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Die
Erfindung betrifft ein Mikrowellengerät oder ein Kombinationsgargerät mit Mikrowellenbetrieb.
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In
Mikrowellengeräten
werden in einem Garraum Lebensmittel mit Mikrowellen gegart. In
Kombinationsgargeräten
sind neben dem Mikrowellenbetrieb auch weitere Betriebsarten zum
Garen von Speisen, z.B. Grillbetrieb, Ober- und/oder Unterhitze, Umluftbetrieb,
vorgesehen, die einzeln oder auch gemeinsam betrieben werden können. Im
Folgenden sind unter der Bezeichnung Mikrowellengerät sowohl die
reinen Mikrowellengeräte
als auch die Kombinationsgeräte
zu verstehen.
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Die
elektronischen Komponenten und Bauteile zur Steuerung der Gerätefunktionen,
insbesondere die Schalter zum Ein- und Ausschalten verschiedener Funktionseinheiten
des Geräts,
wie Magnetron (Mikrowellengenerator) für die Mikrowellenerzeugung,
Grill, Heizelemente, Kühleinrichtungen,
Beleuchtung, Drehtellermotor, usw., sind in Mikrowellengeräten bekanntermaßen auf
einer Elektronikplatinen untergebracht und in einer elektrischen und/oder
elektronischen Schaltung integriert.
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Der
Garraum der Mikrowellengeräte
ist üblicherweise über eine
Tür zugänglich.
Zur Sicherheit der Gerätebediener
muss dabei allerdings sichergestellt sein, dass die Mikrowellenerzeugung
nur bei geschlossener Tür
angeschaltet bzw. anschaltbar ist, d.h. dass beim Öffnen der
Tür die
Mikrowel lenerzeugung sicher ausgeschaltet ist bzw. wird und bei
geöffneter
Tür keine
Mikrowellen erzeugt werden können.
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Diese
Funktion wird bekanntermaßen
durch einen Türschalter
sichergestellt. Für
den Fall, dass dieser Türschalter
ausfallen sollte, ist ferner eine Türschalter-Ausfallsicherung
vorgesehen, die die Mikrowellenerzeugung bei einem Ausfall des Türschalters unterbindet.
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Es
ist bekannt, derartige Türschalter-Ausfallsicherungen
direkt mit dem Magnetron bzw. einem Transformator des Magnetrons
zu verbinden, so das bei einem Ausfall des Türschalters und einem dadurch
hervorgerufenen Durchbrennen der Sicherung das Magnetron stromlos
geschaltet wird. Nachteilig bei einer derartigen Anordnung der Türschalter-Ausfallsicherung
ist allerdings, dass die Sicherung dadurch im Eingangsleistungsbereich
des Magnetrons und damit in einem Hochleistungsbereich integriert ist.
Daher kommen üblicherweise
für große Stromstärken ausgelegte
Sicherungen, beispielsweise 16 Ampere (A) – Sicherungen, als Türsehalter-Ausfallsicherungen
zum Einsatz.
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Bisher
ist es ferner üblich,
diese Ausfallsicherung in Mikrowellengeräten getrennt von der Elektronikplatine
im Gerätegehäuse anzuordnen. Hierzu
wird eine Fassung für
die Sicherung im Gehäuse
befestigt. Diese Fassung weist üblicherweise Federkontakte
auf, in die die Ausfallsicherung eingesetzt wird. Diese Federkontakte
dienen gleichzeitig der Kontaktierung der Sicherung. Über die
Federkontakte ist die Sicherung über
Drahtverbindungen direkt mit der Stromversorgung des Magnetrons
(Mikrowellengenerators) verbunden.
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Nachteilig
bei einer derartigen Anordnung der Ausfallsicherung ist, dass die
Zuverlässigkeit
der Sicherung unter an derem von einer zusätzlichen Komponente, der Fassung
zur Aufnahme der Sicherung, abhängig
ist. Außerdem
wird die Zuverlässigkeit
der Ausfallsicherung bestimmt von der Zuverlässigkeit der Kontaktierung
der Sicherung durch die Federkontakte. Zudem erhöhen die zusätzlichen Komponenten, insbesondere
die Fassung mit Federkontakten sowie deren Montage in das Gehäuse und
die Anbringung der Verbindungsleitungen, die Herstellkosten der
Geräte.
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Für die Kontaktierung
einer Sicherung ist es ferner bekannt, Lötverbindungen herzustellen.
Dies erfolgt auf Leiterplatten beispielsweise durch Axial- oder
Radialbestückung
mit Bestückungsautomaten.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Anordnung einer Türschalter-Ausfallsicherung
in einem Mikrowellengerät
und deren schaltungstechnische Integration derart zu verbessern,
dass die Zuverlässigkeit
der Ausfallsicherung erhöht
und die Herstellkosten des Geräts
reduziert werden.
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Diese
Aufgabe wird gemäß der Erfindung durch
ein Mikrowellengerät
mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
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Gemäß Anspruch
1 beruht die Erfindung auf der Überlegung,
ein Mikrowellengerät
anzugeben, umfassend
- a) eine elektronische
Schaltung zur Steuerung der Gerätefunktionen,
- b) mindestens einen Garraum für Lebensmittel,
- c) mindestens eine Tür
zum Öffnen
und Schließen des
Garraums,
- d) mindestens einen Türschalter,
der sicherstellt, dass der Mikrowellenbetrieb beim Öffnen der
Tür und/oder
bei geöffneter
Tür ausgeschaltet
wird bzw. ist, und
- e) mindestens eine Ausfallsicherung für den Türschalter, die sicherstellt,
dass bei Ausfall der Türschalterfunktion
der Mikrowellenbetrieb abgeschaltet ist und/oder wird,
- f) wobei die Ausfallsicherung schaltungstechnisch in einen Niederleistungsbereich
der elektronischen Schaltung des Mikrowellengeräts integriert ist.
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Unter
Mikrowellengerät
sind dabei wiederum alle Geräte
mit Mikrowellenbetrieb zu verstehen, also auch alle Kombinationsgargeräte.
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Unter
Niederleistungsbereich der elektronischen Schaltung des Mikrowellengeräts ist ein
Schaltungsbereich zu verstehen, in dem Leistungen auftreten, die
mindestens um den Faktor 10 unterhalb der zur Mikrowellenerzeugung
am Magnetron erforderlichen Eingangsleistung liegen.
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Der
Vorteil der Erfindung liegt vor allem in der Anordnung der Türschalter-Ausfallsicherung
in einem Niederleistungsbereich der elektronischen Schaltung. Dadurch
lassen sich Sicherungen zur Absicherung niedrigerer Stromstärken, beispielsweise 500
mA anstelle der nach dem Stand der Technik erforderlichen 16 A,
einsetzen, die i.d.R. zu geringeren Kosten beschafft werden können und
dadurch zu Senkung der gesamten Geräteherstellkosten beitragen.
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Vorteilhafte
Ausgestaltungen und Weiterbildungen sind in den von Anspruch 1 abhängigen Ansprüchen angegeben.
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Eine
bevorzugte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass die elektronische
Schaltung zumindest teilweise auf mindestens einer Elektronikplatine realisiert
ist und die Aus fallsicherung auf der oder einer der Elektronikplatine(n)
integriert ist.
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Unter
Elektronikplatine ist die mit Bauteilen bestückte Leiterplatte (Basismaterial
mit Leiterbahnen) zu verstehen.
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Der
Vorteil dieser Weiterbildung besteht darin, dass eine direkte Kontaktierung
der Ausfallsicherung auf der Elektronikplatine möglich ist. Es entfallen zusätzliche
Verbindungsleitungen, wodurch die Zuverlässigkeit der Sicherung erhöht wird.
Ferner kann die Ausfallsicherung gleich bei der Herstellung der
Elektronikplatine mit aufgebracht werden. Auf diese Weise entfällt der
zusätzliche
Montageschritt der Einbringung einer Sicherungsfassung in das Gerätegehäuse sowie
die Anordnung der Sicherung in der Fassung. Dadurch werden die Herstellkosten
des Geräts
insgesamt reduziert.
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Eine
weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung besteht darin,
die Sicherung durch Lötverbindungen
auf der Elektronikplatine (Leiterplatte) zu befestigen. Ferner kann
die Sicherung mittels SMD-Technik auf der Elektronikplatine befestigt
sein.
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Eine
derartige Befestigung der Türschalter-Ausfallsicherung
trägt deutlich
zur Erhöhung
der Zuverlässigkeit
der Sicherung bei. Durch diese Befestigungsarten erfolgt eine direkte
Kontaktierung der Sicherung ohne Zwischenschaltung weiterer Komponenten
wie Fassung und Kontaktfedern. Dadurch werden die sich hieraus ergebenden
Fehlerquellen ausgeschaltet. Ferner werden mit diesen Befestigungstechniken
standardmäßig auch
die anderen Komponenten der Elektronikplatine auf der Leiterplatte
angebracht, so dass nunmehr die Sicherung im Rahmen der Herstellung
der Elektronikpla tine ohne aufwändige
zusätzliche
Maßnahmen
ebenfalls auf der Leiterplatte befestigt und kontaktiert werden kann.
Dadurch reduzieren sich wiederum die gesamten Geräteherstellungskosten.
Die SMD-Technik ermöglicht
darüber
hinaus eine sehr kompakte Ausführung
der Erfindung.
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Die
Erfindung wird nachstehend auch hinsichtlich weiterer Merkmale und
Vorteile anhand der Beschreibung eines Ausführungsbeispiels und unter Bezugnahme
auf die beiliegende Zeichnung näher erläutert.
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Hierbei
zeigt
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1 ein
schematisch vereinfachtes Schaltbild eines Ausführungsbeispiels für die Beschaltung eines
Mikrowellengeräts.
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In 1 ist
schematisch die elektronische Schaltung 2 eines Mikrowellengeräts dargestellt.
Die dazugehörige
Mikrowelle umfasst neben dem eigentlichen Mikrowellenbetrieb weitere
Betriebsarten mit zusätzlichen
Komponenten wie Ofenbetrieb (Backofen) oder Grillbetrieb. Ein Magnetron 3 zur
Erzeugung der Mikrowellen samt zugehörigem Transformator 3b ist
in 1 schaltungstechnisch schematisch dargestellt.
Ferner ist eine zugehörige
Steuerung 3a für
das Magnetron 3 zu erkennen.
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Ebenfalls
dargestellt ist in 1 eine Steuerung 4 für einen
Ofen sowie ein Motor 5 für Umluftbetrieb und ein Grill 6.
Als weitere Komponenten umfasst die Schaltung eine Klingelzeichenerzeugung 7, einen
Drehmotor 8 für
einen Drehteller zur Koch- bzw. Gargutaufnahme, zwei Motoren 9, 10 für die Kühlung (Kühlgebläse) und
eine Lampe 11 zur Beleuchtung des Garraums des Mikrowellengeräts.
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Die
Schaltung 2 ist in 1 auf der
linken Seite an eine Stromversorgung mit den Anschlüssen N,
L, G angeschlossen.
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In
der Mitte der 1 ist mit einer gestrichelten
Linie eine Elektronikplatine 12 angedeutet. Diese ist über den
Transformator 18 mit der Stromversorgung N, L, G verbunden.
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Die
gestrichelte Linie der Elektronikplatine 12 deutet an,
welche Schaltungskomponenten (unter anderem) auf der Elektronikplatine 12 angebracht sind.
Dies sind die Schalter/Relais 19a,..., 19h für die verschiedene
Gerätefunktionen,
einschließlich
eines Schalters 19d für
den Transformator 3b des Magnetrons 3.
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Weiter
ist auf der Elektronikplatine 3 eine Türschalter-Ausfallsicherung 13 integriert.
Diese ist schaltungstechnisch derart integriert, dass bei einem Durchbrennen
der Sicherung 13 der Transformator 18, der die
Elektronikplatine 12 versorgt, von der Stromversorgung
N, L, G getrennt wird und damit die Elektronikplatine 12 stromlos
geschaltet wird. In stromlosen Zustand sind die Schalter/Relais 19a,
..., 19h geöffnet
und damit alle Mikrowellenfunktionen einschließlich der Mikrowellenerzeugung
stillgelegt.
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Die
Türschalter-Ausfallsicherung 13 ist
vorzugsweise direkt mit der Elektronikplatine 12 verlötet. Bei
der Ausfallsicherung 13 kann es sich insbesondere um eine
SMD-Sicherung, d.h. eine mit SMD-Technik aufbringbare Sicherung
handeln (SMD = Surface Mount Devices).
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Für das Sicherstellen
des Abschaltens des Mikrowellenbetriebs beim Öffnen einer Tür des Mikrowellengeräts sind
in 1 ein linker Türschalter 17,
ausgebildet als Schließer,
und ein rechter Türschalter 14,
der die Komponenten Öffner 15 und Schließer 16 umfasst,
vorgesehen. Für
diesen letztgenannten Türschalter 17 bildet
die Sicherung 13 die Türschalter-Ausfallsicherung.
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Die
Wirkungsweise der Türschalter-Ausfallsicherung 13 im
Zusammenspiel mit dem Türschalter 14 wird
im Folgenden beschrieben:
Ist die Tür des Garraums des Mikrowellengeräts geschlossen,
so ist der Schließer 16 geschlossen.
Ist ferner der Mikrowellenbetrieb eingeschaltet, d.h. der Schalter 19d geschlossen,
so ist der Transformator 3b des Magnetrons 3 an
die Stromversorgung N, L, G angeschlossen, Mikrowellen werden erzeugt.
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Wird
nun die Tür
des Garraums geöffnet,
so wird der Schließer 16 geöffnet und
der Transformator 3b des Magnetrons 3 wird von
der Stromversorgung N, L, G getrennt. Somit werden keine Mikrowellen mehr
erzeugt, die Sicherheit des Bedieners des Mikrowellengeräts ist gewährleistet.
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Wäre der Schließer 16 allerdings
defekt, d.h. würde
er trotz Öffnens
der Tür
nicht Öffnen
und würde
damit die elektrische Verbindung nicht getrennt, so würde das
Magnetron auch bei geöffneter
Tür Mikrowellen
erzeugen. Daher ist in der Schaltung 2 als weitere Komponente
des Türschalters 14 ein Öffner 15 vorgesehen.
Dieser ist zum einen über
den Schließer 16 und
den Schalter 19d mit Anschluss L der Stromversorgung verbunden
(Reihenschaltung von Öffner 15,
Schließer 16 und
Schalter 19d), zum anderen über die Sicherung 13 mit
Anschluss N der Stromversorgung (Reihenschaltung von Öffner 15 und
Sicherung 13). Sind somit der Schließer 16 und der Schalter 19d geschlossen,
so verursacht das Schließen
des Öffners 15 einen
Kurzschluss (zwi schen den Anschlüssen
L und N). Dadurch brennt die Sicherung 13 durch, wodurch
die Elektronikplatine 12 stromlos geschaltet wird. Dadurch
werden alle Schalter/Relais 19a, ..., 19h geöffnet und
damit u.a. die Mikrowellenerzeugung durch das Magnetron 3 eingestellt.
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Um
diese Wirkung des Öffners 15 für die Absicherung
der Türschalterfunktion
nutzbar zu machen, ist der Öffner 15 daher
so mit der Tür
des Garraums des Mikrowellengeräts
verbunden bzw. so beschaltet, dass er bei geschlossener Tür geöffnet ist und
beim Öffnen
der Tür
die elektrische Verbindung schließt.
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Somit
kann bei geschlossener Tür
der oben beschriebene Kurzschluss nicht auftreten, da der Öffner 15 geöffnet und
die elektrische Verbindung damit getrennt ist. Da der Öffner 15 in
Reihe mit dem Schließer 16 geschaltet
ist (siehe oben), entsteht der Kurzschluss auch dann nicht, wenn
der Schließer 16 geöffnet ist.
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Fällt der
Schließer 16 allerdings
aus, d.h. öffnet
er beim Öffnen
der Tür
nicht, so entsteht nunmehr der oben beschriebene Kurzschluss zwischen
den Anschlüssen
L und N der Stromversorgung, da beim Öffnen der Tür der Öffner 15 geschlossen
wird und damit die zugehörige
elektrische Verbindung ebenfalls geschlossen wird. Dadurch kommt
es zu den oben beschriebenen Folgen. Die Türschalter-Ausfallsicherung 13 brennt
durch. Dadurch werden der Transformator 18 und damit die
Elektronikplatine 12 stromlos geschaltet, wodurch der Schalter 19d öffnet und
somit auch das Magnetron 3 stromlos wird und damit keine
Mikrowellen mehr erzeugt werden. Dadurch entsteht eine zusätzliche
Absicherung für
das Ausschalten der Mikrowellenerzeugung beim Öffnen der Tür.
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Über den
linken Türschalter 17 ist
in der dargestellten Schaltung 2 eine weitere Absicherung
vorgesehen, die beim Öffnen
der Tür
den Mikrowellenbetrieb und ggf. weitere Funktionen abschaltet.
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Der
Schaltungsbereich um Magnetron 3 und dessen Transformator 3b stellen
einen Hochleistungsbereich der Schaltung 2 dar. Erfindungsgemäß ist im
dargestellten Ausführungsbeispiel
die Türschalter-Ausfallsicherung 13 nicht
direkt mit dem Transformator 3b des Magnetrons 3 oder
mit dem Magnetron 3 selbst verbunden und damit nicht im Hochleistungsbereich
der Schaltung 2 angeordnet. Vielmehr ist die Sicherung 13 parallel
zum Transformator 3b des Magnetrons 3 geschaltet,
in Reihe mit dem Transformator 18 der Elektronikplatine 12.
Damit ist die Sicherung 13 in einem Niederleistungsbereich
der Schaltung 2 angeordnet, d.h. in einem Bereich; in dem
die Leistungsaufnahme mindestens um den Faktor 10 unterhalb
der Leistungsaufnahme im Hochleistungsbereich (Schaltungsbereich
um das Magnetron 3) liegt. Dadurch kann eine kostengünstigerer
Sicherung zur Absicherung niedrigerer Stromstärken, beispielsweise 500 mA
anstelle der bei direkter Anbindung an den Magnetron-Transformator erforderlichen
16 A, eingesetzt werden.
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- 2
- elektronische
Schaltung eines Mikrowellengeräts
- 3
- Magnetron
- 3a
- Steuerung
für das
Magnetron 3
- 3b
- Transformator
des Magnetrons 3
- 4
- Steuerung
für einen
Ofen
- 5
- Motor
für Umluftbetrieb
- 6
- Grill
- 7
- Klingelzeichenerzeugung
- 8
- Drehmotor
für Drehteller
- 9,
10
- Motor
für die
Kühlung
(Gebläsemotoren)
- 11
- Lampe
- 12
- Elektronikplatine
- 13
- Türschalter-Ausfallsicherung
- 14
- rechter
Türschalter
- 15
- Öffner als
Komponente des rechten Türschalters 14
- 16
- Schließer als
Komponente des rechten Türschalters 14
- 17
- Linker
Türschalter
(Schließer)
- 18
- Transformator
der Elektronikplatine 12
- 19a,
...h
- Schalter/Relais
für verschiedene
Gerätefunktionen
- 19d
- Schalter
für Transformator 3b des
Magnetrons 3
- N,
L, G
- Anschlüsse der
Stromversorgung