DE9401094U1

DE9401094U1 - Mehrschichtige Bügeleisensohle aus Kolaminat-Werkstoff

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Publication number: DE9401094U1
Application number: DE9401094U
Authority: DE
Original assignee: SEB SA
Current assignee: SEB SA
Priority date: 1993-01-25
Filing date: 1994-01-24
Publication date: 1994-03-31
Anticipated expiration: 2004-01-25
Also published as: ES2115426B1; DE69403447T2; CN1116436A; HK1000173A1; FR2700784B1; IT1267674B1; WO1994017236A1; US5619813A; ES2115426A1; ITVI940006A0; ITVI940006A1; JPH08505554A; DE69403447D1; EP0682724A1; FR2700784A1; EP0682724B1; CN1059723C

Description

SEB S. A.
F-21260 Selongey
FRANKREICH

Mehrschichtige Bügeleisensohle aus Kolaminat-Werkstoffen

Die vorliegende Erfindung betrifft die Sohle eines Bügeleisens, bestehend aus einem Gußkern, auf dem eine Metallbügelkappe mit Hilfe von Befestigungsvorrichtungen befestigt ist.

Der Gußkörper eines Bügeleisens ist ein Stück, das normalerweise aus Aluminium gefertigt wird und auf dem direkt eine Metallkappe als Sohle aufgesetzt wird. Es ist auch bekannt, hierfür auf eine Kappe aus nichtrostendem Stahl (Inox) zurückzugreifen, die auf das Aluminiumgußstück aufgesetzt und mit Silikonkleber befestigt wird. Die Befestigung kann durch umlaufende Verklammerung der Kappe auf der Sohle verbessert werden. Die Gestaltung einer solchen Bügelsohle setzt vor der Befestigung der Metallkappe einen Bearbeitungsabschnitt an einigen Flächen des Gußkerns voraus. Die Fertigung von solchen Bügeleisensohlen erfordert daher ein Fertigungsverfahren, das die Endkosten des Produkts erhöht. Außerdem erweist sich, daß sich die Festigkeit und das Gefüge der Sohle aufgrund der stark unterschiedlichen Wärmedehnungskoeffizienten zwischen dem Gußkern aus Aluminium und der Inox-Stahl-Kappe langfristig negativ entwickeln. Dies führt zu einem Spiel zwischen den verschiedenen Schichten und zu einer Wärmeleitung, die sich im Laufe der Benutzung fortlaufend weiter verschlechtert.

Ersatz- oder Verbesserungslösungen, wie zum Beispiel die relative Vergrößerung der Dicke der Inox-Schicht, führen zwar langfristig zu einer gewissen Verbesserung der Festigkeit der Sohle, tragen

andererseits aber auch zu einer Verringerung der Wärmeübertragung und natürlich zu höheren Kosten des Endprodukts bei.

Kolaminat-Werkstoffe sind im übrigen bereits bekannt und werden hauptsächlich im Automobilbau verwendet. Deshalb wurde bei der Suche nach Erlangung sowohl des Anti-Korrosions-Effekts von Inox als auch seiner Ästhetik auf zweischichtige Aluminium-Inox-Kolaminate zurückgegriffen.

Es wurde auch bereits auf Kolaminate des Typs Alumini-Inox zurückgegriffen, um den Boden von Kochtöpfen zu fertigen. Zu diesem Zweck wurde immer sowohl die vom Aluminium ausgehende Wirkung der Thermodiffusion als auch das äußere Erscheinungsbild der Inox-Schicht in den Vordergrund gestellt, ohne sich um den großen Unterschied bei den Wärmedehnungskoeffizienten zwischen den beiden

Kolami nat-Werkstoff en zu kümmern, was zu der wohlbekannten Folge einer Aufwölbung des Topfbodens führt. Wegen der verwendeten Heizarten und des geringen Wärmeleitungsfaktors bei derartigen Küchengeräten wurde die Aufwölbung und relative Zerstörung des Topfbodens immer akzeptiert.

Im übrigen wurden verschiedene Metallschichten, die durch eine Verbindung in Feststoff-Phase verbunden wurden, verwendet, um die Sohlen von Bügeleisen herzustellen. Solche Sohlen sind in der Schrift FR-A-1502451 beschrieben, und sie sind durch eine zusätzliche Metallschicht verbunden, dem sogenannten Verbinder, der auf Schmelztemperatur gebracht wird, um eine metallurgische Verbindung während des Formens des Eisenkerns mit der Sohle zu erzielen. Die Schrift FR-A-1502451 beschreibt ebenfalls ein Verfahren zur Fertigung und Befestigung einer Eisensohle auf einem Eisenkern während des Formens des Eisenkerns. Ein solches Verfahren zur Fertigung und Befestigung einer Bügeleisensohle weist beträchtliche Nachteile auf, so zum Beispiel die Komplexität und die Kosten der erforderlichen Hilfsmittel zur Durchführung dieses Verfahrens.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, die zuvor genannten Probleme bei der Fertigung von Bügeleisensohlen zu beheben und eine

neue Sohle aus Eisen vorzuschlagen, deren Fertigung einfacher ist und keine Oberflächenvorbereitung erfordert, und wobei die guten Eigenschaften eines Wärmeaustausches ohne besondere Verformungen erhalten bleiben.

Ein weitere Aufgabe der Erfindung ist es, eine Bügeleisensohle herzustellen, deren Wärmedehnungsverhalten beherrscht wird, damit sowohl eine längere Lebensdauer der Sohle als auch die Bügelqualität gewährleistet werden können.

Eine weiter Aufgabe der Erfindung ist es, eine Bügeleisensohle bereitzustellen, bei der die Befestigung der Metallkappe auf dem Cußkern sowohl auf einfache Weise als auch zu verringerten Kosten erreicht werden kann.

Ein Ziel der Erfindung betrifft ebenfalls den neuartigen Einsatz von Kolaminat-Werkstoffen im Bereich der Haushaltsgeräte sowie ein Verbindungsverfahren der Metallkappe mit dem Gußkern.

Die erfindungsgemäß gestellten Aufgaben werden mit Hilfe einer Bügeleisensohle erreicht, die aus einem Gußkern besteht, verbunden mit einer Metallkappe, bestehend aus mindestens zwei Materialschichten, die in der Weise charakterisiert sind, daß die Metallkappe aus mindestens zwei Schichten Kolamin-Werkstoff besteht, wobei die erste Schicht die Befestigungsschicht mit dem Gußkern bildet und aus dem gleichen Werkstoff wie der Gußkern oder aus einem Material besteht, das ähnliche physikalische Eigenschaften aufweist, und die zweite Schicht die Bügelschicht bildet, wobei die Dicke der zweiten Schicht zwischen 5 % und 40 % der Dicke der ersten Schicht beträgt, vorzugsweise 15 bis 17 % davon.

Die mit der Erfindung verbundenen Ziele werden ebenfalls durch Verwendung eines Kolaminat-Materials auf der Grundlage von mindestens zwei Schichten als Metallkappe für ein Bügeleisen erreicht.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung werden detailliert in der nachfolgenden Beschreibung mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen

geschildert, die nur als nicht erschöpfendes Beispiel anzusehen sind, wobei:

die Figur 1 in einem Teilquerschnitt den Aufbau der Sohle eines Bügeleisens gemäß der Erfindung zeigt,

die Figur 2 in einer Teildraufsicht der vorderen Spitze der Sohle gemäß der Erfindung eine der Befestigungsvorrichtungen dieser Sohle zeigt,

die Figur 3 in einem Teilquerschnitt gemäß des Schnitts MI-III der Abbildung 2 die in Abbildung 2 gezeigte Befestigungsvorrichtung zeigt.

Die in Abbildung 1 gezeigte Sohle eines Bügeleisens besteht aus dem Gußkern 1, beispielsweise aus Aluminium gefertigt, dessen Unterseite 2 eben ist. Die Oberseite des Gußkerns 1 hat einige Hohlräume und Kanäle, die zusammen mit der Abschlußplatte der Verdampfungskammer und einem Hitzeschild (in den Abbildungen nicht dargestellt) die verschiedenen Kammern und wesentliche Bestandteile eines Bügeleisens darstellen. In dem in Abbildung 1 dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Bügeleisensohle für ein Dampfbügeleisen bestimmt, und der Gußkern 1 hat zu diesem Zweck eine Reihe von Öffnungen 3 in Verbindung mit einer Verdampfungskammer (in den Abbildungen nicht dargestellt). Die Erfindung kann jedoch auch für ein normales Bügeleisen verwendet werden.

Die Bügeleisensohle gemäß der Erfindung hat, wie es in Abbildung 1 dargestellt ist, eine Metallkappe 4, bestehend aus mindestens zwei Schichten Kolaminat-Werkstoff. Die Metallkappe 4 hat eine erste Schicht 5, die die Befestigungsschicht auf der Innenseite 2 des Gußkerns 1 bildet. Die erste Schicht 5 ist eben und aus dem gleichen Werkstoff wie auch der Gußkern 1 oder aus mindestens einem Werkstoff mit ähnlichen physikalischen Eigenschaften hergestellt. Unter dem Begriff "ähnliche physikalische Eigenschaften" versteht man im wesentlichen physikalische Eigenschaften in bezug auf den

Wärmedehnungskoeffizienten und/oder auf die Härte des Werkstoffes

und/oder auf die Wärmeleitfähigkeit. Die Metallkappe 4 aus Kolaminat-Werkstoff hat ebenfalls eine zweite Schicht 6, dessen Außenfläche 6a die Bügelschicht bildet.

Gemäß einer vorteilhaften Ausführungform der Erfindung wird der Gußkern aus Aluminium gefertigt, und die Metallkappe hat zwei Schichten aus Kolaminat-Werkstoff, wobei die erste Schicht 5 auch aus Aluminium besteht, während die zweite Schicht 6 aus I nox gefertigt ist. Als Variante kann die erste Schicht 5 auch aus einem Werkstoff mit ähnlichen physikalischen Eigenschaften wie denen des Aluminiums gefertigt werden, zum Beispiel aus Kupfer, und die zweite Schicht 6 besteht aus Kupfer, Nickel oder auch Titan.

Um die verschiedenen Wärmedehnungen zwischen der ersten Schicht 5 und der zweiten Schicht 6 zu beherrschen, ist es vorteilhaft, ein spezielles Dickenverhältnis zwischen den verschiedenen Schichten einzuhalten. Zu diesem Zweck muß die Dicke der zweiten Schicht 6 zwischen 5 % und 40 % der Dicke der ersten Schicht 5 betragen, vorzugsweise aber 15 % bis 17 %. Vorzugsweise sollte die Dicke der zweiten Schicht 5 % bis 12 % einerseits und 14 % bis 40 % andererseits der Dicke der ersten Schicht 5 betragen, oder besser noch 15 % bis 40 % oder 15 % bis 20 %. Andere vorteilhafte Bereiche, wie 20 % bis 40 % oder 30 % bis 40 %, können auch angestrebt werden.

Gemäß einer anderen vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung entspricht die Gesamtdicke der Metallkappe 4 aus Kolaminat-Werkstoff der Summe der Dicken der ersten Schicht 5 und der zweiten Schicht 6, das sind 1,6 bis 2 mm, vorzugsweise 1,7 bis 1,9 mm. Vorteilhafterweise beträgt die Dicke der zweiten Schicht 6 0,1 bis 0,4 mm, vorzugsweise 0,2 bis 0,3 mm, während die Dicke der ersten Schicht 5 zwischen 1,4 und 1,7 mm, vorzugsweise zwischen 1,5 und 1,6 mm beträgt. Die genannten Dickenbereiche werden . insbesondere für Kolaminat-Werkstoff e des Typs A Iu-1 nox angegeben.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann die Metallkappe 4 aus drei Schichten Kolaminat-Werkstoff bestehen, wobei die erste Schicht 5 aus Aluminium oder Kupfer ist, die zweite Schicht 6 aus Kupfer oder Inox

und die Zwischenschicht (in den Abbildungen nicht dargestellt) aus Aluminium, aus Kupfer oder aus gewöhnlichem Stahl.

Die so gefertigten Metallkappen können vom Typ Alu-Stahl-Inox oder vorzugsweise Alu-Kupfer-Inox oder auch Kupfer-Alu-Inox sein. Die relative Dicke der ersten Schicht 5 und der zweiten Schicht 6 betragen jeweils 15 bis 17 % der Gesamtdicke der dreischichtigen Kappe, wobei jedoch die Zwischenschicht 66 bis 70 % der Gesamtdicke beträgt. Bei Verwendung einer Zwischenschicht aus Stahl muß die Beschaffenheit dieser Schicht in Abhängigkeit von der Verbesserung der Festigkeit des gesamten Kolamin-Werkstoffes und auch der thermischen Leitfähigkeit und Wärmedehnung gewählt werden.

Die aus Kolaminat gefertigte Metallkappe 4 wird auf dem Gußkern 1 mit Hilfe von Befestigungsvorrichtungen befestigt. Letztere bestehen aus einer Klebeschicht 10, vorzugsweise wärmebeständig und/oder auf der Basis von polymerisiertem Silikonkleber, zwischen der Unterseite 2 und der ersten Schicht 5.

Falls die Sohle für ein Dampfbügeleisen vorgesehen ist, besitzt sie Dampföffnungen 11, die im Gußkern 1 an den Öffnungen 3 eingequetscht sind. In diesem Fall bildet der eingepreßte Werkstoff die Befestigungsvorrichtung, die ergänzend zu der Klebeschicht 10 sein kann.

Zur Verbesserung der Befestigung der Metallkappe 4 aus Kolamin ist wahlweise mindestens eine punktförmige mechanische Befestigung dieser Kappe auf dem Gußkern 1 vorzusehen. Zu diesem Zweck hat die Metallkappe 4 mindestens einen Bereich, der die aufgebogene Kante 12 bildet, die sich mit ihrer Schnittfläche gegen die umlaufende Kante 13 des Gußkerns 1 legt. Aufgrund der unterschiedlichen Temperaturen an der Bügeleisensohle ist vorgesehen, die aufgebogene Kante 12 vorne an der Sohle vorzusehen, wo die Kappe am meisten beansprucht ist, um eine Befestigungsnase zu bilden (Abbildungen 2 und 3).

Gemäß einer anderen Ausführungsvariante der Erfindung hat die Metallkappe 4 auf ihrem gesamten Umfang eine eingerollte Kante 14

(Abbildung 1), die die zweite Schicht 6 verlängert und eine gute mechanische Befestigung der Sohle begünstigt.

Gemäß einer ergänzenden Variante der Bügeleisensohle gemäß der Erfindung ist die Metallkappe 4 mit dem Gußkern 1 über ausschließlich mechanische Befestigungsvorrichtungen befestigt, die zum Beispiel aus mit Gewinden versehenen Stiften oder Nieten besteht. Eine Kombination der verschiedenen mechanischen Vorrichtungen, mit oder ohne Verwendung einer Klebeschicht 10, kann ebenfalls angestrebt werden.

Die Verwendung von Kolaminaten auf der Grundlage von mindestens zwei Schichten, bestehend vorzugsweise aus Aluminium-Inox, als Metallkappe für ein Bügeleisen ermöglicht die Zusammenfassung der Vorteile der beiden Kolaminat-Metalle. Tatsächlich gewährleistet die erste Schicht 5, gefertigt aus dem gleichen Werkstoff oder aus einem ähnlichen Werkstoff wie dem des Gußkerns, einerseits eine gute Wärmeleitung und andererseits eine Befestigung und optimale Verklebung, die die Festigkeit der gesamten Einheit dank der Homogenität der Werkstoffe begünstigt. Die zweite Schicht 6 gewährleistet das gute Aussehen und verleiht der Sohle sehr gute Gleiteigenschaften, ohne die Kohäsion der Kolaminat-Werkstoffe trotz der großen Unterschiede der Wärmedehnungskoeffizienten ' und des erwarteten Verformungsrisikos der gesamten Sohle zu beeinträchtigen. Es wurde noch kein Abschereffekt zwischen dem I nox und dem Aluminium beobachtet, und es zeigt sich, daß die Tatsache, den Gußkern aus Aluminium und die erste Schicht 5 auch aus Aluminium zu fertigen, es ermöglicht, sämtliche Bearbeitungstätigkeiten der Oberfläche fortfallen zu lassen, ohne daß daher eine Verschlechterung des mechanischen Verhaltens oder ein Verlust des Wärmeübergangs festgestellt werden kann.

Die verwendeten Dicken erlauben gleichfalls eine unterschiedliche Dehnung der Schichten aus Kolaminat-Werkstoff, ohne eine mechanische Verschlechterung des Gefüges der Sohle hervorzurufen. Insbesondere die größere Dehnung der Aluminiumschicht im Verhältnis zur Dehnung der Inox-Schicht führt auf dieser Inox-Schicht zu einer leichten Oberflächenspannung, die das Gleitvermögen begünstigt.

Das Fertigungsverfahren der Sohle eines Bügeleisens gemäß der Erfindung besteht, ausgehend von einer Metallkappe 4, bestehend aus mindestens zwei Schichten aus Kolaminat-Werkstoff 5 und 6, aus dem Anbringen und dem anschließenden Befestigen dieser Kappe mit den Befestigungsvorrichtungen 3, 10 und 12 auf den Gußkern 1, der zuvor in einem herkömmlichen Verfahren, zum Beispiel durch Gießen, geformt wurde. Der aus einem Stück bestehende und leicht zu transportierende Gußkern 1 kann mit der Metallkappe 4 verbunden werden und eignet sich leicht für sämtliche industriellen Bearbeitungs- und Montagetätigkeiten. Das erfindungsgemäße Verfahren besteht ebenfalls aus der Anbringung und der anschließenden Befestigung der Metallkappe 4 auf den Gußkern 1, ohne weitere Vorbereitung der Oberfläche, denn die Befestigungsvorrichtungen 3, 10 und 12 sind mechanischer Art. Das Verfahren gemäß der Erfindung besteht desweiteren aus der Verwendung von Kolaminat-Werkstoffen auf der Grundlage von mindestens zwei Schichten Verbundmaterials mit einer zuvor festgelegten Dicke und aus dem Auftragen einer wärmebeständigen Klebeschicht auf der Oberfläche der ersten Schicht 5, die in Kontakt mit dem Gußkern 1 steht, um mindestens teilweise die mechanischen Befestigungsvorrichtungen 3, 10 und 12 zu bilden.

Claims

Ansprüche:

1. Bügeleisensohle, bestehend aus einem Gußkern (1), verbunden mit einer Metallkappe (4), die ihrerseits aus mindestens zwei Materialschichten besteht und dadurch gekennzeichnet ist, daß die Metallkappe (4) aus mindestens zwei Schichten (5, 6) aus Kolaminat-Werkstoff besteht, wobei die erste Schicht (5) die Befestigungsschicht mit dem Cußkern (1) bildet und aus dem gleichen Werkstoff gefertigt wird wie der Gußkern (1) oder aus einem Werkstoff, das ähnliche physikalische Eigenschaften aufweist, und wobei die zweite Schicht (6) die Bügelschicht bildet, wobei die Dicke der zweiten Schicht 5 bis 40 % der Dicke der ersten Schicht (5) beträgt, vorzugsweise 15 bis 17 %.

2. Sohle nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß die Gesamtdicke der ersten Schicht (5) und der zweiten Schicht (6) zwischen 1,6 und 2 mm, vorzugsweise 1,7 bis 1,9 mm beträgt.

3. Sohle nach Ansprucht 1 oder 2, gekennzeichnet dadurch,

daß die Dicke der zweiten Schicht (6) zwischen 0,1 und 0,4 mm, vorzugsweise 0,2 bis 0,3 mm beträgt, und die Dicke der ersten Schicht (5) 1,4 bis 1,7 mm, vorzugsweise 1,5 bis 1,6 mm beträgt.

4. Sohle nach einem der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet dadurch, daß die Metallkappe (4) aus zwei Schichten (5, 6) aus Kolaminat-Werkstoff besteht.

5. Sohle nach dem Anspruch 4, gekennzeichnet dadurch, daß der Gußkern (1) aus Aluminium, die erste Schicht (5) aus Kupfer oder vorzugsweise aus Aluminium und die zweite Schicht (6) aus Kupfer, Nickel, Titan oder vorzugsweise Inox besteht.

6. Sohle nach einem der Ansprüche 1 bis 5, gekennzeichnet dadurch, daß die Metallkappe (4) auf dem Gußkörper, vorzugsweise aus Aluminium gefertigt, aufgebracht wird und aus drei Schichten aus Kolamin-Werkstoff besteht, wobei die erste Schicht

(5) aus Kupfer oder Aluminium, die zweite Schicht (6) aus Inox oder aus Kupfer und die Zwischenschicht aus Aluminium, Kupfer oder Stahl besteht.

7. Sohle nach dem Anspruch 6, gekennzeichnet dadurch, daß die
erste und die zweite Schicht (5, 6) jeweils 15 bis 17 % der Gesamtdicke der dreischichtigen Kappe (4) darstellen.

8. Sohle nach einem der Ansprüche 1 bis 7, gekennzeichnet dadurch, daß der Gußkern (1) durch Befestigungsvorrichtungen (3, 10, 12) mit der Metallkappe (1) verbunden ist, die aus einer Klebeschicht (10), vorzugsweise auf der Basis eines polymerisierten Silikonklebers, besteht, die sich zwischen dem Gußkern (1) und der ersten Schicht (5) befindet.

9. Sohle nach einem der Ansprüche 1 bis 8, gekennzeichnet dadurch, daß die Metallkappe (4) eine Reihe von Öffnungen (3) enthält, wobei die Kappe (4) im Bereich dieser Öffnungen auf den Gußkern (1) aufgequetscht ist, wobei das Quetschmaterial die Befestigung darstellt.

10. Sohle nach einem der Ansprüche 1 bis 9, gekennzeichnet dadurch, daß die Metallkappe (4) mindestens einen Bereich besitzt, der eine aufgebogene Kante (12) bildet, die sich an den Gußkern (1) anlehnt und die Befestigung darstellt, wobei sich diese aufgebogene Kante (12) vorzugsweise vorne an der Sohle befindet, um eine Befestigungsnase zu bilden.

11. Sohle nach einem der Ansprüche 1 bis 10, gekennzeichnet dadurch, daß die Metallkappe eine umlaufende, eingerollte Kante besitzt.

12. Bügeleisen mit einer Sohle gemäß einem der Ansprüche 1 bis 11.

13. Bügeleisen mit einer Metallkappe (4), die auf den Gußkern (1) aufgebracht ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Metallkappe aus Kolaminat-Werkstoff aus mindestens zwei Schichten (5,6) gefertigt ist.