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Die
vorliegende Erfindung betrifft einen Backofen mit einer Backofenoberhitze-Heizvorrichtung für einen
Backraum.
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Bei
einer bekannten Ausführung
von Backofenoberhitze-Heizvorrichtungen
werden Keramikheizstäbe
eingesetzt. Bei diesen kann die Heizleistung über die verschiedenen Bereiche
des Keramikheizstabes sehr genau eingestellt werden, so dass eine
zentimetergenaue Beheizung möglich
ist.
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In 1 ist
ein Keramikheizstab 2 schematisch dargestellt. Dieser weist
(nicht gezeigte) Heizleiter auf, die von mehreren Keramiksegmenten 4 umgeben
sind. Durch Zufuhr von Strom über
zwei Kontaktanschlüsse 6 wird
der Heizleiter in der Keramik erwärmt. Die Wärme wird über die Keramiksegmente 4 abgestrahlt.
Solche Keramikheizstäbe 2 können entsprechend
einer gewünschten
Wärmeverteilung angefertigt
werden.
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Der
Einsatz solcher Keramikheizstäbe
ist in 4 bei einer bekannten Backofenoberhitze-Heizvorrichtung 12 gezeigt. 4 zeigt
eine schematische Darstellung eines Backraumes 8. Der Backraum 8 ist
durch eine (nicht gezeigte) Backofenunterhitze- Heizvorrichtung und eine Backofenoberhitze-Heizvorrichtung 12 beheizbar.
Ferner ist hinter der Rückwand
des Backofens ein Abteil 14 vorgesehen, in dem ein (nicht
gezeigter) Dampferzeuger bzw. eine Schwadenheizung angeordnet ist.
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Die
in 4 gezeigte bekannte Backofenoberhitze-Heizvorrichtung 12 weist
mehrere Stahlrohre 16 auf, die parallel zueinander und
entlang der Decke des Backraumes 8 verlaufen. Die Keramikheizstäbe 2 werden
jeweils von der Seite in die einzelnen Stahlrohre 16 eingeschoben,
wobei in einer Betriebsstellung die seitlichen Öffnungen 18 der Stahlrohre 16 jeweils
durch Flansche 20 der Keramikheizstäbe 2 verschlossen
werden. Die Stahlrohre 16 sind dicht geschweißt, so dass
deren Innenraum jeweils dampfdicht gegenüber dem Backraum 8 abgeschlossen
ist. Diese Dichtigkeit ist notwendig, da ansonsten durch das Eindringen
von Dampf in den Innenraum der Stahlrohre 16 Kurzschlüsse entstehen
würden.
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Durch
die Verwendung von Keramikheizstäben 2,
die zentimetergenau beheizbar sind, in Kombination mit den Stahlrohren 16 ist
eine gleichmäßige Temperaturverteilung
in dem Backraum 8 erzielbar. Ferner dienen die Stahlrohre 16 als
Wärmespeicher, so
dass Temperaturschwankungen, die beispielsweise durch Öffnen des
Backraumes 8 bedingt sind, verringert werden. Die Herstellung
der einzelnen Keramikheizstäbe
und die Anbringung der Mehrzahl an Stahlrohren in dem Backraum ist
jedoch aufwendig und teuer.
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Bei
einer preiswerteren Ausführung
von Backofenoberhitze-Heizvorrichtungen
werden anstelle der Anordnung aus Keramikheizstäben 2 und Stahlrohren 16 Rohrheizkörper eingesetzt.
Rohrheizkörper
weisen in der Regel einen rohrförmigen
Metallmantel auf, in dem ein stromführender Heizleiter zentral
eingebettet und gegenüber
dem Metallmantel elektrisch isoliert ist. Das elektrische Isoliermaterial gewährleistet
gleichzei tig eine gute Wärmeleitung von
dem Heizleiter nach außen
zu dem Metallmantel. In den 2 und 3 sind
beispielhaft zwei Rohrheizkörper 22 und 24 gezeigt.
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Rohrheizkörper haben
den Vorteil, dass sie preiswert sind. Ferner sind die für die Rohrheizkörper verwendeten
Stahlrohre dicht, so dass im Unterschied zu der oben beschriebenen
Anordnung aus Keramikheizstäben
und Stahlrohren keine zusätzliche
dampfdichte Umhüllung
der Rohrheizkörper
erforderlich ist.
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Zwar
kann durch die Rohrheizkörper
ein schneller Temperaturanstieg in einem Backraum erzielt werden,
jedoch ist deren Wärmespeicherfähigkeit
vergleichsweise niedrig. Dadurch treten in dem Backraum relativ
hohe Temperaturschwankungen auf, die insbesondere bei Öffnen des
Backraumes auftreten. Ferner ist es bei Rohrheizkörpern schwierig,
innerhalb des Backraumes eine gleichmäßige Temperaturverteilung zu
erzielen. Insbesondere treten auf den höheren Backwaren dunkle Streifen
an den Stellen, die direkt unterhalb eines Rohrheizkörpers angeordnet
sind, auf.
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Teilweise
wird versucht, eine ungleiche Temperaturverteilung in einem Backraum
dadurch auszugleichen, dass die Rohrheizkörper an den Stellen des Backraumes,
die bei gleichmäßiger Heizdichte
eine niedrigere Temperatur aufweisen würden, stärker gebogen, beispielsweise
mäanderförmig, sind,
so dass an diesen Stellen eine höhere
Heizdichte erzielt wird. Ein Rohrheizkörper 24 mit einem
stärker
gebogenen Abschnitt 26 ist in 3 gezeigt.
Solche Rohrheizkörper 24 müssen jedoch
speziell angefertigt werden, so dass hierdurch ein erhöhter Aufwand
und erhöhte
Kosten bedingt sind.
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In
der Druckschrift
DE
102 03 609 A1 ist ein Lichtwellenofen mit einem Garraum
und einer oberhalb des Garraums angeordneten Lichtwellen-Heizeinrichtung
beschrieben. Die Lichtwellen-Heizeinrichtung
umfasst eine Strahlungslampe und einen Lampenreflektor und ist über eine
Bewegungseinrichtung hin- und herfahrbar. Zwischen dem Garraum und
der Lichtwellen-Heizeinrichtung ist eine lichtdurchlässige Deckenwand
angeordnet.
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Weitere
Backöfen,
die eine Oberhitze-Heizeinrichtung aufweisen, sind in den Druckschriften
CH 1 95 061 A und
DE 2 263 41 B beschrieben.
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Aufgabe
der vorliegenden Erfindung ist es, einen Backofen mit einer Backofenoberhitze-Heizvorrichtung
bereitzustellen, die eine gleichmäßige Temperaturverteilung innerhalb
eines Backraumes gewährleistet
und die kostengünstig
in der Herstellung ist. Zudem soll eine flächige, massive Platte als Wärmeabstrahlelement
Verwendung in einem Backofen finden.
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Die
Aufgabe wird durch eine Backofen gemäß Anspruch 1 und durch eine
Verwendung gemäß Anspruch
gelöst.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand
der Unteransprüche.
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Erfindungsgemäß ist vorgesehen,
einen Backofen, der einen Backraum mit einer Backofenoberhitze-Heizvorrichtung
mit einer flächigen
massiven Platte als Wärmeabstrahlelement
für die
Oberhitze eines Backraumes zu verwenden. Hierzu weist eine erfindungsgemäße Backofenoberhitze-Heizvorrichtung
solch eine flächige,
massive Platte und mindestens ein Heizelement, das auf einer Seite
der Platte derart angeordnet ist, dass Wärme von dem Heizelement auf
die Platte übertragbar
ist, auf. Die Beheizung des Backraumes durch die Backofenoberhitze-Heizvorrichtung
erfolgt also indirekt über
die Platte.
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Durch
die flächige
massive Bauweise der Platte wird eine gleichmäßige Wärmeabstrahlcharakteristik über die
gesamte Plattenfläche
erzielt. Durch Vorsehung der Platte werden an das Heizelement selbst
geringere Anforderungen bezüglich
einer gleichmäßigen Wärmeverteilung
gestellt, so dass die Ausbildung des Heizelementes weniger aufwendig und
kostengünstiger
ist. Die Platte dient gleichzeitig als Wärmespeicher, so dass Temperaturschwankungen
innerhalb des Backraumes weitgehend unterdrückt werden, selbst wenn der
Backraum geöffnet wird.
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Gemäß einer
vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung wird als Heizelement mindestens
ein elektrisch beheizbarer Heizkörper
eingesetzt, der im Wesentlichen parallel zu der Platte verläuft und
in direktem Kontakt mit der flächigen
Platte steht. Durch eine derartige Anordnung wird ein hoher Wärmeübertrag von
dem mindestens einen Heizelement auf die Platte erzielt. Eine gleichmäßige Wärmeabstrahlung
der Seitenfläche
der Platte, die von dem Heizelement abgewandt ist, wird insbesondere
dann erzielt, wenn die Platte mit dem Heizkörper an mehreren Abschnitten, die
gleichmäßig über die
Plattenfläche
verteilt sind, in Kontakt steht. Vorzugsweise wird das mindestens eine
Heizelement durch mindestens einen elektrisch beheizbaren Rohrheizkörper gebildet.
Rohrheizkörper
haben den Vorteil, dass sie relativ kostengünstig in der Herstellung sind
und in einer gewünschten
Anordnung auf der Platte anbringbar sind.
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Gemäß einer
alternativen Ausführungsform ist
der mindestens eine elektrisch beheizbare Heizkörper beabstandet von der flächigen Platte
angeordnet und verläuft
im Wesentlichen parallel zu der Platte. Vorzugsweise wird auch bei
dieser Ausführungsform
das mindestens eine Heizelement durch mindestens einen elektrisch
beheizbaren Rohrheizkörper
gebildet.
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Während bei
der oberhalb beschriebenen Weiterbildung der Erfindung eine direkte
Wärmeleitung über den
Materialkontakt von dem Heizkörper auf
die Platte stattfindet, wird bei der beabstandeten Anordnung dieser
alternativen Ausführungsform Wärme nur
durch Wärmestrahlung
und Wärmekonvektion übertragen.
Im Vergleich zu einem direkten Kontakt von Materialien hoher Wärmeleitfähigkeit
ist bei der beabstandeten Anordnung der Wärmeübertrag von dem Heizelement
auf die Platte geringer. Bei der beabstandeten Anordnung wird die
Platte gleichmäßiger aufgewärmt, während bei
einem direkten Kontakt die Stellen der Platte, die den Heizkörper berühren, stärker aufgeheizt
werden. Eine beabstandete Anordnung kann insbesondere dann sinnvoll
sein, wenn sehr hohe Anforderungen an eine gleichmäßige Temperaturverteilung
gestellt werden und/oder nur vergleichsweise niedrige Temperaturen
in dem Backraum gewünscht
sind.
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Gemäß einer
vorteilhaften Weiterbildung sind die Heizrohre der Rohrheizkörper im
Wesentlichen in gleichmäßigen Abständen relativ
zueinander über
einer zu beheizenden Fläche
der Platte angeordnet. Unabhängig
davon, ob die Rohrheizkörper
in direktem Kontakt mit der Platte stehen oder beabstandet von der
Platte angeordnet sind, wird durch solche eine Anordnung eine gleichmäßige Erwärmung der
Platte erzielt. Dementsprechend weist die Platte auch eine gleichmäßige Wärmeabstrahlcharakteristik über die
gesamte Plattenfläche
zu der von den Rohrheizkörpern
abgewandten Seite hin auf.
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Die
Erfindung ist nicht auf die Verwendung eines speziellen Heizelementes
beschränkt.
Vielmehr ist jegliches Heizelement geeignet, durch das Wärme auf
die Platte übertragbar
ist. Insbesondere ist gemäß einer
vorteilhaften Weiterbildung vorgesehen, dass das Heizelement ein
mit Gas oder Öl
beheizbares Heizelement ist.
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Gemäß einer
weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen,
dass die Platte eine Stahlplatte ist. Die Verwendung einer Stahlplatte hat
den Vorteil, dass sie relativ kostengünstig in der Herstellung ist,
eine gute Wärmeleitfähigkeit
und Wärmeabstrahlcharakteristik
aufweist und relativ hitzebeständig
bei den in einem Backraum auftretenden Temperaturen ist. Die Stahlplatte
kann ferner mit einer Keramik beschichtet sein, wodurch unter anderem
ein gewünschtes
Spektrum der Wärmeabstrahlung
realisierbar ist.
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Gemäß einer
vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist bei dem Backofen eine
Anordnung vorgesehen, bei der sich die Platte im Wesentlichen über die
Grundfläche
des Backraumes erstreckt und das Heizelement auf der Seite der Platte
angeordnet ist, die von dem Backraum abgewandt ist. Die Backofenoberhitze-Heizvorrichtung
ist dabei im oberen Teil des Backraumes angeordnet. Bei einer derartigen
Anordnung wird Wärme
von dem Heizelement von oben nach unten auf die Platte übertragen
und von der Platte wiederum nach unten gleichmäßig über die gesamte Fläche der
Platte abgestrahlt. Da sich die Platte im Wesentlichen über die
gesamte Grundfläche
des Backraumes erstreckt, wird der gesamte Bereich, in dem Backwaren
während
eines Backvorganges angeordnet sind, gleichmäßig beheizt. Ferner wird das
Reinigen des Backraumes durch die flächige Ausbildung der Platte
erleichtert.
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Weitere
Merkmale und Zweckmäßigkeiten der
Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung von Ausführungsbeispielen
anhand der beigefügten Zeichnungen.
Von den Figuren zeigen:
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1 eine
schematische perspektivische Ansicht eines Keramikheizkörpers, wie
er bei Backofenoberhitze-Heizvorrichtungen
des Standes der Technik eingesetzt wird;
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2 eine
schematische Draufsicht auf einen Rohrheizkörper mit einem U-förmigem Rohrkörper;
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3 eine
schematische Draufsicht auf einen Rohrheizkörper, der einen Abschnitt mit
stärker gebogenen
Rohrkörper
aufweist;
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4 eine
schematische perspektivische Ansicht eines Backraumes des Standes
der Technik, wobei der rechte Teil des Gehäuses in aufgebrochenem Zustand dargestellt
ist;
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5 eine
allgemeine Querschnittdarstellung eines elektrisch beheizbaren Etagenbackofens;
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6 eine
schematische perspektivische Ansicht eines erfindungsgemäßen Backraumes,
wobei der rechte Teil des Gehäuses
in aufgebrochenem Zustand dargestellt ist;
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7 eine
schematische vertikale Schnittansicht durch einen Backraum mit einer
erfindungsgemäßen Backofenoberhitze-Heizvorrichtung,
wobei das Heizelement in direktem Kontakt mit der flächigen massiven
Platte steht; und
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8 eine
schematische vertikale Schnittansicht durch einen Backraum mit einer
erfindungsgemäßen Backofenoberhitze-Heizvorrichtung,
wobei das Heizelement beabstandet von der flächigen, massiven Platte angeordnet
ist.
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Unter
Bezugnahme auf 5 wird eine beispielhafte Gesamtanordnung
eines Backofens, bei dem die erfindungsgemäße Backofenoberhitze-Heizvorrichtung
einsetzbar ist, beschrieben. Der in 5 gezeigte
elektrisch beheizbare Etagenbackofen 28 weist vier etagenartig übereinander
angeordnete Backräume 30 auf.
Jeder Beckraum 30 ist mit einer Backofenoberhitze-Heizvorrichtung 32 und
einer Backofenunterhitze-Heizvorrichtung 34 beheizbar. Jeder
Backraum 30 kann durch Öffnen
einer vorderseitig angeordneten schwenkbaren Klappe 36,
beispielsweise zum Einschieben eines Backbleches 38, geöffnet werden.
In der obersten Etage des Etagenbackofens 28 ist ein mit
Backwaren 40 bestücktes Backblech 38 beispielhaft
gezeigt. Der Raum zwischen den einzelnen Backräumen 30 und zwischen den
Backräumen 30 und
den Backofen-Außenwänden ist
in der Regel mit (nicht gezeigtem) Isoliermaterial gefüllt.
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Angrenzend
an eine Backraum-Rückwand 42 ist
ein Abteil 44 vorgesehen, das über eine Durchgangsöffnung 46 mit
dem zugehörigen
Backraum 30 verbunden ist. In dem Abteil 44 ist
in der Regel ein (nicht gezeigter) Dampferzeuger angeordnet, der
insbesondere dazu dient, am Anfang eines Backvorganges Dampf zu
erzeugen.
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Der
Etagenbackofen 28 ist lediglich ein Beispiel eines Backofens,
bei dem die erfindungsgemäße Backofenoberhitze-Heizvorrichtung einsetzbar
ist. Die Erfindung ist unter anderem auch bei einem Backofen mit
nur einem Backraum sowie bei Backöfen, die, anstatt elektrisch,
mit Öl
oder Gas beheizt werden, anwendbar. Ferner ist unerheblich, ob der Backofen
einen Dampferzeuger, wie er bei dem gezeigten Etagenbackofen 28 vorgesehen
ist, aufweist.
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6 zeigt
eine perspektivische Ansicht eines Backraumes 30 mit einer
erfindungsgemäßen Backofenoberhitze-Heizvorrichtung 48.
Bei dem rechten Teil der 6 ist das Gehäuse in aufgebrochenem
Zustand dargestellt, so dass die Anordnung der Backofenoberhitze-Heizvorrichtung 48 ersichtlich ist.
Ein Abteil für
einen Dampferzeuger ist bei dieser Ausführungsform nicht vorgesehen.
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Die
erfindungsgemäße Backofenoberhitze-Heizvorrichtung 48 weist
eine flächige
massive Platte 50 auf, die parallel zu einem Backraumboden 52 angeordnet
ist und die Decke des Backraumes 30 bildet. In einer Seitenwand
des Backraumes sind oberhalb von der Platte 50 Öffnungen 54 ausgebildet, durch
die seitlich Rohrheizkörper 56 oberhalb
von der Platte 50 einführbar
sind. Nach dem Einschieben werden die Rohrheizkörper 56 mit einem
daran vorgesehenen Flansch 58 an der Seitenwand 60 befestigt.
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Bei
der gezeigten Ausführungsform
sind die Rohrheizkörper 56 U-förmig ausgebildet
und stehen in eingeschobenem Zustand in direktem Kontakt mit der
Platte 50. Jeder Rohrheizkörper 56 weist zwei von
dem Flansch 58 nach außen
vorstehende Kontakte 62 auf, über die der Rohrheizkörper 56 mit Strom
versorgbar ist. Die Stromzufuhr und Temperaturregelung der Rohrheizkörper erfolgt
so, wie dies bei bekannten Backöfen üblich ist.
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Der
gezeigte Backraum 30 weist ein Gehäuse 64 auf, das zwei
Seitenwände 60,
eine Deckenwand 66, eine Bodenwand 68 und eine
Rückwand 70 aufweist.
Demgemäß bilden
die Platte 50, die Deckenwand 66 und die oberen
Teile der Seitenwände 60 und
der Rückwand 70 ein
Abteil, das oberhalb des Backraumes 30 angeordnet ist und
in dem die Rohrheizkörper 56 untergebracht
sind.
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Das
Gehäuse 64 ist
nach vorne hin geöffnet und über eine
(nicht gezeigte) Klappe verschließbar. Die (nicht gezeigte)
Backofenunterhitze-Heizvorrichtung ist in 6 zwischen
dem Backraumboden 52 und der Gehäuse-Bodenwand 68 angeordnet.
Die Backofenunterhitze-Heizvorrichtung ist in herkömmlicher
Weise ausgebildet.
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7 zeigt
eine vertikale Schnittansicht des in 6 gezeigten
Backraumes 30. Entlang der Seitenwände 60 sind Auflageschienen 74 angeordnet, auf
denen die Platte 50 aufliegt. Hierbei ist vorgesehen, dass
ein kleiner Abstand zwischen der Platte 50 und den Seitenwänden 60 und
der Rückwand 70 frei bleibt.
Dadurch ist eine Wärmeausdehnung
der Platte 50 möglich,
ohne dass diese eine Kraft auf die Seitenwände 60 und/oder die
Rückwand 70 ausübt. Wie aus
der Darstellung der 7 ersichtlich ist, liegen die
Rohrheizkörper 56 direkt
auf der Platte 50 auf. Eine Backofenunterhitze-Heizvorrichtung 76 ist
schematisch als Querbalken zwischen dem Backraumboden 52 und
der Gehäuse-Bodenwand 68 dargestellt.
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In 8 ist
eine zweite Ausführungsform
einer erfindungsgemäßen Backofenoberhitze-Heizvorrichtung 77 gezeigt.
Die Darstellung entspricht der Darstellung der 7.
Im Unterschied zu der oben beschriebenen Ausführungsform sind die Rohrheizkörper 56 beabstandet
von der Platte 50 angeordnet. Hierzu sind separate Auflageelemente 78 an
den Seitenwänden 60 und
der Rückwand 70 vorgesehen,
so dass die Rohrheizkörper 56 durch
die Auflageelemente 78 beabstandet von der Platte 50 gehalten werden.
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Eine
derartige Ausführungsform
kann insbesondere dann eingesetzt werden, wenn vergleichsweise niedrige
Temperaturen erforderlich sind und/oder eine besonders gleichmäßige Temperaturverteilung
innerhalb des Backraumes 30 gewünscht ist.
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Die
vorliegende Erfindung ist nicht auf die in den Figuren gezeigten
Ausführungsbeispiele
beschränkt.
Alternativ zu den in 6 gezeigten U-förmigen Rohrheizkörpern können auch
anderweitig geformte Rohrheizkörper,
wie beispielsweise spiralförmige
Rohrheizkörper
oder Rohrheizkörper,
wie sie in 3 gezeigt sind, eingesetzt werden.
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Zwar
sind Rohrheizkörper
bei der vorliegenden Erfindung bevorzugt, da sie kostengünstig sind, jedoch
können
auch jegliche andere Heizelemente zur Beheizung der flächigen massiven
Platte eingesetzt werden.
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In 6 liegen
die Rohrheizkörper
auf der Platte auf. Ferner kann vorgesehen sein, dass Befestigungselemente,
wie beispielsweise Klammern, vorgesehen sind, durch die das mindestens
eine Heizelement an die Platte angedrückt wird. Alternativ zu den
in 8 gezeigten Auflageelementen 78, die
an den Seitenwänden
und der Rückwand
des Gehäuses befestigt
sind und auf denen die Rohrheizkörper
aufliegen, können
auch auf der Platte selbst Abstandselemente vorgesehen sein, die
einen vorbestimmten Abstand zwischen dem mindestens einen Heizelement
und der Platte einhalten. Durch die Wahl eines Materials mit einer
bestimmten Wärmeleitfähigkeit als
Abstandselemente kann zusätzlich
der Wärmeübertrag
auf die Platte eingestellt werden.
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Ferner
kann vorgesehen sein, dass der Abstand zwischen dem mindestens einen
Heizelement und der Platte variabel ist.
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Alternativ
zu den bisher beschriebenen Ausführungsformen
kann die Platte auch nur in einem zentralen Bereich des Backraumes
vorgesehen sein. Ferner kann sich die Platte auch bis bündig an
den Rand des Backraumes erstrecken. Hierbei ist vorteilhaft, wenn
in den Seitenwänden
und/oder der Rückwand
des Backraumes Nute ausgebildet sind, die die Ränder der Platte aufnehmen können und
die eine Wärmeausdehnung
der Platte zulassen.
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Das
Gehäuse,
wie es in Bezug auf 6 beschrieben wurde, kann selbstverständlich auch
anderweitig ausgebildet sein. Insbesondere bei Etagenbacköfen kann
eine Deckenwand gleichzeitig auch die Bodenwand des darüber liegenden
Backraumes bilden. Ferner ist bei Etagenbacköfen eine Unterteilung zwischen
den einzelnen Backräumen
durch eine Gehäuse-Zwischenwand
nicht notwendig und kann alternativ auch weggelassen werden.
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Die
Anordnung aus einer flächigen,
massiven Platte und einem Heizelement, wie sie bezüglich der
erfindungsgemäßen Backofenoberhitze-Heizvorrichtung
beschrieben wurde, kann alternativ auch seitlich oder im Bodenbereich
eines Backraumes ausgebildet sein. Dies ist insbesondere bei Verwendung
einer Stahlplatte bevorzugt.
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Als
bevorzugtes Material der flächigen,
massiven Platte wurde Stahl genannt, das wahlweise mit einer Keramik
beschichtet sein kann. Stahl ist bevorzugt, da es vorteilhafte thermische
Eigenschaften aufweist und verhältnismäßig kostengünstig ist. Selbstverständlich können jedoch
auch andere Materialien für
die Platte eingesetzt werden.