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Elektrisch beheiztes Gerät, insbesondere Gefäß zum Kochen, Braten
oder Backen Die Erfindung bezieht sich auf ein elektrisch beheiztes Gerät, insbesondere
auf ein Gefäß zum Kochen, Braten oder Backen, bei dem an der zu beheizenden Fläche
des Gerätes oder Gefäßes ein elektrischer Heizleiter angebracht ist.
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Bei den üblichen Koch-, Brat- und Backgeräten mit elektrischer Widerstandsheizung
ist der Heizleiter auf der zu -erwärmenden Fläche des Gerätes durch besondere mechanische
Mittel, z. B. durch Anschrauben, Anklemmen, Anpressen od, dgl., befestigt, falls
nicht diese Fläche überhaupt nur der Wärmestrahlung eines selbständigen elektrischen
Heizkörpers ausgesetzt ist. Hierbei bedingt aber die Forderung nach sicherer elektrischer
Isolierung, daß der Heizleiter auf elektrisch isolierende Mittel aufgebracht bzw.
von solchen allseitig umgeben ist. Da die Wärmeübertragung von dem Heizleiter auf
die zu erwärmende Fläche durch Wärmeleitung, durch Konvektion oder durch Wärmestrahlung
erfolgt, sind die elektrisch isolierenden Zwischenschichten wärmewirtschaftlich
sehr ungünstig und beeinträchtigen den Wirkungsgrad des Gerätes nicht unerheblich:
So haben auch zwischenliegende Luftschichten, wie sie bei solchen Ausführungen unvermeidlich
sind, bekanntlich eine schlechte Wärmeleitfähigkeit und begünstigen außerdem die
Korrosion des Heizleiters, wodurch dessen Lebensdauer herabgesetzt wird. Wird nun,
um dieser Gefahr zu begegnen, der Heizleiter in eine elektrisch isolierende Schicht
vollkommen eingebettet, so sind verhältnismäßig starke Isolierschichten erforderlich,
welche ihrerseits wiederum die Wärmeleitfähigkeit herabsetzen und höhere Temperaturen
des Heizleiters herbeiführen.
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Es wurde zwar auch schon vor 5o Jahren vorgeschlagen, den Heizleiter
unmittelbar auf eine die
zu beheizende Fläche bedeckende Emailschicht
aufzulegen oder in eine solche Emailschicht einzubetten. Dieser alte Vorschlag hat
aber keine praktische Bedeutung erlangen können, weil die bisher für diese Zwecke
verwendeten technischen Emails bei höheren Temperaturen eine ständig sinkende elektrische
Isolierfähigkeit aufwiesen. Infolgedessen hat man bisher allgemein die Schaffung
eines brauchbaren Gerätes dieser Art nicht für möglich gehalten.
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Durch die Erfindung wird bezweckt, diese Mängel der bekannten elektrisch
beheizten Geräte mit Heizleiter und Emailschicht zu beseitigen.
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Die Erfindung besteht im wesentlichen darin, daß als Isolieremail
ein technisches Email verwendet wird, bei dem zwecks Erzielung besserer elektrischer
Isolierfähigkeit auch bei höheren Temperaturen diejenigen in den üblichen technischen
Emailzusammensetzungen enthaltenen Stoffe, welche bei steigender Temperatur eine
erhöhte Zonenleitfähigkeit aufweisen, wie insbesondere die Alkalioxyde (Natriumoxyd
und Kaliumoxyd), durch Stoffe mit geringerer Ionenleitfähigkeit, wie vorzugsweise
Bleioxyd, Bariumoxyd, Calciumoxyd; ganz oder größtenteils ersetzt sind.
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Als besonders vorteilhaft hat sich erfindungsgemäß ein Isolieremail
erwiesen, welches einen Gehalt von 2o bis 4o0:4 Kieselsäure (Si02), 4.o bis 650'o
Bleioxyd (Pb0) und/oder Bariumoxyd (Ba0), bis zu 6% Calciumoxyd (Ca0), bis zu 6%
Aliiminiumoxyd (A1203) und gegebenenfalls bis zu 5% Borsäure (B203) aufweist.
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Erst durch die Verwendung solcher auch bei höheren Temperaturen gut
isolierender Emails ist die Schaffung eines praktisch brauchbaren Gerätes der in
Rede stehenden Art möglich gewesen.
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Emails der vorstehenden Zusammensetzung entsprechen den üblichen technischen
Anforderungen, haben aber außerdem die gerade für die Zwecke der Erfindung besonders
wichtige Eigenschaft, daß sie im Gegensatz zu den bisher üblichen technischen Emails
ihre elektrische Isolierfähigkeit auch bei höheren Temperaturen in ausreichendem
Maße beibehalten. Solche Emails können als elektrisch isolierende Schichten im Sinne
der Erfindung praktisch in einem Temperaturbereich bis zu 5oo° C verwendet werden.
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Auf einer solchen oder entsprechenden Isolieremailschicht kann ein
band- oder drahtförmiger Heizleiter angebracht, z. B. mittels einer Kittschicht
oder einer abdeckenden Isolieremailschicht befestigt sein. Vorteilhaft ist ferner
erfindungsgemäß die Aufbringung einer zusammenhängenden oder unterteilten, z. B.
großflächigen oder spiralförmigen Heizleiterschicht durch Aufbrennen oder Sintern
von Metallpulver oder durch Aufspritzen von flüssigem Metall oder durch Aufdampfen
von Metall im Hochvakuum. Weitere Ausgestaltungen des Erfindungsgedankens sind in
der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.
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In der Zeichnung ist die Erfindung in verschiedenen Ausführungsformen
beispielsweise veranschaulicht, und zwar zeigt Fig. r im Schnitt und teilweise in
Ansicht ein: topfförmiges Kochgeschirr; Fig. 2 zeigt eine Variante dieses Kochgeschirres;
Fig.3 stellt eine weitere Variante dar, und Fig. q. schließlich veranschaulicht
im Schnitt und teilweise in Ansicht ein Gerät gemäß der Erfindung in Form einer
Bratpfanne.
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Gemäß dem in Fig. z veranschaulichten Kochgeschirr besteht der zur
Aufnähme des Kochgutes dienende Teil aus einem Topf a, dessen Rand b nach ,außen
und nach unten umgelegt ist. Dieser innere Topf a sitzt in einem als Mantel dienenden
Übertopf c, dessen oberer Rand unter den umgelegten Rand b des Innentopfes greift.
Zwischen Innentopf a und Außentopf c bleibt längs Wand und Boden ein Luftzwischenraum.
Der Innentopf a kann aus verschiedenartigen Werkstoffen hergestellt sein, beispielsweise
aus rostfreiem Stahl oder aus Stahlblech, -und .er kann innen oder ,auf beiden Seiten
in üblicher Weise emailliert sein.
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Auf diejenigen Flächen des Topfesa, welche erwärmt werden sollen,
ist nun die elektrisch isolierende Emailschicht nach dem üblichen Verfahren der
Emailtechnik aufgebracht. Als solche Flächen kommen insbesondere Boden, Wand, Teile
dieser Flächen oder auch beide in Frage. -Im Ausführungsbeispiel sind der Boden,
der Übergang zur Wandung und der untere Teil der Seitenwandung auf diese Weise mit
der Isolieremailschicht versehen, welche mit d bezeichnet ist.
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Auf die elektrisch isolierende Emailschicht ist der Heizleiter oder
eine sonstige elektrische Widerstandsschicht aufgebracht, was in verschiedener Weise
geschehen kann. Sollen z. B. Heizleiter in Form von Drähten oder Bändern verwendet
werden, so werden diese direkt auf die Isolieremailschicht d aufgebracht. In Fig.
r sind als Heizleiter derartige Heizdrähte e angeordnet. Die Heizleiter e können
in verschiedener Weise ,auf der Isolieremailschicht d festgehalten werden. Beispielsweise
können . die Heizleiter mit Hilfe eines wärmebeständigen, poren-und lunkerfreien
Kittes aufgekittet werden, so daß sie satt .auf der Emailschicht d anliegen und
nach außen durch die Kittschicht f abgedeckt sind. Hierfür geeignete Kitte sind
bekannt; die Kittschicht braucht nach der Aufbringung nur noch einem Trockenprozeß
unterworfen zu werden.
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Eine weitere Befestigungsmöglichkeit besteht darin, auf die Heizleiterdrähte
.oder -bänder eine zweite Schicht von Isolieremail aufzubringen, wobei dessen Versatz
zweckmäßig so gewählt wird, daß es eine niedrigere Erweichungstemperatur besitzt
als die wärmeübertragende Isolieremailschicht d. Das eingangs definierte, vorzugsweise
zur Anwendung kommende technische Isolieremail mit bei höheren Temperaturen bleibender
Isolierfähigkeit ermöglicht hinsichtlich seiner Zusammensetzung einen für diese
Forderung ausreichenden Spielraum.
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Zweckmäßig wird die abdeckende Kitt- oder Emailschicht f am Boden
des Topfes mit einem wärmeisolierenden Mittel, z. B. mit einer Asbestplatte g, überdeckt,
um eine Wärmeabstrahlung zum äußeren Topfboden zu verhindern. Diese Abdeckplatte
g
kann durch beliebige mechanische Mittel, z. B. durch eine Blechscheibe k, festgehalten
werden, welche mittels einer Mutter! an einem am Boden des inneren Topfes angeschweißten
Gewindebolzen k festgeschraubt ist. Anstatt dessen können auch andere Befestigungsmittel
verwendet werden, z. B. federnde Anpreßorgane.
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Durch die Wand des Außentopfes c werden an geeigneter Stelle zwei
(bzw. bei zwei Heizkreisen drei) Steckerstifte l durchgeführt, die mit einer Schutzhülse
m umgeben sind. Diese Durchführung wird wasserdicht ausgebildet. Mit den inneren
Enden dieser Steckerstifte l sind die Zuleitungen für den Heizleiter verbunden.
In der Zeichnung sind diese Zuleitungen fortgelassen worden, um das Bild nicht zu
überladen. Eine zweckmäßige Ausführung dieser Zuleitungen besteht darin, daß auf
der Abdeckscheibe h auf der Seite der Steckerstifte l ein Isolierstück
befestigt wird, welches die Zuleitungen zu dem Heizleiter aufnimmt und in zwei über
das Isolierstück hinausragenden Blechfahnen endigt, die den gleichen Abstand voneinander
aufweisen wie die Steckerstifte. Die Enden der Steckerstifte werden dann als federnde
Klemmen ausgebildet, in welche sich die genannten Blechfahnen beim Zusammenbeau
.des Topfes einführen lassen, wenn der innere Topf a von oben in den äußeren Topf
c eingesetzt wird.
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Der obere Rand des Topfes e wird in der durch den umgelegten Rand
b gebildeten Nut nach dem Zusammenbau des Topfes verkittet oder verlötet, so daß
der ganze Kochtopf wasserdicht ist. Dies ist bei dem vielseitigen Gebrauch in der
Küche sehr vorteilhaft. An dem Außentopf c können in bekannter Weise Griffe, Stiele
oder, wie im Ausführungsbeispiel, ein Henkeln angebracht werden.
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Zweckmäßig wird der obere Teil des inneren Topfes a am Übergang zum
umgelegten Rand b derart ,abgewinkelt, daß eine Versenkung o entsteht, welche als
Deckelauflage benutzt werden kann. Durch diese Ausbildung des oberen Randes wird
eine im Gebrauch kältere Topfpartie geschaffen, welche geeignet ist, das Überkochen
des Topfinhaltes zu verhindern oder wenigstens zu erschweren.
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Die Aufbringung des Heizleiters auf das Isolieremail kann auch noch
auf andere Art geschehen. Zweckmäßig kann das an sich bekannte Verfahren des Sinterns
und Aufbrennens von Metallpulver zu dünnen zusammenhängenden Schichten verwendet
werden. Eine solche Ausführung ist in Fig.2 gezeigt. Mit a ist wieder der innere
Topf mit 'der Randumlage b und der Versenkung o bezeichnet. Auf der Außenseite des
Topfes ist wieder die oben beschriebene Isolieremailschicht d aufgebracht, beispielsweise
als zusammenhängende Fläche auf Boden und Wandung. Auf diese Isolieremailschicht
d wird nun eine Metallpulverlösung z. B. durch überstreichen, Tauchen oder Aufspritzen
aufgebracht und anschließend eingebrannt. Es bildet sich dann eine zusammenhängende
Metallschicht p, welche als elektrische Heizleiterschicht dient. Diese Schicht p
kann z. B. auch durch Aufspritzen von flüssigem Metall oder durch Aufdampfen von
Metall im Hochvakuum hergestellt werden. In Fig. 2 ist diese durch eines dieser
Verfahren erzeugte Heizleiterschicht p als zusammenhängende, die Außenseite des
Topfes umgreifende- Fläche gezeichnet. Wenn die elektrischen Verhältnisse eine Unterteilung
dieser Fläche verlangen, so kann dies z. B. gemäß Fig. 3 aus.-.c-,führt werden.
Hier ist die mit p1 bezeichnete Heizleiterschicht -beispielsweise als spiralförmiges
Band aufgebracht.' Dies kann dadurch geschehen, daß schon bei der Aufbringung der
Schicht entsprechende Teile der Emailfläche abgedeckt werden oder daß in die nach
Fig: 2 als zusammenhängende Fläche erzeugte Schicht nachträglich spiralförmige Unterbrechungen
durch Ausschleifen oder Ausdrehen eingearbeitet werden, wodurch der Widerstand auf
die gewünschte Länge abgeglichen wird. Die Stromzuführung zu diesen Heizleiterscbichten
-kann durch an sich bekannte Mittel, wie federnd angedrückte Zuführungsorgane od.
dgl., erfolgen. Die Heizleiterschicht kann nach diesem Verfahren sehr dünn aufgetragen
werden. Eine Unterteilung der Schicht auf verschiedene Stromkreise mit verschiedenen
Heizleistungen ist hierbei ohne weiteres möglich. Die Schaltung erfolgt dann zweckmäßig
durch einen in die Kabelzüführung zum Gerät eingebauten Schalter.
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Das Ausführungsbeispiel gemäß Fig. ¢ zeigt eine Bratpfanne, deren
innerer Teil.al die Form einer Pfanne mit umgelegtem Rand bi besitzt. Der äußere
Teil c1 hat eine ähnliche, entsprechend tiefere Form. Die übrigen Teile haben die
gleiche Bezeichnung wie die entsprechenden Teile der Fig. i. Nur die Abwinkelung
o des Topfes nach Fig. i ist bei der Bratpfanne nicht erforderlich.
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Im übrigen sind in den zeichnerischen Darstellungen zwecks deutlicherer
Kenntlichmachung die Schichtstärken für das Isolieremail cd, die Kittschicht
f und die Heizleiterschicht p bzw. p1 übertrieben stark eingezeichnet.
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Bei den dargestellten und beschriebenen Gefäßen befindet sich zwischen
dem Innentopf a bzw. a1 und dem Außentopf c bzw. cl ein Luftraum. Diese doppelwandige
Ausführung mit Luftzwischenraum ist wärmewirtschaftlich sehr vorteilhaft, denn der
isolierende Luftraum erschwert die Wärmeabstrahlung, nach außen und wirkt nach Art
einer Kochkiste, so daß das Kochgut nach Abschaltung des Stromes noch lange Zeit
warm gehalten wird. Die Wärmeabstrahlung nach außen kann weiterhin herabgesetzt
werden, wenn die Außenfläche des Topfes c bzw. cl als strahlende Oberfläche, z.
B. vernickelt poliert, ausgeführt wird.
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Schließlich ist es zweckmäßig, das Gerät gemäß der Erfindung mit einer
übertemperatursicherung auszurüsten, welche bei einem eventuellen Trockengehen den
Strom abschaltet. Solche Schaltelemente bewirken z. B. durch eine Bimetallanordnung
oder durch eine leicht schmelzende Metallegierung eine Stromunterbrechung, wenn
das Gerät zu heiß wird, und schalten nach erfolgter Abkühlung den Strom wieder ein.
Da hierfür an sich bekannte Schaltglieder verwendet werden können, erübrigt sich
eine
nähere Erläuterung. In der Zeichnung ist eine derartige übertemperatursicherung
nicht dargestellt, um die Abbildungen zu vereinfachen. Wesentlich ist aber, daß
gemäß der Erfindung zweckmäßig der Luftzwischenraum zwischen Innentopf a bzw. a1
und Außentopf c bzw. cl so groß gehalten wird, daß die Übertemperatursicherung in
diesen Luftraum eingebaut werden kann.
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Im übrigen beschränkt sich die Erfindung nicht auf die dargestellten
und beschriebenen Ausführungsformen, sondern sie umfaßt alle Varianten von elektrisch
beheizten Geräten, vor allem von Gefäßen zum Kochen, Braten, Backen oder zu ähnlichen
Zwecken.