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Die Erfindung betrifft ein Haushalts-Mikrowellengerät, aufweisend einen Behandlungsraum, einen außerhalb des Behandlungsraums angeordneten Mikrowellenerzeuger und eine Mikrowellenleitung, die an den Mikrowellenerzeuger angeschlossen ist und die dazu vorgesehen ist, von dem Mikrowellenerzeuger erzeugbare Mikrowellen zu dem Behandlungsraum zu führen. Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zum Herstellen einer Mikrowellenleitung eines Haushalts-Mikrowellengeräts. Die Erfindung ist insbesondere vorteilhaft anwendbar auf Gargeräte, insbesondere Backöfen, mit Mikrowellenfunktionalität.
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Es sind beispielsweise aus
DE 37 390 32 A1 Haushalts-Mikrowellengargeräte der betreffenden Art bekannt, bei denen ein Mikrowellenerzeuger in Form eines Magnetrons vorhanden ist. Die von dem Magnetron erzeugten Mikrowellen werden mittels eines Hohlleiters zu einem Einspeisungspunkt geleitet. An dem Einspeisungspunkt kann eine Antenne vorhanden sein, in welche die Mikrowellen eingekoppelt werden und von der Antenne in einen Behandlungsraum in Form eines Garraums eingespeist werden. Die Antenne kann z.B. eine drehbare Antenne sein.
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Es ist ferner bekannt anstelle eines Magnetrons einen halbleiterbasierten Mikrowellenerzeuger zu verwenden, der zur Erzeugung von Mikrowellen mindestens ein Leistungshalbleiter-Bauelement verwendet.
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WO 2007/096075 A1 offenbart eine Antennenstruktur für ein Gargerät mit einem Garraum, in dem zumindest ein Zubehörteil zum Behandeln von Gargut in zumindest zwei Behandlungsebenen zumindest zeitweise angeordnet ist, und mit einem vom Garraum getrennten Geräte- oder Technikraum, in dem eine Mikrowellenquelle angeordnet ist, wobei eine Antennenstruktur mit dem Zubehörteil in Wirkverbindung steht, von der Mikrowellenquelle mit Mikrowellen speisbar ist und pro Behandlungsebene zumindest eine Antenne zur Abstrahlung von Mikrowellen umfasst. Ein Einspeisepunkt für die Mikrowellen ist über ein Leitungssystem mit der Mikrowellenquelle verbindbar, an dem ein bestimmter Wellenwiderstand, vorzugsweise in Höhe von 50 Ohm, anliegt. Das Leitungssystem kann in Form einer Koaxialleitung mit einem Innenleiter und einem Außenleiter ausgebildet sein. Der Einspeisepunkt kann an oder in dem Zubehörteil, vorzugsweise an einem vertikalen Träger, wie in Form eines Pfostens, des Zubehörteils angeordnet sein.
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Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Nachteile des Standes der Technik zumindest teilweise zu überwinden und insbesondere ein Haushalts-Mikrowellengerät bereitzustellen, dessen Mikrowellenführung von dem Mikrowellenerzeuger zu dem Behandlungsraum besonders temperaturfest, robust sowie einfach und preiswert herstellbar ist.
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Diese Aufgabe wird gemäß den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche, der Beschreibung und der Zeichnungen.
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Die Aufgabe wird gelöst durch ein Haushalts-Mikrowellengerät, aufweisend einen Behandlungsraum, einen außerhalb des Behandlungsraums angeordneten Mikrowellenerzeuger und eine Mikrowellenleitung, die an den Mikrowellenerzeuger angeschlossen ist und die dazu vorgesehen ist, von dem Mikrowellenerzeuger erzeugbare Mikrowellen zu dem Behandlungsraum zu führen, wobei
- - die Mikrowellenleitung als eine koaxiale Mikrowellenleitung mit einem Innenleiter, einem seitlich geschlossenen hohlen Außenleiter und mindestens einem temperaturbeständigen Dielektrikum in einem Zwischenraum zwischen dem Innenleiter und dem Außenleiter ausgebildet ist, dass
- - der Außenleiter in zumindest einem Längsabschnitt der Mikrowellenleitung als im Querschnitt aus mindestens zwei separat hergestellten Teilen fest zusammengebauter Außenleiter ausgebildet ist und dass
- - zumindest eines der Teile des Außenleiters einem Bauteil des Haushalts-Mikrowellengeräts entspricht.
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Dieses Haushalts-Mikrowellengerät weist den Vorteil auf, dass die Mikrowellenleitung besonders vielfältig ausgestaltbar ist, da durch die (mindestens) zweiteilige Form des hohlen Außenleiters dessen Innenraum bei seiner Montage praktisch frei zugänglich ist und dadurch auf grundsätzlich beliebige und einfache Weise ausgestaltbar ist. So können beispielsweise auch Dielektrika und/oder Abstandshalter verwendet werden, die in einen einteiligen seitlich geschlossenen Außenleiter nicht oder nicht mit vertretbarem Aufwand einsetzbar sind. Dies ist besonders vorteilhaft bei Haushalts-Mikrowellengargeräten, da so z.B. auch hochtemperaturfest steife und/oder fein strukturierte Komponenten als Dielektrikum und/oder Abstandshalter einsetzbar sind. Dazu kann beispielsweise zumindest der Innenleiter in eines der Teile des Außenleiters (dazu beabstandet) eingesetzt werden und dann dieses Teil des Außenleiters mit dem anderen Teil des Außenleiters verheiratet werden. So kann mit vergleichsweise einfachen Mitteln eine hochgradig temperaturfeste und verlustarme Mikrowellenleitung bereitgestellt werden, die auch hohe Mikrowellenleistungen übertragen kann. Sie ist besonders einfach und preiswert herstellbar und nimmt nur wenig Bauraum ein. Zudem ist diese Mikrowellenleitung mechanisch besonders robust.
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Als weiterer Vorteil ergibt sich, dass durch den seitlich oder umlaufend geschlossenen hohlen Außenleiter die Mikrowellenleitung außerhalb des Garraums angeordnet werden kann, ohne dass die Mikrowellenstrahlung abgeschirmt zu werden braucht. So werden Kosten und Bauraum gespart. Insbesondere kann eine koaxiale Mikrowellenleitung auch dünner ausgebildet werden als ein herkömmlicher Hohlleiter.
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Zur Erreichung einer besonders kompakten Bauform trägt vorteilhafterweise auch bei, dass ein Teil des Außenleiters durch ein Bauteil bereitgestellt wird, das insbesondere auch eine weitere Funktion aufweist.
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Es ist eine Weiterbildung, dass das Mikrowellengerät ein Gargerät ist. Dieses ist dazu vorgesehen, in dem Behandlungsraum (auch als „Garraum“ bezeichnet) durch Mikrowellenbehandlung zu erwärmen. Das Gargerät kann ein eigenständiges Mikrowellengerät oder ein Gargerät mit einer zusätzlichen Mikrowellenfunktion sein, z.B. ein Backofen mit Mikrowellenfunktion. Auch kann das Mikrowellengerät eine Dampfbehandlungsfunktion aufweisen. Jedoch ist das Mikrowellengerät nicht darauf beschränkt, sondern kann z.B. auch ein Geschirr- oder Wäsche-Sterilisator o.ä. sein.
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Der Behandlungsraum weist typischerweise eine mikrowellendichte Wandung auf, die im Fall eines Gargeräts auch als Muffel bezeichnet werden kann. Dazu kann die Wandung elektrisch leitfähig ausgebildet sein, z.B. aus Metallblech hergestellt sein. Der Mikrowellenerzeuger ist auf der dem Garraum abgewandten Seite der Behandlungsraumwandung („außerhalb des Behandlungsraums“) angeordnet. Auch die Mikrowellenleitung ist zumindest teilweise der dem Garraum abgewandten Seite der Behandlungsraumwandung bzw. außerhalb des Behandlungsraums angeordnet. Insbesondere kann die Mikrowellenleitung vollständig außerhalb des Behandlungsraums angeordnet sein, oder sie kann in den Behandlungsraum ragen.
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Es ist eine Weiterbildung, dass die Mikrowellenleitung den Mikrowellenerzeuger und eine Mikrowellenantenne verbindet.
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In der Wandung ist mindestens eine Öffnung vorhanden, um die Mikrowellen in den Behandlungsraum einzuspeisen. Dies kann direkt oder indirekt über eine in den Behandlungsraum ragende Antenne geschehen. Der Behandlungsraum weist typischerweise auch eine - z.B. frontseitige - Beschickungsöffnung auf, die mittels einer mikrowellendichten Tür verschließbar ist.
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Der Mikrowellenerzeuger (Mikrowellenquelle) kann ein Magnetron oder, vorteilhafterweise, ein halbleiter-basierter Mikrowellenerzeuger.
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Dass der hohle Außenleiter seitlich geschlossen ist, umfasst insbesondere, dass er keine seitliche Öffnung, insbesondere keine in Längsrichtung durchgehende seitlich Öffnung (wie einen Schlitz o.ä.) aufweiset.
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Der Innenleiter und der Außenleiter sind, wie grundsätzlich bekannt, elektrisch leitfähig.
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Unter einem temperaturbeständigen Dielektrikum wird insbesondere ein Dielektrikum verstanden, das im Bereich der durch das Haushalts-Mikrowellengerät am Ort der Mikrowellenleitung erzeugbaren Temperaturen dauerhaft temperaturstabil ist, insbesondere auch ohne Verlust seiner elektrischen Isolierfähigkeit. Es ist eine Weiterbildung, dass das Dielektrikum eine Dauertemperaturfestigkeit bis 250 °C, insbesondere bis 275 °C, insbesondere bis 300 °C, insbesondere bis 325 °C, insbesondere bis 350 °C, insbesondere bis 375 °C, insbesondere bis 425 °C, insbesondere bis 450 °C, insbesondere bis mindestens 500 °C, ggf. aber auch noch mehr, aufweist. Auch der Außenleiter und der Innenleiter sind mindestens in diesen Temperaturbereichen temperaturbeständig. Dies ist insbesondere dann vergleichsweise einfach erfüllbar, wenn der Außenleiter und der Innenleiter aus Metall bestehen.
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Das Dielektrikum kann ein festes Dielektrikum oder ein gasförmiges Dielektrikum sein. In dem Zwischenraum können auch Volumina aus festen und gasförmigen Dielektrika nebeneinander angeordnet sein, z.B. abwechselnd über die Länge der Mikrowellenleitung und/oder im Querschnitt benachbart zueinander angeordnet.
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Dass der Außenleiter im Querschnitt aus mindestens zwei - insbesondere aus genau zwei - separat hergestellten Teilen fest zusammengebaut oder verheiratet ist, umfasst insbesondere, dass diese mindesten zwei Teile fest miteinander verbunden sind, insbesondere (außer durch Zerstörung) untrennbar miteinander verbunden sind. Beispielsweise können die mindestens zwei Teile miteinander verklebt, verschweißt, verlötet und/oder verpresst usw. sein. Es ist eine Weiterbildung, dass die zumindest zwei Teile spaltfrei miteinander zusammengebaut sind. Dies ergibt den Vorteil, dass die Gefahr einer Leckage von Mikrowellenstrahlung besonders gering ist. Auch kann so der Innenraum des Außenleiters gegen Eindringen von Feuchtigkeit, Schmutz usw. abgedichtet werden.
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Dass zumindest eines der Teile des Außenleiters - insbesondere genau ein Teil - einem Bauteil des Haushalts-Mikrowellengeräts entspricht, bedeutet, dass dieses Teil des Außenleiters durch ein Bauteil bereitgestellt wird, dass nicht nur die Funktion eines Außenleiters aufweist, sondern auch mindestens eine andere Funktion innehat. Insbesondere kann der Außenleiter somit im Querschnitt teilweise in ein anderes, nicht nur der Außenleitung dienendes Bauteil des Haushalts-Mikrowellengeräts integriert sein.
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Dass das Mikrowellengerät und/oder eine Komponente davon für etwas „vorgesehen“ ist, kann insbesondere bedeuten, dass das Mikrowellengerät und/oder die Komponente zu dem angegebenen Zweck eingerichtet und angeordnet ist.
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Es ist eine Ausgestaltung, dass das Bauteil eine Wand des Haushalts-Mikrowellengeräts ist. Dies ergibt den Vorteil, dass die Mikrowellenleitung über eine große Länge aufgebaut sein kann und zudem besonders einfach und preiswert umsetzbar ist. Die Wand ist insbesondere eine elektrisch leitfähige Wand. Die Wand kann z.B. ein Blechteil sein.
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Es ist eine Ausgestaltung, dass die Wand eine Wand des Behandlungsraums ist. Dadurch kann die Mikrowellenleitung in einem Bereich verlegt werden, der zur Mikrowellenleitung besonders vorteilhaft ist, da er eine besonders direkte Verbindung zwischen einem Mikrowellengenerator und einem Einspeisungspunkt für die Mikrowellen (z.B. im Bereich einer Wandöffnung und/oder einer Antenne) bereitgestellt wird. Insbesondere kann sich auch der Mikrowellengenerator im Bereich der Wand befinden, z.B. an der Wand angeordnet sein. Insbesondere ist die Mikrowellenleitung an einer dem Behandlungsraum abgewandten Seite dieser Wand ausgebildet.
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Es ist eine Weiterbildung, dass der Behandlungsraum eine einwandige Wandung aufweist, also von genau einer Wand umgeben ist. Die Wandung kann außenseitig von einem thermisch isolierenden Isoliermaterial umgeben sein. Dies kann z.B. der Fall sein, wenn das Haushalts-Mikrowellengerät eine zusätzliche Heizfunktion aufweist.
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Es ist eine Weiterbildung, dass der Behandlungsraum eine doppelwandige Wandung aufweist, also von mindestens zwei lateral voneinander beabstandeten Wänden umgeben ist. In diesem Fall kann der als Behandlungsraum dienende Garraum eine Wandung mit einer Innenwand und einer Außenwand aufweisen, zwischen denen sich ein thermisch isolierendes Isoliermaterial, z.B. Steinwolle, befindet. Die Mikrowellenleitung kann dann z.B. an einer Innenseite oder - thermisch vorteilhafter - an einer Außenseite der Außenwand der Muffel verlaufen oder gebildet werden. Ebenso möglich ist eine Ausbildung der Mikrowellenleitung zwischen den voneinander beabstandeten Wänden.
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Es ist eine Ausgestaltung, dass das Dielektrikum zumindest abschnittsweise ein gasförmiges Dielektrikum ist und der Innenleiter mittels mindestens eines in dem Zwischenraum vorhandenen Abstandshalters positioniert ist. So wird vorteilhafterweise eine besonders effektive und thermisch robuste Mikrowellenleitung bereitgestellt. Ein Abstandshalter dient allgemein dazu, eine Soll-Position des Innenleiters in Bezug auf den Außenleiter einzuhalten und eine elektrische Verbindung zu dem Außenleiter zu verhindern, welche ansonsten eine Energieübertragung innerhalb der koaxialen Wellenleitung stören oder sogar vollständig verhindern würde. Der Abstandshalter besteht ebenfalls aus einem elektrisch nicht leitfähigen Material.
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Es ist eine Ausgestaltung, dass der Zwischenraum zumindest teilweise mit Luft als Dielektrikum gefüllt ist. Dies erleichtert eine Herstellung der Mikrowellenleitung erheblich.
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Zudem wird so eine besonders geringe Signaldämpfung erreicht als auch eine Fähigkeit zur Übertragung besonders hoher Leistungen bereitgestellt.
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Es ist eine alternative Weiterbildung, dass der Zwischenraum vollständig durch ein festes Dielektrikum ausgefüllt ist. So lassen sich die Wellenleitungseigenschaften durch Wahl des Materials des Dielektrikums vorteilhafterweise auf besonders vielfältige Weise einstellen. Zudem kann so auf einen eigenständigen Abstandshalter verzichtet werden.
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Es ist eine Weiterbildung, dass das Dielektrikum vollständig ein gasförmiges Dielektrikum ist, der Zwischenraum also nur den mindestens einen Abstandshalter und das gasförmige Dielektrikum aufweist. Der Abstandshalter besteht aus elektrisch nicht leitfähigem bzw. elektrisch isolierenden Material und ist vorteilhafterweise hochgradig temperaturbeständig, beispielsweise gemäß den weiter oben angegebenen Temperaturangaben. Der Abstandshalter kann z.B. aus Keramik, Kapton oder anderen Hochleistungskunststoffen mit hoher Wärmefestigkeit usw. bestehen.
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Es ist eine Ausgestaltung, dass der dem Bauteil zugehörige Teil des Außenleiters zumindest abschnittsweise (vorteilhafterweise vollständig) eine plane Oberfläche des Bauteils umfasst oder ist. Dies erleichtert die Herstellung, weil dann ein planes Bauteil nicht besonders ausgebildet zu werden braucht. Diese Ausgestaltung ist besonders vorteilhaft, wenn das Bauteil eine Wand des Behandlungsraums ist.
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Es ist eine Ausgestaltung, dass der dem Bauteil zugehörige Teil des Außenleiters zumindest abschnittsweise (vorteilhafterweise vollständig) eine Vertiefung des Bauteils umfasst. Dies ergibt den Vorteil, dass diese Oberfläche des Außenleiters eine besonders effektive Wellenleitung unterstützen kann und/oder durch ihre Form eine Wellenleitungseigenschaft wie deren Impedanz usw. genauer einstellbar ist. Die Vertiefung kann z.B. - insbesondere bei einem Blechteil als dem Bauteil - eine Prägung sein.
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Es ist eine Ausgestaltung, dass der nicht dem Bauteil zugehörige Teil des Außenleiters als Blechteil ausgebildet ist. Dies ermöglicht eine besonders preiswerte Ausgestaltung der Mikrowellenleitung. Das Blechteil kann einfach und preiswert in fast beliebiger Form geformt werden, z.B. durch Falten und/oder Ziehen. Zudem lässt sich ein Blechteil vorteilhafterweise besonders einfach an Bauteilen befestigen, z.B. durch Schweißen (beispielsweise Punkt- oder Linienschweißen), Kleben usw.
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Es ist eine Ausgestaltung, dass der nicht dem Bauteil zugehörige Teil des Außenleiters eine im Querschnitt konvex gekrümmte Form aufweist.
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Es ist eine Ausgestaltung, dass der nicht dem Bauteil zugehörige Teil des Außenleiters eine im Querschnitt eckige Form, insbesondere U-Form aufweist.
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Es ist eine Ausgestaltung, dass der nicht dem Bauteil zugehörige Teil des Außenleiters an seinen Längsrändern als Befestigungslasche ausgebildet ist und an den Befestigungslaschen an dem Bauteil befestigt ist. Dies ermöglicht eine besonders einfache Befestigung dieses Teils des Außenleiters, ohne dessen Wellenleitungseigenschaften zu beeinträchtigen.
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Es ist eine Ausgestaltung, dass der mindestens eine Abstandshalter mehrere entlang des Innenleiters beabstandet angeordnete Abstandskörper aufweist und der Innenleiter durch ein jeweiliges Loch in den Abstandskörpern verläuft. Eine solche Anordnung weist den Vorteil auf, dass sie besonders einfach umsetzbare ist und sich zudem durch die Art (Material, Form, Größe) der Abstandskörper die Wellenleitungseigenschaften (z.B. die Impedanz) der Wellenleitung besonders einfach einstellen lassen. Die Anordnung der Abstandskörpers zueinander kann regelmäßig (äquidistant) oder unregelmäßig sein. Insbesondere durch eine regelmäßige Anordnung der Abstandskörper kann besonders zuverlässig verhindert werden, dass der Innenleiter seine Soll-Position verlässt und eine elektrische Verbindung zum Außenleiter herstellt.
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Es ist eine Weiterbildung, dass die Abstandskörper als dünne Plättchen ausgebildet sind, die ein - insbesondere mittiges - Loch zur Durchführung und lateralen Fixierung des Innenleiters aufweisen. Unter einem dünnen Plättchen wird insbesondere ein scheibenförmiger Körper verstanden, dessen Dicke (entlang der Längsausrichtung der Wellenleitung) wesentlich kleiner ist als dessen laterale Ausdehnung (Höhe und Breite senkrecht zur Längsausrichtung der Wellenleitung), beispielsweise mindestens fünfmal, insbesondere mindestens zehnmal kleiner als eine laterale Ausdehnung. Dünne Plättchen ergeben den Vorteil, dass ein nur geringfügiger, insbesondere praktisch nicht merklicher, Impedanzsprung auftritt.
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Eine Form der seitlichen Kontur des Abstandskörpers ist insbesondere durch die Form der Innenseite des Außenleiters bestimmt.
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Allgemein ist die Form eines Abstandshalters nicht beschränkt und kann mehrere gleich oder verschieden geformte Abstandskörper aufweisen, als Spirale geformt sein, usw.
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In einer alternativen Weiterbildung kann durch Wahl der Dicke des Abstandskörpers lokal eine gezielt definierte Änderung der Wellenleiteigenschaften bereitgestellt werden. Insbesondere kann die Dicke so eingestellt werden, dass über die gesamte Länge der Mikrowellenleitung ein konstanter Wellenwiderstand auftritt. Es ist eine Weiterbildung, dass die Dicke der Abstandskörper gleich ist. Alternativ kann die Dicke mindestens zweier Abstandskörper unterschiedlich sein.
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Es ist eine Ausgestaltung, dass der mindestens eine Abstandshalter mindestens ein in dem Zwischenraum befestigtes elektrisch isolierendes Substrat aufweist, auf das der Innenleiter aufgelegt ist, dass das Substrat und der Innenleiter nicht den ganzen Zwischenraum ausfüllen und dass der von dem Substrat nicht ausgefüllte Zwischenraum mit einem gasförmigen Dielektrikum gefüllt ist. Diese Ausgestaltung ist besonders einfach umsetzbar. Das Substrat dient insbesondere gleichzeitig als Dielektrikum und als Abstandshalter, insbesondere auch zur Fixierung des Innenleiters.
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Das Substrat ist insbesondere im Bereich der durch das Haushalts-Mikrowellengerät am Ort der Mikrowellenleitung erzeugbaren Temperaturen thermisch stabil (temperaturfest). Das Substrat kann beispielsweise aus geschäumter Keramik oder aus einem feinkörnigen Material (wie Sand, Vermiculit usw.), das durch ein geeignetes (temperaturfestes, elektrisch nicht leitfähiges) Bindemittel zu einem festen Körper verbunden worden ist, bestehen.
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Insbesondere kann der Innenleiter in einer passenden Vertiefung des Substrats eingelegt sein. Der Innenleiter kann auf einer Oberfläche des Substrats aufliegen oder alternativ seitlich vollständig in das Substrat eingebettet sein.
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Es ist eine Ausgestaltung, dass der mindestens eine Abstandshalter ein in dem Zwischenraum befestigtes Substrat aufweist, an dem der Innenleiter über mehrere entlang des Innenleiters beabstandet angeordnete Abstandskörper, die in dem Substrat eingelegt sind, befestigt ist, wobei der Innenleiter durch ein jeweiliges Loch in den Abstandskörpern verläuft. So kann eine Wellenleitungseigenschaft der Mikrowellenleitung auf ganz besonders vielfältige Weise eingestellt werden.
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Es ist eine Ausgestaltung, dass der Außenleiter bzw. die Innenseite des Außenleiters mindestens eine abschnittsweise Verengung aufweist. Auf diese Weise lässt sich die Mikrowellenleitung ohne praktische Änderung ihrer Wellenleiteigenschaft auf besonders einfache Weise durch Engstellen oder besondere Bauraumbegrenzungen des Haushalts-Mikrowellengeräts führen. Es ist eine Weiterbildung, dass der Außenleiter nur außerhalb der mindestens einen Verengung mit einem festen Dielektrikum gefüllt ist und/oder mindestens einen Abstandshalter aufweist.
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Es ist eine Ausgestaltung, dass das Haushalts-Mikrowellengerät ein Gargerät ist, das mindestens ein Hochtemperatur-Betriebsart aufweist. Die oben beschriebene Mikrowellenleitung ist dafür besonders geeignet, da sie die hierbei auftretenden hohen Temperaturen von typsicherweise 300 °C oder mehr besonders gut aushält.
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Es ist eine Ausgestaltung, dass das Haushalts-Mikrowellengerät ein Backofen mit einer Mikrowellenfunktionalität ist, der eine Grillbetriebsart und/oder eine Pyrolyse-Betriebsart aufweist. Diese Funktionen erzeugen besonders hohe Temperaturen, insbesondere im Bereich einer Oberseite einer zugehörigen Muffel, an der häufig die Mikrowellenleitung verläuft.
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Allgemein ist die Position der Mikrowellenleitung jedoch beliebig. So kann sie oberhalb des Behandlungsraums, seitlich des Behandlungsraums, rückwärtig des Behandlungsraums oder unterhalb des Behandlungsraums verlaufen. Die Einspeisung der Mikrowellen in den Behandlungsraum kann ebenfalls an einer Oberseite, linken oder rechten Seite, Unterseite oder Rückseite des Behandlungsraums erfolgen.
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Die Aufgabe wird auch gelöst durch ein Verfahren zum Herstellen einer koaxialen Mikrowellenleitung eines Haushalts-Mikrowellengeräts nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem
- - zumindest der Innenleiter in eines der Teile des Außenleiters (dazu beabstandet) eingesetzt wird und dann
- - dieses Teil des Außenleiters mit dem anderen Teil des Außenleiters verheiratet wird.
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Das Verfahren kann analog zu dem Haushalts-Mikrowellengerät ausgebildet werden und weist die gleichen Vorteile auf.
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So ist es ist eine Ausgestaltung, dass das Verheiraten durch Schweißen, Verkleben usw. durchgeführt wird.
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Die oben beschriebenen Eigenschaften, Merkmale und Vorteile dieser Erfindung sowie die Art und Weise, wie diese erreicht werden, werden klarer und deutlicher verständlich im Zusammenhang mit der folgenden schematischen Beschreibung eines Ausführungsbeispiels, das im Zusammenhang mit den Zeichnungen näher erläutert wird.
- 1 zeigt als Schnittdarstellung in Seitenansicht ein erfindungsgemäßes Haushalts-Mikrowellengerät mit Mikrowellenleitung;
- 2 zeigt im Querschnitt eine erste Variante der Mikrowellenleitung aus 1;
- 3 zeigt im Querschnitt eine zweite Variante der Mikrowellenleitung aus 1;
- 4 zeigt in Schrägansicht in teilweise aufgeschnittener Darstellung eine mögliche Weiterbildung der Mikrowellenleitung gemäß der zweiten Variante;
- 5 zeigt in Schrägansicht in aufgeschnittener Darstellung eine mögliche Weiterbildung der Mikrowellenleitung gemäß einer dritten Variante; und
- 6 zeigt in Schrägansicht in teilweise aufgeschnittener Darstellung eine weitere mögliche Weiterbildung der Mikrowellenleitung gemäß der ersten Variante.
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1 zeigt als Schnittdarstellung in Seitenansicht ein erfindungsgemäßes Haushalts-Mikrowellengerät in Form eines Backofens 1 mit Mikrowellenfunktionalität. Der Backofen 1 weist einen Behandlungsraum in Form eines Garraums 2 auf, dessen Beschickungsöffnung frontseitig durch eine mikrowellendichte Tür 3 verschließbar ist. Der Garraum 2 ist von einer elektrisch leitfähigen Wandung in Form einer Muffel 4 umgeben bzw. begrenzt. Die Muffel 4 weist eine Wandung 5 auf, die außenseitig bzw. an der dem Garraum 2 abgewandten Seite zur Wärmedämmung von einem thermisch isolierenden Material 6 wie Steinwolle usw. belegt oder umgeben ist. In einer Variante kann die Muffel 4 eine doppelwandige Wandung sein, die eine Innenwand 5 und eine davon beabstandete Außenwand 7 aufweist, zwischen denen das thermisch isolierende Material 6 eingebracht ist.
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Der Backofen 1 weist mindestens eine elektrische Widerstandsheizung (o. Abb.) zum Beheizen des Garraums auf, z.B. umfassend einen Unterhitze-Heizkörper, einen Oberhitze-Heizkörper, einen Grill-Heizkörper und/oder einen Heißluft-Heizkörper.
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Der Backofen 1 ist insbesondere ein pyrolysefähiger Backofen. Während einer pyrolytischen Selbstreinigung wird der Garraum 2 in grundsätzlich bekannter Weise so stark aufgeheizt, dass darin befindliche Speisereste pyrolytisch beseitigt werden. Der Garraum 2 kann während der Pyrolyse auf Garraumtemperaturen von mehr als 400°C, z.B. von mehr als 450°C oder sogar mehr als 500°C aufgeheizt werden.
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Auch durch Aktivieren des Grill-Heizkörpers werden zumindest deckenseitig sehr hohe Temperaturen in dem Garraum 2 erzeugt. Der Backofen 1 weist somit mindestens zwei Hochtemperatur-Betriebsarten auf, nämlich eine Grillbetriebsart unter Verwendung des Grill-Heizkörpers und eine Pyrolyse-Betriebsart.
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Der Backofen 1 weist ferner einen außerhalb des Garraums 2 angeordneten Mikrowellenerzeuger 8 auf, nämlich hier einen halbleiterbasierten Mikrowellenerzeuger 8. An einen Mikrowellenausgang des Mikrowellenerzeugers 8 ist eine koaxial aufgebaute Mikrowellenleitung 9 angeschlossen, die sich bis zu einem Einspeisungspunkt 10 erstreckt. Der Einspeisungspunkt kann eine - insbesondere drehbare - Antenne aufweisen (o. Abb.). Mittels der Mikrowellenleitung 9 werden die von dem Mikrowellenerzeuger 8 erzeugten Mikrowellen zu dem Behandlungsraum geführt. In einer Weiterbildung werden die Mikrowellen mittels der Mikrowellenleitung 9 bis direkt an den Garraum 2 herangeführt oder sogar bis in den Garraum 2 geführt.
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Für eine besonders verlustarme Einspeisung der Mikrowellen aus dem Mikrowellengenerator 8 in die Mikrowellenleitung 9 ist die Mikrowellenleitung 9 so ausgebildet, dass sie an ihrer Verbindung mit dem Mikrowellengenerator 8 die gleiche Impedanz aufweist, z.B. von 50 Ohm.
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Die Mikrowellenleitung 9 verläuft hier beispielhaft profilartig entlang einer Außenseite der Decke der Muffel 4.
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2 zeigt im Querschnitt eine erste Variante 9a der Mikrowellenleitung 9. Die Wellenleitung 9 weist einen elektrisch leitfähigen Innenleiter 11 (z.B. einen Kupferdraht) und einen seitlich geschlossenen, den Innenleiter beabstandet umgebenden hohlen Außenleiter 12 auf. Der Innenleiter 11 und der Außenleiter 12 bilden somit zwischen sich einen Zwischenraum 13, welcher mit mindestens einem temperaturbeständigen Dielektrikum 14 gefüllt ist. Das Dielektrikum 14 kann ein festes oder ein gasförmiges Dielektrikum sein, z.B. Luft L. Zusätzlich können ein Abstandshalter (o. Abb.) und/oder ein Substrat (o. Abb.) in dem Zwischenraum 13 vorhanden sein.
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Der Außenleiter 12 ist in zumindest einem Längsabschnitt der Mikrowellenleitung 9 (hier: über die gesamte Länge der Mikrowellenleitung 9) als ein im Querschnitt aus zwei separat hergestellten Teilen 5, 15 fest zusammengebauter Außenleiter 12 ausgebildet. Diese beiden Teile entsprechen einem Blechteil 15 und der Wandung 5 der Muffel 4. Somit entspricht der Teil 5a des Außenleiters 12 einem Bauteil des Haushalts-Mikrowellengeräts 1, das auch eine andere Funktion aufweist, nämlich als Garraumwandung 5 dient. Der Außenleiter 12 wird also durch das Blechteil 15 und durch denjenigen Bereich 5a der Wandung 5 der Muffel 4 gebildet, der von dem Blechteil 15 überdeckt oder überwölbt wird. Das thermisch isolierende Material 6 umgibt sowohl die Mikrowellenleitung 9 als auch die Wandung 5.
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Das Blechteil 15 weist hier im Querschnitt eine ovale oder halbkreisförmige Form auf, während der davon überdeckte Bereich 5a der Wandung 5 eben oder plan ist. Der Zwischenraum 13 weist somit eine - ohne Berücksichtigung des Innenleiters 11 - zumindest annähernd halbkreisförmige Querschnittsform auf. Zur Befestigung des Blechteils 15 sind dessen Längsränder als parallel zu der Wandung 5 verlaufende Laschen („Befestigungslaschen“) 16 ausgebildet. Das Blechteil 15 kann mittels der Laschen 16 auf einfache Weise an der Wandung 5 befestigt werden, z.B. durch Verschweißen.
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Ist die Muffel als doppelwandige Muffel 4 ausgebildet, kann das Blechteil 15 an der Innenwand 5 oder der Außenwand 7 befestigt sein. Befindet sich das Blechteil 15 und damit die Mikrowellenleitung 9 zwischen Innenwand 5 und Außenwand 7, wird vorteilhafterweise eine besondere Platzersparnis erreicht.
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3 zeigt im Querschnitt eine zweite Variante 9b der Mikrowellenleitung 9. Die zweite Variante 9b ist ähnlich zu der ersten Variante 9a aufgebaut, weist aber nun ein Blechteil 17 auf, das eine U-förmige Grundform aufweist, so dass der Zwischenraum 18 eine zumindest annähernd rechteckige, insbesondere quadratische, Querschnittsform aufweist.
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4 zeigt in Schrägansicht in teilweise aufgeschnittener Darstellung eine mögliche Weiterbildung der Mikrowellenleitung 9, 9b gemäß der zweiten Variante. Das Dielektrikum besteht aus Luft. Zur Fixierung des Innenleiters 11 sind entlang einer Längserstreckung der Mikrowellenleitung 9, 9b in dem Zwischenraum 18 mehrere als Abstandskörper ausgebildete Abstandshalter in Form dünner Plättchen 19a und/oder 19b vorhanden. Hier ist rein beispielhaft eine Kombination von Plättchen 19a und 19b unterschiedlicher Art eingezeichnet. Sie können z.B. aus Keramik, Kapton usw. bestehen.
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Die Plättchen 19,a, 19b weisen jeweils ein mittiges Loch 27 zur Durchführung und lateralen Fixierung des Innenleiters 11 auf. Eine Form der seitlichen Kontur der Plättchen 19a, 19b ist durch die Form der Innenseite des Außenleiters 5a, 17 bestimmt und hier entsprechend rechteckig, insbesondere quadratisch. Die Verwendung dünner Plättchen 19a, 19b ergibt den Vorteil, dass ein nur geringfügiger, insbesondere praktisch nicht merklicher, Impedanzsprung an den Plättchen 19a, 19b auftritt.
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Die Plättchen 19a sind als einfache Plättchen ausgebildet, die senkrecht zu dem Innenleiter 11 ausgerichtet sind. Die Plättchen 19b sind als v-förmig miteinander verbundene Doppel-Plättchen ausgebildet, was vorteilhafterweise eine Sicherung gegen ein Verrutschen sowie eine erhöhte Stabilität bietet. Die beiden einzelnen, v-förmig miteinander verbundenen ebenen Teilbereiche des Plättchens 19b stehen jeweils schräg zu dem Innenleiter 11, und zwar in entgegengesetzte Richtung geneigt. Die Form der Plättchen ist aber allgemein nicht beschränkt.
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Die Plättchen 19a und/oder 19b können in Längserstreckung der Mikrowellenleitung 9, 9b äquidistant voneinander beabstandet sein, müssen es aber nicht.
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Zur Herstellung der Mikrowellenleitung 9, 9b kann beispielsweise der Innenleiter 12 mit den Plättchen 19a und/oder 19b in das Blechteil 17 eingesetzt werden und dann das Blechteil 17 mit der Wandung 5 des Muffel verheiratet werden, z.B. durch Aufsetzen auf die Wandung 5 und folgendes Verschweißen, Verkleben o.ä. daran.
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5 zeigt in Schrägansicht in teilweise aufgeschnittener Darstellung eine mögliche Weiterbildung der Mikrowellenleitung 9, 9c gemäß einer dritten Variante. Die Fixierung des Innenleiters 11 wird durch mindestens einen Abstandskörper 23 bewirkt, wobei der Innenleiter 11 durch ein Loch darin verläuft. Obwohl hier nur ein Abstandskörper 23 eingezeichnet ist, können über die Länge der Mikrowellenleitung 9, 9c mehrere entlang des Innenleiters 11 beabstandet angeordnete Abstandskörper 23 angeordnet sein. Der Abstandskörper 23 kann z.B. aus einem hochtemperaturfesten Kunststoff wie Kapton bestehen.
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Der Abstandskörper 23 ist zu seiner Fixierung in eine passende Aufnahme 24, welche eine Verbreiterung des Außenleiters 12 darstellt, eingesetzt. Der Abstandskörper 23 weist hier eine Dicke auf, die einen merklichen Impedanzsprung erzeugt. Dieser Impedanzsprung ist in der zum gasförmigen Dielektrikum L unterschiedlichen Permittivität des Abstandskörpers 23 begründet, welche im Allgemeinen höher ist als die von Gasen. Die Aufnahme 24 weist dadurch im Allgemeinen einen höheren Querschnitt auf als der Bereich des Außenleiters 12 mit gasförmigen Dielektrikum. Dadurch ist es möglich, den Wellenwiderstand über die Mikrowellenleitung 9, 9c praktisch konstant zu halten.
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Der Außenleiter 12 ist hier ebenfalls im Querschnitt zweiteilig ausgebildet, wie durch die Trennlinie 21 angedeutet, wobei beispielsweise ein Teil 5a durch eine Wandung 5 des Garraums 2 gebildet wird, auf welche ein Blechteil 20 als zweiter Teil des Außenleiters 12 aufgesetzt ist. Im Bereich der Aufnahme 24 kann die Wandung 5, 5a eine in Richtung des Garraums 2 ausgebildete Vertiefung zur Aufnahme des Abstandskörpers 23 aufweisen. Die Vertiefung kann z.B. durch Prägung oder Ziehen in die Wandung 5 eingebracht worden sein.
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6 zeigt in Schrägansicht in teilweise aufgeschnittener Darstellung eine weitere mögliche Weiterbildung der Mikrowellenleitung 9, 9a gemäß der ersten Variante.
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Ein als Abstandshalter und Dielektrikum dienendes Substrat 25 ist nun entlang der Länge der Mikrowellenleitung 9, 9a auf dem Bereich 5a der Wandung 5 angebracht. Auf das Substrat 25 ist der Innenleiter 11 aufgelegt und dort fest angeordnet. Dazu kann das Substrat 25 eine entsprechende rinnenförmige Vertiefung 26 aufweisen. Auf einen dedizierten Abstandshalter kann verzichtet werden.
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Das Substrat 25 kann aus geschäumter Keramik oder aus einem feinkörnigen Material (wie Sand, Vermiculit usw.), das durch ein geeignetes (temperaturfestes, elektrisch nicht leitfähiges) Bindemittel zu einem festen Körper verbunden worden ist, bestehen.
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Auch hier wird das Dielektrikum im Querschnitt teilweise durch das Substrat 25 und teilweise durch Luft gebildet. Der Innenleiter 11 ist teilweise von dem Substrat und teilweise von Luft umgeben.
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Selbstverständlich ist die vorliegende Erfindung nicht auf das gezeigte Ausführungsbeispiel beschränkt.
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So können die speziellen Ausgestaltungen des Zwischenraums (in Bezug auf Abstandshalter, Substrat usw.) auf Blechteile beliebiger Querschnittsform angewandt werden.
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Ferner ist die Anordnung der Mikrowellenleitung(en) nicht auf einen deckenseitigen Bereich der Wandung beschränkt. Beispielsweise kann die Mikrowellenleitung auch entlang eines Bodens, einer Rückwand oder einer linken oder rechten Seitenwand der Muffel erfolgen. Wird die Mikrowellenleitung beispielsweise entlang eines Bodens der Wandung geführt, können die Mikrowellen bodenseitig in den Garraum eingespeist werden.
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Auch kann die Mikrowellenleitung allgemein so ausgebildet sein, dass sie nicht nur geradlinig, sondern auch zumindest abschnittsweise gekrümmt verläuft. Dadurch kann die Mikrowellenleitung einer Form eines nicht-ebenen Wandungsbereichs folgen, beispielsweise auch um Ecken geführt werden.
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Allgemein kann die Mikrowellenleitung an ihrem garraumseitigen Ende an eine dedizierte Einspeisungseinrichtung wie eine - insbesondere drehbare - Antenne angeschlossen sein. Alternativ können die Mikrowellen direkt aus der Mikrowellenleitung in den Garraum eingespeist werden.
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Auch kann der von dem Blechteil überwölbte Bereich des Außenleiters, der durch das Bauteil bereitgestellt wird, im Querschnitt auch uneben sein, z.B. eine Vertiefung aufweisen oder als Vertiefung geformt sein. Dazu kann dieser Bereich z.B. geprägt werden.
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Ferner kann die Querschnittsform des Blechteils allgemein eine andere Form aufweisen, z.B. eine andere polygonzugartige oder freiförmige Form annehmen.
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Allgemein kann unter „ein“, „eine“ usw. eine Einzahl oder eine Mehrzahl verstanden werden, insbesondere im Sinne von „mindestens ein“ oder „ein oder mehrere“ usw., solange dies nicht explizit ausgeschlossen ist, z.B. durch den Ausdruck „genau ein“ usw.
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Auch kann eine Zahlenangabe genau die angegebene Zahl als auch einen üblichen Toleranzbereich umfassen, solange dies nicht explizit ausgeschlossen ist.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Backofen
- 2
- Garraum
- 3
- Tür
- 4
- Muffel
- 5
- Muffelwandung / Innenwand der Muffel
- 5a
- Teilbereich der Muffelwandung
- 6
- Thermisch isolierendes Material
- 7
- Außenwand der Muffel
- 8
- Mikrowellenerzeuger
- 9
- Mikrowellenleitung
- 9a
- Mikrowellenleitung gemäß einer ersten Variante
- 9b
- Mikrowellenleitung gemäß einer zweiten Variante
- 9b
- Mikrowellenleitung gemäß einer dritten Variante
- 10
- Einspeisungspunkt
- 11
- Innenleiter
- 12
- Außenleiter
- 13
- Zwischenraum
- 14
- Dielektrikum
- 15
- Blechteil
- 16
- Befestigungslaschen
- 17
- Blechteil
- 18
- Zwischenraum
- 19a
- Ebenes Plättchen
- 19b
- V-förmiges Plättchen
- 20
- Teilbereich des Außenleiters
- 21
- Trennlinie
- 22
- Ausschnitt
- 23
- Abstandskörper
- 24
- Aufnahme
- 25
- Substrat
- 26
- Vertiefung
- 27
- Loch
- L
- Luft
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 3739032 A1 [0002]
- WO 2007/096075 A1 [0004]
