und Monitoring-Signale erzeugt.

Weitere Merkmale der Erfindung sind den Ansprüchen, der nachfolgenden

Beschreibung und den Zeichnungen zu entnehmen.

Nachstehend wird die Erfindung anhand der Zeichnungen näher erläutert.

Fig. 1 ist die Schrägansicht von zwei einander zugeordneten und geschlossenen Backplatten und

Fig. 2 ein Schnitt nach der Linie II-II in Fig. 1.

Fig. 3 zeigt die Schrägansicht einer Backzange gemäß Erfindung und

Fig. 4 einen Ausschnitt eines Querschnitts gemäß Linie IV-IV in Fig. 3.

Fig. 5, Fig. 6 und Fig. 7 zeigen verschiedene Ausführungsbeispiele mit verschiedenen

Anordnungen der Sensoren in den Backplatten.

Die Figuren 8 und 9 zeigen als Schrägansicht und im Schnitt ein Ausführungsbeispiel für eine Backzange, wobei die Backplatten nicht selbsttragend, sondern in einem Traggestell angeordnet sind.

Fig. 10a, b zeigen die Innenansicht einer Backplattenhälfte für gegossene

dreidimensionale Waffelprodukte und den Schnitt durch die mittlere Matrize bei geschlossener Form.

Die Fig. 11 und 12 zeigen zwei Seitenansichten von Backöfen, in denen die

erfindungsgemäßen Backplatten mit den zugehörigen Auswert- und Leseeinrichtungen verwendet werden können.

Fig. 13 und 14 zeigen schematisch alternative Details.

Die Figuren 1 bis 3 zeigen erfindungsgemäße Backplatten, deren prinzipieller Aufbau dem Stand der Technik entspricht. Die dargestellte Ausführungsform zeigt eine obere Backpfatte 1 und eine untere Backplatte 2, wobei es sich hier um selbsttragende

Backplatten handelt, die kein Traggestell benötigen. Die beiden Backplatten liegen in dem geschlossenen dargestellten Zustand soweit an den Backflächen aneinander, dass zwischen den Backflächen lediglich der benötigte Spalt 4 für den auszubackenden Teig verbleibt. Die Backflächen können in bekannter Weise mit einer Riffelung versehen sein, wie dies von Flachwaffeln oder Weich waffeln bekannt ist. Diese Riffelung ist in den Figuren 1 bis 3 nicht dargestellt.

Wie in Fig. 2 im Schnitt dargestellt ist, weist die obere Backplatte eine

Sensoreinrichtung 5 in Form eines einzelnen Sensors 6 auf. Der Sensor 6 ist in einer Sensoraufnahmeöffnung 7 in der Backplatte angeordnet, wobei bei diesem

Ausführungsbeispiel der Sensor mit seinem Sensorkopf 8 bis nahe an die Backfläche 3 der Backplatte 1 heranreicht.

Wie in Fig. 2 ebenfalls zu sehen ist, steht die Sensoraufnahmeöffnung 7 im

Wesentlichen orthogonal auf die Backfläche 3 und die Sensoraufnahmeöffnung erstreckt sich vom Backpiattenrücken 9 in die Backplatte hinein.

Wie später anhand der Fig. 4 noch näher erläutert wird, reicht der Sensor mit seinem Sensorkopf 8 bis nahe an die Backfläche 3 heran, wobei zwischen der Backfläche 3 und dem Sensorkopf bzw. der Sensormembran, die den Sensorkopf abschließt, eine dünne Schicht aus dem Material der Backplatte stehenbleibt. Der dünne Bereich der Backplatte ist im folgenden als Messabschnitt 10 bezeichnet. Am anderen Ende des Sensors 6 befindet sich die Sensorantenne 11 , die gemäß Fig. 1 als H-Schlitz-Antenne ausgebildet ist. Die Darstellungen in diesen Figuren sind nur rein schematisch gehalten.

Die Fig. 3 zeigt ein Beispiel für die konkrete Anordnung der Backplatten 1 und 2 in einer Backzange. Durch Schwenken der oberen Backzange 1 um das Backzangengelenk 12 kann die Backzange in bekannter Weise geöffnet und wieder geschlossen werden. Die Backzange bildet mit den Rollen 13 den Backzangenwagen und eine Vielzahl derartiger Backzangenwagen bilden aneinander gereiht die Backzangenkette, die über eine Umlaufbahn geführt ist. Die Steuerroile 14 dient zur Steuerung der Klappbewegung der oberen Backplatte 1. Nähere Details zur Funktionsweise derartiger Backvorrichtungen ist z.B. dem eingangs genannten Stand der Technik zu entnehmen und auf diesen wird besonders

hingewiesen.

Zur Anordnung des Sensors 6 mit der Sensorantenne 11 sei noch gesagt, dass diese Antenne und deren Reflektorplatte 15 möglichst dicht an der Backplatte liegen soll ohne jedoch die Funktionsfähigkeit der Antenne zu beschränken. Die Sensorantenne 11 kann auch in einer leichten Vertiefung der Backplatte bzw. der Backplattenrippen liegen.

Die Fig. 4 zeigt ein Ausführungsbeispiel für die Anordnung des Sensors 6 in der Backplatte.

Der Sensor ist in der Sensoraufnahmeöffnung 7 eingesetzt und wird von einem

Ringspannelement 30 gehalten, wobei diese Sensoraufnahmeöffnung als abgestufte Sacklochbohrung ausgebildet ist. Der Sensor umfasst den Sensorkopf 8, der nach unten zu mit der Sensormembran 16 abgeschlossen ist. Die Sensoraufnahmeöffnung 7 reicht knapp bis an die Backfläche 3 der Backplatte heran, wobei ein Messabschnitt 10 zwischen der Backfläche und der Sensormembran 16 besteht, der dünn genug ist, um Temperatur und Druckverhältnisse auf der Backfiäche 3 rasch an den Sensorkopf 8 weiterzugeben.

Zur Kontaktierung und Weiterleitung der Parameter zwischen dem Messabschnitt 0 und der Sensormembran 16 ist ein Stempel 17 vorgesehen, der im vorliegenden Ausführungsbeispiel als kleiner Fortsatz des Messabschnitts 10 ausgebildet ist, der sich in Richtung zur Sensormembran 16 erstreckt.

Es liegt selbstverständlich im Belieben des Fachmannes, alternativ den Stempel 17 als Teil der Sensormembran 16 vorzusehen und den Stempel nach unten gegen den Messabschnitt 0 wirken zu lassen, wie dies in Fig. 13 dargestellt ist.

Mit dem Bezugszeichen 18 ist die Wandstärke des Messabschnitts 10 eingezeichnet und diese liegt in der Praxis zwischen 0,5 und 5mm, bevorzugt zwischen 1 und 3mm. Die Wandstärke des Messabschnitts hängt vom Material der Backplatte und der Empfindlichkeit des Sensors ab. Wesentlich ist, dass Temperatur und Druck in genügender Zeit und genügendem Ausmaß durch den Sensor feststellbar sind.

Der Messabschnitt 10 umfasst einen Flächenbereich, der in etwa durch den Pfeil 29 angezeigt ist.

Im Sensorkopf 8 ist für den eigentlichen messenden Bestandteil des Sensors, insbesondere den substratgestützten Piezokristall eine Höhlung 19 vorgesehen, wobei der Aufbau dieser messempfindlichen Sensoranordnung innerhalb des Sensors eine getrennte Erfindung darstellt und hier nicht weiter gezeigt ist. Wesentlich ist, dass die durch den Messabschnitt 10 übertragenen Parameter Druck und Temperatur oder einer dieser Parameter mit entsprechender Genauigkeit als Signal an die Sensorantenne 11 weitergegeben werden kann.

Über dem Sensorkopf 8 sitzt ein Isolationsschaft 20, dessen Längserstreckung die Stärke der Backplatte überwindet. Auf dem Isolationsschaft 20 sitzt die Reflektorplatte 15. Nicht dargestellt ist die elektrische Leitung, die innerhalb des Sensors vom

Sensorkopf 8 bis zur Antenne 11 reicht und selbstverständlich den hohen Temperaturen eines Backofens standhalten muss.

Die Fig. 5 soll lediglich veranschaulichen, dass der Sensor 6 anstelle in der oberen Backplatte 1 auch in der unteren Backplatte 2 angeordnet sein kann. Ähnlich zeigt die Fig. 6 die mehrfache Anordnung von Sensoren entweder in der unteren und/oder oberen Backplatte, im vorliegenden Beispiel die Anordnung von drei Sensoren in der oberen Backplatte als Sensoreinrichtung. Fig. 7 zeigt die Anordnung von jeweils einem Sensor in der unteren und oberen Backplatte.

Die Figuren 8, 9 veranschaulichen die Anordnung eines Sensors 6 in einer anderen Ausführungsvariante von Backzangen, wobei die Backplatten nicht selbsttragend ausgebildet sind, sondern in einem Tragegestell 21 , 22 montiert sind. Auch diese prinzipielle Ausführung einer Backplatte ist dem Stand der Technik entnehmbar und bedarf keiner weiteren Erläuterung, da die Art der Montage der Backplatten alieine im vorliegenden Fall nicht erfindungswesentlich ist. Der Fachmann erkennt auch, dass es sich bei dem dargestellten Zangenwagen um eine Backplatte ohne Verriegelung handelt, wie sie beispielsweise für die Herstellung von Weichwaffeln oder für die

Herstellung von Backfladen zur späteren Ausbildung von Waffeltüten eingesetzt wird. In gleicher Weise kann ein Sensor aber auch für Zangenwagen mit Verriegelung vorgesehen werden.

Das Tragegestell ist als oberes Tragegestell 21 und unteres Tragegestell 22

eingezeichnet. Der Sensor 6 sitzt in seiner Sensoraufnahmeöffnung 7 in der oberen Backplatte 1. Der Sensor erstreckt sich auch hier soweit nach oben, dass er vom Tragegestell 21 geschützt ist, aber die Wirkung der Sensorantenne 11 nicht

geschmälert ist.

Die Fig. 10a zeigt die Innenansicht einer Matrizen hälfte schematisch zur Herstellung gegossener Waffeltüten, wobei der Sensor 6 in eine der Matrizenausnehmungen 23 eingesetzt ist, wobei für den Sensor 6 eine eigene Backfläche 32 vorgesehen wird, an der in analoger Weise Druck und/oder Temperatur gemessen werden kann. Fig. 10b zeigt den Querschnitt durch die mittlere Matrize in geschlossenem Zustand.

Die Fig. 11 zeigt schematisch einen Überblick über die gesamte Backvorrichtung. Nach der Ausgabe-Eingabestation 24 fahren die mit dem Sensor oder Sensoren versehenen Backplatten in den Backraum 25 des Ofens. Im Anfangsabschnitt des Backraums sitzt das Lesegerät einer Funkantenne, die ihr elektromagnetisches Feld in Richtung der Sensoren der vorbeilaufenden Backzangen abstrahlt. Durch die Messparameter der Sensoren verändert sich das elektromagnetische Feld in charakteristischer Weise, was durch das Lesegerät 26 ausgewertet werden kann. Das Lesegerät liefert seine Signale über die Antennenverkabelung 27 an die Auswerteeinrichtung 28, die z.B. ein Display für den Operator der Backvorrichtung umfasst, wobei das Display bei Veränderungen der Backparameter entsprechende Warnungen ausgeben kann. Die

Auswerteeinrichtung kann aber auch die selbständige Regelung der Backparameter vorsehen.

Die genaue Anordnung der Lesegeräte oder einer Mehrzahl von Lesegeräten entlang der Prozessstrecke für den Backvorgang kann beliebig und den Umständen

entsprechend gewählt werden. Die Fig. 12 zeigt beispielsweise im anfänglichen Teil des Backraums die Anordnung von sechs Lesegeräten 26 und zusätzlich auch noch weitere sechs Lesegeräte im rückführenden Teil der Backzangenkette. Dies nur zur

Erläuterung, dass vielfältige Anordnungsmöglichkeiten gegeben sind. So ist es möglich den gesamten Prozessverlauf jeder Backplatte zu verfolgen und eine Optimierung des Backprozesses herbeizuführen.

Fig. 12 zeigt auch noch schematisch die Positionsanzeige 31 , die anzeigt, in welcher Anordnung sich die Backzangenkette befindet. Damit ist die genaue Zuordnung der von den Lesegeräten 26 gelieferten Messdaten an die Backplatten und deren Stellung im Backofen möglich.

Die Fig. 13 zeigt schematisch eine alternative zur Anordnung des Sensors in der Sensoraufnahmeöffnung 7. Der Stempel 17, der für die Übertragung der Messgrößen auf den Sensorkopf 8 verantwortlich ist, ist fixer Bestandteil der Sensormembran 16 und ragt nach unten zum Messabschnitt 10 der Backplatte. Die Riffelung 33 der Backfläche 3 ist nicht durchbrochen, da der Messabschnitt 10 durchgehend einstückig mit der Backplatte 1 ist.

Die Fig. 14 zeigt noch eine andere Alternative zur Ausbildung der Messanordnung. Die Sensoraufnahmeöffnung 7 erstreckt sich über einen Abschnitt 32 mit verringertem Durchmesser bis in die Backfläche 3, sodass eine durchgehende Öffnung vorliegt. Der Stempel 17 erstreckt sich von der Sensormembran 16 durch den Abschnitt 32 hindurch bis zur Backfläche 3. Wenn am fertigen Waffelprodukt optisch die Messstelle des Stempels 17 nicht erkennbar sein soll, kann auch der Stempel 17 durchgehend mit der Riffelung versehen werden.

Bezugszeichenliste

1 obere Backplatte

2 untere Backplatte

3 Backfläche

4 Spalt

5 Sensoreinrichtung

6 Sensor

7 Sensoraufnahmeöffnung

8 Sensorkopf

9 Backplatten rücken

10 Messabschnitt

11 Sensorantenne

12 Backzangengelenk

13 Rollen

14 Steuerrolle

15 Reflektorplatte

16 Sensormembran

17 Stempel

18 Pfeil

19 Höhlung

20 Isolationsschaft

21 Oberes Tragegestell

22 Unteres Tragegestell

23 Matrizenausnehmung

24 Ausgabe-Eingabestation

25 Backraum

26 Funkantenne, Lesegerät

27 Antennenverkabelung

28 Auswerteeinrichtung

29 Pfeil

30 Ringspannelement

31 Positionsanzeige

32 Abschnitt

33 Riffelung