Auf einer -Heizplatte.zu erwärmendes Koch- -oder Bratgefäss Bekanntlich ist die Wärmeübertragung von einer Heizplatte auf ein darauf gestelltes Gefäss, -z.
B. einen Kochtopf oder eine Bratpfanne, dann am besten:, wenn .der Boden desselben mit der,ganzen Fläche .satt auf der Heizplatte aufliegt. Wenn dies im .kalten Zustande der Heizplatte und des Gefässes der Fall ist, so treten jedoch beim Erwärmen in beiden Tei len durch ungleiche Ausdehnungen Spannungen auf,
die eine Formänderung zur Folge haben, welche ein vollständiges Aufliegen des Gefässbodens verunmög- licht. Insbesondere entstehen beim Erwärmen von Koch- oder Bratgefässen wegen deren starrer Seiten wände Spannungen im Boden. Da die untere Seite des Bodens naturgemäss stärker erwärmt wird als die obere Seite, biegt sich der Boden nach unten aus. Demzufolge liegt dann .das Gefäss nur in der Mitte, und zwar praktisch nur in einem Punkt, auf.
Diese Auflage ist sehr ungünstig, da die gesamte Wärme durch die kleine Auflagestelle fliessen muss.. Bekannt lich erfolgt die Wärmeübertragung von der Heiz platte zum Gefäss hauptsächlich durch die metalli schen Berührungspunkte. Die Wärmetransmission durch Strahlung an den .Stellen, wo keine vollstän dige Auflage vorhanden ist,
also ein Luftspalt die beiden gegenüberliegenden Flächen vier Heizplatte und des Gefässbodens trennt, -ist viel geringer: Der Wärmeaustausch vollzieht sich daher praktisch nur in den Berührungsstellen in senkrechter Richtung, während der Wärmefluss ausserhalb dieser Stellen von der Heizplatte bzw.
im Gefässboden weitgehend hori zontal verläuft. Je mehr Berührungspunkte vorhan den sind, das heisst je besser die beiden.Flächen sich gegenseitig anpassen, um so .gleichmässiger ist die Wärmeübertragung. Die Mittelauflage ist besonders ungünstig,
weil die gesamte Wärme der Heizplatte zum zentralen Berührungspunkt strömen und .sich von -dort im Gefässboden wieder nach .aussen verteilen muss.
,Um nun die Veränderung =der -Auflageflächen durch die Erwärmung unwirksam zu machen sind folgende Massnahmen ,bekannt: .ä) Verstärkung des Gefässbodens \zur Erreichung einer vermehrten Stabilität.
eb) Aufbringen einer Meta'llschieht auf -die äussere Seite des 'Gefässbodens, wobei diese der Wärmequelle näher -liegende Schicht eine entsprechend kleinere Ausdehnung besitzt als die den ursprünglichen 'Ge fässboden bildende Metallschicht. Der Unterschied wird -so gross vorgesehen,
dass bei einer Erwärmung beide Metallschichten trotz der Verschiedenheit der Temperaturen annähernd die gleiche Ausdehnung besitzen und somit keinerlei Spannungen und Defor mationen entstehen.
c) Der Gefässboden wird auf der unteren 'Seite bewusst nm so viel konkav gemacht, dass er "bei der durch die Erwärmung bewirkten Ausbiegung plan wird und sich so der Unterlage bestmöglichst an- pässt.
Wie die -praktischen Erfahrungen zeigen, befrie- digen diese .Massnahmen nicht restlos. Die Mass nahme a) befriedigt nicht,
weil die Bodendicke mit Rücksicht auf -eine möglichst günstige Wärmeüber- tragung und ein relativ kleines Gewicht .des Gefässes in der Praxis nicht so gross gewählt werden kann, däss beim Erwärmen keine Deformationen eintreten.
Der Erfolg der Massnahmen b) und ,c) ist ebenfalls nicht einwandfrei, weil das gewünschte Vermeiden von Deformationen bzw.
.Anpassen des Gefässbodens an die Heizplatte, durch die entstehende Ausbiegung beim Erhitzen, nur -bei einer ganz bestimmten Tem peratur erreicht werden kann. .Bei allen stärkeren Erwärmungen wird sich der Boden mehr verformen, so dass die ungünstige Mittelauflage entsteht.
Diese besitzt ausser der erwähnten Verschlechterung der Wärmeübertragung einen nicht zu unterschätzenden praktischen Nachteil, indem das Gefäss nicht mehr richtig aufliegt und sich leicht dreht.
Es hat sich gezeigt, dass der gewünschte Idealzustand einer opti malen Anpassung der Gefässbodenfläche an diejenige der Heizplatte im praktischen Gebrauch nie eintritt, da nicht nur der Boden des Gefässes, sondern auch die Heizplatte gewissen Formänderungen durch die Erwärmung unterworfen ist.
Zur sicheren Vermei dung der unzweckmässigen Mittelauflage wird daher bei der Massnahme c) der Spielraum zwischen Bo den und Unterlage 'n der Mitte des Bodens so fest gelegt, dass auch bei der stärksten Erwärmung an dieser Stelle ein Luftspalt bestehen bleibt.
Das Koch- geschirr liegt dann nur am äusseren Rand auf der Heizplatte auf und der grösste Teil der Wärme muss sich von der Peripherie gegen die Mitte über den ganzen Gefässboden verteilen.
Die Erfindung vermeidet diese Nachteile dadurch, dass die Unterfläche des Bodens eine ringförmige Auflagefläche besitzt, deren mittlerer Durchmesser 0,3- bis 0,75mal so gross ist wie der äussere Boden durchmesser.
In der Zeichnung zeigen Fig. 1-3 ein bekanntes Kochgefäss in drei verschiedenen Zuständen im Schnitt, während Fig.4 und 5 ein Ausführungsbei spiel des Erfindungsgegenstandes- in zwei verschiede nen Zuständen ebenfalls im. Schnitt darstellen.
In Fig. 1 ist ein bekanntes Kochgefäss 1 mit kon kavem Boden gezeigt, das auf einer Heizplatte 2 ruht. -Die untere Fläche 5 des Bodens 4 des Gefässes 1 ist hohlgedreht, so dass im kalten Zustand in der Mitte 6 ein -Luftspalt 7 über der Heizplatte 2 vor handen ist.
Wird dieser in der Zeichnung übertrie ben gross gezeichnete Luftspalt 7 gross gemacht, so bleibt auch bei stärkerer Erwärmung ein kleiner Luftspalt 8 bestehen, siehe Fig.2. Das Gefäss 1 steht aber nur mit einer äusseren Randzone 3 der Bodenfläche in metallischem Kontakt mit der Heiz platte 2,
so dass der Fluss der in dieser Zone 3 zu-' geführten Wärme im Boden 4 hauptsächlich gegen die Mitte 6 hin erfolgt, wie durch die Pfeile in Fig.1 und 2 angedeutet ist. Verzieht sich aber Boden 4 (und eventuell die Heizplatte 2) sehr stark bzw. hat man den ursprünglichen Luftspalt 7 zu klein ge wählt, so bildet- sich die ungünstige Mittelauflage nach Fig. 3.
Da sich dann der metallische Berührungspunkt in der Mitte 6 befindet, muss die Wärme im Gefäss boden 4 einseitig nach aussen fliessen, wie durch die Pfeile in-Fig.3 gezeigt wird: In Fig. 4 ist ein Beispiel des Erfindungsgegen standes in kaltem Zustand dargestellt.
Die untere Fläche 5 des Gefässbodens 4 ist so geformt, dass derselbe auf einer Ringfläche 9 aufliegt, deren mitt lerer Durchmesser angenähert 0,6mal so gross ist wie der äussere Bodendurchmesser D.
Die Fläche 5 des Gefässes 1 steht dabei in der Mitte 6 und in der äusse- ren Randzone 3 gegenüber der Ringfläche 9 um so viel zurück (Luftspalte 10 bzw. 11), dass mit Sicherheit an diesen Stellen auch bei einer starken Erwärmung keine metallische Berührung mit der Heizplatte erfolgen kann.
Der Luftspalt 12 in. der Mitte 6 des warmen Bodens (siehe Fig.5) wird bei dieser Formgebung nie aufgehoben, das heisst ein metallischer Kontakt ist an dieser Stelle unmöglich. Es ist ersichtlich, dass von der Ringfläche 9, deren Breite sehr klein sein kann, so dass die Ringfläche nahezu einer Kreislinie entspricht, eine gute Wärme verteilung nach zwei Seiten,
nämlich gegen die Mitte 6 und gegen die äussere Randzone 3 hin erfolgt, wie durch die Pfeile angedeutet ist. Eine gleichmässige Wärmeverteilung auf die ganze Bodenfläche 5 wird dadurch gewährleistet und die gut wärmeübertragende Auflagefläche schrumpft nie auf einen Punkt zu sammen.
Da der Durchmesser d der Ringfläche 9 bei glei chem Aussendurchmesser des Bodens kleiner ist als der Durchmesser der Auflagefläche des bekannten Gefässes., wird sich bei gleicher Erwärmung und glei chem Material der Luftspalt 10 (Fig. 4) weniger ver ändern als der Luftspalt 7 (Fig. 1). Man kann daher den Luftspalt 10 kleiner machen als den Luftspalt 7, wenn letzterer so gross ist, dass der Zustand nach Fig.3 vermieden werden soll. Praktisch wird man den Luftspalt 10 aber nicht kleiner machen als 0,2 mm.
Es sei noch hervorgehoben, dass auch bei dem bekannten Gefäss nach Fig. l-3 die Auflage nicht am äussersten Rande des Bodens 4 vorgesehen ist. Der Auflagedurchmesser ist aber ungefähr 0,85mal so gross wie der Aussendurchmesser des Bodens, liegt also weit ausserhalb des gemäss der Erfindung vor gesehenen Bereiches von 0,3 bis 0,75.
Bei den bisherigen Gefässen war der Unterschied zwischen d und Dimmer klein und lediglich durch konstruktive Erwägungen bedingt, insbesondere durch das Bestreben, den übergang zwischen Boden und Seitenwand abzurunden.
Selbstverständlich braucht der Boden des Koch- oder Bratgefässes nach der Erfindung nicht aus einer einzigen Metallschicht zu bestehen. Man kann z. B. einer unteren Metallschicht durch Pressen die erfor derliche Form geben und sie dann durch Hartlöten mit einer oberen, mit den Seitenwänden verbundenen Metallschicht verbinden. Die untere Metallschicht be steht dann zweckmässig aus gut wärmeleitendem Ma terial, -insbesondere Kupfer. Die untere Fläche kann aber auch durch Drehen auf einer Kopierdrehbank ihre erforderliche Form erhalten.
Ein weiterer Vorteil des, Erfindungsgegenstandes ist der, dass bei den mei sten verwendeten, elektrischen Heizplatten die Heiz- widerstände weder in der Mitte noch am äussersten Rande liegen, sondern in einer mittleren Zone, die bei korrespondierender Grösse von Heizplatte und Gefäss etwa dem angegebenen Bereich von 0,3 bis 0,75 entspricht, was die- Wärmeübertragung ebenfalls begünstigt.