DD153996A1 - Herstellung von kochgeschirr mit konstant ebenem,vorgespannten boden - Google Patents

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Einrichtung zur Herstellung von Koch- und Bratgeschirren mit radial vorgespanntem Boden in welchem bei gebrauchsgemaesser Erwaermung keine Druckspannungen auftreten, die zum Auswoelben des Bodens fuehren. Durch die Erfindung sollen die Gebrauchseigenschaften von Koch- und Bratgeschirren durch Erreichung eines auch bei Erwaermung konstant eben bleibenden, sich nicht auswoelbenden Geschirrbodens entscheidend verbessert werden. Erfindungsgemaess wird das erreicht, indem in den Geschirrboden vorwiegend zum Bodenmittelpunkt gerichtete Zugspannungen eingebracht werden. Bei Erwaermung werden infolge Waermedehnung diese Zugspannungen je nach Temperatur abgebaut, ohne dass Druckspannungen entstehen. Dazu werden eine oder mehrere Zonen des Bodens kurzzeitig auf Temperaturen oberhalb der Warmstreckgrenze des jeweiligen Werkstoffes erwaermt, wobei die Ausdehnung durch die nichterwaermten Bereiche und eine entsprechende Einspannung verhindert wird. Dadurch werden die erhitzten Bereiche plastisch gestaucht, durch deren Schrumpfung bei Abkuehlung die erwarteten Zugspannungen entstehen.

Description

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Titel der Erfindung

Herstellung von Kochgeschirren mit konstant ebenem, vorgespanntem Boden

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und die zur Durchführung des Verfahrens benötigte Einrichtung zur Herstellung von Koch- und Bratgeschirren mit vorgespanntem Boden, in welchem bei gebrauchsgemäßer Erwärmung keine Druckspannungen auftreten, die zum Auswölben des Bodens führen·

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Die Ebenheit des Bodens ist ein entscheidendes Qualitätsmerkmal für Koch- und Bratgeschirre_o Sie bestimmt das Gleichmaß und die Effektivität des Wärmeüberganges, den Temperaturverlauf' über der Bodenfläche sowie beim Braten die gleichmäßige Verteilung des Bratfettes· Abweichungen von der Ebenheit führen zu partiellem Y/ärmestau zwischen Herd und Topf, sie behindern den Wärmeübergang auf das Gargut und begünstigen andererseits dessen stellenweises Anbrennen·

Verschiedene bekannte Herstellungsverfahren gewährleisten im kalten Zustand einen ebenen Boden·

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Durch gebrauchsgemäße Erwärmung des Geschirrbodens, der im. Spannungsverhalten einer am Umfang eingespannten Kreisplatte entspricht, treten in ihm infolge Wärmeausdehnung Druckspannungen auf, die zum Auswölben des Bodens führen, so daß gerade im. Benutzungszeitraum des Geschirrs der im kalten Zustand ebene Boden diese vorteilhafte Eigenschaft verliert»

Unterschiedliche zusätzliche Maßnahmen, wie besonders dicke und speziell gestaltete Geschirrböden unter Verwendung von Verbundwerkstoffen, sowie Kompensböden mit unterschiedlichen Wärmeausdehnungskoeffizienten der Werkstoffe u.a· wurden zur Unterdrückung bzw· Abschwächung des V/ärmeverzuges eingesetzt· Dafür wurde erheblicher zusätzlicher und erzeugnisverteuernder Herstellungsaufwand in Kauf genommen·

Ziel der Erfindung

Durch die Erfindung sollen die Gebrauchseigenschaften von Koch- und Bratgeschirren durch Erreichung eines auch bei Erwärmung konstant eben bleibenden, sich nicht auswölbenden Geschirrbodens entscheidend verbessert werden. Die Erfindung soll eine fertigungs- und materialgünstige Herstellung und durch Gewichtsreduzierung für ä.en Benutzer des Geschirrs eine leichtere Handhabung ermöglichen.

Darlegung des Y/esens der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine bei gebrauchsgemäßer Erwärmung des Geschirrbodens durch Warmedehnung des Werkstoffes sonst üblicherweise verursachte Y/ölbung zu vermeiden sowie den Material- und Herstellungsaufwand gegenüber bekannten Lösungen zu senken·

Erfindungsgemäß wird dies erreicht, indem in den Geschirrböden vorwiegend zum Bodenmittelpunkt gerichtete radiale

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Zugspannungen eingebracht werden· Bei Erwärmung werden infolge Warmedehnung diese Zugspannungen je nach auftretender Temperatur abgebaut, ohne daß Druckspannungen entstehen, die den Boden auswölben· Bei Erkaltung werden die Wärmedehnungen ab- und analog die eingebrachten Zugspannungen wieder aufgebaut»

Erfindungsgemäß wird dazu der Boden der Geschirrteile in einer oder in mehreren ErvJärmungs ζ ο nen kurzzeitig auf Temperaturen oberhalb der Warms treckgrenz.e des jeweiligen Werkstoffes erhitzt, wobei die Ausdehnung in Richtung der Bodenebene durch den nichterwärmten Randbereich bzw· durch zwischen den Erwärmungszonen liegende Bereiche verhindert wird« Eine Auswölbung der erhitzten Bereiche senkrecht zur Bodenebene wird entweder durch die feste Einspannung des Bodens zwischen Aufnahmeplatte und Stempel verhindert, oder von diesen,unmittelbar der Erwärmung folgend, zurückgedrückt* Dadurch erfolgt in den erhitzten Bereichen des Bodens eine plastische Stauchung des Werkstoffes· Bei nachfolgender Abkühlung ergeben sich durch Schrumpfung der gestauchten Bereiche die erwarteten Zugspannungen·

Die Durchführung des Verfahrens wird einfach und sicher gewährleistet durch eine spezielle Vorrichtung,, bestehend aus einer als Stempel ausgebildeten Platte mit einer Hub- und Anpreßeinrichtung, einer oder mehreren, durch ein Gerät außerhalb der Vorrichtung, regelbaren Wärmequellen, sowie einer Auflageplatte, die gegebenenfalls auch mit Yiarmequellen ausgestattet sein kann·

Auaführungsbeispiel

Die Zeichnungen zeigen

Pig· 1: Die Vorrichtung im Schnitt mit zentraler und ring-

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förmiger iiärmequellenanordnung besonders für Induktionserwärmung.

Pig» 2: Die Vorrichtung im Schnitt mit symmetrisch-punktförmiger Anordnung der Erwärmungsbereiche insbesondere bei Widerstandserwärmung·

Das "Verfahren wird anhand der Punktion der Vorrichtung näher erläuterte

Die Vorrichtung besteht, wie Pig· 1 und 2 zeigen, aus einem, mit einer nicht dargestellten Hub- und Anpreßvorrichtung betätigtem Stempel 1, der mit seiner ebenen Preßfläche den Boden des Topfes 2 während des Vorganges fest gegen die ebene Auflageplatte 3 spannt· Der Stempel nimmt eine zur Erwärmung der zentralen Kreisfläche geeignete Induktionsspule 4 auf. Die in der Aufnahmeρlatte 3 dargestellte Induktionsspule 4 dient zur Erwärmung eines kreisringflächenförmigen Bodenbereiches· Eine Isolierschicht 5 dient gleichzeitig zur Wärmedämmung· Durch ein peripheres Gerät wird ein zeitlich und mengenmäßig geregelter Energiestoß der Wärmequelle 4 zugeführt (Figo 2 zeigt ein Beispiel mit 7/iderstandserwärmung)· Durch die starke Erwärmung und gleichzeitige Pressung zwischen Stempel 1 und Auflageplatte 3 baut sich in den Erwärmungszonen des Geschirrbodens infolge \7ärmeausdehnung ein Materialstau auf· Da bei Überschreiten der Warmstreckgrenzentemperatur gleichzeitig der Pließwiderstand des Werkstoffes stark abfällt, kommt es in den Erwärmungszonen zum plastischen Stauchen· Zur Abkühlung wird die Einspannung gelöst· Infolge Schrumpfung entstehen in der Bodenebene Zugspannungen, durch welche die bei gebrauchsgemäßer Erwärmung des Geschirrs entstehenden Ausdehnungen elastisch ausgeglichen werden·

Zur Begrenzung des.Y/ärmeeinflußbereiches zwischen den Erwär-

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mungszonen besonders aber am Bodenrand werden gegebenenfalls zusätzliche Kühlzonen angeordnet.

Eine spezielle Variante stellt die verfahrensgemäße Behandlung von Emaillegeschirren unmittelbar aus der Brennhitze des letzten Brennvorganges dar, bei der, vor allem der Bodenrand, zweckmäßig aber auch weitere, zwischen den Stauchzonen liegende Breiche beschleunigt abgekühlt werden, wobei der gleiche Effekt entsteht indem durch Schrumpfung der gekühlten Bereiche die ungekühlten, eine ausreichende Restwärme vorausgesetzt, gestaucht v/erden_e

Es kann ebenfalls zweckmäßig sein, zunächst bei loser Einspannung des Bodens das Auswölben der erwärmten Bereiche zu ermöglichen und anschließend durch Glattpressen der Wölbungen diese plastisch zu stauchen.

Claims (6)

223 12! Erfindungsanspruch

1· Verfahren zur Herstellung von Kochgeschirren mit vorgespanntein, sich "bei gebrauchsgemäßer Erwärmung nicht aus— wölbendem Boden, dadurch gekennzeichnet, daß der Boden zwischen zwei ebene Platten eingespannt wird, und eine oder mehrere symmetrisch zum Bodenmittelpunkt angeordnete, den Bodenrand jedoch nicht berührende, Zonen des Bodens kurzzeitig auf eine Temperatur oberhalb der Warmstreckgrenze des jeweiligen Werkstoffes erhitzt werden, wodurch infolge der behinderten Ausdehnungsmöglichkeit eine plastische Stauchung in den erwärmten Bereichen erfolgt und bei Abkühlung infolge Schrumpfung Zugspannungen in der Bodenebene entstehen, welche den Boden stabilisieren und Wärmedehnungen bei gebrauchsgemäßer Erwärmung elastisch ausgleichen.

2. Verfahren nach Punkt 1, dadurch gekennzeichnet, daß man den erwärmten Bereich zunächst senkrecht zur Bodenebene auswölben läßt, und die plastische Stauchung durch das anschließende Pressen zwischen zwei ebene Platten herbeigeführt wird«

3· Verfahren nach Punkt 1, dadurch gekennzeichnet, daß der gesamte Boden bzw. das gesamte Werkstück erwärmt und der Rand des Bodens sowie die Bodenbereiche außerhalb der zu stauchenden Zonen beschleunigt abgekühlt werden.

4. Verfahren nach Punkt 1, und 4-, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Herstellung von emailliertem Geschirr die erfinderischen Verfahrensschritte unmittelbar im Anschluß an den letzten Brennprozeß unter Ausnutzung der Restwärme erfolgen.

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5· Verfahren nach Punkt 1, dadurch, gekennzeichnet, daß die Erwärmungszonen zentrisch und/oder kreisringförmig und/oder symmetrisch-punktförmig zum Geschirrbodenrand angeordnet sind·

6· Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Punkt 1, dadurch gekennzeichnet, daß jede der beiden Platten, zwischen denen der Boden gespannt ist, eine oder mehrere Induktionsschleifen aufnehmen, die sich jedoch nicht paarweise gegenüberstehen. . ·

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