有搪瓷涂层的腔体、包括腔体的烹饪器具及制造腔体的方法与流程

通常，用于烹饪器具的焊接部件、特别是用于焊接炉腔的标准材料是低碳钢，该低碳钢涂覆有基本上由熔化且熔融的玻璃粉末构成的所谓的微晶玻璃(pyro)或玻化搪瓷(vitreousenamel)。为了制造此类部件，需要约820℃至840℃的高燃烧温度来施加涂层。

文件de102014201639a1示出了一种具有腔体壁的炉腔，其中，腔体壁涂覆有决定腔体壁的表面功能的材料。

本发明的目的是提供一种腔体和/或一种包括此类腔体的烹饪器具以及一种制造此类腔体和/或烹饪器具的方法，该腔体和/或烹饪器具具有易于清洁的特性并且所需能量较少。

所附独立权利要求的主题解决了这些和其他的问题。

本发明的第一目的通过根据权利要求1所述的腔体来实现。用于烹饪器具、特别是烤箱的腔体包括：腔体壁，这些腔体壁限定用于烹饪食物的烹饪室；以及中央开口，该中央开口用于将食物放入烹饪室中。根据本发明的腔体，这些腔体壁中的至少一个壁的至少一个表面涂覆有包含铝的层。所述层进一步包括由具有低软化点的搪瓷制成的第一涂层。

换言之：腔体壁至少部分地镀铝和/或包括铝层。原则上，腔体壁的内表面和外表面可以设置有完全或至少部分地包含铝的层。第一涂层至少设置在腔体壁的存在铝层的这些表面部分上。

但是，根据本发明，腔体壁的“内表面”是指向所述腔体壁限定的经加热或可加热烹饪室的表面。因此，腔体壁的“外表面”是背向所述烹饪室的表面。

该腔体包括腔体壁，这些腔体壁在其之间形成烹饪室，食物可以放入该烹饪室中以进行烹饪或烘烤。出于这种目的，腔体壁限定烹饪室，这些腔体壁通常包括左侧壁和右侧壁、底壁和上壁、后壁和前壁，其中这些腔体壁中的一个壁、通常是前壁包括用于将食物放入烹饪室中的中央开口。中央开口可以通过门分别关闭或打开。本领域技术人员还已知此类腔体的其他配置。

腔体可以包括被设置成附接到腔体壁上的另外的部件，例如烘烤托盘或格栅。甚至这些另外的部件可以具有堪比腔体壁的结构，因此，此类附属部件的至少一个表面可以涂覆有包含铝的层，其中，所述层进一步包括由具有低软化点的搪瓷制成的涂层。

腔体的部件、因此腔体壁和/或另外的附属部件可以一体形成或者可以包括多个部分，这些部分被设置成连接在一起以形成成形结构，例如可加热炉腔、其前框架或其任何部件。

本发明的理念是使用由基底材料制成的腔体壁，该基底材料镀铝或至少部分地涂覆有铝层。腔体壁的铝层或镀铝部分进一步地用具有低软化点、相应具有低玻璃化温度的搪瓷、特别是铝搪瓷来上搪瓷。软化点被限定为某一温度、相应地温度范围，在该温度下，当温度增加时，材料、例如搪瓷从其硬的且相对易碎的状态转变为熔化或橡胶状状态。因此，具有低软化点的搪瓷、所谓的“低温搪瓷”可以在较低的燃烧温度下施加到腔体壁的表面上。

特别地，第一涂层是软化点在450℃与560℃之间的搪瓷。因为与现有技术中用于腔体的由熔化且熔融的玻璃粉末构成的、需要在大约820℃至840℃的高温下烧制的搪瓷(例如微晶玻璃或玻化搪瓷)相比，燃烧温度因此大大减小，所以涂覆腔体壁所需的能量显著减小。

如果第一涂层是不粘且易于清洁的搪瓷，则通常是有利的。在优选实施例中，第一涂层、相应地搪瓷包含铝、特别是氧化铝。在这种情况下，第一涂层(即铝搪瓷)与腔体壁中的至少一个壁的涂覆有包含铝的层的表面的粘结性和粘附性大大增强。

在进一步优选实施例中，该第一涂层包含聚四氟乙烯以便进一步简化腔体的清洁。由于第一涂层、相应地搪瓷在制造过程中不需要高燃烧温度，因此聚四氟乙烯不会被破坏。

腔体壁可以由任何钢板(因此，主要包含铁和碳、适于形成烹饪器具的三维形状的部件的材料)制成。特别地，腔体壁由低碳钢板制成，因此，腔体壁的基底材料是低碳钢。腔体壁的至少一个表面涂覆有铝层、相应地镀铝。换言之：镀铝钢板用于腔体壁。

该层优选地包括氧化铝层、以及包含铝和铁的金属间化合物层。因此，腔体壁的基本结构是外部的氧化铝薄层、金属间化合物层(例如铝、硅和铁的混合物)、以及最后的钢芯。氧化铝层可以进一步保护腔体壁不被腐蚀。

优选地，腔体壁中的至少一个壁的涂覆有铝层或镀铝并且进一步设置有第一涂层的表面是腔体壁的内表面。腔体与食物接触的内表面上、尤其是腔体的底壁上的此类涂层、相应地搪瓷具有的优势是，烹饪室可以用简单且用户友好的方式清洁。

在有利的实施例中，腔体壁中的至少一个壁、特别地所有腔体壁的外表面包括第二涂层。第二涂层可以选择性地被施加、例如被喷涂到腔体的外部上，例如在加热元件附近的区域，或者腔体壁的外部可以全部涂覆有第二涂层。外表面上的此类涂层减少了从腔体内部向外部的热量散发。附接到腔体壁上的甚至另外的部件可以在其外侧上包括第二涂层。

优选地，该第二涂层包含具有低发射率的反射材料。本文使用的术语“发射率”优选地指的是表面和/或其材料以热辐射的形式散发能量的有效性。本文使用的术语“低发射率”指的是第二涂层的、特别是反射材料的约0.2至0.3的发射率。此类涂层反射从经加热炉腔中辐射出的热量，使得烤箱在其烹饪操作期间的能量消耗减小。

第二涂层优选地包含例如小铝颗粒形式的铝。此类小颗粒甚至在其为氧化颗粒时具有低发射率。腔体的外表面上的铝涂层具有的附加优势是保护腔体壁不被腐蚀。

包含铝的层的厚度特别是在15μm与25μm之间，和/或第一涂层的厚度特别是在30μm与60μm之间，和/或第二涂层的厚度特别是在30μm与60μm之间。

本发明的第二目的通过根据权利要求12所述的烹饪器具来实现。

此类烹饪器具、特别是烤箱包括可加热腔体、用于加热所述腔体的加热元件、以及用于关闭和打开该腔体、特别是用于关闭和打开该腔体的中央开口的门，其中，该可加热腔体是根据权利要求1至11中任一项所述的腔体。

例如，根据本发明的烹饪器具和/或腔体是用于烹饪和/或烘烤食物的烹饪和/或烘烤装置。此类烹饪器具、优选地烹饪和/或烘烤装置可以特别是选自包括以下各项的组的烹饪器具：烤箱、烘箱、微波炉、蒸汽烤箱、以及蒸汽锅。

本发明的第三目的通过根据权利要求13所述的制造用于烹饪器具、特别是烤箱的腔体的方法来实现。

此种制造用于烹饪器具、特别是烤箱的腔体的方法至少包括以下步骤：在第一步骤中提供至少一个腔体壁，该至少一个腔体壁具有涂覆有包含铝的层的至少一个表面。在第二步骤中，通过激光焊接将腔体壁连接在一起来提供腔体。腔体的甚至另外的部件、例如其前框架或围绕腔体壁的壳体部分彼此连接在一起和/或通过激光焊接连接到腔体壁上。

具有涂覆有包含铝的层的表面的腔体壁、例如镀铝钢板在过去是不可能使用的。在之前的焊接概念中，使用欧姆电阻焊接来连接腔体壁以及如果必要的话另外的部件。由此，腔体壁的表面结构以及因此涂层、相应地包含铝的层由于热影响区大而被破坏。在这种情况下，不可能之后向腔体壁施加涂层，相应地不可能在此类受损表面上创建适当的搪瓷。因此到目前为止，仅使用钢作为腔体壁的基底材料而没有任何涂层或搪瓷。

根据本发明的方法，主要区别和重要优势是使用激光焊接，使得尽管腔体壁中的至少一个壁的至少一个表面设置有包含铝的层，焊接过程也可以进行。这是由于通过使用激光焊接使材料受影响程度较小，使得输入材料中的热量小得多。因此涂层、相应地铝层在焊接过程中不会损坏或破坏。此外，通过使用激光焊接可以创建更精确且尺寸更小的焊接点。

特别地，腔体壁的包括铝层的表面优选地是腔体的内表面并且激光器从外侧焊接这些腔体壁。可以用这样的方式控制激光焊接，即腔体壁的至少内表面的表面温度可以有效地维持低温，在该温度下，面向腔体内部的铝涂层或层不会损坏到任何会损害其随后用第一涂层涂覆的程度。由于在焊接过程中激光束的穿透深度小于腔体壁的和/或焊接到腔体壁上的另外的部件的厚度，所以内表面以及因此包含铝的层不受影响。

在该腔体的部件已经借助于激光器焊接在一起之后，由具有低软化点的搪瓷制成的第一涂层优选地被施加到所述层上。由于在焊接过程中铝层不会损坏，因此第一涂层可以被施加到腔体壁的内表面上而没有任何问题或搪瓷缺陷。

在优选实施例中，第二涂层可以设置在腔体壁的外表面上，其中，第二涂层特别地包含例如铝的反射材料。特别地，第二涂层可以设置在已经焊接到腔体壁上的另一部件的外表面上。第二涂层可以例如通过湿法喷涂过程被施加到外表面上。

将参照附图进一步详细地描述本发明，在附图中：

图1展示了根据本发明的实施例的烹饪器具的示意图，并且

图2详细展示了腔体壁的截面视图，并且

图3展示了通过使用激光焊接来提供腔体的方法。

图1展示了烹饪器具2、示例性地是烤箱的示意图。此类烹饪器具2包括根据本发明的可加热腔体4。腔体4包括腔体壁，这些腔体壁限定烹饪室6，食物可以放入该烹饪室中进行烹饪或烘烤。腔体壁限定烹饪室6，这些腔体壁通常分别包括左侧壁8a和右侧壁8b、底壁8c和上壁8d、后壁和前壁，该后壁和前壁在图1中未示出。腔体壁中的一个壁、通常是前壁包括用于将食物放入烹饪室6中的中央开口。中央开口可以通过门来关闭或打开，该门可以是前壁的一部分。烹饪器具2通常进一步还包括加热元件(图1中未示出)，这些加热元件用于加热烹饪室6并且因此加热已放置在其中待烹饪的食物。此类加热元件可以设置在腔体壁中的一个壁上。

图2详细展示了依据图1的根据本发明的腔体4的一部分、示例性地展示了腔体下壁8c的一部分，以展示腔体4的腔体壁的改进结构。腔体壁8a、8b、8c以及8d由低碳钢制成并且全部涂覆有包含铝的层10。换言之：镀铝钢板用作腔体壁的基底材料。所述铝层10包括具有不同组成的两个铝层，即腔体壁8c外侧上的氧化铝层10a、以及氧化铝层10a与钢芯12之间的金属间化合物层10b，例如铁和铝的混合物。铝层10显示出大约15μm至25μm的厚度。根据图2，腔体壁8c的内表面(因此面向烹饪室6的表面)、以及外表面(因此背向烹饪室的表面)两者均涂覆有铝层10。

腔体壁8c的内表面、特别是铝层10涂覆有第一涂层14，该第一涂层是具有低软化点的搪瓷。第一涂层14具有低于560℃的软化点并且包含铝。由于第一涂层14被施加到铝层10、相应地氧化铝层10a上，因此第一涂层的粘结性和粘附性增强。此外，根据低软化点，将搪瓷施加到腔体壁上所需的燃烧温度可以显著减小。因此，附加于或替代包含铝的搪瓷，可以使用包含聚四氟乙烯的第一涂层14，该聚四氟乙烯特别地显示出食物颗粒的低粘附性以及易于清洁的特性。第一涂层14显示出大约30μm至60μm的厚度。

腔体壁、示例性腔体壁8c的外表面设置有包含具有低发射率的反射材料的第二涂层16。由于甚至第二涂层16包含铝，所以腔体壁8c的铝层10与第二涂层16之间的粘结性增强。第二涂层16反射从加热炉腔4中辐射出的热量，使得烹饪器具2、特别是烤箱在其烹饪操作期间的能量消耗减小。进一步重要的优势是腔体壁的外表面上的第二涂层16保护该腔体壁免受腐蚀。第二涂层16显示出大约30μm至60μm的厚度。

虽然，描述的结构和涂层14、16示例性地用于腔体底壁8c，但是每个其他腔体壁可以由镀铝钢板制成并且可以逐段或特别是在其整个表面上包括第一涂层14和/或第二涂层16。如果腔体包括另外的部件，这些部件可以具有堪比腔体壁的结构、因此具有钢芯、至少一个铝层以及第一涂层和/或第二涂层。

图3展示了通过使用激光焊接来提供用于烹饪器具2、示例性地是烤箱的腔体4的方法。首先，提供了由镀铝钢板制成的、分别在两侧即在其内表面和其外表面上具有铝层10的腔体壁，示例性示出的是腔体上壁8d。在接下来的步骤中，腔体壁8a、8b、8c、8d通过激光焊接(未示出)连接在一起。甚至另外的部件、示例性地是壳体部分18连接到腔体壁上，示例性示出的是用于腔体壁8d。

用于焊接部件的激光器20定位在腔体4的外侧、因此在背向烹饪室6的一侧，以便从外侧焊接腔体部分、因此腔体壁8d和壳体部分18。如图3中可以看到的，激光器的穿透长度和焊接点22的长度小于腔体壁8d和壳体部分18的厚度，使得腔体壁8d的内侧以及因此铝层10在焊接过程中不会损坏。

在随后的步骤中，至少将第一涂层14施加到包括铝层10的表面上并且该表面在激光焊接过程中没有损坏。第一涂层14是具有低软化点的搪瓷并且包含铝，以实现与腔体壁8d的表面的强粘结性和粘附性。第一涂层14设置在腔体4的内表面上。第一涂层14还部分地被施加到已经焊接到腔体壁8d的壳体部分18的内表面上。第二涂层16可以被施加到腔体壁8d上和/或之后被施加到壳体部分18的外表面上。

上述示例性地针对腔体上壁8d描述的解释对于另外的腔体壁8a、8b、8c也是有效的。

尽管在此参照附图描述了本发明的说明性实施例，但应理解的是，本发明并不限于确切的实施例，并且本领域技术人员在其中可以进行多种其他改变和修改而不背离本发明的范围或精神。所有这样的改变和修改都旨在包含在由所附权利要求所限定的本发明的范围内。

附图标记清单

2烹饪器具

4腔体

6烹饪室

8a腔体左壁

8b腔体右壁

8c腔体底壁

8d腔体上壁

10包含铝的层

10a氧化铝层

10b金属间化合物层

12钢芯

14第一涂层

16第二涂层

18壳体部分

20激光器

22焊接点