DE4316280C2 - Elektrisches Wärmebehandlungsgerät mit einer Arbeitsplatte - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein elektrisches Wärmebehandlungsgerät gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

Ein Fritiergerät mit einem derartigen Boden des Garbehälters ist bekannt aus der EP-A-0 111 445. Dabei sind am Boden des Garbehälters aus Edelstahl zwei Wärmeleitplatten aus Alumi­ nium mit einem dazwischen angeordneten Rohrheizkörper ange­ ordnet, wobei der Rohrheizkörper mit beiden Wärmeleitplatten sowie diese miteinander und mit dem Boden des Garbehälters in einem Arbeitsgang verlötet sind. Diese Konstruktion hat den Nachteil, daß aufgrund der unterschiedlichen Wärmeaus­ dehnung der Wärmeleitplatten und des Bodens des Garbehälters der Boden sich im Betrieb wölbt. Der Rohrheizkörper kann nach längerem Betrieb an den Stellen, an denen er die Höhen­ linien der Wölbung kreuzt, beschädigt werden. Ferner ist die Wölbung des Bodens nachteilig, falls das Gargerät nicht zum Fritieren, sondern zu anderen Garzwecken, z. B. zum Braten benutzt wird, wobei nur eine dünne Flüssigkeits- bzw. Öl­ schicht den Boden bedeckt und durch die Wölbung Teilbereiche trockenliegen können.

Zur Vermeidung der Durchwölbung wurden auf einem Herd zu verwendende Töpfe ohne eigene Heizung mit einem sogenannten Sandwichboden versehen. Dabei ist der Boden aus mehreren Schichten aufgebaut, wobei die unterste und die oberste Schicht aus Materialien mit etwa gleichem Wärme-Ausdehnungs­ koeffizienten bestehen. Im Fall eines Edelstahltopfes hat diese Konstruktion den Nachteil, daß die zugeführte Wärme zwei relativ schlecht wärmeleitende Edelstahlschichten durchdringen muß. Auch ist eine zuverlässige, gut wärmelei­ tende Verbindung zwischen einem Rohrheizkörper und der unte­ ren Edelstahlschicht schwierig, da zum einen das Löten auf Edelstahl an sich schwierig ist und zum anderen der Rohr­ heizkörper üblicherweise einen Aluminium-Mantel besitzt. Hinzu kommt, daß am Rohrheizkörper die größten Temperatur­ sprünge und Temperaturdifferenzen zum übrigen Boden auftre­ ten, wodurch diese Lötverbindung besonders großen Spannungen ausgesetzt ist.

Aus der europäischen Patentschrift EP-B 0 200 647, Fig. 3 ist ein Bügeleisen bekannt, mit einer Heizungsbaugruppe aus Aluminiumguß, in die ein Rohrheizkörper eingebettet ist. An die Unterseite der Heizungsbaugruppe ist eine Sohlenplatte angesetzt, die eine obere Schicht in Form eines Aluminium- Spritzgußteils und eine untere Schicht eines darauf aufge­ brachten Emails aufweist. Diese Bügelsohle hat den Nachteil, daß das relativ spröde Email, auch wenn es in seinem Ausdeh­ nungskoeffizienten dem Aluminium möglichst angepaßt ist, mindestens beim Aufwärmen und dadurch bedingten Temperatur­ unterschieden in der Bügelsohle durch Wärmebewegungen zu Rißbildungen neigt. An bzw. in diesen Rissen können sich Verunreinigungen festsetzen, die schwer völlig zu entfernen sind. Im übrigen ist der Wärmeübergang zwischen den beiden Aluminium-Gußteilen pro­ blematisch.

Aus der DE-OS 20 21 177 ist eine Heizeinheit bekannt, welche mit einem schlecht wärmeleitendem Blech aus rostfreiem Stahl verbunden ist. Ein Reflektorteil aus einem dünnen Blech ist in einem Abstand zur Heizeinheit angeordnet und wirkt als Strahlungsreflektor für Wärmestrahlung.

Aus der DE-A1 38 30 327 ist ein elektrisch beheizbarer Behälter aus Edelstahl bekannt, bei dem der Heizwiderstand unter Zwischenschaltung einer auf den Behälterboden aufgelöteten Aluminiumplatte aufgelötet ist. Weitere Wärmeleitplatten sind nicht vorgesehen.

Ferner sind Bügeleisen bekannt, bei dem die Bügelsohle an der Heizungsbaugruppe eine am Aluminium-Gußteil ausgebildete Sohlenplatte aufweist, unter der eine äußere Sohlen­ platte aus einem Edelstahlblech angeordnet ist. Zwischen diese beiden Sohlenplatten ist zur Verbesserung des Wärmeüberganges eine Wärmeleitpaste angeordnet. Diese Kon­ struktion hat den Nachteil, daß die Fertigung dieser Bügelsohle aufwendig ist, da die Wär­ meleitpaste sicher eingeschlossen sein muß, was dadurch erschwert wird, daß bei einem Dampfbügeleisen Dampfkanäle durch sie hindurchgeführt werden müssen. Im übrigen ist der Wärmeübergang durch die Wärmeleitpaste zwar wesentlich besser als durch Wärme­ strahlung und Konvektion, jedoch schlechter als metallische Wärmeleitung. Dies bedingt, daß die Heizungsbaugruppe höhere Temperaturen aufweisen muß, die den Fertigungs­ aufwand durch erhöhte Isoliermaßnahmen bzw. die Auswahl temperaturfesterer Materia­ lien im übrigen Gerät mit sich bringen. Der Vorteil der Edelstahlsohle liegt in ihrer Ver­ schleißfestigkeit und guten Reinigbarkeit.

Ausgehend von diesem bekannten Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zu­ grunde, eine Arbeitsplatte gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1 zu schaffen, die die­ se Nachteile vermeidet und insbesondere dauerfest ist und einen guten und möglichst gleichmäßigen Wärmeübergang vom Rohrheizkörper zum behandelten Gut. Insbesonde­ re soll auch eine verschleißfeste, leicht reinigbare Arbeitsplatte mit gutem Wärmeüber­ gang und Wärmeverteilung geschaffen werden.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch die Merkmale des Anspruches 1.

Diese Lösung hat den Vorteil, daß die Wärme vom Rohrheizkör­ per direkt in die Wärmeleitplatte abgegeben wird. Da die Ar­ beitsplatte über einen erheblichen Teil ihrer Breite als Sandwich-Konstruktion ausgeführt ist, kann sie keine oder nur geringe Wärmebewegungen ausführen, was sich auch positiv auf die Benutzungsfreundlichkeit und auch die Dauerfestig­ keit des Rohrheizkörpers auswirkt.

Die Weiterbildung gemäß Anspruch 3 hat den Vorteil, daß To­ leranzprobleme vermieden werden, die zu ungleichmäßigen Ver­ bindungen, z. B. durch Löten und zu einer allmählichen Zer­ störung der Verbindungen führen können.

Die Weiterbildung gemäß Anspruch 4 hat den Vorteil der Ein­ fachheit und eines relativ geringen Fertigungsaufwandes.

Die Weiterbildung gemäß Anspruch 5 hat den Vorteil, daß die Sandwich-Konstruktion sich über einen größeren Teil der Ar­ beitsplatte erstreckt und damit Wärmebewegungen auch im Randbereich stärker vermindert werden, was auch für die Wei­ terbildung gemäß Anspruch 6 gilt, die den zusätzlichen Vor­ teil hat, daß auch die Wärmeabstrahlung des Rohrheizkörpers aufgefangen und der Arbeitsplatte zugeführt wird.

Bei der Weiterbildung gemäß Anspruch 8 werden Verbundbleche verwendet, die zwei Materialschichten aufweisen, die durch Plattieren, z. B. durch Walzen miteinander verschweißt sind. Die Materialien sind in diesem Fall besonders zuverlässig und gut wärmeleitend miteinander verbunden, wodurch insge­ samt relativ dünne Materialstärken verwendet werden können, wodurch der Fertigungsaufwand sowohl hinsichtlich des Prei­ ses des von einem Spezialhersteller zu beziehenden Verbundblechs als auch hinsichtlich der weiteren Bearbeitung nied­ rig gehalten werden kann. Auch auf das Gewicht des mit der Arbeitsplatte ausgerüsteten Gerätes wirkt sich dies vorteil­ haft aus.

Gemäß Anspruch 9 kann alternativ ein Dreischicht-Verbund­ blech verwendet werden, bei dem zur Herstellung der Arbeits­ platte keine Schichten mehr miteinander verbunden, z. B. ver­ lötet werden müssen, bei dem aber die der Arbeitsfläche ab­ gewandte Außenschicht zum Teil entfernt werden muß, um den Rohrheizkörper mit der gut wärmeleitenden inneren Schicht zu verbinden.

Insgesamt ist zu sagen, daß aufgrund der Wärmeleitschicht bzw. Wärmeleitschichten eine sehr gute Wärmeverteilung auf der Arbeitsplatte erzielt wird, was sich günstig auf die Ar­ beitsergebnisse auswirkt. Beim Bügeln ist eine möglichst gleichmäßige Sohlentemperatur erwünscht, was eine schnellere Arbeitsgeschwindigkeit ermöglicht. Bei einem Gargerät, z. B. einem Fritiergerät vermindert die gleichmäßige Wärmevertei­ lung ein Anbrennen und Verkohlen des Garguts oder des Fri­ tierbades und ermöglicht es auch, eine Friteuse als Garbe­ hälter für verschiedenste Koch- und Bratzwecke zu verwenden.

Im folgenden wird die Erfindung anhand schematischer Zeich­ nungen an Ausführungsbeispielen näher erläutert.

Es zeigt:

Fig. 1 einen vertikalen Schnitt durch einen Garbehäter eines Fritiergerätes, das teilweise weggebrochen ist;

Fig. 2 eine Ansicht von unten des Garbehälters gemäß Fig. 1;

Fig. 3 in vergrößerter Darstellung in einem Schnitt ent­ sprechend dem der Fig. 1 in vergrößerter Dar­ stellung einen Teil eines abgewandelten Garbehäl­ ters;

Fig. 4 und Fig. 5 weitere abgewandelte Ausführungsformen in Schnit­ ten entsprechend dem der Fig. 3;

Fig. 6 in einem vergrößerten Maßstab ausschnittsweise einen vertikalen Querschnitt durch eine Bügelsoh­ le eines elektrischen Bügeleisens und

Fig. 7 in einem Schnitt entsprechend dem der Fig. 6 eine abgewandelte Bügelsohle.

Der in den Fig. 1 und 2 teilweise dargestellte Garbehäl­ ter 2 eines Fritiergerätes besitzt einen Topf 4 aus einem Zweischichten-Verbundblech. Dabei ist eine innere Schicht 6 aus Edelstahl mit einer äußeren Schicht 8 aus Aluminium un­ lösbar miteinander verschweißt, was durch Plattieren, z. B. mittels Walzen erfolgt. Der Topf 2 ist aus einem derartigen, ebenen Rohmaterial gezogen.

Es sind bereits Kochtöpfe aus einem Dreischicht-Verbundblech mit einer inneren Edelstahlschicht, einer mittleren Alumini­ umschicht zur Wärmeverteilung und einer äußeren Edelstahl­ schicht bekannt, zur Verwendung auf Kochstellen. Für die Verwendung des zweischichtigen Topfes in Verbindung mit ei­ nem elektrischen, damit verbundenen Heizkörper und einem diese Baugruppe umgebenden Außengehäuse, wird hier ein selb­ ständiger Schutz beansprucht.

Der Topf 4 besitzt einen Boden 10, mit dessen unterer Alumi­ niumschicht 8 eine Wärmeleitplatte 12 aus Aluminium verlötet ist, die den größten Teil des Bodens einnimmt, jedoch nicht ganz bis zu dessen Rand geführt sein muß, da die äußere Alu­ miniumschicht 8 des Topfes 4 die Wärme weiter zur Seite und in die Seitenwandung leitet. Im Randbereich der Wärmeleit­ platte 12 ist an deren Unterseite ein Rohrheizkörper 14 an­ gelötet, der vorzugsweise in einem gleichmäßigen Abstand von der Seitenwandung des Topfes 4 verläuft. Innerhalb der vom Rohrheizkörper 14 umschlossenen Fläche ist mit einem kleinen Abstand von diesem eine zweite Platte 16 aus einem zwei­ schichtigen Verbundmaterial mit der Wärmeleitplatte 12 ver­ lötet. Die zweite Platte 16 besitzt eine obere Aluminium­ schicht 18 und eine untere Edelstahlschicht 20, so daß sich im mittleren Teil des Bodens 10 des Topfes 4 ein spiegel­ bildlicher Aufbau ergibt, der Wärmeverformungen des Bodens 10 weitgehend verhindert. Dies hat vor allem den Vorteil, daß z. B. beim Braten in diesem Behälter mit wenig Fett, oder Kochen mit wenig Brühe die Flüssigkeit sich gleichmäßig auf dem Boden verteilt und damit die Gefahr des Anbrennens ver­ ringert wird. Ferner werden Wechselbiegungen der Rohrheiz­ körper, die beim Aufheizen und Abkühlen entstehen können, möglichst gering gehalten, was sie günstig auf deren Lebens­ dauer auswirkt.

Bei den abgewandelten Ausführungsformen gemäß den Fig. 3 bis 5 sind gleiche Teile mit den gleichen Bezugsziffern be­ zeichnet wie in den Fig. 1 und 2, um die Beschreibung zu vereinfachen.

Bei der Abwandlung gemäß Fig. 3 erstreckt sich eine Wärme­ leitplatte 12', die mit dem Topf 304 verlötet ist, ein Stück über den Rohrheizkörper 14 nach außen und eine abgewandelte zweite Platte 316 ist mit einer Einsenkung 317 bogenförmig unter dem Rohrheizkörper 14 mit Abstand herumgeführt. Daran schließt sich nach außen ein Randabschnitt 319 der zweiten Platte 316 an, der wieder mit der Wärmeleitplatte 12' verlö­ tet ist. Die zweite Platte 316 besitzt eine obere Schicht 318 aus Aluminium und eine untere Schicht 320 aus Edelstahl, wobei vorzugsweise die zweite Platte 316 aus dem gleichen Material gefertigt ist wie der Topf 304.

Bei der in Fig. 4 dargestellten Ausführungsform ist ein Topf 404 mit einer Wärmeleitplatte 12, entsprechend der der Ausführungsform gemäß Fig. 3 verlötet, die den damit verlö­ teten Rohrheizkörper 14 trägt. Eine zweite Platte 416 er­ streckt sich mit einer Randausbuchtung 417, um den Rohrheiz­ körper 14 zum Teil herum und endet unter diesem und besitzt eine Aluminiumschicht 418 und eine Edelstahlschicht 420, entsprechend den Schichten 6 und 8 des Topfes 404. Hier wie bei der Ausführungsform gemäß Fig. 3 wird noch zur Seite und nach unten gerichtete Wärmestrahlung des Rohrheizkörpers 14 aufgefangen und der Wärmeleitplatte 12' zugeführt. Sollte sich der Rohrheizkörper aufgrund der Dauer-Wechselbelastung einmal lösen, so wird er von der zweiten Platte aufgefangen und kann keinen Schaden in dem den Garbehälter 2 umgebenden, nicht dargestellten Gerätegehäuse anrichten.

Die in Fig. 5 dargestellte Ausführungsform besitzt einen Topf 404, entsprechend dem der vorhergehenden Figuren mit einer darunter verlöteten Wärmeleitplatte 12', an deren Un­ terseite ein Rohrheizkörper 14 angelötet ist. Eine zweite Platte 416 mit einem Wandaufbau, spiegelbildlich dem des Topfes 404, erstreckt sich wie bei der Ausführungsform gemäß den Fig. 1 und 2 innerhalb des vom Rohrheizkörper 14 eingschlossenen Bereichs und endet in einem Abstand von die­ sem. Zusätzlich ist jedoch ein den Rohrheizkörper 14 nach außen überragender Bereich durch eine weitere zweite Platte 416' abgedeckt, die in einem kleinen Abstand vom Rohrheiz­ körper 14 endet, damit bei der Fertigung keine Toleranzpro­ bleme zwischen dem Rohrheizkörper und den zweiten Platten 416 und 416' auftreten, die die Lötung behindern können. Diese Ausführungsform ähnelt der gemäß Fig. 3, wobei letzt­ lich an die Stelle der Einsenkung 317 eine den Rohrheizkör­ per 14 aufnehmende Lücke 417' tritt.

Die in Fig. 6 ausschnittsweise dargestellte Bügelsohle 602 besitzt eine Sohlenplatte 604 aus einem Verbundblech mit ei­ ner unteren Schicht 606 aus Edelstahl und einer oberen Schicht 608 aus Aluminium. Gegen den abgerundeten Rand 610 der Sohlenplatte 604, etwas zurückgesetzt, ist mit der Alu­ miniumschicht 608 einer Wärmeleitplatte 612 aus Aluminium verlötet. Auf diese ist ein Rohrheizkörper 614 aufgelötet. Wie bei der Ausführungsform gemäß Fig. 3 des Topfes, ist auf die Wärmeleitplatte 12 eine zweite Platte 616 aus einem Zweischicht-Verbundmaterial aufgelötet, wobei sie mit einer Einbuchtung 617 den Rohrheizkörper 614 mit Abstand umgibt, um Toleranzprobleme bei der Fertigung zu vermeiden. Die zweite Platte 616 besteht aus dem gleichen Material wie die Bodenplatte 604 mit einer unteren Aluminiumschicht 618 und einer oberen Stahlschicht 620. Zur Senkung des Herstellungs­ preises können die Materialien auch verschieden sein, wobei zur Kostensenkung die oberste Schicht 620 aus eine einfachen Stahl besteht und nicht rostfrei sein muß.

Bei der in Fig. 7 dargestellten Ausführungsform ist eine Bügelsohle 704, abweichend von den vorstehenden Ausführungs­ formen aus einem Dreischicht-Verbundblech hergestellt. Dabei besteht die unterste, die Arbeitsfläche bildende Schicht 706 aus Edelstahl, die mittlere Schicht 708 zur besseren Wärme­ leitung aus Aluminium und eine obere Deckschicht 709 wieder­ um aus Edelstahl oder einem anderen Stahl. Die obere Deck­ schicht 709 besitzt in dem Bereich, in dem ein Rohrheizkör­ per 714 mit der Sohlenplatte 704 verbunden ist, eine Ausneh­ mung 717, wie z. B. durch Wegfräsen dieser Schicht in diesem Bereich hergestellt wird. Der Rohrheizkörper 714 ist direkt mit der mittleren Wärmeleitschicht 708 verlötet.

Gemäß einer nicht dargestellten Abwandlung der vorstehenden Ausführungsbeispiele gemäß den Fig. 1 bis 6 kann auch die Wärmeleitplatte 12, 12', 612 aus Aluminium entfallen, wobei dann die beiden Verbundbleche mit ihren Aluminiumschichten direkt miteinander verlötet werden. Die beiden Aluminium­ schichten bilden dann zusammen eine Wärmeleitschicht. Dabei ist die Wärmeleitverbindung zwischen dem Rohrheizkörper und den Bereichen der Wärmeleitschicht, die aus zwei Lagen be­ steht, etwas verschlechtert, wodurch die Wärmeverteilung auf der Arbeitsfläche etwas ungleichmäßiger wird. Jedoch wird der Fertigungsaufwand gesenkt, indem eine Materialschicht und eine Lötverbindung eingespart werden.

Claims (12)

1. Elektrisches Wärmebehandlungsgerät, insbesondere für den Haushalt, z. B. ein Fritiergerät oder ein Bügeleisen, mit einer Arbeitsplatte, die eine Arbeitsfläche aus Edelstahl aufweist und mit einer Heizungsbaugruppe gut wärmeleitend verbunden ist, wobei die Heizungsbaugruppe aus einer Wärmeleitplatte und einem gut wär­ meleitend damit verbundenen Rohrheizkörper besteht und mit der anderen Seite der Wärmeleitplatte eine zweite Platte verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Platte (16; 316; 416; 416'; 616; 709) aus einem Material besteht, das im wesentlichen den gleichen Ausdehnungs-Koeffizienten besitzt wie die Ar­ beitsplatte (10; 604; 607).

2. Elektrisches Wärmebehandlungsgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Platte aus dem gleichen Material besteht wie die Arbeitsplatte (10; 604; 607).

3. Elektrisches Wärmebehandlungsgerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die zweite Platte (16; 316; 416; 516; 516'; 616; 709) einen Abstand vom Rohrheizkörper (14; 614; 714) einhält.

4. Elektrisches Wärmebehandlungsgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Rohrheizkörper im Randbereich der Wärmeleitplatte (12) angeordnet ist und die zweite Platte (16) einen Abstand von diesem mit dem Rohr­ heizkörper belegten Randbereich der Wärmeleitplatte einhält.

5. Elektrisches Wärmebehandlungsgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Platte (316; 416; 516; 616; 709) eine Ausnehmung zur Aufnahme des Rohrheizkörpers (14; 614; 714) mit Spiel aufweist.

6. Elektrisches Wärmebehandlungsgerät nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausnehmung als mit Abstand um den Rohrheizkörper herumgeführte Aus­ prägung (317; 417; 617) ausgebildet ist.

7. Elektrisches Wärmebehandlungsgerät nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausnehmung als Unterbrechung (417'; 717) der zweiten Platte (516; 709) ausgeführt ist.

8. Elektrisches Wärmebehandlungsgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Arbeitsplatte (4; 304; 404; 604; 704); z. B. die Wandungen des Topfes eines Fritiergerätes, aus einem Verbundblech mit einer inneren Schicht aus Edelstahl und einer äußeren Schicht eines gut wärmeleitenden Materials, z. B. Aluminium besteht und die zweite Platte aus dem gleichen Verbundblech besteht und mit der Edelstahlseite nach außen weist.

9. Elektrisches Wärmebehandlungsgerät nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die wärmeleitenden Schichten der Arbeitsplatte und der zweiten Platte direkt aneinander angrenzen und vorzugsweise miteinander verlötet sind.

10. Elektrisches Wärmebehandlungsgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei die Arbeitsplatte den Boden eines Garbehälters, insbesondere einer Friteuse bil­ det, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand des Rohrheizkörpers von der Pro­ jektion der Seitenwandung des Topfes etwa 5 bis 30%, vorzugsweise etwa 10 bis 25% und insbesondere etwa 13-20% des Topfdurchmessers beträgt.

11. Elektrisches Wärmebehandlungsgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei die Arbeitsplatte den Boden eines Garbehälters, insbesondere einer Friteuse bil­ det, dadurch gekennzeichnet, daß die Wärmeleitplatte sich über etwa 65 bis 95% und vorzugsweise etwa 95% des Topfdurchmessers erstreckt.

12. Elektrisches Wärmebehandlungsgerät, insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Arbeitsplatte (704) ein Verbundmaterial mit einem Dreischichtaufbau aufweist, mit zwei äußeren Schichten mit im wesentli­ chen gleichem Ausdehnungskoeffizienten, wobei die der zweiten Platte entspre­ chende Schicht (709) im Bereich des Heizkörpers (714) eine Unterbrechung (717) aufweist, und der Rohrheizkörper (714) auf die mittlere Wärmeleitschicht (708) ge­ lötet ist.