DE3719750A1 - Kochgefaess - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Kochgefäß der im Ober­ begriff von Anspruch 1 erläuterten Art.

Ein derartiges Kochgefäß ist aus der EP-A 01 11 867 bekannt. Das bekannte Kochgefäß ist in der für Edelstahltöpfe übli­ chen Weise mit einem Sandwich-Boden ausgerüstet, dessen wesentlichster Bestandteil die übliche Wärmeverteilplatte aus einem gut wärmeleitenden Material, wie beispielsweise Aluminium oder Kupfer bildet. Nun ist jedoch weder Alumi­ nium noch Kupfer noch der für den Gefäßkörper verwendete nichtrostende Chrom-Nickel-Stahl durch Induktion erwärmbar, so daß derartige Töpfe für Induktionsherde unbrauchbar sind. Um dem abzuhelfen, ist bei dem bekannten Kochgefäß eine magnetisierbare Platte aus Stahl vorgesehen, die zusätzlich an der Unterseite des Wärmeverteilbodens angeordnet ist. Der Stahl der magnetisierbaren Platte und das Aluminium des Wärmeverteilbodens haben jedoch extrem unterschiedliche Wär­ meausdehnungskoeffizienten. Zu diesem Zweck sind zwi­ schen der Wärmeverteilplatte und der magnetisierbaren Platte mindestens zwei oder drei Zwischenschichten angeordnet. Eine der Zwischenschichten besteht aus einer aufplattierten Schicht aus nichtrostendem, austenitischem Chrom-Nickel- Stahl. Um die nicht korrosionsfeste magnetisierbare Platte auch an ihrer Außenseite zu schützen, ist dieselbe Chrom- Nickel-Stahl-Schicht oder eine Schicht aus Nickelblech, auch an der dem Herd zugewandten Oberfläche der magnetisierbaren Platte aufplattiert. Die Schichten zwischen der magnetisier­ baren Platte und dem Wärmeverteilboden sollen mit abgestaf­ felten Wärmeausdehnungskoeffizienten ausgerüstet sein, die zwischen den Wärmeausdehnungskoeffizienten der Platte und des Wärmeverteilbodens liegen. Um jedoch ihre Pufferungs­ funktion einigermaßen erfüllen zu können, ist eine gewisse Mindest-Materialstärke erforderlich, damit die bei der unter­ schiedlichen Ausdehnung auftretenden Scherkräfte aufgenommen werden können.

Erfahrungsgemäß sind dafür Wandstärken zwischen 0,6 und 1 mm erforderlich. Es hat sich jedoch herausgestellt, daß be­ reits eine Zwischenlage aus austenitischem Stahl in diesem Materialdickenbereich die Induktion beeinträchtigt und so­ mit den Wirkungsgrad des Kochgefäßes herabsetzt. Das be­ kannte Kochgefäß ist außerdem relativ kompliziert aufge­ baut und somit kostenintensiv in der Herstellung.

Es ist weiterhin bekannt, Töpfe aus nichtrostbeständigem Stahl durch eine Emailschicht innen und außen gegen Korro­ sion zu schützen. Sofern der nichtrostbeständige Stahl durch Induktion erwärmbar ist, sind diese Töpfe auch für Induktionsherde einsetzbar. Eine emaillierte Oberfläche ist jedoch relativ stoßempfindlich, anfälliger gegen ein Einbrennen der Speisen und schlechter zu reinigen. Außerdem ist die Wärmeverteilung ungünstiger als bei Edelstahltöpfen mit der üblichen Wärmeverteilplatte.

Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, ein für Induktionsherde geeignetes Kochgefäß aus nichtrostendem Stahl bereitzustellen, das einfach und kostengünstig in der Herstellung ist.

Die Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.

Durch die erfindungsgemäße Überlegung, das zur induktiven Erwärmung notwendige Material in Form einer Wärmeverteil­ platte vorzusehen und diese an einem Gefäßkörper aus Edel­ stahl anzubringen, wird die Konstruktion und somit die Her­ stellung entscheidend vereinfacht. Eine weitere Vereinfa­ chung der Herstellung ergibt sich durch die Verwendung einer Schicht aus Email oder aus Lack als Korrosionsschutz. Das erfindungsgemäße Kochgefäß weist somit sowohl die durch die Wärmeverteilung bedingten guten Kocheigenschaften eines Edelstahltopfes mit Wärmeverteilplatte auf, ist jedoch we­ sentlich einfacher herzustellen, als die bislang bekannten für Induktionsherde geeigneten Edelstahltöpfe.

Anspruch 2 beschreibt einen bevorzugten Werkstoff für die Platte.

In Anspruch 3 wird der bevorzugte Dickenbereich der Platte angegeben.

Anspruch 4 beschreibt ein erstes Ausführungsbeispiel, wie die Platte an der Gefäßwandung angebracht werden kann.

Die Anordnung des Rings nach den Ansprüchen 5 bis 7 hat den Vorteil, daß damit ein gerader und optisch ansprechender Abschluß zwischen der Schicht und dem freibleibenden Mate­ rial des Gefäßkörpers erreicht werden kann.

Eine zusätzliche oder alternative Möglichkeit, diesen Ab­ schluß zu erreichen, beschreibt Anspruch 8.

Der anorganische, auf metallkeramischer Basis aufgebaute Einbrennlack gemäß Anspruch 9 mit der in Anspruch 10 ange­ gebenen Zusammensetzung ist unter dem Warennahmen "Cerakote" im Handel erhältlich und wurde zum Korrosionsschutz von hochtemperaturbelasteten Antriebsaggregaten entwickelt. Überraschenderweise wurde gefunden, daß dieser Lack für die Anwedung bei Kochgefäßen geeignet ist, wenn einerseits ein guter Korrosionsschutz, andererseits ein weitgehend un­ gehinderter Duchgang des elektromagnetischen Feldes gefor­ dert wird. Der Lack ist mit Aluminiumpulver gefüllt, damit ein kathodischer Korrosionsschutz erzielt wird. Trotz die­ ser Metalleinlage von über 5% wird gegen alle Erwartungen das elektromagnetische Feld nicht störend beeinflußt. Die Füllung des Lackes mit Aluminiumpuler verleiht dem Koch­ gefäß ein schönes metallisches Aussehen.

Der erforderliche Korrosionsschutz wird gemäß Anspruch 11 schon mit geringen Schichtstärken von <50 µm erreicht.

Bei diesen Schichtstärken ist auch eine ausreichende mecha­ nische Abriebfestigkeit gegeben. Gerade der Umstnd, daß eine dünne Schichtstärke anwendbar ist, gewährleistet einen guten Wirkungsgrad, denn die Induktionsherde sind so ausge­ legt, daß eine gute Ankoppelung nur gegeben ist, wenn die Eisenschicht des Geschirrteils direkt auf der Herdplatte, d. h. möglichst nahe der Induktionsspule liegt.

Wird gemäß Anspruch 12 die Platte mit dem Gefäßkörper über eine Emailschicht verbunden, so wird die Wärmeverteilung weiter verbessert, da die Emailschicht den Wärmeübergang verlangsamt. Dadurch wäre es theoretisch auch möglich, die Dicke der Platte herabzusetzen.

Die Ansprüche 13 und 14 betreffen zwei Verfahrensvarianten, wie die Platte am Gefäßkörper angelötet werden kann. Bei Anwendung des Verfahrens nach Anspruch 14 wird erreicht, daß zwischen der Bodenwandung und der Platte mit Sicherheit kein Spalt verbleibt, in den Feuchtigkeit eintreten kann, die die Platte aus nicht korrosionsbeständigem Stahl angreift.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend an­ hand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 ein erstes Ausführungsbeispiel eines Kochgefäßes,

Fig. 2 ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Kochgefäßes mit einer Auskehlung,

Fig. 3 ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Kochgefäßes mit einem Übergangsring,

Fig. 4 ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Kochgefäßes mit einer Emailschicht und

Fig. 5 ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Kochgefäßes mit einem Dekoremail.

Aus Fig. 1 ist in schematischer Darstellung ein Schnitt durch einen Teil eines ersten Ausführungsbeispiels eines Kochgefäßes 1 ersichtlich. Das Kochgefäß 1 weist einen Ge­ fäßkörper 2 mit einer Seitenwandung 2 a und einer Bodenwan­ dung 2 b auf. Der Gefäßkörper 2 besteht aus in üblicher Weise für Kochgefäße verwendeten, nichtrostendem Chrom-Nickel- Stahl, vorzugsweise vomm 18/10- bzw. 18/8-Typ. An der Außen­ seite der Bodenwandung 2 b ist eine Platte 3 über eine Löt­ schicht 4 befestigt. Die Platte 3 besteht aus einem wärme­ leitenden, durch Induktion erwärmbaren Werkstoff, insbe­ sondere ferritischem Stahl, ist aus Vollmaterial gefertigt und weist eine im wesentlichen zylindrische Scheibenform auf. Die Dicke der Platte 3 entspricht mindestens dem 3 fachen, bevorzugt dem 4- bis 10fachen der Dicke der Boden­ wandung 2 b. Die nicht von der Bodenwandung 2 b bedeckte Um­ fangsfläche 3 a und die dem nicht gezeichneten Herd zuge­ wandte Unterseite 3 b der Platte 3 sind mit einer aus Gründen der Deutlichkeit übertrieben dick gezeichneten Schicht 5 überzogen.

Die Schicht 5 besteht entweder aus einem üblicherweise für den Bodenbereich von Kochtöpfen verwendeten Email in be­ kannter Zusammensetzung und Dicke. Bevorzugt wird jedoch ein anorganisch gebundener Einbrennlack, der mit Chromsäure passiviertes Aluminiumpulver in abgestimmten Phosphatbin­ dern mit den folgenden Inhaltstoffen verwendet:

Aluminiumpulver 40-60 Gew.-% Cr +6-Gehalt unter 1% Phosphorverbindungen: 15-25% Wasser: ad 100%

Dieser Lack ist unter dem Namen "Cerakote 484" im Handel erhältlich und wird als Korrosionsschutz für hochtempera­ turbelastete Antriebsaggregate bis +600°C mit Schichtdicken von 30 bis 100 µm verwendet, wobei die 1. Schicht ca. ¹/₃ und die 2. Schicht ca. ²/₃ der Gesamtschichtdicke aufweist. Für den Verwendungszweck der vorliegenden Erfindung hat sich eine Schichtdicke von unter 50 µm als besonders zweck­ mäßig erwiesen. Das Auftragen der Schicht 5 aus Lack er­ folgt durch bekannte Verfahren wie Spritzen oder Aufpinseln. Nach dem Auftragen wird der Lack bei Temperaturen zwischen 300 und 600°C eingebrannt. Wegen der niedrigen Einbrenn­ temperaturen kann der Lack nach dem Auflöten der Platte 3 auf der Bodenwandung 2 b des Gefäßkörpers 2 aus nicht­ rostendem Stahl aufgebracht werden.

Wird als Schicht 5 eine Emailschicht verwendet, so kann das Kochgefäß nach Fig. 1 auch dadurch hergestellt werden, daß zunächst die Platte 3 auf der Umfangsseite 3 a und der Auß­ enseite 3 b mit dem Emailschlicker überzogen und der Email­ schlicker nachfolgend eingebracht wird. Anschließend wird die Platte 3 durch Hartlöten mit einem nieder schmelzenden Lot auf der Bodenwandung 2 b des Gefäßkörpers 2 aus rost­ freiem Stahl aufgelötet. Bei den auftretenden Löttempera­ turen wird das Email zähflüssig, so daß bei geeignetem Emailauftrag auf die Platte 3 sich das Email an der Um­ fangsseite in der Nähe des Lotauftrages plastisch an den Gefäßkörper 2 anlegt und auch die Übergangsstelle dicht und ohne Spalt schließt.

Bei der Ausführungsform nach Fig. 2 ist die Bodenwandung 2 b etwas dicker als die Seitenwandung 2 a des Gefäßkörpers, wobei der Übergang zwischen der dickeren Bodenwandung 2 b und der Seitenwandung 2 a an der Außenseite des Gefäßkör­ pers 2 angeordnet und als Auskehlung 6 ausgebildet ist. Die Auskehlung 6 verläuft ringförmig um die Bodenwandung 2 b und ist in ihrem Durchmesser an den Durchmesser der Platte 3 zuzüglich der doppelten Dicke der Schicht 5 angepaßt. Bei diesem Ausführungsbeispiel wird zunächst die Platte 3 über die Lotschicht 4 mit der Bodenwandung 2 b zentriert verbunden. Insbesondere wenn emailliert werden soll, wird ein Lot mit hoher Schmelztemperatur verwendet. Anschließend wird die Platte 3 bis zur Auskehlung 6 mit Emailschlicker umspritzt oder getaucht bzw. mit dem Lack versehen. Durch die Auskehlung 6 ist ein geringfügiger Abstand zum Über­ gang zur Seitenwandung 2 a des Gefäßkörpers 2 geschaffen, so daß ein exakt begrenztes Auftragen der Schicht 5 mög­ lich ist. Eventuell zu hoch reichendes Auftragsmaterial kann außerdem durch die Auskehlung 6 leichter abgewischt werden. Anschließend wird die Schicht 5 eingebrannt.

Auch das Ausführungsbeispiel nach Fig. 3 ist analog dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 hergestellt. Um einen Ab­ stand zwischen dem Übergang zur Seitenwandung 2 a des Ge­ fäßkörpers 2 zu schaffen, ist bei diesem Ausführungsbei­ spiel ein dünner Ring 7 vorgesehen. Der Ring 7 besteht aus einem korrosionsbeständigem Werkstoff, beispielsweise Kupfer, Messing oder Chrom-Nickel-Stahl. Der Ring 7 wird zusammen mit der Platte 3 durch die Lotschicht 4 mit der Bodenwandung 2 b verbunden. Danach wird in der bereits an­ hand des Ausführungsbeispiels nach Fig. 2 beschriebenen Weise der Emailschlicken oder der Lack aufgebracht und ein­ gebrannt.

In Fig. 4 ist ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsge­ mäßen Kochgefäßes 1 unter Verwendung einer Korrosions­ schutzschicht aus Email ersichtlich, das einen von den vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen abweichen­ den Aufbau aufweist und nach einem abweichenden Herstel­ lungsverfahren gefertigt wurde. Bei diesem Ausführungsbei­ spiel wird zunächst die Platte 3 allseitig mit einem ge­ eigneten Emailschlicker überzogen. Die überzogene Platte 3 wird danach auf die Bodenwandung 2 b des Gefäßkörpes 2 auf­ gebracht. Anschließend wird das Email gebrannt, wodurch sich einerseits die Platte 3 fest mit der Bodenwandung 2 b verbindet und andererseits um die nicht von der Boden­ wandung 2 b bedeckten Seiten eine die Korrosion hemmende Emailschicht 8 legt. In diesem Ausführungsbeispiel über­ nimmt auch die sich zwischen der Platte 3 und der boden­ wandung 2 b befindende Emailschicht einen Teil der Wärme­ verteilung, so daß die Dicke der Platte 3 reduziert wer­ den kann.

Fig. 5 zeigt einen Längsschnitt durch ein anderes Ausfüh­ rungsbeispiel eines Kochgefäßes 1. Das Kochgefäß 1 weist einen Gefäßkörper 2 mit einer Seitenwandung 2 a und einer Bodenwandung 2 b auf. Auch hier ist der Gefäßkörper 2 aus dem üblichen, nichtrostenden Chrom-Nickel-Stahl. In diesem Ausführungsbeispiel wurde zunächst die Platte 3, die aus dem gleichen Material und den gleichen Abmessungen wie anhand Fig. 1 beschrieben hergestellt wurde, mit einem Lot 4 mit hoher Schmelztemperatur mit der Außenseite der Bodenwandung 2 b verbunden. Danach wurde die gesamte Außen­ seite des Gefäßkörpers 2 und die nicht von der Bodenwan­ dung 2 b bedeckten Seiten der Platte 3 mit dem Emailschlicker überzogen und eingebrannt, so daß die korrosionsschützende Emailschicht 9 alle freiliegenden Seiten der nichtkorro­ sionsbeständigen Platte 3 und auch den Übergang zwischen der Platte 3 und dem Gefäßkörper 2 ohne Spalt überdeckt. Im Bereich der Seitenwandung 2 a kann dann über die Email­ schicht 9 eine weitere Dekoremailschicht 10 aufgetragen werden.

In Abwandlung der Erfindung können beispielsweise die an­ hand der einzelnen Zeichnungen beschriebenen Einzelheiten untereinander augestauscht werden. So ist die Auskehlung nach Fig. 2 auch bei einem nach Fig. 1 hergestellten Kochgefäß zweckmäßig, da dadurch Lotreste besser entfernt werden können. Aber auch in Verbindung mit der Fig. 4 ist die Auskehlung zweckmäßig, da dadurch eine schlecht zu reinigende Ecke vermieden wird. Beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 5 bewirkt die Auskehlung einen sanfteren, besser zu beschichtenden Übergang.

Selbstverständlich können auch die anhand der Fig. 2 und 3 beschriebenen Ausführungsbeispiele nach dem Her­ stellungsverfahren nach Fig. 1 bzw. das Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 nach dem anhand der Fig. 2 und 3 beschrie­ benen Herstellungsverfahren hergestellt werden.

Claims (14)

1. Kochgefäß, insbesondere für Induktionsherde, mit einem eine Seiten- und eine Bodenwandung aufweisenden Gefäßkörper aus nichtrostendem Stahl und einem an der Bodenwandung an­ geordneten Boden, der eine durch Induktion erwärmbare Platte enthält, durch eine Schicht aus korrosionsbeständigem Mate­ rial gegen Korrosin geschützt und zum verteilten Einleiten der Wärme in die Bodenwandung ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die durch Induktion erwärmbare Platte (3) als Wärmeverteilplatte ausgebildet und benachbart zur Bodenwandung (2 b) angeordnet und durch eine Schicht (5, 8) aus einem Email oder einem Lack gegen Korrosion geschützt ist.

2. Kochgefäß nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Platte (3) aus einem ferriti­ schem Stahl besteht.

3. Kochgefäß nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Platte (3) mehr als das 3fache, bevorzugt das 4 bis 10fache der Dicke der Bodenwandung (2 b) beträgt.

4. Kochgefäß nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Platte (3) an der Bodenwandung (2 b) angelötet und an ihren nicht an der Bodenwandung (2 b) anliegenden Seiten (3 a, 3 b) von der Schicht (5, 8) umgeben ist.

5. Kochgefäß nach Anspruch 4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß an der Umfangsfläche (3 a) der Platte (3) ein Ring (7) aus rostbeständigem Material ange­ ordnet ist.

6. Kochgefäß nach Anspruch 5, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Ring (7) zusammen mit der Platte (3) an der Bodenwandung (2 b) angelötet ist.

7. Kochgefäß nach einem der Ansprüche 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Ring (7) aus nicht­ rostendem Stahl besteht.

8. Kochgefäß nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Bodenwandung (2 b) am Übergang zur Platte (3) eine Auskehlung (6) aufweist.

9. Kochgefäß nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Schicht (5) aus einem anorganischen, auf metallkermaischer Basis aufge­ bauten Einbrennlack besteht.

10. Kochgefäß nach Anspruch 9, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Lack 40 bis 60 Gew.-% Aluminiumpulver, unter 1% Cr + 6, 15 bis 25% Phosphor­ verbindungen, Rest Wasser, enthält.

11. Kochgefäß nach einem der Ansprüche 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Schicht (5) aus Lack eine Schichtdicke von weniger als 50 µm aufweist.

12. Kochgefäß nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Platte (3) all­ seitig von der Emailschicht (8) umgeben ist und durch die Emailschicht (8) mit der Bodenwandung (2 b) verbunden ist.

13. Verfahren zum Herstellen eines Kochgefäßes nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeich­ net, daß zunächst die Platte an die Bodenwandung mit einem hochschmelzenden Lot angelötet und danach die frei­ en Seiten der Platte mit der Schicht überzogen werden.

14. Verfahren zum Herstellen eines Kochgefäßes nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeich­ net, daß zunächst die Platte an ihren nicht an der Bodenwandung anliegenden Seiten mit der Emailschicht über­ zogen und die Emailschicht eingebrannt wird, und daß die Platte danach mit der Bodenwandung derart hart verlötet wird, daß das Email zumindest in dem der Bodenwandung be­ nachbarten Bereich plastifiziert wird und den Spalt zwi­ schen der Platte und der Bodenwandung überzieht.