DE2555160C3 - Mikrowellenofen - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Mikrowellenofen mit einem Gehäuse, in dem eine Heizkammer vorgesehen ist, die eine Frontöffnung aufweist, die mit Hilfe einer am Gehäuse angebrachten Tür verschließbar ist, weiter mit einem in die Heizkammer Mikrowellenenergie abgebenden Mikrowellengenerator und schließlich mit einem in der Tür vorgesehenen Sichtfenster, das als Abschirmung gegen das Austreten elektromagnetischer Wellen ein Metall-Drahtgitter aufweist, das zwischen transparente Platten eingelegt ist, mit seinem freien Endabschnitt sandwichartig zwischen den Türinnenrahmen und eine Stützplatte des Sichtfensterrahmens zu liegen kommt, und mit beiden in Oberflächenkontakt steht.

Bei einem bekannten Mikrowellenofen dieser Art (US-PS 33 04 401) ist der Türaußenrahmen vom eigentlichen Sichtfenster nach außen abgesetzt und mit diesem durch einen nach innen geneigten Flansch und

ίο die Stützplatte verbunden. Der Türinnenrahmen ist dabei nur bis zu einer Schraube heruntergeführt, der ihn mit der Stützplatte verbindet Er ist nicht über die Schraube hinaus weiter nach unten gezogen. Nach unten gezogen ist lediglich die Verlängerung des Drahtgitters, das als Abschirmung zwischen die beiden transparenten Platten eingelegt ist Am Türumfang kann dadurch kein Drosselhohlraum entstehen. Ein solcher ausleckende elektromagnetische Wellen dämpfender Drosselhohlraum kann bei der bekannten Konstruktion auch deshalb nicht entstehen, weil ein die Verlängerung des Drahtgitters gegen einen Flansch des Gehäuses anlegendes Anpreßteil notwendig in einen vom Ofeninneren her im wesentlichen freiliegenden Raum eingesetzt werden muß, um das elastisch bewegliche freie Ende des Drahtgitters gegen einen Gehäusekragen drücken zu können. Diese in den Türaußenrahmen eingesetzten Teile heben aber dessen Möglichkeit zur Funktion als Drosselhohlraum auf. Entlang des als Abschirmung dienenden Drahtgitters zwischen den transparenten Platten ausleckende Mikrowellenenergie kann somit nach außen gelangen. Auch kann das Drahtgitter Ursache elektrischer Entladungen sein.
Es ist auch schon ein Mikrowellenofen bekannt (DE-PS 2127 113), bei dem eine durchbrochene Abschirmung eines Sichtfensters sandwichartig zwischen einem Türinnenrahmen und einem Türaußenrahmen liegt Der freie Endabschnitt der Abschirmung steht dabei aber nicht über diese Rahmenteile vor. Er endet

■»o vielmehr an einer Stelle, an der eine Gegenhalterungsplatte vorn Sichtfenster weg gekröpft und sodann vollständig um die Tür herumgeführt ist Diese Gegenhalterungsplatte umfaßt einen Drosselhohlraum, der jedoch gegenüber der Abschirmung selbst durch Zwischenwände abgetrennt ist. Der Drosselhohlraum vermag deshalb wohl das Auslecken von Mikrowellenenergie aus der Heizkammer im Bereich des Randes von deren Frontöffnung zu verhindern. Entlang der Abschirmung ausleckende Mikrowellenenergie wird jedoch vom Drosselhohlraum nicht gedämpft. Diese kann somit nach außen treten oder Ursache elektrischer Entladungen sein.

Es ist auch schon vorgeschlagen worden (DE-PS 24 61 037), bei einem Mikrowellenofen mit einem Sichtfenster aus einer heizraumseitigen getemperten Glasplatte und einer außenseitigen transparenten Kunstharzplatte mit dazwischen lose eingelegtem Drahtgitter, letzteres zwischen eine den Türinnenrahmen bildende Metallplatte und eine zusätzliche Metallplatte festzuklemmen und diesen Sandwichverbund an einer senkrecht zur großen Fläche der Tür stehenden Wand enden zu lassen, die zugleich eine Endfläche der Mikrowellendrossel bildet Da jedoch das Drahtgitter nicht in die Mikrowellendrossel hineinreicht werden längs des Drahtgitters ausleckende Mikrowellen über den Türinnenrahmen abgeführt, wo sie Anlaß zu elektrischen Entladungen sein können und ungünstigenfalls sogar an den Randbereichen des Mikrowellenofens

auszulecken vermögen.

Aufgabe der Erfindung ist es, bei einem Mikrowellenofen der eingangs genannten Art dafür zu iorgen, daß das als Türabschirmung zwischen die transparenten Platten eingelegte Drahtgitter nicht Anlaß für das Auslecken von Mikrowellen oder elektrischen Entladungen ist

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Türinnenrahmen, der Türaußenrahmen und die als Verbindung zwischen Türinnenrahmen und Türau-Benrahmen ausgebildete Stützplatte einen Drosselhohlraum für elektromagnetische Wellen bilden, in den das Drahtgitter mit seinem freien Endabschnitt hineinreicht Entlang des Drahtgitters ausleckende Mikrowellen werden nunmehr in den Drosselhohlraum eingeleitet und dort vollständig weggedämpft Es kann somit nicht zu elektrischen Entladungen zwischen verschiedenen Teilen der Heizkammerwandung bzw. der Tu' kommen. Vor allem ist es aber nicht mehr möglich, daß die Bedienungsperson durch längs des Drahtgitters auslekkende Mikrowellen gefährdet wird. Durch das unmittelbar in einen in der Tür gebildeten Drosselhohlraum hineinragende Drahtgitter des Sichtfensters wird also eine erhebliche Verbesserung der Sicherheit erzielt

Weitere Einzelheiten ergeben sich aus der folgenden Beschreibung. Es zeigt

F i g. 1 eine perspektivische Gesamtansicht eines Mikrowellenofens bei geöffneter Tür,

Fig.2 einen Längsschnitt durch den Mikrowellenofen von F ig. 1,

F i g. 3 in größerem Maßstab eine Teilansicht des in F i g. 2 mit III bezeichneten Kreises,

F i g. 4 Graphen zur Beziehung des Drahtabstandes 1 im Drahtgitter zur Energiedichte der ausleckenden Mikrowellenenergie,

Fig.5 Graphen des Drahtabstandes bzw. des Verhältnisses DrahtdurchmesserAabstand als Funktion des Drahtdurchmessers, und

F i g. 6 eine schematische Darstellung zum Erläutern des Ausleckens von Mikrowellenenergie im Bereich des Drahtgitters am Sichtfenster.

Mikrowellenöfen dienen für gewöhnlich zur Nahrungszubereitung mit Hilfe von elektromagnetischen Wellen einer Frequenz der Größenordnung von 2540 MHz. Der Mikrowellenofen besteht aus einem Gehäuse I₁ in dem eine Heizkammer 2 ausgebildet ist, deren Vorderöffnung durch eine am Gehäuse 1 angelenkte Tür 3 mit Türgriff 4 verschlossen werden kann. Die Tür 3 weist ein Sichtfenster 5 zum Einblick in die Heizkammer 2 auf.

Das Gehäuse 1 weist über seiner Vorderöffnung eine Bedienungstafel 6 mit Zeitskala 7, einer Speisrnartanzeige 8, einem Speisenarteinstellknopf 9 hierzu, einem Kochzeiteinstellknopf 10, einem die von diesem eingestellte Kochzeit anzeigenden Kochzeitzeiger 11, einer Einschalttaste 12 und einer Warnlampe 13 auf, die aufleuchtet wenn Mikrowellen erzeugt werden.

Die Mikrowellenenergie wird der Heizkammer 2 von einem Mikrowellengenerator 14 zugeführt, der im Gehäuse 1 über der Heizkamirer 2 montiert ist Ein Rührflügel 15 ist auf einer Tragkonstruktion 16 unter dem Mikrowellengenerator 14, aber über der Heizkammer 2 und von dieser durch eine Trennwand 17 getrennt, angeordnet Er wird durch den Luftzug der Kühlung des Mikrowellengenerators 14 in Umlauf versetzt und sorgt für eine gleichmäßige Verteilung des Hochfrequenzfeldes in der Heizkammer 2, auf deren Boden in einer Schale 18 das zuzubereitende Kochgut 19 angeordnet ist

F i g. 3 zeigt die hier interessierende Konstruktion der Tür 3 mehr im einzelnen. Ein Türinnenrahmen 20 besteht aus einer Metallplatte, die auf der der Heizkammer 2 zugewandten Seite der Tür 3 liegt Die Metallplatte ist mit einem Isolationsmaterial, wie Hartalmit, beschichtet Der auf diese Weife anodisierte Türinnenrahmen 20 liegt auf die in Fig.3 gezeigte Weise mit seinem vertikalen Abschnitt mit vor dem

ίο Umfangsflansch des Gehäuses 1, der die Frontöffnung der Heizkammer 2 umfaßt, während der Türinnenrahmen im Bereich dieser Frontöffnung nach innen abgekröpft ist und hier das Sichtfenster 5 abstützt Dieses Sichtfenster 5 besteht aus zwei transparenten Platten 21, 22 und einem sandwichartig zwischen diese gelegten Metall-Drahtgitter. Die transparente Platte 21 besteht aus Vulkanglas, die transparente Platte 22 aus synthetischem Kunstharz. Das auf diese Weise gebildete Sichtfenster 5 wird außer vom Türinnenrahmen 20 auch vom Türaußenrahmen 24 getragen. Diese besteht aus einer Eisenplatte. Diese Eisenplatte kann beschichtet sein. Die Beschichtung soll eine ästhetische Wirkung erbringen. Mit dem Türaußenrahmen 24 ist zum Erzielen der Halterung des Sichtfensters 5 eine Stützplatte 27 verbunden, deren eines abgekröpftes Ende auf der Innenseite des Türaußenrahmens angeschweißt ist, während das andere, zur Frontöffnung der Ht-izkammer 2 hin abgekröpfte Ende der Stützplatte 27 mit Hilfe von Befestigungsschrauben 25 auf die gezeigte

JO Weise am Türinnenrahmen 20 befestigt ist

Der Figur kann nun entnommen werden, daß das Drahtgitter 23 des Sichtfensters 5 zwischen dem zur Frontöffnung hin abgekröpften Teil der Stützplatte 27 und dem Türinnenrahmen 20 festgeklemmt ist, wobei das Drahtgitter mit beiden Klemmteilen in Obertlächenkontakt steht Weiter ragt der freie Endabschnitt des Drahtgitters 23 in einen Drosselhohlraum 26 vor, der auf die gezeigte Weise vom Türinnenrahmen 20, dem Türaußenrahmen 24 und dem seine beiden Flansche verbindenden Abschnitt der Stützplatte 27 gebildet wird. Der Drosselhohlraum 26 hat die Funktion, am Umfangsflansch der Frontöffnung der Heizkammer 2 ausleckende Mikrowellenenergie wegzudämpfen. Die Mikrowellen treten in den Drosselhohlraum 26 durch eine Öffnung ein, die durch ein Formstück 28 aus Kunstharz abgedeckt ist Dieses Formstück verhindert das Eintreten von Speiseteilchen, Staub und dergleichen in den Drosselhohlraum, beeinträchtigt jedoch das Eintreten der Mikrowellenenergie und damit die

so Funktion des Drosselhohlraums 26 nicht Da zusätzlich auch das Drahtgitter 23 in den Drosselhohlraum vorsteht, wird auch die längs des Drahtgitters ausleckende Mikrowellenenergie durch den Drosselhohlraum weggedämpft

Zur weiteren Absicherung gegen Auslecken von Mikrowellenenergie aus dem Türspalt steht vom Umfangsflansch der Frontöffnung der Heizkammer 2 und somit quer zum sich beim Öffnen der Tür 3 bildenden Spalt in einer Kunststoffabdeckung 29 ein Ferritgummiteil 30 vor, das auf einem in Richtung der Tür 3 vorstehenden Teil einer Gehäuseumfangsplatte 31 montiert ist

Es ;"urde festgestellt, daß bei einer Herstellung des Drahtgitters 23 aus Metall ohne Oberflächenbehandlung ein unvollkommener Kontakt zwischen dem Drahtgitter 23 und der Stützplatte 27 eintreten kann, wenn der Mikrowellenofen für längere Zeit in Betrieb ist. Das ist eine Folge der Tatsache, daß eine auf der

Außenseite des Drahtgitters 23 aus ästhetischen Gründen aufgebrachte Farbschicht bei längerem Betrieb erweicht, so daß das Drahtgitter 23 unter dem Klemmdruck der Befestigungsschrauben 25 zunehmend in die Farbschicht eingebettet wird. Die Aufhebung des guten elektrischen Kontaktes zwischen Drahtgitter 23 und Stützplatte 27 führt aber zu Entladungen zwischen diesen Teilen, die ihrerseits wärmeerzeugend wirken. Die Wärmeerzeugung hat eine Verschlechterung der Unterdrückung des Ausleckens der elektromagnetisehen Energie zur Folge.

Das Drahtgitter 23 aus rostfreiem Stahl großer Zugfestigkeit wird deshalb zweckmäßig mit einer Oxidschicht beschichtet Das kann beispielsweise mit einer Oxidschmelzbehandlung, einer Fluorisation oder einer Oxidationsbehandlung geschehen. Beim Aufbringen einer solchen Oxidschicht auf ein Drahtgitter aus Stahl wurde festgestellt, daß das Drahtgitter aufgrund von Kossosionserscheinungen bei der Oberflächenbehandlung zerbrechlich wird, wenn die Oxidschicht eine Dicke von mehr als 5 μπι hat Zweckmäßig wird deshalb eine Oxidschicht von weniger als 5 μπι verwendet

Die transparente Platte 21 besteht zweckmäßig aus gehärtetem, vorzugsweise aus chemisch gehärtetem Glas. Dieses kann gegebenenfalls auch einem Ionenaustauschvorgang unterworfen sein. Getempertem Glas ist diese Art der Härtung vorzuziehen, da sie auch bei geringen Stärken der transparenten Platte 21 von weniger als 3 mm wirksam ist, während thermische Härtung erst bei Stärken von mehr als 3 mm möglich wird. Auch ergibt sich bei chemischer Härtung eine erhebliche Anhebung des Wertes der inneren Spannung pro Flächeneinheit gegenüber thermisch gehärtetem Glas. Insgesamt ergibt sich deshalb für die transparente Platte 21 aus chemisch gehärtetem Glas bei Plattenstärken von etwa 3 mm eine Verdoppelung der Schlagfestigkeit Diese Schlagfestigkeit und die geringe Stärke der Platte verbessern die Sichtverhältnisse. Sie führen aber auch zu einer relativ flachen Bauweise des Türinnenrahmens, wc in F i g. 3 gezeigt. Diese vermindert wiederum die Gefahr des Ausieckens der Mikrowellenenergie.

F i g. 4 dient der Erläuterung der Voraussetzungen für eine Verminderung des Ausleckens der Mikrowellenenergie durch das Drahtgitter 22. In den Mikrowellenofen wurde dabei eine Wasserschüssel mit 275 cm³ auf die Mitte des Bodens der Heizkammer 2 gestellt Als Parameter sind die verwendeten Drahtdurchmesser angegebea Die Einfachkurven wurden mit Last (Wasserschüssel), die Doppelkurven ohne Last erzielt

Geht man mit internationalen Standards davon aus, daß aus Sicherheitsgründen die Leckenergiedichte unter 1 mW/cm² liegen soll, wenn eine Wasserschüssel mit 275 cm³ in die Mitte der Heizkammer eingestellt ist, so können die entsprechenden Grenzwerte aus Fig.4 abgelesen werden. Der Drahtabstand / hätte danach je nach dem Drahtdurchmesser zwischen 0,18 und 0,88 mm zu liegen, wobei sich eine ausreichende Transparenz des Sichtfensters ergibt.

F i g. 5 zeigt zur näheren Präzisierung die Abhängigkeit des Verhältnisses DrahtabstandAdurchmesser als Funktion des Drahtdurchmessers (Kurve A), sowie die Abhängigkeit des Drahtabstandes vom Drahtdurchmesser (Kurve B) bei einer Leckenergiedichte von 1,0 mW/cm². Die Kurve A läßt erkennen, daß das Verhältnis Drahtabstand/Drahtdurchmesser ansteigt, wenn der Drahtdurchmesser abnimmt Das kann durch AIa Tninnnlm a^Mni.t nwexfAtxn Anil Ait* nitterV/inctalrltO UIV I UUat.111· \,tlViatl nV.IUI.tl, UUW Ul\. \JIIIVI nviuiiulliv des Drahtgitters 23, die proportional zur Verminderung des Drahtdurchmessers kleiner gemacht werden muß, eine Annäherung des Drahtabstandes an die Wellenlänge der Mikrowellenenergie zur Folge hat Das führt dazu, daß die Anzahl der elektrischen Feldlinien, die in den Zwischenraum zwischen den Drähten fallen, vermindert wird. Die Kurve B von F i g. 5 zeigt daß der Drahtabstand mit wachsendem Drahtdurchmesser angehoben werden kann. Dies kann der Tatsache zugeschrieben werden, daß der angehobene Drahtdurchmesser zu einer Verminderung der Anzahl elektrischer Feldlinien führt die auf die Seitenflächen des Drahtes auftreffen. Auch das führt zu einer Verminderung des Ausleckens von Mikrowellenenergie. Es werden deshalb zweckmäßig für das Drahtgitter Werte des Drahtdurchmessers und des Drahtabstandes gewählt die kleiner sind als die durch die Kurven A und B von F i g. 5 angegebenen Werte. Das Drahtgitter kann auch vor dem Zusammenbau durch Walzen eingeflacht werden, so daß es die Konfiguration einer gelochten Metallplatte erhält Es ist dann ein müheloser Zusammenbau möglich. Statt der Herstellung aus rostfreiem Stahldraht ist auch die Verwendung von Aluminiumdraht möglich.

F i g. 6 zeigt ein Drahtgitter aus Drähten 32, 33, 34 und 35. Die Darstellung ist so gewählt, um das Auslecken von Mikrowellenenergie zwischen den Drähten 33 und 34 zu verdeutlichen. Die Feldlinien sind mit den Buchstaben a, b, c, d und e angegeben. Diese stehen auf der Oberfläche der Drähte jeweils senkrecht Die Feldlinien a und b verlaufen deshalb mehr oder weniger geradlinig zu den Drähten 33 und 34. Die Feldlinie c ist bereits etwas gebogen. Die Feldlinien d und e strecken sich durch den Zwischenraum zwischen den Drähten 33 und 34 hindurch und treffen auf deren Oberfläche von außen auf. Sie verlassen dabei die Heizkammer und haben zusätzlich elektrische Feldlinien zur Folge, die Ursache für das Auslecken der Mikrowellenenergie sind.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims (9)

1 Patentansprüche:

1. Mikrowellenofen mit einem Gehäuse (1), in dem eine Heizkammer (2) vorgesehen ist, die eine Frontöffnung aufweist, die mit Hilfe einer am Gehäuse angebrachten Tür (3) verschließbar ist, weiter mit einem in die Hsizkammer Mikrowellenenergie abgebenden Mikrowellengenerator (14) und schließlich mit einem in der Tür vorgesehenen Sichtfenster (5), das als Abschirmung gegen das Austreten elektromagnetischer Wellen ein Metall-Drahtgitter (26) aufweist, das zwischen transparente Platten (21, 22) eingelegt ist, mit seinem freien Endabschnitt sandwichartig zwischen den Türinnenrahmen (20) und eine Stützplatte (27) des Sichtfensterrahmens zu liegen kommt, und mit beiden in Oberflächenkontakt steht, dadurch gekennzeichnet, daß der Türinnenrahmen (20), der Türaußenrahmen (24) und die als Verbindung zwischen Türinnenrahmen (20) und Türaußenrahmen (24) ausgebildete Stützplatte (27) einen Drosselhohlraum (26) für elektromagnetische Wellen bilden, in den das Drahtgitter (23) mit seinem freien Endabschnitt hineinreicht

2. Mikrowellenofen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß für das Drahtgitter (23) rostfreier Stahl verwendet ist.

3. Mikrowellenofen nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß für das Drahtgitter (23) Aluminium verwendet ist

4. Mikrowellenofen nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Drahtgitter (23) mit einer Oxidschicht beschichtet ist

5. Mikrowellenofen nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Oxidschicht eine Dicke von weniger als 5 μπι hat.

6. Mikrowellenofen nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß diejenige der beiden zwischen sich das Drahtgitter \23) aufnehmenden transparenten Platten (21, 22), die auf der Seite der Heizkammer (2) angeordnet ist, aus chemisch gehärtetem Glas besteht.

7. Mikrowellenofen nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Türinnenrahmen (20) mit einem Isoliermaterial beschichtet ist.

8. Mikrowellenofen nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Türinnenrahmen (20) almitanodisiert ist.

9. Mikrowellenofen nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die den Drosselhohlraum (26) mitbildende Stützplatte (27) mit einem Ende mit der Vorderwand der Tür (3) verschweißt und mit ihrem anderen Ende am Türinnenrahmen (20) mit Hilfe von Befestigungsschrauben (25) befestigt ist.