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Die Erfindung betrifft ein Mikrowellen-Gargerät mit einem Mikrowellenverteilungsmittel zum Verteilen von Mikrowellen in einen Garraum.
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Es sind Mikrowellen-Gargeräte bekannt, bei denen Mikrowellen mittels eines fest angeordneten Mikrowelleneinkopplungsmittels (z.B. einer Antenne mit oder ohne Wobbler) in einen Garraum eingekoppelt werden. Zur gleichmäßigen Bestrahlung von Gargut und somit für dessen gleichmäßige Erwärmung wird das Gargut auf einem drehenden Teller abgelegt. Es sind auch Mikrowellen-Gargeräte ohne Drehteller bekannt, bei denen ein Modenbild der Mikrowellen im Inneren des Garraums über ein sich drehendes Mikrowellenverteilungsmittel (z.B. eine sich drehende Antenne oder einen sich drehenden Wobbler) zur gleichmäßigen Bestrahlung variiert wird. Es gibt auch Mikrowellen-Gargeräte mit Drehteller, in denen eine drehende Antenne bzw. ein Wobbler verbaut sind, um den genannten Effekt zu verstärken.
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Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Mikrowellen-Gargerät so auszugestalten, dass ein Betrieb mit reduziertem Energieverbrauch ermöglicht wird. Insbesondere soll dies mit einfachen Mitteln realisierbar sein.
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Diese Aufgabe wird gemäß den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen sind insbesondere den abhängigen Ansprüchen entnehmbar.
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Die Aufgabe wird gelöst durch ein Mikrowellen-Gargerät mit einem Mikrowellenverteilungsmittel zum Verteilen von Mikrowellen in einen Garraum, wobei (insbesondere in zumindest einer Betriebsart) eine Position des Mikrowellenverteilungsmittels translatorisch verstellbar ist.
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Dabei wird der Vorteil erreicht, dass Mikrowellen durch den zusätzlichen Freiheitsgrad bei einer Positionierung des Mikrowellenverteilungsmittels in dem Garraum ein Modenbild oder Interferenzbild bilden können, das eine noch effizientere Bestrahlung von Gargut erlaubt. Insbesondere ist die translatorische Verstellung keine reine Drehbewegung. Insbesondere können so in besserem Maße verstärkt Regionen mit Mikrowellen beaufschlagt werden, in denen sich das Gargut befindet. Dies gilt insbesondere für Gargut, das räumlich begrenzt ausgedehnt ist. Ausgenutzt wird dabei, dass sich die Mikrowellen durch Interferenz in bestimmten Regionen bei bestimmten Positionen des Mikrowellenverteilungsmittels besonders stark überlagern. Diese Überlagerungen entstehen unter anderem dadurch, dass sich das Reflexionsbild der Mikrowellen an den Wänden des Garraums abhängig von der Drehlage und Höhenposition des Mikrowellenverteilungsmittels ändert. Durch die Anpassung der Höhenposition bzw. der translatorischen Verstellung des Mikrowellenverteilungsmittels auf eine Last im Garraum lässt sich also der Einwirkungsgrad der Mikrowellenfunktion verbessern. So können bei gleichem Garergebnis ein Wirkungsgrad erhöht und/oder ein Energieverbrauch verringert werden. Außerdem können bestimmte Lebensmittel oder Flüssigkeiten schneller erhitzt werden.
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Die Erfindung kann sowohl für Mikrowellen-Gargeräte mit drehbarem Mikrowellenverteilungsmittel als auch für Mikrowellen-Gargeräte mit nicht drehbarem Mikrowellenverteilungsmittel verwendet werden.
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Insbesondere kann eine translatorische Verstellung eine Verschiebbarkeit in Richtung des Garraums umfassen, d.h. in Richtung des Garraums vor oder zurück. Mit anderen Worten wird während des Betriebs in dieser zumindest einen Betriebsart das Mikrowellenverteilungsmittel relativ zum Garraum bzw. relativ zu darin befindlichem Gargut verstellt, insbesondere angehoben und/oder abgesenkt. Ist das Mikrowellenverteilungsmittel oberhalb des Garraums angeordnet, entspricht die translatorische Verstellung insbesondere einer Höhenverstellung des Mikrowellenverteilungsmittels. Ist das Mikrowellenverteilungsmittel seitlich des Garraums angeordnet, entspricht die translatorische Verstellung insbesondere einer horizontalen oder waagerechten Verstellung des Mikrowellenverteilungsmittels. Die translatorische Verschiebung wird im Folgenden allgemein als eine „Höhenverstellung“ bezeichnet, und zwar selbst dann, wenn das Mikrowellenverteilungsmittel seitlich des Garraums angeordnet ist und horizontal verschiebbar ist. Entsprechend kann eine durch die translatorische Verstellung erreichte translatorische Position auch als Höhenposition bezeichnet werden.
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Ein solches Mikrowellen-Gargerät kann insbesondere als ein Einzelgerät (Stand-Alone-Gerät) oder als ein Kombinationsgerät, z.B. eine Mikrowellenofen/Backofen-Kombination, ausgestaltet sein.
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Zur Einkopplung von Mikrowellen in den Garraum mag eine nicht drehbare Antenne oder eine drehbare Antenne verwendet werden. Das Mikrowellenverteilungsmittel bei einer nicht drehbaren Antenne mag ein Wobbler sein. Das Mikrowellenverteilungsmittel bei einer drehbaren Antenne mag die Antenne selbst sein. Die Antenne mag eine rohrförmige Mikrowellenzuleitung aufweisen. Falls die Antenne drehbar ist, kann die rohrförmige Mikrowellenzuleitung mit der Drehachse verbunden sein. Ein Wobbler verfügt hingegen typischerweise über eine von der Mikrowellenzuleitung getrennte Drehachse.
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Gemäß einer Weiterbildung kann insbesondere bei kleinvolumigen Lebensmitteln (Babyglas, Glas Wasser usw.) eine Drehung des Mikrowellenverteilungsmittels und/oder eines Drehtellers entfallen. Jedoch ist nicht ausgeschlossen, dass gemäß einer anderen Weiterbildung sowohl eine translatorische Verschiebung bzw. eine Höhenverstellung des Mikrowellenverteilungsmittels als auch eine Drehung des Mikrowellenverteilungsmittels und/oder eines Drehtellers zum Garen eines Garguts insbesondere gleichzeitig einsetzbar sind.
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Es ist eine Ausgestaltung, dass das Mikrowellen-Gargerät eine (Höhen-)Positionsverstelleinrichtung aufweist, welche dazu eingerichtet ist, mindestens das Mikrowellenverteilungsmittel translatorisch zu verstellen. Die Positionsverstelleinrichtung mag insbesondere einen Verstellantrieb (Stelleinrichtung) aufweisen, insbesondere einen (Hub-)Aktor oder einen (Hub-)Motor.
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Gemäß einer Weiterbildung ist die Positionsverstelleinrichtung innerhalb des Gehäuses, insbesondere jedoch zur Vermeidung von Verschmutzung durch verdampfende oder spritzende Gargutpartikel, außerhalb des Garraums angeordnet.
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Der Hubaktor kann z.B. zum einfachen Bewirken einer insbesondere linearen Stellbewegung zwischen zwei oder mehr insbesondere vorbestimmten Positionen ausgestaltet sein. Der Hubaktor ermöglicht zudem eine hohe Verstellkraft und sehr genaue Hubänderung und damit translatorische Verstellbarkeit des Mikrowellenverteilungsmittels.
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Der Hubmotor kann z.B. als ein Servo- oder Schrittmotor oder als ein BLDC-Motor (BLDC: Bürstenloser Gleichstrommotor), ausgestaltet sein. Ein drehbar antreibbares Mikrowellenverteilungsmittel kann ebenfalls einen Drehantriebsmotor in Form eines BLDC-Motors aufweisen. Insbesondere vorteilhaft einsetzbar sind Antriebsmotoren in Art von Schrittmotoren, welche – über einen Hubwandler – gezielt bestimmte Höhenpositionen oder Höhenpositionsbereiche anfahren lassen. Prinzipiell einsetzbar sind aber auch andere Arten von Antriebsmotoren, die dann insbesondere auch in Verbindung mit einer Positionsbestimmungseinrichtung eingesetzt sind, die eine momentane Höhenposition des Mikrowellenverteilungsmittels (z.B. an eine Steuereinrichtung) zurückmeldet.
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Die Positionsverstelleinrichtung mag ferner einen Hubmechanismus aufweisen, welcher dem Verstellantrieb nachgeschaltet ist bzw. von diesem betätigbar ist. Der Hubmechanismus mag z.B. ein Hub- und/oder Drehgestänge aufweisen. Mittels des Hubmechanismus mag insbesondere eine Richtungsänderung einer Hubeinleitung und/oder eine Hubübersetzung bewirkt werden. Insbesondere mag der Hubmechanismus eine Drehbewegung des Verstellantriebs in eine lineare Hubbewegung umlenken.
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Bei einer Weiterbildung, bei der das Mikrowellenverteilungsmittel mittels des Verstellantriebs translatorisch angehoben wird, ist ein Rückstellen bzw. Absenken ggfs. unter Ausnutzung der Schwerkraft durch Wegnahme einer Stellkraft des Verstellantriebs durchführbar. Insbesondere bei translatorisch seitlicher Verstellung (insbesondere bei horizontaler bzw. seitlicher Anordnung des Mikrowellenverteilungsmittels) ist zum Rückstellen zusätzlich eine aktorische oder motorische Krafteinwirkung, d.h. eine Krafteinwirkung in Gegenrichtung, auf das Mikrowellenverteilungsmittel einsetzbar.
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Es ist noch eine Ausgestaltung, dass die Positionsverstelleinrichtung eine Nockenwelle als zumindest einen Teil eines Hubmechanismus aufweist. Die Verwendung der Nockenwelle ermöglicht eine vielgestaltige Einstellbarkeit des Hubs, eine hohe Hubübersetzung und einen robusten und einfachen Aufbau des Hubmechanismus. Eine Drehstellung der Nockenwelle entspricht dabei einer korrespondierenden Höhenposition. Die Nockenwelle bzw. deren mindestens ein Nocken dient dabei als Auflage für eine gegenüber der Nockenwelle frei bewegliche Scheibe, wobei die Scheibe mit dem Mikrowellenverteilungsmittel verbunden ist bzw. einen Teil des Mikrowellenverteilungsmittels darstellt. Durch Drehung der Nockenwelle kann die Scheibe angehoben bzw. abgesenkt werden. Falls das Mikrowellenverteilungsmittel drehbar ist, kann sich die Scheibe (die auch als Teller bezeichnet werden kann) frei auf den Nocken drehen, und zwar unabhängig von einer Drehstellung der Nockenwelle. Die Nockenwelle kann insbesondere zwei oder mehr Nockenwellen aufweisen, um ein Drehmoment auf die Scheibe zu verringern.
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Es ist eine Weiterbildung, dass die Scheibe mit einer Drehachse des drehbaren Mikrowellenverteilungsmittels (d.h., der Antenne oder des Wobblers) fest verbunden ist. Folglich können das Mikrowellenverteilungsmittel, die Drehachse und die Scheibe relativ zu der Nockenwelle und der Positionsverstelleinrichtung eine rotierende Bewegung ausführen. Insbesondere entspricht somit die Rotationsachse der Scheibe zugleich einer Translationsachse des Mikrowellenverteilungsmittels.
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Es ist noch eine Ausgestaltung, dass das Mikrowellenverteilungsmittel eine translatorisch verstellbare Drehachse aufweist. Die Drehachse ist beispielsweise mittels eines Drehantriebs, insbesondere Antriebsmotors, insbesondere BDLC-Motors, in Drehung versetzbar. Mit anderen Worten ist das Mikrowellenverteilungsmittel in dieser Weiterbildung sowohl um seine Drehachse in Rotation versetzbar als auch in seiner axialen Richtung translatorisch (höhen)verstellbar. Das Versetzen des Mikrowellenverteilungsmittels in Drehung und dessen translatorische Verstellung können dabei insbesondere unabhängig voneinander durchgeführt werden.
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Es ist eine Weiterbildung, dass eine zugleich translatorisch verstellbare Drehachse keine Motorwelle eines Antriebsmotors für eine Drehbewegung der Drehachse darstellt. Dadurch wird vermieden, dass eine translatorische Bewegung den (Dreh-)Antriebsmotor beschädigt.
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Es ist eine Ausgestaltung, dass die Drehachse und die Antenne miteinander mechanisch gekoppelt sind, wobei die Drehachse und ein die Drehachse drehender Drehantrieb mittels einer Mitnehmeranordnung mechanisch gekoppelt sind. Dadurch kann die Drehachse translatorisch von dem Drehmotor entkoppelt werden.
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Gemäß einer besonders einfach realisierbaren Weiterbildung kann eine Mitnehmeranordnung einerseits an einer Motorwelle des (Dreh-)Antriebsmotors angelenkt sein und andererseits an der Drehachse des Mikrowellenverteilungsmittels angreifen. Insbesondere kann die Mitnehmeranordnung ein zu der Drehachse oder zu der Motorwelle seitlich versetztes, insbesondere vorstehendes achsparalleles, Element aufweisen und die Motorwelle bzw. die Drehachse einen seitlich abstehenden Vorsprung aufweisen, welcher bei Drehung des achsparallelen Elements von diesem mitgenommen wird. Beispielsweise mag als ein erstes Mitnehmerelement einer Mitnehmeranordnung ein Stift oder Vorsprung seitlich von der Drehachse ragen. Ein zweites Mitnehmerelement mag mit dem Drehantrieb verbunden sein, wobei das zweite Mitnehmerelement insbesondere achsparallel zu der Achse verlaufend auf einer Kreisbahn um die Achse herum rotierbar angeordnet ist und bei Rotation in Kontakt mit dem ersten Mitnehmerelement tritt und darüber die Achse in Rotation versetzt.
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Jedoch kann die Mitnehmeranordnung grundsätzlich auch anders ausgestaltet sein bzw. mag die Drehachse auf andere Weise an die Motorwelle angekoppelt sein. Beispielsweise kann die Drehachse einen gezahnten Außenumfang aufweisen, der mit einem Schneckenrad des Drehantriebs in Eingriff steht, oder umgekehrt.
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Auch ist es eine Ausgestaltung, dass die (Höhen-)Position des Mikrowellenverteilungsmittels (in zumindest einer Betriebsart) in einem vorbestimmten Positionsbereich verstellbar ist. Mit anderen Worten kann das Mikrowellenverteilungsmittel mittels der Positionsverstelleinrichtung zwischen zwei vorbestimmten Höhenpositionen angehoben und/oder abgesenkt bzw. hin und her bewegt werden. Entsprechend bewegt sich ein Feldmaximum oder eine Anzahl von Feldmaxima innerhalb des Garraums in einem vorbestimmten Raumbereich. Durch die translatorische Hin- und Her-Bewegung wird also insbesondere eine Bewegung des mindestens einen Feldmaximums in dem Gargut und damit dessen gleichmäßige Aufwärmung unterstützt, insbesondere bei einem Gargut mit einer geringen Wärmeleitfähigkeit. Insbesondere kann sich so mindestens ein Feldmaximum im Inneren eines z.B. kleinen Lebensmittels bewegen, so dass ein besonders hoher Anteil der verfügbaren Energie dort hinein eingekoppelt wird, was eine energieeffiziente Aufwärmung unterstützt. Der Positionsbereich kann insbesondere abhängig von der Ausgestaltung und Dimensionierung des Geräts und seines Garraums selber, abhängig von dem Strahlungsbereich des Mikrowellenverteilungsmittels und/oder abhängig von dem gewählten Gargut oder dessen Gewicht usw. sein. Die Verstellbewegung und deren Begrenzung können z.B. durch eine elektronische Ansteuerung oder mechanische Mittel realisiert sein.
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Noch eine Ausgestaltung besteht darin, dass die Position des Mikrowellenverteilungsmittels (in zumindest einer Betriebsart) auf zumindest eine fest vorbestimmte Position einstellbar ist. In diesem Fall kann ein Feldmaximum insbesondere dauerhaft in einem kleinvolumigen und/oder gut wärmeleitenden Gargut verharren und seine Energie dorthinein übertragen.
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Es können gemäß noch einer Weiterbildung auch mehrere fest vorbestimmte Positionen vorgesehen sein, welche während eines Betriebs in einer Betriebsart, z.B. abhängig von einer Art eines zu behandelnden Garguts und/oder von einem Gargutgewicht, aufeinanderfolgend angefahren werden und in welchen das Mikrowellenverteilungsmittel für jeweils eine gegebenenfalls, auch individuell vorbestimmte, Zeitdauer verharrt.
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Es ist ferner eine Ausgestaltung, dass das Mikrowellen-Gargerät dazu eingerichtet ist, eine Betriebsart und/oder die translatorische Verstellung bzw. Höhenposition des Mikrowellenverteilungsmittels (insbesondere dessen Antenne oder Wobbler) auf Grundlage einer Art eines in dem Garraum befindlichen Garguts auszuwählen. Dadurch kann eine durchgängige Erwärmung auch unterschiedlicher Arten von Gargut erreicht werden. Beispielsweise mag thermisch gut leitendes Gargut (z.B. Suppe) mit einem vorbestimmten Verstellbereich (z.B. mit einer kontinuierlichen oder oszillierenden Bewegung zwischen zwei Positionen), ggf. auch bei einer fest vorbestimmten Höhenposition, bestrahlt werden, während thermisch weniger gut leitendes Gargut einen größeren translatorischen Verstellbereich oder eine andere Höhenposition benötigt. Auch mag eine typische Form eines Garguts eine Rolle spielen: Während Pizza üblicherweise flach und raumfüllend ist und daher ggf. bodennahe Interferenzmaxima benötigt, mögen z.B. eine Babyflasche oder ein Braten im Garraum besser mittels höher liegender Interferenzmaxima erwärmt werden.
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Insbesondere kann eine solche Auswahl automatisch durchgeführt werden, nachdem ein Benutzer beispielsweise die Art des aufzuwärmenden Garguts, zum Beispiel Pizza, Babyflasche oder Braten, vorgegeben oder eingestellt hat.
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Gemäß einer Weiterbildung können dabei auch eine Intensität oder Stärke der Mikrowellen modifiziert werden. Insbesondere kann eine solche Verfahrensweise auch automatisch ablaufen, nachdem ein Benutzer beispielsweise ein bestimmtes Gargut, zum Beispiel Pizza, Babyflasche oder Braten vorgegeben hat. Während die Pizza üblicherweise flach und raumfüllend ist und daher eine kontinuierlich durchgehende Drehung ggf. ohne eine Positionsverstellung in einer Standardposition zweckmäßig ist, decken eine Babyflasche oder ein Braten im Garraum eher nur einen zentralen Bereich ab, so dass eine Verstellung der Höhenposition hierbei besonders vorteilhaft sein mag.
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Eine zusätzliche oder alternative Weiterbildung besteht darin, dass das Mikrowellen-Gargerät dazu eingerichtet ist, die Betriebsart und/oder die translatorische Verstellung bzw. Höhenposition des Mikrowellenverteilungsmittels auf Grundlage eines Gewichts eines in dem Garraum befindlichen Garguts auszuwählen. Dadurch kann eine translatorische Einstellung (Bereich, Position) des Mikrowellenverteilungsmittels auch abhängig von einer typischerweise mit dem Gewicht korrelierten Größe eingestellt werden, was eine weiter verbesserte durchgängige Aufwärmung bei geringerem Energieverbrauch bewirkt.
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Insbesondere können die Betriebsart und die translatorische Einstellung des Mikrowellenverteilungsmittels unter Kenntnis sowohl der Art als auch des Gewichts des Garguts eingestellt werden. So werden rein beispielhaft veranschaulichend 2 l dickbreiige Suppe eher einen großen Teil des Garraum einnehmen und eine oszillierende translatorische Bewegung zweckmäßig erscheinen lassen, während 200 ml Babyflasche eher nur eine zentrale Position im Garraum einnehmen und daher eine feste Höhenposition zweckmäßig erscheinen lassen.
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Eine allgemeine Ausgestaltung besteht darin, dass das Mikrowellen-Gargerät eine Programmautomatik aufweist, welche dazu eingerichtet ist, die Betriebsart und/oder die translatorische Einstellung des Mikrowellenverteilungsmittels auf Grundlage eines gewählten Programms auszuwählen. Dabei können insbesondere Erfahrungswerte oder aufgrund von Berechnungen oder Versuchen bestimmte Werte der Betriebsart und/oder des Drehwinkelbereich herangezogen werden. Gibt beispielsweise ein Benutzer eine Art des Garguts und einen bestimmten Gewichtswert ein, so kann die Programmautomatik entscheiden, ob und welche translatorische Verstellung ausgewählt wird.
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Eine Weiterbildung besteht darin, dass das Mikrowellen-Gargerät ein Eingabemittel aufweist. Das Eingabemittel kann gemäß einer Weiterbildung ein Bedienfeld mit mindestens einem Bedienelement und ggf. mindestens einer Anzeigeeinrichtung aufweisen. Das Eingabemittel kann insbesondere zum Eingeben eines bestimmten Garguts und/oder eines Gewichts eines Garguts oder zum Eingeben eines gewünschten Programms durch einen Benutzer ausgestaltet sein.
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Eine andere Weiterbildung davon besteht darin, dass das Mikrowellen-Gargerät mindestens eine Positionsbestimmungseinrichtung aufweist. Eine Positionsbestimmungseinrichtung ist vorteilhaft, da mit dieser ein bestimmter anzufahrender Höhenpositionsbereich oder eine bestimmte anzufahrende Höhenposition eindeutig bestimmbar ist. Dadurch wird sichergestellt, dass sich das Mikrowellenverteilungsmittel in einer gewünschten Höhenposition befindet oder in einem gewünschten Höhenpositionsbereich hin und her verstellt wird.
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Das Mikrowellen-Gargerät besitzt insbesondere eine Steuereinrichtung zur Steuerung des Betriebs des Mikrowellen-Gargeräts selber einschließlich von dessen Magnetron, dessen Verstellantrieb zur translatorischen Positionsverstellung und optional dessen Motor bzw. Antrieb für einen Drehteller und/oder das Mikrowellenverteilungsmittel, um diese in eine Drehbewegung zu versetzen. Insbesondere ist eine solche Steuereinrichtung auch mit einer der Positionsbestimmungseinrichtung gekoppelt, um jeweils eine definierte Höhenposition des Mikrowellenverteilungsmittels ermitteln zu können. Jedoch können auch andere Verfahrensweisen vorgesehen sein, wie beispielsweise das Verstellen des Mikrowellenverteilungsmittels in eine Grundposition, welche dann einen definierten Basiswert für die momentane Höhenposition liefert, um anschließend von diesem Positionswert ausgehend bestimmte Höhenpositionen oder Höhenpositionsbereiche anzusteuern.
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Das Mikrowellen-Gargerät mag insbesondere ein Haushaltsgerät sein, insbesondere für einen Privatnutzer, z.B. im Sinne einer „weißen Ware“.
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In den folgenden Figuren wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels schematisch genauer beschrieben.
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1 zeigt einen Ausschnitt eines Mikrowellen-Gargeräts mit einem Garraum und einem Mikrowellenverteilungsmittel; und
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2 zeigt einen Ausschnitt aus 1 mit einer Antennenlagerung und einer Positionsverstelleinrichtung zum translatorischen Verstellen der Antenne.
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1 zeigt einen Ausschnitt eines Mikrowellen-Gargeräts 11. Das Mikrowellen-Gargerät 11 weist einen Garraum 12 und einen durch beispielsweise eine Metallwand davon getrennten Betriebsraum 13 auf. In dem Betriebsraum 13 befinden sich insbesondere Komponenten einer Mikrowelleneinrichtung 14, welche zur Erzeugung von Mikrowellen dient, die durch eine Öffnung in den Garraum 12 eingespeist werden. Der Garraum 12 dient zur Aufnahme eines Behältnisses 15 mit einem Gargut 16, welches beispielsweise aufzutauen, zu erwärmen oder zu erhitzen ist.
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Die Mikrowelleneinrichtung 14 weist insbesondere ein Mikrowellenverteilungsmittel 17 auf, welches beispielsweise in Art einer Antenne 18 Mikrowellen in den Garraum 12 leitet. Die Antenne 18 bzw. das Mikrowellenverteilungsmittel 17 ist über einen Hohlleiter 19 mit einem Magnetron 20 gekoppelt, um im Magnetron 20 erzeugte Mikrowellen über den Hohlleiter 19 und die Antenne 18 in den Garraum 12 zu leiten.
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Die Antenne 18 ist über eine drehbare Drehachse 21 an einen Antriebsmotor 22 gekoppelt. Der Antriebsmotor 22 versetzt die Drehachse 21 und die daran ausgebildete Antenne 18 in eine insbesondere kontinuierliche Rotation ω.
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Das Mikrowellen-Gargerät 11 weist außerdem eine Positionsverstelleinrichtung 23 auf, welche in zumindest einer Betriebsart dazu vorgesehen ist, die Drehachse 21 bzw. die Antenne 18 hinsichtlich deren Höhenposition h translatorisch zu verstellen. Mit anderen Worten wird die Antenne 18 längs der Drehachse 21 vor und zurück verstellt. Werden damit das Niveau bzw. die Höhenposition h der Antenne 18 oder eines Wobblers im Garraum bzw. Hohlleiter verändert, dann werden damit auch ein Modenbild bzw. eine Feldverteilung sowie die Abstimmung des Gesamtsystems verändert.
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Wie 2 in vergrößerter Darstellung zeigt, weist die Positionsverstelleinrichtung 23 einen Verstellantrieb 24 auf. Der Verstellantrieb 24 ist innerhalb des Betriebsraums 13 und/oder relativ zum Hohlleiter 19 ortsfest angeordnet. Der Verstellantrieb 24 weist eine Nockenwelle 26 auf, welche sich um einen Drehwinkel α zur Höhenpositionsverstellung dreht. Die Nockenwelle 26 weist mindestens einen Nocken 27 auf, der sich ungleichmäßig weit über einen Umfang der Nockenwelle 26 erstreckt und wie ein Hebel wirkt. Außerdem weist die Drehachse 21 eine sich in radialer Richtung umlaufend erstreckende Scheibe 28 auf. Die Scheibe 28 liegt auf der Nockenwelle 26 im Bereich von deren Nocken 27 auf. Eine Drehung der Nockenwelle 26 bewirkt somit über den Nocken 27, dass die Scheibe 28 angehoben bzw. mit Hilfe der Schwerkraft wieder abgesenkt wird. Der maximale Betrag der Veränderung der Höhenposition h der Drehachse 21 entspricht bei dieser Ausgestaltung einer Entfernung zwischen dem kleinsten Umfang der Nockenwelle 26 und der maximalen Erhebung des Nockens 27 von diesem Umfang.
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Die Nocken 27 sind insbesondere rund bzw. nicht eckig ausgebildet, um ein sanftes Verstellen der Scheibe 28 zu bewirken. Die Scheibe 28 ist insbesondere auf Ihrer Unterseite ebenflächig als Gleitfläche zum Gleiten auf insbesondere den Nocken 27 ausgebildet.
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Um eine Rotation der Drehachse 21 zu ermöglichen, führt aus dem Antriebsmotor 22 eine Welle heraus, welche erst einen abgewinkelten und dann unter Ausbildung achsparallelen Verlauf zu der Drehachse 21 hat. Der zu der Drehachse 21 um einen Versatz v achsparallel verlaufende Abschnitt bildet ein Rotationsantriebselement 29 aus. Die Drehachse 21 weist in ihrem oberen Bereich einen seitlich abstehenden Mitnehmer 30 auf. Wenn der Antriebsmotor 22 das Rotationsantriebselement 29 in Drehung um die Drehachse 21 herum versetzt, nimmt das Rotationsantriebselement 29 über den Mitnehmer 30 die Drehachse 21 mit und versetzt darüber auch die Drehachse 21 in Rotation ω. Durch die in axialer Richtung der Drehachse 21 lose Gleitverbindung zwischen dem Rotationsantriebselement 29 und dem Mitnehmer 30 kann die Drehachse 21 gleichzeitig mittels der Positionsverstelleinrichtung 23 translatorisch längs deren Drehachse 21 verstellt werden.
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Eine Steuereinrichtung 25 dient dazu, Funktionen des Mikrowellen-Gargeräts 11 anzusteuern. Dies sind insbesondere ein Betrieb des Magnetrons 20 zur Erzeugung von Mikrowellen und eine Ansteuerung des Antriebsmotors 22 und der Positionsverstelleinrichtung 23. Die Ansteuerung des Antriebsmotors 22 kann dabei insbesondere so erfolgen, dass das Mikrowellenverteilungsmittel 17 gemäß zumindest einer Betriebsart innerhalb des einstellbaren (Höhen-)Positionsbereichs kontinuierlich und/oder auf eine vorbestimmte Höhenposition h oder nacheinander auf verschiedene vorbestimmte Höhenpositionen h gestellt wird. Die Steuereinrichtung 25 kann aber auch insbesondere in Verbindung mit einem nicht dargestellten Eingabefeld dazu dienen, bestimmte Benutzereingaben zu erfassen, wie beispielsweise eine Art eines Garguts und/oder ein Gewicht eines Garguts, um davon abhängig vorprogrammierte Verstellungen der Höhenposition h vorzunehmen.
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Selbstverständlich ist die vorliegende Erfindung nicht auf das gezeigte Ausführungsbeispiel beschränkt.
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So bestehen bei der beschriebenen Ausgestaltung die Drehachse der Antenne und deren Scheibe aus einem Stück. Alternativ kann an der Achse, die z.B. als ein Keramikschaft ausgebildet ist, eine zusätzliche Scheibe fest montiert werden.
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Für die konstruktive Umsetzung gibt es aber weitere Möglichkeiten. Umsetzbar ist z.B. eine Lösung mit dem Verstellantrieb als einem Linearantrieb, der in einer Achse mit dem Mikrowellenverteilungsmittel, also insbesondere dem Antennensystem/Wobbler, verbaut ist und das ganze Antennensystem in der Höhe bzw. Lage verändern kann.
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Allgemein mag auch ein Mikrowellengerät mit feststehender Antenne und höhenbeweglichem Wobbler verwendet werden.
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Bei einem Mikrowellen-Gargerät mit einem Drehteller zum Drehen eines Garguts können der Antriebsmotor und die Komponenten zum Drehen der Achse entfallen. Insbesondere in einem solchen Fall kann der Verstellantrieb auch nur als ein Linearantrieb ausgebildet sein, welcher die Achse ggf. sogar direkt hinsichtlich ihrer Höhenposition verstellt.
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Insbesondere können auch andere Arten von Mitnehmern, z.B. Feder-Nut-Führungen, zur Höhenpositionsverstellung zwischen dem Verstellantrieb und der Achse angeordnet sein. Insbesondere bei einer seitlichen Verstelleinrichtung der „Höhen“-Position kann mangels ausnutzbarer Schwerkraft auch die Rückstellung über Mitnehmer- oder Führungselemente realisiert werden.
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Nach Aktivierung einer Mikrowellen-Betriebsart kann vorgesehen sein, ein in einer Steuereinrichtung bzw. Elektronik abgespeicherte Höhenposition der Antenne / des Wobblers anzufahren. Im fertigen Gerät kann insbesondere vorgesehen sein, dass vom Benutzer je nach Lösungsvariante nur noch die Leistung bzw. die Leistung und das Gewicht des als Gargut verwendeten Lebensmittels zu wählen sind. Die Steuerung positioniert dann entsprechend der Eingabe Höhenposition und damit die Antenne bzw. einen Wobbler relativ zum Garraum und einem darin befindlichen Gargut. Falls die Antenne oder ein Wobbler seitlich montiert ist, wird entsprechend die Höhenposition h im Garraum/Hohlleiter in horizontaler Richtung verändert. Es ist außerdem einrichtbar, auch während eines Mikrowellen-Betriebes die Stellung des Antennensystems kontinuierlich zu verändern, um so ein besseres Garergebnis des Lebensmittels zu erhalten.
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Durch eine optional zusätzliche Abstimmungsmöglichkeit, kann das Magnetron optional nur in gewünschten Betriebsarten, z.B. Flüssigkeiten erwärmen, im Leistungsmaximum betrieben werden. Bei vielen weiteren Anwendungen ist dies nicht unbedingt zwingend notwendig. So kann man einem potentiellen Defekt des Magnetrons vorbeugen.
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Beispielsweise ist eine Positionsbestimmungseinrichtung vorsehbar, mit welcher die jeweils momentane Höhenposition h der Antenne 18 bestimmbar ist. Eine solche Funktion kann auch dadurch erzielt werden, dass der Verstellantrieb ein Schrittmotor ist, dessen schrittweise Ansteuerung einen Rückschluss auf die momentane Höhenposition h zulässt.
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Anstelle oder zusätzlich zu der Eingabe von Werten durch einen Benutzer mittels eines Eingabefeldes können auch Sensoren vorgesehen sein, welche eine automatische Bestimmung des Zustandes im Garraum ermöglichen. Beispielsweise kann so vorgesehen werden, dass automatisch eine Art eines Garguts und/oder dessen Volumen oder Gewicht ermittelt wird, um zumindest ein geeignetes Betriebsprogramm bzw. eine entsprechende Betriebsart anzusteuern.
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Insbesondere können in der Betriebsart auch Erfahrungswerte oder in einer Entwicklungsphase ermittelte Werte berücksichtigt werden. Beispielsweise können unterschiedlich große Wasserlasten bzw. Wasservolumina zu unterschiedlichen festen Antennenbzw. Wobbler-Winkelpositionen definiert erhitzt werden. Daraus ist bestimmbar, für welche Wasserlast welche Höhenposition optimal ist. Denkbar ist auch eine gemeinsame Höhenposition zu bestimmen, bei der im Mittel alle Wasserlasten gut erwärmt werden. Aber auch eine mathematische Berechnung von Feldmaxima abhängig von z.B. einer Geometrie und Größe des Garraums oder des Mikrowellenverteilungsmittels ist einsetzbar, um solche Werte zur Steuerung zu bestimmen.
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Insbesondere durch eine geeignete Programmsteuerung wird ermöglicht, dass im fertigen Mikrowellen-Gargerät vom Benutzer je nach Lösungsvariante beispielsweise nur noch die Leistung bzw. die Leistung und ein Gewicht des Garguts gewählt werden. Die Steuereinrichtung fährt bzw. positioniert das Mikrowellenverteilungsmittel dann entsprechend in einem vorbestimmten Positionsbereich oder in fest vorbestimmten Höhenpositionen.
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Bezugszeichenliste
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- 11
- Gargerät
- 12
- Garraum
- 13
- Betriebsraum
- 14
- Mikrowelleneinrichtung
- 15
- Behältnis
- 16
- Gargut
- 17
- Mikrowellenverteilungsmittel
- 18
- Antenne
- 19
- Hohlleiter
- 20
- Magnetron
- 21
- Drehachse
- 22
- Antriebsmotor
- 23
- Positionsverstelleinrichtung
- 24
- Verstellantrieb, insbesondere Hubaktor oder Hubmotor
- 25
- Steuereinrichtung
- 26
- Nockenwelle
- 27
- Nocken
- 28
- Scheibe
- 29
- Rotationsantriebselement
- 30
- Mitnehmer an Achse
- h
- translatorisch verstellbare Höhenposition
- v
- Versatz
- z
- Rotationsachse
- α
- Drehwinkel zur Positionsverstellung
- ω
- Rotation bzw. Drehung der Achse
