WO2007096075A1

WO2007096075A1 - Mikrowellenantennenstruktur für ein gargerät und gargerät mit einer mikrowellenantennenstruktur

Info

Publication number: WO2007096075A1
Application number: PCT/EP2007/001223
Authority: WO
Inventors: Peter Kohlstrung; Jörg Brand; Ralf Klukas
Original assignee: Topinox Sarl
Priority date: 2006-02-20
Filing date: 2007-02-13
Publication date: 2007-08-30
Also published as: DE102006007734B3; EP1992200A1

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Antennenstruktur (1 ) für ein Gargerät mit einem Garraum (122), in dem zumindest ein Zubehörteil zum Behandeln von Gargut in zumindest zwei Behandlungsebenen (9, 11) zumindest zeitweise angeordnet ist, und mit einem vom Garraum getrennten Geräte- oder Technikraum (102), in dem eine Mikrowellenquelle angeordnet ist, wobei die Antennenstruktur (1) mit dem Zubehörteil in Wirkverbindung steht, von der Mikrowellenquelle mit Mikrowellen der Wellenlänge λ speisbar ist und pro Behandlungsebene zumindest eine Antenne (2) zur Abstrahlung von Mikrowellen umfasst, dass jede Antenne eine λ -Schleife darstellt, und alle Antennen derart miteinander gekoppelt sind, dass sie phasenmäßig gleich mit Mikrowellen speisbar sind, und Mikrowellen gleichphasig und gleichmäßig in den Garraum abstrahlen; sowie ein Gargerät zur Verwendung mit solch einer Antennenstruktur und mit einem Kopplungs- und/oder Durchführungssystem zur berührungslosen, kapazitiven Verbindung der Mikrowellenquelle und der Antennenstruktur.

Description

Mikrowellenantennenstruktur für ein Gargerät und Gargerät mit einer Mikrowellenantennenstruktur

Beschreibung

Die Erfindung betrifft eine Antennenstruktur für ein Gargerät mit einem Garraum, in dem zumindest ein Zubehörteil zum Behandeln von Gargut in zumindest zwei Behandlungsebenen zumindest zeitweise angeordnet ist, und mit einem vom Garraum getrennten Geräte- oder Technikraum, in dem eine Mikrowellenquelle angeordnet ist, wobei die Antennenstruktur mit dem Zubehörteil in Wirkverbindung steht, von der Mikrowellenquelle mit Mikrowellen der Wellenlänge λ speisbar ist und pro Behandlungsebene zumindest eine Antenne zur Abstrahlung von Mikrowellen umfaßt; und ein Gargerät mit einem Garraum, in dem zumindest ein Zubehörteil zum Behandeln von Gargut in zumindest zwei Behandlungsebenen zumindest zeitweise angeordnet ist, mit einem vom Garraum getrennten Geräte- oder Technikraum, in dem eine Mikrowellenquelle angeordnet ist, und mit zumindest einer Antennenstruktur, die mit dem Zubehörteil in Wirkverbindung steht, von der Mikrowellenquelle mit Mikrowellen der Wellenlänge λ speisbar ist und pro Behandlungsebene zumindest eine Antenne aufweist.

In der nicht-vorveröffentlichen EP 05026912 ist ein gattungsgemäßes Gargerät mit einer Mikrowellenerzeugungseinrichtung beschrieben, und zwar unter Einsatz einer ebenfalls gattungsgemäßen Antennenstruktur, die sich großteils in einem Zuberhörteil des Gargeräts, wie in Form eines Hordengestells oder dergleichen, erstreckt. Diese Antennenstruktur erlaubt ein gezieltes Auskoppeln von Mikrowellen in verschiedenen Behandlungsebenen für Gargüter, ohne daß Details zu dieser Antennenstruktur in der EP 05026912 offenbart sind. Jedoch ist dort ein Kopplungs- und Durchführungssystem von einem Mikrowellenleiter außerhalb des Garraums in den Garraum, nämlich zu einer Kopplungsstelle für ein Leitungssystem im Garraum, beschrieben. Danach können U-förmige Träger des Zubehörteils als Außenleiter einer Koaxialleitung fungieren, in dem ein Innenleiter verläuft, über den Mikrowellen von der Mikrowellenquelle zu allen Antennen der Antennenstruktur führbar sind.

Die US 5,334,403 offenbart eine Vorrichtung zum Trocknen, Regenerieren und Auftauen, die mehrere Behandlungsebenen aufweist, wobei jeder Behandlungsebene ein verfahrbares Magnetron zugeordnet ist, das über mindestens eine Antenne verfügt. Die Antennen sind dabei zwischen Einschubleisten über bzw. unter einem Gargut in einer Behandlungsebene variable anordbar, was zu einem komplizierten und kostenaufwendigen Aufbau führt.

Ferner ist aus der US 2004/0004074 ein Mikrowellengargerät bekannt, bei dem ein Garraum über mehrere Mikrowellenauskopplungsstellen verfügt, die von einer Mikrowellenquelle gespeist sind. Dieses Mikrowellengerät weist jedoch nur eine Garebene auf.

Nachteilig am oben genannten Stand der Technik ist, daß für eine Vielzahl von Gargutebenen bzw. Behandlungsebenen Gargut nicht einfach, kostengünstig und gleichmäßig mit Mikrowellenenergie beaufschlagbar ist. Beispielsweise wird beim Einsatz einer Vielzahl von Magnetrons viel Platz in einem Geräte- oder Technikraum eines Gargeräts verbraucht. Zudem ist die Synchronisation der Magnetrons äußerst kompliziert, insbesondere dann, wenn ein gleichmäßiger Eintrag von Mikrowellen in Gargut in verschiedenen Behandlungsebenen erwünscht wird, da sich Mikrowellenstrahlung verschiedener Antennen gegenseitig beeinflussen, wie abschwächen und möglicherweise aufheben, können. Ferner kann eine nicht optimal abgedichtete Durchführungsstelle für Mikrowellen aus einem Geräte- oder Technikraum in einen Garraum nicht nur zu einer Verschlechtung der elektrischen Eigenschaften fuhren, sondern selbst zu einem Kurzschluß fuhren.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zu Grunde, die gattungsgemäße Antennenstruktur für ein Gargerät und das gattungsgemäße Gargerät mit einer Antennenstruktur derart weiterzuentwickeln, daß die Nachteile des Stands der Technik überwunden werden. - -

Insbesondere soll eine Antennenstruktur für ein Gargerät bereitgestellt werden, die einen gleichmäßigen Energieeintrag in Gargut in verschiedenen Behandlungsebenen ermöglicht. Zudem soll die Antennenstruktur möglichst einfach und platzsparend ausgebildet sein, Kosten sparen, die Handhabung vereinfachen und die Störanfälligkeit reduzieren. Zudem soll die Auskopplung von Mikrowellen möglichst nahe am Gargut erfolgen, um gezielt Gargut behandeln zu können. Schließlich soll die Kopplung zwischen der Antennenstruktur und einer Mikrowellenquelle möglichst keine Undichtigkeitsstellen oder Stabilitätsprobleme verursachen.

Die die Antennenstruktur betreffende Aufgabe wird dadurch gelöst, daß jede Antenne eine λ - Schleife darstellt, und alle Antennen derart miteinander gekoppelt sind, daß sie phasenmäßig gleich mit Mikrowellen speisbar sind und Mikrowellen gleichphasig und gleichmäßig in den Garraum abstrahlen. In diesem Zusammenhang ist anzumerken, daß man magnetisch geschlossene Antennen als Schleifenantennen bezeichnet, wobei in dem Fall, in dem der Umfang solch einer Schleifenantenne einem ganzzahligen Vielfachen einer Mikrowellenlänge λ entspricht, man von einer sogenannten λ-Schleifenantenne spricht.

Dabei ist bevorzugt, daß einen Einspeisepunkt für die Mikrowellen, der über ein Leitungssystem mit der Mikrowellenquelle verbindbar ist und an dem ein bestimmter Wellenwiderstand, vorzugsweise in Höhe von 50 Ohm, anliegt.

Erfindungsgemäß kann dabei kann vorgesehen sein, daß das Leitungssystem in Form einer Koaxialleitung ausgebildet ist, mit einem Innenleiter und einem Außenleiter.

Ferner wird dabei vorgeschlagen, daß der Innenleiter einen ersten Leiter darstellt, der am Einspeisepunkt mit zumindest zwei zweiten Leitern verbunden ist.

Auch kann vorgesehen sein, daß der Einspeisepunkt an oder in dem Zubehörteil, vorzugsweise einem vertikalen Träger, wie in Form eines Pfostens, des Zubehörteils, angeordnet ist. Des Weiteren wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß sich die zweiten Leiter jeweils zu einer unterschiedlichen Behandlungsebene für Gargut im Garraum, insbesondere bestimmt durch einen horizontalen Träger, wie in Form einer Schiene, des Zubehörteils, erstreckt.

Bevorzugte erfindungsgemäße Ausführungsformen sind gekennzeichnet durch zumindest einen Verteilerpunkt zwischen dem Einspeisepunkt und den Antennen, an dem vorzugsweise jeder zweite Leiter mit zumindest zwei dritten Leitern verbunden ist.

Dabei kann vorgesehen sein, daß die Anzahl an dritten Leitern der Anzahl an Behandlungsebenen entspricht, wobei vorzugsweise eine Vielzahl von Behandlungsebenen vorgesehen ist.

Mit der Erfindung wird des weiteren vorgeschlagen, daß sich die dritten Leiter jeweils zumindest teilweise in einer Behandlungsebene, insbesondere in oder an dem dazugehörigen horizontalen Trägern des Zubehörteils entlang, erstrecken.

Auch können erfindungsgemäße Ausführungsformen gekennzeichnet sein durch zumindest einen Antennenansatzpunkt pro Behandlungsebene an dem vorzugsweise jeweils ein dritter Leiter mit einer Antenne verbunden ist.

Bevorzugt ist erfindungsgemäß, daß pro Behandlungsebene zumindest zwei Antennen angeordnet sind, wobei vorzugsweise jeder Antenne ein Antennenansatzpunkt zugeordnet ist.

Des Weiteren kann erfindungsgemäß vorgesehen sein, daß jede Antenne mittig über einen Antennenansatzpunkt anregbar ist, wobei jede Antenne vorzugsweise zwei parallel geschaltete Antennenarme aufweist, die sich in einem Antennenansatzpunkt treffen.

Ferner wird erfindungsgemäß bevorzugt vorgeschlagen, daß der Abstand zwischen dem Einspeisepunkt und jedem Verteilerpunkt jeweils ein ganzzahliges Vielfaches von λ/2 beträgt. Weiterhin bevorzugt ist erfindungsgemäß, daß der Abstand zwischen jedem Verteilerpunkt und dem/den damit verbundenen Antennenansatzpunkt(en) jeweils ein ganzzahliges Vielfaches von λ/2 beträgt.

Besonders bevorzugt ist erfindungsgemäß, daß der Außenleiter des ersten Leiters von einem vertikalen Träger des Zubehörteils bereitgestellt ist, wobei der vertikale Träger vorzugsweise ein U-förmiges Profil aufweist.

Ferner kann vorgesehen sein, daß jeder zweite Leiter als Innenleiter eines Koaxialleiters ausgebildet ist, dessen Außenleiter von einem vertikalen Träger des Zubehörteils bereitgestellt ist, wobei der vertikale Träger vorzugsweise ein U-förmiges Profil aufweist.

Erfindungsgemäß kann auch vorgesehen sein, daß jeder dritte Leiter zumindest bereichsweise als Innenleiter eines Koaxialleiters ausgebildet ist, dessen Außenleiter von einem horizontalen Trägers des Zubehörteils bereitgestellt ist, wobei vorzugsweise der horizontale Träger zumindest teilweise ein U-förmiges Profil aufweist.

Ferner kann vorgesehen sein, daß der erste, zweite und/oder dritte Leiter als Rundleiter ausgebildet ist bzw. sind.

Mit der Erfindung wird auch vorgeschlagen, daß jede Antenne mit einem horizontalen Träger des Zubehörteils verbunden, insbesondere verschweißt, ist, wobei vorzugsweise die beiden freien Enden der parallel geschalteten Antennenarme jeder Antenne mit dem dazugehörenden horizontalen Trägern verbunden sind.

Die das Gargerät betreffende Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Kopplungs- und/oder Durchführungs System zur berührungslosen, kapazitiven Verbindung der Mikrowellenquelle und der Antennenstruktur.

Dabei ist bevorzugt, daß die berührungslose, kapazitive Verbindung automatisch durch Einbringen des Zubehörteils in den Garraum herstellbar ist. Ferner kann vorgesehen sein, daß das Kopplungs- und/oder Durchfuhrungssystem zum Koppeln eines Leitungssystems in dem Garraum mit einem Leitungssystem, insbesondere umfassend ein Koaxialkabel, in dem Geräte- oder Technikraum zumindest eine Dichtung aufweist, die das Innere des Garraums von dem Äußeren desselben abdichtet.

Dabei kann vorgesehen sein, daß die Dichtung eine Isolation zwischen dem Leitungssystem im Garraum und dem Leitungssystem in dem Geräte- oder Technikraum sicherstellt, vorzugsweise über ein elektrisch nicht-leitendes Glied.

Mit der Erfindung kann dabei wiederum vorgesehen sein, daß das Glied eine Substrathülse umfaßt, die zumindest teilweise einen Ankoppelstift der Koaxialleitung aufnimmt.

Bevorzugt ist dabei, daß der Ankoppelstift eine Länge von λ/2 aufweist.

Mit der Erfindung wird auch vorgeschlagen, daß die Substrathülse einen Innenleiter des Koaxialkabels fixiert, insbesondere mittig innerhalb eines Außenleiters des Koaxialkabels zentriert.

Auch kann vorgesehen sein, daß die Dichtung zumindest einen Dichtungsring zwischen einer Garraumwand, insbesondere in Form eines Garraumbodens, und dem elektrisch nichtleitenden Glied umfaßt.

Ausführungsformen der Erfindung sind dadurch gekennzeichnet, daß das Zubehörteil in Form eines Einhängegestells, eines Hordengestellwagens oder eines Tellerregeneriergestells ausgebildet ist.

Des Weiteren kann vorgesehen sein, daß das Zubehörteil zwei jeweils parallel zu einer Gar- raumseitenwand verlaufende, sich gegenüberstehende, spiegelsymmetrische Komponenten aufweist, wobei jede Komponente zumindest einen vertikalen Träger und zumindest zwei horizontale Träger aufweist. - -

Dabei ist bevorzugt, daß jede Komponente des Zubehörteils eine Antennenstruktur gemäß einem der Ansprüche 1 bis 19 trägt, wobei vorzugsweise beide Antennenstrukturen mit einer gemeinsamen Mikrowellenquelle verbunden sind.

Dabei kann vorgesehen sein, daß die Leitungssysteme der beiden Komponenten des Zubehörteils elektrisch miteinander verbunden sind.

Ferner wird vorgeschlagen sein, daß jedes Leitungssystem den gleichen Wellenwiderstand wie die Mikrowellenquelle, vorzugsweise in Höhe von 50 Ohm, aufweist.

Erfindungsgemäß kann vorgesehen sein, daß dasselbe mit Heißluft und/oder Dampf betreibbar ist.

Schließlich wird noch vorgeschlagen, daß die Antennen einzeln anregbar sind, wobei vorzugsweise die mit einer Schiene verbundene(n) Antenne(n) angeregt ist bzw. sind, wenn in diese Schiene ein Gargutträger eingeschoben ist und/oder in der durch diese Schiene bestimmten Behandlungsebene Gargut erfaßt ist.

Der Erfindung liegt somit die überraschende Erkenntnis zu Grunde, daß es die erfindungsgemäße Antennenstruktur erstmals ermöglicht, über eine Vielzahl von Antennen Mikrowellen der Wellenlänger λ gleichphasig und gleichmäßig in einen Garraum, und zwar in verschiedene Behandlungsebenen in dem Garraum, also auch in Gargut in den Behandlungsebenen, auszustrahlen, indem die Antennen an einem Zubehörteil, beispielsweise einem Hordengestell, sehr nahe am Gargut angeordnet sind und die Antennen selbst λ-Schleifen darstellen. Um λ- Schleifen-Antennen zu erhalten, können die Längen von Leitungen bzw. Leitern zu den Antennen auf ganzzahlige Vielfache von λ/2 abgestimmt sein. Zudem sollten die Impedanzen der Leitungen bzw. Leiter so abgestimmt sein, daß sie in eine vorzugsweise 50-Ω Widerstandsleitung zu einer Mikrowellenquelle zusammenführbar sind.

Eine besondere Material- und Platzeinsparung ergibt sich erfindungsgemäß, wenn die Antennenstruktur samt Leitungssystem zumindest teilweise in Schienen und einen Pfosten des Zu- behörteils integriert ist, wie auch bereits in der nicht-vorveröffentlichten EP 05026912 beschrieben.

Ferner kann die erfindungsgemäße Antennenstruktur ein Kopplung- und/oder Durchfuhrungssystem aufweisen, mit dem nicht nur störungsfrei Mikrowellen von der Mikrowellenquelle in einen Geräte- oder Technikraum zu der Antennenstruktur in einem Garraum übertragen werden kann, sondern das auch ein Bewegen des Zubehörteils samt Antennenstruktur im Garraum, selbst ein Entfernen desselben aus dem Garraum, ermöglicht, ohne daß Reinigungsoder Garatmosphäre, die insbesondere Wasser, Fett, Dampf und/oder dergleichen enthält, den Garraum verläßt. Zu diesem Zwecke wird vorteilhafterweise eine berührungslose, kapazitive Durchführung von Mikrowellen realisiert.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich beispielhaft aus der nachfolgenden detaillierten Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen der Erfindung an Hand sche- matischer Zeichnungen. Dabei zeigt:

Figur 1 eine Längsschnittansicht einer erfϊndungsgemäßen Antennenstruktur;

Figur 2a eine Querschnittsansicht durch ein erstes Leitungssystem der erfindungsgemäßen Antennenstruktur;

Figur 2b eine Längsschnittansicht eines Abschnitts eines zweiten Leitungssystem; und

Figur 3 eine Längsschnittansicht eines Kopplungs- und Durchführungssystems eines erfindungsgemäßen Gargeräts.

In Figur 1 ist eine erfindungsgemäße Antennenstruktur 1 zum Einsatz in einem Gargerät (nicht gezeigt) mit einer Vielzahl von Antennen 2 gezeigt. Ein in der Figur 1 nicht dargestellter, erster Leiter, auf den später insbesondere mit Bezug auf die Figuren 2a und 2b noch eingegangen wird und der auch in der nicht vorveröffentlichten EP 05026912.5 beschrieben ist, führt Mikrowellen der Wellenlänge λ von einer Mikrowellenquelle (nicht gezeigt) zu der Antennenstruktur 1, in der sie schließlich zu den Antennen 2 in Form von λ-Schleifen mit jeweils zwei parallel geschalteten Antennenarmen 3, 4 gelangen. Der erste Leiter ist zu diesem Zwek- ke in einem vertikalen Träger und/oder Pfosten 5 eines Zubehörteils, beispielsweise Hordengestells, eingebracht. Er ist vorzugsweise als Rundleiter ausgebildet und wirkt mit dem Pfo- sten 5 zum Bereitstellen eines Koaxialleiters zusammen. Der Pfosten 5 stellt somit eine geerdete Abschirmung dar und dient zusätzlich dem Tragen von Schienen 7, die wiederum Gargutträger (nicht gezeigt), z. B. in Form von Blechen und dergleichen, in unterschiedlichen Ebenen 9, 11 tragen, die somit Behandlungsebenen darstellen.

Die Antennenstruktur 1 weist einen Einspeisepunkt 13 auf, an dem die von der Mikrowellenquelle, die beispielsweise in einem Technikraum (nicht gezeigt) des Gargeräts angeordnet ist, erzeugten Mikrowellen von dem ersten Leiter in das Leitungssystem der Antennenstruktur 1 übergehen. Sowohl am Ausgang der Mikrowellenquelle als auch am Einspeisepunkt 13 der Antennenstruktur liegt ein Wellenwiderstand von 50 Ω an. Zwei zweite Leiter des Leitungssystems der Antennenstruktur 1, die ebenfalls vorzugsweise als Rundleiter ausgeformt sind, starten am Einspeisepunkt 13. Von dem Einspeisepunkt 13 aus verzweigt sich so das Leitungssystem der Antennenstruktur 1 zu zwei Verteilerpunkten 14, wobei die Entfernung zwischen dem Einspeisepunkt 13 und jedem Verteilerpunkt 14, d.h. die Länge jedes der zwei zweiten Leiter, ein ganzzahliges Vielfaches von λ/2 beträgt. Um nunmehr Mikrowellenenergie in jede Ebene 9, 1 1 des Zubehörteils 5, 7 einzuspeisen, verzweigt sich jeder zweite Leiter der Antennenstruktur 1 an einem Verteilerpunkt 14 in drei dritte Leiter, um Mikrowellen zu drei Schienen 7 zu führen. Jede Ebene 9, 11 weist ihrerseits wiederum zwei Antennenansatzpunkte 15, 17 bzw. 16, 18 auf, von denen sich insgesamt vier Antennenarme 3, 4 aus erstrek- ken. Der Abstand zwischen den Antennenansatzpunkten 15, 16, 17, 18, in einer Ebene 9, 11 d.h. die Länge jedes dritten Leiters zwischen besagten Antennenansatzpunkten 15, 16, 17, 18 beträgt ein ganzzahliges Vielfaches von λ/2. Ebenso beträgt der Abstand, d.h. die Länge jedes dritten Leiters, zwischen einem Verteilerpunkt 14 und dem diesen zugewandten, ersten Antennenansatzpunkt 15, 16 auch ein ganzzahliges Vielfaches von λ/2. Direkt übereinander angeordnete Ebenen 9, 11, die von einem gemeinsamen Verteilerpunkt 14 aus gespeist werden, weisen daher zueinander versetzte Antennenansatzpunkte 15, 16, 17, 18 auf. Mittels einer solchen Antennenstruktur 1 wird gewährleistet, daß alle Antennenarme 3, 4 gleichphasig und betragsmäßig gleich von der Mikrowellenquelle gespeist werden, also eine phasen- und betragsmäßige Gleichtaktspeisung aller Antennenarme 3, 4 vorliegt. Dies ermöglicht einen gleichmäßigen Energieeintrag in sich auf in den Gargutträgern befindenden Gargut (nicht gezeigt). Jede Antenne 2 ist als eine mittig an einem Zusammenfuhrungspunkt 20 angeregte λ-Schleife ausgebildet, d.h. jeweils zwei Schleifenantennenarme 3, 4 sind an einem Zusammenfuhrungspunkt 20 zur Verbindung mit einem dritten Leiter zusammengeführt, so daß diese beiden Antennenarme 3, 4 parallel geschaltet sind. Die einem Zusammenfuhrungspunkt 20 zuzuordnenden Antennenarme 3, 4 breiten sich mit anderen Worten jeweils entgegengesetzt von dem Zusammenfuhrungspunkt 20 im wesentlichen parallel zu den Schienen 7 des Zubehörteils aus. Die von dem jeweiligen Zusammenfuhrungspunkt 20 wegweisenden Enden der Antennenarme 3, 4 sind jeweils an einem Aufschweißpunkt 22 auf eine Schiene 7 des Zubehörteils aufgeschweißt und somit geerdet.

In einem Pfosten 5 des Zubehörteils kann ein erster Leiter und teilweise auch ein zweiter Leiter des Leitungssystems zum Zuleiten von Mikrowellen zu den Antennen 2 angeordnet sein. Eine mögliche erste Ausführungsform eines entsprechenden Abschnitts des Leitungssystems 50 ist in Figur 2a gezeigt. Der Pfosten des Zubehörteils ist demnach als ein U-förmiger Außenleiter 52 ausgeformt, der die Masse eines Koaxialleiters darstellt, in dem ein Rundleiter bzw. zylindrischer Innenleiter 54 angeordnet ist. Die geometrischen Abmessungen sind derart ausgelegt, daß ein 50 Ω Leitungssystem entsteht. Der Pfosten des Zubehörteils stellt somit selbst einen Teil des Leitungssystems.

Eine zweite Ausführungsform eines Abschnitts des Leitungssystems 50' ist in der Figur 2b zu sehen, bei der ein Streifenleiter 54' mit zwei Außenleitern 52', die Masseleiter darstellen, zum Einsatz kommt. Auch dieser Streifenleiter 54' ist derart ausgelegt, daß ein 50 Ω Leitungssystem 50' entsteht, wobei die zwei Außenleiter 52' und der Innenleiter 54' ein Koaxialleitungssystem simulieren.

Um die Antennen 2 über ein mit einem Zubehörteil zusammenwirkendes Leitungssystem mit einer Mikrowellenquelle zu koppeln, die sich in einem Geräte- oder Technikraum eines Gargeräts befindet, muß zum einen ein Durchgang durch eine Wand des Gargeräts und zum anderen eine Kopplungsstelle, die es ermöglicht, daß das Zubehörteil aus einem Garraum des Gargeräts entnehmbar ist, bereitgestellt werden. Ein hierfür geeignetes kombiniertes Kopplungsund Durchführungssystem 100 eines erfindungsgemäßen Gargeräts ist der Figur 3 in Verbindung mit einem Leitungssystem 50", das beispielsweise einen Aufbau gemäß Fig. 2a oder Fig. 2b mit einem Innenleiter 54" sowie zumindest einem Außenleiter 52" aufweist, zu entnehmen.

Das Kopplungs- und Durchführungssystem 100 wird von der Mikrowellenquelle (nicht gezeigt) im Geräte- oder Technikraum 102 des Gargeräts über eine Koaxialleitung 104, die einen Außenleiter 106 und einen Innenleiter 108 aufweist, mit Mikrowellen gespeist. Der Innenleiter 108 des Koaxialkabels 104 endet in einem Ankoppelstift 110, der eine elektrische Länge von λ/2 aufweist und in einer Substrathülse 112 eingebettet ist, die sich seitlich von dem Ankoppelstift 110 aus weiter, über den Durchmesser des Außenleiters 106 des Koaxialkabels 104 heraus, erstreckt. Die Substrathülse 112 ist an ihrem äußeren Randbereich 114 durch eine Befestigungsvorrichtung 116, vorzugsweise in Form einer Schraubverbindung, an einem Basisteil 118 befestigt, wobei zwischen der Substrathülse 1 12 und dem Basisteil 118 ein erster Dichtungsring 120 angeordnet sein kann. Die Substrathülse 112, die in ihrem äußeren Randbereich 1 14 scheibenförmig ausgebildet ist, wird durch die Befestigungsvorrichtung 116 auf den ersten Dichtungsring 120 gedrückt, so daß die Substrathülse 112 mit dem ersten Dichtungsring 120 eine Dichtung zwischen einem Garraum 122 und einem Inneren des Koaxialleiters 104 darstellt. Somit können Dämpfe, Fette und andere Stoffe, die sich im Garraum 122 befinden, nicht in das Innere des Koaxialkabels 104 eindringen, insbesondere, wenn das Zubehörteil, an dem das Leitungssystem 50" angeordnet ist, sich nicht im Garraum 122 befindet.

Die Substrathülse 112 kann in unterschiedlichen Bereichen unterschiedliche Dicken aufweisen, um elektrische und/oder mechanische Eigenschaften des Kopplungs- und Durchführungssystems 100 zu optimieren. Die Substrathülse 112 ist dabei jedoch nicht elektrisch leitend, da dann ein Kurzschluß auftreten könnte. Die Substrathülse 112 hat noch eine weitere Funktion, nämlich das Fixieren des Innenleiters 108 des Koaxialkabels 104. So ist durch sie gewährleistet, daß sich der Abstand zwischen dem Innenleiter 108 und dem Außenleiter 106 nicht verändert und so die elektrischen Eigenschaften des gesamten Mikrowellensystems unverändert bleiben. Ferner ist die Substrathülse 112 im Bereich des Ankoppelstifts 110 mit einer Metallhülse 124 abgedeckt, die im direkten, leitenden Kontakt mit dem Innenleiter 54" des Leitungssystems 50" stehen kann, nämlich dann, wenn das Zubehörteil in den Garraum 122 eingebracht ist, so daß dieser Innenleiter 54" eine Fortführung des Innenleiters 108 des Koaxialkabels 104 darstellt. Eine weitere Abdichtung zwischen dem Garraum 122 und dem Geräteraum 102 wird durch einen zweiten Dichtungsring 130 zwischen dem Basisteil 1 18 und einer Garraumwand bzw. einem Garraumboden 134 erreicht, und zwar mittels einer Mutter 132, die das Basisteil 118 gegen den Garraumboden 134 preßt. Der Garraumboden 134 ist im allgemeinen aus einem V2A-Blech geformt. Über den Dichtungsring 130 ist somit gewährleistet, daß durch das Kopplungs- und Durchführungssystem 100 keine Garraumatmosphäre aus dem Garraum 122 entlang des Basisteils 118 in den Geräteraum 102 gelangen kann.

Auf der Substrathülse 112 ist ferner ein Metallteil 140 aufgebracht, das eine Fortsetzung des Außenleiters 106 des Koaxialkabels 104 darstellt und in den Außenleiter 52" des Leitungssystems 50" übergeht. Dadurch ist der Außenleiter 52" geerdet, stellt also eine Masseleitung dar, und ist mit dem Außenleiter 106 des Koaxialkabels 104 verbunden. Sowohl der Außenleiter 106 als auch der Innenleiter 104 sind somit elektrisch im Garraum 122 weitergeführt, obwohl aufgrund der Substrathülse 112 keine Berührung mit dem Außenleiter 52" und dem Innenleiter 54" vorliegt.

Somit ist festzuhalten, daß eine kapazitive Kopplung zwischen dem Koaxialkabel 104 im Geräte- oder Technikraum 102 und dem Leitungssystem 50" im Garraum 122 unter Zwischenschaltung der Substrathülse 112 vorliegt. Die kapazitive Kopplung liegt selbstverständlich nur dann vor, wenn das Zubehörteil mit seinem Pfosten 5 derart im Garraum 120 angeordnet ist, daß der Außenleiter 52" des Leitungssystems 50" in leitendem Kontakt mit dem Metallteil 140 steht, während der Innenleiter 54" des Leitungssystems 50" in leitendem Kontakt mit der Metallhülse 124 steht. Die Verbindung zwischen dem Außenleiter 52" und dem Metallteil 140 sowie auch zwischen dem Innenleiter 54" und der Metallhülse 124 ist somit lösbar gestaltet, um das Zubehörteil insgesamt aus dem Garraum 122 herausnehmbar und innerhalb des Garraums 122 bewegbar auszugestalten.

Vorteilhafterweise verfügt ein erfindungsgemäßes Gargerät über zwei Antennenstrukturen 1, nämlich über eine auf jeder Seite des Garraums 112, die jedoch beide über ein einziges Kopplungs- und Durchführungssystem 100 mit einer Mikrowellenquelle verbunden sind. Es kommen somit zwei Komponenten aus Pfosten 5 und Schienen 7 gemäß Figur 1 als Zubehörteil zum Einsatz, deren Leitungssysteme 50" miteinander verbunden sind. Femer können in einer weiteren vorteilhaften Ausfuhrungsform die einzelnen Ebenen 7, 1 1 der Antennenstruktur 1 einzeln ab- oder angeschaltet werden, um gezielt Gargut in einer Ebene 9, 11 mit Mikrowellen zu beaufschlagen. Vorzugsweise erfolgt eine Abschaltung der Mikrowellenzufuhr zu Antennenarmen 3, 4 bestimmter Schienen 7 automatisch, nämlich dann, wenn kein Gargutträger in die entsprechende Schiene 7 eingeschoben wird, beispielsweise durch einen mechanischen Schalter, der die Leitung zu den einzelnen Antennenansatzpunkten 15, 16, 17, 18 unterbricht. Dabei muß natürlich berücksichtigt werden, daß die unterbrochene Leitung einen passenden Abschluß bzw. Widerstand aufweist, so daß der Rest der Antennenstruktur 1 nicht durch das Abschalten einer Ebene 9, 11 gestört wird.

Die in der vorstehenden Beschreibung, in den Ansprüchen sowie in den Zeichnungen offenbarten Merkmale der Erfindung können sowohl einzeln als auch in jeder beliebigen Kombination für die Verwirklichung der Erfindung in ihren verschiedenen Ausführungsformen wesentlich sein.

Bezugszeichenliste

Antennenstruktur λ-Schleifen- Antenne

Antennenraum

Antennenarm

Pfosten

Schiene

Ebene

Einspeisepunkt

Verteilerpunkt

Antennenansatzpunkt

Teilungspunkt

Aufschweißpunkt , 50', 50" Leitungssystem , 52', 52" Außenleiter , 54', 54" Innenleiter 0 Kopplungs- und Durchführungssystem 2 Technikraum 4 Koaxialkabel 6 Außenleiter 8 Innenleiter 0 Ankoppelstift 2 Substrathülse 4 Randbereich 6 Befestigungsvorrichtung 8 Basisteil 0 Dichtungsring 2 Garraum 4 Metallhülse 0 Dichtungsring 2 Mutter 4 Garraumboden 0 Metallteil

Claims

Ansprüche

1. Antennenstruktur (1) für ein Gargerät mit einem Garraum (122), in dem zumindest ein Zubehörteil (5, 7) zum Behandeln von Gargut in zumindest zwei Behandlungsebenen (9, 1 1) zumindest zeitweise angeordnet ist, und mit einem vom Garraum (122) getrennten Geräte- oder Technikraum (102), in dem eine Mikrowellenquelle angeordnet ist, wobei die Antennenstruktur (1) mit dem Zubehörteil (5, 7) in Wirkverbindung steht, von der Mikrowellenquelle mit Mikrowellen der Wellenlänge λ speisbar ist und pro Behandlungsebene (9, 11) zumindest eine Antenne (2) zur Abstrahlung von Mikrowellen umfaßt, dadurch gekennzeichnet, daß jede Antenne (2) eine λ -Schleife darstellt, und alle Antennen (2) derart miteinander gekoppelt sind, daß sie phasenmäßig gleich mit Mikrowellen speisbar sind, und Mikrowellen gleichphasig und gleichmäßig in den Garraum (122) abstrahlen.

2. Antennenstruktur nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen Einspeisepunkt (13) für die Mikrowellen, der über ein Leitungssystem (50, 50', 50") mit der Mikrowellenquelle verbindbar ist und an dem ein bestimmter Wellenwiderstand, vorzugsweise in Höhe von 50 Ohm, anliegt.

3. Antennenstruktur nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Leitungssystem (50, 50', 50") in Form einer Koaxialleitung ausgebildet ist, mit einem Innenleiter (54, 54', 54") und einem Außenleiter (52, 52', 52").

4. Antennenstruktur nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Innenleiter (54, 54', 54") einen ersten Leiter darstellt, der am Einspeisepunkt (13) mit zumindest zwei zweiten Leitern verbunden ist.

5. Antennenstruktur nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Einspeisepunkt (13) an oder in dem Zubehörteil (5, 7), vorzugsweise einem vertikalen Träger (5), wie in Form eines Pfostens, des Zubehörteils (5, 7), angeordnet ist.

6. Antennenstruktur nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß sich die zweiten Leiter jeweils zu einer unterschiedlichen Behandlungsebene (9, 1 1) für - -

Gargut im Garraum (122), insbesondere bestimmt durch einen horizontalen Träger (7), wie in Form einer Schiene, des Zubehörteils (5, 7), erstreckt.

7. Antennenstruktur nach einem der Ansprüche 2 bis 6, gekennzeichnet durch zumindest einen Verteilerpunkt (14) zwischen dem Einspeisepunkt (13) und den Antennen (2), an dem vorzugsweise jeder zweite Leiter mit zumindest zwei dritten Leitern verbunden ist.

8. Antennenstruktur nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzahl an dritten Leitern der Anzahl an Behandlungsebenen (9, 1 1) entspricht, wobei vorzugsweise eine Vielzahl von Behandlungsebenen (9, 11) vorgesehen ist.

9. Antennenstruktur nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß sich die dritten Leiter jeweils zumindest teilweise in einer Behandlungsebene (9, 1 1), insbesondere in oder an dem dazugehörigen horizontalen Trägern (7) des Zubehörteils (5, 7) entlang, erstrecken.

10. Antennenstruktur nach einem der vorangehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch zumindest einen Antennenansatzpunkt (15, 16, 17, 18) pro Behandlungsebene (9, 11), an dem vorzugsweise jeweils ein dritter Leiter mit einer Antenne (2) verbunden ist.

11. Antennenstruktur nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß pro Behandlungsebene (9, 11) zumindest zwei Antennen (2) angeordnet sind, wobei vorzugsweise jeder Antenne (2) ein Antennenansatzpunkt (15, 16, 17, 18) zugeordnet ist.

12. Antennenstruktur nach Anspruch 10 oder 1 1, dadurch gekennzeichnet, daß jede Antenne (2) mittig über einen Antennenansatzpunkt (15, 16, 17, 18) anregbar ist, wobei jede Antenne (2) vorzugsweise zwei parallel geschaltete Antennenarme (3, 4) aufweist, die sich in einem Antennenansatzpunkt (15, 16, 17, 18) treffen.

13. Antennenstruktur nach einem der Ansprüche 7 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand zwischen dem Einspeisepunkt (13) und jedem Verteilerpunkt (14) jeweils ein ganzzahliges Vielfaches von ca. λ/2 beträgt.

14. Antennenstruktur nach einem der Ansprüche 7 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand zwischen jedem Verteilerpunkt (14) und dem/den damit verbundenen An- tennenansatzpunkt(en) (15, 16, 17, 18) jeweils ein ganzzahliges Vielfaches von ca. λ/2 beträgt.

15. Antennenstruktur nach einem der Ansprüche 4 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Außenleiter (54') des ersten Leiters (52') von einem vertikalen Träger (50') des Zubehörteils (5, 7) bereitgestellt ist, wobei der vertikale Träger (50') vorzugsweise ein U-förmiges Profil aufweist.

16. Antennenstruktur nach einem der Ansprüche 4 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß jeder zweite Leiter als Innenleiter eines Koaxialleiters ausgebildet ist, dessen Außenleiter von einem vertikalen Träger (50') des Zubehörteils (5, 7) bereitgestellt ist, wobei der vertikale Träger (50') vorzugsweise ein U-förmiges Profil aufweist.

17. Antennenstruktur nach einem der Ansprüche 7 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß jeder dritte Leiter zumindest bereichsweise als Innenleiter eines Koaxialleiters ausgebildet ist, dessen Außenleiter oder Gegenpol von einem horizontalen Trägers (7) des Zubehörteils (5, 7) bereitgestellt ist, wobei vorzugsweise jeder dritte Leiter zwischen dem dazugehörigen horizontalen Träger (7) und einer Garraumwand verläuft.

18. Antennenstruktur nach einem der Ansprüche 4 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß der erste, zweite und/oder dritte Leiter als Rundleiter ausgebildet ist bzw. sind.

19. Antennenstruktur nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß jede Antenne (2) mit einem horizontalen Träger (7) des Zubehörteils (5, 7) verbunden, insbesondere verschweißt, ist, wobei vorzugsweise die beiden freien Enden der parallel geschalteten Antennenarme (3, 4) jeder Antenne (2) mit dem dazugehörenden horizontalen Trägern (7) verbunden sind.

20. Gargerät mit einem Garraum (122), in dem zumindest ein Zubehörteil (5, 7) zum Behandeln von Gargut in zumindest zwei Behandlungsebenen (9, 11) zumindest zeitweise angeordnet ist, mit einem vom Garraum (122) getrennten Geräte- oder Technikraum (102), in dem eine Mikrowellenquelle angeordnet ist, und mit zumindest einer Antennenstruktur (1), die mit dem Zubehörteil (5, 7) in Wirkverbindung steht, von der Mikrowellenquelle mit Mikrowellen der Wellenlänge λ speisbar ist und pro Behandlungsebene (9, 11) zumindest eine Antenne (2) aufweist, wobei die Antennenstruktur (1) insbesondere nach einem der vorangehenden Ansprüche ausgeformt ist, gekennzeichnet durch ein Kopplungs- und/oder Durchführungssystem (100) zur berührungslosen, kapazitiven Verbindung der Mikrowellenquelle und der Antennenstruktur (1).

21. Gargerät nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß die berührungslose, kapazitive Verbindung automatisch durch Einbringen des Zubehörteils (5, 7) in den Garraum (122) herstellbar ist, vorzugsweise über eine Steckverbindung.

22. Gargerät nach Anspruch 20 oder 21, dadurch gekennzeichnet, daß das Kopplungs- und/oder Durchführungssystem (100) zum Koppeln eines Leitungssystems (50, 50', 50") in dem Garraum (122) mit einem Leitungssystem, insbesondere umfassend ein Koaxialkabel (104), in dem Geräte- oder Technikraum (102) zumindest eine Dichtung (112, 120, 130) aufweist, die das Innere des Garraums (122) von dem Äußeren desselben elektrisch isoliert und/oder hermetisch abdichtet.

23. Gargerät nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtung (112, 120, 130) zur elektrischen Isolation zwischen dem Leitungssystem (50, 50', 50") im Garraum (112) und dem Leitungssystem (104) in dem Geräte- oder Technikraum (102) sicherstellt, ein elektrisch nicht-leitendes Glied umfaßt.

24. Gargerät nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß das Glied eine Substrathülse (112) umfaßt, die zumindest teilweise einen Ankoppelstift (1 10) der Koaxialleitung (104) aufnimmt.

25. Gargerät nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß der Ankoppel stift (110) eine Länge von ca. λ/2 aufweist.

26. Gargerät nach Anspruch 24 oder 25, dadurch gekennzeichnet, daß die Substrathülse (112) einen Innenleiter (108) des Koaxialkabels (104) fixiert, insbesondere mittig innerhalb eines Außenleiters (106) des Koaxialkabels (104) zentriert.

27. Gargerät nach einem der Ansprüche 23 bis 26, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtung (112, 120, 130) zur hermetischen Abdichtung zumindest einen Dichtungsring (120, 130) zwischen einer Garraumwand, insbesondere in Form eines Garraumbodens (134), und dem elektrisch nicht-leitenden Glied umfaßt.

28. Gargerät nach einem der Ansprüche 20 bis 27, dadurch gekennzeichnet, daß das Zubehörteil (5, 7) in Form eines Einhängegestells, eines Hordengestellwagens oder eines Tellerregeneriergestells ausgebildet ist.

29. Gargerät nach einem der Ansprüche 20 bis 28, dadurch gekennzeichnet, daß das Zubehörteil (5, 7) zwei jeweils parallel zu einer Garraumseitenwand verlaufende, sich gegenüberstehende, spiegelsymmetrische Komponenten aufweist, wobei jede Komponente zumindest einen vertikalen Träger (5) und zumindest zwei horizontale Träger (9) aufweist.

30. Gargerät nach Anspruch 31, dadurch gekennzeichnet, daß jede Komponente des Zubehörteils (5, 7) eine Antennenstruktur (1) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 19 trägt, wobei insbesondere beide Antennenstrukturen (1) mit einer gemeinsamen Mikrowellenquelle verbunden sind.

31. Gargerät nach Anspruch 30, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitungssysteme (50, 50', 50") der beiden Komponenten des Zubehörteils (5, 7) elektrisch miteinander verbunden sind.

32. Gargerät nach einem der Ansprüche 20 bis 31, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Leitungssystem (50, 50', 50") den gleichen Wellenwiderstand wie die Mikrowellenquelle, vorzugsweise in Höhe von 50 Ohm, aufweist. - -

33. Gargerät nach einem der Ansprüche 20 bis 32, dadurch gekennzeichnet, daß dasselbe mit Heißluft und/oder Dampf betreibbar ist.

34. Gargerät nach einem der Ansprüche 20 bis 23, dadurch gekennzeichnet, daß die Antennen (2) einzeln anregbar sind, wobei vorzugsweise die mit einer Schiene (7) verbundene(n) Antenne(n) (2) angeregt ist bzw. sind, wenn in diese Schiene (7) ein Gargutträger eingeschoben ist und/oder in der durch diese Schiene (7) bestimmten Behandlungsebene (9, 11) Gargut erfaßt ist.