DE2420973A1

DE2420973A1 - Mikrowellenofen

Info

Publication number: DE2420973A1
Application number: DE2420973A
Authority: DE
Inventors: Arnold Marvin Bucksbaum
Original assignee: Amana Refrigeration Inc
Current assignee: Goodman Co LP
Priority date: 1973-05-02
Filing date: 1974-04-30
Publication date: 1974-11-28
Also published as: JPS5015142A; IT1011268B; CA1008509A; AU6753074A; FR2228341A1; BE814355A; GB1465106A; ZA742105B; NL7405754A; CH573089A5

Description

PATENTANWÄLTE DR.-PHIL. G. NICKEL· DR.-ING. J. DORNER 2420973

6 MÜNCHEN 15

LANDWEHRSTR. 35 · POSTFACH 1O4

TEL. (O8 1I) 555719

München, den 29. April 1974 Anwaltsaktenz.: 27 - Pat. 77

Amana Refrigeration Inc., Amana, Iowa, Vereinigte Staaten von Amerika

Mikrowellenof en.

Die Erfindung bezieht sich auf Mikrowellen-Erhitzungsgeräte und insbesondere auf einen Mikrowellenofen mit einer Primärdichtungsanordnung, welche das Entweichen elektromagnetischer Energie aus dem Ofeninnenraum verhindert.'

Bei Mikrowellenerhitzungsgeräten muß das Entweichen elektromagnetischer Energie aus dem Ofeninnenraum entsprechend den Bestimmung der hierfür zuständigen Behörden verhindert werden. Im allgemeinen arbeiten Geräte dieser Art bei den ihnen zugeordneten Frequenzen von 915 MHz oder 2450 MHz. In der nachfolgenden Beschreibung bezeichnet der Ausdruck "Mikrowellen" eine Energie aus demjenigen Teil des elektromagnetischen Energiesprektrums, welcher Wellenlängen in der Größenordnung von 1m bis 1 mm und Frequenzen über 300 MHz entspricht. Bei einer Frequenz von beispielsweise 2450 MHz ist die Wellenlänge im freien Raum innerhalb des Ofeninnenraumes annähernd 12 cm und man erkennt, daß die Ofenmäntel bedeutend größere Abmessungen besitzen als die Wellenlänge der elektrischen Energie im freien Raum beträgt, so daß sich eine Vielzahl von Sehwingungsmoden einstellen kann. Als Energieerzeuger wird für Mikrowellenöfen

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im allgemeinen das Magnetron verwendet und die Energie wird von dort in den Ofeninnenraum' eingespeist, der vorzugsweise in einer Vielzahl von Schwingungszuständen angeregt wird. Um eine Gleichförmigkeit der Erhitzung zu erreichen, wird die eingeführte-Energie im allgemeinen zu einer zyklisch veränderlichen Verteilung mit Bezug auf das zu erhitzende. Gut veranlaßt, was beispielsweise mittels eines mechanischen Schwingungsmoden-Flügelrades erreicht werden kann. Der Ofenmantel ist mit einer Zugangsöffnung versehen, die mit einer Türe abgeschlossen werden kann ^nä die in Umfangsrichtung ausgedehnte Übertragungsleitung, die -von den Wänden der Türe einerseits und des Ofenmantels andererseits begrenzt wird, bildet einen Ausbreitungsweg, über welchen elektromagnetische Energie entweichen kann, welche aber durch entsprechende Dichtungen zurückgehalten wird. .

Man hat bereits eine Vielzahl von Primärdichtungen für Mikrowellenofen entwickelt, welche beispielsweise den US-Patentschriften 2 956 143, 2 958 754 oder 3 448 232 zu entnehmen sind. Bei dieser Art von Dichtungen sind charakteristischerweise metallisch aneinander anliegende Berührungsflächen oder ineinander greifende Konstruktionen vorgesehen. Bei langer Gebrauchsdauer kann sich eine Veränderung der mechanischen Abstände ergeben, so daß in unkontrollierter Weise Spalte entstehen, die zu einem Austritt von Mikrowellen - 3nergie in beträchtlichem Maße führen können. Bei anderen Snergiedichtungen bekannter Art ist eine elektrische. Drosselkonstruktion vorgesehen, die dielektrische Körper aufweist, welche in dem Übertragungsweg angeordnet sind, der durch den Umfangsspalt um die Zugangsöffnung- des betreffenden Mikrowellenofens definiert ist. Außerdem ist ein Resonanzhohlraum vorgesehen, der auf die betreffende Betriebsfrequenz abgestimmt ist. Solche Energiedichtungs-Brosselanordnungen bilden einen Wag geringsten Widerstandes für solche Energie, die längs des Umfangsspaltes zwischen der Ofentüre and den Wänden der Zugangsöffnung gebildet ist. Beispiele von . Energiedichtungs-Dros'selanordnungen finden sich in den US-Patentschriften 3 182 169 und 3 584 177- Energiedichtungs-Drosselanordnungen dieser Art wirken auf die entweichende Energie eines

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bestimmten AusbreiLungsmodus ein und besitzen beispielsweise eine Abmessung des Aasbreitungsweges von annähernd einem Viertel einer Wellenlänge der Energie innerhalb der Übertragungsleitung," welche am Spalteintritt beginnt oder es ergibt sich eine Gesamtlange von einer halben Wellenlänge der entweichenden Energie, gerechnet von einer elektrisch leitenden, kurz schließenden AbsehluBwand, welche wirkungsmäßig die entweichende Energie zum Ausgangspunkt reflektiert.

Es hat sich gezeigt, daß bei längerem Gebrauch Dichtungskonstruktionen dieser Art ihre elektrischen Eigenschaften verändern, was auf mechanischer Abnutzung und/oder auf der Ansammlung von Nahrtmgsmittelresten beruhen kann, welche die Abmessungen zwischen der Tür und dem Ofenmantel verändern und damit die Wirksamkeit der Dichtung verringern. Bekannte Mikrowellenofen oder Mikrowellen-Erhitzungsgeräte, welche zunächst die strengen Vorschriften bezüglich Leckenergie erfüllen, können daher nach einiger Zeit beträchtlich von aen zulässigen Werten abweichen.

Es wurde auch, eine Vielzahl abgewandelter Energiedichtungs-Drosselanordnungen entwickelt, wobei man den Resonanzhohlraum der Energiedichtungs-Drosselanordnung in mindestens einerUmfangswand der Türe oder der Zugangsöffnung vorgesehen hat. Auch wurden Sekundärdichtungskörper verwendet, beispielsweise mit Kohlenstoff oder Ferrit versetzte Dichtungen, die unmittelbar neben oder außerhalb der Primärdiehtungaanordnung vorgesehen wurden, um austretende Energie weiter abzudämpfen und die Vorschriften einhalten zu können. Sobald sich aber die Abmessungen des Spaltes zwischen der Türe und dem Ofenmantel verändern, führt die zusätzliche entweichende Energie auch zu einer unzulässigen Erwärmung der Sekundärdichtungen in unkontrollierbarer Weise.

Durch die Erfindung soll daher die Aufgabe gelöst werden, einen Mikrowellenofen mit einem Ofenmantel, in welchen elektromagnetische Mikrowellenenergie bestimmter Frequenz einleitbar ist, und welcher eine mittels einer Türe abschließbare Zugangsöff— nung aufweist und mit einer frequenzabhängig wirksamen,

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elektrischen Energiedichtungs-Drosselanordnung, welche an dem Ofenrand und der benachbarten Türberandung längs mindestens eines Teiles der Berandung der Zugangsöffnung angeordnet ist, derart auszubilden, daß selbst bei langer Betriebsdauer und Veränderung der mechan-isehen Abmessungen des Spaltes zwischen Zugangsöffnung und Türe eine wirksame Abdichtung des Ofeninnenraumes in einem verhältnismäßig breiten Spektrumsbereich erzielt wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Drosselanordnung Mittel zur Erzeugung bestimmter elektrischer Eigenschaften in Abhängigkeit von mehr als einer bestimmten Frequenz enthält.

Im einzelnen weist die Energiedichtung eine gemeinsame Leiterwandung zwischen einem ersten Übertragungsleitungsabschnitt, welcher an dem Spalt zwischen Tür und Zugangsöffnung beginnt und einem Resonanzhohlraum der Drosselanordnung auf. Diese gemeinsame Wand besitzt jeweils einen ersten Leiterabschnitt, "welcher eine Resonanzfrequenz der Dichtungsanordnung entsprechend öiner bestimmten Betriebsfrequenz bestimmt. Neben dissem ersten Leiterabschnitt liegt ein weiterer Leiterabschnitt mit einer anderen Gesamtlänge, die so gewählt ist, daß hier der Resonanzhohlraum der Drosselanordnung auf eine andere Frequenz abgestimmt ist. Weitere Längenveranderungen der einzelnen leitenden Wandabschnitte können so bemessen sein, daß eine merkliche Verringerung der resultierenden Verstimmung der Energiedichtungsanordnung aufgrund mechanischer Veränderungen und/oder aufgrund von Veränderungen der Spaltabmessungen zwischen Türe und Zugangsöffnung während des Öffnungsvorganges erreicht wird. Jeder leitende Wandungsabschnitt der längenmäßig gestaffelten Energiedichtungsanordnung führt hinsichtlich der Abstimmung unterschiedliche Schaltungsparameter ein, wodurch auch Stör-Seitenbandfrequenzen erfasst werden und sich insgesamt eine Verbreiterung der Resonanzkurve der Energiedichtung einstellt, wodurch ein Entweichen von elektromagnetischer Mikrowellenenergie wirksam verhindert wird.

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Die bezüglich der wirksamen länge gestaffelte Energiedichtungsanordnung kann an der jeweils angrenzenden Wand sowohl der Türe als auch der ZugangsÖffnung des Mikrowellenofens-angeordnet ' sein. Eine weitere Verbesserung der Dichtungseigenschaften kann durch konstruktive Veränderungen in Umfangsrichtung, beispielsweise im Abstand voneinander angeordnete Schlitze, erzielt werden, wie dies an anderer Stelle vorgeschlagen worden ist.

Die neuartige Dichtungskonstruktion erzeugt also zusätzliche Drossel-Resonanzfrequenzen, wodurch eine Verstimmung der Drossel aufgrund von Veränderungen der Abmessungen des Spaltes zwischen Türe und ZugangsÖffnung verringert wird. Die Gesamtanordnung ist dadurch bei weitem nicht mehr so empfindlich gegenüber Veränderungen der kritischen mechanischen Abmessungen, als dies bei Abstimmung auf nur eine einzige spezifische Resonanzfrequenz der Pail ist. Auch ist die Energiedichtung gegenüber entsprechenden bekannten Konstruktionen über einen breiteren Frequenzbereich hin wirksam-. Schließlich ist bemerkenswert, daß die hier vorgeschlagene Dichtungsanordnung nicht so teure energieabsorbierende Körper und Bauteile für die Sekundärenergiedichtungen notwendig macht, wobei diese Dieht-ungskörper in wirksamer Weise nun auch irgendwelche harmonischen Frequenzen absorbieren können, die von der Energiequelle erzeugt werden.

Zweckmäßige Weiterbildungen und Ausgestaltungen bilden im übrigen Gegenstand der anliegenden Ansprüche, auf welche zur Vereinfachung und Verkürzung der vorliegenden Beschreibung hiermit ausdrücklich hingewiesen wird. Einige Ausführungsbeispiele werden nachfolgend unter Bezugnahme auf die anliegende Zeichnung näher erläutert. Es stellen dar:

ffig. 1 eine perspektivische, teilweise aufgebrochen dargestellte Abbildung eines Mikrowellenofens bei geöffneter Türe,

Fig. 2 eine perspektivische Darstellung eines Mikro- · wellenofens bei geachlossener Tür, wobei ein Teil des äußeren Ofengehäuses und der zur Zuführung der Mikrowellenenergie dienenden Lei-

tung -aufgebrochen dargestellt sind,

Pig. 3 einen Vertikals'chnitt durch den Mikrowellenofen nach Figur 2,

Fig: 4 einen Schnitt durch eine Einzelheit des Mikrowellenofens nach Figur 2 entsprechend der in Figur 2 angedeuteten Schnittlinie 4-4,

Fig. 5 eine perspektivische.Teilansicht einer Energiedicht ungs-Dr ο sselanordnung ,

Fig. 6, 6A und 6B im-Schnitt gezeichnete Teilansichten, anderer Ausführungsformen,

Fig- 7 eine graphische Darstellung zur Verdeutlichung der Empfindlichkeit-der Drosselabstimmung abhängig von der Bewegung der Ofentüre für Energiedichtungs-Drosselanordnungen mit einer einzigen wirksamen Länge des Übertragungsweges und einer mehrfachen. Staffelung der wirksamen .. Länge des Übertragungsweges,

Fig. 8A und 8B graphische Darstellungen des Resonanzverhaltens einer Bnergiedichtungs-Drosselan— Ordnung mit mehrfacher Staffelung der wirksamen Länge des Übertragungsweges,

Fig. 9 eine perspektivische Darstellung eines Mikrowellenofens mit seitlicher Anlenkung der Ofentüre und

Fig.10 eine Teilansicht einer anderen.Ausführungsform einer Dichtung für den Mikrowellenofen nach Figur 9·

Ein erstes Ausführungsbeispiel sei anhand der Figuren 1 bis 3 erläutert. Ein Ofenmantel 22 wird von leitfähigen Wänden 23 '

und 24 gebildet und ist von einem Außengehäuse 25 umgeben, welches auch die Mikrowellen-Energiequelle, beispielsweise ein Magnetron, sowie die elektrischen Steuereinrichtungen und Schalt

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kreise umschließt. Eine Schalttafel 26 zeigt Zeitgeber oder Schaltuhren 27 und 28, eine Starttaste 29, eine Ausschalttaste 30 und eine Lichttaste 31· . '

Die iron dem Magnetronoszillator 32 gebildete Energiequelle weist eine" Antennensolde 33 auf, die sich in einem aus dielektrischem Werkstoff gefertigten Dom oder-einer Haube 34 befindet, welche in einen Wellenleiterabschnitt 35 hineinragt, über den Mikrowellenenergie einer bestimmten Frequenz von beispielsweise 245O MHz in den Ofenmantel eingeleitet werden kann. Eine Hoch- » Spannungsquelle mit zugehörigen Steuermitteln und Sicherheitsschaltungen ist durch das Blocksymbol 36 angedeutet. Die elektromagnetische Mikrowellenenergie tritt in den Ofenmantel über das vordere, abgeschrägte Ende 37 der Wellenleitung 35 ein und wird in dem Ofeninnenraum unter zyklischer Veränderung beispielsweise mittels eines verschiedene Schwingungsmoden erzeugenden Flügelrades 38 verteilt, welches eine Anzahl von.Flügeln 39 besitzt, die mittels eines Motors 40 in Umdrehung versetzt werden. Auf diese Weise verteilt sich die Mikrowellenenergie veränderlich innerhalb des Ofenmantels, der zweckmäßig so dimensioniert ist, daß er bei der Resonanzfrequenz mehr als eine Welle bezogen auf die Ausbreitung im freien Raum in seinem Inneren zuläßt. Das zu erhitzende Gut oder die zu erhitzenden Gegenstände ist bzw. sind in dem Ofenmantel auf einem aus dielektrischem Werkstoff bestehenden Tablett 41 angeordnet. Der Ofenmantel ist mit einer Zugangsöffnung 42 an seiner Vorderseite versehen, wobei diese Zugangsöffnung mittels einer Türe 43 abgeschlossen werden kann. Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist eine nach unten abklappbare Türe vorgesehen, die ein unteres Scharnier 44 aufweist und zum Ausgleich des Gewichtes an zwei federbelasteten Armen 45 gehalten ist. Innerhalb des Gerätes werden von den Armen 45 Sicherheitsverriegelungsschalter betätigt, die sich hinter den seitlichen Teilen der Stirnwandung oder hinter den Seitenwandungen befinden. Die Türe 43 enthält eine aus leitfähigem Werkstoff hergestellte. Platte 46 mit einer Vielzahl von Perforationen 47, die so bemessen sind, daß während das Betriebes ein Austritt elektro-

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magnetischer Energie verhindert wird. Die Platte 46 weist ferner an ihrem Rand einen der Drosselanordnung angehörenden Umfangsflansch 48 auf, der zusammen mit der gegenüberliegenden, rundumlaufenden Begrenzungswand der Zugangsöffnung des Ofenmantels einen ersten Wellenüber.tragungsweg definiert, über den entweichende elektromagnetische Energie übertragen werden kann, wobei dieser übertragungsweg am Beginn des Spaltes zwischen Türe und Zugangsöffnung seinen Ausgang nimmt. Auch bildet der Umfangsflansch 48 eine Wand für den Resonanzhohlraum der Drosselanordnung, der so bemessen ist, daß er sämtliche von bestimmter Entfernung her eintreffende Energie reflektiert.

Aus den Figuren 4 und 5 ist zu erkennen, daß die Platte 46 mit einem Rahmen 49 durch bekannte metallurgische Verbindungsverfahren zu einer Baueinheit verbunden ist. Die Verbindung kann beispielsweise durch Vernieten, Punktschweißen und dergleichen erfolgen. Es ist aber auch möglich, die gesamte Anordnung als Gußteil herzustellen. Zierleisten 50 aus rostfreiem Stahl oder aus verchromtem Metall oder aus Chrom können zur Vervollständigung des Aufbaues an dem Rahmen 49 befestigt werden. Über Stehbolzen 53 ist an der Platte 46 eine Fensteranordnung 51 befestigt, welche eine durchsichtige Scheibe 52 aufweist, die aus einem Kunststoff, beispielsweise aus einem unter der Bezeichnung "Lexan" von der Firma General Electric zu beziehenden Material gefertigt sein kann. Ein Verriegelungsarm 54 ist im Randbereich der Türe schwenkbar angelenkt und greift in einen entsprechenden Schlitz 55 in der die Zugangsöffnung umgebenden Stirnwand 56 des Ofengehäuses ein. Ein mechanisch betätigbares Schloß 57» das mit einem Verriegelungsschalter in Wirkverbindung steht, ist an der Schalttafel 26 angeordnet und durch eine Versc-hiebebewegung zu betätigen.

Rund um den Rand der Türanordnung ist eine langgestreckte Energi&- dichtungs-Drosselanordnung 58 vorgesehen. Wie bereits erwähnt, begrenzt der Uinfangsflansch 48 zusammen mit der zur Bildung einer guten Abdichtung leicht abgeschrägten Wand der Zugangsöffnung einen ersten Übertragungsweg 59 für die elektromagnetische Energie, welcher an der Schlitzmündung oder dem Spalt-

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beraicli 60 beginnt« Ein zweiter Übertragungsweg enthält sonanzhohlraum 61 der Droaselanordnung_s dessen Anfangspunkt an der Öffnung 62 liegt und der in einer Kurzschluß-Abschlußwand 63 endet. Der Rahmen 49 ist so abgesetzt, daß er c".ie elektrisch leitende Begrenzungswand 64 des Resonanzhohlraumes 61 und einen vorderen Seitenflansch. 65 bildet, welcher die stirnseitige Gehäusewand 56 des Ofehmantels überlappt. Sowohl der Resonanzhohlraum 61 der Drosselanordnung als auch der erwähnte erste Übertragungsweg 59 sind mit dielektrischem Werkstoff erfüllt, beispielsweise durch einen Isolierstoffkörper 66 aus Polystyrol oder Polypropylen. Sekundär-Energiedichtungen werden von langgestreckten, energieabsorbierenden Dichtungskörpern 67 und 68 gebildet, welche zwischen dem erwähnten Seitenflansch 65 des Rahmens 49 und der Stirnwand 56 des Ofenmantels im an die Zugangsöffnung angrenzenden Randbareich angeordnet sind und elektromagnetische Mikrowellenenergie, welche aus der Drosselanordnung entweicht, absorbieren. Die dielektrischen Dichtungskörper 67 und 68 können aus Gummi oder Kunststoff hergestellt sein, welche mit Kohlenstoff oder kohlenstoffartigen Materialien oder mit Ferrit oder dergleichen versetzt sind, wobei solche Energiedichtungen auch harmonische Frequenzen der primären, vom Magnetron erzeugten Frequenz absorbieren.

Die erwähnte Drosselanordnung bewirkt die Reflexion eines Kurzschlusses von der elektrisch leitenden Absehlußwand 63 zu dem Ausgangspunkt der durch den Spalt 60 entweichenden Energie hin, wobei ein Abstand von annähernd einer halben Wellenlänge bei der Betriebsfrequenz in der Drosselanordnung vorgesehen wird. Der Resonanzhohlraum 61 ist so bemessen, daß er bei der Betriebsfrequenz von beispielsweise 2450 MHz in Resonanz ist und folglich an dem Eingang 62 zu diesem Resonanzhohlraum eine hohe Serienresonanz darstellt, so daß sich an den Eingangsspalt 60 ein Kurzschluß überträgt. Die dem erstgenannten übertragungsweg und dem Resonanzhohlraum der Drosselanordnung gemeinsame, von dem ümfangsflansch 48 der Platte 46 gebildete Wand ist bei bekannten Konstruktionen so bemessen, daß sich gewünschte elektrische Schaltungsparameter bezüglich der Betriebsfrequenz ergeben und folglich ist nur eine einzige wirksame Länge der

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Übertragungsweg© vorgesehen.. Im praktischem Betrieb treten ■während! des Öffnens der !Ir umd/oder nach normalem Verschleiß Veränderungen in den Abmessungen zwischen den-Umfangswandungss der Türe -und der Zugangs Öffnung auf, wodurch eine Verstimmung der elektrischen Resonanzparameter der Drosselanordnung 58 verursacht wird. Es ist dann möglich-, daß elektrische likrowelien.-energie durch den Umfangsspalt 60 vnä den-Übertragungsweg 59 entweicht. Dieses Entweichen, von Mikrowellenenergie bewirkt eine zu starke Erwärmung der sekundären Energiedichtungen an dein Türrand mit dem dielektrischen. Dichtungskörpern 67 und 68 sowie auch eine mögliche Lichtbogenbildung beim Öffnen der Türe vor einer Abschaltung der Betriebsstromkreise durch die Verriegelungsschalter .

Aus Figur 5 sind die Mittel au. ersehen, durch welche eine Verstimmung der Drosselanordnung 53 aufgrund der angegebenen Vorgänge praktisch ausgeschlossen wird. Der die gemeinsame Wand in der Brosse!anordnung 58 bildende ümfangsf lauseii 48 besitzt demgemäß nicht eine einzige Itängenabmessung in der Wellenausbreitungsrichtung, beispielsweise entsprechend einem Viertel einer Wellenlänge der Betrisbsfrequenz bei* Ausbreitung innerhalb des Übertragungswegeε 59, sondern-eine mehrfache Staffelung der Längen, wobei im Abstsni. voneinander vorgesehene leitende Wandabschnitte 69 und 70 gebildet sind_s von denen die Wandabschnitte 69 langer als die Wsndabschnitte 70 sind. Auf diese Weise besitzt der Resonanshohlraum 61 der Drosselanordnung einen ersten Resonanzpunkt bei der Hauptbetriebsfrequenz, während die zweite wirksame-Länge des Übertragungsweges einen weiteren Resonanzpunkt ergibt, der eine Frequenz in einem Abstand von mehreren Megahertz von dem ersten Resonanapunkt ergibt. Auf diese Weise erzielt man eine Verbreiterung des Ansprechbandes der Energiedichtungs-Drosselanordnung. Zusätzlich kann die Länge des zweiten Wandabschnittes 70 so gewählt werden, daS die zweite Resonanzfrequenz weiter von der ersten Resonanzfrequenz entfernt ist und eine Stör-Seitenbandfrequenz, beispielsweise im oberen Spektruatsbereich, ist.

In den Figuren 7 und 8 ist ate Verminderung des Verstimmungseffektes durch die mehrfache Längenstäffelung der von dem Um-

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f-angsflansch 48 gebildeten Wand der Drossel graphisch, dargestellt. In Figur 7 ist der Einfluß des Abstandes zwischen der Tür und der die Zugangsöffnung begrenzenden Wand aufgezeigt. Für eine einzige wirksame Länge der die Drosselanordnung .einseitig "begrenzenden Wand verdeutlicht die ausgezogene Linie 71 das Ausmaß der Frequenzveränderung bei einer Bewegung der· Türe relativ zu der genannten Wand. Für die'Anordnung mit der einzigen wirksamen Länge ist es notwendig, innerhalb einer zulässigen Frequenzänderung zu bleiben, welche bereits bei einer Veränderung der Dimensionen um 3>8 mm auftritt, um die Resonanz bei der Betriebsfrequenz von 2450 MHz aufrecht zu erhalten. Der verhältnismäßig steile Abfall der Kennlinie für die Anordnung mit einer einzigen wirksamen Länge ergibt sich durch Auftragen von Drossel-Ab,stimmungsresonanzpunkten für drei verschiedene Stellungen der Türe gegenüber der Zugangsöffnung des Ofens. Aus dem Steilabfall der Kennlinie lassen sich die Schwierigkeiten, bezüglich des Abstandes zwischen Ofenmantel und Türe nach, längerer Betriebsdauer erkennen. Die gestrichelte Linie 72 verdeutlicht demgegenüber die Messungen für identische Stellungen bzw. Abstände der Türe gegenüber dem Ofen für Anordnungen mit einer mehrfachen Staffelung der wirksamen Länge der Drosselanordnung. Es ist nun möglich, Veränderungen der Dimensionen bis zu etwa 15 mm zuzulassen, ohne daß bei der Konstruktion, wie sie mit Bezug auf die Figuren 1 bis 5 beschrieben worden ist, eine wesentliche Verstimmung des Resonanzpunktes der Drosselanordnung eintritt. Man erkennt, daß die mehrfache Längenstaffelung des die Drosselanordnung begrenzen Wandungsteiles eine geringere Neigung der Kennlinie ergibt, wobei geringere Änderungen der Resonanzfrequenz eintreten, wenn die Türe relativ zu der Wand des Ofenmantels bewegt wird.

In Figur 8 ist die Bandverbreiterung bezüglich der Abstimmung der Drosselanordnung gezeigt. Der zulässige Pegel für die Abdämpfung ist durch die Linie 73 gekennzeichnet. Bei der Haupt-Betriebsfrequenz von beispielsweise 2450 MHz, welche durch die Linie 74 deutlich gemacht ist, besitzt die Anordnung mit

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einer mehrfachen Längenstaffelung eine Hauptresonanz entsprechend dem Schnitt der Kurve 75 mit der Linie 74· Nachdem es mit der Pehrfaeh längengestaffelten Wand der Drosselanordnung möglich ist, eine Abstimmung auf verschiedene Frequenzen zu erzielen, kann man eine Bandbreite für das Wirksamwerden der Energiedichtung erreichen, bei welcher die äusseren Grenzen als Signalfrequenzen F^ und F2 bezeichnet-sind. Die Kurve macht den Unterschied zu bekannten Konstruktionen deutlich, bei welchen am Punkte der Betriebsfrequenz nur eine sehr scharfe Resonanzkurvenspitze auftritt. Demgegenüber kann die Empfindlichkeit der hier erreichbaren Drosselabstimmung sich über 100 MHz und mehr erstrecken, was im Gegensatz zu dem Verhalten der Drosselanordnung mit einer einzigen wirksamen Länge der Begrenzungswand steht, welche nur über einen schmalen Bandbereich in der Größenordnung von 20 MHz bis 40 MHz wirksam ist. Die Figur 8A zeigt die Verhältnisse für den Fall, daß die Längen der Wandabschnitte 69 und 70 körperlich stärker lint er schiedlich sind. Die Betriebsfrequnz und ein störendes Seitenbandsignal werden dann beide entsprechend der Kurve 75A abgedämpft. Zusätzlich kann das weitere, unterdrückte Signal auch eine zweite Harmonische der Betriebsfrequenz sein.

In Figur 6 ist ein Ausführungsbeispiel gezeigt, bei welcher die mehrfach längengestaffelte Wand 76 drei Resonanzfrequenzen bestimmt, die sich aus den Längen der leitfähigen Wandabschnitte 77, 78 und 79 ergeben. Teile, welche denjenigen nach den Figuren 1 bis 5 entsprechen, sind auch mit entsprechenden Bezugszeichen versehen. Figur 6A zeigt einen Umfangsflansch mit mehrfach gestaffelter wirksamer Flanschlänge, wobei diese Dichtungskonstruktion sowohl bei der Grundfrequenz als auch bei einer zweiten harmonischen Frequenz wirksam ist. Die Breite des auf die zweite harmonische Frequenz ansprechenden Wandabschnittes χ ist halb so groß, wie die Breite des auf die Grundfrequenz ansprechenden Wandabschnittes y. Die Länge des auf die zweite harmonische Frequenz abgestimmten Wandabschnittes ist halb so groß wie die Länge des auf die Grundfrequenz ansprechenden Wandabschnittes.

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Figur OB zeigt ein weiteres Beispiel für eine mehrfach längengestaffelte Flanschkonstrukti'on, wobei hier zusätzlich im Abstand voneinander gelegenen Schlitze 1O3A vorgesehen sind,. so daß hier eine Dichtungskonstruktion geschaffen ist, welche auch die Ausbreitung von Energie in Umfangsrichtung längs der " Dichtung verhindert. Ähnlich wie bei der Ausführungsform nach Figur 6A ist diese. Dichtung bei einer Grundfrequenz und einer zweiten harmonischen Frequenz wirksam.

Anhand der Figuren 9 und 10 sei noch eine weitere Ausführungsform der Erfindung näher beschrieben. Auch hier ist der mehrfach längengestaffelte ümfangsflansch mit im Abstand voneinander gelegenen Schlitzen versehen, wie dies an anderer Stelle bereits vorgeschlagen worden, ist. Bei dieser Konstruktion wird die Dichtwirkung der Energiedichtung weiter dadurch erhöht, daß die Ausbreitung von Mikrowellenenergie in Umfangsrichtung längs der Dichtung im wesentlichen verhindert wird, insbesondere bezüglich der Schwingungszustände höherer Ordnung, welche durch die Energieausbreitung längs des oben erwähnten ersten Übertragungsweges zwischen der Türkonstruktion und den Wänden der Zugangsöffnung des Ofens angeregt werden, Diese im Abstand voneinander befindlichen Schlitze sind bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel in einem gegenseitigen Abstand angeordnet, welcher kleiner als eine halbe Wellenlänge der Betriebsfrequenz bei freier Wellenausbreitung ist. Die hier gezeigte Ausführungsform eines Mikrowellenofens besitzt eine seitlich angelenkte Türe. Die Zugangsöffnung 80 kann also durch die Türkonstruktion 81 abgeschlossen werden, welche einen Verriegelungshaken 82 besitzt. An der im oberen Teil des Gerätes befindlichen Schalttafel 83 befindet sich ein Riegel 84, welcher in einen Schlitz 85 der Umfangswand der Türkonstruktion 81 eingeschoben werden kann. Durch Bewegung des Riegels 84 wird ein Sicherheits-Verriegelungsschalter ₍ betätigt. Der Haken 82 greift in einen Schlitz 86 ein, der in der stirnseitigen, die Zugangsöffnung umgebenden Wand 87 des Ofenmantels vorgesehen ist. Ein weiterer Sicherheits-Verriegelungsschalter 88 ist an einer Halteplatte 89 befestigt,. die zwischen dem äußeren Ofengehäuse 90 und der den inneren

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Ofenmantel bildenden., leitenden Wand 91 montiert ist. An der Schalttafel befindet sich noch eine Zeitschaltuhr 92 zur Betätigung und Inbetriebsetzung des Gerätes.

Die Türe 81 weist eine elektrisch leitfähige Platte 93 mit einer Vielzahl von Perforationen 94 auf. Eine Drosselanordnung ist durch einen Umfangsflanseh 95 in Zusammenwirkung mit Wandteilen 96 und 97 gebildet, welche einen Resonanzhohlraum· 98 umgrenzen, der eine Eingangsöffnung 99 besitzt. Ein nach der Seite wegstehender Flansch 100 überlappt die stirnseitige, die Zugangsöffnung umgebende Wand 87 des Ofenmantels, wenn die Türe 81 geschlossen ist. Der Umfangsflanseh 95 der Platte 94 ist mit kürzeren leitfähigen Wandabschnitten 101 und längeren leitfähigen Wandabschnitten 102 in .abwechselnder Folge versehen. Außerdem besitzt der IfmfangsflaiBch 95 eine Reihe im Abstand voneinander gelegener Schlitze 103 zu dem oben angegebenen Zwecke entsprechend dem erwähnten älteren Vorschlag, um die Schaltungsparameter der Energiedichtung zu verändern und eine Ausbreitung von Schwingungszuständen höherer Ordnung in Umfangsrichtung im wesentlichen zu verhindern. Eine Abdeckung 104 aus nicht leitendem Werkstoff, beispielsweise aus Kunststoff, überdeckt die Außenfläche des eine Drosselbegrenzungswand bildenden öiafangsf!ansehes 95 und außerdem sind langgestreckte, aus dielektrischem Werkstoff bestehende Dichtungskörper ( nicht dargestellt) innerhalb des Resonanzhhhlraumes 98 der Drosselanordnung vorgesehen. Die Abdeckung 104 besitzt ein Fenster 105 _t ^s in. das Innere des Ofenmantels blicken zu können. Eine sekundäre Energie-Absorptionseinrichtung ist durch eine Dichtimg 106 gebildet, welche mit einem Abschnitt 107 nahe dem Ausgang der Drosselanordnung und dem ersten Übertragungsweg gelegen ist. Die Dichtung ist mit Kohelnstoff oder kohlenstoffartigem Material oder mit Ferrit versetzt. In ähnlicher 'iieise können sekundäre Energieabsorptionsdichtungen an den leitfähigen Wänden 87 rund um die Zugangsöffnung vorgesehen sein.

Dem Fachmann bietet sich im Hahmen der Erfindung noch eine Vielzahl von Abwandlungsmöglichkeiten und Weiterbildungen der beschriebenen Dichtkonstruktionen.

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Claims

Patentansprüche.

1 .Λ Mikrowellenofen mit einem Ofenmantel, in welchen -elektromagnetische Mikrowellenenergie bestimmter Frequenz einleitbar ist und welcher eine mittels einer Türe abschließbare ■Zugangsöffnung aufweist und mit einer frequenzabhängig wirksamen, elektrischen Energiediehtungs-Drosselanordnung, welche an dem Öffnungsrand und der benachbarten Türberandung längs mindestens eines Teiles der Berandung der Zugangsöffnung angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Drosselanordnung Mittel (69, 70 bzw. 77, 78, 79 bzw. 101, 102) zur Erzeugung bestimmter elektrischer Eigenschaften in Abhängigkeit von mehr als einer bestimmten Frequenz enthält.
2. Mikrowellenofen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Energiedichtungs-Drosselanordnung aus Leiterwerkstoff bestehende Begrenzungswände ( 23, 64, 48, 49, 63) aufweist, von denen mindestens eine mindestens abschnittsweise eine mehrfache längenstaffelung ihrer wirksamen Länge entsprechend einer Abstimmung auf bestimmte Frequenzen der abzudichtenden Mikrowellenenergie aufweist.
3. Mikrowellenofen nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Drosselanordnung bzw. der Raum zwischen den sie begrenzenden leitenden Wänden mit dielektrischem Werkstoff (66) erfüllt ist.
4. Mikrowellenofen nach Anspruch 3 und/oder Anspruch 2, dadurch, gekennzeichnet, daß die Längenstaffelung in einer Richtung im wesentlichen senkrecht zum Rand der Zugangsöffnung (42 bzw. 80) vorgesehen ist, derart, daß sich mehrere Drossel-'anordnungs-Resonanzfrequenzen ergeben.
5. Mikrowellenofen nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Energiediehtungs-Drosselanordnung bzw. eine der sie begrenzenden, leitfähigen Wände (95) mit im Abstand voneinander gelegenen Schlitzen (10*3 bzw. 103 A)

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versehen ist bzw. sind, deren Abstand kleiner als eine halbe Wellenlänge der in den Ofenmantel eingeleiteten Mikrowellenenergie bei Ausbreitung im freien Raum ist, derart, daß eine Wellenausbreitung in Umfangsrichtung längs der Endergiedichtungs-Drosselanordnung im wesentlichen verhindert wird (Figuren 6B, 9 und 10).
6. Mikrowellenofen nach einem der Ansprüche 1 bis 5> dadurch gekennzeichnet, daß sich auf der Ausgangsseite der Energiedichtungs—Drosselanordnung eine sekundäre Absorptions-Dichtungskonstruktion (65? 68, 56, 67) befindet, welche aus der Energiedichtungs—Drosselanordnung entweichende Mikrowellenenergie absorbiert.
7. Mikrowellenofen nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Energiedichtungs-Drosselanordnung einen Energieübertragungsweg für nahe dem äußeren Rand der Zugangsöffnung ihren Ausgang (58) nehmende Mikrowellenenergie und einen Drossel-Resonanzhohlraum (61) enthält, wobei der genannte Übertragungsweg mindestens von Teilen einer Begrenzungswand (23) der Zugangsöffnung und Wandteilen (48) der Türe (43) begrenzt wird und wobei der Drossel-Resonanzhohlraum (61) eine elektrisch leitfähige Wand (48) mit dem genannten Übertragungsweg gemeinsam hat und in einer elektrisch leitfähigen Abschlußwand (63) endet, welche einen elektrischen Abstand von im wesentlichen dem Einfachen oder Mehrfachen einer halben Wellenlänge einer bestimmten Resonanzfrequenz von dem erwähnten Ausgangspunkt besitzt und wobei schließlich die Mittel zur Erzeugung bestimmter elektrischer Eigenschaften der Energiedichtungs-Drosselanordnung eine Abstimmung des Drossel-Resonanzhohlraumes auf mehr als eine Frequenz bewirken.
8. Mikrowellenofen nach Anspruch 7 und Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die gemeinsame Leiterwand (48) zwischen dem genannten Übertragungsweg und dem Drossel-Resonanzhohlraum (61)

der

die erwähnte mehrfache Staffelung/wirksamen Länge (69, 70) aufweist, derart, daß entsprechend den unterschiedlichen Abständen

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mit Bezug auf den Ausgangspunkt der entweichenden MikroweTLenenergie unterschiedliche Resonanzfrequenzen erhalten werden.
9· Mikrowellenofen nach Anspruch 8_f dadurch gekennzeichnet, daß die genannte, leitfähige Wand (48) abwechselnd kürzere (70) und längere (69) Wandabschnitte aufweist.
10. Mikrowellenofen nach einem der Ansprüche 1 bis 5 oder 7 bis 9 und/oder Anspruch 6, "dadurch gekennzeichnet, daß die sekundäre Energiedichtung (65, 68, 56, 67) verlustbehaftetes, energieabsorbierendes Material enthält.
11. Mikrowellenofen nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß sich der bzw. ein Drossel-Resonanzhohlraum (61) der Energiedichtungs-Drosselanordnung längs mindestens ei-, nes Teiles einer randständigen Wand der Türkonstruktion (43_f 46) erstreckt.
12. Mikrowellenofen nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß sich der bzw. ein Drossel-Resonanzhohlraum der- Energiedichtungs-Drosselanordnung längs mindestens eines Teiles einer Begrenzungswand der -Zugangsöffnung des Ofenmantels erstreckt.

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