<Desc/Clms Page number 1>
Verfahren zur Herstellung verstärkender, gut wärmeleitender
Bodenschichten an Kochgefässen
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von verstärkenden. gut wärmeleitenden Bodenschich- ten aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung an Kochgefässen aus nichtrostendem Stahl, bei denen der eigentliche Gefässboden über eine dünne, heiss auf ihn aufgespritzte Zwischenschicht mitderVerstär- kungsschicht fest verbunden ist, wobei das flüssig gemachte Material der wärmeverteilenden dicken Boden- verstärkung im Druckgussverfahren in den von der Form und dem Gefässboden gebildeten Hohlraum einge- bracht wird.
Es ist bekannt, dass Kochgeschirre aus rostfreiem Stahl (wie z. B. Töpfe, Pfannen u. dgl.) zahlreiche Vorteile bieten, wenn sie mit einem wärmeausbreitenden Boden versehen sind, d. h. mit einer unterhalb des Bodens angebrachten Schicht eines Metalls von wenigen Millimetern Wandstärke mit grosser Wärmeleitfähigkeit, wie z. B. Aluminium oder eine Aluminiumlegierung. Verschiedene Verfahren sind vorgeschlagen und in der Praxis verwendet worden, um solche Böden auf Geschirr aus rostfreiem Stahl aufzusetzen, wobei verschiedene Wege eingeschlagen wurden, um in einer mehr oder weniger vollkommenen Weise eine enge und feste Verbindung der Aluminiumschicht mit dem Boden aus rostfreiem Stahl zu erreichen. Da die zu verbindenden Metalle, z. B.
Aluminium oder eine Aluminiumlegierung und der rostfreie Stahl sehr unterschiedliche physikalische Eigenschaften, besonders unterschiedliche Schmelztempe- raturen, aufweisen, sind sie miteinander kaum verschweissbar, so dass es sehr schwierig ist, z. B. einen Alu- miniumboden auf Stahl anzubringen. Man hat deshalb vorgeschlagen, vorher am Boden aus rostfreiem
Stahl ein metallisches Netz zu befestigen und nachher den Unterboden anzuformen, indem man gegossenes Aluminium auf das metallische Netz aufgiesst.
Die Aufgabe wurde auch dadurch zu lösen versucht, dass man den sachgemäss entfetteten und aufgerauhten Boden aus rostfreiem Stahl. in ein Bad von geschmolzenem Aluminium eintaucht, um vorerst eine dünne Auflage aus Aluminium auf dem rostfreien Stahl zu bilden, auf die dann später die dickere Auflage von Aluminium aufgebracht wird, indem man denBoden des Kochgeschirres in das gegossene Aluminium eintauchen lässt. Die aufgegossene Aluminiumschicht wird dann abgedreht oder geschliffen, um einen ebenen Boden zu erhalten. Die so hergestellten Kochgeschirre befriedigen jedoch deswegen nicht, weil die wärmeausbreitende Schicht nicht genügend gleichartig und kompakt ist und sich vom Behälterboden aus rostfreiem Stahl leicht ablöst.
Es wurde deshalb vorgeschlagen, die wärmeausbreitende Schicht durch Aufspritzen von Tröpfchen auf den Gefässboden zu bilden, u. zw. so lange, bis die gewünschte Bodenstärke erreicht ist.
Nach einem weiteren Vorschlag, wird der Innenboden des Gefässes während des Gusses mittels eines Stempels unter Druck gesetzt, damit sich der Boden nicht durch die Wärme des aufgebrachten Materials verformt.
Aber auch diese Verfahren sind unwirtschaftlich wegen der erforderlichen langen Zeit der Aufbringung des Belages und der notwendigen maschinellen Nachbehandlung zum Glätten des wärmeausbreitenden Bodens.
Das Verfahren gemäss der Erfindung versucht diese Nachteile dadurch zu beseitigen, dass der während des Druckgiessens gegen die Aussenseite des Gefässbodens durch das Gussmaterial wirkende Druck durch einen in an sich bekannter weise während des Giessens im Inneren des Gefässes angeordneten Stempel aufgenommen wird, der während des Gusses auf der gesamten Innenfläche des Gefässbodens anliegt und somit dessen
<Desc/Clms Page number 2>
Verformung verhindert. Dadurch erhält man eine durchaus kompakte und an jeder Stelle mit dem Boden aus rostfreiem Stahl des Behälters innig verbundene Schicht. Diese ist nach dem Druckgussverfahren schon glatt und erübrigt damit besondere Nachbehandlungsarbeiten.
Die Erfindung wird im nachfolgenden an Hand der Zeichnung in einem Ausführungsbeispiel beschrie- ben, doch soll die Erfindung nicht auf das dargestellte Verfahren beschränkt bleiben. Fig. 1 zeigt teilweise in Seitenansicht und teilweise im Schnitt einen Topf aus rostfreiem Stahl gemäss der Erfindung, Fig. 2 schematisch die Herstellung der ersten Bodenschicht und Fig. 3 schematisch die Herstellung der wärme- ausbreitenden Schicht mit grosser Wandstärke und die zur Ausführung notwendige Einrichtung.
Fig. 1 zeigt einen Topf 10, der in bekannter Weise aus rostfreiem Stahlblech hergestellt ist und einen glatten Boden 11 aufweist. Dieser Topf wird mit einem Unterboden 12 aus Aluminium oder aus einer
Leichtmetall-Legierung versehen, dessen Aussenfläche 13 und Umrisskante 14 glatt und poliert sind. Die
Umrisskante 14 hat vorzugsweise eine derartige Neigung, dass sie eine Tangente an die Umrisskrüm- mung 15 zwischen dem Boden 11 und den Seitenwänden des Geschirrs bildet.
Der Boden 12 aus Aluminium oder aus einer Aluminiumlegierung verteilt die durch die Feuerstelle entwickelte Wärme in bekannter Weise auf die ganze Ausdehnung des Bodens 11 aus rostfreiem Stahl gleichmässig. Es ist aber dabei unbedingt erforderlich, dass der Unterboden 12 innig und fest mit dem Bo- den 11 aus rostfreiem Stahl verbunden ist. Erreicht wird dies durch zwei aufeinanderfolgende Arbeitsgän- ge. Wie inFig. 2 schematisch durch die Pfeile 17 dargestellt, wird als erste Phase auf die Aussenfläche des Bodens 11 aus rostfreiem Stahl eine dünne Schicht 16 Aluminium, z. B. Bruchteile eines Millimeters dick, aufgespritzt, die sich mit dem rostfreien Stahl innig verbindet. Um diese Schicht gut haftbar zu machen, wird der Boden 11 vorher entfettet und-beispielsweise durch Sandstrahlen oder Schleifen entsprechend aufgerauht.
Um ein festes Haften der Schicht 16 zu gewährleisten, wird der Boden 11 auf eine Temperatur erwärmt, die etwa der des flüssigen, aufzuspritzenden Aluminiums oder der Aluminiumlegierung entspricht, also etwa bei 450-5000C. Diese dünne Leichtmetallschicht 16 verbindet sich dann leicht und fest mit der Schicht, die im zweiten Arbeitsgang gemäss der schematischen Darstellung in Fig. 3 aufgebracht wird. In diesem wird ein satt anliegender Stempel 18 an den Behälterboden angesetzt, wobei der Stempel 18 beim Pressvorgang in einem Abstand 19 vom Boden bleibt, der der Höhe der gewünschten Wandstärke der wärmeausbreitenden Schicht 12 gemäss Fig. 1 entspricht.
Das flüssige Aluminium 20 wird durch eine an sich bekannte Einrichtung, die in Fig. 3 schematisch mit 21 wiedergegeben ist, unter Hochdruck in den Hohlraum 19 durch eine Düse 23 od. dgl. von kleinem Durchmesser. so eingespritzt, dass nach dem Erkalten kein Anschlussstutzen bleibt. Während des Pressvorganges wird der umgestülpte Topf auf einen Gegenstempel 22 aufgesetzt, der den Boden 11 des Gefässes an jeder Stelle abstützt, so dass keine Gefahr einer Formänderung durch den Pressstempel besteht.
Wegen der Menge des aufgegossenen Metalls ist es notwendig, dass der Topf aufgewärmt wird. Es hat sich durch praktische Versuche erwiesen, dass der Boden 11 des Geschirrs und die dünne Erstschicht 16 (Adhäsionsschicht) eine Temperatur von wenigstens 150 C, besser aber von 5500C und mehr aufweist. Bei dieser Temperatur schmilzt die dünne Schicht 16 praktisch vollkommen, wobei die verschiedenen Metallteile sich innig verbinden und durch das Pressen ein gleichmässig starker Unterboden 12 entsteht.