DE2555160A1 - Mikrowellenofen - Google Patents

Description

LEINWEBER & ZIMMERMANN

PATENTANWÄLTE

$ 5 5 1 6 O Dipl.-Ing. Hermann Leinweber

Dipl.-!ng. Heinz Zimmermann Dipl.-Ing. A. Gf. v. Wengersky

8 München 2, Rosental 7

2. Aufgang (Kustermann-Passage) Telefon (089) 2603989
Telex 528191 iepatd
Telegr.-Adr. Leinpat München

^den8. Dezember 1975

Unser Zeichen

A1203-05

MATSUSHITA ELECTBIC IIDUSTRIAL CO.LTD., Osaka / Japan

Mikrowellenofen

Die Erfindung betrifft einen Mikrowellenofen mit einem Gehäuse, in dem eine Heizkammer vorgesehen ist, die eine Frontöffnung aufweist, die mit Hilfe einer am Gehäuse angebrachten Tür verschließbar ist, weiter mit einem in die Heizkammer Mikrowellenenergie abgebenden Mikrowellengenerator und schließlich mit einem in der Tür vorgesehenen Sichtfenster.

Die Erfindung befaßt sich also allgemein mit einem Ofen, der mit elektromagnetischen Mikrowellen arbeitet. Die Erfindung ist dabei insbesondere auf den Aufbau des Sichtfensters der Türe eines solchen Mikrowellenofens gerichtet, das eine unmittelbare Beobachtung der Heizkammer bzw. des Backrohres eines solchen Ofens gestattet. Durch die Erfindung soll dabei eine verbesserte Sicherheit gegen das Austreten elektromagnetischer Energie und eine angehobene Lebensdauer im Gebrauch erzielt werden.

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Es ist bekannt, daß Mikrowellenofen Lebensmittel induktiv heizen. Hierfür werden elektromagnetische Wellen hoher j Frequenz in der Größenordnung von 2450 MHz verwendet. Der Of e4 weist zum Schließen und Öffnen eine Tür auf, die ein Sicht- | fenster hat. Auf diese Weise ist es durch die Tür hindurch ί möglich, den Kochzustand der Lebensmittel zu beobachten, die ; sich in der Heizkammer bzw. im Backrohr befinden. In bekannter! Mikrowellenofen wird zum Verhindern des Austretens elektromagnetischer Energie durch das Sichtfenster eine mit Durchbrechungen versehene Metallplatte verwendet, die durch eine An- ^: zahl von Preßstanzarbeitsgängen hergestellt wird. Eine derartige Abschirmplatte kann ohne weiteres zu ökonomisch annehmbaren Preisen hergestellt werden. Sie hat jedoch den Nachteil, daß das Verhältnis zwischen der Fläche der Durchbrechung zur Fläche der stehenbleibenden Teile klein ist und eine einfache Beobachtung der Heizkammer nicht möglich ist. Wird beispielsweise eine Aluminiumplatte von1,0 mm Dicke in acht Arbeitsgängen durch Preß-Stanze mit Öffnungen versehen, so beträgt das Öffnungsverhältnis höchstens etwa 35$.

Es sind schon Sichtfenster bekannt (US-PS 2 958 754), i bei denen ein Metallgitter sandwichartig zwischen feuer- ^;, festen Glasplatten angeordnet ist. Bekannt ist auch eine Kon- ; struktion (US-PS 3 431 349), bei der eine transparente Beschichtung eines shyntetischen Harzes, wie Acrylharz beid- j seitig auf ein Metallgitter aufgebracht wird. Bezüglich der \ Dimensionen des Metallgitters schlägt die erstgenannte Konstruktion die Verwendung eines Sichtfensters mit mindestens zwölf mesh vor. Dem Stand der Technik ist jedoch keine Konstruktion für Türsichtfenster als bekannt zu entnehmen, bei der es auf das Verhältnis eines Metallgitterschirmes und das Auslecken elektromagnetischer Energie ankommt.

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Aufgabe der Erfindung ist es deshalb, einen Mikrowellenofen mit einem Sichtfenster in der Tür zu versehen, das die Beobachtung der Heizkammer erleichtert und zugleich Sicherheit gegen das Auslecken elektromagnetischer Energie bzw. lange Lebensdauer im Betrieb ergibt.

Dabei soll das Sichtfenster der Tür des Mikrowellenofens leicht herstellbar sein und ästhetisch im Aussehen befriedigen.

Auch ist es wichtig, die Konstruktion des Sichtfensters in der Tür des Mikrowellenofens so zu wählen, daß sie möglichst wenig Einfluß auf die Verteilung des elektrischen Feldes in der Heizkammer nimmt und so die Betriebssicherheit erhöht.

Diese Ziele werden erfiiidungsgemäS dadurch erreicht, daß das Sichtfenster als Abschirmung gegen das Austreten elektromagnetischer Wellen ein Metallgitter aufweist, das zwischen transparente Platten eingelegt ist, aus Drähten eines Durchmessers i im Bereich von 0,1 bis 0,4 mm und eines Drahtabstandes 1 von 0,18 bis 0,92 mm besteht, wobei das Verhältnis \/i von Drahtabstand und Durchmesser kleinere Werte hat als sie sich durch eine Interpolationskurve ergeben, die durch die Verhältniswerte von 1/6 2,2, 3,3 und 4,3 geht, wenn der Durchmesser & Werte von 0,4, 0,2 bzw. 0,1 hat.

Weitere Einzelheiten, Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen. In der Zeichnung ist die Erfindung ; beispielsweise erläutert und zwar zeigen: j

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht eines Mikrowellenofens mit offener Tür,

Fig. 2 einen Längsschnitt durch den Mikro— j

wellenofen von Fig; 1, -4-!

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Fig. 3 in vergrößertem Maßstab eine Teilansieht des Bereichs im Kreis III von Fig. 2,

Fig. 4 einen G-raphen der Beziehung zwischen den Drahtabstand'l des Metallgitters des Sichtfensters und der Energiedichte der austretenden elektromagnetischen Energie,

Fig. 5 einen Graphen der Änderungen des Drahtabstandes und des Verhältnisses des Drahtabstandes zum Drahtdurchmesser als Funktion des Drahtdurchmessers, und

Fig. 6 eine schematische Erläuterung des Phänomens des Ausleckens der elektrischen Energie.

Bevor in eine Erläuterung bevorzugter Ausführungsformen der Erfindung eingetreten wird, soll das Phänomen des Ausleckens der elektromagnetischen Energie im Sichtfenster der Tür eines Mikrowellenofens erklärt werden, um ein besseres Verständnis der Erfindung zu erreichen.

Fig. 6 zeigt ein Metallgitter, das im Sichtfenster eines' Mikrowellenofens angeordnet wird und aus einer Anzahl von Drähten besteht, von denen lediglich die Drähte 32, 33, 34 und 35 in Fig. 6 gezeigt sind. Die Darstellung ist so gewählt, daß das Auslecken von Energie hochfrequenter Wellen zwischen den Drähten 33 und 34 gezeigt ist. Es ist jedoch selbstverständlich, daß gleiche Ausleckerscheinungen auch zwischen den anderen Drähten auftreten. Eine Quelle von Hochfrequenzenergie ist im Mikrowellenofen angeordnet und dient dazu, induktiv Gegenstände aufzuheizen, die gar gekoctfc werden sollen. Die Energiequelle erzeugt elektrische Feldlinien,

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wie sie bei a, b, c, d und e angegeben sind. Es ist bekannt, daß die elektrischen Feldlinien auf der Oberfläche der Drähte 32, 33, 34 und 35 des Drahtgitters senkrecht stehen. Das führt dazu, daß die elektrischen Feldlinien a und b mehr oder weniger geradlinig zu den Metalldrähten 33 und 34 verlaufen. Im Gegensatz dazu verläuft die elektrische Feldlinie c, die sich im Zwischenraum zwischen den Drähten 33 und 34 befindet längs einer gebogenen Bahn und trifft auf die Oberfläche der Drähte seitlich auf. Die elektrischen Feldlinien d und e erstrecken sich durch den Mittelabschnitt des Zwischenraums zwischen den Drähten, verlassen dabei die Heizkammer und treffen auf die Drähte von der Außenseite des Ofens her auf, wie das in der Figur gezeigt ist. Es ist anzunehmen, daß die elektrischen Feldlinien, die außerhalb der Ofenkammer verlaufen, zusätzliche elektrische Feldlinien induzieren, was wiederum ein Auslecken elektromagnetischer Energie zur Folge hat. In diesem Zusammenhang ist darauf hinzuweisen, daß bei einer definierten Verteilung der elektrischen Feldlinien, wie sie oben beschrieben, wurde, das Metallgitter so konstruiert werden kann, daß es ein Aus-, lecken elektromagnetischer Energie verhindert, In der Praxis ist jedoch die Verteilung der elektrischen Feldlinien nicht definiert, was seine Ursache in gegenseitigen Beeinflussungen der elektrischen Feldlinien im Bereich der zahlreichen Zwischenräume hat und zusätzlich auch vom unvermeidlichen Mangel an Gleichmäßigkeit in der Verteilung der elektrischen Feldlinien in der Heizkammer ausgeht. Überdies gibt es weitere Störfaktoren, wie Grenzflächen - oder Handbedingungen zwischen dem Sichtfenster und dem Türkörper, Kontakte unterschiedlichen Widerstandes zwi- ' sehen den Metalldrähten, sowie Oberflächenströme, die in den \ Metallwänden des Ofens aufgrund von elektrischen Feldern erzeugt! werden, die auf die möglichst stehend Welle zurückgehen.

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Alle diese Erscheinungen machen es schwierig, ein definiertes ■ Muster der austretenden elektromagnetischen Welle zu gewinnen und eine entsprechende Struktur des Drahtgitters zu entwerfen, ; um ein solches Austreten elektromagnetischer Wellen zu unterdrücken.

Diesen Nachteilen soll abgeholfen werden. Die Vorschläge hierzu werden nun anhand der Fig. T bis 5 beschrieben.

Ein Mikrowellenofen wird üblicherweise für das Kochen von Nahrungsmitteln durch dielektrisches Aufheizen verwendet, wobei man Gebrauch von Hochfrequenz macht, deren Frequenz in der Größenordnung von 2540 MHz liegt.

Fig. 1 und 2 zeigen einen Mikrowellenofen mit einem Gehäuse 1, in dem eine Höhlung oder Heizkammer 2 ausgebildet ist. Am Gehäuse 1 ist eine Tür 3 vorgesehen, die zum Öffnen bzw. Schließen einer Frontöffnung bzw. Zugangsöffnung der. Heizkammer 2 dient. Die Tür 3 ist mit einem Türgriff 4 versehen, der die Handhabung der Tür beim öffnen und Schließen erleichtert In der Tür 2 ist ein Sichtfenster 5 ausgebildet, durch das hindurch das Innere der Heizkammer beobachtet werden kann. Eine Bedienungsplatte 6 ist auf der Vorderseite des Gehäuses 1 oben angebracht und mit einer Zeitskala 7 für eine Zeitsteuerung versehen. Neben der Zeitskala 7 ist eine Anzeigeplatte 8 angeordnet, die Hinweise für die Heizdauer jeder Art zu kochender Nahrungsmittel im Hinblick auf die jeweilige Menge gibt. Ein. Steuerknopf 9 wird entsprechend dem jeweiligen zu kochenden Nahrungsmittel eingestellt. Danach wird ein Zeitsteuerknopf 110 gedreht und dadurch eine Zeitsteuerungs-Anzeigenadel 11 auf ;der Anzeigeplatte 8 in eine Stellung gebracht, die der Menge der jeweils gewählten Art des Nahrungsmittels entspricht. Sodann wird die in der Figur nicht gezeigte Zeltsteuerung betätigt, die nun die optimale Kochdauer für das jeweilige Nahrungsmittel festlegt. Mit Hilfe eines Kochschalters 12 kann der Kochvorgang

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in Gang gesetzt werden. Eine Kochlampe 13 leuchtet, solange die Hochfrequenzwelle erzeugt wird. _;

Als Mikrowellengenerator 14 dient ein Magnetron, das \ Hochfrequenzenergie in die Heizkammer 2 abgibt und im Gehäuse \ 1 oberhalb der Heizkammer 2 angeordnet ist. Ein Flügelrad 15 ist drehbar auf einer Tragachse 16 angeordnet. Das Flügelrad 15 wird durch einen Luftzug in Drehung versetzt, der zur Kühlung des Magnetrons benützt wird. Die Drehung des Flügelrades 15 hat einen Bühreffekt auf das Hochfrequenzfeld in der Heizkammer. Eine Trennwand 17 dient zur Isolierung des Flügelrades vom eigentlichen Kochraum. In diesem wird in einer Schale 18 ein Kochgut 19 aufgenommen.

Fig. 3 zeigt in größerem Maßstab eine Teilansicht des im Kreis III hervorgehobenen Teiles von Fig. 2. Die Tür 3 besteht aus einem Türinnenrahmen 20 aus einer Metallplatte, die sich in unmittelbarer Nachbarschaft der Heizkammer 2 befindet. Die Metallplatte ist mit einem Isolationsmaterial wie Hartalmit beschichtet. Die Tür 3 weist weiter eine Vulkanglasplatte 21, eine durchsichtige Harzschicht 22 aus synthetischem Harz und einen Drahtschirm bzw. ein Drahtgitter 23 auf, die zusammen das Sichtfenster bilden. Das Drahtgitter ; 23 dient als Abschirmung, die ein Austreten elektromagnetischer Wellen verhindern soll. Das Sichtfenster wird durch einen Tür-; rahmen 24 getragen, der aus einer Eisenplatte besteht, die | in der Regel in einer Art und Weise beschichtet ist, die ! eine ästhetische Wirkung erbringt. Eine Stützplatte 27 ist j mit ihrem einen Ende an der Vorderwand angeschweißt und mit ihrem anderen Ende am Türinnenrahmen 20 mit Hilfe von Schraubet 25 befestigt. Der Fig. 3 kann weiter entnommen werden, daß das Drahtgitter 23 zwischen die Vulkanglasplatte 21 und die Harzschicht 22 sandwichartig eingebettet und zwischen der Stütz platte 27 und dem almitanodisierten Türinnenrahmen 20 festgeklemmt gehalten ist. Man erkennt, daß der freie Endabschnitt

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des Drahtgitters 23 aus Metalldrähten direkt zwischen Stütz-, platte 27 und Türinnenrahmen zu liegen kommt und mit beiden sandwichartig in Oberflächenkontakt steht. Auf diese Weise wird jedes Auslecken elektromagnetischer Wellen aus der Heizkammer vollständig unterdrückt.

Ein Formstück 28 aus Kunstharz verhindert das Eindringen von Nahrungsmittelteilchen in den Hohlraum der Drossel für die elektromagnetischen Wellen. Ein Ferritgummiteil 30 dient zur Schwächung der elektromagnetischen Energie und ist auf einem nach vorne erstreckten Abschnitt einer Bodenplatte 31 montiert, wo der Teil durch eine Harzabdeckung 29 abgedeckt und so mechanisch geschützt wird.

Es wurde festgestellt, daß bei einer Herstellung des Drahtgitters 23 aus elektrisch leitfähigem Material ohne Oberflächenbehandlung ein unvollkommener Kontakt zwischen Drahtgitter 23 und Stützplatte 27 eintritt, wenn der Mikrowellenofen für eine lange Zeit in Betrieb ist. Das ist eine Folge der Tatsache, daß eine auf der Außenseite des Drahtgitters aus ästhetischen Gründen aufgebrachte Farbschicht weich wird und so .das Drahtgitter 23 in zunehmendem Maße in die aufgeweichte Farbschicht eingebettet wird, wenn der Klemmdruck der Schraube 25 wirksam ist. Das führt wiederum zu Entladungen zwischen dem Drahtgitter 23 und der Stützplatte 27* die ihrerseits wärmeerzeugend wirken. Sie Wärmeerzeugung hat eine Verschlechterung der Unterdrückung des Äusleckens elektromagnetischer Energie sowohl am Drosselhohlraum wie auch am Drahtgitter zur Folge.

Zur Beseitigung dieser Schwierigkeit wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, das Drahtgitter 23 aus rostfreiem Stahl großer Zugfestigkeit herzustellen, der eine Oxidbeschichtung von weniger als 5 Mikrometer Dike aufweist, die durch eine

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Oxidschmelzbehandlung eine Fluorisation, eine Oxidationsbehandlung oder eine ähnliche Oberflächenbehandlung erhalten wird. Das Drahtgitter muß überdies geschwärzt werden, um die Beobachtung der Heizkammer zu erleichtern und durch Verminderung der reflektierten Strahlung angenehmer zu machen. In diesem ZusammenhEng wurde festgestellt, daß eine Dicke der Oxidbeschichtung auf dem Drahtschirm über 5 Mikrometer dazu führt, daß der rostfreie Stahl, aus dem der Drahtschirm besteht, zerbrechlich wird, weil er durch die Behandlung für die Ablage der Oxidbeschichtung korrodiert wird. Überdies wird der elektrische Widerstand an der Drahtoberfläche der Drähte im Drahtgitter 23 erhöht, was ein Problem in Bezug auf die Betriebssicherheit darstellt.

Als Glasplatte 21 wird vorzugsweise eine chemisch durch eine Ionen^ustauschbehandlung oder dergleichen gefestigte Glas-* platte verwendet. Die Ionenaustauschbehandlung ist einer thermischen Behandlung aus folgenden Gründen vorzuziehen:

1. Eine thermische Festigungsbehandlung der Glasplatte führt nicht zu einem wesentlichen Festigungseffekt, wenn die Dicke der der Wärmebehandlung zu unterziehenden Glasplatte unter 3 mm liegt. Eine thermische Behandlung einer Glasplatte mit einer Dicke von weniger als 3 mm ist also nutzlos. Im Gegensatz dazu kann eine Glasplatte auch mit einer weit unter 3 mm liegenden Dicke zufriedenstellend gefestigt werden, wenn die Glasplatte einer chemischen Festigungsbehandlung bei der Herstellung unterworfen wird, die sich von der thermischen Festigungsbehandlung erheblich unterscheidet. Eine chemisch verfestigte Glasplatte zeigt j eine extrem hohe Innenspannung pro Flächeneinheit relativ ; zu einer thermisch verfestigten Glasplatte. In der Tat '. hat die chemisch verfestigte Glasplatte eine Stoßfestigkeit, die das Doppelte derjenigen beträgt, die bei thermisch verfestigten Glasplatten erzielt werden kann, soweit;

die Dicke der Glasplatte in der G_rößenordnung von i •3 mm liegt.

Es ist also die Verwendung chemisch verfestigten Glases für die Glasplatte 21 geeignet, die Dicke der Glasplatte 21 im Verhältnis zu der entsprechenden Glasplatte eines herkömmlichen Mikrowellenofens erheblich zu vermindern. Auf diese Weise wird Glasmaterial gespart. Auch werden die durch das Glasmaterial bedingten Herstellungskosten des Ofens vermindert. Weiter erlaubt es die Verwendung einer chemisch verfestigten Glasplatte, den Drosselabschnitt im Türinnenrahmen 20 flach zu gestalten. Das führt wiederum zu. einer Erleichterung der Herstellung des Drosselabschnittes und umgeht gleichzeitig Verwerfungserscheingungen, die sonst an der fertigen Drossel auftreten. Die Transparenz des Türinnenrahmens 20 kann so wunschgemäß verbessert werden. Gleichzeitig kann eine beträchtliche Unterdrückung des Auslenkens elektromagnetischer Energie erzielt werden.

Thermisch verfestigtes Glas hat die charakteristische Eigen schaft, daß die verfestigte Schicht in größerer Tiefe der Glasplatte liegt. Sie geht überdies teilweise mit einer nicht gleichmäßigen Verteilung der inneren Spannung einher. Diese Effekte sind dem Herstellungsverfahre zuzuschreiben. Wird also thermisch verfestigtes Glas teilweise zerstört, so kommt es zu einer Störung des insgesamt bestehenden Spannungsgleichgewichtes, wodurch die Glasplatte in Stücke gebrochen wird. Thermisch verfestigtes Glas solcher Eigenschaften bietet selbstverständlich Vor- \ teile für bestimmte Anwendungen, beispielsweise für die | Verwendung in Automobilen. Die Verwendung im Mikrowellen- j bereich sollte jedoch vermieden werden, da hier die Gefahr' besteht, daß die Glasplatte bereits aufgrund einer kleinen

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Beschädigung explodiert.

Andererseits liegen im Fall von chemisch verfestigten Glasplatten die Verfestigungsschichten im wesentlichen gleichmäßig in relativ geringer Tiefe. Eine mögliche teilweise Beschädigung führt deshalb nicht zu einer Gesamtzerstörung oder Explosion der Glasplatte.

In Hochfrequenzheizöfen werden oft Spieße zum Aufspießen von Lebensmitteln verwendet. Derartige Spieße haben in der Hegel Spitzen. Solche Spitzen sind Anlaß für elektrische Entladungen zwischen der Spitze und der Türabschirmung, wenn beide nahe genug beieinander zu liegen kommen. Es wurde festgestellt, daß bei Verwendung thermisch verfestigter Glasplatten in Zusammenhang mit der oben erläuterten Struktur des Sichtfensters die Glasplatte selbst bei äußerst kurz andauernden Entladungen leicht zu Bruch geht. Chemisch verfestigte Glasplatten sind jedoch äußerst unempfindlich für solche Belastungen und stellen eine hohe Betriebssicherheit des Sichtfensters sicher.

3. Im Fall thermisch verfestigten Glases tritt häufig eine Verwerfung oder ein gebogenes Profil der Glasplatte während des Herstellungsprozesses ein. Chemisch verfestigte Glasplatten sind Verwerfungen nicht ausgesetzt, da hier : komprimierte Schichten gleichmäßig produziert werden. ; Auf diese Weise können chemisch verfestigte Glasplatten j leicht fest montiert werden, ohne daß sie Deformationen j unterworfen werden, die nicht hingenommen werden können. Überdies ergibt sich gleichzeitig eine gleichmäßige Hitzeverteilung in der Glasplatte, die zu einer verbesserten Transparenz führt.

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4 .Eine Glasplatte, die einer chemischen Verfestigungsbehandlung unterworfen ist, hat eine größere Oberflächenhärte. Diese Eigenschaft schützt das Sichtfenster vor Kratzern bei der Benutzung und stellt so Klarheit und Transparenz des Sichtfensters für lange Zeit sicher.

Als nächstes soll nun das als Abschirmung dienende Drahtgitter bezüglich seiner Konstruktion und der Abmessungen beschrieben werden.

Fig. 4 zeigt als Graphen die Ergebnisse der gemessenen Ausleckungen elektromagnetischer Energie in Abhängigkeit γοη Veränderungen der Zwischenräume oder Abstände zwischen den Drähten im Drahtgitter 23 bei einem Ofen, wie er in den Fig. 1 bis 3 gezeigt ist, wobei die Drähte 0 von 0, 1, 0,15, 0,2, 0,3 und 0,4 mm haben. Zunächst ist darauf hinzuweisen, daß die Einzelkurven von Fig. 4 das Auslecken elektromagnetischer Energie betreffen,wenn der Ofen eine Wasserschüssel von 275 cm enthält, die in die Mitte der Heizkammer gestellt ist. Die Doppelkurven entsprechen Resultaten, die am Ofen ohne East erzielt wurden, d.h. wenn allein die Schale 18 zur Aufnahme von Kochgut in die Heizkammer des Ofens eingestellt ist. Der Grund, weshalb die Drahtdurchmesser in den oben angegebenen Werten gewählt wurden, kann durch die Tatsache erklärt werden, daß bei Verwendung von Drähten mit einem die angegebenen Werte unterschreitenden 0 das Wirken oder Weben der Drähte in ein Drahtgitter Schwierigkeiten macht. Das ist eine Folge der abnehmenden Zug- ; festigkeit der Drähte und führt zu erhöhten Herstellungskosten. Andererseits sind Drähte mit einem 0 über 0,4 mm die Ursache, : daß das Drahtgitter dann bei Beobachtung der Heizkammer stärker ; ins Auge fällt, mit dem Ergebnis, daß das öffnungsveihältnis und¹ daher die Transparenz des Sichtfensters beträchtlich vermindert _; werden. Es dürfte klar sein, daß überdies die Verwendung dickerefr ^; DRähte den Preis erhöht und auch das Gewicht des Drahtgitters 23 !Unpraktisch ansteigen lässt. . - 13 -

Nimmt man an, daß die Längsdrähte (Kette) und die Querdrähte (Schuß) den gleichen 0 haben und das Drahtgitter eine konstante Meshzahl aufweist, so besteht eine Beziehung zwischen dem 0 $ des Drahtes, dem Abstand 1 zwischen den Drähten oder Drahtzwischenraum (wie die Lage dieser Größen in Fig. 6 gezeigt ist) und dem Öffnungsverhältnis ?£, das mathematisch wie folgt angegeben werden kann.

X = 1²/(1 + jf$)²x 100 (*) .......(D

Wenn der Drahtabstand 1 größer als 0,18 mm gewählt wird und der Drahtdurchmesser 0,1 mm beträgt, so ergibt sich nach obiger Formel ein Öffnungsverhältnis von mindestens 41,8$. Das bedeutet, daß die Transparenz gegenüber herkömmlichen Sichtfenstern verbessert ist, die aus einer durchbrochenen Platte bestehen, die auf die eingangs beschriebene Weise in einer Stanzpresse hergestellt wird. Wenn jedoch das Öffnungsverhältnis kleiner als 40$ wird, nähert sich die Transparenz des Sichtfensters derjenigen herkömmlicher Sichtfenster, so daß die Verwendung des Drahtgitters keinen Sinn mehr hat. Es soll also die untere Grenze des Drahtabstandes 1 mit 0,18 mm gewählt werden. Andererseits soll die Obergrenze des Drahtabstandes 1 vorzugsweise bei 0,88 mm festgesetzt werden, da sonst der Drahtdurchmesser & einen Wert von mehr als 0,4 mm haben muß, damit das Auslecken elektromagnetischer Energie unterdrückt wird. Das ergibt sich aus der unten folgenden Beschreibung. Ein so großer Drahtdurchmesser würde aber zu dem oben angegebenen Nachteil führen.

Nach dem IEC - Standard (International Electric Comittee) wird festgelegt, daß die Energiedichte der ausleckenden elektrot magnetischen Wellen unter 1 mW/cm liegen soll, wenn eine ',

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Wassermenge von 275 cnr in die Mitte der Heizkammer eingestellt wird. Bei Anwendung der hier vorgeschlagenen Konstruktion ;

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wird jedoch die Dichte der ausleckenden Energie auf einen Wert kleiner 1 mW ohne jedes Kochgut in der Heizkammer festgelegt. Die Dichte der ausleckenden Energie, die aufgrund der angegebenen Wassermenge festgelegt wird, wird nämlich möglicherweise bei kleinen Kochgutmengen in der Heizkammer überschritten. Wird beispielsweise ein Stück Brot in der Heizkammer geröstet oder ein Ei gekocht, was im praktischen Betrieb des Mikrowellenofens häufig gemacht wird, so kann die Dichte der austreffenden Energie Werte von einigen mW/cm erreichen, überdies ist es durch Wählen des oben angegebenen Wertes für die Dichte ausleckender Energie bei Fehlen jeglichen Kochgutes in der Heizkammer möglich, Ungleichmäßigkeiten in der Herstellung der Drahtgitter in einem beträchtlichen Ausmaß auszugleichen.

Fig. 5 zeigt Graphen der Beziehungen zwischen dem Drahtabstand 1 unddem Verhältnis l/i zwischen Drahtabstand 1 und Drahtdurchmesser i ala^unkton des Drahtdurchmessers bei Werten für die Dichte der ausleckenden Energie ohne Kochgut in der Heizkammer, die bei 1 mW/cm liegen. Die Kurve A in Fig. 5 läßt erkennen, daß das Verhältnis i/i zwischen dem Drahtabstand 1 und dem Drahtdurchmesser i (vgl. zu diesen Größen die Fig. 6) ansteigt, wenn der Drahtdurchmesser i abnimmt. Das kann durch die Tatsache erklärt werden, daß die Meshzahl oder Gitterkonstante des Drahtgitters, die propoiHonal zur Verminderung des Drahtdurchmessers kleiner gemacht werden muß, eine Annäherung des Drah tab Standes 1 an die Wellenlänge der Hochfrequenzenergie zu Folge hat. Das führt dazu, daß die Anzahl der elektrischen Feldlinien, die in den Zwischenraum zwischen die Drähte fallen, vermindert wird. Die Kurve B von Fig. 5 zeigt, daß der Drahtabstand angehoben werden kann, \ wenn der jeweils gewählte Drahtdurchmesser angehoben wird. ■ Dies kann der Tatsache zugeschrieben werden, daß das Öffnungs- ; verhältnis vermindert wird, wenn der Drahtdurchmesser angehoben!

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wird. Das gilt auch dann, wenn dabei der Drahtabstand aufrechterhalten wird. Der angehobene Drahtdurchmesser trägt zu einer Verminderung der Anzahl elektrischer Feldlinien bei, die auf die Seitenflächen des Drahtes auftreffen. Es werden also beim Weben des Drahtgitters der Drahtdurchmesser und der Drahtabstand im Bereich von Werten gewählt, die kleiner sind als die durch die Kurven A und B von Fig. 5 wiedergegebenen Werte.

In der obigen Beschreibung wurde davon ausgegangen, daß der Drahtdurchmesser i und der Drahtabstand 1 als Parameter für den Aufbau des Drahtgitters 23 benützt werden. Diese Parameter können jedoch ohne weiteres durch einen anderen Parameter A gemessen in"Mesh" ersetzt werden, der sich aus der folgenden Formel ergibt: A = 25- 4/CiS + 2),

In der obigen Beschreibung wird angenommen, daß das Metallgitter 23 in Längs- und Querrichtung den gleichen Drahtabstand bzw. gleich große Zwischenräume zwischen benachbarten Drähten hat. Ist der Abstand zwischen Kettenfäden jedoch in einer anderen Größe gewählt als der Abstain¹ zwischen Schußfäden, so kann der Drahtabstand als der Abstand zwischen den Mittelpunkten benachbarter rechtwinkliger Gitteröffnungen definiert werden. Man erhält dann im wesentlichen die gleichen Ergebnisse.

Ebenso kann dann, wenn der Durchmesser der Kettenfäden SOm Durchmesser der Schußfäden abweicht, mit einem über beide Drahtdurehmesser gemittelten Durchmesser gearbeitet werden.

Wenn das Drahtgitter gewoben wird, sind die Kettendrähte unter Spannung längs aufgehängt, wobei die Kettendrähte ungerader Zahl (bei einer von der einen Seite ausgehenden Zählung angehoben wird, während die Kettendrähte gerader Zahl gesenkt wird. Auf diese Weise formt man einen Verflechtungsdurchlaß zwischen ihnen, durch den der Schußdraht hindurchgeführt wird. , ■ . ; -16-

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Die oben angegebenen Schritte werden wiederholt, wobei die Lage der Kettendrähte gerader und ungerader Zahl abwechselnd gegeneinander vertauscht werden, wie das auch in herkömmlichen Webstühlen der Fall ist. Man erkennt, daß die Längs- oder Kettendrähte eine ausreichende Zugfestigkeit haben müssen, um einen derartigen Webvorgang zu gestatten. Die Schußfäden erfordern eine Zugfestigkeit, die für das Durchschießen durch den Durchlaß zwischen den Kettendrähten ausreicht. Auf diese Weise ergibt sich in der Praxis eine Beschränkung für den Durchmesser der Längsdrähte im Hinblick auf das Vermeiden einer verminderten Produktionseffizienz. Dünnere Drähte erbringen theoretisch die für den Gebrauch wünschenswerte höhere Transparenz des Sichtfensters des Hochfrequenzofens. Es wird deshalb vorzugsweise ein dickerer Draht für die Kettendrähte und ein dünnerer Draht für die Schußdrähte verwendet, wodurch beiden oben angeführten Gesichtspunkten Genüge getan werden kann.

Wenn Drähte übereinstimmenden Durchmessers für die Kettendrähte und die Schußdrähte Verwendung finden, so hat das gewebte Drahtgitter eine Tendenz zur Verwerfung. Das macht die Verwendung eines Druckkissens zum Niederdrücken des Drahtgitters beim Zusammenbau des Sichtfensters erforderlich. Will man-einen derartig aufwendigen Zusammenbau vermeiden, so muß das gewebte Drahtgitter vor dem Zusammenbau flach gewalzt werden. Es wird deshalb vorzugsweise vorgeschlagen, für den einen der Drahtgitterdrähte dikere Drähte, für den anderen dünnere Drähte zu verwenden, wodurch die Verwerfungstendenz des fertigen Drahtgitters zufriedenstellend beseitigt werden kann. Es ist bei einem auf diese Weise hergestellten Drahtgitter ein müheloser Zusammenbau möglich, ohne daß ein zusätzlicher Schritt zum Flachmachen des Drahtgitters notwendig ist.

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Aus der obigen Beschreibung ergibt sich, daß das Drahtgitter bei der vorgeschlagenen Konstruktion aus Drähten relativ kleinen Durchmessers gefertigt werden kann. Es wird dadurch ein Sichtfenster verbesserter Transparenz erzielt. Macht man den Draht dünner, so wird das Verhältnis zwischen Drahtdurchmesser und Drahtabstand für einen vorgegebenen Wert des Ausleckens elektromagnetischer Energie erhöht werden. Man erhält so ein Metallgitter angehobenen Öffnungsverhältnisses mit entsprechend verbesserter Transparenz. Umgekehrt ist für ein vorgegebenes Öffnungsverhältnis das Aus— lecken elektromagnetischer Energie zu einem erheblich größeren G-rad unterdrückt.

Da häufig das im Mikrowellenofen zu behandelnde Kochgut eher flach liegt, werden die Drähte für das Drahtgitter so gewählt, daß die dickeren Drähte als Querdrähte Verwendung finden, während die dünneren Drähte die Längsdrähte im Drahtgitter bilden. In diesem Fall erhält man eine weiter erleichterte und bequemere Beobachtbarkeit der Heizkammer für ein und dasselbe Öffnungsverhältnis.

Zusätzlich ergibt sich selbst dann, wenn das Sichtfenster in seinen Dimensionen der Höhe und/oder der Breite nach nicht genau stimmt, durch die Wahl der Drahtdurchmesser für das Drahtgitter eine gute Erscheinung des Sichtfensters unter dem Gesichtspunkt des Ästhetischen Eindrucks.

Zahlreiche Abwandlungen der gezeigten und beschriebenen Ausführungsformen sind möglich. Beispielsweise kann anstelle der Verwendung von Drähten unterschiedlichen Durchmessers für Ketten- und Schuß-Drähte des Drahtgitters ein Draht hoher Zugfestigkeit aus rostfreiem Stahldraht als Kettendraht Verwendung finden, während ein billiger Draht, wie Aluminiumdraht für die Schußdrähte eingesetzt wird. Überdies hat das Drahtgitter des Sichtfensters aufgrund seiner

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elektrischen Leitfähigkeit, die einen beträchnlichen Wert hat, eine effektive Wirkung auf das Verhindern des Austretens von elektromagnetischer Energie.

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Claims (5)

1. Patentansprüche :

   Al. ^Mikrowellenofen mit einem Gehäuse (1), in dem eine Heizkammer (2) vorgesehen ist, die eine Frontöffnung aufweist, die mit Hilfe einer am Gehäuse angebrachten Türe (3) verschließbar ist, weiter mit einem in die Heizkammer Mikrowellenenergie abgebenden Mikrowellengenerator (14) und schließlich mit einem in der Tür vorgesehenen Sichtfenster (5), dadurch gekennzeichnet, daß das Sichtfenster (5) als Abschirmung gegen das Austreten elektromagnetischer Wellen ein Metallgitter (23) aufweist, das zwischen transparente Platten (21, 22) eingelegt ist, aus Drähten eines Durchmessers i im Bereich von 0,1 bis 0,4 mm und eines Drahtabstandes 1 von 0,18 bis 0,92 mm besteht, wobei das Verhältnis l/i von Drahtabstand und Durchmesser kleinere Werte hat als sie sich durch eine Interpolationskurve ergeben, die durch die Yerhältniswerte von \Ii> 2,2, 3,3, und 4,3 geht, wenn der Durchmesser 6 Werte von 0,4, 0,2 bzw. 0,1 mm hat.
2. 2. Mikrowellenofen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Metallgitter (23) aus Längsdrähten und Querdrähten unterschiedlichen Drahtdurchmessers besteht.
3. 3. Mikrowellenofen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Metallgitter (23) aus Längsdrähten und Querdrähten unterschiedlicher Materialien besteht.
4. 4. Mikrowellenofen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Metallgitter (23) aus rostfreiem Stahl gefertigt und mit einer Oxidschicht beschichtet ist, deren Stärke weniger als 5 Mikrometer beträgt.

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5. 5. Mikrowellenofen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß diejenige der beiden transparenten Platten (21, 22), die auf der Seite der Heiakammer (2) angeordnet ist, aus chemisch gehärtetem Glas "besteht.

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