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Die
Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung eines induktionsgeeigneten
topf- oder pfannenartigen Gefäßes zum
Kochen, Garen oder Braten, aus einem Gusskörper aus Aluminium oder einer
Aluminiumlegierung und einer Bodenronde aus ferritischen Material,
wie Edelstahl, im Gussverfahren, insbesondere in Druckgusstechnik.
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Das
nachträgliche
Auf- oder Anbringen einer ferritischen induktionsgeeigneten Edelstahlronde oder
auch Edelstahlschicht ist als kostenintensiv anzusehen. Wirtschaftlich
sinnvoll ist eine Herstellungsweise, bei welcher eine Ronde direkt
in das Gusswerkzeug eingelegt wird und nach dem Gießprozess möglichst
als abschließende
Bodenronde vorhanden ist. Bei dem Gießprozess soll eine dauerhafte
Verbindung der Bodenronde mit dem Gussteil erzeugt werden.
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Bei
bekannten Verfahren wurde versucht, die Bodenronde mit Aluminiumnieten
zu versehen, welche der Fixierung der Bodenronde auf der Matritze des
Gusskörpers
dienen sollen. Auch ist es bekannt, die Bodenronde mit geschnittenen
relativ niedrigen Ausprägungen
zu versehen, welche beim Gießprozess
vom fließenden
Aluminium umgeben werden und beim Erkalten zu einer mechanischen
Verbindung der Bodenronde mit dem Gusskörper führen. Dabei bestimmt die Anzahl
der Verbindungsstellen die Verbindungsqualität im späteren Verbrauch.
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Nachteilig
an den bekannten Ausführungen ist
die Vielzahl von Arbeitsgängen
und Bauteilen zur Herstellung von Bodenronde und die geringe Überdeckung
(Bodenronde/Gusskörper)
bedingt durch die Form der Verbindungselemente.
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Aufgabe
der vorliegenden Erfindung ist daher die Bereitstellung eines kostengünstigen
Verfahrens zur Herstellung eines dauerhaft haltbaren Aluminiumgefäßes mit
ferritischer Bodenronde zur Gewährleistung
einer einwandfreien Induktionseignung.
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Diese
Aufgabe wird bei einem Verfahren der eingangs genannten Art dadurch
gelöst,
dass die Bodenronde in das Gusswerkzeug eingelegt und bei dem Gießprozess
einer Verbindung der Bodenronde mit dem Gusskörper erzeugt wird und bei welchem die
Bodenronde mit Vorsprüngen
zum Niederhalten der Bodenronde auf der Matritze des Gießwerkzeuges
während
des Gießprozesses
und zum mechanischen Verbinden der Bodenronde mit dem Gusskörper nach
dem Gießprozess
ausgestattet ist.
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Die
Vorsprünge
sind so in ihrer Höhe
bemessen und so gestaltet, dass sie einerseits dem Niederhalten
der Bodenronde auf der Matritze des Gießwerkzeugs dienen, das heißt gerade
bis zur Innenfläche
des Gefäßboden reichen,
und andererseits dem mechanischen Verbinden der Bodenronde mit dem Gusskörper.
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Das
erfindungsgemäße Verfahren
kann beispielsweise dadurch verwirklicht werden, dass eine Bodenronde
verwendet wird, welche mit einem aus Aluminiumdruckguss geformten,
die Vorsprünge
bildende Netzwerk einstückig
verpresst ist. Dabei bildet also die Bodenronde mit dem Netzwerk
eine fertige Einlage in dem Gusswerkzeug. Das Netzwerk aus Aluminiumdruckguss
hält die
Bodenronde – gegen die
beim Gießprozess
herrschenden Auftriebskräfte – in Position
und sorgt gleichzeitig für
eine hohe Überdeckung
und Halterung der Bodenronde an dem Gusskörper nach dem Gießvorgang.
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Alternativ
ist es aber erfindungsgemäß auch möglich, eine
Bodenronde zu verwenden, welche mit einer Vielzahl von als Bolzenelementen
ausgebildeten Vorsprüngen
versehen ist.
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Dabei
weisen die Bolzenelemente vorzugsweise einen Bolzenhalter, insbesondere
aus Edelstahl, und einen darin festgelegten Bolzenkörper, insbesondere
aus Aluminium auf. Die Bolzenhalter können aufgrund ihrer Materialeigenschaft
leicht auf der Bodenronde befestigt werden. Die Bolzenkörper aus dem
vergleichsweise weichem Aluminium kompensieren beim Zufahren des
Gusswerkzeuges daraus resultierende Dickentoleranzen im Bodenbereich
des Gefäßes. Diese
Variante bietet über
die Materialkombination Bolzenhalter aus Edelstahl, Bolzenkörper aus
Aluminium, welche Abstandshalter bilden, die Möglichkeit, eine außen vollständig geschlossene Edelstahlronde
zu erzeugen. Ferner ist die Leistungsaufnahme des Gefäßes auf
dem Herd im Vergleich zu partiell offenen Lösungen vergrößert. Gleichzeitig
wird ein ungeliebte Verfärbung
von freiem Aluminium auf der Bodenunterseite verhindert.
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Bei
einer einfacheren Lösung
können
die Vorsprünge
jedoch auch als einstückige
Bolzen aus Edelstahl ausgebildet sein, wobei auf die Toleranzkompensation
der Bodendicke verzichtet wird.
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Im
Rahmen des Erfindungsgedankens ist es als weitere Alternative auch
möglich,
eine Bodenronde zu verwenden, welche eine Vielzahl von als Ausprägungen des
Rondenmaterials selbst ausgebildeten Vorsprüngen versehen ist, wobei die
Ausprägungen
vorteilhafterweise von wenigstens einem seitlichen Schlitz, insbesondere
von zwei einander gegenüberliegenden
Schlitzen, begrenzt sind. Die Gestaltung der Ausprägungen ist
so gewählt,
dass die Abstandshaltefunktion im Gusswerkzeug wahrgenommen und
gleichzeitig eine flächige
Verbindung der Bodenronde mit dem Gusskörper erzeugt wird. Hierbei
findet eine ideale Kompensation der Bodendicke beim Gießprozess,
bedingt durch die federnde Ausbildung der Ausprägungen, statt. Für die Herstellung
des induktionsgeeigneten Gefäßes bedarf
es hierbei nur des Rondenmaterials und eines einfachen Arbeitsvorganges,
also außerordentlich
geringer Herstellungskosten.
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Für alle drei
Varianten gilt: Aluminium in einer anderen Legierung wie der Gusswerkstoff
oder Edelstahl haben idealerweise Punkte oder Linien, welche an
der Gefäßinnenseite
der Oberfläche
des Gusskörpers
durchbrechen. Hierfür
ist eine geeignete Beschichtung vorteilhaft.
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Weitere
Ziele, Merkmale, Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der Erfindung ergeben
sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der
beigefügten
Zeichnung. Dabei bilden alle beschriebenen und/oder bildlich dargestellten
Merkmale in beliebiger Kombination auch unabhängig von ihrer Zusammenfassung
in einzelnen Ansprüchen
beziehungsweise deren Rückbeziehung,
den Gegenstand der Erfindung. Insbesondere können die verschiedenen Ausführungsvarianten
auch miteinander kombiniert werden.
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Es
zeigen:
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1 bis 1D verschiedene
Ansichten, Schnittdarstellungen und Detaildarstellungen einer ersten
Ausführungsform
eines nach dem erfindungsgemäßen Verfahren
hergestellten Gefäßes,
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2 bis 2C in ähnlicher
Weise ein Gefäß gemäß einer
zweiten Verfahrensvariante, und
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3 bis 3B entsprechende
Darstellungen eines Gefäßes bei
Herstellung nach einer dritten Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens.
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Bei
der Ausführungsart
gemäß den 1 bis 1D wird
ein induktionsgeeignetes topf- oder pfannenartiges Gefäß 1 zum
Kochen, Garen oder Braten aus ei nem Gusskörper 3 aus Aluminium
oder einer Aluminiumlegierung und einer Bodenronde 2 aus
ferritischem Material, wie Edelstahl, im Gussverfahren, insbesondere
in Druckgusstechnik, hergestellt. Dabei wird die Bodenronde 2 in
das Gusswerkzeug eingelegt und bei dem Gießprozess eine Verbindung der
Bodenronde 2 mit dem Gusskörper 3 erzeugt. Hierbei
ist die Bodenronde 2 mit Vorsprüngen 4 zum Niederhalten
der Bodenronde 2 auf der Matritze des Gießwerkzeuges
während
des Gießprozesses
und zum mechanischen Verbinden der Bodenronde 2 mit dem
Gusskörper 3 nach
dem Gießprozess
ausgestattet. Die Bodenronde 2 ist zu diesem Zweck vor
dem Einlegen in die Gussform mit einem aus Aluminiumdruckguss geformten,
die Vorsprünge 4 bildenden
Netzwerk 5 einstückig
verpresst.
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Bei
dem in den 2 bis 2C dargestellten
Gefäß 1 wird
eine Bodenronde 2 verwendet, welche mit einer Vielzahl
von als Bolzenelemente 6 ausgebildeten Vorsprüngen 4 versehen
ist. Dabei weisen die Bolzenelemente 6 einen mit der Bodenronde 2 leicht
verbindbaren Bolzenhalter 7 aus Edelstahl und einen darin
festgelegten, Bodentoleranzen ausgleichenden Bolzenkörper aus
Aluminium auf. Der Bolzenhalter 7 mit einem Durchmesser
zwischen etwa 4 bis 7 mm und einer Höhe zwischen etwa 1,5 bis 3,5 mm
dient dabei mittels eines Kragens 11 der Verankerung mit
dem Gusskörper.
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Bei
einer Stärke
der Bodenronde 2 von ca. 1 mm liegt die Gesamthöhe der Bolzenelemente 6 zwischen
etwa 3 und 6 mm. Der Durchmesser des Bolzenkörpers 8 liegt vorzugsweise
zwischen ca. 1,5 und 2,5 mm.
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Gemäß der Darstellungen
in den 3 bis 3B wird in dem erfindungsgemäßen Verfahren eine
Bodenronde 2 verwendet, welche ein Vielzahl von als Ausprägungen 9 des
Rondenmaterials selbst ausgebildeten Vorsprüngen 4 versehen ist.
Die Ausprägungen 9 sind
streifenförmig
ausgebildet und an zwei einander gegenüberliegenden Seiten von Schlitzen 10 begrenzt.
Die Ausprägungen 9,
welche sehr einfach herstellbar sind, sorgen einerseits für einen
Bodentoleranzausgleich beim Niederhalten der Bodenronde in der Gussform
beim Gießprozess
und andererseits für
eine zuverlässige
Verankerung der Bodenronde 2 in dem Gusskörper 3.
Die Ausprägungen
können
bei üblichen
Gefäßdurchmesser
eine Länge
zwischen etwa 20 und 40 mm haben, ihre Höhe zwischen etwa 3 und 7 mm.
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- 1
- Gefäß
- 2
- Bodenronde
- 3
- Gusskörper
- 4
- Vorsprünge
- 5
- Netzwerk
- 6
- Bolzenelemente
- 7
- Bolzenhalter
- 8
- Bolzenkörper
- 9
- Ausprägungen
- 10
- Schlitze
- 11
- Kragen