DE3713472A1 - Verfahren zur herstellung eines kochgefaesses oder dgl. - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung eines Kochgefäßes, welches aus einem mehrschichtigen Material besteht. Wenn vorstehend und nachfolgend der Einfachheit halber lediglich von "Kochgefäß" gesprochen wird, so stellt dies keine Beschränkung auf den Anwendungsbereich solcher Gefäße dar, sondern lediglich eine Benennung eines der bevor­ zugten Anwendungsgebiete. Der Erfindungsgedanke erstreckt sich gleichermaßen auf Brat-, Back- oder sonstige metallische Gefäße für Küche, Haushalt, Gewerbe und Industrie.

Es ist beispielsweise aus der DE-OS 22 07 448 bekannt, den aus rostfreiem Stahl bestehenden Gefäßkörper mit einer aus Alu­ minium oder Aluminiumlegierung bestehenden Bodenplatte unter Einlage einer dünnen Aluminiumfolie als Verbindungsmittel und unter Anwendung eines Druckes zwischen 1000 und 1500 kg/cm² sowie Temperaturen zwischen 300 und 500°C, also mittels des sogenannten Preßschweißens, miteinander zu verbinden. Hierbei ist die Wandung des Kochgefäßes einschichtig und die Außen­ fläche des Bodenbereichs wird durch das Material der Boden­ platte bestimmt.

Ferner sind Mehrschichtmaterialien und deren Herstellung z.B. durch Sprengplattierung, Walzplattierung, Lötbeschichtung, Schweißbeschichtung u. dgl. an sich bekannt. Wollte man unter Verwendung derartiger Mehrschichtmaterialien Kochgefäße her­ stellen, wären zumindest zwei Arbeitsgänge erforderlich, näm­ lich einerseits die Herstellung des Mehrschichtmaterials und zum anderen die Formung des Kochgefäßes beispielsweise durch Tiefziehen. Dies ist verhältnismäßig aufwendig. Außerdem be­ steht die Gefahr, daß die Verbindung der einzelnen Schichten des Mehrschichtmaterials bei der Verformung in die endgültige Gestalt des Kochgefäßes beeinträchtigt wird. Das Herstellungs­ problem wird noch dadurch weiter erschwert, daß ein Kochgefäß üblicherweise eine verhältismäßig dicke Bodenplatine aus wärmeleitfähigem Material aufweisen soll, die dann noch zu­ sätzlich, beispielsweise in der aus der DE-OS 22 07 448 be­ kannten Weise, aufgebracht werden müßte.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, insbesondere unter Vermeidung der genannten Nachteile ein Verfahren der eingangs genannten Art vorzuschlagen, welches entweder einfach auszu­ führen ist und zu einer zuverlässigen Verbindung der Material­ schichten in dem fertigen Kochgefäß oder dgl. führt, oder zumindest letzteres, wobei das Kochgefäß oder dgl. weitgehend frei wählbare und ggf. innen und außen unterschiedliche Ober­ flächeneigenschaften sowie ein an die Art der Energiezufuhr angepaßtes Wärmeleitungsverhalten zeigt.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß im wesentlichen dadurch ge­ löst, daß einzelne Materialschichten unter teilweiser oder vollständiger Verformung der Materialschichten, ggf. nach einzelner oder gemeinsamer Vorverformung, in die Gestalt des Kochgefäßes miteinander verbunden werden. Wenn dies in einem einzigen Arbeitsschritt geschieht, bei welcher die einzelnen flachen Materialschichten nicht nur miteinander verbunden, sondern auch gleichzeitig verformt werden, wird eine erheb­ liche Verfahrensvereinfachung erzielt. Werden zwei einzelne der Materialschichten einzeln oder gemeinsam teilweise oder vollständig vor dem Miteinander-Verbinden vorgeformt, kommt zwar mindestens ein weiterer Arbeitsschritt hinzu. Der bzw. die Arbeitsschritt(e) des Verformens bedarf jedoch keiner besonderen Sorgfalt, da die engültige Formgebung sämtlicher Materialschichten erst bei dem Arbeitsschritt des Verbindens der Materialschichten miteinander erfolgt. Werden sämtliche Materialschichten bereits vor dem Miteinander-Verbinden prak­ tisch in ihre endgültige Gestalt in den fertigen Koch- oder Bratgefäß vorverformt, entfällt oder verringert sich gegenüber der Verwendung schon vor der Verformung völlig miteinander verbundener Flachmaterialschichten das Problem der Lösung des Verbundes der Flachmaterialschichten beim anschließenden Verformungs- insbesondere Ziehvorgang. Im Rahmen der Erfindung liegt es auch, wenn wenigstens eine der Materialschichten wenigstens teilweise vorgeformt, dann mit den übrigen ggf. noch flachen Materialschichten, z.B. durch Schweißen oder Löten miteinander verbunden, und dann das so hergestellte Paket von Materialschichten in die endgültige Gestalt in das fertige Kochgefäß verformt.

Im Rahmen des Erfindungsgedankens ist es insbesondere möglich, zunächst einzelne der wenigstens bereichsweise folienförmigen Materialschichten teilweise oder vollständig in ihre end­ gültige Gestalt in dem fertigen Kochgefäß vorgezogen und dann, ggf. unter gleichzeitiger Verformung oder Nachverfor­ mung, in die Gestalt des Kochgefäßes, miteinander verbunden werden. Die Verwendung von wenigstens bereichsweise folien­ förmigen Materialschichten erleichtert die Vorverformung einzelner Materialschichten oder mehrerer Materialschichten gemeinsam und die ggf. noch erfolgende Nachverformung beim Miteinander-Verbinden der Materialschichten zur endgültigen Gestalt des fertigen Kochgefäßes.

Vorzugsweise werden die Materialschichten unter Einwirkung von Druck und Wärme, ggf. unter Verformung oder Nachverformung der Materialschichten, in die endgültige Gestalt des fertigen Kochgefäßes bzw. die vorgezogenen folienförmigen Material­ schichten unter Einwirkung von Druck und Wärme, ggf. unter Nachverformung der Materialschichten, innig miteinander ver­ bunden.

Die Verbindung der ggf. vorgezogenen folienförmigen Material­ schichten kann dabei vorzugsweise durch das oben erwähnte Preßschweißen oder Löten erfolgen.

Ein weiteres Erfindungsmerkmal ist darin zu sehen, daß wenig­ stens eine Materialschicht verwendet wird, welche zur Bildung einer Bodenplatine wenigstens bereichsweise dicker als die benachbarten Materialschichten ausgebildet ist. Damit wird bei dem Herstellungsprozeß zwangsläufig eine dickere Bodenplatine geschaffen, was die gesonderte Besohlung mit einer Bodenplatte entbehrlich macht.

Die die Bodenplatine bildende Materialschicht hat entweder nur im wesentlichen die Abmessungen der endgültigen Bodenplatine oder geht außerhalb ihres die Bodenplatine bildenden Bereichs einstückig in einen dünneren folienförmigen Materialschicht­ bereich zur Bildung der Gefäßwandung über.

Dabei kann zweckmäßigerweise die die Bodenplatine bildende Materialschicht wenigstens in ihrem die Bodenplatine bildenden Bereich aus Verbundmaterial bestehen, um der Bodenplatine die bei den verschiedensten Koch-, Brat- oder Backvorgängen und Energiezuführungsarten erforderlichen Eigenschaften zu geben.

Bei einer speziellen Ausgestaltung des Erfindungsgedankens werden insgesamt wenigstens drei Materialschichten verwendet, wobei eine (innere) Materialschicht die innere Hülle des Kochgefäßes, eine (mittlere) Materialschicht wenigstens be­ reichsweise die Bodenplatine und eine (äußere) Materialschicht die die Bodenplatine umschließende äußere Hülle des Kochge­ fäßes bildet. Damit können sowohl der Innenseite als auch der Außenseite als auch der Bodenplatine des Kochgefäßes die gewünschten eigenen Materialeigenschaften gegeben werden.

In Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist es auch möglich, beim Verbinden und ggf. Verformen der Materialschich­ ten zwischen der inneren Materialschicht und der äußeren Materialschicht besondere Elemente, z.B. Griff-, Verriege­ lungs- und Verbindungselemente, in dem Verbundmaterial festzu­ legen, so daß diese Elemente, z.B. Verriegelungselemente für den Deckel, nicht gesondert angebracht werden müssen und einen innigen Halt in dem Materialverbund erhalten.

Es kann zweckmäßig sein, um einen guten Verbund der Material­ schichten sicherzustellen, die äußere Materialschicht zur Aufnahme der Bodenplatine vor der Verbindung der Material­ schichten und Verformung in die endgültige Gestalt des fer­ tigen Kochgefäßes vorzuformen. Dabei kann auch die zur Auf­ nahme der Bodenplatine vorgeformte äußere Materialschicht mit der Bodenplatine mittels Preßschweißen oder Löten verbunden werden, und dann das so geschaffene Verbundmaterial mit der inneren Materialschicht in die endgültige Gestalt des fertigen Kochgefäßes gezogen werden.

Um bei der Materialschichtverformung eine innige Verbindung der Materialschichten zu erzielen, kann es zweckmäßig sein, zwischen den Materialschichten, z.B. folienförmige, Verbin­ dungsmittel vorzusehen, wie diese an sich aus der DE-OS 22 07 448 bekannt sind.

Ein oder mehrere der verwendeten Materialschichten können bei der Verbindung miteinander und gleichzeitigen Verformung in die endgültige Gestalt des Kochgefäßes auch bereits mehr­ schichtig, z.B. oberflächenplatiert, sein. Die Teilschichten der ggf. mehrschichtigen Materialschichten sind verhältnis­ mäßig dünn und gut miteinander zu verbinden, so daß bei der nachfolgenden Verformung in die endgültige Gestalt des fer­ tigen Kochgefäßes bei gleichzeitiger Verbindung mit den ggf. ebenfalls mehrschichtigen anderen Materialschichten keine Probleme auftreten.

Vorzugsweise haben die Materialschichten, abgesehen von dem in der Regel dickeren Bodenplatinenbereich, einzeln eine Stärke zwischen etwa 0,1 und 0,4 mm und insgesamt eine Stärke zwischen etwa 0,7 und 1,2 mm.

Vorzugsweise besteht die die innere Hülle des Kochgefäßes bildende Materialschicht aus einem hoch korrosionsfesten Material, wie rostfreiem Stahl, die die Bodenplatine des Koch­ gefäßes bildende mittlere Materialschicht aus einem gut wärme­ leitfähigem Material, wie Aluminium oder Kupfer, und die die äußere Hülle des Kochgefäßes bildende äußere Materialschicht aus dekorativem Material, wie Edelstahl, Kupfer, Aluminium oder Legierungen daraus.

Es ist auch möglich, daß im Bereich der Bodenplatine eine ggf. bis in den Wandungsbereich des Kochgefäßes reichende Ferrit­ oder Chromstahlschicht eingebettet oder angelagert ist, so daß das erfindungsgemäß hergestellte Kochgefäß auch für eine induktive Erwärmung einsetzbar ist.

Weitere Ziele, Merkmale, Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der beiliegenden Zeichnung. Dabei bilden alle beschriebenen und/oder bildlich dargestellten Merkmale für sich oder in beliebiger sinnvoller Kombination den Gegenstand der vorliegenden Erfindung auch unabhängig von ihrer Zusammenfassung in den Ansprüchen oder deren Rückbeziehung.

Es zeigen:

Fig. 1 schematisch im Vertikalschnitt ein nach der Erfin­ dung hergestelltes Kochgefäß,

Fig. 2 einen Ausschnitt der Schnittdarstellung gemäß II von Fig. 1, jedoch demgegenüber vergrößert und bei einer anderen Ausführungsform,

Fig. 3a eine (mittlere) Materialschicht, welche bei dem er­ findungsgemäßen Verfahren zur Bildung der Boden­ platine Einsatz findet,

Fig. 3b einen Ausschnitt gemäß IIIb von Fig. 3a, demgegen­ über vergrößert,

Fig. 4 einen Ausschnitt entsprechend Fig. 2, jedoch bei einer anderen Ausgestaltung der Bodenplatine, und

Fig. 5 einen Ausschnitt entsprechend Fig. 2 für eine noch andere Ausführungsform.

Das Kochgefäß 1 gemäß Fig. 1 besteht aus drei einzelnen Ma­ terialschichten A, B und C. Die durchgehende (innere) Ma­ terialschicht A bildet die innere Hülle des Kochgefäßes 1 und besteht deswegen vorzugsweise aus hoch korrosionsfestem Material, wie Edelstahl. Die ebenfalls durchgehende (äußere) Materialschicht B bildet die äußere Hülle des Kochgefäßes 1 und besteht aus einem dekorativen Material, bspw. ebenfalls Edelstahl. In diesem Fall ist nur im Bodenbereich zwischen den beiden Materialschichten A und B eine dritte, dickere (mitt­ lere) Materialschicht C eingeschlossen, die vorzugsweise aus gut wärmeleitendem Material, wie Aluminium, besteht. Alle drei Materialschichten A, B und C sind in ihrem flachen Ausgangs­ zustand Ronden, wobei die Ronden der die innere Hülle und die äußere Hülle des Kochgefäßes 1 bildenden Materialschichten A und B unter Berücksichtigung der Gefäßhöhe bemessen sind, da aus ihnen nicht nur der Bodenbereich, sondern auch die Wand­ bereiche des Kochgefäßes 1 gebildet werden. Der Durchmesser der Ronde der Materialschicht C entspricht bei der Ausfüh­ rungsform gemäß Fig. 1 im wesentlichen dem Durchmesser der Bodenplatine 2 im fertigen Kochgefäß 1.

Das im fertigen Zustand aus einem mehrschichtigen Verbund­ material bestehende Kochgefäß 1 wird erfindungsgemäß dadurch hergestellt, daß die einzelnen, ggf. teilweise oder voll­ ständig vorgeformten, Materialschichten A, B und C in der richtigen Reihenfolge aufeinandergelegt und unter gleichzei­ tiger Verformung der Materialschichten in die endgültige Gestalt des fertigen Kochgefäßes 1, bspw. durch Preßschweißen, miteinander verbunden werden. Hierbei wird die von der Ma­ terialschicht C gebildete Bodenplatine 2 ersichtlich zwischen den beiden Materialschichten A und B eingeschlossen.

Bei dem sich aus Fig. 2 ergebenden Ausführungsbeispiel setzt sich die mittlere Materialschicht C, welche die verhältnis­ mäßig dicke Bodenplatine 2 bildet, im Gegensatz zu dem in Fig. 1 dargestellten Beispiel, an ihrem äußeren Umfang einstückig bis in die Wandung des Kochgefäßes 1 und ggf. bis zu deren oberen Rand fort. Besteht die Materialschicht C aus einem gut leitfähigen Material, wird auf diese Weise die Wärmeleitung bis in die Wandbereiche begünstigt, so daß dem Kochgut nicht nur von unten, sondern auch in erhöhtem Maße von der Seite her Wärme zugeführt wird. Der Herstellungsprozeß ist der gleiche wie der anhand des Ausführungsbeispieles von Fig. 1 geschil­ derte.

Fig. 3a veranschaulicht im Schnitt eine mittlere Material­ schicht C vor der Verformung, welche bereichsweise zur Bildung einer Bodenplatine 2 gegenüber den anderen Materialbereichen stärker ausgebildet ist. Auf die Materialschicht C aus gut wärmeleitendem Material kann, wie aus der vergrößerten Aus­ schnittsdarstellung von Fig. 3b ersichtlich ist, bereits vor der Verformung in die endgültige Gestalt des Kochgefäßes 1 einerseits eine die Innenwandfläche des fertigen Kochgefäßes 1 bestimmende dünne innere Materialschicht A aus hoch korrosionsfestem Material und andererseits eine die Außenwand­ fläche des fertigen Kochgefäßes 1 bestimmende zur Aufnahme der Bodenplatine 2 vorgeformte dünne äußere Materialschicht B aus dem Dekorationszweck des Kochgefäßes 1 dienenden Material aufgebracht sein.

Fig. 4 veranschaulicht eine Ausführungsform, die im wesent­ lichen derjenigen von Fig. 2 entspricht, bei welcher jedoch in die mittlere Materialschicht C und zwar jedenfalls in dem stärkeren Bereich der Bodenplatine 2 eine weitere Material­ schicht D eingebettet ist, welche bspw. die Eignung für eine induktive Erwärmung gewährleisten soll. In diesem Fall besteht die eingebettete Materialschicht D bspw. aus Ferrit- oder Chromstahl. Die für einen Induktionsherd geeignete Material­ schicht kann wie aus Fig. 5 ersichtlich ist, auch teilweise oder insgesamt durch die äußere Materialschicht B selbst gebildet sein, wobei sie, entsprechend der zeichnerischen Darstellung, im letzteren Falle bis in den Wandungsbereich des Kochgefäßes 1 und ggf. bis zu deren oberem Rand reicht. Die gleiche Funktion kann statt dessen oder zusätzlich auch von der inneren Materialschicht A übernommen werden.

Abgesehen von dem Verfahren, bei welchem sämtliche Material­ schichten A, C und B aus einer flachen Ausgangslage gleich­ zeitig verformt und miteinander verbunden werden, ist es auch möglich, bspw. die Materialinnenschicht C und die Material­ außenschicht B jeweils für sich zunächst grob vorzuformen und dann durch Ineinanderfügen und Zwischenlegen einer Boden­ platine C in die endgültige Gestalt des fertigen Kochgefäßes 1 gemeinsam zu verformen und gleichzeitig miteinander sicher und dauerhaft zu verbinden.

Das erfindungsgemäße Verfahren wurde zuvor als Beispiel an der Herstellung eines Kochgefäßes geschildert.

Die Erfindung kann aber mit Vorteil auch auf die Herstellung sonstiger metallischer Gefäße, z.B. Schüsseln, Schalen, Kannen, Tassen, Eimer und dgl. mehr Anwendung finden.

Claims (18)

1. Verfahren zur Herstellung eines Kochgefäßes (1) oder dgl., welches aus einem mehrschichtigen Material besteht, dadurch gekennzeichnet, daß einzelne Materialschichten (A, B, C) unter teilweiser oder vollständiger Verformung mindestens einer der Materialschichten (A, B, C), ggf. nach einzelner oder gemein­ samer Vorverformung, in die endgültige Gestalt des fertigen Kochgefäßes (1) miteinander verbunden werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß einzelne der wenigstens bereichsweise folienförmigen Ma­ terialschichten (A, B, C) teilweise oder vollständig in ihre endgültige Gestalt in dem fertigen Kochgefäß (1) vorgezogen und dann, ggf. unter gleichzeitiger Verformung oder Nachver­ formung in die Gestalt des Kochgefäßes (1) miteinander ver­ bunden werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Materialschichten (A, B, C) unter Einwirkung von Druck und Wärme miteinander verbunden werden.

4. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die ggf. vorgezogenen folienförmigen Material­ schichten (A, B, C) miteinander durch Preßschweißen oder Löten verbunden werden.

5. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß wenigstens eine Materialschicht (C) verwendet wird, welche zur Bildung einer Bodenplatine (2) wenigstens bereichsweise dicker als die benachbarten Materialschichten (A, B) ausgebildet ist.

6. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die die Bodenplatine (2) bildende Material­ schicht (C) entweder nur im wesentlichen die Abmessungen der Bodenplatine (2) hat oder außerhalb ihres die Bodenplatine (2) bildenden Bereichs einstückig in einem dünneren Material­ schichtbereich zur Bildung der Gefäßwandung übergeht.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die die Bodenplatine (2) bildende Material­ schicht (C) wenigstens in ihrem die Bodenplatine (2) bildenden Bereich aus Verbundmaterial besteht.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch ge­ kennzeichnet, daß insgesamt wenigstens drei Materialschichten (A, B, C) verwendet werden, wobei eine (innere) Material­ schicht (A) die innere Hülle des Kochgefäßes (1), eine (mitt­ lere) Materialschicht (C) wenigstens bereichsweise die Boden­ platine (2) und eine (äußere) Materialschicht (B) die die Bodenplatine (2) umschließende äußere Hülle des Kochgefäßes (1) bildet.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch ge­ kennzeichnet, daß beim Verbinden und ggf. Verformen der Ma­ terialschichten (A, B, C) zwischen der inneren Materialschicht (A) und der äußeren Materialschicht (B) besondere Elemente, z.B. Griff-, Verriegelungs- oder Verbindungselemente, in dem Verbundmaterial festgelegt werden.

10. Verfahren nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß die äußere Materialschicht (B) zur Aufnahme der Boden­ platine (2) vor der Verbindung der Materialschichten (A, B, C) und Verformung in die endgültige Gestalt des fertigen Kochge­ fäßes vorgeformt wird.

11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die zur Aufnahme der Bodenplatine (2) vorgeformte äußere Materialschicht (B) mit der Bodenplatine (2) mittels Preß­ schweißen oder Löten verbunden wird.

12. Verfahren nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeich­ net, daß die innere Materialschicht (A) und die zur Aufnahme der Bodenplatine (2) vorgeformte äußere Materialschicht (B) zunächst durch Preßschweißen oder Löten miteinander verbunden und dann das so geschaffene Verbundmaterial mit der inneren Materialschicht (A) in die endgültige Gestalt des fertigen Kochgefäßes (1) gezogen wird.

13. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch ge­ kennzeichnet, daß beim Verbinden der ggf. vorgezogenen Ma­ terialschichten (A, B, C) zwischen diesen, z.B. folienförmige, Verbindungsmittel vorgesehen sind.

14. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch ge­ kennzeichnet, daß eine oder mehrere der verwendeten Material­ schichten (A, B, C) bereits mehrschichtig ist oder sind.

15. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Materialschichten (A, B, C) abgesehen von dem Bodenplatinenbereich, einzeln eine Stärke zwischen 0,1 und 0,4 mm haben.

16. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Materialschichten (A, B, C), abgesehen von dem Bodenplatinenbereich, zusammen eine Stärke zwischen 0,7 und 1,2 mm haben.

17. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die die innere Hülle des Kochgefäßes (1) bildende (innere) Materialschicht (A) aus einem hoch korro­ sionsfesten Material, wie rostfreiem Stahl, die die Bodenpla­ tine (2) des Kochgefäßes (1) bildende mittlere Materialschicht (C) aus einem gut wärmeleitfähigen Material, wie Aluminium oder Kupfer, und die die äußere Hülle des Kochgefäßes (1) bildende äußere Materialschicht (B) aus dekorativem Material, wie Edelstahl, Kupfer oder Aluminium oder Legierungen daraus, besteht.

18. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich der Bodenplatine (2) eine ggf. bis in den Wandbereich des Kochgefäßes (1) reichende Ferrit­ oder Chromstahlschicht (B, C) eingebettet oder angelagert wird.