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Gefrierschale zur Herstellung von Eisstückchen Die Erfindung bezieht
sieh auf Gefrierschalen zur Herstellung von Eisstückchen in Haushaltskühlschränken.
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Die zur Zeit in Gebrauch befindlichen Gefrierschalen bestehen gewöhnlich
aus einer metallischen Schale und einem in diese passenden metallischen Gitter,
dessen Wandungen relativ zur Schale bewegt werden können. Beim Gebrauch wird die
Gefrierschale bis zu einer gewünschten Höhe mit Wasser gefüllt und dann in das Gefrierabteil
eines Kühlschrankes gestellt, wo das Wasser in den durch die Wandungen des Gitters
gebildeten Zellen zu Eisstückchen gefriert. Wenn das Wasser gefroren ist, wird die
Gefrierschale aus dem Gefrierabteil herausgenommen und so gehandhabt, daß zwischen
den Wandungen des Gitters und der Schale eine Relativbewegung stattfindet, wodurch
die Haftung zwischen den Eisstückchen und den angrenzenden Wandungen - den "Berührungswandungen«
- gelöst wird. Die gelösten Eisstückchen können dann aus der Schale herausgenommen
werden.
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Es ist üblich, die mit dem Eis in Berührung kommenden Oberflächen
der Gefrierschalen bzw. des Einsatzes mit einem wasserabweisend machenden Oberzug
zu versehen, um eine direkte Haftung des Eises an dem Metall zu vermeiden und das
Herauslösen der Eisstückchen aus der Schale oder dem Einsatz zu erleichtern.
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Als wasserabweisender Überzug ist Kohlenwasserstoffwachs vorgeschlagen
worden. Kohlenwasserstoffwachs besitzt jedoch eine Reihe von Nachteilen. Das Wachs
kann brechen, wenn es in kaltem Zustand zii stark gebogen wird, und wenn es zu häufig
mit heißem Wasser, besonders wenn dieses Reinigungsmittel enthält, in Berührung
kommt, neigt es zum Weichwerden und wird abgewaschen. Die Folge ist, daß mit der
Zeit immer stärkere Kräfte aufgewendet werden müssen, um die Relativbewegung der
Wandungen zu bewirken, die zur Lösung der Eisstückchen erforderlich ist.
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Bei der Suche nach anderen wasserabweisenden Stoffen, die geeignet
sind, das bisher verwend; te Kohlenwasserstoffwachs mit Vorteil zu ersetzen, bot
sich auch das bereits bekannte Polytetrafluoräthylen an. Dieses Material setzt die
Haftung des Eises an der Schalenwandung erheblich herab und wird von. Reinigungsmitteln
praktisch nicht angegriffen. Der Verwendung von Polytetrafluoräthylen als Überzugsmittel
für Gefrierschalen steht aber entgegen, daß man zur sicheren Bindung dieses Materials
an einen Träger auf Temperaturen von etwa 400° C erhitzen muß. Bei dieser Temperatur
wird Aluminium aber bereits ausgewärmt und verliert weitgehend seine guten mechanischen
Eigenschaften. Aluminium wird jedoch gerade wegen seiner guten mechanischen und
physikalischen Eigenschaften bevorzugt als Material für Gefrierschalen verwendet.
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Die Erfindung löst das Problem, die Vorteile des Aluminiums mit denen
des Polytetrafluoräthylens bei Gefrierschalen zu vereinigen. Es hat sich nämlich
herausgestellt, daß Polytetrafluoräthylen fest mit gesintertemAluminium verbunden
werden kann, ohne daß dieses bei der für die Aufbringung des Polytetrafluoräthylens
notwendigen hohen Temperatur ausgewärmt wird.
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Eine Gefrierschale nach der Erfindung ist durch die Kombination der
folgenden, an sich bekannten Merkmale gekennzeichnet: a) Das Aluminiumblech wird
aus Aluminiumpulver gesintert und entsprechend geformt; b) der Überzug besteht aus
Palytetrafluoräthylen.= Der Überzug aus Polvtetrafluoräthylen ist vorzugsweise 7,6
bis 33 lt stark.
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Bei normalem Gebrauch brauchen bei den erfindungsgemäß mit einem Polytetrafluoräthylenüberzug
versehenen Gefrierschalen auch nach längerer Zeit keine stärkeren Kräfte aufgewendet
zu werden, um zur Ablösung der Eisstückchen Gitter und Schale
relativ
zueinander zu bewegen. Der erfindungsgemäße Überzug ist dem üblichen wasserabweisenden
Wachsüberzug überlegen, und infolgedessen können die Gefrierschalen mit einem Überzug
nach der Erfindung leichter ausgeführt werden als die üblichen Gefrierschalen. Die
Festigkeit der Gefrierschalen nach der Erfindung ist beträchtlich größer als die
einer Gefrierschale mit einem ähnlichen Überzug und gleichen Abmessungen, die aber
aus- gewöhnlichem Aluminiumblech hergestellt ist. Diese erhöhte Festigkeit hat ihren
Grund wahrscheinlich in dem Vorhandensein von Oxyd (ungefähr 13 °/o) in dem gesinterten
Aluminium, wodurch ein Wachsen des Kornes und eine Rekristallisation bei der Erwärmung
verhindert wird.
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Das zur Herstellung der erfindungsgemäßen Gefrierschale verwendete
Aluminiumblech kann durch ein Strangpreß- oder Walzverfahren aus einem Barren gesintertem
Aluminiums gewonnen werden.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden an Hand der
Zeichnung im einzelnen beschrieben und dargestellt.
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Fig.1 stellt eine perspektivische Ansicht eines Teiles einer Gefrierschale
nach der Erfindung dar; Fig. 2 ist ein Schnitt längs der Linie 2-2 in Fig. 1; Fig.3
zeigt eine perspektivische Ansicht einer anderen Gefrierschale nach der Erfindung,
und Fig. 4 ist ein Schnitt längs der Linie 4-4 in Fig. 3. Fig. 1 veranschaulicht
eine bekannte Ausführungsform einer Gefrierschale mit einer metallischen Schale
10 und einem in die Schale passenden metallischen Gitter. Dieses Gitter besitzt
eine Längsinittelwand, deren oberer Teil so betätigt werden kann, daß dadurch eine
Anzahl von Querwänden 12 des Gitters bewegt wird. Die Innenseiten der Schale 10
und die Oberflächen des Gitters sind mit einem Überzug 14 aus Polytetrafluoräthylen
versehen. Fig. 2 zeigt diesen Überzug 14 von Polytetrafluoräthylen an einer Querwandung
12 des Gitters.
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Fig. 3 veranschaulicht eine Ausführungsform einer Gefrierschale, die
einen Teil einer Eisstückchenauswerfvorrichtung bildet. Diese Ausführungsform zeigt
eine biegsame metallische Schale 10 und ein in diese passendes metallisches Gitter
mit einer starren Längsmittelwand, an der eine Anzahl Querwandungen 12 lose aufgesteckt
sind, die der Schale 10 zugeordnet sind. Dies kann beispielsweise durch Zungen an
den Querwandungen geschehen, die in entsprechende Ausnehmungen in den Seitenwandungen
der Schale eingreifen, so daß die Querwandungen sich relativ zur Schale bewegen
können, wenn die Schale -verbogen wird. Die Innenseite der Schale 10 und die Oberflächen
des Gitters sind mit einem Überzug aus Polytetrafluoräthylen versehen. Fig. 4 zeigt
den Überzug aus Polytetrafluoräthylen an einer Querwandung 12 des Gitters.
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Bei der Herstellung von Gefrierschalen nach der Erfindung werden die
Oberflächen der Gefrierschale vor dem Aufbringen des Überzuges vorzugsweise leicht
aufgerauht, am besten durch elektrolytische Oxydation. Das Auftragen des Poly tetrafluoräthylens
auf die Flächen wird bei einer Temperatur oberhalb seines Erw.eichungspunktes vorgenommen,
also über 371° C, anschließend wird gekühlt.
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Das Polytetrafluoräthylen wird vorzugsweise als Dispersion geringer
Viskosität durch Aufstreichen, Tauehen oder Aufgießen aufgebracht. Man erhält diese
Dispersion beispielsweise, indem man feinpulverisiertes Polytetrafluoräthylen mit
Hilfe eines nichtionisierten, oberflächenaktiven Stoffes, wie er z. B. durch Kondensation
von Äthvlenoxyd oder Propylenoxyd und Phenol mit langer Alkylkette entsteht, in
Wasser dispergiert.
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In der Dispersion kann erforderlichenfalls auch eine geringe Menge
Chromsäure oder eine ähnliche oxydierende Säure enthalten sein, um die feste Haftung
zwischen dem Polytetrafluoräthylen und den behandelten Oberflächen zu fördern. Die
pro Flächeneinheit zur Erzielung eines Überzuges der gewünschten Stärke von vorzugsweise
7,6 bis 33 #L erforderliche Menge Dispersion hängt natürlich von dem Gehalt der
Dispersion an Polytetrafluoräthylen ab.
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Die so behandelte Gefrierschale wird dann zum Austreiben des Wassers
vorsichtig auf 93° C erhitzt. Bei zu schneller Erwärmung können Blasen auftreten,
deren Bildurig zu vermeiden ist. Dann wird auf ungefähr 400° C erhitzt. Diese Temperatur
wird so lange gehalten, bis das Polytetrafluoräthylen richtig mit der elektrolytisch
oxydierten Oberfläche verbunden ist. Bei Gefrierschalen von gewöhnlicher Stärke
(zwischen 1,25 und 1,575 mm) genügt eine 8 Minuten lange Erwärmung auf 400° C. Diese
Erhitzung soll bei genügender Belüftung geschehen. Durch Abschrekken der so behandelten
Gefrierschalen in kapern Wasser nach Beendigung der abschließenden Erhitzung kann
der Überzug gehärtet und seine Durchsichtigkeit verbessert werden.
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Die Bildung eines Polytetrafluoräthylenüberzuges der erforderlichen
Dicke kann auch in zwei Stufen ausgeführt werden. In der ersten Stufe wird ein Grundüberzug
aus einer Dispersion geringer Polytetrafluoräthylenkonzentration auf die Schale
aufgebracht. Diese wird erwärmt, um das Polytetrafluoräthylen fest zu binden, so
daß ein Polytetrafluoräthylenüberzug von ungefähr. 7,6 u Stärke entsteht. In der
zweiten Stufe wird eine Dispersion hoher Polytetrafluoräthylenkonzentration aufgebracht,
die auf der ersten Schicht haftet, so daß ein Überzug mit einer Gesamtstärke von
331c entsteht. Wenn gewünscht, kann die Gefrierschale nach ieder starken Erhitzung
abgeschreckt werden.