DE19950819A1 - Backofentür-Glasscheibe - Google Patents

Abstract

Backofentür-Glasscheibe mit einer Bombierung, die so gewählt ist, daß sie über den gesamten Backofen-Heiztemperaturbereich nicht auf die andere Glasscheibenseite umschlagen kann.

Description

Die Erfindung betrifft eine Backofentür-Glasscheibe gemäß dem Oberbegriff von An­ spruch 1.

Die Erfindung betrifft das Problem des thermischen Wärmeverzugs von Glasschei­ ben von Backofentüren. Bei Backofentüren mit mehreren Glasscheiben betrifft die Erfindung insbesondere die Backofentür-Innenscheibe.

Glasscheiben wölben sich während des Backofenbetriebs temperaturabhängig teilweise sehr stark. Je nach Glasvorspannung und je nach ungleichmäßiger Wärmebelastung der Glasscheibe kann sich das Glas im Heißzustand in einem labilen oder in einem stabilen Zustand befinden. Ein labiler Zustand kann unter Umständen zu starker Geräuschentwick­ lung führen. Mit "labiler" Zustand wird hiermit ein Zustand gemeint, bei welchem Glaswölbungen von der einen auf die andere Glasscheibenseite umschlagen kön­ nen und umgekehrt, was häufig mit knallartig starker Geräuschentwicklung ver­ bunden ist.

Auf die Glasscheibe der Backofentür wirkt auf der einen Seite die Temperatur des Backofeninnenraumes, welche zwischen Zimmertemperatur von etwa 10°C bis 30°C bis über 300°C schwanken kann, und auf der anderen Seite die Temperatur der Backofenaußenseite in der Küche, in welcher der Backofen steht, und welche relativ konstant zwischen etwa 10°C und 30°C beträgt. Die Wärme verteilt sich in der Glasscheibe meistens nicht gleichmäßig und führt insbesondere bei solchen un­ gleichmäßigen Wärmebelastungen zu hohen Spannungen und Verformungen in der Glasscheibe. Da die Gläser beim Stand der Technik als ebene Scheiben ausgeführt sind, kommt es zu unterschiedlichen Verformungen und unterschiedlichen Wölbungen. Innerhalb der Glasscheibe können eine oder mehrere unterschiedliche Verformungen und unterschiedliche Wölbungen entstehen. Eine Wölbung kann in verschiedenen Bereichen unterschiedliche Krümmungsradien haben.

Bekannte Maßnahmen zur Reduzierung einer nachteiligen Hitzeeinwirkung auf die Glasscheibe der Backofentür bestehen darin, die Glasscheibe mit reflektierenden Beschichtungen zu versehen und/oder die Wärmeverteilung durch Luftführungen im Bereich der Glasscheibe zu verbessern.

Durch die Erfindung soll die Aufgabe gelöst werden, Brüche und Geräusche einer Backofen-Glasscheibe, welche durch starke Temperaturänderungen entstehen, auf einfache und zuverlässige Weise und in einer für alle Arten von Backöfen vorherbe­ stimmbaren Weise sicher zu vermeiden.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß die Backofentür- Glasscheibe vorbombiert ist und die Größe und die Richtung der Bombierung auf die temperaturabhängigen Ausdehnungseigenschaften der Glasscheibe so abge­ stimmt sind, daß die Bombierung über den gesamten Backofen-Heiztemperaturbe­ reich nicht auf die andere Glasscheibenseite umschlagen kann.

Vorteile der Erfindung: Die Backofentür-Glasscheibe, insbesondere die Innenschei­ be einer Backofentür, ist so vorbombiert, daß die Bombierung über den gesamten thermischen Backofen-Heizvorgang beherrschbar ist. Damit sind auch thermische Maßveränderungen der Glasscheibe und der sie tragenden Metallkonstruktion der Backofentür vorherbestimmbar. Ferner wird das Geräuschrisiko minimiert, weil die Bombierung derart gewählt wird, daß die nach der einen Glasscheibenseite gerich­ tete Bombierung während des Backofen-Heizvorganges nicht auf die andere Glas­ scheibenseite umschlagen kann. Ferner können durch die Bombierung auch Re­ lativbewegungen zwischen der Glasscheibe und der sie aufnehmenden Rahmen­ konstruktion der Backofentür reduziert werden.

Der Erfindung liegen die Gedanken zugrunde, daß die Wärmeverteilung in der Glasscheibe sich nur unwesentlich verbessern läßt, daß die temperaturabhängige Längenausdehnung der Glasscheibe akzeptiert werden muß, daß durch gezielte Vorbombierung in den Heißflächen der Glasscheibe die Richtung für die tempera­ turabhängige Längenausdehnung vorbestimmt werden kann. Die Bombierung der Glasscheibe läßt sich verfahrenstechnisch bei der Herstellung der Glasscheibe durch gezielte Kühlluftverteilung während des Abkühlprozesses steuern und errei­ chen, wobei sich durch diese gezielte Kühlluftverteilung eine entsprechende Glas­ vorspannung ergibt, durch welche die Glasscheibe im abgekühlten Zustand eine vorbestimmte Wölbung (Bombierung) hat.

Mit "Bombierung" ist im Rahmen der Erfindung eine Wölbung der Glasscheibe ge­ meint, welche die Glasscheibe dann hat, wenn sie auf beiden Scheibenseiten glei­ cher Umgebungstemperatur ausgesetzt ist. Somit ist die Glasscheibe gemäß der Erfindung vorbombiert.

Die Erfindung wird im folgenden mit Bezug auf die Zeichnungen anhand von be­ vorzugten Ausführungsformen als Beispiele beschrieben. In den Zeichnungen zei­ gen Fig. 1 schematisch einen vertikalen Querschnitt durch einen Backofen mit einer konvex in den Backofeninnenraum gewölbten Türglas­ scheibe,

Fig. 2 schematisch einen Vertikalschnitt eines Backofens mit einer kon­ vex aus dem Backofeninnenraum herausgewölbten Türglas­ scheibe, d. h. sie ist auf ihrer dem Backofeninnenraum zuge­ wandten Seite konkav gewölbt,

Fig. 3 eine Seitenansicht der Türglasscheibe von Fig. 1 in Form einer Einfachscheibe (einschichtige Glasscheibe),

Fig. 4 eine Seitenansicht der Türglasscheibe von Fig. 2 in Form einer Einfachscheibe (einschichtige Glasscheibe),

Fig. 5 eine Seitenansicht der Türglasscheibe von Fig. 1 in Form einer Verbundglasscheibe (2- oder mehrschichtige Glasscheibe);

Fig. 6 eine Seitenansicht der Türglasscheibe von Fig. 2 in Form einer Verbundglasscheibe (2- oder mehrschichtige Glasscheibe).

In den Fig. 3-6 sind die Türglasscheiben unproportional und mit einer we­ sentlich größeren Bombierung (Wölbung) als in Wirklichkeit dargestellt, um die Erfindung deutlicher zu machen. Bei allen Ausführungsformen ist das Glas vor­ zugsweise ein sogenanntes Hartglas.

Der hier verwendete Ausdruck "Backofen" betrifft nicht nur Öfen zum Backen, sondern jegliche Art von heizbaren Geräteräumen mit einer Geräteraumtür, die mit einer Glasscheibe als Sichtfenster zur Beobachtung des Garprozesses von Nahrungsmitteln in dem Geräteraum versehen ist, z. B. auch Grillgeräte oder kombinierte Back- und Grillgeräte. Der Geräteraum wird deshalb im folgenden als Backofen-Innenraum 4 bezeichnet.

Die Backöfen 2 der Fig. 1 und 2 haben einen elektrisch oder mit Gas beheizba­ ren Innenraum 4 (Backraum), welcher auf der Vorderseite durch eine Backofen­ tür 6 verschließbar ist. Die Backofentür 6 ist um ein horizontales Scharnier 8 auf und zu schwenkbar.

Die Backofentür 6 von Fig. 1 enthält ein Sichtfenster 14 mit einer Glasscheibe 10, welche in den Innenraum 4 hineingewölbt ist. Die Glasscheibe 10 hat somit eine sich konvex in den Innenraum 4 hineinerstreckende Bombierung, im folgen­ den "konvexe Bombierung" genannt.

Die Backofentür 6 von Fig. 2 hat ein Sichtfenster 14 mit einer aus dem Innen­ raum 4 nach außen konvex gewölbten Glasscheibe 12. Diese Glasscheibe 12 hat somit eine konvex aus dem Innenraum 4 nach außen gewölbte Bombierung, wobei sie auf ihrer dem Innenraum 4 zugewandten Seite konkav ist, im folgen­ den "konkave Bombierung" genannt.

Im folgenden werden verschiedene Ausführungsformen der Glasscheibe 10 von Fig. 1 und der Glasscheibe 12 von Fig. 2 miteinander verglichen.

Fig. 3 zeigt in Seitenansicht eine Glasscheibe 10 von Fig. 1 in Form einer Ein­ fachglasscheibe, das heißt einer einschichtigen Glasscheibe, welche vorbom­ biert ist, so daß sie bei gleicher Temperatur auf beiden Glasscheibenseiten in den In­ nenraum 4 hinein, das heißt konvex, gewölbt ist. Mit zunehmender Temperatur im Innenraum 4 und ungefähr gleichbleibender Temperatur auf der Backofen­ außenseite wird die Wölbung größer, das heißt der Wölbungsradius wird kleiner. Dies hat den Vorteil, daß die Bombierung (Wölbung) bei keinem in der Praxis auftretenden Temperatur-Differenzwert zwischen Innenraum 4 und Backofen­ außenraum auf die andere Seite umschlagen kann. Das heißt die Bombierung kann nicht konkav werden.

Fig. 4 zeigt die Glasscheibe 12 von Fig. 2 in Form einer "Einfachglasscheibe", d. h. einer einschichtigen Glasscheibe, welche vorbombiert ist, so daß sie eine im Innenraum 4 konkave Wölbung bzw. Bombierung hat, wenn auf beiden Glas­ scheibenseiten ungefähr gleiche Temperatur herrscht. Dies hat bei zunehmen­ der Temperatur im Innenraum 4 und ungefähr gleich bleibender Temperatur auf der Backofenaußenseite den Nachteil, daß die Bombierung auf die andere Seite mit einem lauten Knall durchschlagen kann oder daß zur Vermeidung eines sol­ chen Durchschlagens oder Umkippens die Bombierung sehr groß sein muß.

Fig. 5 zeigt die Glasscheibe 10 von Fig. 1 in Form einer mindestens aus zwei Glasschichten 10-1 und 10-2 bestehenden Verbundglasscheibe, welche vor­ bombiert ist, so daß sie in den Innenraum 4 hinein konvex gewölbt ist, wenn auf beiden Glasscheibenseiten ungefähr gleiche Temperatur herrscht.

Erste Ausführungsform von Fig. 5, bei welcher alle Glasschichten 10-1 und 10-2 den gleichen Wärmeausdehnungskoeffizienten haben, d. h. sich temperaturab­ hängig in gleicher Weise ausdehnen oder zusammenziehen. Die Glasscheibe 10 wölbt sich um so mehr in den Innenraum 4 hinein, je höher die Heiztempera­ tur darin wird, während die Backofenaußentemperatur ungefähr konstant bleibt. Dies hat den Vorteil, daß die Bombierung nicht auf die andere Seite umschlagen kann, d. h. nicht von dem Innenraum zum Backofenaußenraum hin.

Zweite Ausführungsform von Fig. 5, bei welcher die Glasschicht 10-1, welche dem Backofen-Innenraum 4 zugewandt ist, einen größeren Wärmeausdeh­ nungskoeffizienten hat als die auf der dazu abgewandten Backofenaußenseite angeordnete Glasschicht 10-2, so daß die innere Glasschicht 10-1 pro Grad Temperaturänderung wesentlich stärker expandiert oder kontraktiert als die äußere Glasschicht 10-2. Dies hat wieder den Vorteil, daß die Bombierung nicht auf die andere Seite umschlagen kann. Ferner wird dadurch die Glasbruchge­ fahr reduziert, weil die den größeren Wärmeausdehnungskoeffizienten aufwei­ sende innere Glasschicht 10-1 auf der konvexen und damit in der Fläche größe­ ren Seite der Verbundglasscheibe 10 angeordnet ist.

Dritte Ausführungsform von Fig. 5, bei welcher die auf der Backofenaußenseite angeordnete Glasschicht 10-2 einen größeren Wärmeausdehnungskoeffizien­ ten hat als die auf der Backofeninnenseite angeordnete Glasschicht 10-1. Hier besteht bei einem Temperaturanstieg die Gefahr, daß die Bombierung von der Backofeninnenseite auf die Backofenaußenseite umschlägt und die Glasschich­ ten brechen, sofern der unterschiedliche Wärmeausdehnungskoeffizient hierfür groß genug ist mit Bezug darauf, daß die Temperatur im Backofen-Innenraum 4 von etwa 20°C auf 300°C und höher ansteigen kann, während sie auf der Backofenaußenseite bei ungefähr 20°C bleibt.

Fig. 6 zeigt die Glasscheibe 12 von Fig. 2 in Form einer mindestens aus zwei Glasschichten 12-1 und 12-2 bestehenden Verbundglasscheibe, welche vor­ bombiert ist, so daß sie aus dem Innenraum 4 hinaus konvex gewölbt ist, wenn auf beiden Glasscheibenseiten ungefähr gleiche Temperatur herrscht. Dies be­ deutet, daß die Verbundglasscheibe 12 auf ihrer dem Innenraum 4 zugewandten Seite konkav bombiert ist.

Erste Ausführungsform von Fig. 6, bei welcher beide Glasschichten 12-1 und 12-2 den gleichen Wärmeausdehnungskoeffizienten haben. In diesem Falle wird sich bei einer Erwärmung des Innenraumes 4 von Zimmertemperatur von etwa 20°C auf Backtemperatur oder Grilltemperatur von bis zu oder über 300°C, während auf der Backofenaußenseite die Zimmertemperatur bei etwa 20°C bleibt, die innere Glasschicht 12-1 wesentlich stärker ausdehnen als die äußere Glasschicht 12-2. Hierbei besteht die Gefahr, daß die Bombierung von der Aus­ senseite auf die Innenseite umschlägt, was einen starken Knall erzeugen kann, und die Gefahr, daß die Verbundglasscheibe bricht. Durch die temperaturab­ hängig starken Expansionen und Kontraktionen entstehen auch starke Relativ­ bewegungen zwischen der Verbundglasscheibe und den sie haltenden Teilen der Backofentür 6.

Zweite Ausführungsform von Fig. 6, bei welcher die dem Innenraum 4 zuge­ wandte innere Glasschicht 12-1 einen größeren Wärmeausdehnungskoeffi­ zienten hat als die auf der Backofenaußenseite angeordnete Glasschicht 12-2. Hierbei wird sich ein Umschlagen der Wölbung oder Bombierung von der Back­ ofenaußenseite in Richtung zum Innenraum 4 hin nicht vermeiden lassen bei einem Temperaturanstieg im Innenraum 4 von Zimmertemperatur auf Backtem­ peratur oder Grilltemperatur, während die Temperatur auf der Backofenaußen­ seite im wesentlichen konstant bleibt.

Dritte Ausführungsform von Fig. 6, bei welcher die auf der Backofenaußenseite liegende Glasschicht 12-2 einen größeren Wärmeausdehnungskoeffizienten hat als die dem Innenraum 4 zugewandte innere Glasschicht 12-1. Hier würde die Wölbung oder Bombierung auf der gleichen Seite bleiben, wenn auf beiden Glasscheibenseiten eine gleichmäßige Temperaturveränderung stattfinden wür­ de. Da jedoch im Innenraum 4 die Temperatur auf Backtemperatur oder Grilltem­ peratur von bis über 300°C ansteigen kann, während sie auf der Außenseite im wesentlichen bei 20°C bleibt, findet ein solches Umschlagen der Bombierung von der einen Seite auf die andere Seite nur dann statt, wenn die unterschiedli­ chen Wärmeausdehnungskoeffizienten stärker zur Wirkung kommen als die Temperaturunterschiede zwischen Innenseite und Außenseite.

Die Glasscheibe 10 oder 12 kann nicht nur mit einer Bombierung, sondern auch mit mehreren Bombierungen versehen sein, d. h. mit einer oder mehreren Wöl­ bungen je in gleicher oder in unterschiedlichen Richtungen. Diese eine oder mehrere Wölbungen bzw. Bombierungen können gleichmäßigen Krümmungs­ radius oder einen über die Bombierung hinweg sich ändernden Krümmungsra­ dius haben. In Bereichen mit geringerer Temperaturänderung während des Be­ triebes des Backofens wird normalerweise eine kleinere Vorbombierung zweck­ mäßiger sein als in anderen Bereichen, in welchen größere Temperaturände­ rungen beim Backen oder Grillen auftreten.

Claims (6)

1. Backofentür-Glasscheibe, dadurch gekennzeichnet, daß sie vorbom­ biert ist und daß die Größe und die Richtung der Bombierung auf die temperaturabhängigen Ausdehnungseigenschaften der Glasscheibe (10; 12) so abgestimmt sind, daß die Bombierung über den gesamten Backofen-Heiztemperaturbereich nicht auf die andere Glasscheiben­ seite umschlagen kann.

2. Backofen-Glasscheibe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die konvexe Seite der Bombierung auf der Backofeninnenseite (4) und die konkave Seite der Bombierung auf der Backofenaußenseite ist.

3. Backofentür-Glasscheibe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß sie eine einschichtige Scheibe ist.

4. Backofentür-Glasscheibe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß sie eine Verbundglasscheibe ist.

5. Backofentür-Glasscheibe nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die dem Backofeninnenraum (4) näher gelegene Scheibenschicht (10-1; 12-1) einen größeren Wärmeausdehnungskoeffizienten hat als die entfernter gelegene Scheibenschicht (10-2; 12-2).

6. Backofentür-Glasscheibe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ihr Glas Hartglas ist.