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Mikrowellenofen
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Die Erfindung geht aus von einem Mikrowellenofen vorzugsweise mit
Strahlungsheizkörper gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.
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Bei einem bekannten Mikrowellenofen mit Infrarot-Strahlungsheizkörper
im Backrohr (DE-GM 76 04 164) sind an gegenüberliegenden Muffelwandungen nach oben
und vorne offene Laschen befestigt, in die jeweils mehrere mikrowellendurchlässige
Keramikstäbe eingelegt werden können. Diese Kera:.ikstäbe dienen der Abstützung
des im oberen Muffelbereich liegenden Strahlungshei.zkörpers. Hierbei bestehen Probleme
im Hinblick auf die Befestlgung der Laschen, d.h. der Halterungen für die Keramikstäbe
an den metallischen Muffelseitenwänden, da einerseits durch die Notwendigkeit der
stabilen Befestigung der Halterungen an den metallischen Muffelseitenwänden als
Material für die Halterungen praktisch nur Metall in Frage kommt, da z.B. keramisches
Material nicht in der Lage wäre, den durch WärmespaLnungen bewirkten Bewegungen
der Muffelwände bei Betrieb des Backofens bruchfrei zu folgen, und da andererseits
verhindert werden soll, daß z.B. bei Verwendung
von die Muffelwandungen
durchziehenden Befestigungsschrauben die Schraubenschäfte als Mikrowellenantennen
wirken und damit eine Mikrowellenabstrahlung außerhalb des Muffelraumes erfolgt.
Hierbei ist zu Bedenken, daß in der Regel die Muffelwände praktisch lückenlos mit
einer Emailschicht überzogen sind, sodaß ein, den Austritt von Mikrowellen aus dem
Muffelinnenraum verhindernder inniger Kontakt tischen den Befestigungsschrauben
und dem metallischen Grundmaterial der Muffel nicht ohne weiteres gewährleistet
ist.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Mikrowellenofen der
eingangs genannten Art so auszugestalten, daß konstruktiv und montagetechnicht sehr
einfache, metallische Halterungen vorgesehen sind, wobei an den Befestigungsöffnungen
in der Muffelwand mit SiCherheit kein Mikrowellenaustritt erfolgen kann.
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Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung gelöst durch die im Kennzeichnungsteil
des Patentanspruches 1 aufgeführten Lösungsmerkmale. Nach den alternativen Lösungen
gemäß Patentanspruch 2 und 3 Wird sichergestellt, daß während der Montage der Halterungen
ein inniger metallischer Kontakt zwischen dem metallischen Grundmaterial der Muffelwände
und der metallischen Halterungen zustande ko:nmt, ohne daß in zusätzlichen Arbeitsschritten
vorher eine Entfernung z.B. des Emailüberzuges an den Befestigungsstellen durchzuführen
ist. Man erhält damit einerseits eine stabile Fixierung der metallischen Halterungen
an den Muffelwänden und gleichzeitig durch den innigen metallischen Kontakt eine
bestmögliche Mikrowellendichtheit, durch die Herstellung eines Hochfrequenzkurzschlusses
zwischen den genannten Teilen, wodurch auch dann eine Mikrowellenabstrahlung sicher
verhindert wird, auch dann, wenn die Halterung relativ weit über die Muffelaußenfläche
hinaus ragt.
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Durch die Lösung gemäß Patentanspruch 4 wird erreicht, daß das z.B.
aus Keramik bestehende Stützelement keinerlei mechanischer Spannung unterworfen
ist, da es mit Abstand von der Ofenmuffel z.B. nur lose mit der Halterung verbunden
ist, wobei zusätzlich noch an den Stützansätzen krallenartige
Verformungen
vorgesehen sein können durch die beim Verspannen der Halterung zusätzlich eine Durchbrechung
z.B. der Emailschicht und ein metallischer Kontakt hergestellt werden kann.
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Eine besonders vorteilhafte und formstabile Verbindung zwischen einer
mit der Muffelwand verbundenen Halterung und einem vorzugsweise aus Keramik bestehenden
Stützelement ergibt sich durch die Lösung gemä3 Patentanspruch 6. Dadurch, daß die
Kittmasse das gleiche §Märmeausdehnungsverhalten hat wie das Stützelement selbst,
werden bei Betrieb des Backofens Wärmespannungen an der Verbindugsstelle vermieden,
sodaß auch bei einer extrem hohen Betriebstemperatur im Backofen,wie dies z.B. bei
dem sogenannten pyrolytischen Seltstreinigungsverfahren der Fall ist, ein Brechen
der Keramikteile nicht zu befürchten ist.
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Weitere vorteilhafte Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus den
in der Zeichnung dargestellten und nachstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen.
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Es zeigt Fig. 1 eine Schnittansicht des erfindurgsgemEßen Mikrowellenofens
genuß den Schnittlinien I-I in Fig. 2, Fig. 2 eine andere Schnittdarstellung des
Mikrowellenofens gemaß den Schnittlinien II-II in Fig. 1, Fig. 3, 4 und 5 eine erste
Ausführungsform eines Stützelementes mit Halteram g, die bei dem Mikrowellenofen
gemäß Fig. 1 und 2 verwendbar ist, Fig. 6 und 7, 8, 9 und 10 vier alternative Ausführungsbeispiele
von Stützelementen und Halterungen, wobei die Anordnung gemäß Figur 6 in Fig. 7
in perspektivischer Darstellung gezeigt ist, während alle Übrigen Aus-Führungsbeispiele
in Schnittansicht dargestellt sind,
Fig. 11 und 12 ein letztes AusfUhrungsXbeispiel
einer bei dem Mikrowellenofen gemäß Fig. 1 und 2 einsetzbaren Funktionseinheit Stützelement/Halterung
in Schnittansicht und perspektivischer Darstellung.
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In den Figuren 1 und 2 ist der obere Teil einer aus Metallblech gefertigten
Ofenmuffel 1 gezeigt, mit seitlichen Muffelwanden 2 und 3 und einer deckenseitigen
Muffelwand 4. Allgemein mit 5 ist ein Strahlungsheizkörper bezeichnet, mit elektrischen
Anschlüssen 6, die durch die rückwärtige t4uffelwand 7 mikrowellendicht hindurchgeführt
sindb Der rückwärtigen Muffelwand7 gegenüber liegt die durch eine nicht dargestellte
Tür verschließbare Beschickungsöffnung 8 mit Türflanschelementen 9. Der vorgenannte
Strahlungsheizkörper 5, der schlangenlinienförmlge, in einer Ebene liegende Abschnitte
10 aufweist nd sich über einen großen Teil des Muffelquerschnittes erstreckt, ist
ebenso wie zwei rohrförmige Temperaturfühler 11 starr, z.B. durch Schweißen befestigt
auf einem rahmenartigen Träger 12, der seitlich und parallel zu den seitlichen Muffelwänden
2 und 3 durch zueinander parallele Rahmenholme 13 begrenzt ist, die, wie Figur 2
zeigt, stufenartig nach unten abgekröpft sind. Im mittleren Bereich besitzt der
Träger 12 nach oben leicht abgekröpfte Rahmenholme 14. Der Strahlungsheizkörper
5 ist mit seinem Träger 12 lose aufgelegt auf Stützelemente 15, die an den seitlichen
Muffelwänden 2 und 3 befestigt sind sowie auf zwei Stützelemente 16, die, wie Figur
2 zeigt, an der deckenseitigen Muffelwand 4 befestigt sind. Sämtliche Stützelemente
15 und ts bestehen beim Ausführungsbeispiel aus mikrowellendurchlässigem Keramikmaterial
und besitzen eine Stützfläche 16 bzw. 17, wobei die Stützelemente im wesentlichen
L- oder U-förmig ausgeformt sind. Allgemein mit 17 sind plättchenartige Halterungen
bezeichnet, die einerseits in nachstehend erläuterter Weise mit den Stützelementen
verbunden sind und die mit ihren freien Enden durch entsprechende, schlitzartige
Offnl:ngen 18 in den seitlichen Muffelwänden 2, 3 hindurch-gesteckt sind und durch
nachstehend beschriebene Spannelemente mit den genannten Muffelwänden verspannt
sind.
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Bei einem ersten, in den Figuren 3, 4 und 5 dargestellten Ausführungsbeispiel
ist das L-förmige, aus Keramiianaterial bestehende Stützelement wiederum mit 15
und die in Form eines metallischen Plättchens ausgebildete Halterung mit 17 bezeichnet.
Bei diesem Ausführungsbeispiel sind an dem einen freien Ende der Halterung 17 lappenartig
in entgegengesetzte Richtungen abgebogene Abbiegungçn 19 angeprägt, mit denen die
Halterung in das Keramikmaterial des Stützelementes 15 eingegossen bzw. eingebettet
sind. Über die muffelseitige Begrenzung 20 des Sttitzelementes 15 hinaus ragen hakenartige
Stützansätze 21, mit denen sich die Halterung 17 an der Muffelinnenfläche der seitlichen
Muffelwände 2, 3 abstützt, wobei nach der Befestigung der Halterung sich die in
Fig. 3 verdeutlichten Spitzen dieser Stützansätze 21 in den Emailüberzug der Muffelwände
eingraben und ;In metallischen Kontakt mit dem metallischen Grundmaterial der Ofenmuffel
gelangen. Selbstverständlich besteht auch die Möglichkeit, parallel zur muffelseitigen
Begrenzung 20 im Stützelement 15 eine schwalbenschwanzförmige Nut einzuformen, in
die die Halterung 17 eingeschoben werden kann. Wie insbesondere Fig. 3 verdeutlicht,
weist die Halterung 17 im Anschluß an die Stützansätze 21 eine schwalbenschwanzförmige
Blechlasche 22 auf, die schräge Verwindungskanten 23 besitzt, deren Basisteil sich
nach dex Einstecken der Halterung in die Öffnung 18 der Muffelwand noch innerhalb
dieser Öffnung (Fig. 2) befindet, sodaß mit dem Verwinden der Blechlasche 22 die
schrägen Verwindungskanten 23 auf den Kanten der Öffnung 18 auf-laufen, die evtl.
vorhandene Emailschicht abkratzen und in innigen metallischen Kontakt mit dem Grundt«,aterial
der Muffel treten Mit diesem Verwinden ist auch die Halterung 17 und damit auch
das Stützelement 15 fest mit den Muffelwänden 2, 3 verbunden. Dabei ist durch die
Stützanstze 21 sichergestellt, daß die durch das Verwinden der Blechlasche 22, das
ein Spannelement darstellt, die ausgeübte Zugspannung nicht auf das keramische Stützelement
15 Übertragen wird. Dieses ist vielmehr vöilig spannungsfrei an der Halterung 17
durch Formschluß oder aber weitgehend lose gelagert.
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Die Ausführungsbeispwele gemäß den Figuren 6 bis 10 zeigen einige
Möglichkeiten der Befestigung von Halterung und Stützelement. Beim Ausführungsbeispiel
gemäß Figur 6 und 7 iSt die aus Flachmaterial bestehende Halterung 171 zick-zack-förmig
gebogen, wobei in das StUttelement 151 eine L-förmige Ausnehmung 24 eingeformt ist,
in welche die Halterung 171 eingelegt und durch Verkitten in dieser Ausnehmung fixiert
ist. Hierbei wird eine Kittmasse verwendet mit einem keramischen Grundmaterial,
das mit Wasserglas gemischt ist. Auf diese Weise haben die Materialien von Stützelement
151 und Kittmasse den gleichen Wärmeausdehnungskoeffizienten, sodaß im Bereich dieser
Ausnehmung 24 schädliche Wärmespannungen insbesondere während des Y.ochtemperaturbetriebes
des Ofens vermieden werden.
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Beim Ausführungsbeispiel gefäß Figur 8 ist das freie Ende der Halterung
172 T-förmig ausgestaltet und ist in eine schwalbenschwanzförmige Ausnehmung 25
seitlich eingeschoben und gegebenenfalls ebenfalls durch eine Kittmasse fixiert.
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Beim Ausführungsbeispiel gemäß Figur 9 sind seitlich ober- und unterhalb
der muffelseitigen BegrenzUng des Stützelementes 153 nutartige Ausnehmungen 26 angeformt,
in welche im wesentlichen U-förmige Ansätze der Halterung 173 eingreifen, womit
eine feste Verbindung zwischen Stützelement 153 und Halterung 173 hergestellt ist.
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Beim Ausführungsbeispiel gemaß Figur 10 ist eine Befestigungsart gewählt,
die aus einer Kombination zwischen den Ausführungsbeispielen gemäß Figur 6 ond Figur
9 besteht. Hierbei besitzt die Halterung 174 zwei abgebogene Ansätze, von denen
der eine Ansatz in eine innere Ausnehmung Xes Stützelementes 154 eingreift und gegebenenfalls
darin verkittet ist und der andere Ansatz in eine saubere Ausnehmung 28 des Stützelementes
154 eingreift.
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Anhand der Figuren 11 und 12 ist ein letztes Ausführungsbeispiel verdeutlicht.
Hierbei ist wiederum eine plättchenartige Halterung 175 in einem L-förmigen Stützelement
155 eingebettet. Über die muffelseitige Begrenzung des Stützelementes 155 hinaus
ragen zwei Stützansätze 29, an denen sich die Halterung 175 an der Muffelinnenfläche
der Muffelwand 3 abstützt. Im Anschluß an diese Stützansätze 29 besitzt die Halterung
175 einen keilförmigen Grundriß mit dem Keilwinkel a. Mit dem Einstecken der Halterung
in die Öffnung 18 in der Muffelwand 3, deren Breite geringfügig kleiner ist als
die größte Breite der Keilform, graben sich die scharfen Kanten der :=alterung 175
in die seitlichen Begrenzungskanten der öffnung 18 ein, wobei z.angsläufig eine
evtl. dort befindliche Emailschicht durchstoßen wird und eine innige metallische
Berührung zwischen Halterung 175 und Muffelwand 3 hergestellt wird. Die Halterung
175 weist an dem Teil, der sich in Höhe der '.uffelwandung 3 befindet und sich über
die Muffelaußenfläche hinaus erstreckt, eine Ausnehmung 30 auf, in die ein Spannelement
31 kraftschlüssig einsteckbar ist. Das L-förmig gebogene, metallische Spannelement
31 besitzt an dem zur t4uffelwand 3 parallelen Schenkel einen ausgewölbten Abschnitt
32,der im Seitenriß ein keilförmiges Profil besitzt. Mit dem Einstecken des Spannelementes
31 in die Ausnehmung 30 läufli der ausgewölbte, federnde Abschnitt 32 auf der äußeren
Begrenzungskante der Ausnehmung 30 auf, wobei insgesamt eine federnd nachgiebige
Verspannung zwischen Halterung 175 und Muffelwand 3 erzielt wird. Das Spannelement
31 weist ferner einen parallel zur Halterung 175 abgebogenen Ansatz 33 auf, der
eine Gewindebohrung 34 besitzt. Fluchtend mit der Gewindebohrung 34 ist in der Halterung
175 eine Bohrung 35 vorgesehen, sodaß mittels einer Schraube 36 Spannelement 31
und Halterung 175 miteinander verschraubt werden können.