DE19813786A1 - Backofen mit einstückiger Backofenmuffel - Google Patents
Backofen mit einstückiger BackofenmuffelInfo
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Abstract
Bekannt ist ein Backofen mit einer frontseitig durch eine Tür verschließbaren im wesentlichen quaderförmigen Backofenmuffel aus Metall, deren Muffelwände Heizelemente zum Beheizen des Garraumes bzw. des darin angeordneten Gargutes zugeordnet sind. Zur fertigungstechnischen Vereinfachung ist vorgesehen, daß die Backofenmuffel einstückig ausgebildet ist.
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Backofen mit einer frontseitig durch eine Tür ver
schließbaren Backofenmuffel, deren Muffelwände Heizelemente zum Beheizen des Gar
raumes bzw. des darin angeordneten Gargutes zugeordnet sind.
Ein derartiger Backofen ist bekannt aus der deutschen Offenlegungsschrift DE 43 44 336,
wobei die Backofenmuffel aus einzelnen Wandungsteilen besteht, die überlappend mit
einander durch Schweißen verbunden sind. Nachteilig bei der Herstellung einer derarti
gen Backofenmuffel ist insbesondere die aufwendige Füge- und Verbindungstechnik so
wie die Tatsache, daß die die Wandungsteile verbindenden Schweißnähte Ansatzstellen
für Korrosion darstellen können.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Backofen nach dem Oberbegriff des
Patentanspruches 1 bereitzustellen, dessen Backofenmuffel fertigungstechnisch verein
facht ist.
Erfindungsgemäß ist dies dadurch erreicht, daß bei einem Backofen nach dem Oberbe
griff des Patentanspruches 1 die Backofenmuffel einstückig ausgebildet ist. Dadurch kann
die bisher erforderliche aufwendige Füge- und Verbindungstechnik entfallen. Die Herstel
lung kann insbesondere mit einer geeigneten Tiefziehtechnik erfolgen. Falls es erforder
lich ist, können die Radien in den Kanten und Eckbereichen der Backofenmuffel etwas
größer als nach dem Stand der Technik bekannt gestaltet werden.
Fertigungstechnisch besonders günstig ist es, wenn ein Muffelflansch einstückig mit der
Backofenmuffel ausgebildet ist. Der Flansch kann beim Ziehvorgang zum Festhalten des
Ziehteils Backofenmuffel durch den Niederhalter einer Ziehanordnung verwendet werden.
Besonders günstige Grenzziehverhältnisse, vernachlässigbare Wanddickenveränderun
gen und hohe Maß-, Form- und Oberflächenqualität sind erreichbar, wenn die Backofen
muffel als Hydroumformteil hergestellt ist.
Vorteilhafterweise ist die Backofenmuffel aus Aluminiummaterial. Aluminium ist zum einen
zum Tiefziehen gut geeignet und weist zum anderen hervorragende thermische Eigen
schaften als Muffelmaterial auf. Weiterhin ist durch die Verwendung von Aluminium das
Gewicht der Backofenmuffel deutlich reduzierbar. Alternativ können jedoch auch Edel
stahl oder der kostengünstigere Normalstahl als Muffelmaterial zum Einsatz kommen. Bei
der Verwendung von Aluminium als Muffelmaterial kann zu deren Schutz zumindest die
Innenseite der Muffelwand mit einer anodisierten, insbesondere hartanodisierten Alumi
niumoxidschicht bedeckt sein.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist die Muffelwand zumindest zum Teil mit
einer Isolationsschicht versehen, auf der das Heizelement mittels Dickschichttechnik auf
gebracht ist. Insbesondere in Verbindung mit einer Backofenmuffel aus Aluminium sind
damit bisher nicht realisierbare Anheizzeiten und Wärmeverteilungen in Backofenmuffeln
realisierbar. Alternativ, jedoch fertigungstechnisch aufwendiger, kann das Heizelement
auch beispielsweise in einer Dünnschichttechnik oder anderen bekannten Beschichtungs
techniken realisiert sein.
Vorteilhafterweise ist zumindest die Innenseite der Muffelwand mit einer Sol-Gel-Hart
schicht als Schutzschicht versehen. Diese kann im Unterschied zur Aluminiumoxidschicht
auf alle Metalle aufgebracht werden. Im Unterschied zu Emailschichten auf Muffelwänden
können insbesondere wesentlich dünnere Schichtstärken mit allen damit verbundenen
Vorteilen realisiert werden. Mit Hilfe der Sol-Gel-Technik kann auf die Hartschicht zusätz
lich eine Funktionalschicht aufgebracht werden, die beispielsweise spezielle Optik-, Reini
gungs-, Oberflächenhärte- oder Gleiteigenschaften besitzt.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist die Backofenmuffel durch einen Stabilisie
rungsrahmen von außen abgestützt. Dies ist insbesondere dann wichtig, wenn die Dicke
der Muffelwand nur etwa 0,3 bis 0,5 mm beträgt. Durch diese nahezu Halbierung der
Wandstärke der Backofenmuffel im Vergleich zum bisher bekannten Stand der Technik
werden die Aufheizzeiten und die Wärmeverteilung weiterhin deutlich verbessert. Zudem
kann durch die geringe Materialstärke Material eingespart werden. Außerdem wird das
Gewicht der Backofenmuffel deutlich reduziert.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist der Stabilisierungsrahmen im wesentli
chen durch eine Backofenisolation gebildet. Diese muß zum einen ausreichend nachgie
big sein, um die räumliche Vergrößerung der Backofenmuffel beim Aufheizen mitmachen
zu können, und zum anderen steif genug sein, um die dünnwandige Backofenmuffel aus
reichend stabilisieren zu können.
Nachfolgend ist anhand schematischer Darstellungen ein Ausführungsbeispiel des erfin
dungsgemäßen Backofens bzw. der erfindungsgemäßen Backofenmuffel beschrieben.
Es zeigen:
Fig. 1 bis
Fig. 4 in perspektivischen Ansichten von vorne die Backofenmuffel nach
verschiedenen Verfahrensschritten zu deren Herstellung.
Fig. 1 zeigt eine quaderförmige Backofenmuffel 1 aus Edelstahl mit fünf Muffelwänden
3. Dies sind die beiden Seitenwände, eine Boden- und eine Deckwand sowie eine
Rückwand. Die Beschickungsöffnung der Backofenmuffel 1 umzieht ein Muffelflansch
5. Die Backofenmuffel 1 ist einstückig in einem Hydroumformverfahren hergestellt. Bei
diesem Tiefziehverfahren weist die Backofenmuffel im Unterschied zu herkömmlichen
mechanisch tiefgezogenen Teilen Mängel, wie ungleichmäßige und große Wand
dickenveränderungen, sichtbare Ziehspuren und einen Ziehwulst, sowie verminderte
Oberflächenqualität und verminderte Formgenauigkeit nicht auf. Mit Hilfe der Sol-Gel-
Technologie werden in einem Tauch- oder Spritzverfahren eine Muffelinnenseite 7 und
eine Muffelaußenseite 9 mit einer Sol-Gel-Schicht 11 beschichtet (Fig. 2). Dabei wird
aus einer Lösung (Sol) durch kontrollierte Kondensationsmethoden ein kolloides
System im Mikrometer-Maßstab (Gel) erzeugt. Dieses Gel wird durch Trocknen infolge
Lösungsmittelentzug verdichtet und anschließend in geeigneter Weise ausgehärtet
bzw. bei einer Temperatur von etwa 450 bis 500°C eingebrannt. Während dieses Pro
zesses wird die Sol-Gel-Schicht über chemische Verbindungen mit dem Untergrund
besonders fest verbunden. Die dabei entstehende Sol-Gel-Schicht ist etwa 10 µm dick
und bildet auf der Muffelwand 3 aus Edelstahl beidseitig eine harte Oberfläche mit
elektrischen Isolationseigenschaften. Weiterhin bildet sie einen Anlauf- und Oxidations
schutz für das Edelstahl. Auf die Sol-Gel-Hartschicht sind in zumindest einem weiteren
Prozeßschritt in Sol-Gel-Technik Funktionalschichten auf verschiedene Bereiche der
Muffelinnenseite 7 aufgebracht. Abhängig vom Ort in der Backofenmuffel 1 sind durch
die Sol-Gel-Funktionalschichten insbesondere Antihaft-, Gleit- und Katalyseeigen
schaften bereitgestellt. Die Sol-Gel-Funktionalschichten haben dabei eine Dicke von
etwa 3 µm. Die aus den beiden Sol-Gel-Schichten 11 gebildete Schutzschicht ist derart
transparent, daß die zur Zubereitung von Speisen relevante Wärmestrahlung im Infra
rot- bzw. im sichtbaren Licht-Bereich die Schutzschicht durchdringen kann und von der
Edelstahloberfläche ins Muffelinnere optimal reflektiert werden kann (Fig. 2). Bei Be
darf ist auch eine transparente oder deckende Einfärbung der Schichten möglich.
Auf die Sol-Gel-Hartschicht sind in einem nachfolgenden Verfahrensschritt auf der
Muffelaußenseite 9 mäanderförmige Heizleiter 13 in Dickschichttechnik aufgetragen
(Fig. 3). Aufgrund der besonders dünnen Isolationsschicht zwischen dem Heizleiter 13
und der Muffelwand 3 ist ein besonders günstiger und gleichmäßiger Wärmeübergang
möglich. Die Heizleiter 13 können über Leiteranschlüsse 15 mit elektrischer Spannung
versorgt werden.
Gemäß Fig. 4 ist die Backofenmuffel 1 schließlich in eine Muffelisolation 17 aus faser
freiem Isolationsmaterial, z. B. Perlite, eingebettet. Durch den Isolationsmantel ist die
Backofenmuffel 1, deren Wandstärke lediglich 0,4 mm beträgt, stabilisiert. Weiterhin ist
die Isolationsschale 17 ausreichend nachgiebig gestaltet, um bei der thermischen Aus
dehnung der Backofenmuffel 1 beim Aufheizen während eines Backvorgangs nicht zu
reißen.
Claims (12)
1. Backofen mit einer frontseitig durch eine Tür verschließbaren im we
sentlichen quaderförmigen Backofenmuffel aus Metall, deren Muffelwände
Heizelemente zum Beheizen des Garraumes bzw. des darin angeordneten
Gargutes zugeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß
die Backofenmuffel (1) einstückig ausgebildet ist.
2. Backofen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Muffel
flansch (5) einstückig mit der Backofenmuffel (1) ausgebildet ist.
3. Backofen nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die
Backofenmuffel (1) als Hydroumformteil hergestellt ist.
4. Backofen nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die
Backofenmuffel (1) aus Aluminium ist.
5. Backofen nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest die
Innenseite (7) der Muffelwand mit einer anodisierten Aluminiumoxidschicht
versehen ist.
6. Backofen nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Muffelwand (3) zumindest zum Teil eine Isolations
schicht (11) aufweist, auf der das Heizelement (13) mittels Dickschicht
technik aufgebracht ist.
7. Backofen nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn
zeichnet, daß zumindest die Innenseite (7) der Muffelwand mit einer Sol-
Gel-Hartschicht (11) versehen ist.
8. Backofen nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Sol-
Gel-Hartschicht eine Sol-Gel-Funktionalschicht vorgesehen ist.
9. Backofen nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Backofenmuffel (1) durch einen Stabilisierungsrahmen
(17) von außen abgestützt ist.
10. Backofen nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Stabili
sierungsrahmen im wesentlichen durch eine Backofenmuffelisolation (17)
gebildet ist.
11. Backofen nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Dicke der Muffelwand (3) etwa 0,3 bis 0,5 mm beträgt.
12. Backofenmuffel nach einem der vorhergehenden Ansprüche.
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