DE3150619C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Gerät zum Erhitzen von Bratgut mittels Mikrowellen mit den im Oberbegriff des Patentanspruches 1 angegebenen Merkmalen.

Ein solches Gerät ist aus der US-PS 41 90 757 bekannt.

Man hat bisher verschiedentlich Nahrungsmittel durch Mikro­ wellenenergie in der Weise erhitzt, daß ein mikrowellenab­ sorbierender Körper in der Wand nahe dem Boden eines in einen Mikrowellenofen einsetzbaren Behälters angeordnet, durch die Mikrowellenenergie erhitzt wurde und die Wärme­ energie durch Wärmeleitung auf das über dem Behälterboden abgestützte Bratgut übertrug (z. B. US-Patentschriften 39 41 967, 39 65 323 und 42 66 108) . Hierbei ergaben sich in manchen Fällen keine zufriedenstellenden Bräunungsergeb­ nisse an der Oberfläche des Bratgutes.

Soweit die Mikrowellenenergie bei den bekannten Geräten un­ mittelbar vom Bratgut absorbiert wurde, ergab sich eine Überhitzung des Bratgutes in inneren Bereichen im Vergleich zur Oberfläche, was insbesondere bei der Bereitung von Steaks und Hamburgern unerwünscht ist, da hier der Garungs­ zustand von der gebräunten Oberseite aus bis zum Rohzustand im Inneren abnehmen sollte.

Aus der eingangs erwähnten US-Patentschrift 41 90 757 ist es bekannt, das Behälteroberteil, das auf seiner vom Garraum abgewandten Seite einen mikrowellenabsorbierenden, ferrit­ haltigen Körper trägt, unmittelbar auf dem Bratgut aufsitzen zu lassen und wiederum durch Wärmeleitung die Wärmeenergie vom ferrithaltigen Körper über das Behälteroberteil auf das Bratgut zu übertragen.

Hierbei zeigt es sich jedoch, daß auf der Bratgutoberseite austretende Säfte nicht abgeführt werden und weiterhin zu einem Mikrowellenverbrauch führen, der einer Garung der Oberfläche des Bratgutes abträglich ist. Auch zeigen sich an der Oberfläche des Bratgutes Bereiche stark unterschiedlicher Bräunung.

Auf der Unterseite des Bratgutes hat man bei Geräten zur Mikrowellenerhitzung von Bratgut an Behälterunterteilen schon Rillen angebracht, um Bratensaft abzuführen (beispielsweise US-PS 39 41 968 und 41 90 757) . Hierdurch sollte vermieden werden, daß das Bratgut im Bratensaft schwimmt und teilweise nur kocht.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, ein Gerät zum Erhitzen von Bratgut mittels Mikrowellenenergie mit den Merkmalen des Oberbegriffes von Patentanspruch 1 so auszugestalten, daß im Bereich der Oberseite des Bratgutes die von dem mikrowellen­ absorbierenden Material freigesetzte Wärme optimal für die Erhitzung des Bratgutes genutzt wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den im kennzeichnenden Teil des Patentanspruches 1 angegebenen Merkmalen gelöst.

Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteran­ sprüche.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnung näher beschrieben. Im einzelnen zeigen:

Fig. 1 ein Gerät zum Erhitzen von Bratgut in Aufsicht,

Fig. 2 die Vorderansicht des Gerätes nach Fig. 1,

Fig. 3 die Seitenansicht des Gerätes nach Fig. 1,

Fig. 4 eine auseinandergezogene Schnittansicht von Teilen des Gerätes nach Fig. 1 entlang der Linie 4-4 von Fig. 1,

Fig. 5 eine Teilansicht eines Teiles des bei dem Gerät gemäß Fig. 1 bis 3 verwendeten Gelenkes entlang der Linie 5-5 von Fig. 3 bei geschlossenem Ge­ rätedeckel,

Fig. 6 die gleiche Detailansicht wie Fig. 5, aber bei geöffnetem Gerätedeckel und mit geschnittener Darstellung von Gerätedeckel und Schale,

Fig. 7 Einzelheiten des Deckels von Fig. 6 entlang der Linie 7-7 von Fig. 4,

Fig. 8 die gleiche Ansicht wie Fig. 5, aber mit ange­ hobenem Deckel in Anpassung an eine größere Bratgutdicke und mit geschnittener Darstellung von Schale und Deckel und

Fig. 9 ein weiteres Gerät für die Verwendung in einem Mikrowellenofen zur Erhitzung von Bratgut.

Die Fig. 1 bis 8 zeigen ein Gerät 10 zum Bereiten von Bratgut, wie einem Beefsteak, in einem Mikrowellenofen. Das Gerät 10 umfaßt einen Sockel 12, aus wärmedämmenden Material, wie wärmefestem Kunststoff, der in an sich bekannter Weise, z. B. durch Formpressen, hergestellt ist. Vier sich nach unten erstreckende Füße 10 sind einheitlich mit dem Sockel 12 hergestellt. Der Sockel 12 trägt als Behälterunterteil eine Nahrungsmittelaufnahmeschale 16 (Fig. 6), die z. B. aus Metall besteht und rippenförmige Teile 18 (Fig. 4) aufweist, die eine gewellte Lagerungsfläche für das Bratgut 20 bilden. Die Schale 16 ist vorzugsweise aus dünnem Blech, wie Alu­ miniumblech, hergestellt, und die rippenförmigen Teile in dem Boden dienen zusätzlich zur Versteifung der Schalenkonstruk­ tion. Die Schale 16 weist außerdem einen vertieften Mulden­ bereich 22 auf, der entlang des Randes des gerippten Bodens der Schale ausgebildet ist, wobei der Boden der Mulde wesent­ lich tiefer liegt als die Rillenoberflächen des gerippten Bodens, so daß von dem Bratgut 20 während der Erhitzung stammende Säfte und Fette entlang der Rillen zwischen den Rippen 18 in die Mulde 22 abfließen können. Diese Mulde wird am äußeren Rand durch eine umlaufende Wand 24 begrenzt, die sich vom Boden der Mulde 22 bis oberhalb der Rippen 18 er­ streckt, so daß die Säfte und Fette vom Bratgut weg in die Mulde 22 abgeleitet werden, wo sie während des Kochprozesses nicht länger erhitzt werden, so daß sie dem Bratgut keine zusätzliche Wärme mehr entziehen können.

Die Oberflächen der Schale 16 sind vorzugsweise mit einer ab­ weisenden Schicht 26 aus hochwärmefestem Kunststoff, wie Teflon, in bekannter Weise beschichtet.

Um die Wärmeleitung zwischen der Schale 16 und dem Sockel 12 auf ein Minimum zu beschränken, berührt die Schale 16 den Sockel 12 lediglich im Bereich von vier kleinen Ansätzen 29 (Fig. 4), die entlang des Schalenrandes verteilt sind und mit dem formgepreßten Sockel 12 eine Einheit bilden. Diese An­ sätze 28 berühren die Schale 16, wie gezeigt, lediglich am Boden der Mulde 22 und an der geneigten inneren Umfangswand der Mulde 22, so daß diese Berührungspunkte von den das Nahrungsmittelstück tragenden Rippenteilen 18 durch merkliche Zwischenstücke aus dem Blech der Schale 16 getrennt sind. Diese Zwischenstücke wirken wie Wärmedrosseln, die das Aus­ maß der von der Schale 16 zum Sockel 12 abfließenden Wärme­ energie verringern, so daß auch das Nahrungsmittelstück weniger stark abgekühlt und andererseits der Sockel 12 zu stark erhitzt wird. Zusätzlich weist der Sockel im Bereich unterhalb der gerippten Schalenteile 18 einen größeren Durchbruch 30 auf, so daß Luft hindurchtreten und an den der Schale 16 am nächsten liegenden Bereichen vorbeizirkulieren kann, so daß in keinem Bereich des Kunststoffsockels 12 die Temperatur über z. B. 200°C ansteigen kann, oberhalb der der Sockel 12 aus Hartplastik, wie Polykarbonat, weich werden kann oder mit der Zelt seine Eigenschaften verliert.

Ein als Behälteroberteil wirkender Deckel 32 aus dünnem Blech, wie Aluminiumblech, weist ebenfalls Rippen 34 auf, die oberhalb der gerippten Teile 18 der Schale 16 einen gewellten Bereich bilden. Diese Rippen 34 stehen während des Kochvor­ ganges mit der oberen Oberfläche des Bratgutes 20 vorzugs­ weise in Verbindung.

Der Deckel 32 weist am Umfang ebenfalls eine mit hochwärme­ festem Kunststoff 26 beschichtete Metallwand 36 auf, die sich außerhalb und im Abstand von der Metallwand 24 der Schale 16 von der Deckeloberfläche im wesentlichen senkrecht nach unten erstreckt. Die Seitenwand 36 bildet mit der Wand 24 einen überlappenden Bereich, der als Mikrowellensperre wirkt, so daß Dampf und andere Abgase aus der Schale 16 durch den Spalt zwischen den Wänden 36 und 24 entweichen können, während Mikrowellenenergie am Eindringen in die Schale 16 gehindert ist.

Auf der Oberseite des Deckels 32 ist ein mikrowellenabsor­ bierender flexibler plastisch verklebter Ferritkörper 38 vorgesehen, der mit der Oberfläche des durch die Rippen 34 gewellten Bereiches in Berührung steht. Dieser Bereich wirkt daher als Heizelement durch das Absorbieren von Mikrowellen­ energie, wenn das Gerät 10 einem Mikrowellenfeld, z. B. in einem Mikrowellenofen, ausgesetzt wird, und die dabei erzeugte Wärmeenergie wird aus dem Ferritkörper 38 über den gerippten Bereich 34 des Deckels 32 weitergeleitet, um das mit dem Deckel 32 in Berührung stehende Bratgut 20 zu er­ hitzen.

Der Ferritkörper 38 kann z. B. aus Teilchen eines gängigen Ferrits hergestellt sein, die in einem hochwarmfesten Kunst­ stoff eingebettet sind, so daß beim Erhitzen des Ferritkör­ pers 38 und des gerippten Deckelbereiches infolge der Haft­ wirkung des Kunststoffes sich in dem Ferritkörper 38 keine Risse bilden können. Das Ferritmaterial ist zweckmäßig so gewählt, daß die Mitte des Curiepunktbereiches etwa zwischen 250°C und 350°C liegt, so daß die Mikrowellenabssorption durch das Ferrit wesentlich verringert ist, bevor das Kunst­ stoffbindematerial des Ferritkörpers 38 eine Temperatur merk­ lich über 300°C erreicht. Mit dem Ausdruck "Curiepunktbereich" ist dabei der Temperaturbereich gemeint, welchem der Wert der magnetischen Permeabilität eines Ferrits von 90% seines Wertes bei Raumtemperatur auf 50% des Wertes bei Raumtem­ peratur verringert wird, wenn der Ferrit von der Raumtempera­ tur ausgehend bis in diesen Temperaturbereich hinein erhitzt wird. In einem herkömmlichen Mikrowellenofen mit einer maximalen Mikrowellenleistung von 800 W wird daher die den Mikrowellen ausgesetzte Oberfläche des Ferritkörpers 38 mit einer Größe von z. B. 11,43 cm×20,32 cm eine Temperatur oberhalb von 260° bis 288°C nicht erreichen. Man macht sich dabei die Tatsache zunutze, daß das Ferritmaterial auf die starken magnetischen Felder reagiert, die sich an der reflek­ tierenden Oberfläche des Deckels 32 ausbilden, um die Mikro­ wellenenergie in den Ferritkörper 38 hineinzukoppeln. Dieser Effekt tritt am stärksten in dem Bereich niedriger Impedanz in unmittelbarer Nähe der hochleitfähigen Oberfläche des Deckels 32 in Erscheinung. Der flexible Kunststoffbinder des sehr eng an der hochleitenden Oberfläche anliegenden Ferrit­ körpers 38 bewirkt eine relativ schwache Kopplung mit dem elektrischen Feld der Mikrowellenenergie in unmittelbarer Nähe der Oberfläche des Deckels 32, da dieses elektrische Feld in der Nähe der hochleitenden Oberfläche nur schwach ausgebildet ist. Zum Verkleben der Ferritpartikel unterein­ ander und mit der Teflonschicht 26 auf dem Deckel 32 kann daher ein flexibler, hochwarmfester Kunststoff verwendet werden, dessen Zersetzungstemperatur über 316°C liegt, wie ein Kunststoff auf Silikonbasis.

Um dabei ausgezeichnete Resultate zu erzielen, sollte der Abstand zwischen der äußeren Oberfläche des Ferritkörpers 38 und der Metalloberfläche des Deckels 32 vorzugsweise im Bereich zwischen 3,175 mm und 9,525 mm liegen. Dünnere Fer­ ritkörper 38 liefern nicht genügend Substanz an Ferritmate­ rial, um die gesamte Mikrowellenenergie wirkungsvoll in thermische Energie umzusetzen, während dickere Ferritkörper 38 Bereiche innerhalb des Ferritkörpers mit sich bringen, die welt genug von der leitenden Oberfläche des Deckels 32 entfernt liegen, daß eine dielektrische Erhitzung des flexiblen Kunststoffbinders in dem Ferritkörper 38 auftritt.

An den äußeren hinteren Ecken des Deckels 32 sind zwei Kunst­ stoffdrehachsen 40 (Fig. 3-7) befestigt, beispielsweise durch Metallnieten 42 oder durch andere geeignete Mittel, wie Leim oder Plastikkleber. Da die Drehzapfen 40 von dem Ferritkörper 38 durch merkliche Bereiche aus dünnem Blech des Deckels 32 getrennt sind, erreichen sie wegen der thermischen Drosselwirkung der dünnen Metallbereiche des Deckels 32 nicht die Temperatur des Ferritkörpers 38. Die Kunststoffdrehzapfen 40 gleiten drehbar in Nuten 44, die senkrecht verlaufend in Ansätzen ausgebildet sind, die als Bestandteile des Unter­ teiles 12 an den hinteren Ecken des Unterteiles nach oben ragen. Durch den Eingriff der Drehzapfen 40 in Nuten 44 be­ schränkt sich die Bewegung des Deckels 32 auf eine vertikale Bewegung und auf eine Drehbewegung zum Öffnen und Schließen des Deckels 32, um das Bratgut 20 einlegen oder entnehmen zu können. Außerdem wird die Wand 36 des Deckels 32 gegenüber der Wand 24 der Schale 16 auf Abstand gehalten. Der Abstand zwischen den Wänden 24 und 36 ist vorzugsweise kleiner als ein Viertel der bei einer normalerweise bei Haushaltsmikro­ wellenöfen verwendeten Frequenz von 2450 MHz auftretenden Wellenlänge und beträgt z. B. etwa 9,5 mm. Die Drehzapfen 40 sind außerdem so angebracht, daß sie, wenn sich kein Nahrungs­ mittelstück in der Schale 16 befindet, den Deckel 32 durch Aufliegen am Boden der Nuten 44 tragen.

An der Vorderseite der Deckelwand ist ein Handgriff 46 befes­ tigt, und zwar oberhalb eines entsprechend ausgebildeten Handgriffes 48, der ebenfalls einen integralen Bestandteil des Unterteiles 12 bildet. Der Handgriff 46 stützt die Vorderseite des Deckels 32 gegenüber dem Sockel 12 so ab, daß die untere Kante der Schalenwand 24 den Deckel 32 im Inneren nicht be­ rührt. Andernfalls könnten Beschädigungen durch Abtragung an Schale und Deckel infolge Funkenbildung entstehen.

In Fig. 9 ist ein eine weitere Ausführungsform darstellendes andersartig gestaltetes Gerät 10 in einem Mikrowellenofen dargestellt. Dieser Mikrowellenofen 50 kann beliebiger Art sein, etwa ein handelsüblicher Haushaltsmikrowellenofen mit einem Ofenraum 52, der über eine mit einem Magnetron 58 ge­ koppelten Wellenleiteranordnung 56 mit Mikrowellenenergie gespeist wird. Eine von Luft oder einem nicht gezeigten Motor angetriebene Umlaufvorrichtung 54 reflektiert die Mikrowellen­ energie in dem Ofenraum 52, um die sich ausbildenden Schwin­ gungsfelder zu verändern. Der Mikrowellenofen kann in an sich bekannter Weise mit einer herkömmlichen, nicht gezeigten Zeit­ kontrollschaltung ausgestattet sein. Eine Tür 60 läßt sich nach unten klappen und ermöglicht damit den Zugriff zu dem Ofeninnenraum 52, so daß das Gerät 10 in den Ofen eingeschoben und wieder daraus entnommen werden kann.

Unterschiedliche Maximaltemperaturen für die Ferritkörper 38 können durch Verwendung von Ferritkörpern 38 mit unterschied­ lichem Anteil an Ferritmaterial erzielt werden. Dieser Anteil liegt bevorzugt im Bereich zwischen 75 und 80 Gewichtsprozen­ ten, wobei der Restanteil einen hochwarmfesten Binder enthält, der die Ferritpartikel miteinander bindet und an den Metall­ teilen haftet.

Das Mikrowellengerät 10 weist eine obere und eine untere Hälfte 68 und 70 aus hochwarmfestem Kunststoff auf, die über ein Gelenk 72 einander angelenkt sind und in geschlossenem Zustand mit einem Kunststoffüberwurf 74 zusammengehalten werden. Eine obere Platte 76 aus Aluminium ist auf der Unter­ seite mit Rillen 78 versehen, so daß eine unebene Berührungs­ fläche für das Bratgut 80, etwa einem Hacksteak, gegeben ist. Mehrere Ferritteile 82 sind auf der Oberseite der Metallplatte 76 aufgeklebt, wobei die Zwischenräume zwischen den Ferrit­ teilen 82 Bestandteile des Kunststoffdeckels 68 sind. Die Ferritteile 82 sind wiederum an der Innenseite des Kunststoff­ deckels 68 angeklebt. Unterhalb des Bratgutes 80 ist eine weitere Metallplatte 86 angeordnet, die ähnlich der Metall­ platte 76 ausgebildet ist und an ihrer Oberseite, auf der das Bratgut 80 aufliegt, Rillen 88 aufweist. Auf der Unterseite der Platte 86 sind ebenfalls Ferritteile 90 angeklebt. Dabei reichen Teile der unteren Kunststoffbehälterhälfte 70 in die Zwischenräume zwischen den Ferritkörpern 90 hinein, die eben­ falls mit der Unterseite der Metallplatte 86 verklebt sind.

Am Boden der unteren Kunststoffbehälterhälfte 70 sind Kunst­ stoffüße 94 angebracht, und von der dem Gelenk 72 gegenüber­ liegenden Seite der unteren Kunststoffbehälterhälfte 70 er­ streckt sich ein Kunststoffhandgriff 96. Die Füße 94 und der Handgriff 96 werden vorzugsweise zusammen mit der unteren Kunststoffbehälterhälfte 70 als eine Einheit formgepreßt. Das Gelenk 72 wird vorzugsweise von Ansätzen der Metallplatten 76 und 86 gebildet. Die Peripherie der Metallkörper 86 und 76 hindert die Mikrowellenenergie am Eindringen in den Innenraum, so daß das Bratgut 80 kaum oder nur in sehr geringem Umfange direkt durch die Mikrowellenenergie erhitzt wird. Die Wärme­ energie zum Kochen des Bratgutes 80 wird vielmehr vorherrschend von der durch die Ferritteile 82 und 90 absorbierte Mikro­ wellenenergie abgeleitet. Bei dem in Fig. 9 gezeigten Mikro­ wellengerät 10 ist die von den Ferritteilen 82 eingenommene Oberfläche an der Oberseite annähernd nur halb so groß wie die bei dem Gerät gemäß Fig. 1 und 2, also annähernd 10 cm×10cm groß, so daß die Mikrowellenenergie gleichzeitig Wärmeenergie an die Oberseite als auch an die Unterseite des Bratgutes 80 liefern muß.

Die Ferritteile 82 und 90 liegen vorzugsweise vollständig innerhalb einem Achtel der Wellenlänge der dem Innenraum 52 zugeführten Mikrowellenenergie, so daß der primäre Erhitzungs­ effekt durch die magnetischen Felder an den Oberflächen der Metallplatten 76 und 86 bedingt ist.

Die Bräunung tritt bei dem Gerät nach Fig. 9 vorherrschend als eine Folge von Streifen in Erscheinung, die durch die Kontaktpunkte der Metallkörper 76 und 86 gebildet werden.

Vom Bratgut 20 oder 80 stammende Gase und Dämpfe können durch die Zwischenräume zwischen den Kontaktpunkten des Bratgutes mit den Metallkörpern 76 und 86 entweichen, so daß diese nicht mehr durch die Wärmeleitung der Metallglieder erhitzt werden.

Auf diese Weise können Nahrungsmittel auf beiden Seiten ge­ gart und/oder gebräunt werden, und zwar in jedem gewünschten Ausmaß, indem einfach die Einstellzeit des Mikrowellenofens so gewählt wird, daß die entsprechend benötigte Energiemenge auf das Gerät 10 einwirken kann. Das Gerät kann dabei ganz allge­ mein mit gutem Ergebnis in jedem Mikrowellenofen verwendet werden, ohne daß eine Überhitzung eintritt.

Claims (8)

1. Gerät zum Erhitzen von Bratgut mittels Mikrowellen­ energie,

• - mit einem metallische Wandteile aufweisenden Behälter­ unterteil (16 bzw. 86),
• - ferner mit einem metallische Wandbereiche aufweisenden, schwenkbar an das Behälterunterteil (16 bzw. 86) ange­ setzten Behälteroberteil (32 bzw. 76)
• - und mit einem ferrithaltigen, bei Mikrowelleneinstrahlung Wärme freisetzenden Körper (38 bzw. 82), der auf der Be­ hälteraußenseite mindestens der oberen Wand des sich am Bratgut abstützenden Behälteroberteils (32 bzw. 76) vor­ gesehen ist,

dadurch gekennzeichnet,

• - daß das Behälteroberteil (32 bzw. 76) und das Behälter­ unterteil (16 bzw. 86) jeweils Metallbehälterteile mit Umfangsrändern sind,
• - welche einander zur Bildung einer Mikrowellendichtung übergreifen und
• - daß die dem Bratgut zugekehrte Fläche der oberen Wand des oberen Metallbehälterteiles (32 bzw. 76) zur nur teilweisen Kontaktaufnahme mit dem Bratgut mit Uneben­ heiten, insbesondere Rillen (34 bzw. 78, 88) versehen ist.

2. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß alle Bereiche des ferrithaltigen Körpers (38, 82, 90) im wesent­ lichen innerhalb eines Abstandes von einem Zehntel der Wellenlänge der benutzten Mikrowellenergie von der oberen Oberfläche des Behälteroberteils (32 bzw. 76) liegen.

3. Gerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Behälterunterteil (16 bzw. 86) und das Behälteroberteil (32 bzw. 76) von einem Sockel (12 bzw. 70) aus stark wärme­ dämmenden Material getragen wird.

4. Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der ferrithaltige Körper (38 bzw. 82) bei Tem­ peraturen unterhalb des Curiepunktbereiches Mikrowellen­ energie in einem wesentlich stärkeren Ausmaß absorbiert, während bei Temperaturen oberhalb des Curiepunktbereiches Mikrowellenenergie nur noch in einem wesentlich geringerem Ausmaß absorbiert wird.

5. Gerät nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Curiepunktbereich oberhalb 260°C liegt.

6. Gerät nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Metallbehälterteile (32 bzw. 76 und 16 bzw. 86) mit Kunststoffteilen (12 bzw. 68, 70) in Berührung stehen, deren Temperaturen ihre Zersetzungstemperatur nicht übersteigen, wenn die Temperatur des ferrithaltigen Körpers (38 bzw. 82) bis zu Temperaturen des Curiepunktbereiches ansteigt.

7. Gerät nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der aus Kunststoff gefertigte Sockel (12 bzw. 70) einen einheitlich damit geformten Kunststoffhandgriff (48 bzw. 96) aufweist.