WO2012022651A1 - Behälter für nahrungsmittel und verfahren zur herstellung eines solchen behälters - Google Patents
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- WO2012022651A1 WO2012022651A1 PCT/EP2011/063639 EP2011063639W WO2012022651A1 WO 2012022651 A1 WO2012022651 A1 WO 2012022651A1 EP 2011063639 W EP2011063639 W EP 2011063639W WO 2012022651 A1 WO2012022651 A1 WO 2012022651A1
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- container
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- 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
- A47J27/02—Cooking-vessels with enlarged heating surfaces
- A47J27/022—Cooking-vessels with enlarged heating surfaces with enlarged bottom
Definitions
- the present invention relates to a container for containing food and / or heat transfer fluids in an interior, and to a method of manufacturing such a container.
- welding is understood to mean the permanent connection of components using heat or pressure, with or without welding consumables.
- welded joint is to be understood as meaning all types of welded joints, for example, fire welding, gas fusion welding, manual arc welding, inert gas welding, resistance welding, cold pressure welding, friction welding, submerged arc welding, laser beam welding, electron beam welding, or the like.
- crucible Trays of containers for holding food and / or for receiving a heat transfer fluid, hereinafter referred to as crucible, are often carried out in the art with a higher material strength than the side walls of the container.
- a crucible bottom is executed in sandwich or multilayer construction.
- the area of the crucible bottom with the higher material thickness compared to the side walls has a higher heat storage capacity than the side walls of the crucible.
- it can be provided to integrate heating elements directly into the crucible bottom, for example in the form of a middle layer of a three-layer sandwich construction of a crucible bottom.
- a crucible bottom known from EP 1 725 150 B1 is shown in FIG. More precisely, a section of a crucible 1 is shown in section in a side view in FIG. 1, comprising side walls 3, 5 which are bent at least in regions at their ends.
- the side walls 3, 5 have been produced by deep drawing of a base body and cutting out a bottom portion to release a bottom opening 6.
- a rectangular in cross-section bottom element 7 of the crucible 1 with a high material thickness is disposed between the two side walls 3, 5 and exemplified in multi-layer design.
- a first uppermost layer 9 of a preferably highly thermally conductive material is arranged over a second material with a higher material running second layer 1 1, which is followed by a third layer 13 below.
- the bottom element 7 has a higher energy storage capacity than the side walls 3, 5.
- energy in particular in the form of heat, from an energy source, not shown, for example, an electric heater, a gas heater, or the like, transmitted from the third layer 13 via the second layer 11 to the first layer 9, so that in the crucible. 1 located objects, in particular food, fluids, or the like, are heated.
- the connection between the side walls 3, 5 and the bottom element 7 is a welded joint.
- the bottom element 7 is dimensioned relative to the opening 6 such that the side walls 3, 5 partially overlap the bottom element 7 and the welded connection 15, 15 'must take place from the inside of the crucible, which not only disadvantages in terms of resilience of the weld with it, but also brings disadvantages from the aesthetic point of view as well as with regard to the cleanability.
- the CA 1 044 478 AI discloses a crucible in which side walls are welded in a curved transition region with a titanium layer, which in turn is supported by a carbon steel layer on which are mounted on the side facing away from the titanium layer electrical elements, wherein also a casing made of stainless Steel extends from the sidewalls adjacent to the weld along the carbon steel layer.
- This structure has due to different material strengths of the parts welded together high thermal stresses, and the weld is in turn from the interior of the crucible to produce, so that the same disadvantages are present, as already described in connection with EP 1 725 150 Bl.
- EP 2 268 101 A1 discloses a crucible bottom with differently dimensioned heating zones which can be controlled individually.
- the object of the present invention is to provide a container for holding food and / or heat transfer fluids in an interior space which overcomes the disadvantages of the prior art.
- the container should have a secure welded connection between its side walls and its bottom element.
- a container for receiving food and / or heat transfer fluids in an interior which is limited by at least one side wall of the material strength b and at least one bottom element, wherein the bottom element in an edge region of the container by means of at least one connection insoluble is connected to the side wall, outside the edge region has a material strength a with a> b and in the region of the connection with the side wall has a material thickness b ', which substantially equal to the material b corresponds to the side wall.
- the bottom element comprises at least two layers, wherein the uppermost, the interior of the container facing layer extends into the region of the compound, while each further layer does not extend to the connection, and / or the bottom element has a recess in the Edge region for adjusting the material thickness a of the bottom element outside the edge region of the material strength b 'in the region of the compound.
- the uppermost layer has a material thickness substantially corresponding to that of the side wall, and / or the recess for providing a Bodenelementabschrägung is at least partially bevelled, preferably between two Radiusüb er saun.
- the side element is bent in the edge region, wherein a radius transition of the side element preferably extends to the connection.
- connection comprises a welded joint, preferably the welded joint, which can be produced, in particular, without welding filler material, represents a weld seam, in particular with a flat flat cone surface, and / or on the side of the interior facing away from the interior Container is arranged.
- the bottom element comprises three layers and / or at least at least one heating element or a component of an induction heater.
- the uppermost layer is a stainless steel layer, on the underside facing away from the interior, a layer of steel is applied, while on the side facing away from the interior of the underside of the steel layer, a chrome steel layer is applied.
- the heat conductivity of the floor element becomes larger from the interior downwards and / or the longitudinal expansion capability of the floor element becomes smaller from the topmost layer from the interior downwards.
- At least one heating element is mounted on the side of the bottom element facing away from the interior of the container, wherein the heating element preferably comprises a thick-film heating element, an induction heating element or a heating element with at least one layer with carbon nanotube constituents.
- the invention also provides a method for producing a container according to the invention, wherein each side wall is produced by deep drawing and / or bending, in the bottom region an opening is introduced, in particular by cutting, milling or laser, the opening is covered by the bottom element, and Floor element with the side wall, in particular in the curved edge region, is permanently connected.
- a welded connection is produced in a lower side away from the interior of the container, in particular via material of the bottom element.
- the recess and / or the welded joint is or will be polished.
- a heating coating based on carbon nanotubes is applied to at least a part of the floor element, preferably to at least a part of the floor element and the floor element bevel and / or the edge area of the side wall.
- the heating coating with a low-voltage source in particular a 12V / 24V network is connected.
- the heating coating for the provision of, in particular separately controllable, heating zones, preferably by releasing columns and / or rows, is printed.
- the invention is thus based on the surprising finding that the connection of a, in particular multi-layer, bottom element of a crucible, which has a higher material strength in substantial areas than the side walls of the crucible, by reducing the material thickness of the bottom element in the region of the compound, preferably on about the material thickness of the side walls, can be significantly improved.
- a multi-layer floor element for example in sandwich construction, it has to be particularly advantageous pointed out when an uppermost layer of the bottom element, which faces the interior of the crucible, has almost the material thickness of the side walls, at least partially in the vicinity of the connection to the side walls, and the other layers in their longitudinal and transverse extent smaller than the first Layer are.
- the structure of the bottom element of the crucible is not restrictive to understand a sandwich construction.
- a sandwich construction in addition to the classic sandwich design with two layers of good thermal conductivity and a layer of high heat conductivity therebetween, as many layers as required can of course be used.
- it may also be provided to integrate functional elements in the bottom element of the crucible, for example heating elements, cooling elements or the like.
- the bottom element consists of more than one layer and the top layer has approximately the material thickness of the side walls of the crucible
- the other layers can be attached either directly with smaller dimensions than the top layer in the direction of the side walls on the underside of the top layer to allow the desired transitions to the side walls, or recesses may be provided after completion of the manufacture of the floor element as such. This can be achieved, for example, by milling the desired recesses.
- the decisive factor here is that the recesses are to be dimensioned such that undesired thermal stresses are significantly reduced by different expansions of the bottom element and the side walls in the region of their connection, in particular different expansions, which consist of different heat storage capacities of the bottom element and the side walls of the Tiegel results.
- the bottom element preferably extends directly up to a bending radius of each side wall, and is bevelled in the entire edge region of the crucible with radii transitions in order to produce an optimum stress distribution, while at the same time as small as possible, not directly over the bottom element heatable edge regions.
- connection of the bottom element and the side walls of the crucible is preferably realized by means of a welded connection. It is particularly preferred if the welding without further addition and from below, ie from the interior of the crucible side facing away, with a weld can be performed in a large radius arc, so that a flat flat conical surface area is created, the optimal , can achieve even stress distribution in the material. Particularly advantageous is the connection of a MAG welding.
- a crucible according to the invention is preferably used in a cooking appliance, in particular in a cooking appliance marketed by the applicant under the trade name VarioCooking Center®.
- Figure 1 is a sectional view of a portion of a known crucible
- Figure 2 is a sectional view of a portion of a crucible according to the invention.
- Figure 3 is a sectional view of a portion of another crucible according to the invention.
- a crucible 20 comprises four side walls, of which two side walls 22, 24 are shown in FIG.
- the side walls 22, 24 are each bent at one end at least partially.
- a bottom element 26 is also provided in the crucible 20 and comprises a first layer 28, a second layer 30 and a third layer 32.
- the first layer 28 has almost the material thickness of the side walls 22, 24 of the crucible 20, while the material thickness the bottom member 26 in substantial areas significantly greater than the material thickness of the side walls 22, 24 is. This is realized by the arrangement or extent of the second and third layers 30, 32, which are at least partially smaller than the first layer 28 in their dimensions between the side walls 22, 24. This ensures that the material strength of the bottom member 26 in the region of connections 34, 34 'with the side walls 22, 24 approximately the material thickness of the side walls 22, 24 itself corresponds.
- the connections 34, 34 ' are preferably welded joints.
- Such a construction of the floor element 26 can be realized in different ways.
- the second and third layers 30, 32 already prior to merging with the first Layer 28 can be formed reduced to the desired dimensions, so that the desired geometric shape can be provided.
- a base element 26 of a crucible 20 it is thus advantageous on a base element 26 of a crucible 20 according to the invention that the material thickness of the base element 26 and that of the side walls 22, 24 are virtually identical in the region of the connection points 34, 34 '.
- loads acting on the connection of the side members 22, 24 and the bottom member 26 can be significantly reduced. This applies in particular to the load of welded joints, which are otherwise due to different material strengths under high thermal loads by different material deformations with temperature fluctuations, as usual in cooking process, exposed to high additional loads.
- a crucible 40 is shown with an edge region 41 in which side walls 42 meet with a side wall radius 43 with a substantially flat bottom element 44.
- the bottom element 44 extends to the region of the side radius 43 of each side wall 42.
- the bottom element 44 has three layers 45, 46, 47. In this case, it may be at the top, the interior of the crucible 40 facing layer 45 to a noble steel layer, at the underlying layer 46 to a steel layer and act at the bottom layer 47 to a chrome steel layer.
- the bottom member 44 is made so that the edge portion 41 is bevelled with radius transitions 48, 49 to the actual material thickness a of the bottom member 44 to the material strength b 'to reduce substantially the material strength b of the side wall 42 corresponds.
- the uppermost layer 45 of the bottom element 44 is guided such that it extends over a length b "which substantially corresponds to the material thickness b 'alone, ie without the two other layers 46, 47 of the bottom element 44, thus optimizing Welded joint 51.
- the length c of the recess 50 also corresponds approximately to the material thickness a of the bottom member 44 plus the material thickness b of the side wall 42, while the angle ⁇ between the slope of the bottom member 44, so the Bodenelementabschrägung 52 between the radius transitions 48, 49, to the bottom of the uppermost layer 45 is about 145 ° C.
- the side wall 42 is welded to the uppermost layer 41 from below, for closing an opening 53 without further addition, whereby the weld can be guided in a large radius arc, in particular in the critical crucible corners, whereby the resulting flat shroud surface optimizes , can achieve even stress distribution in the material.
- both the weld joint 51 and the recess 50 are preferably polished to reduce notch effects.
- a plurality of heating elements for example as known from EP 2 190 259 A1, can be applied to the lowermost layer 47, specifically on its underside.
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Abstract
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Behälter (20, 40) für die Aufnahme von Speisen und/oder Wärmeübertragungsfluiden in einem Innenraum, der begrenzt ist von zumindest einer Seitenwand (22, 24, 42) der Material stärke b und wenigstens einem Bodenelement (26, 44), wobei das Bodenelement (26, 44) in einem Randbereich (41) des Behälters (20, 40) mittels zumindest einer Verbindung (34, 34', 51) unlösbar mit der Seitenwand (22, 24, 42) verbunden ist, außerhalb des Randbereichs (41) eine Material stärke a mit a > b aufweist und im Bereich der Verbindung (34, 34', 51) mit der Seitenwand (22, 24, 42) eine Material stärke b' aufweist, die im Wesentlichen der Material stärke b der Seitenwand (22, 24, 42) entspricht; sowie ein Verfahren zur Herstellung solch eines Behälters.
Description
Behälter für Nahrungsmittel und Verfahren zur Herstellung eines solchen Behälters
Beschreibung
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Behälter für die Aufnahme von Speisen und/oder Wärmeübertragungsfluiden in einem Innenraum sowie ein Verfahren zur Herstellung solch eines Behälters.
Schweißverbindungen für Küchengeräte sind im Stand der Technik gut bekannt. Unter dem Begriff "Schweißen" soll im Folgenden das unlösbare Verbinden von Bauteilen unter Anwendung von Wärme oder Druck verstanden werden, mit oder ohne Schweißzusatzwerkstoffen. Unter dem Begriff "Schweißverbindung" sind sämtliche Arten von Schweißverbindungen zu verstehen, beispielsweise Feuerschweißen, Gasschmelzschweißen, Lichtbogenhandschweißen, Schutzgasschweißen, Widerstandsschweißen, Kaltpressschweißen, Reib schweißen, Unterpulverschweißen, Laserstrahlschweißen, Elektronenstrahlschweißen, oder dergleichen.
Böden von Behältern zur Aufnahme von Speisen und/oder zur Aufnahme eines Wärmeübertragungsfluids, im Folgenden Tiegel genannt, werden im Stand der Technik häufig mit einer höheren Material stärke ausgeführt als die Seitenwände des Behälters. Üblicherweise wird dabei ein Tiegelboden in Sandwich- oder Mehrschicht-Bauweise ausgeführt. Dabei weist der Bereich des Tiegelbodens mit der im Vergleich zu den Seitenwänden höheren Material stärke eine höhere Wärmespeicherkapazität als die Seitenwände des Tiegels auf. Auch kann es
vorgesehen sein, Heizelemente direkt in den Tiegelboden zu integrieren, beispielsweise in Form einer mittleren Schicht eines drei-schichtigen Sandwichaufbaus eines Tiegelbodens.
Ein aus der EP 1 725 150 Bl bekannter Tiegelboden ist in Figur 1 dargestellt. In Figur 1 ist genauer gesagt ein Ausschnitt eines Tiegels 1 in einer Seitenansicht im Schnitt gezeigt, umfassend Seitenwände 3, 5, die an ihren Enden zumindest bereichsweise gebogen sind. Die Seitenwände 3, 5 sind dabei durch Tiefziehen eines Grundkörpers und Herausschneiden eines Bodenbereichs zur Freilassung einer Bodenöffnung 6 hergestellt worden. Ein im Schnitt rechteckiges Bodenelement 7 des Tiegels 1 mit einer hohen Material stärke ist zwischen den beiden Seitenwänden 3, 5 angeordnet und beispielhaft in Mehrschichtbauweise ausgeführt. Eine erste oberste Schicht 9 aus einem vorzugsweise hoch wärmeleitfähigen Material ist dabei über einer mit einer höheren Material stärke ausgeführten zweite Schicht 1 1 angeordnet, an die sich unten eine dritte Schicht 13 anschließt. Das Bodenelement 7 weist insgesamt eine höhere Energiespeicherkapazität als die Seitenwände 3, 5 auf. Dabei wird Energie, insbesondere in Form von Wärme, von einer nicht gezeigten Energiequelle, beispielsweise einer elektrischen Heizung, einer Gasheizung, oder dergleichen, von der dritten Schicht 13 über die zweite Schicht 11 auf die erste Schicht 9 übertragen, so dass sich im Tiegel 1 befindliche Objekte, insbesondere Nahrungsmittel, Fluide, oder dergleichen, erhitzt werden. Die Verbindung zwischen den Seitenwänden 3, 5 und dem Bodenelement 7 ist eine Schweißverbindung.
Nachteilig an der aus dem Stand der Technik bekannten Verbindung der Seitenwände und des Bodenelements des Tiegels ist, dass aufgrund der unterschiedlichen Materialstärken der miteinander zu verschweißenden Teile hohe thermische Spannungen auf die Schweißverbindung wirken. Dies führt zu einer hohen Belastung der Schweißverbindung, die zusätzlich zu mechanischen Belastungen, beispielsweise durch eine Beladung des Tiegels mit einem Gargut, wirkt.
Bei dem konkreten Ausführungsbeispiel der EP 1 725 150 B l ist das Bodenelement 7 relativ zur Öffnung 6 derart dimensioniert, dass die Seitenwände 3, 5 das Bodenelement 7 teilweise überlappen und die Schweißverbindung 15, 15' vom Inneren des Tiegels aus erfolgen muss, was
nicht nur Nachteile hinsichtlich der Belastbarkeit der Schweißverbindung mit sich bringt, sondern zudem vom ästhetischen Standpunkt sowie auch hinsichtlich der Reinigbarkeit Nachteile mit sich bringt.
Die CA 1 044 478 AI offenbart einen Tiegel, bei dem Seitenwände in einem gebogenen Übergangsbereich mit einer Titanschicht verschweißt sind, die ihrerseits von einer Kohlestoffstahlschicht getragen wird, an der auf der der Titanschicht abgewandten Seite elektrische Elemente angebracht sind, wobei zudem eine Umkleidung aus rostfreiem Stahl sich von den Seitenwänden, benachbart zu der Schweißverbindung, längs der Kohlenstoffstahlschicht erstreckt. Dieser Aufbau weist aufgrund unterschiedlicher Material stärken der miteinander verschweißten Teile hohe thermische Spannungen auf, und die Schweißverbindung ist wiederum vom Inneren des Tiegels aus herzustellen, so dass die gleichen Nachteile vorliegen, wie sie bereits im Zusammenhang mit der EP 1 725 150 Bl beschrieben sind.
Aus der EP 2 190 259 AI ist die Kombination der positiven Eigenschaften eines Mehrschichtmaterial s für ein Bodenelement eines Tiegels einerseits mit denen einer Dickschichtheizung des Tiegels andererseits zu einer optimalen Energieausnutzung bei gleichzeitig einfachem Aufbau bekannt. Dabei sorgt die Kombination aus einem aufzuheizenden Bodenelement und einer direkt darauf aufgebrachten Heizung sowohl für ein schnelles Aufheizen sowie auch schnelles Abkühlen, was für ein exaktes Führen einer Vielzahl von Garverfahren notwendig ist, um reproduzierbare und qualitative hochwertige Garergebnisse zu erhalten.
Der Einsatz von Heizschichten auf der Basis von Kohlenstoffnanotubes in Gargeräten ist beispielsweise aus der DE 10 2009 029 464 AI bekannt.
Die EP 2 268 101 AI offenbart einen Tiegelboden mit unterschiedlich dimensionierten Heizzonen, die individuell ansteuerbar sind.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Behälter für die Aufnahme von Speisen und/oder Wärmeübertragungsfluiden in einem Innenraum zu liefern, der die Nachteile des Stands der Technik überwindet. Insbesondere soll der Behälter eine sichere Schweißverbindung zwischen seinen Seitenwänden und seinem Bodenelement aufweisen.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch einen Behälter für die Aufnahme von Speisen und/oder Wärmeübertragungsfluiden in einem Innenraum, der begrenzt ist von zumindest einer Seitenwand der Material stärke b und wenigstens einem Bodenelement, wobei das Bodenelement in einem Randbereich des Behälters mittels zumindest einer Verbindung unlösbar mit der Seitenwand verbunden ist, außerhalb des Randbereichs eine Material stärke a mit a > b aufweist und im Bereich der Verbindung mit der Seitenwand eine Material stärke b' aufweist, die im Wesentlichen der Material stärke b der Seitenwand entspricht.
Dabei ist bevorzugt, dass das Bodenelement mindestens zwei Schichten umfasst, wobei die oberste, dem Innenraum des Behälters zugewandte Schicht sich in den Bereich der Verbindung erstreckt, während jede weitere Schicht sich nicht bis zur Verbindung erstreckt, und/oder das Bodenelement eine Aussparung in dem Randbereich zur Anpassung der Material stärke a des Bodenelements außerhalb des Randbereichs an die Material stärke b' im Bereich der Verbindung aufweist.
Dabei wiederum bevorzugt ist, dass die oberste Schicht eine Material stärke aufweist, die im Wesentlichen der der Seitenwand entspricht, und/oder die Aussparung zur Bereitstellung einer Bodenelementabschrägung zumindest teilweise angeschrägt ist, vorzugsweise zwischen zwei Radiusüb ergängen .
Mit der Erfindung wird auch vorgeschlagen, dass die oberste Schicht mit einer Material stärke b', die im Wesentlichen der Material stärke b der Seitenwand entspricht, über eine Länge b" alleine das Bodenelement bildet, wobei vorzugsweise b' = b".
Ferner kann vorgesehen sein, dass der Winkel α zwischen der Bodenelementabschrägung und der von dem Innenraum des Behälters abgewandten Unterseite der obersten Schicht > 90°, vorzugsweise > 120°, am bevorzugtesten > 140° und < 160°, ist.
Bevorzugt ist erfindungsgemäß, dass das Seitenelement im Randbereich gebogen ist, wobei ein Radiusübergang des Seitenelements sich vorzugsweise bis zur Verbindung erstreckt.
Mit der Erfindung wird auch vorgeschlagen, dass die Verbindung eine Schweißverbindung umfas st, wob ei vorzugsweise die Schweißverbindung, die insbesondere ohne Schweißzusatzwerkstoff erzeugbar ist, eine Schweißnaht, insbesondere mit einer im Schnitt flachen Mantelkegelfläche, darstellt und/oder auf der dem Innenraum abgewandten Seite des Behälters angeordnet ist.
Zudem kann vorgesehen sein, dass das Bodenelement drei Schichten und/oder zumindest wenigstens ein Heizelement oder einen Bestandteil einer Induktionsheizung umfasst.
Dabei kann wiederum vorgesehen sein, dass die oberste Schicht eine Edelstahlschicht ist, auf deren dem Innenraum abgewandten Unterseite eine Schicht aus Stahl aufgebracht ist, während auf der dem Innenraum abgewandten Unterseite der Stahlschicht eine Chromstahlschicht aufgebracht ist.
Erfindungsgemäß wird vorgeschlagen, dass die Wärmeleitfähigkeit des Bodenelements von dem Innenraum nach unten größer wird und/oder die Längenausdehnungsfähigkeit des Bodenelements von der obersten Schicht von dem Innenraum nach unten kleiner wird.
Zudem kann vorgesehen sein, dass auf der dem Innenraum des Behälters abgewandten Seite des Bodenelements zumindest ein Heizelement, angebracht ist, wobei vorzugsweise das Heizelement ein Dickschichtheizelement, ein Induktionsheizelement oder ein Heizelement mit zumindest einer Schicht mit Kohlenstoffnanotube-Bestandteilen umfasst.
Die Erfindung liefert auch ein Verfahren zur Herstellung eines erfindungsgemäßen Behälters, wobei jede Seitenwand durch Tiefziehen und/oder Biegen erzeugt wird, in den Bodenbereich eine Öffnung eingebracht wird, insbesondere durch Schneiden, Fräsen oder Lasern, die Öffnung von dem Bodenelement überdeckt wird, und das Bodenelement mit der Seitenwand, insbesondere im gebogenen Randbereich, unlösbar verbunden wird.
Ferner wird vorgeschlagen, dass als Verbindung des Bodenelements und der Seitenwand eine Schweißverbindung in einem, von der dem Innenraum des Behälters abgewandten, unteren Seite, insbesondere über Material des Bodenelements, hergestellt wird.
Zudem wird mit der Erfindung auch vorgeschlagen, dass die Aussparung und/oder die Schweißverbindung poliert wird bzw. werden.
Bevorzugt ist erfindungsgemäß, dass auf zumindest einen Teil des Bodenelements, vorzugsweise auf zumindest einen Teil des Bodenelements und der Bodenelementabschrägung und/oder des Randbereichs der Seitenwand, eine Heizbeschichtung auf Basis von Kohlenstoffnanotubes aufgebracht wird.
Dabei kann vorgesehen sein, dass die Heizbeschichtung mit einer Niederspannungsquelle, insbesondere einem 12V/24V-Netz, verbunden wird.
Schließlich ist mit der Erfindung noch bevorzugt, dass die Heizbeschichtung zur Bereitstellung von, insbesondere getrennt ansteuerbaren, Heizzonen, vorzugsweise durch Freilassen von Spalten und/oder Zeilen, aufgedruckt wird.
Der Erfindung liegt somit die überraschende Erkenntnis zugrunde, dass die Verbindung eines, insbesondere mehrschichtigen, Bodenelements eines Tiegels, das in wesentlichen Bereichen eine höhere Material stärke als die Seitenwände des Tiegels aufweist, durch eine Reduzierung der Material stärke des Bodenelements im Bereich der Verbindung, vorzugsweise auf ungefähr die Material stärke der Seitenwände, erheblich verbessert werden kann. Bei einem Mehrschicht- Bodenelement, beispielsweise in Sandwich-Bausweise, hat es sich dabei als besonders vorteilhaft
herausgestellt, wenn eine oberste Schicht des Bodenelements, die dem Innenraum des Tiegels zugewandt ist, nahezu die Material stärke der Seitenwände aufweist, wenigstens bereichsweise in der Nähe der Verbindung zu den Seitenwänden, und die weiteren Schichten in ihrer Längs- sowie Quererstreckung kleiner als die erste Schicht sind.
Der Aufbau des Bodenelements des Tiegels ist dabei nicht beschränkend auf eine Sandwich- Bauweise zu verstehen. Neben der klassischen Sandwich-Bauweise mit zwei gut- wärmeleitfähigen Schichten und einer sich dazwischen befindlichen hoch-wärmeleitfähigen Schicht können selbstverständlich beliebig viele Schichten, je nach Bedarf, zum Einsatz kommen. Insbesondere kann auch vorgesehen sein, Funktionselemente in das Bodenelement des Tiegels zu integrieren, beispielsweise Heizelemente, Kühlelemente oder dergleichen.
Als besonders vorteilhaft für Tiegel hat sich die Verwendung einer Heizbeschichtung auf der Basis von Kohlenstoffnanotubes herausgestellt, insbesondere da sie einfach aufbringbar ist, eine Beheizung von beliebig geformten Oberflächengeometrien ermöglicht, eine hohe Sicherheit durch eine Niederspannungsversorgung gewährleistet, eine gleichmäßige Erwärmung großer Flächen sicherstellt, einfache Anschließmöglichkeiten sowie einfache Ansteuermöglichkeiten bietet. Diese Vorteile ermöglichen bei einem erfindungsgemäßen Tiegel die gezielte Bedruckung dessen Bodenbereichs, insbesondere dessen Bodenelements, Randbereichs sowie selbst dessen Seitenwand, mit einer Heizbeschichtung, was eine Optimierung des Wärmeeintrags in den Tiegel ermöglicht. Eine weitere Optimierung ist erfindungsgemäß dadurch gegeben, dass über eine entsprechende Heizbeschichtung Heizzonen, die individuell angesteuert werden können, bereitgestellt werden können, nämlich durch das gezielte Aussparen von Zeilen und/oder Spalten bei der Beschichtung.
Ferner hat es sich als besonders vorteilhaft erwiesen, wenn wesentliche Elemente des Tiegels zuerst tiefgezogen werden. Alternativ kann vorgesehen sein, dass die Elemente des Tiegels, insbesondere die Seitenwände, mittels Biegen in die gewünscht Form gebracht werden. Aufgrund der hohen Material stärke des Bodenelements ist ein nachträgliches Integrieren besagten Bodenelements in einen Grundkörper des Tiegels notwendig. Dafür kann das
tiefgezogene Tiegelelement nachträglich mit einer entsprechenden Öffnung versehen werden, oder es kann vorgesehen sein, dass die gebogenen Seitenwände passgenau hergestellt werden.
Sofern das Bodenelement aus mehr als einer Schicht besteht und die oberste Schicht ungefähr die Material stärke der Seitenwände des Tiegels aufweist, können die weiteren Schichten entweder direkt mit jeweils kleineren Ausmaßen als die oberste Schicht in Richtung der Seitenwände auf die Unterseite der obersten Schicht angebracht werden, um die gewünschten Übergänge zu den Seitenwänden zu ermöglichen, oder es können Aussparungen nach Abschluss der Herstellung des Bodenelements als solches vorgesehen werden. Dies lässt sich beispielsweise durch ein Fräsen der gewünschten Aussparungen erreichen. Entscheidend ist dabei, dass die Aussparungen derart zu dimensi oni eren sind, dass unerwünschte thermi sche B elastungen durch unterschiedliche Ausdehnungen des Bodenelements und der Seitenwände im Bereich deren Verbindung signifikant verringert werden, insbesondere unterschiedliche Ausdehnungen, die aus verschiedenen Wärmespeicherkapazitäten des Bodenelements und der Seitenwände des Tiegels resultieren.
Das Bodenelement reicht vorzugsweise direkt bis an einen Biegeradius jeder Seitenwand heran, und ist im kompletten Randbereich des Tiegels mit Radienübergängen angeschrägt, um eine optimale Spannungsverteilung hervorzurufen, bei gleichzeitig möglichst geringen, nicht direkt über das Bodenelement aufheizbaren Randbereichen.
Die Verbindung des Bodenelements und der Seitenwände des Tiegels wird bevorzugt mittels einer Schweißverbindung realisiert. Dabei ist es besonders bevorzugt, wenn das Schweißen ohne weiteren Zusatz und von unten, also von der dem Innenraum des Tiegels abgewandten Seite erfolgt, wobei sich eine Schweißnaht in einem großen Radiusbogen führen lässt, so dass eine im Schnitt flache Mantelkegelfläche entsteht, die eine optimale, gleichmäßige Spannungsverteilung im Material erreichen lässt. Besonders vorteilhaft ist dabei die Verbindung eines MAG- Schweißens.
Ein Einsatz eines erfindungsgemäßen Tiegels erfolgt bevorzugt in einem Gargerät, insbesondere in einem von der Anmelderin unter den Handelsnamen VarioCooking Center® vertriebenen Gargerät.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand schematischer Zeichnungen im Einzelnen beispielhaft erläutert sind. Dabei zeigt:
Figur 1 eine Schnittansicht eines Bereichs eines bekannten Tiegels;
Figur 2 eine Schnittansicht eines Bereichs eines erfindungsgemäßen Tiegels, und
Figur 3 eine Schnittansicht eines Bereichs eines weiteren erfindungsgemäßen Tiegels.
Ein erfindungsgemäßer Tiegel 20 umfasst vier Seitenwände, von denen zwei Seitenwände 22, 24 in Figur 2 gezeigt sind. Die Seitenwände 22, 24 sind jeweils an einem Ende zumindest bereichsweise gebogen. Ein Bodenelement 26 ist zudem in dem Tiegel 20 vorgesehen und umfasst eine erste Schicht 28, eine zweite Schicht 30 und eine dritte Schicht 32. Die erste Schicht 28 weist dabei nahezu die Material stärke der Seitenwände 22, 24 des Tiegels 20 auf, während die Materialstärke des Bodenelements 26 in wesentlichen Bereichen deutlich größer als die Material stärke der Seitenwände 22, 24 ist. Dies wird durch die Anordnung bzw. Erstreckung der zweiten und dritten Schicht 30, 32 realisiert, die in ihren Ausmaßen zwischen den Seitenwänden 22, 24 zumindest bereichsweise kleiner als die der ersten Schicht 28 sind. Dadurch wird sichergestellt, dass die Material stärke des Bodenelements 26 im Bereich von Verbindungen 34, 34' mit den Seitenwänden 22, 24 ungefähr der Material stärke der Seitenwände 22, 24 selbst entspricht. Bei den Verbindungen 34, 34' handelt es sich bevorzugt um Schweißverbindungen.
Ein solcher Aufbau des Bodenelements 26 lässt sich auf unterschiedliche Arten realisieren.
Bevorzugt ist dabei, nach Herstellung des Bodenelements 26 aus mehreren Schichten bestimmte
Bereiche zu entfernen, so dass also Aussparungen 36, 36' entstehen. Alternativ kann vorgesehen sein, dass die zweite und dritte Schicht 30, 32 bereits vor dem Zusammenführen mit der ersten
Schicht 28 auf die gewünschten Maße reduziert ausgeformt werden, so dass die gewünschte geometrische Ausformung bereitgestellt werden kann.
Vorteilhaft an einem Bodenelement 26 eines erfindungsgemäßen Tiegels 20 ist also, dass die Materialstärke des Bodenelements 26 und die der Seitenwände 22, 24 im Bereich der Verbindungsstellen 34, 34' nahezu identisch sind. Dies führt dazu, dass Belastungen, die auf die Verbindung der Seitenelemente 22, 24 und des Bodenelements 26 wirken, deutlich reduziert werden können. Dies betrifft insbesondere die Belastung von Schweißverbindungen, die ansonsten aufgrund von unterschiedlichen Material stärken unter hohen thermischen Belastungen durch unterschiedliche Materialverformungen bei Temperaturschwankungen, wie bei Garverfahren üblich, hohen zusätzlichen Belastungen ausgesetzt sind.
Die Geometrie der Aussparungen 36, 36' kann optimiert werden, und zwar sowohl hinsichtlich der Spannungsverteilung, der Optik sowie auch der Reinigbarkeit. Hierzu wird im Anschluss Bezug auf Figur 3 genommen. Dort ist ein Tiegel 40 mit einem Randbereich 41 dargestellt, in dem sich Seitenwände 42 mit einem Seitenwandradius 43 mit einem im Wesentlichen ebenen Bodenelement 44 treffen. Mit anderen Worten reicht das Bodenelement 44 bis zum Bereich des Seitenradius 43 jeder Seitenwand 42. Das Bodenelement 44 weist drei Schichten 45, 46, 47 auf. Dabei kann es sich bei der obersten, dem Innenraum des Tiegels 40 zugewandten Schicht 45 um eine Edel stahl schicht, bei der darunter angeordneten Schicht 46 um eine Stahl schicht und bei der untersten Schicht 47 um eine Chromstahlschicht handeln. Das Bodenelement 44 ist so hergestellt, dass der Randbereich 41 mit Radienübergängen 48, 49 angeschrägt ist, um die eigentliche Material stärke a des Bodenelements 44 bis auf die Material stärke b' zu reduzieren, die im Wesentlichen der Material stärke b der Seitenwand 42 entspricht. Zudem ist die oberste Schicht 45 des Bodenelements 44 so geführt, dass sie sich über eine Länge b", die im Wesentlichen der Materialstärke b' entspricht, alleine, also ohne die beiden anderen Schichten 46, 47 des Bodenelements 44 erstreckt, um so eine optimierte Schweißverbindung 51 herstellen zu können. Die Länge c der Aussparung 50 entspricht zudem ungefähr der Material stärke a des Bodenelements 44 plus der Material stärke b der Seitenwand 42, während der Winkel α zwischen
der Schräge des Bodenelements 44, also der Bodenelementabschrägung 52 zwischen den Radiusübergängen 48, 49, bis zur Unterseite der obersten Schicht 45 circa 145° C beträgt.
Die Seitenwand 42 ist mit der obersten Schicht 41 von unten verschweißt, und zwar zum Verschließen einer Öffnung 53 ohne weiteren Zusatz, wobei sich die Schweißnaht insbesondere in den kritischen Tiegelecken in einem großen Radiusbogen führen lässt, wodurch sich durch die sich ergebende flache Mantelkegelfläche eine optimale, gleichmäßige Spannungsverteilung im Material erreichen lässt. Sowohl die Schweißverbindung 51 als auch die Aussparung 50 sind zudem bevorzugt poliert, um Kerbwirkungen zu reduzieren. Schließlich kann auf die unterste Schicht 47, und zwar auf deren Unterseite, noch eine Vielzahl von Heizelementen aufgebracht werden, beispielsweise wie aus der EP 2 190 259 AI bekannt. Es kann aber auch eine Heizbeschichtung auf der Basis von Kohlenstoffnanotubes zur Bereitstellung einer Vielzahl von einzeln ansteuerbaren Heizzonen aufgedruckt werden.
Die in der voranstehenden Beschreibung, den Zeichnungen sowie den Ansprüchen offenbarten Merkmale der Erfindung können sowohl einzeln als auch in jeder beliebigen Kombination für die Verwirklichung der Erfindung in ihren Ausführungsformen wesentlich sein.
Bezugszeichenliste
Tiegel
, 5 Seitenwand
Öffnung
Bodenelement
, 11, 13 Schicht
15, 15 ' S chwei ßverb i ndung
0 Tiegel
2, 24 Seitenwand
6 Bodenelement
8, 30, 32 Schicht
4, 34' Schweißverbindung
6, 36' Aussparung
0 Tiegel
1 Randbereich
42 Seitenwand
43 Seitenwandradius
44 Bodenelement
45, 46, 47 Schicht
48, 49 Radienübergang
50 Aussparung
51 Schweißverbindung
52 B odenel ementab schrägung
53 Öffnung
a, b, b' Material stärke
b" Länge
c Länge
α Winkel
Claims
Ansprüche
Behälter (20, 40) für die Aufnahme von Speisen und/oder Wärmeübertragungsfluiden in einem Innenraum, der begrenzt ist von zumindest einer Seitenwand (22, 24, 42) der Material stärke b und wenigstens einem Bodenelement (26, 44), wobei
das Bodenelement (26, 44) in einem Randbereich (41) des Behälters (20, 40) mittels zumindest einer Verbindung (34, 34', 51) unlösbar mit der Seitenwand (22, 24, 42) verbunden ist, außerhalb des Randbereichs (41) eine Material stärke a mit a > b aufweist und im Bereich der Verbindung (34, 34', 51) mit der Seitenwand (22, 24, 42) eine Material stärke b' aufweist, die im Wesentlichen der Material stärke b der Seitenwand (22, 24, 42) entspricht.
Behälter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass
das Bodenelement (26, 44) mindestens zwei Schichten (28, 30, 32, 45, 46, 47) umfasst, wobei die oberste, dem Innenraum des Behälters (20, 40) zugewandte Schicht (28, 45) sich in den Bereich der Verbindung (34, 34', 51) erstreckt, währendjede weitere Schicht (30, 32, 46, 47) sich nicht bis zur Verbindung (34, 34', 51) erstreckt, und/oder das Bodenelement (26, 44) eine Aussparung (36, 36', 50) in dem Randbereich (41) zur Anpassung der Material stärke a des Bodenelements (26, 44) außerhalb des Randbereichs an die Material stärke b' im Bereich der Verbindung (34, 34', 51) aufweist.
Behälter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass
die oberste Schicht (28) eine Material stärke aufweist, die im Wesentlichen der der Seitenwand (22, 24) entspricht, und/oder
die Aussparung (50) zur Bereitstellung einer Bodenelementabschrägung (52) zumindest teilweise angeschrägt ist, vorzugsweise zwischen zwei Radiusübergängen (48, 49).
1
4. Behälter nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass
die oberste Schicht (45) mit einer Material stärke b', die im Wesentlichen der
Material stärke b der Seitenwand (42) entspricht, über eine Länge b" alleine das
Bodenelement (26, 44) bildet, wobei vorzugsweise b' = b".
5. Behälter nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass
der Winkel α zwischen der Bodenelementabschrägung (52) und der von dem Innenraum des Behälters (20, 40) abgewandten Unterseite der obersten Schicht (45)
> 90°, vorzugsweise > 120°, am bevorzugtesten > 140° und < 160°, ist.
6. Behälter nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
das Seitenelement (42) im Randbereich (41) gebogen ist, wobei ein Radiusübergang (43) des Seitenelements (42) sich vorzugsweise bis zur Verbindung (51) erstreckt.
7. Behälter nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
die Verbindung (34, 34', 51) eine Schweißverbindung umfasst, wobei vorzugsweise die Schweißverbindung, die insbesondere ohne Schweißzusatzwerkstoff erzeugbar ist, eine Schweißnaht, insbesondere mit einer im Schnitt flachen Mantelkegelfläche, darstellt und/oder auf der dem Innenraum abgewandten Seite des Behälters (20, 40) angeordnet ist.
8. Behälter nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
das Bodenelement (26, 44) drei Schichten (28, 30, 32, 45, 46, 47) und/oder zumindest wenigstens ein Heizelement oder einen Bestandteil einer Induktionsheizung umfasst.
9. Behälter nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass
die oberste Schicht (45) eine Edel stahlschicht ist, auf deren dem Innenraum abgewandten Unterseite eine Schicht (46) aus Stahl aufgebracht ist, während auf der dem Innenraum abgewandten Unterseite der Stahlschicht (46) eine Chromstahlschicht (47) aufgebracht ist.
2
10. Behälter nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Wärmeleitfähigkeit des Bodenelements (26, 44) von dem Innenraum nach unten größer wird und/oder die Längenausdehnungsfähigkeit des Bodenelements (26, 44) von der obersten Schicht (28, 45) von dem Innenraum nach unten kleiner wird.
11. Behälter nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
auf der dem Innenraum des Behälters abgewandten Seite des Bodenelements zumindest ein Heizelement, angebracht ist, wobei vorzugsweise das Heizelement ein
Dickschichtheizelement, ein Induktionsheizelement oder ein Heizelement mit zumindest einer Schicht mit Kohlenstoffnanotube-Bestandteilen umfasst.
12. Verfahren zur Herstellung eines Behälters nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
jede Seitenwand (22, 24, 42) durch Tiefziehen und/oder Biegen erzeugt wird,
in den Bodenbereich eine Öffnung (53) eingebracht wird, insbesondere durch Schneiden,
Fräsen oder Lasern, die Öffnung (53) von dem Bodenelement (26, 44) überdeckt wird, und
das Bodenelement (26, 44) mit der Seitenwand (22, 24, 42), insbesondere in einem gebogenen Randbereich (41), unlösbar verbunden wird.
13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass
als Verbindung des Bodenelements (26, 44) und der Seitenwand (22, 24, 42) eine
Schweißverbindung (34, 34', 51) in einem, von der dem Innenraum des Behälters (20, 40) abgewandten, unteren Seite, insbesondere über Material des Bodenelements (26, 44), hergestellt wird.
14. Verfahren nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass
die Aussparung (50) und/oder die Schweißverbindung (34, 34', 51) poliert wird bzw. werden.
3
15. Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass auf zumindest einen Teil des Bodenelements (26, 44), vorzugsweise auf zumindest einen Teil des Bodenelements (26, 44) und der Bodenelementabschrägung (52) und/oder dem Randbereich (41) der Seitenwand (42), eine Heizbeschichtung auf Basis von
Kohlenstoffnanotubes aufgebracht wird.
16. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass
die Heizbeschichtung mit einer Niederspannungsquelle, insbesondere einem 12V/24V- Netz, verbunden wird.
17. Verfahren nach Anspruch 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, dass
die Heizbeschichtung zur Bereitstellung von, insbesondere getrennt ansteuerbaren, Heizzonen, vorzugsweise durch Freilassen von Spalten und/oder Zeilen, aufgedruckt wird.
4
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| FR1056664 | 2010-08-19 |
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|---|---|
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| EP (1) | EP2605689B1 (de) |
| FR (1) | FR2963928B1 (de) |
| WO (1) | WO2012022651A1 (de) |
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| DE102013021356A1 (de) | 2012-12-29 | 2015-08-20 | Labetherm Limited Zweigniederlassung Deutschland | Gestaltung eines Tiegelbodens vom Gargerät und Verfahren zum Betreiben solch ein Gerätes |
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- 2010-08-19 FR FR1056664A patent/FR2963928B1/fr active Active
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- 2011-08-08 EP EP11743059.5A patent/EP2605689B1/de active Active
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| FR2963928B1 (fr) | 2013-03-29 |
| EP2605689A1 (de) | 2013-06-26 |
| FR2963928A1 (fr) | 2012-02-24 |
| EP2605689B1 (de) | 2014-12-10 |
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