DE3231462C1 - Thermisch belastetes Blechteil, insbesondere Ofenmuffel und Verfahren zu dessen Herstellung - Google Patents

Description

• F i g. 1 zeigt eine quaderförmige Ofenmuffel für einen Backofen, bestehend aus Blechmaterial mit Wandflächen 1, 2, 3, 4 und 5 sowie mit einem die Beschickungsöffnung 6 umziehenden Randflansch 7. Wie in Fig 2 verdeutlicht, sind diese Wandflächen 1 bis 5 auf der Innenseite mit einer Email-Beschichtung 9 versehen, während die Außenflächen unbeschichtet bleiben. In üblicher Weise sind außerhalb der boden- und deckseitigen Wandfläche 4, 3 außenliegende elektrische Heizkörper vorgesehen, die der Emfachheit halber in- der Zeichnung nicht dargestellt sind. Die Ofenmuffel ist gebildet aus einem Blechband 10, das in F i g. 3 als Einzelheit dargestellt ist. Hierbei bilden in Bandrichtung sich erstreckende Randzonen t1 und 12 diejenigen Abschnitte des Blechbandes 10, die im anschließenden Biegeverfahren derart verformt werden, daß sie den Randflansch 7 sowie einen rückwärtigen Flansch bilden, wobei am letztgenannten Flansch die rückwärtige Wandfläche 5 angeschweißt wird. Mit 13 sind Zwischenabschnitte bezeichnet, die ebenfalls Randzonen der im wesentlichen ebenen Wandflächen, also die Kantenbereiche 14 bilden.
• Vor der Ausformung der Ofenmuffel wird jede der zwischen den Randzonen 11,12 und 13 liegenden Wandflächen direkt, d. h. durch Überdehnung in der Blechflächen-Ebene mechanisch zu einer Art Federboden vorgespannt. In F i g. 3 sind durch Pfeile die Reckrichtungen angedeutet Hierzu werden die Randzonen 11, 12 und 13 in einer Reckvorrichtung bzw. in entsprechenden Reckbacken eingespannt und anschließend in entgegengesetzten Richtungen auseinanderbewegt. Auf diese Weise wird das Blechmaterial innerhalb der Randzonen verdünnt und bis zu etwa 3 mm gelängt. Eine Reckung des Materials erfolgt nicht in den vorgenannten Randzonen, d. h. diese verbleiben in der ursprünglichen Form und Blechstärke. Nach diesem Reckvorgang wird durch entsprechende Biege- bzw. Prägevorgänge die Ofenmuffel ausgeformt und die Nahtstellen miteinander verschweißt, wonach der Emailliervorgang erfolgt. Nach dem Auftragen der Emailfritte erfolgt in einem Ofen bei erhöhter Temperatur von über 500"C die Aushärtung des Email. Beim Abkühlen findet, aufgrund der unterschiedlichen thermischen Ausdehnungskoeffizienten von Blechmaterial und Email, eine Art Bimetalleffekt statt, d. h. das mechanisch überdehnte Blechmaterial bzw. der durch Überdehnung geschaffene Federboden wölbt sich gemäß F i g. 2 nach außen hin aus. Eine solche Auswölbung oder Bombierung findet auch statt, wenn eine nicht-beschichtete Blechfläche nur von einer Richtung her, etwa von der Außenseite her, erhitzt wird. In jedem Falle erfolgt diese Bombierung dadurch, daß sich der Federboden an den formstabilen Randbereichen bzw. Kanten- oder Eckenbereichen abstützt, die infolge der größeren Blechstärke, unterstützt durch die Abkantungen oder Abbiegungen, nicht nachgeben. In den F i g. 4 und 5 ist in zwei Schnittansichten diese kugelförmige Bombierung im Bereich der ebenen Wandflächen zwischen den formstabilen Zonen 11, 12 und 13 verdeutlicht. Durch die vorbeschriebene Reckbehandlung wird außerdem schon beim Formen der Ofenmuffel, also bei den Biegevorgängen, eine Auswölbung der Wandflächen in einer vorgegebenen Richtung stattfinden. Durch die nachfolgende Beschichtung und Wärmebehandlung werden diese Bombierungen noch stabilisiert. Durch die Reckbehandlung erübrigen sich sonstige, durch Prägen des Wandflächenmaterials vorgenommene relativ tiefe Bombierungen oder z. B. walmdachartige Ausprägungen und es werden Bombierungen mit nur einer sehr geringen Bombiertiefe erhalten. Der Deutlichkeit halber wurden in der Zeichnung übertriebene Bombierradien gewählt.

Claims (3)

1. Patentansprüche: 1. Thermisch belastetes Blechteil mit einseitiger Beschichtung, z. B. Emaillierung, insbesondere Ofenmuffel, dessen im wesentlichen ebene Wandflächen zumindest bei starker Erhitzung in einer vorgegebenen Richtungbombiertsind, dadurch gekennzeichnet, daß die Blechflächen (1, 2, 3, 4) mit Ausnahme der sie einschließenden, vorzugsweise Abbiege- und Kantenzonen bildenden Randzonen (11, 12, 13) durch Überdehnung in der Blechflächen--Ebene mechanisch vorgespannt sind.
2. 2. Verfahren zur Herstellung eines Blechteiles, insbesondere einer beheizbaren Ofenmuffel, nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Blechflächen (1,2, 3, 4) mit Ausnahme der sie umschließenden Randzonen (11, 12, 13) gereckt werden, daß dann auf einer Blechseite eine Beschichtung, vorzugsweise eine Emailschicht (9) aufgebracht und unter Einwirkung erhöhter Temperatur ausgehärtet wird.
3. 3. Verfahren nach Anspruch 2 zur Herstellung von Ofenmuffeln, dadurch gekennzeichnet, daß ein Blechband (10) an den die ebenen Muffelwände bildenden Längsabschnitten (11, 12) am Blechrand und an dem die Kantenbereiche bildenden Zwischenabschnitten (13) in einem Reckwerkzeug eingespannt und die umschlossene Blechfläche gereckt wird.

   r Die Erfindung betrifft ein thermisch belastetes Blechteil, insbesondere eine Ofenmuffel, gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 sowie ein Verfahren zu dessenHerstellung.

   Bei Ofenmuffeln für Backöfen (DE-PS 21 06 773), die an der Innenseite mit einer Emailbeschichtung versehen sind und die z. B. mit einer außen liegenden Heizeinrichtung beheizbar sind, ist es bekannt, die Muffelwände nach außen hin mit einer eingeprägten Bombierung zu versehen. Durch diese vor dem Emailliervorgang durch ein Prägeverfahren in die Muffelwände eingebrachte Bombierung wird verhindert, daß bei starker Erhitzung der Ofenmuffel infolge der dabei auftretenden Spannungen die großflächigen Muffelwände sich nach innen auswölben, wodurch sich in der Emailschicht Risse bilden würden, bzw. Emailteile abplatzen würden. Demgegenüber ist eine gewisse thermische Auswölbung der Wandflächen nach außen für das Emaille unschädlich, da dieses schadlos auf Druck, nicht dagegen auf Zug beansprucht werden darf. Diese allgemein übliche Maßnahme hat jedoch zum einen den Nachteil, daß sich das Blechmaterial im Bereich der Prägekanten verfestigt, d. h. sehr stabii wird, wogegen die unmittelbar benachbarten, im wesentlichen ebenen Blechabschnitte im Bezug auf die thermischen Spannungen beweglich bleiben, also diesen Spannungen nachgeben können. Dadurch besteht wiederum die Gefahr von Rißbildungen im Email. Auf der anderen Seite müssen die von vornherein in das flächige Blechmaterial durch Prägen oder Tiefziehen eingearbeiteten Bombierungen so tief sein, daß der elastische Bereich des Blechmaterials überwunden wird, ein Zurückfedern also verhindert wird. Man erhält dadurch unerwünschte, vielfach und zum Teil stark profilierte Wandabschnitte.

   Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein ther- misch belastetes Blechteil, insbesondere eine Ofenmuffel, sowie ein Verfahren zu dessen Herstellung so auszugestalten, daß man im wesentlichen ebene Blechflächen erhält und trotzdem eine Beschädigung der auf einer Seite aufgebrachten Beschichtung nicht zu befürchten ist.

   Diese Aufgabe wird gelöst durch die in den Patentansprüchen 1 und 2 angegebenen Maßnahmen.

   Durch die Überdehnung der Blechflächen, d. h. durch Recken derselben wird zum einen die von den Randzonen umgebene Blechoberfläche vergrößert und verdünnt, so daß sich praktisch eine Art vorgespannter Federboden ergibt. Mit einseitiger Beschichtung, z. B.

   Emaillierung, oder auch ohne diese wird sich ein derartiger Federboden nur in einer einzigen, vorgegebenen Richtung auswölben, dann, wenn auf die Blechfläche von einer Seite her starke Wärmeenergie aufgebracht wird. Bei -einseitig beschichteten Blechfiächen, also insbesondere bei den einseitig emaillierten Wandflächen von Ofenmuffeln, wird dieser Effekt dadurch noch verstärkt, daß sich durch den Beschichtungsbelag zwischen Blechmaterial und Beschichtungsmaterial eine Art Bimetalleffekt ergibt, da die vorgenannten Materialien unterschiedliche thermische Ausdehnungskoeffizienten besitzen. Das heißt, wenn nach dem Aufbringen der Emailfritte des Email bei hoher Temperatur von über 500"C ausgehärtet und danach wieder abgekühlt wird, kühlt das Blechmaterial schneller aus als das Beschichtungsmaterial, so daß sich während dem Abkühlungsprozeß zwischen diesen Materialien mechanische Spannungen ergeben, durch die die betreffende Wandfläche gleichmäßig, z. B. in einer homogenen Wölbung leicht bombiert wird. Auch nach dem Aushärten der Beschichtung wird jedesmal, wenn die Ofenmuffel erhitzt wird, das Blechmaterial ausschließlich die Neigung haben, sich in diesem Fall nach außen auszuwölben, was die Emailbeschichtung schadlos übersteht. Mit dem Recken wird also eine Art Federboden geschaffen, der bei anschließender Erhitzung eine Bombierungsneigung nur in einer vorgegebenen Richtung hat Hierbei stützt sich dieser Federboden an den Randzonen ab, deren Material nicht durch Recken verändert wurde und eine höhere Formstabilität besitzt als der Federboden. Durch das Überdehnen erhalten die Flächen federnde Eigenschaften. Dadurch werden auch bei Montage- und Transportbeanspruchungen bei Raumtemperaturen Oberflächenschäden vermieden (Federboden).

   Die Erfindung ist anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles nachstehend erläutert Es zeigt F i g. 1 die perspektivische Darstellung einer Ofenmuffel für einen Backofen im Zusammenhang mit einem Blechband, aus dem sie gefertigt wurde, F i g. 2 die vergrößerte Schnittdarstellung einer bombierten Wandfläche der Ofenmuffel gemäß F i g. 1, F i g. 3 die Einzeldarstellung eines Blechbandes für die Ofenmuffel gemäß F i g. 1, F i g. 4 und 5 zwei Schnittansichten des infolge Rekkung bombierten Abschnittes des Blechbandes.