DE102018214098A1

DE102018214098A1 - Haushalts-Mikrowellengerät

Info

Publication number: DE102018214098A1
Application number: DE102018214098.7A
Authority: DE
Inventors: Andreas Kaiser; Sebastian Matzinger; Martin-Ernst Steinbeck; Norbert Wartha
Original assignee: BSH Hausgeraete GmbH
Current assignee: BSH Hausgeraete GmbH
Priority date: 2018-08-21
Filing date: 2018-08-21
Publication date: 2020-02-27

Abstract

Haushalts-Mikrowellengerät (1), aufweisend einen mit Mikrowellen der Wellenlänge λ beaufschlagbaren Behandlungsraum (5), der durch eine Wandung (8) begrenzt ist und eine durch einen Durchbruch (6) der Wandung (8) geführte, in den Behandlungsraum (5) ragende, elektrisch leitfähige Antriebsachse (3), an der ein Lüfterrad (13) angeordnet ist, wobei an der Antriebsachse (3) ein elektrisch leitfähiger Antennenkörper (13) angeordnet ist, der mit der Antriebsachse (3) elektrisch verbunden ist, und der Antennenkörper (13) so geformt ist, dass sich an ihm bei Bestrahlung des Behandlungsraums (5) mit Mikrowellen eine stehende Welle ausbildet, deren Minimum sich im Bereich der Antriebsachse (3) befindet. Die Erfindung ist insbesondere vorteilhaft anwendbar auf eigenständige Mikrowellengeräte und Öfen mit Mikrowellenfunktionalität.

Description

Die Erfindung betrifft ein Haushalts-Mikrowellengerät, aufweisend einen mit Mikrowellen der Wellenlänge λ beaufschlagbaren Behandlungsraum, der durch eine Wandung begrenzt ist und aufweisend eine durch einen Durchbruch der Wandung geführte, in den Behandlungsraum ragende, elektrisch leitfähige Antriebsachse, an der ein Lüfterrad angeordnet ist. Die Erfindung ist insbesondere vorteilhaft anwendbar auf eigenständige Mikrowellengeräte und Öfen mit Mikrowellenfunktionalität.
DE 20 2005 005143 U1 offenbart einen Mikrowellenofen mit einem Gebläse zur Heißluftumwälzung in der Ofenmuffel und mit einem außerhalb der Ofenmuffel angeordneten Gebläsemotor, wobei dessen Antriebswelle durch eine Öffnung in einer Ofenwand und durch ein die Antriebswelle umschließendes und mit der Ofenwand verbundenes Rohr aus elektrisch leitendem Material hindurchgeführt ist, wobei der durch das Rohr gebildeten koaxialen Dämpfungseinrichtung eine durch eine tellerartige, an der Ofenwand radial zur Öffnung befestigte Abdeckung gebildete Mikrowellenfalle zugeordnet ist.
DE 4135819 A1 offenbart ein Mikrowellen-Haushaltsgerät zum Garen, Backen, Grillen und Braten, wobei dessen Garraumwände mindestens eine Durchführungsöffnung besitzen, die eine spielfreie Rohrdurchführung für Anordnungen im Garraum zulässt, wobei die Rohrdurchführung eine an der entsprechenden Garraumwand befestigte, tellerartige Abdeckung durchdringt, wobei die mit der Durchführungsöffnung beaufschlagte Garraumwand in Verbindung mit der tellerartigen Abdeckung, einem Rohrkörper und einer Buchse eine Mikrowellenfalle bildet, die eine wirksame Länge von etwa 1/3 der verwendeten Mikrowellenlänge und eine wirksame Breite von mindestens einem 1/20 der verwendeten Mikrowellenlänge besitzt, wobei die Buchse, ggf. unter Mitwirkung eines im Garraum befindlichen, auf dem Rohrkörper angeordneten Elemententrägers, ein der Mikrowellenfalle nachgeschaltetes Mikrowellen-Sperrfilter darstellt.
DE 37 38 267 A1 offenbart eine Mikrowellendichtung. Ein Kurzschlussstumpf ist an der Rückwand der Ofenmuffel im Bereich der Durchgangsöffnung für eine Gebläsemotorwelle befestigt. Ein federndes Element sichert den metallischen Kontakt zwischen dem Kurzschlussstumpf und der Motorhalterung. Im Bereich der Lagerung besteht eine metallische Verbindung zwischen Gebläsemotorwelle und Motorhalterung. Somit steht die aus der Ofenmuffel hinausragende Gebläsemotorwelle mit der Rückwand in metallischer Verbindung (Kurzschluss).
EP 2 247 160 A1 offenbart eine Mikrowellendichtungsvorrichtung für eine Öffnung einer rotierenden Welle oder Achse. Die Dichtungsvorrichtung ist zum Umschließen eines Abschnitts der Welle oder Achse vorgesehen. Die Dichtungsvorrichtung umfasst eine Frontplatte und ein Basisteil. Die Frontplatte ist als ebene Scheibe ausgebildet und weist in ihrer Mitte ein zentrales Loch und mehrere Einschnitte auf. Das Basisteil ist als ein Hohlteil mit einer Umfangswand und zwei gegenüberliegenden Stirnseiten ausgebildet. Mindestens eine der beiden gegenüberliegenden Stirnseiten des Basisteils ist offen. Das Basisteil weist eine Mehrzahl von Einschnitten in der Umfangswand auf. Die Frontplatte ist an der Seite der offenen Fläche oder an einer der beiden offenen Seitenflächen des Basisteils angebracht.
DE 10 2013 103 559 A1 offenbart ein Gargerät, das einen breitbandigen Mikrowellengenerator, einen Garraum, eine Garraumwand, die eine Wanddurchführung aufweist, eine Motorwelle, die sich aus dem Garraum heraus durch die Wanddurchführung erstreckt, und zwei Mikrowellenfallen, die um die Motorwelle angeordnet sind, auf. Dabei weisen die Mikrowellenfallen unterschiedliche Resonanzfrequenzen auf.
EP 0 006 997 A1 offenbart einen Mikrowellenofen mit einer für Mikrowellen dicht verschließbaren Ofenmuffel, wobei eine Muffelwand eine Durchführung, z.B. für die Antriebswelle eines Umluftgebläses, aufweist. Im Inneren der Muffel ist eine spaltartige Mikrowellenleitung sowie eine ringnutartige Mikrowellentasche vorzugsweise in einer Gebläsenabe vorgesehen.
Den obigen Vorrichtungen weisen den Nachteil auf, dass die Fallensysteme herstellungs- und montagetechnisch merkliche Kosten verursachen. Zudem ist ihre Dichtwirkung gegenüber Mikrowellen empfindlich gegenüber einer Zentrizität der Antriebswelle oder Antriebsachse. Speziell kapazitive Fallensysteme sind hier sehr empfindlich.
Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Nachteile des Standes der Technik zumindest teilweise zu überwinden und insbesondere eine besonders einfach und kostengünstig umsetzbare Möglichkeit bereitzustellen, ein Austreten vom Mikrowellen im Bereich einer Motorwelle eines Gebläses zuverlässig zu verringern oder sogar praktisch ganz zu verhindern.
Diese Aufgabe wird gemäß den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche, der Beschreibung und der Zeichnungen.
Die Aufgabe wird gelöst durch ein Haushalts-Mikrowellengerät, aufweisend

- einen mit Mikrowellen der Wellenlänge λ beaufschlagbaren Behandlungsraum, der durch eine Wandung begrenzt ist und
- eine durch einen Durchbruch der Wandung geführte, in den Behandlungsraum ragende, elektrisch leitfähige Antriebsachse, an der ein Lüfterrad angeordnet ist,

- in dem Behandlungsraum an der Antriebsachse ein elektrisch leitfähiger Körper (im Folgenden ohne Beschränkung der Allgemeinheit als „Antennenkörper“ bezeichnet) angeordnet ist, der mit der Antriebsachse elektrisch verbunden ist, dass
- der Antennenkörper so geformt ist, dass sich an ihm bei Bestrahlung des Behandlungsraums mit Mikrowellen eine stehende Welle ausbildet, deren Minimum sich im Bereich der Antriebsachse befindet.

Dieses Haushalts-Mikrowellengerät weist den Vorteil auf, dass sich eine Leckage von Mikrowellen durch den Durchbruch in der Wandung auch ohne Einsatz von Mikrowellenfallen erheblich verringern lässt. Zudem ist die Abschirm- oder Dichtwirkung des Antennenkörpers gegenüber Mikrowellen unempfindlich gegenüber einer Zentrizität der Antriebsachse. Darüber hinaus wird durch die Nutzung des Antennenkörpers die konstruktive Auslegung des Durchbruchs oder der Durchführung der Antriebsachse durch die Wandung nicht beeinflusst. Außerdem wird so auch eine freiere Gestaltung einer Prallwand (z.B. in Bezug auf eine Form von darin eingebrachten Löchern, die dann z.B. auch schlitzförmig ausgebildet sein können) ermöglicht.
Dieses Haushaltsgerät macht sich den Umstand zu Nutze, dass dann, wenn sich im Bereich der Antriebsachse ein Minimum der stehenden Mikrowelle befindet, eine Ausleitung der Mikrowellen über die Antriebsachse gering gehalten (ggf. sogar praktisch ganz unterbunden) werden kann. In anderen Worten ist die Auskopplung von Mikrowellen von dem Antennenkörper auf die Antriebsachse so gering, dass Mikrowellen auch nur mit einer entsprechend geringen (ggf. vernachlässigbar geringen) Leckrate entlang der Antriebsachse durch den Durchbruch in der Wandung aus dem Behandlungsraum austreten können.
Das Haushalts-Mikrowellengerät kann eigenständiges Mikrowellengerät oder ein Mikrowellen-Kombinationsgerät sein, z.B. ein Mikrowellengerät mit zusätzlicher Grillfunktion, ein Backofen mit Mikrowellenfunktionalität, ein Dampfgarer mit Mikrowellenfunktionalität, usw. Der Behandlungsraum dient einer Unterbringung von Gut, häufig Lebensmitteln, um sie mit Mikrowellen zu Bestrahlen, insbesondere zu erwärmen. Der Behandlungsraum kann auch als Garraum bezeichnet werden, insbesondere falls das Haushalts-Mikrowellengerät ein Mikrowellen-Kombinationsgerät ist.
Die Wellenlänge λ beträgt bei einer Mikrowellenfrequenz f = 2,455 GHz z.B. ungefähr 12,2 cm. Die Wellenlänge λ kann auch als eine Mittenfrequenz eines Frequenzbands angenommen werden.
Zur Beaufschlagung des Behandlungsraums mit Mikrowellen weist das Haushalts-Mikrowellengerät einen Mikrowellengenerator auf, z.B. ein Inverter-Magnetron. Die davon erzeugten Mikrowellen können in einer Weiterbildung mittels einer Mikrowellenführung zu dem Behandlungsraum geführt werden. Die Mikrowellen können in einer Weiterbildung mittels einer Antenne, insbesondere eine rotierenden Antenne, in den Behandlungsraum eingestrahlt werden, z.B. deckenseitig, bodenseitig, seitlich usw.
Die Wandung als solche ist mikrowellendicht und weist typischerweise eine frontseitige Beschickungsöffnung auf, welche mittels einer mikrowellendichten Tür verschließbar ist. Sie besteht typischerweise aus Metall. Die Wandung kann auch als Ofenwandung oder Muffel bezeichnet werden.
Es ist eine Weiterbildung, dass sich der Durchbruch der Wandung zur Durchführung der Antriebsachse an einer der Beschickungsöffnung gegenüberliegenden Rückwand der Wandung befindet. Der Durchbruch kann eine, insbesondere spielfreie, Rohrdurchführung zur Durchführung der Antriebsachse aufweisen. Die Rohrdurchführung kann als ein die Antriebsachse umschließendes und mit der Wandung verbundenes Rohr, insbesondere aus elektrisch leitendem Material, ausgebildet sein. Der Durchbruch kann auch als Durchführungsöffnung bezeichnet werden.
Die Antriebsachse ist typischerweise an ihrem außerhalb des Behandlungsraums angeordneten Abschnitt mit einem Motor (auch als „Gebläsemotor“ bezeichnet) verbunden, der die Achse zur Drehung antreibt. Die Antriebsachse kann somit auch als Antriebswelle oder Gebläsemotorwelle bezeichnet werden. Der Motor, die Antriebsachse und das Lüfterrad bilden zusammen ein Gebläse oder einen Lüfter. Dieses kann z.B. zum Bereitstellen einer Umluftfunktion oder einer Heißluftfunktion aktiviert werden.
Es ist eine Weiterbildung, dass das Lüfterrad ein oder mehrere Lüfterradschaufeln aufweist. Das Lüfterrad kann auf die Antriebsachse aufgesteckt sein. Das Lüfterrad kann hinter einem Luftleitblech, auch als Prallwand bezeichenbar, angeordnet sein. Die Prallwand dient einem Schutz des Gebläses vor Verschmutzung und mechanischer Schädigung sowie einer Luftführung.
Die Antriebsachse kann zur Umsetzung ihrer elektrischen Leitfähigkeit aus Metall, elektrisch leitfähiger Keramik usw. bestehen.
Der Antennenkörper kann z.B. aus Metall, elektrisch leitfähigem Kunststoff, elektrisch leitfähiger Keramik usw. bestehen. Es ist eine Weiterbildung, dass der Antennenkörper aus mindestens einem dünnen Materialstück (z.B. Halbzeug) gefertigt ist, was Material und Gewicht spart. Der Antennenkörper kann insbesondere als ein Blechteil aus einem oder mehreren Blechstücken vorliegen oder gefertigt sein. Beispielsweise können die Lüfterradschaufeln separat gefertigte Blechteile sein, die an einem Grundkörper des Antennenkörpers / Lüfterrads befestigt worden sind, z.B. durch Verschweißen. Alternativ können die Lüfterradschaufeln einstückige Teilbereiche des Grundkörpers darstellen, die auf die Flachseite umgebogen und dann daran befestigt sind.
Es ist eine Weiterbildung, dass der Grundkörper ein platten- oder scheibenförmiger Grundkörper sein, der eine mittige Einführungsöffnung zur Einführung (einschließlich ggf. einer Durchführung) der Antriebsachse aufweist. Dies erleichtert eine Abstimmung, um im Bereich der Antriebsachse einen Nulldurchgang zu erreichen. Der Grundkörper kann im Bereich der Einführungsöffnung ring- oder hülsenförmig ausgebildet sein, um eine besonders stabile mechanische Verbindung mit der Antriebsachse zu erreichen und damit zum Beispiel eine unerwünschte Verkippung gegen die Antriebsachse zu vermeiden.
Es ist eine Ausgestaltung, dass ein gestreckter Durchmesser Ds des Antennenkörpers in einem Bereich zwischen 0,9·λ und 1,1·λ liegt. Dadurch wird das Amplitudenminimum im Bereich der Antriebsachse besonders zuverlässig erreicht. Bei dieser Ausgestaltung wird ausgenutzt, dass sich unter idealen Bedingungen ein Nulldurchgang der stehenden Welle genau im Bereich der Antriebsachse ausbildet, wenn sich der Antennenkörper ausgehend von der Antriebsachse radial in entgegengesetzten Richtungen um jeweils eine Strecke von n·λ/2 (mit n = 1, 2, 3, ....) erstreckt. Eine immer noch erhebliche Reduzierung der Amplitude der stehenden Mikrowelle im Bereich der Antriebsachse ergibt sich speziell in dem Bereich [0,9·λ; 1,1·λ], insbesondere unter Berücksichtigung von konstruktiven Abweichungen von idealen Bedingungen (z.B. unter Berücksichtigung einer endlichen Ausdehnung der Antriebsachse, einer Bandbreite der Wellenlänge der Mikrowellenstrahlung, usw.). Durch die Wahl von n = 1 kann der gestreckte Durchmesser Ds des Antennenkörpers vorteilhafterweise so klein gehalten werden, dass er problemlos in üblichen Behandlungsräumen untergebracht werden kann. Eine besonders geringe Amplitude der stehenden Welle im Bereich der Antriebsachse ergibt sich, wenn der gestreckte Durchmesser Ds des Antennenkörpers über praktisch den gesamten Umfang des Antennenkörpers im Bereich [0,9·λ; 1,1·λ] oder eines ganzzahligen Vielfach davon liegt.
Unter einem „gestreckten“ Durchmesser wird insbesondere ein Durchmesser verstanden, der sich ergibt, wenn ein in Bezug auf die Antriebsachse nicht radial geradliniger Körper (zum Beispiel ein gebogen oder gekrümmt geformter, insbesondere gewundener, Körper) auf eine einzige in Bezug auf die Antriebsachse radiale Ebene gestreckt oder geglättet wird. Der gestreckte Durchmesser ist bei einem nicht radial geradlinigen Körper größer als der reale Durchmesser, da er in radialer Richtung geschlungen oder gekrümmt ist. Dies gilt analog für andere „gestreckte“ Maße wie eine Länge oder ein Radius. Der reale Durchmesser entspricht insbesondere einem auf eine Ebene senkrecht zu der Antriebsachse projizierten Durchmesser.
Es ist eine Weiterbildung, dass der gestreckte Durchmesser Ds des Antennenkörpers in einem Bereich zwischen 0,95·λ und 1,05·λ, insbesondere bei Ds = ca. 1·λ liegt. So kann das Amplitudenminimum im Bereich der Antriebsachse noch weiter minimiert werden.
Es ist eine Ausgestaltung, dass der Antennenkörper eine in Ansicht entlang einer Längsachse der Antriebsachse (Frontansicht) symmetrische (z.B. rotationssymmetrische oder spiegelsymmetrische) Außenkontur aufweist. Dies erleichtert eine konstruktive Auslegung des Antennenkörpers und damit auch eine einfache Erreichung des Nulldurchgangs im Bereich der Antriebsachse erheblich.
Es ist eine Ausgestaltung, dass der Antennenkörper einen kreisscheibenförmigen Grundkörper mit einer mittigen Einführungsöffnung zur Einführung der Antriebsachse aufweist. So wird eine Erreichung eines Nulldurchgangs im Bereich der Antriebsachse noch weiter erleichtert.
Es ist eine Ausgestaltung, dass der Antennenkörper dem Lüfterrad entspricht. Dies ergibt den Vorteil, dass der Gebläsemotor mit besonders wenigen Teilen auskommt und besonders preiswert und montagetechnisch einfach aufbaubar ist. Dabei kann in einer Weiterbildung auf einen dedizierten oder gesonderten Antennenkörper verzichtet werden.
Es ist eine Weiterbildung, dass der Antennenkörper mehrere Lüfterradschaufeln aufweist, die jeweils eine gestreckte Länge von n/2·λ aufweisen. Insbesondere kann der Antennenkörper mehrere Paare von Lüfterradschaufeln aufweisen, die sich jeweils in Bezug auf die Antriebsachse gegenüberliegen oder um 180° um die Antriebsachse zueinander winkelversetzt sind. Dies ermöglicht eine besonders einfache Einstellung der gestreckten Länge.
Es ist eine Ausgestaltung, dass der Antennenkörper mehrere Lüfterradschaufeln aufweist, die zumindest abschnittsweise, insbesondere an deren äußeren Abschnitt, geschlungen, insbesondere mäanderförmig geschlungen, geformt sind. So lässt sich vorteilhafterweise auf konstruktiv besonders einfache Weise eine gestreckte Länge der Lüfterradschaufeln einstellen, die merklich länger ist als deren reale Länge. Folglich lässt sich durch die geschlungene bzw. nicht geradlinige Form der Lüfterradschaufeln der gestreckte Durchmesser des Lüfterrads an die Wellenlänge und dadurch an den Frequenzbereich der Mikrowelle anpassen. Dies wiederum gibt den Vorteil, dass der ein realer Durchmesser des Lüfterrads besonders flexibel an ein Umluftsystem (z.B. in Bezug auf einen Luftdurchsatz, eine gewünschte Druckkennlinie usw.) anpassbar ist, beispielsweise das Lüfterrad besonders klein gehalten werden kann.
Es ist eine Weiterbildung, dass die geschlungene oder verschlungene bzw. gekrümmte Form des Abschnitts einer Lüfterradschaufel durch entsprechende Verformung, beispielsweise Biegen oder Tiefziehen eines Blechs, herstellbar ist oder hergestellt wird.
Es ist eine Ausgestaltung, dass der Antennenkörper mehrere Lüfterradschaufeln aufweist, die zumindest abschnittsweise, insbesondere an deren äußeren Abschnitt, nicht-radial geschlitzt sind. So lässt sich eine geschlungene Form oder eine grundsätzlich beliebige andere Form des Abschnitts der Lüfterradschaufel Herstellung technisch besonders einfach bereitstellen.
Es ist eine Ausgestaltung, dass die Lüfterradschaufeln an mindestens einer Flachseite des kreisscheibenförmigen Grundkörpers angeordnet oder angebracht sind. Dadurch ergibt sich der Vorteil, dass die Lüfterradschaufeln auch unabhängig von der Ausformung des Lüfterrads zur Erreichung eines Nulldurchgangs der Mikrowellen im Bereich der Antriebsachse gestaltbar und positionierbar sind, insbesondere falls sie radial nicht über den Grundkörper hinausragen. Dabei wird ausgenutzt, dass sich die stehende Welle dann überwiegend oder praktisch ausschließlich in dem Grundkörper ausbildet und die Lüfterradschaufeln darauf einen nur geringen bis vernachlässigbaren Einfluss aufweisen.
Es ist eine Ausgestaltung, dass der Antennenkörper ein zusätzlich zu dem Lüfterrad an der Antriebsachse vorhandener Körper ist. Dies ergibt den Vorteil, dass das Lüfterrad unabhängig von dem Antennenkörper und damit vielgestaltiger formbar ist. Insbesondere können das Lüfterrad und der Antennenkörper dann jeweils besonders einfach geformt werden, da der Antennenkörper ohne Berücksichtigung einer Lüfterwirkung und das Lüfterrad unabhängig von einer Abschirmwirkung gestaltbar sind.
Es ist dann eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung, dass das Lüfterrad gegenüber der Antriebsachse mikrowellenisoliert ist. Dies ergibt den Vorteil, dass besonders effektiv verhindert werden kann, dass über das Lüfterrad Mikrowellen in die Antriebsachse eingekoppelt werden. Die Mikrowellenisolierung kann beispielsweise dadurch umgesetzt sein, dass das Lüfterrad an der Antriebsachse elektrisch isoliert befestigt wird, z.B. durch Aufstecken einer Hülse aus elektrisch nichtleitendem Material und Aufstecken des Lüfterrads auf diese Hülse.
Jedoch ist es grundsätzlich auch möglich, dass das Lüfterrad zusätzlich als mikrowellenabschirmenden Antennenkörper auszugestalten, um eine besonders niedrige Leckrate im Bereich des Durchbruchs zu erreichen.
Es ist eine Ausgestaltung, dass der Antennenkörper an der Antriebsachse zwischen dem Durchbruch durch die Wandung und dem Lüfterrad angeordnet ist. So wird der Vorteil erreicht, dass ein besonders kompaktes Gebläse bereitstellt bei ist und zudem der Antennenkörper gegenüber äußeren Einflüssen besser geschützt ist.
Es ist eine zur konstruktiv besonders einfachen Herstellung und Abstimmung des Antennenkörpers vorteilhafte Weiterbildung, dass der Antennenkörper die Form einer durchgängigen Kreisscheibe aufweist. Dies kann auch so geschrieben werden, dass der Antennenkörper dann nur aus dem kreisscheibenförmigen Grundkörper besteht. Die Antriebsachse wird auch hierbei durch das mittige Loch oder die mittige Einführungsöffnung geführt. Die Abstimmung des Antennenkörpers erfolgt insbesondere durch Festlegung des Durchmessers der Kreisscheibe, die vorteilhafterweise über den gesamten Umfang konstant ist. Der Durchmesser der Kreisscheibe liegt vorteilhafterweise, wie auch bereits oben beschrieben, in einem Bereich zwischen 0,95·λ und 1,05·λ, insbesondere bei ca. 1·λ, oder einem ganzzahligen Vielfachen davon. Der gestreckte Durchmesser beträgt bei der durchgängigen Kreisscheibe dem realen Durchmesser.
Der dedizierte Antennenkörper kann jedoch auch einen gestreckten Durchmesser aufweisen, der größer ist als der reale Durchmesser. Dies kann z.B. dadurch erreicht werden, dass der Antennenkörper geschlitzt ist, um einen radial gekrümmten Verlauf zu erreichen. Dies kann z.B. dadurch umgesetzt werden, dass die Kreisscheibe, insbesondere an ihrem äußeren kreisringförmigen Bereich entsprechend geschlitzt ist, insbesondere sektorförmig geschlitzt ist.
Der Antennenkörper weist vorteilhafterweise entlang der Antriebsachse einen ausreichend großen Abstand zu dem Lüfterrad und zu der Wandung auf, um Funkenüberschläge zu vermeiden und um eine Beeinflussung der sich in dem Antennenkörper ausbildenden stehenden Welle und damit der Leckrate durch Wechselwirkung mit dem Lüfterrad und/oder der Wandung auszuschließen.
Es ist eine Weiterbildung, dass der Antennenkörper in Kombination mit den bereits bekannten Mikrowellenfallen (z.B. mit kapazitiven Mikrowellenfallen) einsetzbar ist, um eine noch effektivere Dämpfung der Mikrowellen gegenüber einem Austritt aus dem Behandlungsraum im Bereich der Antriebsachse zu erreichen oder um eine noch geringere Leckrate der Mikrowellen im Bereich der Antriebsachse zu erreichen.
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 eine nicht maßstäbliche Skizze eines Ausschnitts eines Haushalts-Mikrowellengeräts gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel im Bereich eines Umluftgebläses;
2 zeigt in Frontansicht ein erstes mögliches Lüfterrad des Mikrowellengeräts gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel;
3 zeigt in Seitenansicht ein zweites mögliches Lüfterrad des Mikrowellengeräts gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel;
4 zeigt in Frontansicht ein drittes mögliches Lüfterrad des Mikrowellengeräts gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel;
5 zeigt in Frontansicht ein viertes mögliches Lüfterrad des Mikrowellengeräts gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel; und
6 als Schnittdarstellung in Seitenansicht eine nicht maßstäbliche Skizze eines Ausschnitts eines Haushalts-Mikrowellengeräts gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel.

1 zeigt als Schnittdarstellung in Seitenansicht eine nicht maßstäbliche Skizze eines Ausschnitts eines Haushalts-Mikrowellengeräts 1 im Bereich eines Umluftgebläses 2, 3, 4. Das Umluftgebläse 2 bis 4 weist einen außerhalb eines Behandlungsraums 5 angeordneten Gebläsemotor 2 auf, der eine Antriebswelle 3 zur Drehung um eine Drehachse D antreibt. Die Drehachse D entspricht einer Längsachse der Antriebsachse 3.
Die Antriebswelle 3 ragt durch eine Durchführungsöffnung oder Durchbruch 6 in einer Rückwand 7 einer den Behandlungsraum 5 begrenzenden oder umgebenden Wandung 8 in den Behandlungsraum 5 hinein. An einem vorderen Endabschnitt der Antriebswelle 3 ist ein Lüfterrad 4 aufgesteckt und befestigt. Das Lüfterrad 4 kann sich hinter einem Luftleitblech 9 oder Prallwand befinden. Der Behandlungsraum 5 ist mit Mikrowellen der Wellenlänge λ beaufschlagbar, die durch einen Mikrowellengenerator (o. Abb.) des Haushalts-Mikrowellengeräts 1 erzeugbar sind. Die Mikrowellenfrequenz kann z.B. 2,455 GHz, 915 MHz usw. betragen bzw. in einem Frequenzband um diese Mikrowellenfrequenzen liegen.
Die Antriebsachse 3 ist elektrisch leitfähig und besteht z.B. aus Metall. Das Lüfterrad 4 ist als ein Blechteil aus Metall ausgebildet und somit ebenfalls elektrisch leitfähig. Darüber hinaus sind Antriebsachse 3 und das Lüfterrad 4 elektrisch miteinander verbunden.
Das Lüfterrad 4 weist eine zentrale, z.B. hülsenförmige Einführungsöffnung 10 zur Einführung der Antriebsachse 3 auf. Von der Einführungsöffnung 10 gehen in Bezug auf die Antriebsachse 3 radial mehrere Lüfterradschaufeln 11, die z.B. aus Metallblech bestehen, ab, insbesondere sternförmig.
2 zeigt nicht maßstäblich das Lüfterrad 4 in Frontansicht. Das Lüfterrad 4 weist eine gerade Zahl (von hier acht) gleich geformten Lüfterradschaufeln 11 auf, die sich paarweise gegenüberliegen. Die Lüfterradschaufeln 11 sind radial oder in radialer Richtung geradlinig ausgebildet und verlaufen also nicht geschlungen. Sie weisen jeweils eine reale radiale Länge Lr, die einer gestreckten Länge Ls entspricht, im Bereich zwischen 0,9·λ/2 und 1,1·λ/2 auf. Insbesondere kann ein radialer Abstand zwischen einem äußeren Rand 12 und der Drehachse D ca. 0,5·λ betragen. Ein realer Durchmesser Dr von Rand 12 zu Rand 12 paarweise gegenüberliegender Lüfterradschaufeln 11 liegt ebenfalls zwischen 0,9·λ und 1,1·λ, unter Berücksichtigung des Durchmessers der Einführungsöffnung 10 insbesondere bei ca. 1,0·λ.
Durch diese Material- und Formgebung ergibt sich an dem Lüfterrad 4 bei Beaufschlagung des Behandlungsraums 5 mit Mikrowellen bzw. bei Einleitung von Mikrowellen in den Behandlungsraum 5 eine stehende Welle mit einem Minimum, insbesondere Nulldurchgang, im Bereich der Einführungsöffnung 10 und damit auch der Antriebsachse 3. Das Lüfterrad 4 entspricht somit einem Antennenkörper, der Mikrowellen zumindest teilweise daran hindert, entlang der Antriebsachse 3 aus dem Behandlungsraum 5 auszutreten.
3 zeigt nicht maßstäblich in Seitenansicht ein zweites mögliches Lüfterrad 13, das anstelle des Lüfterrads 4 in dem Haushalts-Mikrowellengerät 1 nutzbar ist, und zwar ebenfalls als Antennenkörper. Das Lüfterrad 13 ist ähnlich zu dem Lüfterrad 4 geformt, außer dass nun die Lüfterradschaufeln 14 einen von der Einführungsöffnung 10 ausgehenden inneren Abschnitt 15 mit einer realen radialen Länge Lr1 und einen daran nach anschließenden äußeren Endabschnitt 16 einer realen radialen Länge Lr2 aufweist. Der innere Abschnitt 15 entspricht einem entsprechenden Abschnitt der Lüfterradschaufeln 11.
Der Endabschnitt 16 unterscheidet sich von dem entsprechenden Endabschnitt der Lüfterradschaufeln 11 dadurch, dass er hier rein beispielhaft zwei parallel zu der Drehachse D oder senkrecht zu der Radialenrichtung eingebrachte (nicht-radiale) Schlitze S1 und S2 aufweist. Die Schlitze S1 und S2 setzen an gegenüberliegenden Seitenrändern des Endabschnitts 16 an und bilden dadurch einen in radialer Richtung betrachtet mäanderförmig geschwungenen Verlauf des Endabschnitts 16. Die eine Ausbildung einer stehenden Mikrowelle bestimmenden Teillängen des Endabschnitts 16 entsprechen zumindest ungefähr den Längen I1 bis I4 der einzelnen Verlaufsabschnitte dieses Endabschnitts 16. Die Längen I1 bis I4 sind zu einer gestreckten Länge Ls2 = I1 + I2 + I3 + I4 des Endabschnitts 16 addiert größer als die reale radiale Länge Lr2 und bilden zusammen mit der realen radialen Länge Lr1 die sog. „gestreckte“ Länge Ls der Lüfterradschaufel 14, d.h., dass Ls2 > Lr2 und Ls = Lr1 + Ls2 > Lr = Lr1 + Lr2 gilt. Die gestreckte Länge Ls entspricht also der Länge der Lüfterradschaufel 14, falls die geschwungenen Längen I1 bis I4 gedacht radial geradlinig geradegebogen oder gradegezogen worden wären. Ls beträgt insbesondere zumindest n · λ/2.
Die Einhaltung des Bedingung, dass ein Durchmesser der Lüfterradschaufel 14 im Bereich zwischen 0,9·λ und 1,1·λ oder eines ganzzahligen Vielfachen davon liegt, um im Bereich der Antriebsachse 3 minimal zu werden, bezieht sich auf die gestreckten Längen. Vorteilhafterweise gilt also Ds = [0,9·λ; 1,1·λ] = 2·Ls + {Durchmesser der Einführungsöffnung 10}.
4 zeigt nicht maßstäblich in Frontansicht ein drittes mögliches Lüfterrad 17, das anstelle des Lüfterrads 4 oder des Lüfterrads 13 in dem Haushalts-Mikrowellengerät 1 nutzbar ist, und zwar auch als Antennenkörper. Das Lüfterrad 17 ist ähnlich zu dem Lüfterrad 4 geformt, außer dass nun die Lüfterradschaufeln 18 einen von der Einführungsöffnung 10 ausgehenden inneren Abschnitt 15 einer realen radialen Länge Lr1 und einen daran nach anschließenden äußeren Endabschnitt 19 einer realen radialen Länge Lr2 aufweist. Der innere Abschnitt 15 entspricht einem entsprechenden Abschnitt der Lüfterradschaufeln 11.
Der Endabschnitt 19 unterscheidet sich von dem entsprechenden Endabschnitt der Lüfterradschaufeln 11 dadurch, dass er mäanderförmig geknickt oder gebogen ist. Die zugehörigen, zueinander geknickten Teillängen des Endabschnitts 19 dienen ähnlich wie die Teillängen des Endabschnitts 16 dazu, eine mikrowellenwirksame „gestreckte“ Länge Ls der Lüfterradschaufel 14 zu erreichen, die größer ist als die reale Länge Lr.
5 zeigt in Frontansicht entlang der Antriebsachse 3 ein viertes mögliches Lüfterrad 20, das anstelle des Lüfterrads 4, 13 oder 17 in dem Haushalts-Mikrowellengerät 1 verbaubar ist. Das Lüfterrad 20 weist einen ebenen kreisscheibenförmigen Grundkörper 21 aus elektrisch leitfähigem Material mit einer mittigen Einführungsöffnung 10 zur Einführung der Antriebsachse 3 auf. Der Grundkörper 20 kann z.B. ein Blechteil sein. An einer Flachseite 22 des Grundkörpers 21 sind mehrere Lüfterradschaufeln 23 symmetrisch winkelverteilt um die Einführungsöffnung 10 angeordnet. Die Lüfterradschaufeln 23 können z.B. metallische Blechteile sein, die separat hergestellt und an dem Grundkörper 21 befestigt sind, z.B. durch Anschweißen. Alternativ können die Lüfterradschaufeln 23 Teilbereiche des Grundkörpers 21 darstellen, die auf die Flachseite 22 umgebogen und dann daran befestigt worden sind. Die Lüfterradschaufeln 23 stehen von der Flachseite 22 ab, z.B. zumindest ungefähr senkrecht (d.h., dass sie in der vorliegenden Darstellung senkrecht aus der Bildebene ragen).
In beiden Fällen ragen die Lüfterradschaufeln 23 radial oder seitlich nicht über den Rand 24 des Grundkörpers 21, welcher auch dessen Außenkontur darstellt, hinaus. Der Rand 24 des Grundkörpers 21 ist kreisförmig und damit winkelsymmetrisch zu der Drehachse D.
Ein realer Durchmesser Dr des Grundkörpers 21 entspricht seinem gestreckten Durchmesser Ds, da der Grundkörper 21 nicht geschlungen, sondern durchgängig geschlossen ist. Der Durchmesser Dr liegt im Bereich [0,9·λ; 1,1·λ], insbesondere bei ca. 1,0·λ. Bei einer Mikrowellenfrequenz von f = 2,455 GHz liegt Dr liegt also vorteilhafterweise im Bereich [11 cm; 13,4 cm], insbesondere bei ca. 12,2 cm, oder einem ganzzahligen Vielfachen davon.
Der Grundkörper 21 bildet somit einen Antennenkörper, an dem sich einen stehende Mikrowelle ausbilden kann, die im Bereich der Einführungsöffnung 10 besonders klein oder schwach ist, insbesondere ihren Nulldurchgang aufweist. Die Ausbildung der stehenden Wellen wird nur geringfügig bis vernachlässigbar gering durch die Zahl, Position und/oder Form der Lüfterradschaufeln 23 beeinflusst, solange diese seitlich oder radial nicht bis zum Rand 24 des Grundkörpers 21 ragen.
6 als Schnittdarstellung in Seitenansicht eine nicht maßstäbliche Skizze eines Ausschnitts eines Haushalts-Mikrowellengeräts 25 im Bereich eines Umluftgebläses 2, 3, 26. Das Umluftgebläse 2, 3, 26 ist ähnlich zu dem Umluftgebläse 2, 3, 4 ausgebildet, weist aber nun ein Lüfterrad 26 auf, das nicht als Antennenkörper wie oben beschrieben ausgebildet ist, sondern ein herkömmliches Lüfterrad ist. Um eine Auskopplung von Mikrowellen aus dem Lüfterrad 26 in die Antriebsachse 3 zu verhindern, ist zwischen dem Lüfterrad 26 und der Antriebsachse 3 ein elektrisch isolierendes Zwischenstück 27, z.B. eine Hülse, vorhanden, die eine Hochfrequenzisolierung zwischen dem Lüfterrad 26 und der Antriebsachse 3 bewirkt.
Um mit konstruktiv einfachen Mitteln eine gute Abschirmwirkung bei besonders geringer Einkopplung von Mikrowellen in die Antriebsachse 3 zu erreichen, ist zwischen der Rückwand 7 und dem Lüfterrad 26 - in jeweils ausreichendem Abstand dazu - ein dedizierter Antennenkörper 28 in Form insbesondere einer ebenen, flächig geschlossenen Kreisscheibe an der Antriebsachse 3 befestigt. Eine Ebene des Antennenkörper 28 erstreckt sich senkrecht zu der Drehachse D. Der Antennenkörper 28 wirkt ähnlich zu dem Grundkörper 21 und weist einen realen und damit auch gestreckten Durchmesser Dr zwischen 0,9·λ und 1,1·λ, insbesondere von ca. 1,0·λ, auf.
Selbstverständlich ist die vorliegende Erfindung nicht auf das gezeigte Ausführungsbeispiel beschränkt.
So kann eine Lüfterradschaufel über ihre radiale Ausdehnung auch vollständig geschlungen oder gekrümmt geformt sein.
Zudem kann der kreisscheibenförmige Grundkörper in einem ringförmigen Randbereich, insbesondere radial außerhalb der Lüfterradschaufeln, gewunden ausgebildet sein. Dies kann z.B. durch Einbringen von kreissektorförmig mäanderartig gewundenen Schlitze in den ringförmigen Randbereich umgesetzt sein, wobei die insbesondere gebogen geformt sein können.
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.
Auch kann eine Zahlenangabe genau die angegebene Zahl als auch einen üblichen Toleranzbereich umfassen, solange dies nicht explizit ausgeschlossen ist.
Bezugszeichenliste

1: Haushalts-Mikrowellengerät
2: Gebläsemotor
3: Antriebswelle
4: Lüfterrad
5: Behandlungsraum
6: Durchbruch
7: Rückwand
8: Wandung
9: Luftleitblech
10: Einführungsöffnung
11: Lüfterradschaufel
12: Äußerer Rand
13: Lüfterrad
14: Lüfterradschaufel
15: Innerer Abschnitt
16: Äußerer Endabschnitt
17: Lüfterrad
18: Lüfterradschaufel
19: Äußerer Endabschnitt
20: Lüfterrad
21: Grundkörper
22: Flachseite des Grundkörpers
23: Lüfterradschaufel
24: Rand des Grundkörpers
25: Haushalts-Mikrowellengerät
26: Lüfterrad
27: Zwischenstück
28: Antennenkörper
D: Drehachse
Dr: Realer Durchmesser
Ds: Gestreckter Durchmesser
Lr: Reale Länge
Lr1: Reale Länge
Lr2: Reale Länge
Ls: Gestreckte Länge
Ls2: Gestreckte Länge
11-14: Längen
S1: Schlitz
S2: Schlitz
Ä: Wellenlänge

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 202005005143 U1 [0002]
DE 4135819 A1 [0003]
DE 3738267 A1 [0004]
EP 2247160 A1 [0005]
DE 102013103559 A1 [0006]
EP 0006997 A1 [0007]

Claims

Haushalts-Mikrowellengerät (1; 25), aufweisend - einen mit Mikrowellen der Wellenlänge λ beaufschlagbaren Behandlungsraum (5), der durch eine Wandung (8) begrenzt ist und - eine durch einen Durchbruch (6) der Wandung (8) geführte, in den Behandlungsraum (5) ragende, elektrisch leitfähige Antriebsachse (3), an der ein Lüfterrad (4; 13; 17; 20; 26) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass - an der Antriebsachse (3) ein elektrisch leitfähiger Antennenkörper (4; 13; 17; 20; 28) angeordnet ist, der mit der Antriebsachse (3) elektrisch verbunden ist, und dass - der Antennenkörper (4; 13; 17; 20; 28) so geformt ist, dass sich an ihm bei Bestrahlung des Behandlungsraums (5) mit Mikrowellen eine stehende Welle ausbildet, deren Minimum sich im Bereich der Antriebsachse (3) befindet.
Haushalts-Mikrowellengerät (1; 25) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein gestreckter Durchmesser (Ds) des Antennenkörpers (4; 13; 17; 20; 28) in einem Bereich zwischen 0,9·λ und 1,1·λ liegt.
Haushalts-Mikrowellengerät (1; 25) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Antennenkörper (4; 13; 17; 20; 28) eine in Ansicht entlang einer Längsachse (D) der Antriebsachse (3) symmetrische Außenkontur (12; 24) aufweist.
Haushalts-Mikrowellengerät (1; 25) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Antennenkörper (20; 28) einen kreisscheibenförmigen Grundkörper (21; 28) mit einer mittigen Einführungsöffnung (10) zur Einführung der Antriebsachse (3) aufweist.
Haushalts-Mikrowellengerät (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Antennenkörper (4; 13; 17; 20) dem Lüfterrad entspricht.
Haushalts-Mikrowellengerät (1) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Antennenkörper (13; 17) mehrere Lüfterradschaufeln (14; 18) aufweist, die zumindest abschnittsweise, insbesondere an deren äußeren Abschnitt (16; 19), verschlungen, insbesondere mäanderförmig, geformt sind.
Haushalts-Mikrowellengerät (1) nach einem der Ansprüche 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Antennenkörper (13) mehrere Lüfterradschaufeln (14) aufweist, die zumindest abschnittsweise, insbesondere an deren äußeren Abschnitt (16) nicht-radial geschlitzt (S1, S2) sind.
Haushalts-Mikrowellengerät (1) nach Anspruch 4 in Kombination mit einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Lüfterradschaufeln (23) an mindestens einer Flachseite (22) des kreisscheibenförmigen Grundkörpers (21) angeordnet sind.
Haushalts-Mikrowellengerät (25) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Antennenkörper (28) ein zusätzlich zu dem Lüfterrad (26) an der Antriebsachse (3) vorhandener Körper ist.
Haushalts-Mikrowellengerät (1) nach Anspruch 9, wobei der Antennenkörper (28) eine Grundform einer ebenen Kreisscheibe aufweist.
Haushalts-Mikrowellengerät (25) nach einem der Ansprüche 9 oder 10, wobei - der Antennenkörper an der Antriebsachse (3) zwischen dem Durchbruch (6) durch die Wandung (8) und dem Lüfterrad (26) angeordnet ist und - das Lüfterrad (26) gegenüber der Antriebsachse (3) mikrowellenisoliert ist.