Mehrschichtiger Behälter zum Erhitzen von Speisen Die vorliegende Erfindung betrifft einen mehrschichtigen Behälter zum Erhitzen von Speisen, mit einer Wand, die eine erste wärmeleitende Schicht und eine auf diese laminierte zweite wärmeleitende Schicht aufweist.
Es sind bereits Kochbehälter mit mehrschichtigen Wan dungen bekannt, bei welchen die verschiedenen Schichten der Wandungen aus verschiedenen Materialien mit verschie denen Wärmeleitfähigkeiten bestehen.
Ein bekannter mehrschichtiger Behälter weist eine Schicht auf, die aus Eisen, rostfreiem Stahl oder Glas besteht und in der Bodenwandung mit Kupfer beschichtet ist, um seine Wärmeleitfähigkeit durch diesen Wandungsbereich zu stei gern. Bei einem Ausführungsbeispiel dieses Behälters ist die Dicke der die niedrigere Wärmeleitfähigkeit aufweisenden Schicht (Eisen, rostfreier Stahl oder Glas), welche als rela tive Isolierschicht bezeichnet werden kann, in den verschie denen Wandungsbereichen des Behälters, der Bodenwandung und Seitenwandung, konstant. Bei einer anderen Ausfüh rungsform des genannten Behälters besteht die relative Iso lierschicht aus Glas, dessen Dicke in der Seitenwandung des Behälters grösser ist als seine Dicke in der Bodenwandung.
Jedoch besteht die Seitenwandung aus einer einzigen Schicht, so dass diese Wandung keine relativ leitfähige Schicht auf weist.
Bei einem anderen bekannten mehrschichtigen Kochbe hälters besteht die relativ leitfähige Schicht ebenfalls aus Kupfer, dessen Dicke in den verschiedenen Wandungsbe reichen nicht konstant, sondern variabel ist. Jedoch bleibt die Dicke der relativen Isolierschichten, die in diesem Fall aus rostfreiem Stahl bestehen, in den verschiedenen Wan dungsbereichen konstant.
In keinem der genannten Behälter sind wenigstens zwei Schichten in allen Wandungen vorgesehen, wobei die Dicken der einzelnen Schichten in den verschiedenen Wandungen von einander unterschiedlich sind.
Im Idealfall sollten Kochbehälter unter anderem den fol genden Kriterien genügen: 1. Der Bereich des Behälters, der mit der zum Kochen dienenden Wärmequelle in Kontakt ist, sollte eine relativ hohe Wärmeleitfähigkeit haben, damit eine solche Wärme- übertragung zu der zu erwärmenden Speise möglich ist, dass eine schnelle, wirtschaftliche und gleichmässige Erwärmung der Speise möglich ist, ohne dass die Anhaftungen vermei dende feine Oberfläche oder andere Überzüge des Behälters beeinträchtigt werden.
2. Der Bereich des Behälters, der nicht in Kontakt mit der zum Kochen dienenden Wärmequelle ist, sollte eine relativ niedrige Wärmeleitfähigkeit haben, so dass Wärme verluste aus der Speise vermieden werden und so eine schnelle und wirtschaftliche Erwärmung der Speise möglich ist.
Da die Wärmeleitfähigkeit einer einzelnen Schicht sowohl vom Material wie auch von der Dicke abhängig ist, ist es verständlich, dass durch zweckmässige Variierung der Dicken zweier Schichten eine bessere Kontrolle der zu erzielenden Wärmeleitfähigkeit der verschiedenen Wandungen möglich wäre, als das bei den bekannten Behältern der Fall ist. Auch ermöglicht eine derartige Konstruktion die Verwendung einer grösseren Anzahl von Metallen für Behälterzwecke, da die Eigenschaften zweier verschiedener Metalle einander ausglei chen können.
Aufgabe der Erfindung ist es, die Nachteile der bekannten Kochbehälter zu vermeiden und einen mehrschichtigen Be hälter zum Erhitzen von Speisen zu schaffen, welcher eine genaue Kontrolle der Wärmeleitfähigkeiten der verschiede nen Behälterwandungen, bei Verwendung von verschiedenen Metallen und wirtschaftlichen Materialdicken, ermöglicht.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass die Wärmeleitfähigkeit der zweiten Schicht wesentlich grösser ist als die Wärmeleitfähigkeit der ersten Schicht; dass in einem ersten Wandungsbereich, welcher dazu bestimmt ist, der Wärmequelle ausgesetzt zu werden die Dicke der zweiten Schicht grösser ist als ihre Dicke in einem zweiten Wandungsbereich, welcher dazu bestimmt ist, der Wärme quelle nicht ausgesetzt zu werden, und dass im zweiten Wan dungsbereich die Dicke der ersten Schicht grösser ist als ihre Dicke im ersten Wandungsbereich, derart,
dass die Wärmeleitfähigkeit durch den ersten Wandungsbereich we sentlich grösser ist als die Wärmeleitfähigkeit durch den zwei ten Wandungsbereich. Anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausfüh rungsbeispieles soll die Erfindung näher erläutert werden.
Fig. 1 ist eine perspektivische Ansicht eines Behälters. Fig. 2 ist ein Querschnitt 2-2 durch Fig. 1.
Es sei zunächst auf Fig. 1 Bezug genommen. Es ist ein Kochbehälter dargestellt, der eine im wesentlichen flache Bodenwandung 10 aufweist, die zum Aufsetzen auf Brenner oder Heizschlangen eines herkömmlichen Gas- oder Elektro herdes (nicht dargestellt) dient und eine hochstehende, im wesentlichen ringförmige Seitenwandung 11 aufweist, die sich von der Bodenwandung aus nach oben erstreckt und so einen Behälter zur Aufnahme von Speisen, Feststoffen und/ oder Flüssigkeiten bildet, die erhitzt werden sollen. An der Seitenwandung 11 des Behälters ist zur Vereinfachung der Handhabung ein Handgriff 12 angebracht.
In Fig. 2 ist die Konstruktion der Boden- und Seiten wandungen des Behälters im einzelnen dargestellt. Fig. 2 ist nicht im richtigen Massstab dargestellt, die Gesamtdicke der Behälterwandungen wie auch die der Schicht oder Schichten ist vergrössert, um die Einzelheiten deutlicher zu machen.
Jede der Wandungen des Behälters weist eine Kernschicht. 14 aus Kohlenstoffstahl auf. Diese Kernschicht 14 ist zwi schen einem Paar von Nichteisenschichten 16 und 18 einge lagert. Nichteisenschicht 16 besteht vorzugsweise aus Alu minium und dient zur späteren Anbringung eines nichtan setzenden Überzuges auf das Innere des Behälters: Nicht eisenschicht 18 besteht ebenfalls vorzugsweise aus Alumi nium, sie kann jedoch auch aus anderen Materialien wie bei spielsweise Edelstahl bestehen, insbesondere dann, wenn kein weiterer äusserer dekorativer Überzug aufgebracht wer den soll. Bestehen die Nichteisenschichten 16 oder 18 aus Aluminium, so mag die jeweilige Dicke der Schichten in der Grössenordnung '/4 bis 3/8 mm liegen.
Der Ausdruck Nichteisen , der hier verwendet ist, soll die Beschaffenheit der Nichteisenschichten 16 und 18 nicht auf Materialien be schränken, die kein Eisen enthalten, vielmehr soll er auch die verschiedensten Eisenlegierungen einschliessen, die nicht die gewöhnlichen Eiseneigenschaften aufweisen, z. B. Rosten, Magnetismus usw., wie das z. B. bei dem zuvor erwähnten Edelstahl der Fall ist.
Das Äussere der hochstehenden Seitenwandung 11 ist mit einem dekorativen Überzug 20 beschichtet, der vorzugs weise Emaille oder anderes keramisches Material ist. Wo kein äusserer dekorativer Überzug aus Emaille aufgebracht werden soll, besteht die Nichteisenschicht 18 vorzugsweise aus handelsüblichem Reinaluminium, das passende Haft eigenschaften bei Emaille hat. Wenn auch Emaille ein be sonders zweckmässiger dekorativer Überzug ist, so können Boch andere dekorative Überzüge verwendet werden, z. B. aus Polyamid und anderen organischen Verbindungen, wie sie zuvor angedeutet worden sind.
Das Innere des Behälters kann ebenfalls -mit einem nicht ansetzenden Überzug versehen werden. Irgendein nicht ansetzender Überzug mag verwendet werden, wie beispiels weise Glieder der Polytetrafluoräthylen-Familie; Kunststoffe auf Silikonbasis und dergleichen. Vor dem Überziehen des Inneren des Behälters mit dem nichtansetzenden Überzug ist die Nichteisenschicht 16 physikalisch oder chemisch auf nahmefähig für eine Frittschicht 22 zur Verankerung gemacht, die aufgetragen ist und dann durch Hitze an der Nichteisen schicht 16 zum Anhaften gebracht, um so eine gute Haft grundlage zu schaffen, um den nichtansetzenden Überzug 24 fest zum Anhaften zu bringen.
Die Frittschicht 22 ist vorzugsweise etwas unterbrochen und ist vorzugsweise eine von zwei Fritten, die durch die Wärme an der Innenfläche der Nichteisenschicht 16 zum Anhaften gebracht ist, wie bei spielsweise die Glas enthaltende keramische Verbindung, die zuvor genannt worden ist. Eine passende Verbindung ist CN-500, erhältlich bei The Ferro Corporation, Cleveland, Ohio. Der innere nichtansetzende Überzug 24 ist dann an der diskontinuierlichen Haftschicht wie auch an dem Metall zum Anhaften gebracht.
Die obere Kante des Behälters kann ausgerollt oder mit einem korrosionsbeständigen Rand 26 versehen sein.
Zur Bildung des Mehrschichtenbehälters wird zunächst die Kernschicht aus Weicheisen oder Kohlenstoffstahl auf einer oder beiden Seiten mit einer dünnen Schicht des Nicht eisenmetalls wie beispielsweise Aluminium beschichtet. Irgendeines der bekannten Überzugs- oder Beschichtungs verfahren wie beispielsweise Sprühen, Tauchen, Laminieren oder dergleichen kann angewendet werden. Soll die äussere Nichteisenschicht 18 aus Edelstahl bestehen, so wird der Edelstahl auf eine Seite der Kernschicht 14 aufgebracht und Aluminium auf die andere Seite zur Bildung der inneren Nichteisenschicht 16. Soll das Äussere mit dem dekorativen Überzug 20 versehen werden, so bestehen beide Nichteisen schichten 16 und 18 zweckmässigerweise aus Aluminium.
Die Frittschicht 22 zur Verankerung wird dann auf die Nichteisenschicht 16 aufgetragen, und das Material wird gebrannt, um die Anhaftung der Fritt- oder Verankerungs schicht an der Nichteisenschicht 16 zu bewirken. Wird der <B>-</B>dekorative Überzug 20 aus Emaille verwendet, so mag er auf die äussere-Nichteisenschicht aus Aluminium vor dem Ein brennen aufgetragen werden, und sowohl die Frittschicht 22 als auch der dekorative Überzug mögen dann zusammenge brannt werden, da die Bindetemperatur von beiden ungefähr gleich ist, z. B. 560 C. Die zuvor genannten Schritte zur inneren Beschichtung können entweder bei einem ungeform- ten Teil ausgeführt werden, aus dem der Behälter später ge formt werden soll oder bei einem vorgeformten Behälter.
Wenn ein fester Aluminiumgehälter, wie er in der Vergangen heit verwendet wurde, diesen Wärme- oder Brenntempera- turen ausgesetzt wurde, so musste der Metallkern des Be hälters in der Dicke vergrössert werden, um den Verlust an Festigkeit auszugleichen, der sich beim Aluminium aufgrund der erhöhten Einbrenntemperaturen beim Überziehen ergibt, wobei diese Temperaturen in der Grössenordnung von 400 bis 560 C liegen mögen, während der Schmelzpunkt von Aluminium nur bei 600 bis 660 C liegt.
Bei dem Mehr schichtenbehälter wirken die Nichteisenschichten 16 und 18 aus Aluminium vorzugsweise als bindende, wärmeleitende, rostverhindernde Schichten, und die Festigkeit des Behälters wird durch die relativ billige Kernschicht 14 aus Stahl sicher gestellt, deren Festigkeit bei den zuvor genannten Tempera turen im wesentlichen unverändert bleibt. Bei dem Mehr- schichtenbehälter"ist daher die Erweichung der Nichteisen schichten 16 und 18 ohne besondere Bedeutung.
Nachdem die Frittschicht 22 zur Verankerung durch Wärme an der Nichteisenschicht 16 angebracht ist, kann der nichtansetzende Überzug 24 durch irgendeine beliebige Me thode zum Anhaften gebracht werden.
Es sei darauf hingewiesen, dass bei Gebrauch entweder der dekorative Überzug 20 oder der nicht ansetzende Über zug 24 angekratzt oder abgeblättert werden können, wobei die Nichteisenschicht 16 oder 18 aus Aluminium jedoch das Freilegen der Kernschicht 14 aus Stahl verhindert und somit eine Rostbildung verhütet.
Zusätzlich zu den zuvor genannten Vorteilen kann. der beschriebene: Mehrschichtenbehälter sehr einfach zur Opti mierung sowohl der Wärmeleit- als auch der Isoliereigen- schaften des Behälters dienen, während die Festigkeit des Behälters weiter verbessert ist. Wie bereits zuvor erwähnt, ist es besonders vorteilhaft, wenn die Bodenwandung 10 des Behälters sehr wärmeleitend ist, um die Wärmeübertragung von der Wärmequelle zu der Speise in dem Behälter gross- zumachen und die Möglichkeit von Heisspunkten zu ver ringern, die in dem Behälterboden auftreten, eine Zerstö rung des Überzuges und eine ungleichmässige Erwärmung der Speise bewirken können.
Es ist ausserdem besonders zweck- mässig, wenn die Seitenwandung 11 des Behälters, die ge wöhnlich nicht der Wärmequelle ausgesetzt ist, wenigstens etwas isolierende Eigenschaften hat, um so den Wärmever lust von der Speise durch die Wandungen des Behälters gering zu machen.
Das kann bei dem beschriebenen Mehrschichtenbehälter durch Veränderung der Dicke einer oder aller Schichten 14, 16 und 18 zwischen der Seitenwandung 11 und der Boden wandung 10 des Behälters erzielt werden. Beispielsweise kann die Dicke der Kernschicht aus Stahl (Fig. 2) so erhöht werden, dass sie grösser in der hochstehenden Seitenwandung 11 des Behälters als in der Bodenwandung 10 des Behälters ist. Da Stahl eine relativ niedrige Wärmeleitfähigkeit und Aluminium eine relativ hohe Leitfähigkeit hat, ist somit der Wärmeübergang durch den Boden des Behälters zu der Speise unbeeinflusst und die Wahrscheinlichkeit der Bildung von Heisspunkten aufgrund der seitlichen Leitung der Nicht eisenschichten 16 und 18 der Bodenwandung 10 verringert.
Der Wärmeübergang von der Speise durch die Seiten wandung 11 des Behälters ist verringert, und zwar aufgrund der grösseren Dicke des schlecht leitenden Stahles in diesem Bereich. Durch Erhöhung der Dicke der Kernschicht 14 in der Seitenwandung 11 kann darüber hinaus die Festigkeit der Seitenwandung des Behälters, die den grössten seitlichen Beanspruchungen ausgesetzt ist, weiter erhöht werden. Zu sätzlich zu den erhöhten isolierenden Eigenschaften, auf grund der Erhöhung der Dicke der Kernschicht 14 aus Stahl und der Verringerung der Dicke der Nichteisenschichten 16 und 18 aus Aluminium in der Seitenwandung, kann eine wei tere Isolierung bei den Seitenwandungen durch den dekora tiven Emailleüberzug 20 festgestellt werden, der selbst als Isolator wirkt.