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Einrichtung zum Kochen oder Braten.
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zum Kochen oder Braten, u. zw. ist die Erfindung sowohl bei Brat-oder Kochgeschirren als auch bei Herd-oder Kochplatten, in letzterem Fall vorzugsweise bei elektrisch beheizten Herd-oder Kochplatten, anwendbar.
Bekanntlich ist der Wärmeübergang von der Herd-oder Kochplatte zu dem Kochgeschirr dann am besten, wenn der Boden des Kochgeschirres auf seiner ganzen Fläche auf der Herd-oder Kochplatte anliegt.
Bei den bekannten Einrichtungen der in Rede stehenden Art ist jedoch ein solches vollständiges Anliegen des Kochgeschirrbodens auf der Herd-oder Kochplatte nur in kaltem Zustande vorhanden.
Sobald eine Erwärmung stattfindet, finden bei den bekannten Geräten der in Rede stehenden Art Formveränderungen statt, durch die das gute Anliegen des Kochgesehirrbodens an der Heiz-oder Herdplatte unmöglich gemacht wird.
Diese Formveränderungen haben darin ihren Grund, dass sich die erwärmten Teile je nach dem Ausdehnungskoeffizienten des Metalls, aus dem diese Teile bestehen, mehr oder weniger dehnen.
Bei Koch-oder Bratgeschirren, insbesondere Kochtöpfen vergrössert sich der Boden durch die Erwärmung, kann jedoch infolge der starren Seitenwand des Topfes nicht ausweichen, so dass er genötigt ist, sich auszubiegen. Der Umstand, dass die Aussenschicht des Bodens sich naturgemäss schneller und mehr erhitzt als die den Speisen zugekehrte innere Schicht des Bodens, bringt es bei den bekannten Kochgeschirren mit sich, dass der ursprünglich ebene Boden sich wölbt, ü. zw. wölbt er sich in der Regel nach aussen. Die Wölbung nach aussen ist aber besonders unerwünscht, da der Topf dann nur in der Mitte aufsitzt und der übtige, eine Ringfläche darstellende grösste Teil des Bodens nicht mit der Kochplatte in Berührung ist. Zudem tritt durch die Berührung in der Mitte der Übelstand ein, dass die Speisen leicht anbrennen.
Die Wölbung des Topfbodens tritt mehr oder weniger bei sämtlichen bisher gebräuchlichen metallenen Kochgeschirren auf.
Bei Herd-oder Heizplatten der bekannten Art, insbesondere elektrisch beheizten Herd-oder Heizplatten, verändert die Oberfläche der Heizplatte ebenfalls infolge der Erwärmung ihre Gestalt, so dass das Kochgeschirr, welches durch die Herd-oder Heizplatte erwärmt werden soll, selbst dann nicht mehr auf seiner ganzen Bodenfläche mit der Herdplatte in Berührung steht, wenn der Boden des Kochgeschirrs selbst unverändert bleibt. Das Werfen der Kochplatte ist darauf zurückzuführen, dass die untere Schicht der Kochplatte, welche in unmittelbarer Nähe der Heizelemente liegt, sich unter der Wirkung der Wärme stärker ausdehnt als die obere Kochplattenschicht, so dass im Innern der Kochplatte Spannungen auftreten.
Es ist nun schon, insbesondere bei Kochtöpfen, mehrfach der Versuch gemacht worden, die Formveränderungen des Kochtopfbodens bei der Erwärmung zu verhindern. So ist schon vorgeschlagen worden, den Boden eines Aluminiumgesehirres auf seiner Anssenseite mit einem verhältnismässig schweren
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Überzug zu versehen, damit durch die Schwere dieses Überzuges ein Welligwerden des Bodens verhindert wird. Bei dieser bekannten Einrichtung besteht der verhältnismässig schwere Überzug aus einer auf- gespritzten Weicheisensehicht.
Weiterhin ist es auch zur Verhinderung des Welligwerdens des Topfbodens schon vorgeschlagen worden, den Topfboden in einen gusseisernen Untersatz hineinzusetzen, der einen aufwärts gestellten
Rand besitzt und bezweckt, eine direkte Einwirkung des Feuers oder der Herdplatte auf den Boden des Kochtopfes zu verhindern.
Die bekannten Einrichtungen sind jedoch nicht imstande, tatsächlich ein Welligwerden oder
Werfen eines der Heizwirkung ausgesetzten Teiles einer Koch- oder Brateinrichtung zu verhindern.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass wenigstens ein Teil der Einrichtung, welche beim Gebrauch erwärmt wird, bei Koehgefässen insbesondere der Boden, aus mindestens zwei Metall- schichten hergestellt wird, die beispielsweise, durch Aufgiessen derart fest miteinander verbunden sind, dass Lagenveränderungen der Schichten zueinander unmöglich sind und dass die der Wärmequelle näher liegende Schicht einen geringeren Ausdehnungskoeffizienten als die von der Wärmequelle weiter entfernt liegende Schicht besitzt, wobei die Stärken der Schichten so bemessen sind, dass sich die Ausdehnungen der Metallschichten bei der Erwärmung infolge der verschiedenen Ausdehnungskoeffizienten im wesent- lichen ausgleichen.
Der grundlegende Gedanke der vorliegenden Erfindung ist also ein grundsätzlich anderer als der Leitgedanke, der den bekannten, obengenannten Konstruktionen zugrunde liegt. Gemäss der
Erfindung wird das Ebenbleiben des der Erwärmung ausgesetzten Teiles durch die kompensierende
Wirkung hervorgerufen, die zwei mit ihrer ganzen Fläche unverrückbar verbundene Metallschiehten aufeinander bei der Erwärmung ausüben, wenn die beiden Metallschichten verschiedene Ausdehnungs- koeffizienten haben.
Wenn die beiden Schichten, aus denen erfindungsgemäss bei Kochgeschirren der Topfboden besteht, dadurch miteinander vereinigt werden, dass die eine Schicht auf die andere aufgegossen wird, so wird hiebei erfindungsgemäss ein besonderes Verfahren benutzt, durch das ein Werfen des Bodens infolge der
Durchführung dieses Giessverfahrens verhindert wird. Die Einzelheiten diese Verfahrens sind weiter unten näher angegeben.
Der Erfindungsgegenstand ist in der Zeichnung beispielsweise veranschaulicht, u. zw. stellt
Fig. 1 ein Kochgeschirr gemäss der Erfindung im Schnitt dar, die Fig. 2 und 3 veranschaulichen ein besonderes Herstellungsverfahren für erfindungsgemäss ausgebildete Koehtöpfe, und Fig. 4 veranschaulicht eine erfindungsgemäss ausgebildete Heizplatte.
In Fig. 1 ist mit a die Aussenschicht des Bodens eines erfindungsgemäss ausgebildeten Topfes bezeichnet, die aus einem Metall mit verhältnismässig geringem Ausdehnungskoeffizienten besteht, während b die Innenschicht des Topfes und die Topfwandung kennzeichnet. Da die Schicht b im Gebrauch von der Heizquelle weiter entfernt liegt als die Schicht a, besteht die Schicht b aus einem Metall, dessen Wärme- ausdehnungskoeffizient grösser ist als der Ausdehnungskoeffizient der Metallschicht a.
Besonders vorteilhaft ist es, die Innenschicht b und die Topfwandung aus nichtrostendem Stahl herzustellen und für die zur Kompensierung der Formveränderungen des Stahlbodens dienende Aussen- schicht a Gusseisen zu verwenden. Der zur Bildung der Innenschicht dienende nicht rostende Stahl hat einen grösseren Ausdehnungskoeffizienten als das als Aussenschicht dienende Gusseisen. Wird S.-M.-
Stahl als Innenschicht benutzt, so kann ebenfalls Gusseisen als Aussenschicht verwendet werden, da der
Ausdehnungskoeffizient von S.-M.-Stahl grosser ist als der Ausdehnungskoeffizient von Gusseisen.
Die genannten Metalle sind nur als Beispiele angeführt. Selbstverständlich kann auch bei Ver- bindung anderer Metalle miteinander der gleiche Effekt erzielt werden. Bedingung für Kochgeschirre ist nur, dass das Metall mit dem geringeren Ausdehnungskoeffizienten den Aussenboden bildet und weiterhin die Schichtstärken der beiden Metalle derart gewählt sind, dass die Metalle den gewünschten, die Form- veränderungen verhindernden Einfluss aufeinander ausüben können.
Wenn ein erfindungsgemäss ausgebildeter Kochtopf erhitzt wird, dehnt sich die untere Bodenschicht mit dem kleineren Ausdehnungskoeffizienten verhältnismässig wenig aus, aber immerhin um einen solchen
Betrag, dass an sich eine kleine Ausbauchung nach aussen stattfinden würde, wenn die untere Schicht allein den Boden bilden würde. Sobald aber die Erwärmung sich weiter auf die obere Bodenschicht des
Topfes fortpflanzt, welche aus einem Metall mit grösserem Ausdehnungskoeffizienten besteht, hat diese
Schicht das Bestreben, sich mehr zu dehnen als die mit ihr verbundene Schicht aus Metall mit niederem
Ausdehnungskoeffizienten. Die Kompensation der Ausdehnung der beiden Bodenschichten kann durch geeignete Wahl des Verhältnisses der Schichtstärken stets so weit getrieben werden, wie es dem gewünschten
Zweck entspricht.
Insbesondere kann durch die Kompensation der Ausdehnung der beiden Schichten erreicht werden, dass der Boden, sofern er im kalten Zustand eine ebene Form hat, auch bei der Erwärmung ziemlich eben bleibt. Häufig wird man auch eine geringe Wölbung nach innen begünstigen. Eine leichte Wölbung nach innen ist schon an sieh verhältnismässig unschädlich, wird aber sogar vorteilhaft, wenn die Heizplatte selbst die Neigung hat, sich etwas konvex zu wölben, so dass dann eine sehr gute Überein- stimmung mit dem Topf erzielt wird.
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Wie sich aus den obigen Ausführungen ohne weiteres ergibt, darf eine Relativbewegung zwischen den beiden Bodenschichten nicht stattfinden, da die Möglichkeit einer solchen Relativbewegung verhindern würde, dass die Ausdehnung des einen Metalls das andere Metall beeinflusst.
Besonders zweckmässig ist es, die Vereinigung der beiden Bodenschichten dadurch herbeizuführen, dass man die äussere Schicht auf die innere Schicht aufgiesst. Hiebei tritt jedoch leicht der Übelstand ein, dass sich der durch den Metallaufguss verstärkte Teil der Metallwandung durchbiegt oder wellig wird.
Diese Erscheinung tritt um so stärker auf, je geringer die Wandstärke des durch den Metallaufguss zu verstärkenden Körperteiles ist. Der Grund hiefür liegt darin, dass der zu verstärkende Metallkörper beim Aufgiessen des feuerflüssigen Materials stark erhitzt wird und sich infolgedessen ausdehnt, während die nicht mit dem flüssigen Metall in Berührung kommenden Wandungssteile des Körpers der Ausdehnung des erhitzten Teiles einen erheblichen Widerstand entgegensetzen, so dass der erhitzte Teil sich durchbiegen oder wellig werden muss. Ein Zurückgehen in die ebene Fläche nach dem Erkalten ist nicht mehr möglich, weil die mit dem in Rede stehenden Wandungsteil nunmehr verschmolzen und in den Erstarrungszustand übergegangene Gussschicht dies nicht mehr zulässt.
Durch das Verfahren gemäss der vorliegenden Erfindung wird der vorstehend geschilderte Übelstand vermieden. Erfindungsgemäss wird der durch die Gussschicht zu verstärkende Wandungsteil während des Giessens oder unmittelbar nachher so lange gezogen oder gedrückt als das aufgegossene Metall noch nicht erstarrt ist, so dass der genannte Wandungsteil glattgestreckt wird und die infolge der Erwärmung auftretenden Ausdehnungen kein Welligwerden des verstärkten Teiles zur Folge haben können.
Das vorstehend genannte Verfahren ist durch die Fig. 2 und 3 näher erläutert. In diesen Figuren bedeutet W die Wandung des in umgestürzter Lage gezeichneten Kochtopfes. B ist der Boden, der durch die Gussschicht G verstärkt ist, während R einen aufgesetzten Begrenzungsring darstellt, der aus dem gleichen oder andern Metall als der Topfkörper selbst bestehen kann und entweder mit dem Gussmetall verschmolzen wird oder auch als abnehmbare Gussform ausgebildet ist.
Um das aus Fig. 2 ersichtliche Welligwerden des Kochtopfbodens B zu verhindern, wird der Kochtopf während des Giessens auf seiner einen Seite dem in Pfeilrichtung wirkenden Druck eines Ziehstempels Z ausgesetzt, dessen Querschnitt dem Kochtopfquerschnitt genau angepasst ist. Die Ausdehnung, die der Boden B durch die Erhitzung während des Aufgiessens der Verstäxkungsschicht G erfährt, hat zur Folge, dass der Ziehstempel Z den Boden B von der gestrichelt dargestellten Lage, die der Boden B vor dem Aufgiessen des Verstärkungsmetalls hat, in die ausgezogen dargestellte Lage anhebt.
Die Bodenausdehnung wird also durch den Ziehstempel in die Wandung hineingezogen, so dass der Boden selbst völlig eben bleibt. Zweckmässigerweise wird die Hublänge des Zugstempels Z derart begrenzt, dass ein Durchreissen des Bodens im heissen Zustande verhindert wird. Die Einwirkung des Zugstempels dauert so lange an, als sich das aufgegossene Metall noch in flüssigem Zustande befindet. Nachdem das aufgegossene Metall erstarrt ist, bleibt der Boden in der in Fig. 3 dargestellten ausgezogenen Stellung verharren.
Zur Einspannung des Topfes W während des Aufgiessens der Bodenverstärkung und der Einwirkung des Zugstempels Z dient ein Blechhalterring H.
In Fig. 4 ist eine Heizplatte dargestellt, bei der ein Werfen der Heizplatte durch Anwendung des Erfindungsgedankens verhindert wird. Die Heizplatte besteht aus den beiden Metallschichten 1 und 2, von denen die obere Metallschicht 1 den grösseren und die untere Metallschicht 2 den geringeren Ausdehnungskoeffizienten hat. Als Material für die obere Schicht kann beispielsweise S.-M.-Stahl und als Material für die untere, den Heizelementen J benachbart liegende Schicht kann Gusseisen benutzt werden.
Die genannten Metalle sind nur als Beispiel angeführt. Denn es können ohne weiteres auch beliebige andere Metalle zur Bildung der Kochplatte mit dem gleichen Erfolg benutzt werden. Bedingung ist nur, dass das Metall mit dem geringeren Ausdehnungskoeffizienten den Heizelementen näher liegt als das Metall mit dem höheren Ausdehnungskoeffizienten.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Einrichtung zum Kochen oder Braten, insbesondere Kochgefäss, bei der wenigstens ein Teil der Einrichtung, welche beim Gebrauch erwärmt wird, insbesondere der Boden, aus mindestens zwei Metallschichten besteht, dadurch gekennzeichnet, dass beide Schichten derart fest miteinander verbunden sind, beispielsweise durch Aufgiessen, dass Lagenveränderungen der Schichten zueinander unmöglich sind und dass die der Wärmequelle näher liegende Schicht einen geringeren Ausdehnungskoeffizienten als die von der Wärmequelle weiter entfernt liegende Schicht besitzt, wobei die Stärken der Schichten so bemessen sind, dass sich die Ausdehnungen der Metallschichten bei der Erwärmung infolge der verschiedenen Ausdehnungskoeffizienten im wesentlichen ausgleichen.