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Title:
IDENTIFICATION SYSTEM FOR INSERT ELEMENTS FOR TEMPERING FOODS ACCOMMODATED IN CONTAINERS
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2003/032790
Kind Code:
A2
Abstract:
The invention relates to an identification system for insert elements for the tempering of foods accommodated in containers. The invention can be used advantageously for short-term, economic and high-quality heating of pre-manufactured foods. Preferably, said heating occurs in induction ovens. According to the invention, the respective configuration and optionally fitting with containers for said insert elements for tempering is recognized and taken into account. The insert elements thus comprise a define arrangement of containers which can be fixed in accommodating elements. A correspondingly fitted insert element can be introduced into an induction oven or a refrigerating device, said containers being placed on a horizontal plane. According to the invention, at least one electromagnetically detectable or magnetically detectable element is placed in each respective predefined position. At least two detectors or detector units connected to the control system for the induction coils or refrigerating output of a refrigerating device are placed on the inner wall of an induction oven, parallel to the horizontal planes or horizontal planes of a refrigerating device, for the electrically magnetically detectable elements.

Inventors:
WALTER HUBERT ERIC (DE)
Application Number:
PCT/DE2002/003835
Publication Date:
April 24, 2003
Filing Date:
October 08, 2002
Export Citation:
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Assignee:
WALTER HUBERT ERIC (DE)
International Classes:
A47J27/62; F25D23/12; A47J39/02; H05B6/06; (IPC1-7): A47J27/00
Foreign References:
DE19818831A11999-10-28
Attorney, Agent or Firm:
PFENNING, MEINIG & PARTNER GBR (Dresden, DE)
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Claims:
Patentansprüche
1. Identifikationssystem für Einschubelemente zur Temperierung von in Behältnissen aufgenommenen Speisen, bei dem mehrere Behältnisse in in den Einschube lementen ausgebildeten Aufnahmen lokal definiert angeordnet sind und die mit Behältnissen be stückten Einschubelemente in einen Indukti onsofen oder Kühlgerät eingeführt und dabei die Behältnisse in Bezug zu im Induktionsofen in mindestens einer horizontalen Ebene mehreren In dutionsspulen positioniert werden, dadurch gekennzeichnet, dass an den Einschubele menten mindestens ein elektromagnetisch oder ma gnetisch detektierbares Element an jeweils vor gebbarer Position angebracht ist und an der In nenwand des Induktionsofens parallel zu horizon talen Ebenen mit Induktionsspulen oder horizon talen Ebenen eines Kühlgerätes in Bezug zu vor gegebenen Positionen für elektromagnetisch de tektierbare Elemente mindestens zwei mit einer Steuerung für die Induktionsspulen oder der Kühlleistung des Kühlgerätes verbundene Detekto ren oder Detektoreinheiten angeordnet sind.
2. Identifikationssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass elektromagnetisch detektierbare Elemente aus einem ferromagneti schen Material bestehen.
3. Identifikationssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass elektromagnetisch oder magnetisch detektierbare Elemente Spulen oder Permanentmagnete sind.
4. Identifikationssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die elektro magnetisch detektierbaren Elemente an äußeren Rändern der Einschubelemente angeordnet sind.
5. Identifikationssystem nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Detektoren Reedkontakte sind.
6. Identifikationssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Detekto ren Elektromagnete sind.
7. Identifikationssystem nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Detektoren Spu len sind.
8. Identifikationssystem nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Detektoreinheiten aus jeweils mindestens ei nem Elektrooder Permanentmagneten und einem Reedkontakt gebildet sind.
9. Identifikationssystem nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass Detektoreinheiten aus jeweils einem Reedkontakt und zwei oder meh reren Elektrooder Permanentmagneten bestehen.
10. Identifikationssystem nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Polausrichtung der Elektrooder Permanentmagneten gleich ist.
11. Identifikationssystem nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Polausrichtung der Permanentmagneten an benachbarten horizonta len Ebenen mit Induktionsspulen um jeweils 180° zueinander gedreht ist.
12. Identifikationssystem nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Detekoreinheiten jeweils aus einem Reedkon takt und mindestens einer Spule bestehen.
13. Identifikationssystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die elektromagne tisch oder magnetisch detektierbaren Elemente Stahlbleche mit bekannten Abmessungen sind.
14. Identifikationssystem nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass in den elektroma gnetisch oder magnetisch detektierbaren Elemen ten an vorgebbaren Positionen Aussparungen aus gebildet sind.
15. Identifikationssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Ein schubelemente aus Kunststoff oder einem anderen nicht ferromagnetischen Material gebildet sind.
16. Identifikationssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass an den bzw. in den Ofenwandungen angeordneten Permanentma gneten oder Induktionsspulen als Elemente der Detektoren oder Detektoreinheiten auf der den elektromagnetisch detektierbaren Elementen ge genüberliegende Seite eine magnetische Abschir mung vorhanden ist.
17. Verfahren zur Temperierung von in Behältnissen aufgenommenen Speisen unter Verwendung eines Identifikationssystems nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass ein mit Speisen enthaltenden Behältnissen bestücktes Einschubelement in einen Induktionsofen parallel zu in horizontalen Ebenen angeordneten Indukti onsspulen oder ein Kühlgerät eingeführt und mit Detektoren oder Detektoreinheiten das Nicht oder Vorhandensein von elektromagnetisch detek tierbaren Elementen an bestimmten Positionen des Einschubelementes bestimmt und mittels dieser Bestimmung die einzelnen Induktionsspulen zur Speisenerwärmung eingschaltet werden oder ausge schaltet bleiben und/oder deren Leistungen je weils geregelt oder die Leistung des Kühlgerätes geregelt wird.
18. Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass ein am Einschubbe hälter vorhandenes elektromagnetisch oder magne tisch detektierbares Element ein Magnetfeld ei ner Detektoreinheit mit Reedkontakt beeinflusst, wodurch der Reedkontakt geschlossen oder geöff net wird und ein entsprechendes Signal an die Steuerung für die Induktionsspulen oder des Kühlgerätes übermittelt wird.
Description:
Identifikationssystem für Einschubelemente zur Tempe- rierung von in Behältnissen aufgenommenen Speisen Die Erfindung betrifft ein Identifikationssystem für Einschubelemente zur Temperierung, bevorzugt zur in- duktiven Erwärmung von in Behältnissen aufgenommenen Speisen. Sie kann vorteilhaft insbesondere für die kurzfristige, ökonomische und qualitativ hohe Erwär- mung von vorgefertigten Speisen für den Verzehr ein- gesetzt werden. Besonders vorteilhaft kann die erfin- dungsgemäße Lösung in Induktionsöfen eingesetzt wer- den.

Geeignete Ausführungsformen solcher Induktionsöfen sind in DE 198 18 831 A1 beschrieben.

Dabei sind in mehreren übereinander angeordneten ho- rizontalen Ebenen ein oder mehrere Induktionsspulen angeordnet, wobei die Anzahl der Induktionsspulen pro Ebene variiert bzw. gewählt werden kann.

Die Behältnisse, in denen die Speisen erwärmt werden sollen, bestehen aus einem für die induktive Erwär- mung geeigneten Material bzw. sind zumindest mit ei- nem solchen Material beschichtet oder enthalten ein solches Material.

Da die induktive Erwärmung am effektivsten erreicht werden kann, wenn die entsprechenden Behältnisse mög- lichst optimal in Bezug zur Anordnung der jeweiligen Induktionsspulen positioniert werden, ist es sinn- voll, entweder die jeweiligen Behältnisse entspre- chend zu dimensionieren oder in ihrer Form so zu wäh- len, dass dies erreicht werden kann.

Da aber hierfür ein erhöhter Arbeitsaufwand erforder- lich ist und insbesondere bei den durch Erwärmung heißen Behältnissen auch ein Gefahrenpotential gege- ben ist, ist es günstiger, Einschubelemente mit ent- sprechenden Aufnahmen für solche Behältnisse einzu- setzen. Die Aufnahmen können in Form von Vertiefungen aber auch als entsprechend ausgebildete Aussparungen ausgeführt sein, in die die jeweiligen Behältnisse eingesetzt werden können. Ein solches Einschubelement kann dann durch die offene Tür eines Induktionsofens eingeführt und unmittelbar auf bzw. in einem geringen Abstand über einer Ebene, in der Induktionsspulen an- geordnet sind, positioniert bzw. in entsprechenden Aufnahmen an der Induktionsofeninnenwand gehalten werden.

In der Regel werden in einem solchen Einschubelement unterschiedliche Behältnisse in die jeweiligen Auf- nahmen eingesetzt, was zum einen die jeweilige Größe der Behältnisse und zum anderen unterschiedliche Speisen betrifft. Dabei sollen unter Speisen nicht nur solche an sich, sondern auch beispielsweise Ge- tränke verstanden werden. Hierunter sollen auch Be- hältnisse oder Aufnahmen für Wasser fallen, wobei das Wasser induktiv erwärmt und verdampft wird, wodurch die für die Erwärmung von Speisen erforderliche Zeit und Energie reduziert sowie die Qualität der Speisen verbessert werden können.

Die Einschubelemente werden mit den Behältnissen vor der eigentlichen Erwärmung vorbestückt und kurz vor dem Verzehr dem Induktionsofen zugeführt, wobei dann die Erwärmung der Speisen innerhalb sehr kurzer Zeit, d. h. innerhalb weniger Minuten erreicht werden kann.

Durch die Vorbestückung der Einschubelemente und die unterschiedlichen zu verwendenden Behältnisse ergeben sich aber Probleme. So können beispielsweise Behält- nisse Verwendung finden, die in ihren Abmessungen so groß sind, dass eine effektive, kurzzeitige Erwärmung mittels einer einzigen Induktionsspule nicht erreich- bar ist, so daß eine entsprechende Positionierung in Bezug zu beispielsweise zwei solcher Induktionsspulen erfolgen sollte.

Ein weiteres Problem, das infolge dieser Vorbestük- kung mit den unterschiedlichen Behältnissen in solche Einschubbehälter beachtet werden muß, besteht darin, dass auch eine Bestückung mit Behältnissen erfolgt, in denen Speisen bzw. Getränke enthalten sind, die nicht erwärmt werden sollen, wie dies beispielsweise bei den unterschiedlichsten Salaten der Fall ist.

Selbstverständlich können auch eine oder mehrere Auf- nahmen in einem Einschubelement leer bleiben, so dass eine oder auch mehrere in Bezug zu einer solchen Auf- nahme angeordnete Induktionsspule während des Betrie- bes des Induktionsofens ebenfalls ausgeschaltet blei- ben sollte.

Es ist also erforderlich, bei Verwendung von vorbe- stückten Einschubbehältern für die Erwärmung von Speisen ein selektives, gezieltes Einschalten be- stimmter Induktionsspulen in den jeweiligen horizon- talen Ebenen, dem jeweiligen Einschubbehälter bzw. dessen Bestückung berücksichtigend, durchzuführen.

Diese Tatsache sollte bereits nach dem Schließen der Tür des Induktionsofens, also vor der eigentlichen Erwärmung der Speisen berücksichtigt werden können.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, ein Identifikati- onssystem für Einschubelemente vorzuschlagen, mit dem die jeweilige Konfiguration und gegebenenfalls auch die Bestückung mit Behältnissen eines solchen Ein- schubelementes erkannt und berücksichtigt werden kann.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe mit einem Identi- fikationssystem, das die Merkmale des Anspruchs 1 aufweist, gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungsformen der Erfindung können mit den in den untergeordneten Ansprüchen genannten Merkmalen erreicht werden. Eine vorteilhafte Verfahrensführung kann gemäß dem neben- geordneten Anspruch 14 erreicht werden.

Bei dem erfindungsgemäßen Identifikationssystem wird an diesen Einschubbehältern mindestens ein elektroma- gnetisch oder magnetisch detektierbares Element an jeweils vorgebbaren Positionen angebracht. Zwei oder mehrere solch elektromagnetisch oder magnetisch de- tektierbare Elemente (Informationsinhalt jeweils 1 Bit) sollen bevorzugt an äußeren randseitigen Stirn- flächen der Einschubelemente angebracht sein, wobei bestimmte Mindestabstände, beispielsweise mindestens 20 mm Abstände eingehalten werden sollten. Für die Anbringung dieser detektierbaren Elemente bieten sich insbesondere die seitlichen Stirnflächen der Einschu- belemente an, die parallel zu den seitlichen Innen- wänden des Induktionsofens ausgerichtet sind. Es kön- nen aber auch andere Anordnungen für diese Elemente, beispielsweise Ober-, Unterseite oder Griffelemente gewählt werden.

Auch die rückwärtige Stirnfläche der Einschubelemente kann hierfür genutzt werden.

Unter Berücksichtigung der vorgegebenen Positionen solcher elektromagnetisch detektierbarer Elemente an den Einschubbehältern werden bei dem erfindungsgemä- ßen Identifikationssystem Detektoren oder Detek- toreinheiten verwendet, die entsprechend der vorgege- benen Positionen der elektromagnetisch detektierbaren Elemente an den Einschubelementen an bzw. in der Wan- dung des Induktionsofens angeordnet sind, verwendet.

Diese Detektoren oder Detektoreinheiten sind mit der Steuerung für die Induktionsspulen verbunden, so dass ein gezieltes Einschalten lediglich ausgewählter In- duktionsspulen in der jeweiligen horizontalen Ebene, unter Berücksichtigung des jeweiligen Einschubelemen- tes bzw. dessen Bestückung erfolgen kann, wohingegen andere Induktionsspulen, die in Bezug zu Bereichen des Einschubelementes, in denen keine Behältnisse mit Speisen oder Behältnisse mit Speisen bzw. Getränken, die nicht erwärmt werden sollen, angeordnet sind, ausgeschaltet bleiben. Es kann aber auch eine geziel- te Leistungsregelung der einzelnen Induktionsspulen allein oder zusätzlich erfolgen.

Es ist sicher zweckmäßig, die Einschubelemente aus einem Material auszubilden, das nicht induktiv er- wärmt werden kann. Hierfür bieten sich die unter- schiedlichen Kunststoffe, aber auch nicht ferromagne- tische Materialien, wie beispielsweise Aluminium an.

An solchen Einschubelementen können dann elektroma- gnetisch oder magnetisch detektierbare Elemente aus einem ferromagnetischen Material an den bestimmten, die Detektoren bzw. Detektoreinheit Anordnung berück- sichtigende elektromagnetischen oder magnetisch de- tektierbaren Elemente angebracht sein. Diese können beispielsweise ein ferromagnetisches Material, bei- spielsweise Stahlbleche, bevorzugt mit bekannten Ab- maßen, was insbesondere die Breite und Höhe solcher Bleche betrifft, eingesetzt werden. In solchen Ele- menten können aber auch Aussparungen, z. B. in Form von Schlitzen oder Löchern ausgebildet sein, die dann die Funktion von detektierbaren Elementen erfüllen können. Solche Aussparungen können aber auch zumin- dest die Funktion der elektromagnetisch oder magneti- schen Elemente erfüllen, wenn ein solches Einschube- lement ganz oder teilweise aus einem ferromagneti- schen Material besteht.

Elektromagnetisch detektierbare Elemente können aber auch Elektromagnete, z. B. elektromagnetische Spulen (bevorzugt Flachspulen) sein. Es können aber auch Permanentmagnete als elektromagnetisch oder magne- tisch detektierbare Elemente an den Einschubelementen angebracht werden.

Als Detektoren können auch unter Berücksichtigung der an den Einschubelementen vorhandenen elektromagne- tisch detektierbaren Elemente Reedkontakte eingesetzt werden.

Werden sogenannte Detektoreinheiten verwendet, kann eine solche Detektoreinheit aus jeweils mindestens einem, bevorzugt jedoch zwei oder mehrere Permanent- magneten und einem Reedkontakt gebildet werden. Im Falle das zwei Permanentmagneten Verwendung finden, sollten diese in gleichen Abständen an zwei sich ge- genüberliegenden Seiten eines solchen Reedkontaktes angeordnet sein und möglichst eine Ausrichtung der Pole gewählt werden. Dies kann z. B. mit zwei mit gleicher Polausrichtung angeordneten Permanentmagne- ten oder entsprechend geschalteter Elektromagneten erreicht werden. Anstelle der Permanentmagneten kön- nen jedoch auch Induktionsspulen eingesetzt werden.

Für die Identifikation des jeweiligen Einschubelemen- tes können Elektromagnete oder Induktionsspulen zur detektion lediglich kurzzeitig eingeschaltet werden und die Identifikation durch Erkennung des entweder vorhandenen oder nicht vorhandenen elektromagnetisch detektierbaren Elementes erfolgen, so dass keine dau- erhafte Identifikation bzw. Beeinflussung erfolgt.

Unabhängig davon, ob eine Detektoreinheit Permanent- magnete oder Induktionsspulen verwendet, wird durch das Vorhandensein eines elektromagnetisch oder magne- tisch detektierbaren Elementes das Magnetfeld beein- flußt und durch diese Beeinflussung der jeweilige Reedkontakt geschlossen oder geöffnet und das Schlie- ßen bzw. Öffnen des Kontaktes entsprechende Signale an die Steuerung für das Einschalten bzw. das ausge- schaltet lassen der einzelnen Induktionsspulen und/oder deren gezielte Leistungsregelung übermit- telt.

Als Detektor kann aber auch, wie bereits erwähnt, je- weils ein Elektromagnet, bevorzugt eine Indukti- onsspule eingesetzt werden, wobei als elektromagne- tisch detektierbares Element, wiederum ein ferrroma- gnetisches Material oder auch eine entsprechende Spu- le am Einschubelement einsetzbar sind.

Eine solche Spule, die den eigentlichen Detektor bil- det, wird kurzzeitig mit einer elektrischen Spannung beaufschlagt, so dass im elektromagnetisch detektier- baren Element eine elektrische Spannung induziert und ein elektromagnetisches Feld aufgebaut wird. Nach dem Ausschalten der Spule des Detektors wird in dieser Spule gemäß der"Lenzschen Regel"ebenfalls eine Spannung induziert, wenn ein elektromagnetisch detek- tierbares Element im elektromagnetischen Feld, also am jeweiligen Einschubbehälter an der jeweiligen Po- sition für diesen Detektor angeordnet ist, so dass auch dies als Signal für das Einschalten bzw. das ausgeschaltet lassen bestimmter Induktionsspulen aus- genutzt werden kann.

Vorteilhaft ist es außerdem, bei Induktionsöfen, in denen mehrere übereinander angeordnete horizontale Ebenen mit Induktionsspulen vorhanden sind, die De- tektoreinheiten mit Permanentmagneten oder elektroma- gnetischen Spulen so anzuordnen, dass bei den Detek- toreinheiten jeweils unmittelbar benachbarter hori- zontaler Ebenen jeweils eine Polung, die um 180° ver- dreht ist, gewählt wird, um die gegenseitige Beein- flussung der magnetischen bzw. elektromagnetischen Felder dieser Ebenen weitestgehend zu vermeiden.

Zur Vermeidung bzw. Verringerung der Beeinflussung von Detektoren oder Detektoreinheiten benachbarter horizontaler Ebenen können Detektoren oder Detek- toreinheiten jeweils alternierend an sich gegenüber- liegenden oder unterschiedlichen Innenwänden angeord- net sein.

Die elektromagnetisch detektierbaren Elemente an den Einschubelementen sollten möglichst an diesen so an- gebracht sein, dass die Abstände zu den jeweiligen Detektoren bzw. Detektoreinheiten nicht größer als 30 mm, bevorzugt kleiner als 20 mm, ganz besonders be- vorzugt kleiner als 10 mm sind.

Vorteilhaft ist es außerdem, wenn die für die Detek- toren bzw. Detektoreinheit verwendeten Permanentma- gnete, aber auch die Induktionsspulen mit einer ma- gnetischen bzw. elektromagnetischen Abschirmung aus- gestattet sind. Diese Abschirmung sollte gewährlei- sten, dass die Magnetfelder oder elektromagnetischen Felder vollkommen bzw. in stark abgeschwächter Form, nicht die Umgebung des Induktionsofens beeinflussen bzw. innerhalb des Induktionsofens gehalten werden.

Vorteilhaft ist eine solche Abschirmung auch als so- genannter Reflektor ausgebildet, so dass die Feldli- nien bevorzugt in Richtung auf die gegebenenfalls zu detektierenden elektromagnetisch detektierbaren Ele- menten ausgerichtet werden, wodurch sich die Detekti- onsempfindlichkeit weiter erhöhen lässt.

Neben der ausführlich beschriebenen Anwendung der Er- findung in Induktionsöfen, ist auch ein Einsatz in Kühlgeräten möglich. Dabei kann die Kühlleistung ge- regelt werden, um speisenspezifisch geeignete Tempe- raturen einzuhalten oder auch die Befüllung des Kühl- gerätes zu berücksichtigen. Die Regelung kann auch so durchgeführt werden, dass verschiedene horizontale Ebenen, in den Einschubbehälter eingeführt bzw. leer gelassen sind, entsprechend geregelt gekühlt werden.

Die erfindungsgemäße Lösung weist deutliche Vorteile, insbesondere gegenüber optischen Identifikationssy- stemen auf. So neigen beispielsweise Scannersysteme in Verbindung mit sogenannten Barcodes, die gegebe- nenfalls auch solchen Einschubelementen angebracht sind, zur Verschmutzung, so dass Detektionsfehler bei längerem Betrieb auftreten.

Da bei der Erwärmung von Speisen die Wasserdampfbil- dung zwangsläufig nicht vermieden werden kann, können optische Identifikationssysteme nur sinnvoll mit stark erhöhtem Kostenaufwand realisiert werden.

Mechanische Systeme scheiden wegen schwieriger Hand- habbarkeit und schlechter Zuverlässigkeit, insbeson- dere im Langzeitbetrieb als entsprechendes Identifi- kationssystem ebenfalls aus.