[0001] Die Erfindung betrifft ein Kochgefäss zur Verwendung auf einer Kochstelle, mit einem Boden mit wenigstens einer Bodenwandung und wenigstens einer damit verbundenen Gefässwandung.
[0002] Kochgefässe der genannten Art sind bekannt. Entscheidend für ein qualitativ hochstehendes Kochgefäss für die Anwendung auf alle Formen der Elektrobeheizung, Gussplatten, Glaskeramikplatten, Highspeed-Glaskeramikplatten, Halogen-Glaskeramikplatten und auch Induktionsherden ist, dass der Kochgefässboden sowohl im Kaltzustand wie im Heisszustand möglichst eben ist und somit durch direkten Kontakt über die Wärmeleitung einen guten Wärmetransport von der Platte in das Kochgefäss garantiert. Dieser Boden muss auch eine hohe thermische Leitfähigkeit zur raschen Übertragung aufweisen. Dafür werden normalerweise reine Metalle wie Aluminium oder Kupfer verwendet.
Bedingt durch die thermische Ausdehnung und den über die Bodenstärke abfallenden Temperaturgradienten zeigen diese Böden beim Übergang vom Kalt- in den Heisszustand Deformationen, die dazu führen, dass entweder in der Anfangsphase oder in der Endphase der Kontakt mit der Heizfläche nicht mehr gegeben ist und eine verzögerte Wärmeübertragung stattfindet.
[0003] Keramische Materialien wie z.B. SiC oder Si3N4 haben im Vergleich zu Metallen sehr kleine thermische Ausdehnungskoeffizienten und es können damit Kochgeschirrböden hergestellt werden, die bei der Aufheizphase nahezu keine Bewegung zeigen.
Damit wird sichergestellt, dass ein Kochtopf mit derartigen Böden wesentlich energiesparender ist, d.h. einen höheren Wirkungsgrad zeigt und auf einer Kochplatte mit vorgegebener Leistung wesentlich kürzere Ankochzeiten aufweist.
[0004] Die WO 96/21 384 offenbart ein Kochgefäss, das einen Boden aus Ingenieurkeramik aufweist. Ein solcher Boden besitzt eine sehr kleine thermische Ausdehnung und liegt damit während des gesamten Kochprozesses ganzflächig auf der Kochplatte auf. Nachteilig ist bei diesem Kochgefäss insbesondere die aufwändige Befestigung der Ingenieurkeramik an der umlaufenden Wandung des Kochgefässes.
[0005] Die EP 090 540 A des Anmelders zeigt ein Kochgefäss, das einen Boden aufweist, der bereichsweise aus einer mit Metall imprägnierter Keramik hergestellt ist.
Der Keramikbereich besteht aus einer Platte, die an ihrer Oberseite mit einem tiefgezogenen Stahltopf und an der Unterseite mit einer ferromagnetischen Platte verlötet ist.
[0006] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Kochgefäss der genannten Art zu schaffen, das noch kostengünstiger herstellbar ist und das bei niedrigem Energieverbrauch auf unterschiedlichen Kochstellen verwendbar ist.
[0007] Die Aufgabe ist bei einem gattungsgemässen Kochgefäss gemäss Anspruch 1 gelöst. Die Keramik bildet eine Matrix, die von Metall getränkt und von einer Schicht aus Metall umgeben ist. Der genannte Körper kann sehr kostengünstig im Druckguss hergestellt werden. Er zeichnet sich durch eine geringe thermische Ausdehnung und gleichzeitig durch eine hohe Wärmeleitfähigkeit aus.
Die angegossene Schicht aus Metall schützt den Keramikkern und ermöglicht deren Befestigung durch Aufpressen beispielsweise auf einen tiefgezogenen Stahltopf. Der Körper wird vorzugsweise mit einem Lotprozess mit dem ein- oder doppelwandigen Kochgefäss verbunden.
[0008] Eine besonders vorteilhafte Ausführung ergibt sich dann, wenn gemäss einer Weiterbildung der Erfindung der Boden doppelwandig ausgebildet und der genannte Körper zwischen den beiden Wandungen des Bodens angeordnet ist. Der genannte Körper ist vorzugsweise ein plattenförmiger Block, der aus einem offenporigen Vorformling aus Keramik durch Druckguss hergestellt wird.
Als Metall eignet sich insbesondere Aluminium oder eine Aluminiumlegierung.
[0009] Vorzugsweise ist die mit Metall getränkte Keramik auf allen ihren Seite zumindest in einer Schicht von Metall umgeben.
[0010] Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 : schematisch einen Schnitt durch einen Teil eines erfindungsgemässen Kochgefässes,
Fig. 2 : einen Schnitt durch einen Teil eines Kochgefässes gemäss einer Variante,
Fig. 3 : schematisch die Herstellung eines Körpers im Druckguss und
Fig. 4 : einen Schnitt durch einen Körperpunkt.
[0011] Die Fig. 1 zeigt ein Kochgefäss 1, das zumindest im Bereich eines Bodens 3 doppelwandig ausgebildet ist und eine innere Bodenwandung 7 sowie eine äussere Bodenwandung 6 aufweist.
Das Kochgefäss 1 besitzt eine umlaufende Gefässwandung 4, die vorzugsweise ebenfalls doppelwandig ist. An dieser umlaufenden Wandung 4 ist beispielsweise ein Griff 5 oder dergleichen befestigt. Das Kochgefäss 1 kann mit einem hier nicht gezeigten abnehmbaren Deckel versehen und auch als Dampfdruck-Kochtopf ausgebildet sein.
[0012] Zwischen den Wandungen 6 und 7 ist ein Körper 8 angeordnet, der plattenförmig ausgebildet ist und vorzugsweise mit den Wandungen 6 und 7 fest verbunden ist. Der Körper 8 nimmt im Wesentlichen den gesamten Zwischenraum 11 zwischen den beiden Wandungen 6 und 7 ein. Er ist einstückig ausgebildet und weist einen Kern 8 aus Metall imprägnierter Keramik sowie eine angegossene Schicht 9 aus Metall auf. Die Schicht 9 ist vorzugsweise auf der ganzen Aussenseite des Kernes 8 vorhanden. Dies ist jedoch nicht zwingend.
Diese Schicht 9 kann an der Schmalseite 8a ganz oder teilweise fehlen. Das Metall, mit dem der Kern 8 imprägniert ist, ist vorzugsweise auch das Metall der Schicht 9. Das Metall ist vorzugsweise Aluminium oder eine Aluminiumlegierung. Der Volumenprozentanteil der Keramik am Körper 8 liegt beispielsweise im Bereich von 30 bis 70%.
[0013] Zur Herstellung des Körpers 8 wird gemäss Fig. 3 ein plattenförmiger Vorformling 19 aus offenporiger Keramik in eine Form eingelegt, die aus zwei Formteilen 16a und 16b besteht. Der Formteil 16b weist eine Öffnung 17 auf, in welche Metall in den Formhohlraum 21 in flüssigem Zustand eingebracht wird. Der Hohlraum 21 ist wie ersichtlich grösser als der Vorformling 19. Das Metall dringt in Poren 20 des Vorformlings 19 ein und imprägniert diesen durchgehend. Zudem bildet sich auf der Aussenseite 22 die oben erwähnte Schicht 19.
Nach dem Erkalten des Metalls wird die Form 16 geöffnet. Die Fig. 4 zeigt den entformten Körper 8. Die Dicke D des Körpers 8 beträgt beispielsweise 3 bis 8 mm. Die Stärke der Schicht 9 beträgt vorzugsweise 0,5 bis 1 mm. Bei der Herstellung des Kochgefässes 1 wird der Körper 8 mit den beiden Bodenwandungen 6 und 7 vorzugsweise mit einem Lotprozess verbunden. Die Schicht 9 gewährleistet eine sehr hohe Wärmeleitung und der keramische Teil eine sehr kleine thermische Ausdehnung und somit hohe Planarität des Bodens 3.
[0014] Das Kochgefäss 2 gemäss Fig. 2 weist in üblicher Weise eine umlaufende Wandung 15 sowie eine Bodenwandung 14 auf. Auf der Unterseite 23 der Bodenwandung 14 ist ein Körper 13 befestigt, der gleich wie der Körper 8 ausgebildet sein kann. Der Boden 12 des Kochgefässes 2 besteht somit aus der Bodenwandung 14 sowie dem aufgebrachten Körper 13.
Der Körper 13 weist wie oben erläutert eine Schicht 25 aus einem Metall, insbesondere Aluminium oder einer Aluminiumlegierung auf. Diese Schicht 25 bildet einerseits eine plane Unterseite 24 sowie die Verbindung des Körpers 13 zur Bodenwandung 14. Die Verbindung des Körpers 13 zur Bodenwandung 14 erfolgt ebenfalls vorzugsweise mit einem Lotprozess. Das Kochgefäss 2 kann besonders kostengünstig hergestellt werden. Trotzdem ergibt sich eine sehr hohe Wärmeleitfähigkeit und hohe Planarität der Unterseite 24.
The invention relates to a cooking vessel for use on a cooking area, with a bottom having at least one bottom wall and at least one associated vessel wall.
Cooking vessels of the type mentioned are known. Crucial for a high-quality cooking vessel for use on all forms of electric heating, cast iron plates, glass ceramic plates, high-speed glass ceramic plates, halogen glass ceramic plates and induction cookers is that the cooking vessel bottom is as flat as possible in both cold and hot state and thus by direct contact over the Heat conduction guarantees a good heat transfer from the plate into the cooking vessel. This floor must also have a high thermal conductivity for rapid transfer. Usually pure metals like aluminum or copper are used for this.
As a result of the thermal expansion and the temperature gradients which decrease over the soil thickness, these soils show deformations during the transition from the cold to the hot state, which results in either no longer being in contact with the heating surface in the initial phase or in the final phase and a delayed one Heat transfer takes place.
Ceramic materials such as e.g. SiC or Si3N4 have very small thermal expansion coefficients compared to metals and it can be used to produce cookware trays that show almost no movement during the heating phase.
This ensures that a saucepan with such trays is substantially more energy efficient, i. shows a higher efficiency and on a hotplate with a given power has much shorter cooking times.
WO 96/21 384 discloses a cooking vessel having a base made of engineering ceramics. Such a floor has a very small thermal expansion and thus lies throughout the cooking process on the entire surface of the hotplate. A disadvantage of this cooking vessel in particular the complex attachment of engineering ceramics to the peripheral wall of the cooking vessel.
The Applicant's EP 090 540 A shows a cooking vessel having a bottom, which is made in regions of a metal-impregnated ceramic.
The ceramic section consists of a plate soldered at its top with a deep-drawn steel pot and at the bottom with a ferromagnetic plate.
The invention has for its object to provide a cooking vessel of the type mentioned, which is even more cost-effectively and which can be used with low energy consumption on different hobs.
The object is achieved in a generic cooking vessel according to claim 1. The ceramic forms a matrix soaked in metal and surrounded by a layer of metal. The said body can be produced very inexpensively by die casting. It is characterized by a low thermal expansion and at the same time by a high thermal conductivity.
The cast-on layer of metal protects the ceramic core and allows its attachment by pressing, for example, on a deep-drawn steel pot. The body is preferably connected with a soldering process with the single or double-walled cooking vessel.
A particularly advantageous embodiment results when, according to a development of the invention, the bottom of a double-walled and said body is disposed between the two walls of the floor. Said body is preferably a plate-shaped block made of an open-pore ceramic preform by die casting.
The metal is in particular aluminum or an aluminum alloy.
Preferably, the metal-impregnated ceramic is surrounded on all its side at least in a layer of metal.
An embodiment of the invention will be explained below with reference to the drawing. Show it:
1 shows schematically a section through a part of a cooking vessel according to the invention,
2 shows a section through a part of a cooking vessel according to a variant,
Fig. 3 shows schematically the production of a body in die casting and
4 shows a section through a body point.
Fig. 1 shows a cooking vessel 1, which is double-walled at least in the region of a bottom 3 and has an inner bottom wall 7 and an outer bottom wall 6.
The cooking vessel 1 has a circumferential vessel wall 4, which is preferably also double-walled. At this circumferential wall 4, for example, a handle 5 or the like is attached. The cooking vessel 1 can be provided with a removable lid, not shown here, and also be designed as a steam pressure cooking pot.
Between the walls 6 and 7, a body 8 is arranged, which is plate-shaped and preferably fixedly connected to the walls 6 and 7. The body 8 occupies substantially the entire space 11 between the two walls 6 and 7. It is integrally formed and has a core 8 made of metal impregnated ceramic and a molded layer 9 made of metal. The layer 9 is preferably present on the entire outside of the core 8. However, this is not mandatory.
This layer 9 may be wholly or partially missing on the narrow side 8a. The metal with which the core 8 is impregnated is preferably also the metal of the layer 9. The metal is preferably aluminum or an aluminum alloy. The volume percentage of the ceramic on the body 8 is for example in the range of 30 to 70%.
For the preparation of the body 8, a plate-shaped preform 19 of open-pore ceramic is inserted into a mold according to FIG. 3, which consists of two mold parts 16a and 16b. The molding 16b has an opening 17 into which metal is introduced into the mold cavity 21 in the liquid state. As can be seen, the cavity 21 is larger than the preform 19. The metal penetrates into pores 20 of the preform 19 and impregnates them continuously. In addition, the above-mentioned layer 19 is formed on the outside 22.
After cooling the metal, the mold 16 is opened. 4 shows the demolded body 8. The thickness D of the body 8 is for example 3 to 8 mm. The thickness of the layer 9 is preferably 0.5 to 1 mm. In the production of the cooking vessel 1, the body 8 is preferably connected to the two bottom walls 6 and 7 with a soldering process. The layer 9 ensures a very high heat conduction and the ceramic part a very small thermal expansion and thus high planarity of the bottom. 3
The cooking vessel 2 according to FIG. 2 has a circumferential wall 15 and a bottom wall 14 in the usual way. On the bottom 23 of the bottom wall 14, a body 13 is fixed, which may be the same as the body 8 is formed. The bottom 12 of the cooking vessel 2 thus consists of the bottom wall 14 and the applied body thirteenth
As explained above, the body 13 has a layer 25 of a metal, in particular aluminum or an aluminum alloy. This layer 25 forms on the one hand a flat underside 24 and the connection of the body 13 to the bottom wall 14. The connection of the body 13 to the bottom wall 14 also preferably takes place with a brazing process. The cooking vessel 2 can be produced particularly inexpensively. Nevertheless, there is a very high thermal conductivity and high planarity of the bottom 24th