EP2563535A1 - Kochgeschirr mit einem deformationsfreien boden und verfahren zur seiner herstellung - Google Patents

Kochgeschirr mit einem deformationsfreien boden und verfahren zur seiner herstellung

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Publication number
EP2563535A1
EP2563535A1 EP11721700A EP11721700A EP2563535A1 EP 2563535 A1 EP2563535 A1 EP 2563535A1 EP 11721700 A EP11721700 A EP 11721700A EP 11721700 A EP11721700 A EP 11721700A EP 2563535 A1 EP2563535 A1 EP 2563535A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
deformation
cooking utensil
cooking
producing
sheet metal
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP11721700A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Dusko Maravic
Sebastian Rastberger
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Laubscher Johan
Original Assignee
Laubscher Johan
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Laubscher Johan filed Critical Laubscher Johan
Publication of EP2563535A1 publication Critical patent/EP2563535A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D—WORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D22/00—Shaping without cutting, by stamping, spinning, or deep-drawing
    • B21D22/20—Deep-drawing
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A47—FURNITURE; DOMESTIC ARTICLES OR APPLIANCES; COFFEE MILLS; SPICE MILLS; SUCTION CLEANERS IN GENERAL
    • A47J—KITCHEN EQUIPMENT; COFFEE MILLS; SPICE MILLS; APPARATUS FOR MAKING BEVERAGES
    • A47J27/00—Cooking-vessels
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A47—FURNITURE; DOMESTIC ARTICLES OR APPLIANCES; COFFEE MILLS; SPICE MILLS; SUCTION CLEANERS IN GENERAL
    • A47J—KITCHEN EQUIPMENT; COFFEE MILLS; SPICE MILLS; APPARATUS FOR MAKING BEVERAGES
    • A47J27/00—Cooking-vessels
    • A47J27/002—Construction of cooking-vessels; Methods or processes of manufacturing specially adapted for cooking-vessels
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D—WORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D51/00—Making hollow objects
    • B21D51/16—Making hollow objects characterised by the use of the objects
    • B21D51/18—Making hollow objects characterised by the use of the objects vessels, e.g. tubs, vats, tanks, sinks, or the like
    • B21D51/22—Making hollow objects characterised by the use of the objects vessels, e.g. tubs, vats, tanks, sinks, or the like pots, e.g. for cooking

Definitions

  • crockery Apart from its primary function of being a vessel in which the food is prepared, good crockery is expected to have other criteria such as handling, cleaning friendliness, "speed" (or reaction speed), design, contributing to efficient cooking / Roast, etc. Every one of these demands has its own purpose, and today's crockery complies with most of them, but what is still missing is energy-efficient crockery, which means short reaction times and low energy consumption.
  • the present invention seeks to describe an energy-friendly tableware and the method for its production.
  • a most common cookware is characterized by a simple construction. Accordingly, a cookware consists of a one-piece hull, which is reinforced in its bottom part. The hull is usually created by a deep drawing process. Insert a round disc of stainless steel, about 1 mm thick, into the tool of a press and shape it into a capsule, also known as a trunk, by deep-drawing. After deburring, polishing, hand-welding and ground-turning, a useful cookware is created.
  • the soil reinforcement consists of a sandwich consisting of one, several millimeters thick aluminum discs and a stainless steel disc, often less than 1 mm thick. This reinforcement is necessary so that the floor movement is minimized due to heating of the dishes.
  • Today's dish construction is rigid and during cooking and / or roasting, anything but deformation-free.
  • conventionally produced dishes are subject to constant ground movement during cooking and / or roasting and are unsuitable for ground temperature controlled control.
  • Energy-efficient cooking and / or frying is not possible.
  • the unnecessarily high working temperatures of cooking zones are the result of outdated and outdated kitchenware technology. But as long as you do not change the heating technology of today's cooking / frying, you do not necessarily have to produce dishes with a deformation-free floor. However, there is no way to energy efficient cooking.
  • the present invention describes a further possible solution which can be realized in particular by industry-standard knowledge and production means.
  • Cookware with deformation-free bottom can be realized in various ways.
  • the soil which consists of a separate plate to work mechanically, for example by milling, drilling and turning, and then merge by a mechanical connection with the cylindrical part and then sealed.
  • This method is not industry-specific and also expensive and expensive.
  • a cookware manufacturer has a lot of experience in dealing with sheet metal forming (deep drawing) and the treatment of surfaces (polishing). Apart from turning off the floor, a conventional cookware manufacturer has little experience and ability to perform machining operations. For this he can deal better with impact presses (eg floor beating) and brazing.
  • the process presented is characterized by a technology that knows a dish manufacturer and mastered very well. In addition, there are no significant additional costs compared to conventional technology.
  • a bottom curvature arises when the cookware consists of a single, relatively thick-walled part.
  • deformation forces which then lead to ground movement.
  • a soil that is not in full contact with the heat source leads to poor heat transport and high system temperatures.
  • the best example of this is the glass ceramic with radiant heating.
  • the goal of trying to achieve an efficient solution leads only to a deformation-free ground.
  • the present invention is also distinguished (compared with o. E. Patenanmeldung) by a deformation-free soil. It relates to the construction of a dish base, which undergoes no buckling during cooking and / or roasting.
  • the primary object of the present invention is to achieve harnesses with a deformation-free bottom, and with well-established technologies. At the same time a new manufacturing method is proposed, which leads to the desired result. To achieve a distortion-free floor of the harness using existing industry technologies, as the following description shows, it does not need much. The only thing you have to do is to create a so-called "zone" in the harness, so that it can take on the expansions that have arisen as a result of warming, so that the originally created ground flatness remains unchanged.
  • Fig. 1 The process for the production of cookware with deformation-free bottom is shown schematically in Fig. 1.
  • the inventive method for the production of dishes is done by deep-drawing of several, separate, superimposed, specially designed sheet metal discs, also known as rondelles (1).
  • sheet metal discs also known as rondelles (1).
  • the sheet metal disc (1-2) takes on a very special design, which will be discussed in more detail in the text.
  • thermoforming in the crockery industry knows the multi-disc version with separate round single discs, with special, two-piece design of a sheet metal slide.
  • the top sheet metal disk (1-1) is usually the thinnest and consists of a food grade material. Their surface is in contact with the food, resp. it represents the inner surface of the harness.
  • the material of the sheet metal disc (1-1) is made of stainless steel, aluminum, aluminum alloy and the like.
  • material of this sheet metal disc is made of copper, copper alloys, aluminum, aluminum alloys, etc.
  • the outer part (1-2-2) then forms the most important part of the cylindrical wall (4) of the harness. It provides a considerable amount of mechanical stability of the dishes. In principle, however, all materials that make up the inner part can also be taken for the outer part.
  • the material of the outer part (1-2-2) is made of aluminum or an aluminum alloy.
  • a preferred material selection combination is z.
  • One of the important reasons for this combination is, for example, a lighter harness.
  • the sheet metal disc (1-2) should preferably have uniform thickness of its constituents. This makes it possible only a few tenths of a millimeter thick, resp. to pull thin sheet metal disk (1-1) deep. With the knowledge and experience that deep drawing technology has collected so far, even thin sheets, also called precision sheets, can also be deep-drawn. The technological limits of a deep drawing process are mainly determined by the material used.
  • the sheet metal disc (1-2) is shown before deep drawing.
  • Inner part (1-2-1) and outer part (1-2-2) are only partially mechanically connected. This connection is effective only in the radial direction. In the axial direction, the parts are as good as not connected to each other. Before deep-drawing, the two parts lie, and as a consequence, the parting plane (1-2-3) is also in one plane.
  • the sheets are shifted.
  • Most of the inner pane (1-2-1) lies in the ground plane, the other two in the rotationally symmetrical cylinder plane.
  • the planes shift so that they are at an angle of preferably 90 ° to each other, see the lower part of Fig. 3.
  • This position prevents the separation of sheet metal parts in all directions. In other words, they can no longer be mechanically separated from each other.
  • a relative movement of the parts is possible with each other.
  • the sheet metal disk (1-2-1) when heated to a larger diameter, can experience the expansion without giving it an opposing resistive force. Although it heats up slightly in time, the cylindrically shaped outer part (1-2-2) also warms up and also increases its diameter. Both parts have no significant influence on each other over each other. Substantially means no relevant influence on the soil deformation.
  • the so-called parting line should be placed after deep drawing in the immediate vicinity of the harness curvature.
  • the distance from the bottom h is equal to the radius of curvature plus about 5 mm.
  • the design of the separation level (1-2-3) is not a mandatory requirement.
  • the only requirement is the radial non-separability of the discs (1-2-1) and (1-2-2) after deep-drawing.
  • This version is advantageous if the material of the inner pane (1-2-1), for whatever reason, can not be deep-drawn. Due to the fact that the inner pane (1-2-1) moves essentially in the radial direction as a result of heating, it is necessary to provide a sufficient distance s from the outer pane (1-2-2). Only when this distance is given, the inner pane (1-2-1) can expand without encountering a reasonably significant resistance. Although this comes from the sheet metal discs (1-1) and (1-x) ago, but is not so big around the inner pane (1-2-1) to be able to buckle. It
  • outer pane (1-2-2), here present in the form of a rotationally symmetrical cylinder shell and sheet metal disc (1-x), also here in the form of a rotationally symmetrical, cylindrical outer shell present, are not fundamentally connected to each other metallic.
  • a flat bottom consisting largely of inner disk (1-2-1), expands due to temperature increase, without losing its original flatness.
  • the metal discs (1.1) and the outer disc (1-x) are there to ensure the tightness of the dishes.
  • the inner sheath which forms the sheet metal disc (1-1) after deep drawing, prevents the outflow from the harness and the outer sheath, formed from the sheet metal disc (1-x), prevents the ingress of liquids, air, etc. inside, or rather , between the layers that are not soldered together. At the same time they give the soil a higher mechanical stability.
  • the thickness of the sheet metal disc (1-2) depends on the thickness of the sheet metal disc (1-1).
  • a thickness of the sheet metal disc (1-2) of at least 2 mm should preferably be selected.
  • the stainless steel plate (1-1) should not exceed a thickness of half a millimeter.
  • the thickness of the outer sheet-metal disc (1-x) should preferably be the same as that of the sheet-metal discs (1-1), regardless of what material it is made from. Since this sheet metal disc forms the outer shell of the harness, the material should be easy to process. Polisable materials are preferably traded.
  • connection of all metal sheets with each other is preferably carried out only in the bottom area.
  • only the inner pane (1-2-1) is connected to sheet metal discs (1-1) and (1-x) in the bottom area. This ensures that no curvature of the layers among each other, but also of the whole base of the dish is prevented in the soil.
  • there are two ways to connect the metal layers together One is before deep drawing, the other after deep drawing. Three methods are available: metal bonding, soldering or metal striking. Which of these is the best method for the tableware manufacturer, is determined by them.
  • connection between the outer pane (1-2-2) and sheet metal discs (1-1) or (1-x) is not required. That is, the discs that constitute the crockery cylinder are not connected to each other. But if you really want to connect these slices / slices to each other, then this is only allowed between (1-1) and (1-2-2). A metallic connection between (1-2-2) and (1-x) must be avoided. Generally speaking, you could only use 2 metal discs (1-1) and (2) get along. At least in the case where the dividing plane (1-2-3) is the amount h above the dish bottom, provided that the connection between the inner and outer pane (1-2-1) and (1-2- 2) is waterproof. For reasons that are easy to understand, the parting plane must not lie in the ground plane with a 2-plate version (the inner pane (1-2-1) will fall through!).
  • the number of sheet metal discs has no functional limit. Everything indicates that preferably the best results are achieved with three sheet metal discs (1-1), (1-2) and (1-3).
  • the sheet metal disc (1-2) remains made of two parts, the inner disc (1-2-1) and outer disc (1-2-2) exist. Based on the number of parts, there are four, three of them as full circular disks and one as an annular disk, here specifically the outer disk (1-2-2). Since the inner pane (1-2-1) provides the largest part for the maintenance of the bottom flatness, one can actually designate them generally as "the bottom pane" or the dish bottom (3).
  • Inner pane (1-2-1) should not only be a good heat conductor, but it should also have good mechanical properties such as bending strength, hardness and deformation ability.
  • materials such as copper and various copper alloys are used.
  • aluminum and various aluminum alloys can find their application. In principle, it is also possible to use various steels, preferably those which are good heat conductors. All materials chosen as the material for the inner pane (1-2-1) must be thick enough to prevent thermoinduced sagging from taking place. The thickness of the material goes into the thermoindicated bending force calculation with third power.
  • the mechanical properties are linear in the equations. So much for the ranking that should be considered when choosing materials.
  • the present invention is characterized by the choice of the optimum characteristics of all related 6 parameters mentioned above.
  • the inner pane (l-2-l) material preferably copper or copper alloys, preferably a copper low alloy.
  • Other materials are: aluminum and aluminum alloys and not least a steel grade, preferably with high thermal conductivity.
  • Other non-metallic materials are generally also possible, provided they meet required physical properties and are not too expensive.
  • Optimal thickness of the inner disk (1-2-1) is in the case of copper, resp. Copper alloy at around 2-3 mm. For aluminum, these values are expected to be around twice the amount, for stainless steel, as in the case of copper, rather lower. Care must always be taken that the choice of inner pane (l-2-l) material and the determination of its thickness must always be made in relation to the choice of sheet metal material (1-1) and its thickness. This results in many possible combinations, all of which must lead to a goal, namely to cause no soil deformation.
  • Optimal choice of material for the sheet metal disc (1-1) is preferably given by a stainless steel.
  • Other materials that may be considered are aluminum and all food-grade aluminum alloys. Materials such. As titanium or other materials which are food grade or coated with food grade metals, are also basically in question. In this case, the optimum physical properties of the base material must be considered primarily. In addition, the materials chosen must all be capable of deep-drawing.
  • Optimal thickness of the sheet metal (l-1) material is, in the case of stainless steel, at a few tenths of a millimeter. In the case of aluminum, this value tends to be slightly higher, but tends to be slightly lower for titanium.
  • sheet metal discs (1-1), (1-2-1) and (1-x) can be made with each other either before or after deep drawing. This is the decision of the crockery manufacturer according to which he has considered his production technology and production costs. Based on the above descriptions, a tableware with deformation-free bottom, preferably as shown in Fig. 6 should look like.
  • inner disk (1-2) is composed of two unconnected and made of different materials. Based on experimental results, it was found that the inner pane (1-2) does not necessarily consist of two parts, namely inner part (1-2-1) and outer part (1-2-2). However, the presence of the inner part (1-2-1) is absolutely necessary. By eliminating the outer part (1-2-2) to achieve the lowest wall thicknesses of the dishes. Keeping the outer part (1-2-2), then somewhat thicker dishes walls arise, but with the advantage that such a harness - in the case of the choice of a thermal insulator as the material of the outer part (1-2-2) - less hot and thus emits less heat in his environment, resp. becomes more energy efficient.
  • the inner pane (1-2) can consist of a variably thick inner part (1-2-1) with and / or without outer part (1-2-2), without losing the bottom flatness of the dishes.
  • the two parts need not necessarily be mechanically connected to each other, as in patent application no. 00749/10 (bayonet connection). Although such a solution in no way harms to get to the set goal, it is absolutely not necessary, especially if the two parts are in the ground plane, s. Fig. 5, respectively. the case where D B is greater than D z .
  • laser spot welding is also an option.
  • Today's laser properties allow well over 10 spot welds per second, making the laser quite competitive, especially considering that one laser can perform multiple spot welds simultaneously (multiple laser heads).
  • suitable materials are selected. Where a corrosion resistance can not be guaranteed, a suitable surface protection is necessary.
  • a multipart multilayer rondelle produced by laser spot welding brings many advantages to the dish manufacturer. Easier production with lower production costs (as the ground connection is eliminated) and lower production costs are just a few concrete examples.
  • the outermost sheet-metal pane (1-x) may not necessarily be made of a magnetizable material got to.
  • the example of a non-ferritic stainless steel, namely an austenitic stainless steel 1.4301, as the material of the outermost sheet metal disc (1-x) was able to prove that the cookware is absolutely induction-capable. This fact leads back to the presence of a ferritic steel in the immediate vicinity of a few tenths of a millimeter thick austenitic stainless steel or other metal.
  • the physical limit of this fact depends depends on many parameters. In the case of the dish construction disclosed in this invention, it is a few tenths of a millimeter.
  • the outermost plate made of 1.4301 was 0.3 mm thick. If other materials such as Aliminium, Al alloys, copper, Cu alloys, and other metallic and non-metallic materials were used, these values could differ slightly from the strength of the 1.4301 stainless steel.
  • the magnetic behavior of the bottom of the dish consisting of austenitic stainless steel (preferably 1.4301 and others) and ferritic structural steel, is either due to the low magnetizability of the stainless steel enhanced by the direct (mechanical contact) proximity of the ferritic structural steel or "masking" the presence of austenitic stainless steel, which is characterized by the absence of austenitic stainless steel, and the first assumption would be to reinforce the magnetic action (permeability) of austenitic stainless steel due to the
  • the second conjecture might be explained by the magnetic dominance of the ferritic structural steel, however the actual physical processes are to be described is only the effect of such a constructional and material specific situation t to hold on.
  • the aim of the present invention is to present the crockery which, in conjunction with the optimal type of heating, would allow many hitherto undeveloped characteristics of modern, efficient, healthy and safe cooking and / or frying.
  • a temperature control ie the Conduction cooking system.
  • the dishes of the future will have to have a deformation-free floor. Otherwise, there are no benefits such as energy efficiency, temperature control, etc. That's a fact.
  • the conventional harnesses are out. They stand in the way of a meaningful development after human designed and on all sides desired, optimal preparation of the food.
  • Optimal technology means three things: dishes with deformation-free floor, heat source with in-situ heating (Conduction) and electronic temperature control.
  • Today's cuisine, resp. the optimal handling of the device is essentially based on human experience.
  • the real task of the person who cooks is to focus on the optimal preparation of the food and not to be the one who optimally serves the appliance.
  • Today's cooking is nothing but a balancing act between device operation and food preparation and that is simply wrong. The cooking people expect a delicious and tasty meal and not a certificate as evidence of successful operation of the appliance.
  • Fig. 3 schematic representation of the physics of the deformation-free soil of the inventive
  • Fig.4 Mechanical connection between inner disc (1-2-1) and outer disc (1-2-2) of the disc (1-2)
  • Fig. 5 schematic representation of the positioning of the parting plane (1-2-3) in the ground plane
  • Fig.6 Tableware according to the invention (preferred version)

Landscapes

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Abstract

Es wird ein neuartiges Geschirr, welches sich durch einen deformationsfreien Boden auszeichnet, s. Fig. 6, vorgestellt. Gleichzeitig wird das Verfahren zu seiner Herstellung offenbart. Das Geschirr mit einem deformationsfreien Boden ermöglicht eine Temperatur-Regelung des gesamten Kochsystems, welches unter den Namen Conduction bekannt ist. In dieser Kombination ist es möglich sehr Energieeffizient zu Kochen/Braten und darüber hinaus mit einer grossen Anzahl von vorteilhaften Eigenschaften begleitet zu werden. Einige von denen sind sicherer Umgang, keine Flammen und Brände in der Küche, kein Acrylamid, keine karzinogenen Substanzen mehr, kein Öl-Zersetzen u. v. a. Das Verfahren zum Herstellung eines Geschirrs mit deformationsfreiem Boden ist ebenfalls ein Schritt in richtige Richtung, nämlich mit der branchenüblichen Technologie und Herstellungsschritten ein kostengünstiges Geschirr zu produzieren, ohne dabei auf Fremd-Technologien zurückgreifen zu müssen. Mit anderen Worten das neue Herstellungsverfahren besteht nicht in der Änderung des Verfahrens schlechthin, sondern in der Besonderheit der Gestaltung des tiefzuziehenden Ausgangs-Materials. Bis auf einen einzigen Unterschied, nämlich die Verwendung von mehreren, separaten, davon einer besonders gestalteten Blechscheibe (1-2) für das Tiefziehen, unterscheidet sich die vorgestellte Technologie kaum von dem konventioneller Technologie. Das Ergebnis eines solchen Verfahrens ist ein deformationsfreier Geschirrboden. Mit eine erfindungsgemässen Geschirr sind sämtliche Voraussetzungen um ein leichtes, bequemes, energieeffizientes, gesundes Kochen und Braten, geschaffen worden. Somit bleibt es nun zu hoffen, dass die Akzeptanz des vorgestellten Verfahrens zu Herstellung einer neuen Geschirr-Generation seitens des Herstellers, gross werde.

Description

Kochgeschirr mit einem deformationsfreien Boden
und
Verfahren zur seiner Herstellung
Allgemein
Die Kochgeschirr-Branche ist in technologischem Sinne eine sehr konservative Branche. Bis auf einige wenige Ausnahmen wie Sandwich-Boden und Doppelwand kann diese Branche keine bedeutende technische Innovation vorweisen. Und dass, was als sog. Innovation erbracht wurde, hat sich aus Kostengründen auf dem Markt nicht besonders gut durchgesetzt (Doppelwand). Was diese Branche unter Innovation versteht ist lediglich eine Design-Lösung, mit dem einzigen Ziel, den grösseren Absatz machen zu können. Technische Innovationen, welche mit sich Ergebnisse wie geringere Arbeitstemperaturen, geringerer Energieverbrauch usw. erzielen könnten, haben in der Branche leider nicht stattgefunden. Und gerade im Geschirr liegt der Schlüssel zu allen, bis dato noch nicht erreichten Vorteilen, welche noch im Bereich Kochen und Braten möglich sind. Sicher wird die Energie-Effizienz künftig immer mehr und mehr an Bedeutung gewinnen, und es ist daher zu erwarten, dass auch das Kochgeschirr diesem Kriterium noch stärker unterstellt wird.
Abgesehen von seiner Primärfunktion, ein Gefäss zu sein in dem die Nahrung zubereitet wird, wird von einem guten Geschirr erwartet, dass es auch andere Kriterien wie Handhabung, Reinigungs-freundlichkeit, „Schnelligkeit" (resp. Reaktionsgeschwindigkeit), Design, Beitrag zur effizienten Kochen/Braten, usw. erfüllt. Jeder dieser Forderung hat für sich alleine schon einen Sinn und das heutige Geschirr erfüllt die meisten davon durchaus aus. Was aber immer noch fehlt ist ein energiefreundliches Geschirr. Energiefreundlichkeit heisst dabei kurze Reaktionszeit und geringer Energieverbrauch.
Mit der vorliegender Erfindung wird versucht ein energiefreundliches Geschirr und das Verfahren zur seiner Herstellung zu beschreiben.
Stand der Technik
Ein meistverbreitetes Kochgeschirr zeichnet sich durch eine einfache Konstruktion aus. Demnach besteht ein Kochgeschirr aus einem einteiligen Rumpf, welches in seinem Bodenteil verstärkt ist. Der Rumpf entsteht in der Regel durch einen Tiefziehverfahren. Man legt eine zirka 1 mm dünne runde Scheibe aus rostfreiem Edelstahl in das Werkzeug einer Presse ein und formt sie durch das sog. Tiefziehen zu einer Kapsel, auch Rumpf genannt, um. Nach Entgraten, Polieren, Handgriffschweissen und Bodenabdrehen entsteht ein brauchbares Kochgeschirr. Die Bodenverstärkung besteht aus einem Sandwich, bestehend aus einer, mehrere Millimeter dicken Aluminiumscheiben und einer Edelstahlscheibe, oft unter 1 mm dick. Diese Verstärkung ist notwendig damit infolge Erwärmung des Geschirrs die Boden-Bewegung minimiert wird. Werden Lösungen mit Mehrschichten (sog. plattierte Materialien), resp. auf Neudeutsch„Multiply" verwendet, muss man nicht unbedingt die Boden-Verstärkung vornehmen. Die Krümmung des Bodens nennt man auch Bodeneinzug und ist in der Regel weniger als 1 mm gross. Die Bodenverstärkung erfolgt in der Praxis durch das Hartlöten oder durch sog. Schlagen. In keinem Fall darf es vorkommen, dass der Boden zur Instabilität des Kochgeschirrs führt („tanzender" Topf). Da der Boden und der zylindrische Teil des Topfes aus einem einzigen Stück bestehen, kann man nicht verhindern, dass sich beim Aufwärmen oder Abkühlen der Boden des Kochgeschirrs wölbt, egal ob es sich dabei um Ein- oder Mehrschichten-Version handelt. Bei dieser Ausführung lässt die Physik kein anderes Ergebnis zu. Ein gutes Geschirr darf gar keine, respektive keine bedeutende Bodenbewegung zulassen.
Die heutige Geschirrkonstruktion ist starr und während des Kochens und/oder Bratens, alles andere als deformationsfrei. Mit anderen Worten, konventionell hergestelltes Geschirr unterliegt während des Kochens und/oder Bratens einer ständigen Bodenbewegung und ist ungeeignet für eine bodentemperaturgeführte Regelung. Ein energieeffizientes Kochen und/oder Braten ist nicht möglich. Die unnötig hohen Arbeits-Temperaturen von Kochzonen sind das Ergebnis einer veralteten und überholten Geschirr-Technologie. Solange man aber die Beheizungstechnologie des heutigen Kochens/Braten nicht ändert, muss man nicht unbedingt Geschirr mit einem deformationsfreien Boden herstellen. Allerdings dann gibt es auch keine en Weg zu energieeffizienten Kochen hin.
Eine weitere Möglichkeit, einen deformationsfreien Boden zu realisieren, wäre ein zweiteiliges Kochgeschirr, s. Patentanmeldung EP 0 802 756 Bl. Solche Lösung zeichnen sich durch einen wesentlichen Anteil an mechanischen Arbeiten wie Drehen, Fräsen Bohren und Schweissen aus. Diese spannabhebende Bearbeitungstechnologie ist in der Geschirrbranche nicht so gängig vertreten, da sie unter anderem noch recht kostenintensiv ist. Auf dem Markt hat sich auch diese Version des Geschirrs nicht dursetzen können.
Beschreibung der Erfindung
Allgemeiner Teil
Die vorliegende Erfindung beschreibt eine weitere Lösungsmöglichkeit welche insbesondere durch branchenüblichen Kenntnisse und Produktionsmitteln realisiert werden kann. Kochgeschirr mit deformationsfreiem Boden kann auf verschiedene Weise realisiert werden. Eine Möglichkeit ist, siehe o. e. Patentanmeldung, den Boden, welcher aus einer separaten Platte besteht, mechanisch zu bearbeiten, z.B. durch Fräsen, Bohren und Drehen, und dann durch eine mechanische Verbindung mit dem zylindrischen Teil zusammenzuführen und anschliessend abzudichten. Dieses Verfahren ist nicht branchenspezifisch und zudem aufwendig und teuer. Ein Kochgeschirr-Hersteller hat viel Erfahrung im Umgang mit Blechverformung (Tiefziehen) und dem Behandeln von Ober-flächen (Polieren). Wenn man vom Abdrehen des Bodens absieht, hat ein konventioneller Kochgeschirr-Hersteller wenig Erfahrung und Möglichkeit, spanabhebende Bearbeitungen durchzuführen. Dafür kann er umso besser mit Schlagpressen (z.B. Bodenschlagen) und Hartlöten umgehen. Das vorgestellte Verfahren zeichnet sich durch eine Technologie, welche ein Geschirr-Hersteller kennt und sehr gut beherrscht. Zudem entstehen keine bedeutenden Mehrkosten im Vergleich zu konventionellen Technologie.
Fazit: Das für den Hersteller Entscheidende im vorgestellten Verfahren ist die Tatsache, dass das Produkt, also ein Kochgeschirr, mit der in der Branche verwendeten Technologie hergestellt werden kann. Zudem sind die notwendigen Arbeitsschritte auf ein Minimum reduziert. Dadurch entsteht ein
kostengünstiges Produkt, welches nicht wesentlich teurer ist als das konventionell hergestellte.
Technischer Teil
Bekanntlich entsteht eine Bodenwölbung dann wenn das Kochgeschirr aus einem einzigen, relativ dickwandigen Teil besteht. Infolge unterschiedlicher Aufwärmung entstehen Deformationskräfte welche dann zu Bodenbewegung führen. Ein Boden, welcher nicht im vollflächigen Kontakt mit der Wärmequelle steht, führt zu schlechten Wärmetransport und hohen System-Temperaturen. Bestes Beispiel dafür ist die Glaskeramik mit einer Strahlungsheizung. Das Ziel, eine effiziente Lösung erreichen zu wollen, führt nur über einem deformationsfreien Boden. Die vorliegende Erfindung zeichnet sich ebenfalls (verglichen mit o. e. Patenanmeldung) durch einen deformationsfreien Boden aus. Sie betrifft die Konstruktion eines Geschirrbodens, welches während des Kochens und/oder Bratens keine Wölbung erfährt.
Ein ursprünglich eben gestalteter Boden bleibt eben in jeder Phase des Kochen/Bratens, egal ob dabei das Geschirr und/oder die Kochplatte kalt oder warm sind. Dies vorab bevor eine detaillierte Beschreibung vorgenommen wird.
Das primäre Ziel der vorliegenden Erfindung ist, wie gesagt, das Geschirr mit einem deformations-freien Boden und zwar mit altbewerten Technologien zu erreichen. Gleichzeitig wird ein neues Herstellungsverfahren vorgeschlagen, welches zum erhofften Ergebnis führt. Um einen deformationsfreien Boden des Geschirrs mit Hilfe vorhandener Branchen-Technologien erreichen zu können, braucht es, wie die nachfolgende Beschreibung zeigt, nicht viel. Das einzige was man erreichen muss ist eine sog. „Zone" im Geschirr zu schaffen, damit diese die, infolge Erwärmung entstandenen Ausdehnungen übernehmen kann. Die ursprünglich geschaffte Bodenebenheit bleibt somit unverändert.
Das Verfahren zur Herstellung von Kochgeschirr mit deformationsfreiem Boden ist in Fig. 1 schematisch dargestellt.
Das erfindungsgemässe Verfahren zur Herstellung von Geschirr erfolgt durch das Tiefziehen von mehreren, separaten, aufeinander gelegten, besonders gestalteten Blechscheiben, auch Rondellen (1) genannt. Auf diese Weise entstehen sozusagen mehrere ineinander verschachtelte Kapseln, allesamt miteinander noch nicht metallurgisch verbunden. Falls nicht vorher geschehen, dann erfolgt das Verlöten aller Blechscheiben nur in den Bodenteil des Geschirrs untereinander, nach dem Tiefziehen. Die Blechscheibe (1-2) nimmt dabei eine ganz besondere Gestaltung, auf die im weiteren Text etwas detaillierter eingegangen wird.
Eines aber halten wir hier bereits fest: bei der heutigen Lösung mit mehreren Schichten, oft in Neudeutsch „Multiply" genannt, sind diese allesamt vollflächig fest miteinander verbunden (plattiert) noch bevor der Tiefziehprozess begonnen hat. Meistbekannte Multiply-Scheibe, oft „Rondelle" genannt, besteht aus Aluminium beidseits mit Edelstahl versehen. Andere Metallkombinationen sind durchaus denkbar, haben sich aus diesen oder jenen Grund auf dem Markt nicht bedeutend durchgesetzt (Edelstahl-Aluminium- Kupfer).
Fazit:
Die heutige Technologie des Tiefziehens in der Geschirr-Branche kennt die Mehrscheiben-Version mit getrennten Rund-Einzelscheiben, mit besonderer, zweiteiliger Gestaltung einer Blechschiebe, nicht.
Nach dem der Geschirr-Rumpf (2) entgratet worden ist, erfolgen die üblichen bearbeitungstechnologischen Schritte, die anschliessend ein fertigen Geschirr ergeben.
Die oberste Blechscheibe (1-1) ist in der Regel die dünnste und besteht aus einem lebensmittel-tauglichen Material. Ihre Oberfläche steht in Berührung mit dem Lebensmitteln, resp. sie stellt die Innen-Oberfläche des Geschirrs dar. Vorzugsweise ist das Material der Blechscheibe (1-1) aus rostfreiem Edelstahl, Aluminium, Aluminium-Legierung u.v.a.
Nachdem x Blechscheiben durch z. B. das Tiefziehen zu einem Rumpf (2) verformt wurden, besteht also sowohl der Geschirr-Boden (3) als auch die zylindrische Wand (4) aus x metallischen Schichten, (1-1, 1-2, ... bis 1-x). Was ist also dann der Sinn eines Mehrschichten-Bodens und warum führt eine solche Lösung nicht zu Bodendeformation? Die Antwort auf diese Frage ist recht einfach. Erstens weil die Blechscheibe (1-2) besonders gestaltet worden ist, s. Fig.2. Zweitens, leicht erkennbar in Fig. 2, besteht die Blechscheibe (1-2) aus vorzugsweise zwei, nicht miteinander verbundenen, separaten Teilen. Das Innenteil (1-2-1) bildet nach dem Tiefziehen den wichtigsten Bestandsteil des Bodens (3). Vorzugsweise ist Material dieser Blechscheibe aus Kupfer, Kupfer-Legierungen, Aluminium, Aluminium-Legierungen, usw. Das Aussenteil (1-2-2) bildet dann den wichtigsten Bestandteil der zylindrischen Wand (4) des Geschirrs. Es sorgt in beträchtlichem Umfang für die mechanische Stabilität des Geschirrs. Grundsätzlich aber können alle Materialien, aus welchen das Innenteil besteht, auch für das Aussenteil genommen werden. Vorzugsweise ist das Material des Aussenteils (1-2-2) aus Aluminium oder einer Aluminium-Legierung. Eine bevorzugte Materialwahl- Kombination ist z. B. Innenteil (1-2-1) aus Kupfer oder Kupfer-Legierungen und Aussenteil (1-2-2) aus Aluminium oder Aluminium-Legierungen. Einer der wichtigen Gründe für diese Kombination ist beispielsweise ein leichteres Geschirr.
Aus tiefziehspezifischen Gründen sollte die Blechscheibe (1-2) vorzugsweise einheitliche Dicke ihrer Bestandteile besitzen. Damit wird es möglich nur einige Zehntel-Millimeter dicke, resp. dünne Blechscheibe (1-1) tief zu ziehen. Mit den Kenntnissen und Erfahrungen, welche die Tiefziehtechnologie bis dato gesammelt hat, lassen sich auch dünne Bleche, auch Präzisionsbleche genannt, auch tiefziehen. Die technologischen Grenzen eines Tiefziehprozesses werden hauptsächlich von dem verwendeten Material bestimmt.
Nachfolgend wird beschrieben wie die Deformation das Bodens (3) von einer Wölbung„verschont" wird.
Um einen deformationsfreien Boden zu bekommen muss man zuerst grundsätzlich verstehen, wie sich der Boden infolge Erwärmung, resp. Abkühlung des Geschirrs verformt und welche Parameter darauf Einfluss einen haben. Die einschlägige Literatur und die geltende Normen (z. B. EN 12983) beschreiben in die Vorgänge, welchen ein Geschirr während Erwärmung ausgesetzt wird, sehr auswendig. Daher wird hier auf eine detaillierte Beschreibung, verständlicher Weise, verzichtet. Allerdings ist die elementare Kenntnis darüber, dass ein Körper bei seiner Erwärmung sein Volumen ändert von grosser Bedeutung um die nachfolgende Beschreibung besser verstehen zu können.
Dazu ein Beispiel: legt man in ein Glas-Rohr eine metallische Scheibe bündig hinein, irgendwie abdichtet (z. B. mit Silikon), dann hat man ein primitiv„Geschirr" gebildet. Erwärmt man ein solches Gefäss dann platzt es bereits nach wenigen Sekunden auseinander. Welche Lehre zieht man daraus? Metall dehnt sich mehr und schneller aus als das Glas-Rohr. Und was muss man dann machen damit das Glas-Rohr nicht platzt? Nichts anders als Platz schaffen, damit sich Metall ausdehnen kann ohne, dass das Glas platzt. Diese Vorstellung reicht aus um die beschriebene Erfindung verstehen zu können. Physik des deformationsfreien Bodens des erfindungsgemässen Geschirrs
In oberen Teil der Fig. 3 ist die Blechscheibe (1-2) vor dem Tiefziehen dargestellt. Innenteil (1-2-1) und Aussenteil (1-2-2) sind nur bedingt mechanisch miteinander verbunden. Diese Verbindung ist nur in Radialrichtung wirksam. In Axialrichtung sind die Teile so gut wie nicht miteinander verbunden. Vor dem Tiefziehen liegen die beiden Teile, dem zu Folge auch die Trennebene (1-2-3) in einer Ebene.
Mit anderen Worten sie besitzen alle vorzugsweise die gleiche Dicke. Nach dem Tiefziehen sind die Ebenen verschoben. Der grösste Teil der Innenscheibe (1-2-1) liegt in der Bodenebene, die anderen beiden in der rotationssymmetrischen Zylinderebene. Durch das Tiefziehen verlagern sich die Ebenen so, dass die unter einem Winkel von vorzugsweise 90° zueinander stehen, siehe unteren Teil der Fig. 3. Diese Position verhindert die Trennung von Blechteilen in allen Richtungen. Mit anderen Worten sie können mechanisch voneinander nicht mehr getrennt werden. Trotz dieser Tatsache ist allerdings eine relative Bewegung der Teile untereinander möglich. So zum Beispiel kann die Blechscheibe (1-2-1), wenn sie erwärmt wird einen grösseren Durchmesser bekommt, die Ausdehnung erfahren, ohne dass ihr eine entgegengesetzt wirkende Widerstandskraft entsteht. Zwar erwärmt sich, zeitlich gesehen etwas nach hinten verschoben, auch die jetzt zylindrisch geformter Aussenteil (1-2-2) auch und vergrössert ihre Durchmesser ebenfalls. Beide Teile über gegenseitig keinen wesentlichen Einfluss aufeinander aus. Wesentlich bedeutet keine relevanten Einfluss auf die Bodendeformation.
Die recht geringe relative Bewegung untereinander bleibt in meisten Fällen (Geschirrtemperatur max. 250°C, Geschirr-Durchmesser ca. 200 mmjweit unter weniger Zehntel Millimeter.
Die sog. Trennebene sollte nach dem Tiefziehen in der unmittelbaren Nähe der Geschirr-Krümmung platziert werden. Vorzugsweise ist die Entfernung vom Boden h gleich dem Krümmungsradius plus ca. 5 mm. Theoretisch betrachtet ist der Gestaltung der Trennebene (1-2-3) keine zwingende Vorgabe gegeben. Einzige Vorgabe ist die radialen Nichttrennbarkeit der Scheiben (1-2-1) und (1-2-2) nach dem Tiefziehen. Aus spezifischen Gründen, welche das Tiefziehen mit sich bringt, ist vorzugsweise die„Boden-Nase" (6-1) aus mechanisch stärkeren Material zu wählen, s. Fig. 4, oberer Teil.
Es besteht noch die Möglichkeit die Trennebene (1-2-3) in den ebenen Boden zu platzieren. In diesem Fall ist eine entsprechende Anpassung vorzunehmen, s. Fig. 5:
Diese Version ist dann von Vorteil wenn das Material der Innenscheibe (1-2-1) aus welchen Gründen auch immer, sich nicht tiefziehen lässt. Dadurch, dass sich die Innenscheibe (1-2-1) infolge Erwärmung in wesentlichen in radialer Richtung bewegt, muss man einen ausreichenden Abstand s zu der Aussenscheibe (1-2-2) vorsehen. Erst wenn dieser Abstand gegeben ist, kann sich die Innenscheibe (1-2-1) ausdehnen ohne dabei auf eine einigermassen bedeutende Widerstandskraft zu stossen. Zwar kommt diese von den Blechscheiben (1-1) und (1-x) her, ist aber nicht so gross um die Innenscheibe (1-2-1) wölben zu können. Es
ERSAT ist noch festzuhalten, dass die Aussenscheibe (1-2-2), hier in Form eines rotationssymmetrischen Zylindermantels vorhanden und Blechscheibe (1-x), hier ebenfalls in Form eines rotationssymmetrischen, zylindrischen Aussenmantels vorhanden, grundsätzlich nicht miteinander metallisch verbunden sind.
Fazit:
Ein ebener Boden, weitgehend aus Innenscheibe (1-2-1) bestehend, dehnt sich infolge Temperatur- Zunahme aus, ohne dabei seine ursprüngliche Ebenheit zu verlieren.
Die Blechscheiben (1.1) und die äussere Blechscheibe (1-x) sind dazu da um die Dichtheit des Geschirrs zu gewährleisten. Der Innenmantel, welchen die Blechscheibe (1-1) nach dem Tiefziehen bildet, verhindert den Ausfluss aus dem Geschirr und der Aussenmantel, gebildet aus der Blechscheibe (1-x), verhindert das Eindringen von Flüssigkeiten, Luft usw. nach innen, besser gesagt, zwischen den Schichten, die nicht miteinander verlötet sind. Gleichzeitig aber geben sie den Boden eine höhere mechanische Stabilität.
Die Dicke der Blechscheibe (1-2) richtet sich nach der Stärke der Blechscheibe (1-1). Bei Verwendung einer Kupfer-Niederlegierung als Boden-Platte z. B. sollte vorzugsweise eine Dicke der Blechscheibe (1-2) von mindestens 2 mm gewählt werden. Bei Aluminium und /oder seinen Legierungen ist tendenziell grössere Stärke zu empfehlen. Bei solcher Konstellation sollte die Blechscheibe (1-1) aus Edelstahl eine Dicke von halben Millimeter nicht überschreiten. Die Dicke von der äusseren Blech-scheibe (1-x) sollte vorzugsweise gleichgross wie die der Blechscheiben (1-1) sein, unabhängig davon aus welchem Material sie hergestellt wird. Da diese Blechscheibe den Aussenmantel des Geschirrs bildet, sollte das Material bearbeitungsfreundlich sein. Polierfähige Materialien werden vorzugsweise gehandelt.
Die Verbindung aller Blechscheiben untereinander, ist vorzugsweise nur in dem Bodenbereich vorzunehmen. Mit anderen Worten nur die die Innenscheibe (1-2-1) wird mit Blechscheiben (1-1) und (1-x) in dem Bodenbereich verbunden. Damit wird sichergestellt, dass im Boden keine Wölbung der Schichten untereinander, aber auch des ganzen Geschirrbodens insgesamt verhindert wird. Grundsätzlich gibt es zwei Möglichkeiten die Blechschichten miteinander zu verbinden. Eine ist vor dem Tiefziehen, die andere nach dem Tiefziehen. Zur Verfügung stehen dabei drei Verfahren: Metallkleben, Löten oder Metallschlagen. Welche davon für den Geschirrhersteller die beste Methode ist, wird von diesen selbst bestimmt.
Verbindung zwischen der Aussenscheibe (1-2-2) und Blechscheiben (1-1) bzw. (1-x) ist nicht erforderlich. D.h. dass die Scheiben, welche den Geschirrzylinder darstellen, miteinander nicht verbunden werden. Wenn man aber unbedingt eine Verbindung dieser Scheiben/Schichten untereinander vornehmen will, dann es ist das erlaubt nur zwischen (1-1) und (1-2-2). Eine metallische Verbindung zwischen (1-2-2) und (1-x) ist unbedingt zu meiden. Allgemein betrachtet könnte man auch nur mit 2 Blechscheiben (1-1) und (2) auskommen. Mindestens für den Fall wo sich die Trennebene (1-2-3) um den Betrag h oberhalb des Geschirr-Bodens befindet, vorausgesetzt, dass die Verbindung zwischen der Innen- und Aussenscheibe (1-2- 1) und (1-2-2) wasserdicht ist. Aus leicht nachvollziehbaren Gründen darf bei einer 2 Blechscheiben-Version die Trennebene nicht in der Bodenebene liegen (die Innenscheibe (1-2-1) fällt durch!).
Auf der anderen Seite ist der Anzahl Blechscheiben keine funktionelle Grenze gesetzt. Alles spricht dafür, dass vorzugsweise die besten Ergebnisse mit drei Blechscheiben (1-1), (1-2) und (1-3) erzielt werden. Die Blechscheibe (1-2) bleibt weiterhin aus zwei Teilen, der Innenscheibe (1-2-1) und Aussenscheibe (1-2-2) bestehen. Bezogen auf die Anzahl Teile sind es vier, davon drei als volle Kreisscheiben und eine als Ringscheibe, hier konkret die Aussenscheibe (1-2-2). Da die Innenscheibe (1-2-1) den grössten Anteil für die Aufrechterhaltung der Bodenebenheit liefert, kann man sie eigentlich allgemein als„die Bodenscheibe" oder der Geschirr-Boden (3) bezeichnen.
Innenscheibe (1-2-1) soll nicht nur ein guter Wärmeleiter sein, sondern sie soll auch guten mechanischen Eigenschaften wie Biegefestigkeit, Härte und Verformungsfähigkeit besitzen. Vorzugsweise werden Materialien wie Kupfer und diverse Kupfer-Legierungen verwendet. Weiterhin können Aluminium und diverse Aluminium-Legierungen ihre Anwendung finden. Grundsätzlich können auch verschiedene Stähle genommen werden, vorzugsweise solche die gute Wärmeleiter sind. Alle Materialien die man als Material für die Innenscheibe (1-2-1) gewählt hat, müssen dick genug sein um zu verhindern, dass das thermoindiziertes Durchbiegen nicht stattfindet. Die Dicke des Materials geht mit dritter Potenz in die thermoindizierte Biegekraft-Berechnung hinein. Die mechanischen Eigenschaften hingegen gehen linear in die Gleichungen hinein. So viel zu der Rangordnung die man bei der Wahl von Materialien berücksichtigen soll.
Allgemein betrachtet, das Durchbiegen eines Geschirr-Bodens (physikalisch gleich zu setzen mit einer vollumfänglich eingespannten Kreisplatte) infolge Erwärmung ist
1. grösser, je höher die Erwärmung,
2. grösser, je dünner die Innenscheibe (1-2)
3. grösser, je grösser der Geschirrboden-Durchmesser,
4. grösser, je schlechter die mechanischen Eigenschaften des Innenscheiben-Materials,
5. grösser, je schlechter die physikalischen Eigenschaften des Innenscheiben-Materials.
Und speziell gültig für die Version„Geschirr-Boden" ist das Durchbiegen
6. grösser, je geringer der Abstand h des Geschirrs ist. Auch für den Laien ist durchaus verständlich, dass ein Geschirrboden aus einer dünnen, grossen, hoch erwärmten Innenscheibe (1-2), und aus einem mechanisch relativ schwachen Material (z. B. Aluminium) bestehend, zwangsläufig zu einer grossen thermoindizierten Verformung führt. Um diese Deformation gering wie möglich zu halten, braucht es gerade das Gegenteil an diesen Parametern.
Die vorliegende Erfindung zeichnet sich durch die Wahl der optimalen Charakteristiken aller in dem Zusammenhang stehenden, oben genannten 6 Parametern.
Optimale Ergebnisse erzielt man wenn man für das Innenscheiben (l-2-l)-Material vorzugsweise Kupfer oder Kupfer-Legierungen, am besten eine Kupfer-Niederlegierung, wählt. Weitere Materialien die in Frage kommen sind: Aluminium und Aluminium-Legierungen und nicht zuletzt eine Stahlsorte, vorzugsweise mit hoher Wärmeleitfähigkeit. Andere nichtmetallische Materialien kommen grundsätzlich ebenfalls in Frage, vorausgesetzt sie erfüllen erforderliche physikalischen Eigenschaften und sind nicht allzu teuer.
Optimale Stärke der Innenscheibe (1-2-1) liegt im Falle von Kupfer, resp. Kupfer-Legierung bei rund 2-3 mm. Bei Aluminium dürften diese Werte in etwa beim doppelten Betrag liegen, bei Edelstahl in etwa wie beim Kupfer, eher geringer. Es ist stets darauf zu achten, dass die Wahl eines Innenscheiben (l-2-l)-Materials und die Bestimmung seiner Dicke immer in Relation zu der Wahl des Materials der Blechscheibe (1-1) und ihrer Dicke erfolgen muss. Daraus ergeben sich viele Kombinationsmöglichkeiten, welche allesamt zu einem Ziel führen müssen, nämlich keine Bodendeformation zu verursachen.
Optimaler Wahl des Materials für die Blechscheibe (1-1) ist vorzugsweisen durch einen rostfreier Edelstahl gegeben. Weitere Materialien die in Frage kommen sind: Aluminium und sämtlichen lebensmitteltauglichen Aluminium-Legierungen. Materialien wie z. B. Titan oder andere Materialien, welche lebensmitteltauglich sind oder mit lebensmitteltauglichen Metallen überzogen sind, kommen grundsätzlich ebenfalls in Frage. In diesem Fall müssen die optimalen physikalischen Eigenschaften von dem Grundstoff- Material primär berücksichtigt werden. Zudem müssen die gewählten Materialien allesamt tiefziehfähig sein.
Optimale Stärke des Blechscheiben(l-1)-Materials liegt, im Falle des rostfreien Edelstahls, bei einigen wenigen Zehntel Millimeter. Bei Aluminium liegt dieser Wert tendenziell etwas höher, bei Titan tendenziell etwas niedriger.
Wie zuvor erwähnt, kann die metallische Verbindung von Blechscheiben (1-1), (1-2-1) und (1-x) untereinander entweder vor oder nach dem Tiefziehen erfolgen. Darüber entscheidet der Geschirr- Hersteller, nach dem er seine Produktionstechnologie und seine Produktionskosten berücksichtigt hat. Basierend auf obigen Schilderungen sollte ein Geschirr mit deformationsfreiem Boden, vorzugsweise wie im Fig. 6 dargestellt aussehen.
Auf die detaillierte, verbale Beschreibung wird verständlicher Weise verzichtet. Die wichtigsten Merkmale sind in Fig. 6 in ausreichendem Umfang dargestellt.
Ergänzung zu bereits offenbarten Wissensstand
In der oben erwähnter Beschreibung wurde offenbart, dass Innenscheibe (1-2) aus zwei, nicht miteinander verbundenen und aus unterschiedlichen Materialien bestehend, besteht. Aufgrund Versuchsergebnisse wurde festgestellt, dass Innenscheibe (1-2) nicht unbedingt aus zwei Teilen, nämlich Innenteil (1-2-1) und Aussenteil (1-2-2) bestehen muss. Zwingend notwendig allerdings ist die Präsenz des Innenteils (1-2-1). Durch den Wegfall des Aussenteils (1-2-2) erzielt man die geringsten Wanddicken des Geschirrs. Behält man den Aussenteil (1-2-2), dann entstehen etwas dickere Geschirrwände, allerdings mit dem Vorteil, dass ein solches Geschirr -im Falle des Wahls eines Thermoisolators als Material des Aussenteiles (1-2-2)- weniger heiss wird und somit weniger Wärme in seine Umgebung abgibt, resp. energieeffizienter wird.
Damit bleibt festzuhalten, dass die Innenscheibe (1-2) aus einem variabel dicken Innenteil (1-2-1) mit und/oder ohne Aussenteil (1-2-2) bestehen kann, ohne dass dabei die Bodenebenheit des Geschirrs verloren geht.
Im Falle, dass man die Innenscheibe (1-2) mit einer Version mit dem Aussenteil (1-2-2) wählt, also eine zweiteilige Innenscheibe (1-2), müssen die beiden Teile nicht unbedingt miteinander mechanisch verbunden werden, wie in der Patentanmeldung Nr. 00749/10 offenbart (Bajonette-Verbindung). Zwar schadet eine solche Lösung in keinster Weise, um an das gestecke Ziel zu gelangen, zwingend notwendig ist sie insbesondere dann nicht, wenn sich die beiden Teile in der Bodenebene befinden, s. Fig. 5, resp. den Fall wo DB grösser als Dz ist.
Neben den bereits erwähnten Möglichkeiten einer Verbindung zwischen Innenscheibe (1-2-1) und Blechscheiben (1-1) und (1-x) in dem Bodenbereich, s. ersten zwei Zeilen, Seite 7, kommt auch Laser- Punktschweissen in Frage. Die heutigen Laser-Eigenschaften erlauben weit über 10 Punktschweissungen in der Sekunde und machen damit den Laser recht konkurrenzfähig, insbesondere dann wenn man berücksichtig, dass ein Laser mehrere Punktschweissungen gleichzeitig ausführen kann (mehrere Laserköpfe). Zur Verhinderung von Korrosionsanfälligkeit der Schweisspunkte, werden geeignete Materialien gewählt. Dort wo eine Korrosionsbeständigkeit nicht gewährleistet werden kann, ist ein geeigneter Oberflächenschutz notwendig. Eine, durch Laser-Punktschweissen hergestellte Multipart-Multilayer-Rondelle, bringt dem Geschirr- Hersteller viele Vorteile mit sich. Einfachere Herstellung mit geringerem Produktionsaufwand (da die Bodenanbindung entfällt) und geringere Gestehungskosten, sind nur einige konkrete Beispiele.
Das sog.„Kaltverfahren" ist in der Kochgeschirr-Branche ein Novum. Ein Geschirr-Herstellungs-verfahren, bei dem kein Löten resp. Schlagen und kein Abdrehen, resp. Pressen des Bodens vorkommt, insbesondere dort wo man eine Bodenverstärkung vorsieht, ist bis dato nicht bekannt.
Neben den bereits zuvor erwähnten Möglichkeiten, als Material für die Innenscheibe (1-2-1) Stahl zu verwenden, ergibt sich bei Verwendung eines ferritischen Stahls, die Möglichkeit, dass die äusserste Blechscheibe (1-x) nicht unbedingt aus einem magnetisierbarem Material sein muss. Am Beispiel eines nicht ferritischen Edelstahls, nämlich eines austenitischen Edelstahls 1.4301, als Material der äussersten Blechscheibe (1-x), konnte nachgewiesen werden, das das Kochgeschirr absolut induktionstauglich ist. Diese Tatsache führt zurück auf die Präsenz eines ferritischen Stahls in unmittelbarer Nähe eines, nur wenigen Zehntel-Millimeter dicken austenitischen Edelstahls oder eines anderen Metalls. Mit anderen Worten gesagt, bedeutet dies, dass eine dünne äusserste Blechscheibe (1-x), auch dann wenn sie nicht den ferritischen Charakter besitzt, die Induzierbarkeit des ferritischen Materials der Innenscheibe (1-2-1) nicht beeinträchtigt. Wo die physikalische Grenze dieser Tatsache liegt, hängt von vielen Parametern ab. Im Falle der in dieser Erfindung offenbarten Geschirr-Konstruktion, sind es einige wenige Zehntel-Millimeter. Bei den Testergebnissen war die äusserste Blechscheibe aus 1.4301 0,3 mm dick. Falls man andere Materialien wie Aliminium, AI-Legierungen, Kupfer, Cu-Legierungen, und andere metallische und nichtmetallische Werkstoffe verwenden würde, könnten diese Werte, von der Stärke des 1.4301 Edelstahls, geringfügig abweichen.
Es sei zu vermerken, dass an dieser Stelle nicht beantwortet werden muss, aufgrund welcher physikalischen Grundlagen oben beschriebene Eigenschaft zu Stand kommt, sondern, es soll nur festgehalten, dass sie festgestellt werden konnte. Trotzdem ist darauf hinzuweisen, dass das magnetische Verhalten des Geschirrbodens, bestehend aus einem austenitischen Edelstahl (vorzugsweise 1.4301 u. ä.) und einem ferritischen Baustahl, entweder auf eine geringe Magnetisierbarkeit des Edelstahls, verstärkt durch die unmittelbare (mechanischer Kontakt) Nähe des ferritischen Baustahls oder auf eine„Überdeckung" der Präsenz des austenitischen Edelstahls, welche sich dadurch kennzeichnet, als wäre der austenitischer Edelstahl gar nicht vorhanden, zurückzuführen ist. Die erste Vermutung wäre so etwas, wie die Verstärkung der magnetischen Wirkung (Permeabilität) des austenitischen Edelstahls aufgrund der Nähe des ferritischen Baustahls. Die zweite Vermutung allerdings, wäre eventuell mit der magnetischen Dominanz des ferritischen Baustahls zu erklären. Wie auch immer die tatsächlichen physikalischen Vorgengänge zu beschreiben sind, ist lediglich die Wirkung einer solchen konstruktiven und materialspezifischen Gegebenheit, festzuhalten. Allgemeine Bemerkung zum Spannungsfeld Geschirr-Heizungsart
Das Ziel der vorgestellten Erfindung ist es das Geschirr zu präsentieren, welches im Zusammenhang mit der optimalen Beheizungsart, viele bis dato noch nicht erbrachte Eigenschaften eines modernen, effizienten, gesunden und sicheren Kochens und/oder Bratens ermöglichen würden. Um die Vorteile eines optimalen Umgangs bei Zubereitung des Essens erreichen zu können, braucht es eine Temperatur-Regelung, sprich das Conduction Kochsystem.
Das Geschirr der Zukunft wird einen deformationsfreien Boden haben müssen. Ansonsten gibt es keine Vorteile wie Energieeffizienz, Temperaturregelung usw. Das ist ein Faktum. Die konventionellen Geschirre sind out. Sie stehen im Weg einer sinnvollen Entwicklung nach human gestalteter und allseits gewünschter, optimalen Zubereitung des Essens.
Um das Kochen/Braten leichter und sicherer machen zu können, und dabei so wenig wie möglich Energie zu verbrauchen, braucht es zwar immer noch den Menschen, aber auch und das richtige Gerät.
Unter optimale Technik versteht man drei Dinge: Geschirr mit deformationsfreiem Boden, Wärme-Quelle mit In-Situ Heizung (Conduction) und eine elektronische Temperaturregelung.
Die heutige Kochkunst, resp. der optimaler Umgang mit dem Gerät, basiert in wesentlichen auf der Erfahrung des Menschen. Die eigentliche Aufgabe des Menschen der kocht ist es sich auf die optimale Aufbereitung des Essens zu konzentrieren und nicht der zu sein, der optimal das Gerät bedient. Heutiges Kochen ist nichts anderes als ein Spagat zwischen Gerätebedienung und Essenszubereitung und das ist schlichtweg falsch. Von dem Kochenden Menschen wird ein leckeres und schmackhaftes Essen erwartet und nicht ein Zertifikat als Zeugnis eines erfolgreichen Bedienen des Gerätes.
Zeichnungen
Fig. 1.: Schematische Darstellung des Verfahrens zur Herstellung eines Geschirrs mit deformationsfreiem Boden
Fig.2: schematische Darstellung der Blechscheibe (1-2)
Fig. 3: schematische Darstellung der Physik des deformationsfreien Bodens des erfindungsgemässen
Geschirrs
Fig.4: Mechanische Verbindung zwischen Innenscheibe (1-2-1) und Aussenscheibe (1-2-2) der Blechscheibe (1-2)
Fig. 5: schematische Darstellung der Positionierung der Trennebene (1-2-3) in der Bodenebene
Fig.6: erfindungsgemässes Geschirr (Vorzugsversion)

Claims

Patentansprüche
1. Das Geschirr mit deformationsfreiem Boden dadurch gekennzeichnet, dass es aus einer tiefgezogenen mehrschichtigen, besonders gestalteten Blechscheiben entstanden ist und dermassen charakterisiert, dass der Rumpf-Boden, bestehend aus einer dünnen Blech-scheibe (1- 1) , welche in Berührung mit den Lebensmittel steht, einer separaten gut Wärme leitenden Innenscheibe (1-2-1) und einer Blechscheibe (1-x), allesamt miteinander metallisch verbunden und einer Geschirr-Wand (4), welche aus mehreren Schichten (1-1), (1-2-2) und (1-x) besteht, miteinander mechanisch verbunden ist.
2. Das Verfahren zur Herstellung eines Geschirrs mit deformationsfreiem Boden, gekennzeichnet dadurch, dass eine aus mehreren Scheiben, davon mindestens eine ausgeführt als mehrteilig, mit verschiedenen Dicken gebildete Rondelle zu mehreren, ineinander verschachtelten Rümpf-Schalen tiefgezogen ist, anschliessend nur in Bodenbereich allesamt miteinander metallisch verbunden.
ERSÄTZBLATT (REGEL 26)
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