EP3897074A1 - Hochfrequenzwellenheizmodul - Google Patents

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Publication number
EP3897074A1
EP3897074A1 EP21162227.9A EP21162227A EP3897074A1 EP 3897074 A1 EP3897074 A1 EP 3897074A1 EP 21162227 A EP21162227 A EP 21162227A EP 3897074 A1 EP3897074 A1 EP 3897074A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
frequency wave
frequency
heating module
circuit board
cover
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP21162227.9A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Oliver Büse
André Kersting
Werner Klausfering
Thomas Wixforth
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Miele und Cie KG
Original Assignee
Miele und Cie KG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Miele und Cie KG filed Critical Miele und Cie KG
Publication of EP3897074A1 publication Critical patent/EP3897074A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B6/00—Heating by electric, magnetic or electromagnetic fields
    • H05B6/64—Heating using microwaves
    • H05B6/66—Circuits
    • H05B6/662—Aspects related to the boost transformer of the microwave heating apparatus
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B6/00—Heating by electric, magnetic or electromagnetic fields
    • H05B6/64—Heating using microwaves
    • H05B6/642—Cooling of the microwave components and related air circulation systems
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B6/00—Heating by electric, magnetic or electromagnetic fields
    • H05B6/64—Heating using microwaves
    • H05B6/66—Circuits
    • H05B6/68—Circuits for monitoring or control
    • H05B6/686—Circuits comprising a signal generator and power amplifier, e.g. using solid state oscillators

Definitions

  • the invention relates to a high-frequency wave heating module according to the preamble of claim 1 and a high-frequency wave household appliance with such a high-frequency wave heating module according to claim 12.
  • High-frequency waves are understood to mean electromagnetic waves with a frequency of approx. 1 to approx. 300 GHz, i.e. with wavelengths of approx. 30 cm to approx. 1 mm.
  • High-frequency waves can cause molecules to vibrate and thereby increase the temperature of the molecules. This is used, for example, with high-frequency wave ovens in order to heat, cook or cook food within the cooking space.
  • a high-frequency wave oven also called a high-frequency wave oven, usually has an outer housing, inside of which a cooking space is provided.
  • the cooking space is accessible from the outside through an access opening which can be pivotably closed and opened by means of a door or a flap.
  • display and control elements are usually also provided in order, for example, to be able to set the performance and duration of the process by a user.
  • At least one high-frequency wave heating module is usually arranged between the outer housing and the cooking space, which module can generate the high-frequency waves and guide them into the cooking space as a cavity through at least one corresponding high-frequency waveguide.
  • magnetrons instead of generating powerful RF waves using magnetrons as is customary, they can also be generated using transistors.
  • the DE 10 2014 226 280 A1 describes a microwave generator for a microwave oven.
  • the microwave generator has a control board on which, among other things, a microcontroller for controlling the microwave generator is attached, and an amplifier board which contains a number of electrical components which are used to generate the microwave radiation.
  • a heat sink is arranged above the amplifier board, which is applied directly to the amplifier board and is directly connected to it, so that heat generated by components of the amplifier board can be dissipated by means of the heat sink.
  • the heat sink has cooling fins and a fan.
  • the microwave generator is closed at the bottom by a cover made of die-cast aluminum. The cover, together with the heat sink, forms a housing of the microwave generator, which makes it microwave-tight except for two laterally arranged antennas encloses. The microwave radiation is then guided laterally into the cooking chamber by the two antennas via an RF waveguide.
  • the microwave generator has at least a first channel and a second channel, the first channel having a first amplifier circuit and a first antenna connected to it for generating microwaves with a power up to a maximum of a first partial power, and the second channel having a second amplifier circuit and a has connected to it a second antenna for generating microwaves with a power up to a maximum of a second partial power and wherein a maximum total power of the microwave generator is composed of the partial powers of its channels.
  • the disadvantage here is that the microwave generator or the microwave oven is constructed in a comparatively complex manner and corresponding costs can be incurred during manufacture and / or assembly.
  • a coaxial line with appropriate coaxial connectors between the HF module (high frequency module) as a microwave generator and the treatment room of the microwave oven in order to conduct the HF energy (high frequency energy) to the interior.
  • the coaxial line can be formed together with an antenna, i.e. without any further plug-in connection, and attached to the wall of the interior space.
  • the antenna can e.g. B. be a monopole-like or an inverted-F-shaped antenna.
  • the HF energy can also be conducted into the interior via an HF hollow line (high frequency hollow line).
  • HF hollow line high frequency hollow line
  • Usual cross-sections of waveguides can be, for example, rectangular or oval.
  • the RF waves (high frequency waves) can run vertically on such waveguides and through a z. B. pass through rectangular or oval window of the wall of the interior and get into the interior.
  • the guidance of the HF waves by means of at least one additional HF hollow line and in particular two HF hollow lines, as in the DE 10 2014 226 280 A1 described, may represent an additional effort in terms of design, manufacture and / or assembly.
  • the RF hollow line can also take up a not inconsiderable amount of installation space and / or restrict the arrangement of the elements of the microwave generator and / or other parts and components of the microwave household appliance.
  • the RF hollow line can add weight.
  • the invention thus poses the problem of providing a high-frequency wave heating module for a high-frequency wave household appliance and / or a high-frequency wave household appliance of the type described at the outset, which and / or which is simpler, faster, more compact, lighter and / or cheaper to construct, assemble and / or can or can be produced as previously known. This is to be achieved in particular for an HF line.
  • At least one alternative to known such high-frequency wave heating modules for high-frequency wave household appliances and / or high-frequency wave household appliances is to be created.
  • the invention thus relates to an HF heating module with at least one printed circuit board and with a cover which closes the printed circuit board at least essentially on the side which is designed to generate HF waves.
  • the high-frequency wave heating module is characterized in that the printed circuit board and the cover are designed to jointly form a high-frequency (HF) line at least in sections.
  • the RF line which is, for example, in the microwave oven DE 10 2014 226 280 A1 laterally connected to its microwave generator, are formed by the high-frequency wave heating module according to the invention itself. This can be brought about by the installation space which is enclosed between the circuit board and the cover.
  • a comparatively compact, lightweight and / or inexpensive high-frequency wave heating module can be created, which can be installed in a high-frequency wave oven in a comparatively simple, fast and / or inexpensive manner.
  • the RF beams can be guided in a comparatively flexible manner.
  • the circuit board which can also be referred to as a circuit board, is preferably fitted on only one side, which can save installation space and / or costs in that the circuit board can be made comparatively flat.
  • the side of the circuit board that faces the cover can be populated so that the electronic elements can be arranged directly facing the HF line.
  • the unpopulated side of the circuit board can also lie flat against another component, such as a base element, to improve the heat dissipation away from the circuit board or its electronic elements, as will be described in more detail below.
  • both sides of the circuit board can be equipped with electronic elements, e.g. to save space, i.e. to make the high-frequency wave heating module as compact as possible.
  • the cover is also designed to shield the radio-frequency (HF) line from the environment.
  • HF radio-frequency
  • the cover has a flexible HF seal applied by dispensing.
  • HF radio frequency
  • the cover has at least one through opening which is designed to connect the radio frequency (RF) line to an interior space of a radio frequency wave household appliance.
  • the HF radiation from the high-frequency wave heating module can be emitted through this passage opening to a treatment room of the high-frequency wave household appliance in order to be used there.
  • the passage opening can preferably be closed in such a way that HF radiation can pass through, but air, moisture and the like can be kept away from the HF line.
  • the cover is formed in one piece. This can keep the manufacturing and / or assembly costs low.
  • the cover is plugged into spring contacts, which are preferably electrically connected to the circuit board by soldering or press-fitting, and thus electrically connected to the circuit board.
  • the cover facing away from the printed circuit board, at least in sections, has a plurality of cooling elements, preferably a plurality of cooling fins, which are designed to dissipate heat. This can promote the dissipation of heat that can be generated by the electronic elements.
  • the high-frequency wave heating module has a base element which is arranged facing away from the cover on the printed circuit board at least in sections, the base element having a plurality of cooling elements, preferably a plurality of cooling fins, which are designed to discharge.
  • the printed circuit board can be given a stable hold, in particular during the assembly of the high-frequency wave heating module per se and the assembly of the high-frequency wave heating module in a high-frequency wave household appliance.
  • the dissipation of heat which can be generated by the electronic elements of the circuit board, can also be promoted by means of the base element.
  • the base element can serve to avoid undesired radiation of RF waves, in particular if the selected RF line requires this.
  • the base element is made of metal and / or in one piece.
  • the metallic design can promote heat conduction and thus also the dissipation of heat to the outside.
  • the one-piece design can simplify production and / or assembly.
  • the one-piece design can also promote the implementation of functions such as shielding, heat conduction and the like.
  • the base element has at least one through opening which is designed to connect the high-frequency (RF) line to an interior space of a high-frequency household appliance.
  • RF high-frequency
  • the cover is arranged together with the printed circuit board in a common joining direction on the base element, preferably by means of screws. This can simplify and / or accelerate the assembly, especially in the case of screw connections.
  • the high-frequency (HF) line is designed as a stripline, a microstrip, an inverted microstrip or a suspended microstrip. This can enable the implementation of the corresponding properties and / or advantages of such lines in a high-frequency wave heating module according to the invention.
  • the HF line is of the inverted microstrip or suspended microstrip type, the base element or the cover can form the ground plane of the HF line.
  • the invention also relates to a high-frequency wave household appliance, preferably a high-frequency wave oven, with an interior space for receiving an item to be heated and with at least one high-frequency wave heating module as described above.
  • a high-frequency wave household appliance preferably a high-frequency wave oven
  • This can enable the implementation of the corresponding properties and / or advantages of a high-frequency wave heating module according to the invention in a high-frequency wave household appliance according to the invention.
  • the circuit board can face a wall of the interior space and the cover can be arranged facing away from the wall of the interior space, or vice versa. If a base element is also used, the base element can face the wall of the interior space and the cover can be arranged facing away from the wall of the interior space, or vice versa, and the circuit board can be arranged between them.
  • the feeding of the HF rays can take place accordingly in each case through at least one corresponding passage opening of the cover or of the base element.
  • the high-frequency wave heating module is connected to the interior space by means of at least one high-frequency (HF) waveguide in a manner that transmits high-frequency wave radiation.
  • HF high-frequency
  • the high-frequency wave heating module can be directly and rigidly connected to the HF waveguide or attached to the HF waveguide, for example by means of screws.
  • the high-frequency (HF) waveguide is connected to the high-frequency wave heating module in a tolerance-compensating manner.
  • manufacturing and / or assembly tolerances can be compensated for at this point in order to achieve a tight seal between the high-frequency wave heating module and the HF waveguide.
  • This can also apply to the compensation of temperature-related expansions of the material.
  • a wall of the high-frequency (HF) waveguide is formed in one piece with a wall of the interior.
  • the RF waveguide can be formed from the material of the wall of the interior of the high-frequency wave household appliance, such as a treatment room wall plate, by means of a protuberance. This can simplify production and / or assembly and also ensure a tight seal in this area.
  • the circuit board can fulfill several functions, namely that the circuit board can include circuit parts and elements, such as in particular power supply, micro-controller, interfaces, plug connectors, HF generation, HF modulation, HF line, HF Filtering, RF power amplification, sensing of RF waves traveling forwards and backwards on the RF lines and the like.
  • circuit parts and elements such as in particular power supply, micro-controller, interfaces, plug connectors, HF generation, HF modulation, HF line, HF Filtering, RF power amplification, sensing of RF waves traveling forwards and backwards on the RF lines and the like.
  • a few parts enable a robust and / or inexpensive to manufacture high-frequency wave heating module as an HF heating module.
  • a longitudinal direction X extends, which can also be referred to as depth X or length X.
  • a transverse direction (not shown), which can also be referred to as the width, extends perpendicular to the longitudinal direction X.
  • a vertical direction Z which can also be referred to as the height Z, extends perpendicularly both to the longitudinal direction X and to the transverse direction.
  • a high-frequency wave household appliance 1 according to the invention in the form of a high-frequency wave oven 1 or a high-frequency wave oven 1 is essentially enclosed on the outside by an outer housing 10.
  • An interior space 11, which can also be referred to as a treatment space 11, a cooking space 11 or a cavity 11, is arranged inside the outer housing 10 and is accessible through a through opening (not shown) in the longitudinal direction X from the right or from the front.
  • the passage opening can be closed by means of a pivotable door or flap (not shown).
  • the interior 11 is essentially formed by a wall 12.
  • a high-frequency wave heating module 2 which can also be referred to as a high-frequency heating module 2 or an HF heating module 2, is arranged at the height Z above the interior space 11.
  • the high-frequency wave heating module 2 has a printed circuit board 20, which can also be referred to as a circuit board 20.
  • the circuit board 20 is equipped at height Z on its upper side with electronic elements which generate high-frequency wave radiation can.
  • This section of the circuit board 20 is enclosed in the longitudinal direction X, in the transverse direction and at the height Z in a box-shaped manner by a cover 21, which can also be referred to as a cover 21.
  • the cover 21 is formed in one piece from metal and, together with the printed circuit board 20, forms a high-frequency line 22.
  • the base element 23 is formed in one piece from metal and is flush with the printed circuit board 20 in the longitudinal direction X and in the transverse direction.
  • the base element 23 rests flat against the circuit board 20, so that the best possible heat flow can be brought about from the circuit board 20 to the base element 23.
  • the latter forms a plurality of cooling elements 24 in the form of cooling fins 24, which promote the dissipation of heat to the environment.
  • the base element 23 has a through opening 25 which is arranged between or next to the cooling elements 24.
  • the HF radiation from the HF line 22 can pass through the material of the printed circuit board 20 at the height Z to below the high-frequency wave heating module 2 through the passage opening 25.
  • a high-frequency waveguide 3 connects directly or coupled via a tolerance compensation element to the edge of the through opening 25 of the base element 23.
  • a wall 30 of the RF waveguide 3 is formed by a protuberance of the material of the wall 12 of the interior 11 of the high-frequency wave household device 1.
  • the HF radiation can pass through the HF waveguide 3 into the interior space 11 of the high-frequency wave household device 1.

Landscapes

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Hochfrequenzwellenheizmodul (2) mit wenigstens einer Leiterplatte (20), dessen wenigstens eine Seite zur Erzeugung von Hochfrequenzwellenstrahlung mittels elektronischer Elemente ausgebildet ist, und mit einer Abdeckung (21), welche die Leiterplatte (20) zumindest im Wesentlichen auf der Seite abschließt, welche zur Erzeugung von Hochfrequenzwellenstrahlung ausgebildet ist. Das Hochfrequenzwellenheizmodul (2) ist dadurch gekennzeichnet, dass die Leiterplatte (20) und die Abdeckung (21) ausgebildet sind, zumindest abschnittsweise gemeinsam eine Hochfrequenz(HF)-Leitung (22) auszubilden.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Hochfrequenzwellenheizmodul gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 sowie ein Hochfrequenzwellenhaushaltsgerät mit einem derartigen Hochfrequenzwellenheizmodul gemäß dem Patentanspruch 12.
  • Es ist bekannt, Materialien mittels Hochfrequenzwellen zu erwärmen. Unter Hochfrequenz-wellen werden dabei elektromagnetische Wellen mit einer Frequenz von ca. 1 bis ca. 300 GHz, d.h. mit Wellenlängen von ca. 30 cm bis ca. 1 mm, verstanden. Hochfrequenzwellen können Moleküle zu Schwingungen anregen und hierdurch die Temperatur der Moleküle erhöhen. Dies wird beispielsweise bei Hochfrequenzwellenherden angewendet, um Speisen innerhalb des Garraums zu erwärmen, zu garen oder zu kochen.
  • Ein Hochfrequenzwellenherd, auch Hochfrequenzwellenofen genannt, weist üblicherweise ein Außengehäuse auf, in dessen Inneren ein Garraum vorgesehen ist. Der Garraum ist von außen durch eine Zugangsöffnung zugänglich, welche mittels einer Tür oder einer Klappe schwenkbar verschlossen und geöffnet werden kann. Außen sind üblicherweise ferner Anzeige- und Bedienelemente vorgesehen, um z.B. die Leistung und Zeitdauer des Prozesses durch einen Benutzer einstellen zu können. Zwischen Außengehäuse und Garraum ist üblicherweise wenigstens ein Hochfrequenzwellenheizmodul angeordnet, welcher die Hochfrequenzwellen erzeugen und durch wenigstens einen entsprechenden Hochfrequenz-Hohlleiter in den Garraum als Kavität leiten kann. Statt leistungsstarke HF-Wellen wie üblich mittels Magnetrons zu erzeugen, können diese auch mittels Transistoren erzeugt werden.
  • Die DE 10 2014 226 280 A1 beschreibt einen Mikrowellengenerator für einen Mikrowellenofen. Der Mikrowellengenerator weist eine Steuerplatine, auf der unter anderem ein Microcontroller zur Steuerung des Mikrowellengenerators angebracht ist, und eine Verstärkerplatine auf, die eine Anzahl elektrischer Komponenten beinhaltet, welche der Erzeugung der Mikrowellenstrahlung dienen. Oberhalb der Verstärkerplatine ist ein Kühlkörper angeordnet, der unmittelbar auf der Verstärkerplatine aufgebracht und mit dieser direkt verbunden ist, so dass Wärme, welche von Komponenten der Verstärkerplatine erzeugt wird, mittels des Kühlkörpers abgeführt werden kann. Der Kühlkörper weist hierzu Kühlrippen und einen Lüfter auf. Nach unten hin ist der Mikrowellengenerator durch einen Deckel aus Aluminium-Druckguss abgeschlossen. Der Deckel bildet zusammen mit dem Kühlkörper ein Gehäuse des Mikrowellengenerators, welches diesen bis auf zwei seitlich angeordnete Antennen mikrowellendicht umschließt. Die Mikrowellenstrahlung wird dann von den beiden Antennen über jeweils einen HF-Hohlleiter seitlich in den Garraum geführt.
  • Der Mikrowellengenerator weist zumindest einen ersten Kanal und einen zweiten Kanal auf, wobei der erste Kanal eine erste Verstärkerschaltung und eine daran angeschlossene erste Antenne zur Erzeugung von Mikrowellen mit einer Leistung bis zu maximal einer ersten Teilleistung aufweist und wobei der zweite Kanal eine zweite Verstärkerschaltung und eine daran angeschlossene zweite Antenne zur Erzeugung von Mikrowellen mit einer Leistung bis zu maximal einer zweiten Teilleistung aufweist und wobei sich eine maximale Gesamtleistung des Mikrowellengenerators aus den Teilleistungen seiner Kanäle zusammensetzt.
  • Nachteilig ist hierbei, dass der Mikrowellengenerator bzw. der Mikrowellenherd vergleichsweise aufwendig konstruiert ist und entsprechende Kosten bei der Herstellung und bzw. oder Montage verursacht werden können.
  • Allgemein ist es bekannt, zwischen dem HF-Modul (Hochfrequenz-Modul) als Mikrowellengenerator und dem Behandlungsraum des Mikrowellenherds eine Koaxial-Leitung mit entsprechenden Koaxial-Steckverbindern einzusetzen, um die HF-Energie (Hochfrequenz-Energie) zum Innenraum zu führen. Die Koaxialleitung kann zusammen mit einer Antenne, d.h. ohne weitere Steckverbindung, ausgebildet und an der Wand des Innenraums angebracht sein. Die Antenne kann z. B. eine monopol-artige oder eine inverted-F-shaped-Antenne sein.
  • Die HF-Energie kann zusätzlich auch über eine HF-Hohlleitung (Hochfrequnz-Hohlleitung) in den Innenraum geführt werden. Übliche Querschnitte von Hohlleitern können z.B. rechteckig oder oval sein. Bei der Wand des Innenraums können die HF-Wellen (Hochfrequenz-Wellen) über derartige Hohlleiter senkrecht laufen und durch ein z. B. rechteckiges bzw. ovales Fenster der Wand des Innenraums durchtreten und in den Innenraum gelangen.
  • Nachteilig ist auch hierbei, dass die Führung der HF-Wellen mittels wenigstens einer zusätzlichen HF-Hohlleitung und insbesondere zweier HF-Hohlleitungen, wie bei der DE 10 2014 226 280 A1 beschrieben, einen zusätzlichen Aufwand hinsichtlich Konstruktion, Herstellung und bzw. oder Montage darstellen kann. Insbesondere kann die HF-Hohlleitung auch einen nicht unerheblichen Bauraum einnehmen und bzw. oder die Anordnung der Elemente des Mikrowellengenerators und bzw. oder anderer Bauteile und Komponenten des Mikrowellenhaushaltsgeräts einschränken. Ferner kann die HF-Hohlleitung zusätzliches Gewicht verursachen.
  • Der Erfindung stellt sich somit das Problem, ein Hochfrequenzwellenheizmodul für ein Hochfrequenzwellenhaushaltsgerät und bzw. oder ein Hochfrequenzwellenhaushaltsgerät der eingangs beschriebenen Art bereitzustellen, welcher und bzw. oder welches einfacher, schneller, kompakter, leichter und bzw. oder kostengünstiger konstruiert, montiert und bzw. oder produziert werden kann bzw. können als bisher bekannt. Dies soll insbesondere für eine HF-Leitung erreicht werden. Zumindest soll eine Alternative zu bekannten derartigen Hochfrequenzwellenheizmodulen für Hochfrequenzwellenhaushaltsgeräte und bzw. oder Hochfrequenzwellenhaushaltsgeräten geschaffen werden.
  • Erfindungsgemäß wird dieses Problem durch ein Hochfrequenzwellenheizmodul mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 sowie durch ein Hochfrequenzwellenhaushaltsgerät mit den Merkmalen des Patentanspruchs 12 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den nachfolgenden Unteransprüchen.
  • Somit betrifft die Erfindung ein HF-Heizmodul mit wenigstens einer Leiterplatte und mit einer Abdeckung, welche die Leiterplatte zumindest im Wesentlichen auf der Seite abschließt, welche zur Erzeugung von HF-Wellen ausgebildet ist. Das Hochfrequenzwellenheizmodul ist dadurch gekennzeichnet, dass die Leiterplatte und die Abdeckung ausgebildet sind, zumindest abschnittsweise gemeinsam eine Hochfrequenz(HF)-Leitung auszubilden. Mit anderen Worten kann die HF-Leitung, welche sich z.B. bei dem Mikrowellenofen der DE 10 2014 226 280 A1 seitlich an dessen Mikrowellengenerator anschließt, durch das erfindungsgemäßen Hochfrequenzwellenheizmodul selbst ausgebildet werden. Dies kann durch den Bauraum bewirkt werden, welcher zwischen der Leiterplatte und der Abdeckung eingeschlossen wird. Hierdurch kann ein vergleichsweise kompaktes, leichtes und bzw. oder kostengünstiges Hochfrequenzwellenheizmodul geschaffen werden, welches vergleichsweise einfach, schnell und bzw. oder kostengünstig in einem Hochfrequenzwellenherd verbaut werden kann. Insbesondere kann die Führung der HF-Strahlen vergleichsweise flexibel erfolgen.
  • Vorzugsweise erfolgt die Bestückung der Leiterplatte, welche auch als Platine bezeichnet werden kann, lediglich einseitig, was Bauraum und bzw. oder Kosten sparen kann, indem die Leiterplatte vergleichsweise flach ausgebildet werden kann. Vorzugsweise kann dabei die Seite der Leiterplatte bestückt werden, welche der Abdeckung zugewandt ist, so dass die elektronischen Elemente direkt der HF-Leitung zugewandt angeordnet werden können. In diesem Fall kann auch die unbestückte Seite der Leiterplatte zur Verbesserung der Wärmeabfuhr von der Leiterplatte bzw. von dessen elektronischen Elementen weg flächig an einem weiteren Bauteil wie z.B. an einem Basiselement anliegen, wie weiter unten näher beschrieben werden wird. Alternativ können jedoch auch beide Seiten der Leiterplatte mit elektronischen Elementen bestückt werden, um z.B. Bauraum in der Fläche zu sparen, d.h. um eine möglichst kompakte Ausbildung des Hochfrequenzwellenheizmoduls zu begünstigen.
  • Gemäß einem Aspekt der Erfindung ist die Abdeckung ferner ausgebildet, die Hochfrequenz(HF)-Leitung gegenüber der Umgebung abzuschirmen. Auf diese Art und Weise kann die Abdeckung zusätzlich diese Funktion übernehmen, so dass auf zusätzliche Maßnahmen hierfür verzichtet werden kann. Dies kann Bauraum sowie Herstellungs- und bzw. oder Montagekosten sparen helfen.
  • Vorzugsweise weist die Abdeckung der Hochfrequenz(HF)-Leitung abgewandt eine flexible, per Dispensen aufgebrachte HF-Dichtung auf. Hierdurch kann die zuvor beschriebene Funktion einfach, kompakt und bzw. oder kostengünstig umgesetzt werden.
  • Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung weist die Abdeckung wenigstens eine Durchgangsöffnung auf, welche ausgebildet ist, die Hochfrequenz(HF)-Leitung mit einem Innenraum eines Hochfrequenzwellenhaushaltsgeräts zu verbinden. Durch diese Durchgangsöffnung hindurch kann die HF-Strahlung von dem Hochfrequenzwellenheizmodul an einen Behandlungsraum des Hochfrequenzwellenhaushaltsgeräts abgegeben werden, um dort genutzt zu werden. Die Durchgangsöffnung kann vorzugsweise derart geschlossen sein, so dass HF-Strahlung hindurchgelangen, jedoch Luft, Feuchtigkeit und dergleichen aus der HF-Leitung ferngehalten werden können.
  • Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung ist die Abdeckung einstückig ausgebildet. Dies kann die Herstellungs- und bzw. oder Montagekosten geringhalten.
  • Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung ist die Abdeckung in Federkontakte, welche vorzugsweise per Löten oder Einpressen elektrisch mit der Leiterplatte verbunden sind, eingesteckt und somit elektrisch mit der Leiterplatte verbunden. Dies kann eine einfache, schnelle und bzw. oder kostengünstige und gleichzeitig haltbare Art der Montage von Leiterplatte und Abdeckung ermöglichen.
  • Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung weist die Abdeckung der Leiterplatte abgewandt zumindest abschnittweise eine Mehrzahl von Kühlelementen, vorzugweise eine Mehrzahl von Kühlrippen, auf, welche ausgebildet sind, Wärme abzuführen. Dies kann die Abfuhr von Wärme, welche von den elektronischen Elementen erzeugt werden kann, begünstigen.
  • Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung weist das Hochfrequenzwellenheizmodul ein Basiselement auf, welches der Abdeckung abgewandt an der Leiterplatte zumindest abschnittweise anliegend angeordnet ist, wobei das Basiselement eine Mehrzahl von Kühlelementen, vorzugweise eine Mehrzahl von Kühlrippen, aufweist, welche ausgebildet sind, abzuführen. Seitens des Basiselements kann der Leiterplatte ein stabiler Halt insbesondere bei der Montage des Hochfrequenzwellenheizmoduls an sich sowie der Montage des Hochfrequenzwellenheizmoduls in einem Hochfrequenzwellenhaushaltsgerät gegeben werden. Auch kann mittels des Basiselements die Abfuhr von Wärme, welche von den elektronischen Elementen der Leiterplatte erzeugt werden kann, begünstigen werden.
  • Vorteilhaft ist auch, dass das Basiselement der Vermeidung ungewünschter Abstrahlung von HF-Wellen dienen kann, insbesondere falls die gewählte HF-Leitung dies erfordert.
  • Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung ist das Basiselement metallisch und bzw. oder einstückig ausgebildet. Die metallische Ausbildung kann die Wärmeleitung und damit auch die Wärmeabfuhr nach außen begünstigen. Die einstückige Ausbildung kann die Herstellung und bzw. oder Montage vereinfachen. Auch kann die einstückige Ausbildung die Umsetzung von Funktionen wie Abschirmung, Wärmeleitung und dergleichen begünstigen.
  • Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung weist das Basiselement wenigstens eine Durchgangsöffnung auf, welche ausgebildet ist, die Hochfrequenz(HF)-Leitung mit einem Innenraum eines Hochfrequenzwellenhaushaltsgeräts zu verbinden. Hierdurch kann eine Zuführung der HF-Strahlung von der HF-Leitung durch das Basiselement hindurch in den Innenraum des Hochfrequenzwellenhaushaltsgeräts zusätzlich oder alternativ erfolgen, wie zuvor hinsichtlich der Abdeckung beschrieben.
  • Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung ist die Abdeckung gemeinsam mit der Leiterplatte in einer gemeinsamen Fügerichtung auf dem Basiselement, vorzugsweise mittels Schrauben, angeordnet. Dies kann die Montage vereinfachen und bzw. oder beschleunigen, insbesondere bei Schraubverbindungen.
  • Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung ist die Hochfrequenz(HF)-Leitung als stripline, als microstrip, als inverted microstrip oder als suspended microstrip ausgebildet. Dies kann die Umsetzung der entsprechenden Eigenschaften und bzw. oder Vorteile derartiger Leitungen bei einem erfindungsgemäßen Hochfrequenzwellenheizmodul ermöglichen. Insbesondere falls die HF-Leitung vom Typ inverted microstrip oder suspended microstrip ist, können das Basiselement oder die Abdeckung die Massefläche der HF-Leitung bilden.
  • Die Erfindung betrifft auch ein Hochfrequenzwellenhaushaltsgerät, vorzugsweise einen Hochfrequenzwellenherd, mit einem Innenraum zur Aufnahme eines zu erwärmenden Gutes und mit wenigstens einem Hochfrequenzwellenheizmodul wie zuvor beschrieben. Dies kann die Umsetzung der entsprechenden Eigenschaften und bzw. oder Vorteile eines erfindungsgemäßen Hochfrequenzwellenheizmoduls bei einem erfindungsgemäßen Hochfrequenzwellenhaushaltsgerät ermöglichen.
  • Dabei kann die Leiterplatte einer Wandung des Innenraums zugewandt und die Abdeckung der Wandung des Innenraums abgewandt angeordnet sein, oder umgekehrt. Wird ferner ein Basiselement verwendet, so kann das Basiselement der Wandung des Innenraums zugewandt und die Abdeckung der Wandung des Innenraums abgewandt angeordnet sein, oder umgekehrt, und die Leiterplatte kann dazwischen angeordnet sein. Die Zuführung der HF-Strahlen kann entsprechend jeweils durch wenigstens eine korrespondierende Durchgangsöffnung der Abdeckung oder des Basiselements erfolgen.
  • Gemäß einem Aspekt der Erfindung ist das Hochfrequenzwellenheizmodul mittels wenigstens eines Hochfrequenz(HF)-Hohlleiters hochfrequenzwellenstrahlungsübertragend mit dem Innenraum verbunden. Dies kann die Übertragung der HF-Strahlung vom Hochfrequenzwellenheizmodul in den Innenraum des Hochfrequenzwellenhaushaltsgeräts ermöglichen. Beispielweise kann das Hochfrequenzwellenheizmodul direkt fest und starr, z.B. mittels Schrauben, mit dem HF-Hohlleiter verbunden bzw. an dem HF-Hohlleiter befestigt sein.
  • Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung ist der Hochfrequenz(HF)-Hohlleiter toleranzausgleichend mit dem Hochfrequenzwellenheizmodul verbunden. Hierdurch können Fertigungs- und bzw. oder Montagetoleranzen an dieser Stelle ausgeglichen werden, um einen dichten Abschluss zwischen Hochfrequenzwellenheizmodul und HF-Hohlleiter zu erreichen. Dies kann ebenso für den Ausgleich von temperaturbedingten Ausdehnungen des Materials gelten.
  • Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung ist eine Wandung des Hochfrequenz(HF)-Hohlleiters einstückig mit einer Wandung des Innenraums ausgebildet. Beispielweise kann der HF-Hohlleiter mittels einer Ausstülpung aus dem Material der Wandung des Innenraums des Hochfrequenzwellenhaushaltsgeräts wie z.B. eines Behandlungsraumwandblechs geformt werden. Dies kann die Herstellung und bzw. oder die Montage vereinfachen sowie für einen dichten Abschluss in diesem Bereich sorgen.
  • Mit anderen Worten ist insgesamt vorteilhaft, dass ein erfindungsgemäßes Hochfrequenzwellenheizmodul viele der erforderlichen Funktionen mit nur wenigen Bauteilen bzw. Elementen erfüllen kann. Dies kann dadurch ermöglicht werden, dass das Basiselement mehrere Funktionen erfüllen kann, nämlich:
    • Es kann die Bauteile auf der Leiterplatte kühlen.
    • Es kann ein Teil der Kühlluftführung im Hochfrequenzwellenhaushaltsgerät sein.
    • Es kann Teil der HF-Leitung zum Innenraum sein.
    • Es kann Teil des Übergangs zu einer weiteren HF-Leitung zum Innenraum sein.
    • Es kann Teil der HF-Abschirmung sein.
    • Es kann Teil der Wandung des Innenraums sein.
    • Es kann Möglichkeiten für die Befestigung des Hochfrequenzwellenheizmoduls im Hochfrequenzwellenhaushaltsgerät aufweisen.
  • Weiterhin kann dies dadurch ermöglicht werden, dass die Abdeckung bzw. der Deckel mehrere Funktionen erfüllen kann, nämlich:
    • Er kann Teil der HF-Leitung zum Innenraum sein.
    • Er kann Teil des Übergangs zu einer weiteren HF-Leitung zum Innenraum sein.
    • Er kann Teil der HF-Abschirmung sein.
    • Er kann Teil des Gehäuses des HF-Moduls sein.
  • Weiterhin wird dies dadurch ermöglicht, dass die Leiterplatte mehrere Funktionen erfüllen kann, nämlich, dass die Leiterplatte Schaltungsteile und Elemente umfassen kann, wie insbesondere Stromversorgung, Micro-Controller, Schnittstellen, Steckverbinder HF-Erzeugung, HF-Modulation, HF-Leitung, HF-Filterung, HF-Leistungsverstärkung, Sensierung von auf den HF-Leitungen vorwärts und rückwärts laufenden HF-Wellen und dergleichen.
  • Erfindungsgemäß ermöglichen wenige Teile einen robusten und bzw. oder kostengünstig herstellbaren Hochfrequenzwellenheizmodul als HF-Heizmodul.
  • Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen rein schematisch dargestellt und wird nachfolgend näher beschrieben. Es zeigt
    • Figur 1
    einen Längsschnitt eines erfindungsgemäßen Hochfrequenzwellenhaushaltsgeräts; und
    Figur 2
    eine Detailansicht der Figur 1.
  • Die o.g. Figuren werden in kartesischen Koordinaten betrachtet. Es erstreckt sich eine Längsrichtung X, welche auch als Tiefe X oder als Länge X bezeichnet werden kann. Senkrecht zur Längsrichtung X erstreckt sich eine Querrichtung (nicht dargestellt), welche auch als Breite bezeichnet werden kann. Senkrecht sowohl zur Längsrichtung X als auch zur Querrichtung erstreckt sich eine vertikale Richtung Z, welche auch als Höhe Z bezeichnet werden kann.
  • Ein erfindungsgemäßes Hochfrequenzwellenhaushaltsgerät 1 in Form eines Hochfrequenzwellenherds 1 bzw. eines Hochfrequenzwellenofens 1 wird nach außen von einem Außengehäuse 10 im Wesentlichen umschlossen. Ein Innenraum 11, welcher auch als Behandlungsraum 11, als Garraum 11 oder als Kavität 11 bezeichnet werden kann, ist innerhalb des Außengehäuses 10 angeordnet und durch eine Durchgangsöffnung (nicht dargestellt) in der Längsrichtung X von rechts bzw. von Vorne zugänglich. Die Durchgangsöffnung kann mittels einer schwenkbaren Tür oder Klappe (nicht dargestellt) geschlossen werden. Der Innenraum 11 wird im Wesentlichen durch eine Wandung 12 gebildet.
  • In der Höhe Z oberhalb des Innenraums 11 ist ein Hochfrequenzwellenheizmodul 2 angeordnet, welcher auch als Hochfrequenz-Heizmodul 2 bzw. als HF-Heizmodul 2 bezeichnet werden kann. Das Hochfrequenzwellenheizmodul 2 weist eine Leiterplatte 20 auf, welche auch als Platine 20 bezeichnet werden kann. Die Leiterplatte 20 ist in der Höhe Z auf ihrer oberen Seite mit elektronischen Elementen bestückt, welche Hochfrequenzwellenstrahlung erzeugen können. Dieser Abschnitt der Leiterplatte 20 wird in der Längsrichtung X, in der Querrichtung sowie in der Höhe Z kastenförmig von einer Abdeckung 21 umschlossen, welche auch als Deckel 21 bezeichnet werden kann. Die Abdeckung 21 ist einstückig aus Metall ausgebildet und bildet zusammen mit der Leiterplatte 20 eine Hochfrequenz-Leitung 22.
  • Der Abdeckung 21 in der Höhe Z gegenüberliegend ist unterhalb der Leiterplatte 20 ein Basiselement 23 angeordnet, welches auch als Unterteil 23 bezeichnet werden kann. Das Basiselement 23 ist einstückig aus Metall ausgebildet und schließt in der Längsrichtung X und in der Querrichtung mit der Leiterplatte 20 ab. Das Basiselement 23 liegt dabei flächig an der Leiterplatte 20 an, so dass ein möglichst guter Wärmefluss von der Leiterplatte 20 zum Basiselement 23 hin bewirkt werden kann. Auf der der Leiterplatte 20 in der Höhe Z gegenüberliegenden Seite des Basiselements 23 bildet dieses eine Mehrzahl von Kühlelementen 24 in Form von Kühlrippen 24 aus, welche die Wärmeabfuhr an die Umgebung begünstigen.
  • Das Basiselement 23 weist eine Durchgangsöffnung 25 auf, welche zwischen oder neben den Kühlelementen 24 angeordnet ist. Durch die Durchgangsöffnung 25 kann die HF-Strahlung von der HF-Leitung 22 durch das Material der Leiterplatte 20 hindurch in der Höhe Z nach unterhalb des Hochfrequenzwellenheizmoduls 2 gelangen. Dort schließt sich ein Hochfrequenz-Hohlleiter 3 unmittelbar bzw. über ein Toleranzausgleichselement gekoppelt an den Rand der Durchgangsöffnung 25 des Basiselements 23 an. Eine Wandung 30 des HF-Hohlleiters 3 wird durch eine Ausstülpung des Materials der Wandung 12 des Innenraums 11 des Hochfrequenzwellenhaushaltsgeräts 1 gebildet. Durch den HF-Hohlleiter 3 hindurch kann die HF-Strahlung in den Innenraum 11 des Hochfrequenzwellenhaushaltsgeräts 1 gelangen.
    • Bezugszeichenliste (Bestandteil der Beschreibung)
    • X
    Längsrichtung; Tiefe; Länge
    Z
    vertikale Richtung; Höhe
    1
    Hochfrequenzwellenhaushaltsgerät; Hochfrequenzwellenherd; Hochfrequenzwellenofen
    10
    Außengehäuse
    11
    Innenraum; Behandlungsraum; Garraum; Kavität
    12
    Wandung des Innenraums 11
    2
    Hochfrequenzwellenheizmodul; Hochfrequenz(HF)-Heizmodul
    20
    Leiterplatte; Platine
    21
    Abdeckung; Deckel
    22
    Hochfrequenz(HF)-Leitung
    23
    Basiselement; Unterteil
    24
    Kühlelemente bzw. Kühlrippen des Basiselementes 23
    25
    Durchgangsöffnung des Basiselementes 23
    3
    Hochfrequenz(HF)-Hohlleiter
    30
    Wandung des HF-Hohlleiters 3

Claims (15)

  1. Hochfrequenzwellenheizmodul (2)
    mit wenigstens einer Leiterplatte (20), dessen wenigstens eine Seite zur Erzeugung von Hochfrequenzwellenstrahlung mittels elektronischer Elemente ausgebildet ist, und
    mit einer Abdeckung (21), welche die Leiterplatte (20) zumindest im Wesentlichen auf der Seite abschließt, welche zur Erzeugung von Hochfrequenzwellenstrahlung ausgebildet ist,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die Leiterplatte (20) und die Abdeckung (21) ausgebildet sind, zumindest abschnittsweise gemeinsam eine Hochfrequenz(HF)-Leitung (22) auszubilden.
  2. Hochfrequenzwellenheizmodul (2) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass
    die Abdeckung (21) ferner ausgebildet ist, die Hochfrequenz(HF)-Leitung (22) gegenüber der Umgebung abzuschirmen,
    wobei die Abdeckung (21) eine flexible, vorzugsweise per Dispensen aufgebrachte HF-Dichtung aufweist.
  3. Hochfrequenzwellenheizmodul (2) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass
    die Abdeckung (21) wenigstens eine Durchgangsöffnung aufweist, welche ausgebildet ist, die Hochfrequenz(HF)-Leitung (22) mit einem Innenraum (11) eines Hochfrequenzwellenhaushaltsgeräts (1) zu verbinden.
  4. Hochfrequenzwellenheizmodul (2) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
    die Abdeckung (21) einstückig ausgebildet ist.
  5. Hochfrequenzwellenheizmodul (2) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
    die Abdeckung (21) in Federkontakte, welche vorzugsweise per Löten oder Einpressen elektrisch mit der Leiterplatte (20) verbunden sind, eingesteckt und somit elektrisch mit der Leiterplatte (20) verbunden ist.
  6. Hochfrequenzwellenheizmodul (2) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
    die Abdeckung (21) der Leiterplatte (20) abgewandt zumindest abschnittweise eine Mehrzahl von Kühlelementen, vorzugweise eine Mehrzahl von Kühlrippen, aufweist, welche ausgebildet sind, Wärme abzuführen.
  7. Hochfrequenzwellenheizmodul (2) nach einem der vorangehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch
    ein Basiselement (23), welches der Abdeckung (21) abgewandt an der Leiterplatte (20) zumindest abschnittweise anliegend angeordnet ist,
    wobei das Basiselement (23) eine Mehrzahl von Kühlelementen (24), vorzugweise eine Mehrzahl von Kühlrippen (24), aufweist, welche ausgebildet sind, Wärme abzuführen.
  8. Hochfrequenzwellenheizmodul (2) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Basiselement (23) metallisch und/oder einstückig ausgebildet ist.
  9. Hochfrequenzwellenheizmodul (2) nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass
    das Basiselement (23) wenigstens eine Durchgangsöffnung (25) aufweist, welche ausgebildet ist, die Hochfrequenz(HF)-Leitung (22) mit einem Innenraum (11) eines Hochfrequenzwellenhaushaltsgeräts (1) zu verbinden.
  10. Hochfrequenzwellenheizmodul (2) nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass
    die Abdeckung (21) gemeinsam mit der Leiterplatte (20) in einer gemeinsamen Fügerichtung auf dem Basiselement (23), vorzugsweise mittels Schrauben, angeordnet ist.
  11. Hochfrequenzwellenheizmodul (2) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
    die Hochfrequenz(HF)-Leitung (22) als stripline, als microstrip, als inverted microstrip oder als suspended microstrip ausgebildet ist.
  12. Hochfrequenzwellenhaushaltsgerät (1), vorzugsweise Hochfrequenzwellenherd (1),
    mit einem Innenraum (11) zur Aufnahme eines zu erwärmenden Gutes und
    mit wenigstens einem Hochfrequenzwellenheizmodul (2) nach einem der vorangehenden Ansprüche.
  13. Hochfrequenzwellenhaushaltsgerät (1) nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass
    das Hochfrequenzwellenheizmodul (2) mittels wenigstens eines Hochfrequenz(HF)-Hohlleiters (3) Hochfrequenzwellenstrahlungsübertragend mit dem Innenraum (11) verbunden ist.
  14. Hochfrequenzwellenhaushaltsgerät (1) nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass
    der Hochfrequenz(HF)-Hohlleiter (3) toleranzausgleichend mit dem Hochfrequenzwellenheizmodul (2) verbunden ist.
  15. Hochfrequenzwellenhaushaltsgerät (1) nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass
    eine Wandung (30) des Hochfrequenz(HF)-Hohlleiters (3) einstückig mit einer Wandung (12) des Innenraums (11) ausgebildet ist.
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