DE102009042011B4 - Gargefäß und Gargefäß-Systembaukasten - Google Patents

Abstract

Gargefäß – insbesondere ein Gargefäß mit integriertem Thermator, für Eigen- oder Fremdbeheizung, für alle bei Herdarten bekannten Energiearten und -zufuhren und unterschiedliche Gartemperaturen und Gardrücke, dadurch gekennzeichnet, dass – der Thermator (17) einen 3-dimensionalen homogenen wärmeleitenden schalenförmig rotationssymmetrischen Körper bildet, – dessen Wandstärke einerseits durch eine untere Einhüllende aus Gefäßboden Thermator (14), Absatz (15) und Seitenwand (19) gegeben ist, – die Oberfläche eines oben offenen Kegelstumpfs ist mit der Kreisfläche des kleineren Radius als Kontaktfläche definiert – dem Gefäßboden Thermator (14), und – andererseits durch eine obere Einhüllende – dem Innentopf (16), – die durch den Mantel eines oben offenen Rotationshyperboloids bestimmt ist, – wobei Kegelstumpf und Rotationshyperboloid einen gemeinsamen oberen Rand besitzen, – die Wandstärke direkt oberhalb der ebenen Kontaktfläche am stärksten ausgebildet ist und zum oberen Rand hin abnimmt.

Description

• Die Erfindung betrifft ein Gargefäß und einen Gargefäß-Systembaukasten – insbesondere einen Gargefäß mit integriertem Thermator, für Eigen- oder Fremdbeheizung, für alle bei Herdarten bekannten Energiearten und -zufuhren und unterschiedliche Gartemperaturen und Gardrücke.
• Im folgenden wird der Stand der Technik von Gargefäßen und Gargefäßsystemen – insbesondere von Gargefäßen mit integriertem Thermator, für Eigen- oder Fremdheizung, für alle bei Herdarten bekannten Energiearten und -zufuhren und unterschiedliche Gartemperaturen und -drücke gewürdigt; gemäß dem Stand der Technik sind, je nach Anwendungsbezug, eine Vielzahl von Typen von Gargefäßsystemen im Einsatz.
• Die deutsche Offenlegung DE 196 06 409 A1 stellt einen energiesparenden Aluminium-Kochtopf vor, der sich durch einen starken Aluminiumboden und einen Aluminium-Innentopf auszeichnet, wobei der Innentopf außen durch Mineralsteinwolle beschichtet und durch einen Edelstahl(V4A)-Mantel abgeschlossen ist. Eine weitere Ausführungsform sieht einen starken Kupfer-Boden vor und auch das Innentopfmaterial ist Kupfer. Abgeschlossen wird das Gefäß jeweils durch einen Glasdeckel. Die geometrischen Abmessungen der vorgeschlagenen Neuerung berücksichtigen keine thermischen Vorgänge; oben ist der Topf nur mit einem Glasdeckel abgeschlossen.
• Die Patentschrift DE 27 34 733 A1 stellt ein doppelwandiges Koch-, Servier- und Warmhaltegefäß vor mit einem ausgeprägten Boden und 2-schaligen Wänden, deren Hohlraum mit Luft, Gas oder Isolationsmaterial gefüllt sein kann. Ebenso ist der Deckel ausgebildet. Zusätzlich gibt es einen ebenfalls 2-schaligen Untersatz mit entsprechender Füllung, der zum Rand hin einen federnden Überstand besitzt, so daß Topf und Untersatz rastend miteinander in Verbindung gebracht werden können. Ein ebenso hohlwandiger Überstand am oberen Rand des Topfes soll die Gefäßgriffe ersetzen und Überschäumendes oder -kochendes von Topf und Flamme fernhalten. Die Wärmeenergie wird ausschließlich über die Bodenplatte in den Topf mit dem Kochgut geleitet. Ein solcher Topf ist auch aus der schweizerischen Patentschrift CH 667 790 A5 bekannt.
• Einen doppelwandigen luftdicht verschlossenen energiesparenden Kochtopf mit starker Bodenplatte wird auch in der deutschen Offenlegung DE 195 14 747 A1 und in dem Gebrauchsmuster DE 80 11 317 U1 offenbart; in dem luftdicht verschlossenen Wandzwischenraum bildet sich im Kochbetrieb ein Wärmestau. Der mit der heißen Luft gefüllte Zwischenraum wird zu einer wärmedämmenden Schicht; die Konvektionskühlung und die Wärmeabstrahlung werden stark reduziert. Auch in dieser Einrichtung wird die Wärmeenergie ausschließlich über die Bodenplatte in das Gefäß geleitet. Auch in der schweizerischen Patentschrift CH 280 129 A wird ein doppelwandiger Topf offenbart, jedoch ist die Bodenplatte aus Wandstärkenmaterial ausgeführt.
• Gemäß der deutschen Patentschrift DE 101 10 789 C1 wird ein Kochgerät mit einer nicht planaren, mehrdimensional geformten Kochfläche aus Glas oder Glaskeramik vorgestellt, wobei auf der Innenseite derartiger Kochflächen die Speisen direkt oder indirekt zubereitet werden, während auf der Außenseite der Kochflächen eine Heizeinrichtung zum Erwärmen der Speisen angeordnet ist, die typischerweise durch einen flachen Strahlungsheizkörper gebildet ist. Zwecks Optimierung des Wärmeeintrags ist die Heizeinrichtung auf der Außenseite der Kochfläche aus Glas oder Glaskeramik aufgebracht und steht im direkten Kontakt mit derselben. Vorgesehen ist eine elektrische Widerstandsheizung, die unmittelbar auf der rückwärtigen Kochfläche aus Glas oder Glaskeramik aufgebracht ist.
• Auch die deutsche Offenlegung DE 38 20 310 A1 stellt einen doppelwandigen Behälter zum Erwärmen, Kochen, Servieren, Transportieren, Aufbewahren und Warmhalten vor, insbesondere für das Kochen mittels Induktion. Die innere Schale einer doppelwandigen Topfausführung soll aus einem Material hergestellt sein, welches durch ein Induktionsfeld erwärmbar ist; die äußere Wandung ist aus einem Material gefertigt, welches vom Induktionsfeld nicht erwärmt wird, das Induktionsfeld aber zur inneren Schale durchdringen läßt. Der Deckel ist ebenfalls 2-schalig ausgeführt. Da für das Kochgefäß keine Bodenplatte als Energieübertrager vorgesehen ist, eignet sich das Kochgefäß ausnahmslos für das Induktionskochen.
• Auch die Gebrauchsmuster DE 299 13 826 U1 , DE 295 06 545 U1 und DE 83 06 403 U1 sowie die Patentschriften DE 43 02 743 A1 , DE 39 13 707 A1 /europäische Anmeldung EP 0 394 615 A1 und die Offenlegungen DE 36 12 156 A1 und DE 30 38 223 A1 berichten über einen doppelwandigen vollisolierten Kochtopf bzw. einen Isolierkochtopf/Pfanne mit Rutschsicherung. Wände und Deckel sind 2-schalig ausgeführt und mit Isoliermaterial versehen. Der Topfboden ist herkömmlich ausgeführt. Eine Topfausführung ist durch die obere Randgestaltung ohne Deckel stapelbar zur Speisenwarmhaltung oder zum Stapelkochen; der zweite Topf besitzt am unteren Rand zur Energiequelle hin, eine Berandung als Rutschsicherung.
• Die Offenlegungsschrift DE 30 20 069 A1 präsentiert ein energiesparendes Nahrungsaufbereitungssystem bestehend im wesentlichen aus einem Innen- bzw. Oberteil mit daran befestigter Heizeinrichtung und einem Außen- bzw. Unterteil, wobei der sich ergebende Zwischenraum zur Verminderung des Wärmeenergieverlusts unter Vakuum steht und die Begrenzungsflächen reflektierend ausgebildet sind. Das Heizsystem ist als Rohrsystem für Flüssigkeiten oder als Leitersystem für Stromfluß ausgelegt und ggf. mit einer Steuer- und Regeleinrichtung versehen. Bei Einsatz als Dampfdruck-Kochtopf ist die Deckelverriegelung als Bajonettverschluß und Dichtring ausgeführt. Neben der Anwendung als Sekundärsystem für Töpfe werden auch Lösungen für Pfannen, Platten und Backröhren vorgeschlagen.
• Die deutsche Patentschrift DE 10 19 060 A stellt einen doppelwandigen Kochtopf mit Wärmeisolierung vor, der auch einen doppelwandigen Deckel aufweist. Die sich ergebenden Hohlräume sind mit Isoliermaterial gefüllt. An der unteren Deckelwandung ist eine kugelförmig gestaltete konvexe Ringfläche ausgebildet, die mit der kugelschalenförmigen konkaven Ringfläche des Kochtopfs als Auflage- und Dichtungsfläche zusammenwirkt. Die beiden Dichtungsringflächen bilden eine metallische Abdichtung zwischen Topf und Deckel, die in jeder beliebigen, von der horizontalen abweichenden Lage des Deckels wirksam ist. Ein offener ringförmiger Raum zwischen dem oberen Wulstrand des Kochtopfs und dem Außenrand des aufgelegten Deckels nimmt das aus dem austretenden Dampf kondensierte Wasser auf und dichtet zusätzlich den Ringraum. Vorgestellt wird eine Abdichtung zwischen Topf und Deckel ohne Zuhilfenahme von gummiartigen oder elastischen Dichtringen.
• Die europäische Patentanmeldung EP 1 980 184 A1 beschreibt den Materialaufbau eines Kochtopfs aus geschichteten Metallverbindungen, wie folgt. Auf eine Ebene Kupfermaterial wird ober- und unterseitig je eine Schicht Aluminium (Al) aufgebracht. Anschließend werden die Al-Schichten mit je einer Edelstahlschicht versehen. Mit der Anmeldung werden verschiedene Möglichkeiten aufgezeigt, die Schichtkanten mit verschiedenen Materialien dicht korrosionsgeschützt zu umschließen.
• Das deutsche Gebrauchsmuster DE 19 32 807 U beschreibt ein Koch- oder Bratgefäß aus Metall mit einer inneren Auskleidung aus einem hitzebeständigen Kunststoff derart, daß die Auskleidung der Innenfläche mit hitzebeständigem Kunststoff nicht durch Aufspritzen desselben sondern durch Einbringen als Kunststoff-Formteil hergestellt ist mit dem Ziel der Erreichung einer kräftigeren Kunststoff-Innenfläche, die der mechanischen Beanspruchung durch Küchenhelfer-Werkzeuge besser standhält. Das Kunststoff-Formteil kann auch auswechselbar oder mehrteilig gestaltet sein. Kunststoff ist kein guter Wärmeleiter und je kräftiger die Innenfläche gestaltet ist, um so schlechter ist der Wärmeübergang. Auch ein inniger Wärmekontakt des Formteils an der Innenwandung des Gefäßes ist schlechter als ein durch Aufspritzen des Kunststoffs hergestellter Wärmekontakt.
• Die Gebrauchsmusteranmeldungen DE 18 84 734 U , DE 18 76 676 U und DE 18 76 675 U beschreiben die Behandlung von Abschlüssen von Materialverbindungen aus beiderseits mit Edelstahl plattiertem Tiefziehstahlblech – auch 3-ply-Blech genannt. Da das Kernmaterial des Blechs nicht korrosionsbeständig ist, müssen die Abschlüsse und Kanten des verarbeiteten Materials besonders behandelt werden, daß die der Korrosion ausgesetzte Stirnwand
• – mit einer elektrolytischen metallischen Schicht
• – mit einem aufgesprengten metallischen oder nichtmetallischen Ring
• – mit einer auftragsverschweißten Schicht oder einer hart aufgelöteten Schicht bedeckt ist.
• Die österreichische Patentschrift AT 372 835 B betrifft einen Kochtopf o. dgl. mit einer Seitenwand und einem aus zwei verschiedenen flachen Scheiben aufgebauten Boden, wobei die obere Scheibe und die Seitenwand den eigentlichen Topf bilden, mit dem die untere Scheibe als eine als eine separate äußere hohlzylinderförmige Bodenscheibe verbunden ist. Ober Scheibe und untere Scheibe weisen unterschiedliche Materialien auf, wobei die untere Scheibe relativ kleiner Dicke gezielt an den Rändern gepunktet mit der oberen Scheibe verbunden ist. Während des Aufheizens bilden sich Luftspalte zwischen unterer und oberer Scheibe, die den Wärmeübergang verlangsamen und örtliche Überhitzungsstellen ausgleichen.
• Alle vorgestellten Veröffentlichungen eignen sich nur bedingt oder gar nicht für den spezifischen Einsatz als Gargefäß oder Gargefäß-Systembaukasten – insbesondere nicht als Gargefäß mit integriertem Thermator, für Eigen- oder Fremdbeheizung, für alle bei Herdarten bekannten Energiearten und -zufuhren und unterschiedliche Gartemperaturen und Gardrücke.
• Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zu Grunde, eine Einrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1, ein Gargefäß und ein Gargefäß-Systembaukasten – insbesondere ein Gargefäß mit integriertem Thermator, für Eigen- oder Fremdbeheizung, für alle bei Herdarten bekannten Energiearten und -zufuhren und unterschiedliche Gartemperaturen und Gardrücke zu schaffen.
• Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst; auf vorteilhafte Ausgestaltungen nehmen die Unteransprüche Bezug. Ziel ist der Aufbau eines energiesparenden Gargefäßes und eines -systems unter hohem Anteil von Wiederverwendungsteilen als Produzentenbaukasten.
• Kernstück der erfinderischen Neuheit ist ein Thermator, eine metallische, hervorragend wärmeleitfähige ”Schüssel im Gefäß”, dessen hohlzylinderförmige Geometrie eines einseitig geschlossenen Kegelstumpfs den physikalisch-thermischen Verläufen von Kochgeschirr angepaßt ist. Innen – dem Wandverlauf einer Schüssel ähnelnd, eine Wok-Form, einer hyperbolischen Funktion folgend – rund ausgeformt mit der äußeren Form eines Kegelstumpfs, ist die der Wärmequelle zugewandte ebene Kontaktfläche materialmäßig am stärksten ausgeprägt. Entsprechend nicht konstanter Wandstärken reduziert sich der Materialeinsatz zur Öffnung/zum Deckel hin konisch, stellt aber den Wärmebedarf im oberen Gefäßbereich sicher. Der Thermator ist ein homogener Wärmeleiter mit Aluminiumkern, der im Boden-/Seitenwandbereich keine Wärmeübergangsstellen unterschiedlicher Wärmeleiter aufweist und das aufzubereitende Gargut bis zum Deckelrand hin aufwärmt. Als Material für den Thermator kommt z. B. Aluminium und/oder Kupfer und deren Legierungen in Frage, innen mit einer lebensmittelneutralen hygienesicheren dünnen Edelstahlbeschichtung 18/10 versehen. Andere oder zusätzliche Materialkombinationen – z. B. Einsatz von Kupfer- und Innenbeschichtungen – wie 3-ply- (Edelstahl 18/10, Aluminium/-Legierung, Edelstahl 18/0, magnetisch) oder Nano-Beschichtungen – kommen wahlweise zur Anwendung.
• In einer weiteren vorteilhaften Ausprägungsform der Erfindung erhält die Außenwand des Thermators einen zylinderförmigen Wärmeisolator als Formteil aus hitzebeständigem Schaumstoff oder als Vakuumkammer, dessen Wandstärke ebenfalls konisch, nach unten, zur Wärmequelle hin zunehmend verläuft und der zur Wärmequelle hin einen stufenförmigen Absatz bildet. Durch den Absatz ist das Gargefäß lagermäßig stapelbar und Stapelkochen ist möglich – im Einklang mit der Deckelausprägung. Die Isolatorwand ist ebenfalls mit einer dünnen Edelstahlschicht 18/10 versehen, die am oberen Gefäßrand mit der Aluminiumwand und der Edelstahl-Innenauskleidung 18/10 bündig verschweißt ist; das Gargefäß besitzt überhaupt keine Lufteinschlüsse. Der zur Wärmequelle hin überstehende Aluminiumkern des Thermators ist mit einer dünnen Edelstahlschicht 18/0, magnetisch – zum Zwecke des Induktionskochens – versehen.
• Eine weitere Ausgestaltung der Neuheit sieht für das energiesparende Gargefäß einen isolierten Funktionsdeckel zwecks Reduzierung der Wärmeverluste in zwei Ausführungen für das drucklose und das druckbehaftete Gargefäß vor; zunächst werden die gemeinsamen Eigenschaften vorgestellt. Der Deckel besitzt eine flache Ausführungsform, ist 2-schalig gestaltet und mit einer innenliegenden Isolierschicht vollkommen luftleer ausgefüllt. Die beiden Schalen des Gefäßes sind in Edelstahl 18/10 hergestellt; andere Materialien sind einsetzbar. Die Gefäßgriffe sind als Griffmulden ausgeprägt und im Deckel integriert; zum Gefäßinneren bilden die Griffmulden Abtropfflächen und -kanten für kondensierte Flüssigkeiten – einen sogenannten Kondensationsdeckel. Weiterhin besitzt der Deckel auf seiner Oberseite einen kreisförmigen Stapelrand, passend zum zylinderförmigen Absatz am Boden des Gefäßes. An der unteren äußeren Deckelwandung ist eine konisch gestaltete Ringfläche ausgebildet, die mit der konischen Ringfläche des Gargefäßes als Auflage- und Dichtungsfläche zusammenwirkt. Die beiden Dichtungsringflächen bilden eine metallische Abdichtung – je nach Druckauslegung des Gargefäßes – zwischen Gefäß und Deckel, so daß keine weitere elastomeren Dichtungen – wie Dichtringe – erforderlich sind. Die Einbringung einer elastomeren Dichtung ist jedoch ebenfalls nach Vorlage entsprechender Druckverhältnisse gegeben.
• Erfindungsgemäß ist der Deckel des druckbehafteten Gargefäßes ein Funktionsdeckel und weist eine um 180°-versetzte gegenüberliegende 2-Stellen-Verriegelung aus, möglich geworden durch einen Versteifungskonus am Deckelrand. An einer Stelle des Umfangs besitzen Gargefäß und Deckel je hälftig ein Scharnier. Auf der gegenüberliegenden Seite weist der Deckel einen Druckverschluß mit Kniehebel, Riegel o. ä. und das Gargefäß einen Schließhaken auf, so daß der Deckel auch bei anderen Gargefäßen Einsatz findet, vorausgesetzt, der gefäßseitige Schließhaken ist entsprechend ausgeprägt. Eine Fingermulde unterstützt die ergonomische Handhabung des Verschlusses. Außerdem enthält der Funktionsdeckel ein Permanent- und/oder ein Druckanzeige- und/oder Sicherheitsventil sowie weitere Einrichtungen, wie z. B. zur Druckeinstellung, Druckanzeige, Temperaturmessung, Zeitnehmer, etc.
• In einer weiteren vorteilhaften Ausprägung kommt der druckbehaftete Funktionsdeckel auch als OEM(Original Equipment Manufacturer)-Produkt zum Einsatz; dann ist die mechanische Schnittstelle der/die Gefäßgriff/e mit der Verriegelungsfunktion; das künftige Druck-Gargefäß muß dann mit der Verriegelungsschnittstelle nachgerüstet werden.
• In einer vorteilhaften Ausgestaltung besitzt der Deckel für das drucklose Gefäß das gleiche äußere Erscheinungsbild wie der des druckbehafteten Geräts, ist 2- oder 1-schalig aufgebaut und mit einer innenliegenden Isolierschicht vollkommen luftdicht ausgefüllt und luftleer isoliert oder vakuumisoliert. Die meßtechnischen Einrichtungen entfallen ebenso wie die Deckelverriegelung; druck- und sicherheitstechnische Voraussetzungen sind keine zu treffen; es kommen die gleichen Materialien zum Einsatz.
• Eine weitere Ausprägungsform der erfinderischen Neuheit ist durch den Einsatz des vorgestellten Gargefäßes als Elektrokocher gegeben, eine Ausführungsform, die aussereuropäisch – vor allem in Asien – als der Standard zu bezeichnen ist, besonders in der speziellen Ausprägungsform als Reiskocher. Die beiden Gestaltungsvarianten sind zu berücksichtigen – die druckbehaftete und die drucklose Variante. Diese Ausführungsformen wirken sich im wesentlichen im Funktionsdeckel aus und sind oben ausführlich dargestellt.
• Eine weitere vorteilhafte Neuheit der Erfindung ist das mit dem Gargefäß verbundene ”intelligente Elektro-Heizgerät”. Das Elektro-Heizgerät verfügt einerseits über die notwendige Einrichtung und Steuerung zur Energie- und Wärmeverteilung und andererseits über hinreichende Mikrosensorik und -steuerung. Beispielhaft sind hier angeführt die Messung, die Anzeige und die Regelung/Steuerung für die Meßgrößen Druck, Temperatur, Zeit und Spannung Ein/Aus. Neben der Programmierbarkeit der Größen unterhalb der Anzeigeinheit, können die eingestellten und die aktuellen Meßwerte mittels der Anzeigeeinheit eingestellt werden. Die sensorische Multifunktions-Schnittstelle befindet sich unterhalb Gefäßmitte. Das mikrokontrollergesteuerte Gargefäß steuert und regelt Garprozesse nach Speisenvorwahl und zeitlicher Abfolge. Die einfachste Prozeßsteuerung in dieser vorteilhaften Konstellation ist die Warmhaltefunktion nach Vorwahl.
• Die mit der Erfindung erzielbaren Vorteile ergeben sich einerseits aus dem völlig neuartigen Aufbau des energiesparenden Gargefäßes mit einem bisher nicht realisierten Wärmemanagement durch den isolierten Thermator als Energieverteiler und andererseits durch den systematischen Aufbau des Gargeräts als Produzentenbaukasten mit Vielfachanwendung unter dem hohen Einsatz von Wiederverwendungsteilen. Der Aufbau folgender energieoptimierter Produkte führt zu einem übersichtlichen Systembaukasten für moderne Gargefäße unter Verwendung lebensmittelneutraler Materialien und Einsatz neuzeitlicher Herstellungs- und Montagetechnik
• – Druckbehaftetes Gargefäß mit Funktionsdeckel
• – Druckloses Gargefäß mit Deckel
• – Druckbehaftetes Elektro-Gargefäß mit Funktionsdeckel
• – Druckloses Elektro-Gargefäß mit Deckel
• – Druckloses Gargefäß mit Deckel und Elektro-Heizgerät
• – Elektro-Heizgerät und Warmhalteplatte.
• Der Gegenstand der Erfindung wird nachfolgend anhand der als Anlage beigefügten Zeichnungen von Ausführungsbeispielen weiter verdeutlicht. Es zeigen
• 1 Gargefäß, druckbehaftet, perspektivische Darstellung
• 2 Gargefäß, druckbehaftet, Schnittzeichnung, modifiziert
• 3 Funktionsdeckel Druck-Gargefäß
• 4 Gargefäß, drucklos
• 5 Elektro-Gargefäß, druckbehaftet
• 6 Elektro-Heizgerät, geregelt
• 7 Gargefäß-Systembaukasten.
• Gleiche und gleichwirkende Bestandteile der Ausführungsbeispiele sind in den Figuren jeweils mit denselben Bezugszeichen versehen.
• Die Beschreibung der erfindungsgemäßen Einrichtung wird fortgesetzt anhand der Erläuterung der Figuren.
• 1 zeigt das druckbehaftete Gargefäß 1 bestehend aus dem Gargefäß 1 10 und dem 2-schaligen Funktionsdeckel 20 in perspektivischer Darstellung.
• Das Gargefäß 1 erscheint hier in einer hohlzylinderförmigen Bauweise mit dem Aussentopf 11; weiterhin sind der obere Gefäßrand 12 und der untere Gefäßrand 13 auszumachen. Die Isolator-Außenwand ist mit einer dünnen 18/10-Edelstahlschicht versehen, die am oberen Gefäßrand mit der inneren Aluminiumwand und dem Edelstahlinnentopf 18/10 bündig verschweißt ist; das Gargefäß besitzt überhaupt keine Lufteinschlüsse. Eine weitere Detaillierung erfolgt mit der Schnittzeichnung; die Gefäßgriffe sind Teil des Funktionsdeckels und werden dem jeweiligen Gefäß angepaßt.
• Der Funktionsdeckel 20 für das druckbehaftete Gargefäß 1 besitzt eine flache Ausführungsform, ist 2-schalig 21, 22 – vorzugsweise in Edelstahl – aufgebaut und mit einer innenliegenden Isolierschicht vollkommen luftleer ausgefüllt. Die Gefäßgriffe sind als Griffmulden 24 ausgeprägt und im Deckel integriert. Weiterhin besitzt der Deckel auf seiner Oberseite einen der Gehäusebauform angepaßten Stapelrand 33, entsprechend der zylinderförmigen Ausprägung am Gefäßboden 14.
• Der Deckel des druckbehafteten Gargefäßes ist ein Funktionsdeckel und weist eine um 180°-versetzte gegenüberliegende 2-Stellen-Verriegelung aus, möglich geworden durch einen Versteifungskonus am Deckelrand. An einer Stelle des Umfangs besitzen Gargefäß und Deckel je hälftig ein Scharnier, bestehend aus einem am Deckel angebrachten Spannhaken 31 und einem vom Gefäßgriff 29 gehaltenen Schließhaken 30. Auf der gegenüberliegenden Seite weist der Deckel einen Kniehebel-Druckverschluß 28 auf, der in den Spannhebel 32 übergeht und mit dem Schließhaken 30 des Gefäßgriffs 29 ein solide Halterung erfährt. Damit der Funktionsdeckel auch bei anderen Gargefäßen Einsatz findet – als OEM(Original Equipment Manufacturer)-Produkt – ist der gefäßseitige Schließhaken ein Teil des Deckels und entsprechend ausgeprägt. Eine Fingermulde 25 unterstützt die ergonomische Handhabung des Verschlusses. Außerdem enthält der Funktionsdeckel ein Druckanzeige- und/oder Sicherheitsventil 27, ein Überdruckventil 26 sowie weitere technische Ausstattungen, wie z. B. zur Druckeinstellung, Druckanzeige, Temperaturmessung, Zeitnahme, etc.
• 2 stellt das druckbehaftete Gargefäß 1 in einer modifizierten Schnittzeichnung dar – Druckanzeige- und Sicherheitsventil 27 werden in seinen beiden Endstellungen gezeigt. Das Zusammenwirken von Gargefäß 1 10 und Funktionsdeckel 20 ist deutlich erkennbar.
• Kernstück des Gargefäßes 1 ist der Thermator 17, eine metallische, hervorragend wärmeleitfähige ”Schüssel im Gefäß”, dessen hohlzylinderförmige Geometrie eines Kegelstumpfs den physikalisch-thermischen Verläufen von Kochgeschirr angepaßt ist. Innen – einer hyperbolischen Funktion folgend – rund ausgeformt mit der äußerlichen Form eines Kegelstumpfs, ist die der Wärmequelle zugewandte ebene Kontaktfläche materialmäßig am stärksten ausgeprägt. Entsprechend nicht konstanter Wandstärken reduziert sich der Materialeinsatz zur Öffnung/zum Deckel hin konisch. Der Thermator ist ein durchgängiger Wärmeleiter mit Aluminiumkern, der im Boden-/Seitenwandbereich keine Wärmeübergangsstellen unterschiedlicher Wärmeleiter aufweist. Als Material für den Thermator kommt z. B. Aluminium und dessen Legierungen in Frage, der Innentopf 16 mit einer lebensmittelneutralen dünnen 18/10-Edelstahlbeschichtung versehen. Andere Materialkombinationen und Innenbeschichtungen – wie 3-ply (Edelstahl 18/10, Aluminium/-Legierung, Edelstahl 18/0, magnetisch) oder Nano-Beschichtungen – kommen wahlweise zur Anwendung.
• Die Außenwand des Thermators 17 erhält einen zylinderförmigen Isolator 18 als Formteil aus hitzebeständigem Schaumstoff oder als Vakuumkammer, dessen Wandstärke ebenfalls konisch verläuft und der zur Wärmequelle hin einen stufenförmigen Absatz 15 bildet, dessen Durchmesser standardisierten Wärmequellen- und Gefäßmaßen angepaßt ist. Durch den Absatz ist das Gargefäß stapelbar und Stapelkochen ist möglich – im Einklang mit der Deckelausprägung als Stapelrand 33, 53 und der Heizgerätgestaltung mit Stapelrand 75. Der Außentopf 11 des Isolators ist ebenfalls mit einer dünnen Edelstahlschicht 18/10 versehen, die am oberen Gefäßrand 12 mit der Aluminiumwand des Thermators 17 und der 18/10-Edelstahl-Innenauskleidung des Innentopfs 16 bündig luftleer verschweißt ist – nicht dargestellt. Wenn von einer Gargut-Füllhöhe im Gargefäß von einer 2/3-Gefäßhöhe auszugehen ist, ist auch mindestens eine entsprechende Höhe der Seitenwand des Thermators für eine gute Wärmeverteilung vorzusehen. Der zur Wärmequelle hin überstehende Aluminiumkern des Thermator-Gefäßbodens 14 mit Absatz 15 ist mit einer dünnen magnetischen 18/0-Edelstahlschicht bedeckt.
• Weiterhin zeigt die Figur einen Schnitt durch den 2-schaligen isolierten 38 Funktionsdeckel 20 mit Ober- 21 und Unterschale 22, dessen Randkontur dem Gefäßrand angepaßt ist und einen Versteifungskonus 23 eingeschlossen von einem Dichtring mit Dichtlippe 34 eingefaßt. Während des Druckaufbaus im Gefäß wird sich der Deckel leicht heben, jedoch findet durch den sich aufbauenden Innendruck eine dichtende Flächenpressung des Dichtrings gegen Gefäß- und Deckelrand statt. Im geschlossenen Gefäß-Zustand umfaßt einerseits der Spannhaken 31 den Schließhaken 30 des Gefäßgriffs 29 fest und andererseits wird der gegenüberliegende Schließhaken des Gefäßgriffs von dem Spannhebel 32 des Kniehebel-Druckverschlusses 28 mittels der Spange 35 gehalten. Die Fingermulden 25 sollen helfen, die Zugänglichkeit zu verbessern.
• Weiterhin sind für das druckbeaufschlagte Gefäß die sicherheitsrelevanten Ventile schematisch dargestellt, wie Druckanzeige- und/oder Sicherheitsventil 27 und Überdruckventil 26. Druckanzeige- und/oder Sicherheitsventil 27 zeigt zudem den Druck im Gefäß an und verhindert in Druck-Stellung das Öffnen des Kniehebel-Druckverschlusses 28 durch Stift-Blockade in Bohrung 37. Die Druckmembrane 36 überträgt den Gefäßdruck auf das Ventil und verhindert ein Zusetzen desselben durch Verschmutzen.
• 3 zeigt den 2-schaligen isolierten Funktionsdeckel 20 des Druck-Gargefäßes 1 10. Damit der Funktionsdeckel auch bei anderen Gargefäßen Einsatz findet – als OEM(Original Equipment Manufacturer)-Komponente – ist der gefäßseitige Schließhaken 30 ein Teil des Funktionsdeckels und entsprechend ausgeprägt sowie der Gefäßgriff 29. Je nach Beschaffenheit ist die Halterung des Gefäßgriffs 29 dem ausgewählten Gargefäß anzupassen.
• Das drucklose Gargefäß 4, welches über keine Verriegelungs- und damit auch keine Sicherheitsfunktionen verfügt, zeigt 4. Bei dem Gargefäß 2 40 handelt es sich im Aufbau wieder um das Gargefäß 1 10 der druckbehafteten Einrichtung. Der 2- oder 1-schalige Deckel 50 mit/ohne Isolation ist entsprechend einfacher aufgebaut; neben der Deckeloberschale 51 und der -unterschale 52 verfügt der Deckel ebenfalls über den Stapelrand 53. Die flache Bauform der Baureihe wurde beibehalten; die Griffmulden 54 wurden übernommen, setzen jedoch eine Deckelisolation voraus. Als Isolation kommt – wie oben – eine innenliegende hitzebeständige Schaumstoff-Isolierschicht vollkommen luftdicht verfüllt und luftleer isoliert oder Vakuumisoliert in Frage. Mehltechnische Einrichtungen für die Größen Druck und Temperatur entfallen.
• Eine weitere Ausprägungsform ist durch den Einsatz des vorgestellten Gargefäßes als Elektrokocher gegeben. Beide Gestaltungsvarianten sind zu berücksichtigen – die druckbehaftete und die drucklose Variante; diese Ausführungsformen wirken sich im wesentlichen durch den Funktionsdeckel aus und sind oben ausführlich dargestellt. 5 zeigt das druckbehaftete Elektro-Gargefäß 6, ausgerüstet mit dem Gargefäß 3 60, dem Funktionsdeckel 20 und dem regelbaren Elektro-Heizgerät 70.
• Das Gargefäß 3 60 ist aufgebaut wie die bereits oben vorgestellten Thermator-Gefäße, jedoch mit dem Unterschied einer zusätzlichen Sensoraufnahme 64 (nicht dargestellt). Bedingt durch die Kombination mit dem regelbaren Elektro-Heizgerät 70 ist es erforderlich, Druck und Temperatur – als die Regelgrößen des Elektro-Heizgeräts – aufzuzeichnen.
• Das ”intelligente Elektro-Heizgerät” verfügt einerseits über die notwendige Einrichtung und Steuerung zur Energie- und Wärmeverteilung und andererseits über hinreichende Mikrosensorik und -steuerung. Beispielhaft sind hier angeführt die Messung, die Anzeige und die Regelung/Steuerung für die Einstellungen Druck 78, Temperatur 79, Zeit 80 und Spannung Ein/Aus mit Anschlußleitung 84 und Schutzkontaktstecker 85; die Werte und Zustände sind über das Tableau der Regeleinrichtung 77 an der Frontseite des Geräts einstellbar. Neben der Programmierbarkeit der Größen unterhalb des Anzeigegeräts 81, können die eingestellten und die aktuellen Meßwerte mittels der Anzeigeeinheit korrigiert werden. Mit einem Vorwahlschalter können zuvor eingestellte Garprogramme abgerufen werden. Die Tasteinstellungen 78...80 können auch anders belegt werden, wie eine Vorwahltaste für die Menuwahl, eine Taste für die Programmierung, eine Taste für die Zahlenwerte, etc. Die Wipptaster haben eine Mittelstellung, sie können auch in 2-Stellungsschalter gewechselt werden; ebenso können die Wipptaster gegen je zwei Drucktaster getauscht werden, auch Kombinationen sind möglich. Das Elektro-Heizgerät paßt sich der Form Gargefäßes 60 vollständig an; sie kann mit dem Gargefäß fest oder lose verbunden sein. Auch die Heizplatte ist zweischalig aufgebaut, sie besitzt eine Oberschale 71 und eine Unterschale 72, der untere Plattenrand 74 ist vorzugsweise die Trennebene.
• 6 zeigt das geregelte Elektro-Heizgerät bei entferntem oder abgenommenem Gargefäß. Der Multifunktionssensor 82 befindet sich unterhalb Gefäßmitte und ist mittels einer Montageplatte 83 auswechselbar gestaltet; eine entsprechende Sensoraufnahme ist im Gargefäß einzubringen. Weiterhin verfügt das Elektro-Heizgerät über einen dem Gargefäß angepaßten Stapelrand 75. Die Heizplatte 76 entspricht flächenmäßig dem energieaufnehmenden Gefäßboden 14 des Thermators 17 des Gargefäßes 3 60.
• Das mikrokontrollergesteuerte druckbehaftete Elektro-Gargefäß 6 steuert und regelt Garprozesse nach Speisenvorwahl und zeitlicher Abfolge. Die einfachste Prozeßsteuerung in dieser vorteilhaften Konstellation ist die Warmhaltefunktion nach Vorwahl. Das drucklose Elektro-Gargefäß 9 (nicht dargestellt) hat – wie das drucklose Gargerät 4 – keinen verriegelbaren Funktionsdeckel; die Steuerung und Regelung ist dem Prozeß entsprechend angepaßt. 7 zeigt den Gargefäß-Systembaukasten mit seinen einzelnen Komponenten, wie druckbehaftete und drucklose Gargefäße 1, 2, 3 10, 40, 60, verriegelbarer Funktionsdeckel 20, normaler Deckel 50, sowie das programmierbare geregelte Elektro-Heizgerät 70, die wie folgt konfiguriert werden können
• – Druckbehaftetes Gargefäß mit Funktionsdeckel 1
• – Druckloses Gargefäß mit Deckel 4
• – Druckbehaftetes Elektro-Gargefäß mit Funktionsdeckel 6
• – Druckloses Elektro-Gargefäß mit Deckel 7
• – Druckloses Gargefäß mit Deckel und Elektro-Heizgerät 8
• – Elektro-Heizgerät oder Warmhalteplatte 9.
• Vorteilhafte Weiterentwicklungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
• Bezugszeichenliste

1

Gargefäß, druckbehaftet

10

Gargefäß 1

11

Außentopf

12

Gefäßrand, oben

13

Gefäßboden Isolator, Gefäßrand, unten

14

Gefäßboden Thermator

15

Absatz

16

Innentopf

17

Thermator

18

Isolator

19

Seitenwand

20

Funktionsdeckel Druck-Gargefäß, 2-schalig

21

Oberschale Deckel

22

Unterschale Deckel

23

Versteifungskonus

24

Griffmulde

25

Fingermulde

26

Überdruckventil

27

Druckanzeige- und/oder Sicherheitsventil

28

Kniehebel-Druckverschluß

29

Gefäßgriff

30

Schließhaken

31

Spannhaken

32

Spannhebel

33

Stapelrand

34

Dichtring mit Dichtlippe

35

Spange

36

Druckmembrane

37

Ventilbohrung

38

Isolation

4

Gargefäß, drucklos

40

Gargefäß 2, wie 10

50

Gefäßdeckel, 2-schalig

51

Oberschale Deckel

52

Unterschale Deckel

53

Stapelrand

54

Griffmulde

6

Elektro-Gargefäß, druckbehaftet

60

Gargefäß 3

61

Außentopf

62

Gefäßrand, oben

63

Gefäßrand, unten

64

Sensoraufnahme (nicht dargestellt)

70

Elektro-Heizgerät, geregelt

71

Oberschale Heizplatte

72

Unterschale Heizplatte

73

Plattenrand, oben

74

Plattenrand, unten

75

Stapelrand

76

Heizplatte

77

Regeleinrichtung

78

Druckeinstellung

79

Temperatureinstellung

80

Zeiteinstellung

81

Anzeigegerät

82

Multifunktionssensor

83

Montageplatte

84

Anschlußleitung

85

Schutzkontaktstecker

7

Elektro-Gargefäß, drucklos, mit Deckel

8

Gargefäß, druckos, mit Deckel und Elektro-Heizgerät

9

Elektro-Heizgerät oder Warmhalteplatte

Claims (11)

1. Gargefäß – insbesondere ein Gargefäß mit integriertem Thermator, für Eigen- oder Fremdbeheizung, für alle bei Herdarten bekannten Energiearten und -zufuhren und unterschiedliche Gartemperaturen und Gardrücke, dadurch gekennzeichnet, dass – der Thermator (17) einen 3-dimensionalen homogenen wärmeleitenden schalenförmig rotationssymmetrischen Körper bildet, – dessen Wandstärke einerseits durch eine untere Einhüllende aus Gefäßboden Thermator (14), Absatz (15) und Seitenwand (19) gegeben ist, – die Oberfläche eines oben offenen Kegelstumpfs ist mit der Kreisfläche des kleineren Radius als Kontaktfläche definiert – dem Gefäßboden Thermator (14), und – andererseits durch eine obere Einhüllende – dem Innentopf (16), – die durch den Mantel eines oben offenen Rotationshyperboloids bestimmt ist, – wobei Kegelstumpf und Rotationshyperboloid einen gemeinsamen oberen Rand besitzen, – die Wandstärke direkt oberhalb der ebenen Kontaktfläche am stärksten ausgebildet ist und zum oberen Rand hin abnimmt.
2. Gargefäß nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass – das wärmeleitende Material des Thermators (17) aus Aluminium und/oder Kupfer oder deren Legierungen besteht.
3. Gargefäß nach mindestens einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass – der Thermator (17) einen homogenen Wärmeleiter ohne Wärmeübergangsstellen unterschiedlicher Wärmeleiter darstellt.
4. Gargefäß nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass – die Höhe der Seitenwand (19) des Thermators (17) mindestens 2/3 der Gargefäß-Topfhöhe – gleich der Gargut-Füllhöhe – ausmacht.
5. Gargefäß nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass – die Seitenwand (19) des Thermators von einem hohlzylinderförmigen Wärmeisolator (18) umgeben ist, – dessen Wandstärken – je nach Gefäßformgebung – konisch, zum Gefäßboden hin zunehmend verlaufen, – wobei der Gefäßboden des Thermators (14) – leicht über den Gefäßboden des Isolators (13) hinausragend – einen stufenförmigen Absatz (15) bildet, – dessen Durchmesser standardisierten Wärmequellen- und Gefäßmaßen sowie – dem Stapelrand von Deckel (33, 53) und von Elektro-Heizgerät (70) angepasst ist, – und der Isolator (18) die Gargefäß-Topfhöhe bestimmt.
6. Gargefäß nach mindestens einem der Ansprüche 1 oder 2 oder 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass – der Innentopf (16), die Seiten- und Bodenflächen der Gefäßböden (13, 14) des aus Thermator und Isolator bestehenden Gargefäßtopfs lebensmittelneutral und hygienesicher mit einer dünnen Schicht – wie Edelstahlblech 18/10 oder 3-ply-Beschichtung – – und der Bereich der Kontaktfläche induktionsfreundlich mit einer dünnen Schicht – wie Edelstahlblech 18/0 – ausgeschlagen sind und – die sich ergebenden Stoßkanten aus oberem und unterem Gefäßrand (12, 13) und Absatz (15) verschweißt sind, um den luftleeren Gefäßtopf-Innenraum aus Thermator (17) und Isolator (18) zu dichten.
7. Gargefäß nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass – das energiesparende druckbehaftete Gargefäß (10) mit einem 2-schaligen flachen, innenisolierten luftleeren verriegelbaren Funktionsdeckel (20) mit innenliegenden Griffmulden (24) und einem oberseitigen dem Gefäßboden (14) angepaßten Stapelrand (33) abgeschlossen ist, – wobei die Ober- (21) und die Unterschale (22) aus lebensmittelneutralem und hygienesicherem Material – wie Edelstahl, 3-ply-Schichtung – gefertigt sind.
8. Gargefäß nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass – an der unteren äußeren Deckelwand (22) ein Versteifungskonus (23) ausgebildet ist, – der die Kräfte aus sich gegenüberliegenden Kniehebel-Druckverschlüssen (28) des druckbehafteten Gefäßes (10) aufnimmt, – mit der konischen Ringfläche des oberen Gefäßrands (12) als Auflage- und Dichtungsfläche zusammenwirkt und – außerdem einen Dichtring mit Dichtlippe (34) hält und führt.
9. Gargefäß nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass – ein über Druckmembrane (36) innendruckgesteuerter Ventilkegel eines Druckanzeige- und/oder Sicherheitsventils (27) des Funktionsdeckels (20) bei vorhandenem Gefäßinnendruck den Kniehebel-Druckverschluß (28) gegen Öffnen sichert.
10. Gargefäß nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass – das Gargefäß 3 (60) zu einem drucklosen oder druckbehafteten Elektro-Gargefäß (6, 9) ertüchtigt ist, – in dem das Gargefäß zusätzlich mit einem, mit einer Regeleinrichtung (77), einer Bedieneroberfläche für die Einstellungen (78, 79, 80), einem Anzeigegerät (81) und einem Multifunktionssensor (82) versehenen und – dem Gargefäß formangepaßten Elektro-Heizgerät (70) fest oder lose verbunden ausgerüstet ist, – wobei eine Heizplatte (76) und der Gefäßboden Thermator (14) die thermische Schnittstelle zwischen Gargefäß und Elektro-Heizgerät bilden.
11. Gargefäß-Systembaukasten mit Gargefäß nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass – das Gargefäß 1, 2, 3 (10, 40, 60), – der Funktionsdeckel (20), – der Gefäßdeckel (50) und – das Elektro-Heizgerät (70) einen Systembaukasten bilden, der den Aufbau energieoptimierter Systemprodukte zuläßt, wie – druckbehaftetes Gargefäß mit Funktionsdeckel (1) – druckloses Gargefäß mit Deckel (4) – druckbehaftetes Elektro-Gargefäß mit Funktionsdeckel (6) – druckloses Elektro-Gargefäß mit Deckel (7) – druckloses Gargefäß mit Deckel und Elektro-Heizgerät (8) – Elektro-Heizgerät oder Warmhalteplatte (9).

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