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Dokumentenidentifikation DE20220677U1 19.02.2004
Titel Bügeleisen mit Keramiksohle
Anmelder Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V., 80686 München, DE
Vertreter Patentanwälte Rauschenbach, 01187 Dresden
DE-Aktenzeichen 20220677
Date of advertisement in the Patentblatt (Patent Gazette) 19.02.2004
Registration date 15.01.2004
Application date from patent application 27.09.2002
File number of patent application claimed 102 46 084.1
IPC-Hauptklasse D06F 75/38

Beschreibung[de]

Die Erfindung bezieht sich auf die Gebiete der Keramik, des Maschinenbaus und der Elektrotechnik und betrifft ein Bügeleisen mit Keramikbestandteilen.

Bekanntermaßen setzen sich Bügeleisen aus folgenden Bauteilen zusammen: eine Sohle mit Heizeinrichtungen und Vorrichtungen für die Erzeugung und Weiterleitung von Dampf, ein Hitzeschutzschild, im Falle eines Dampfbügeleisens ein Wasserreservoir, sowie einen Griff und Einrichtungen zur Temperaturregelung.

Nach der US 5,146,700 ist ein Dampfbügeleisen bekannt, welches über mit ihm verbundene Komponenten aus Keramik oder Aluminium verfügt. Dabei weist dieses Dampfbügeleisen ein Gehäuse auf, welches Heizelemente, eine Dampfkammer, Temperaturregler und einen Griff besitzt, wobei eine Sohle aus Aluminium mit Dampfdurchtrittsöffnungen an das Gehäuse angebracht ist, und darauf wiederum eine Sohle aus Keramik ebenfalls mit Dampfdurchtrittsöffnung angebracht ist. Die Abdichtungen erfolgen vorteilhafterweise durch Siliconmaterialien. Die Vorteile beim Einsatz von Keramiksohlen an Bügeleisen bestehen in sehr guten Oberflächeneigenschaften und dem guten Gleitverhalten. Ein Einsatz in der Praxis ist bisher durch die aufwendige Herstellung und den hohen Preis eines solchen Bügeleisens verhindert worden.

Die Aufgabe der Erfindung besteht in der Angabe eines Bügeleisens mit Keramikbestandteilen, das einfacher und preisgünstiger herstellbar ist.

Die Aufgabe wird durch die in den Ansprüchen angegebene Erfindung gelöst. Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche.

Das erfindungsgemäße Bügeleisen mit Keramikbestandteilen besteht aus einer Keramiksohle mit darin und/oder darauf integrierten Heizelementen und Sensoren, aus einem Hitzeschutzschild, einem Griff und Temperaturregelelementen, die gemeinsam fest miteinander verbunden und gegeneinander abgedichtet sind. Im Falle eines Dampfbügeleisens sind weiterhin eine Dampfkammer und Dampfleitelemente sowie Dampfdurchtrittsöffnungen in der Keramiksohle vorhanden.

Eine Keramiksohle weist gegenüber den bekannten Bügeleisensohlen die Vorteile der großen Härte und den sehr guten Oberflächenqualitäten auf, was zu einer hervorragenden Kratzbeständigkeit der Sohle und zu sehr guten Gleiteigenschaften auf dem zu bügelndem Gut führen. Auch verfärbt sich eine solche Keramiksohle auch über lange Zeiten nicht und an- oder aufgeschmolzene Bestandteile des zu bügelnden Gutes lassen sich von der Sohle leicht und vollständig entfernen.

Vorteilhafterweise besteht die Keramiksohle aus Siliciumnitrid.

Ebenfalls vorteilhafterweise sind die Heizelemente auf die Rückseite der Keramiksohle aufgebracht oder in Hohlräumen auf der Oberfläche oder im Inneren der Keramiksohle angeordnet.

Die Ausführung der Keramiksohle kann dabei als einfache Platte oder auch als Platte mit Durchbohrungen und Mulden auf der Vorderseite der Sohle und/oder auch als Platte mit Hohlräumen auf der Rückseite oder im Inneren der Keramikplatte erfolgen. Weiterhin kann die Platte auch teilweise oder vollständige Vorrichtungen enthalten, die als Dampfkammer und Dampfleitelemente dienen oder Öffnungen für deren Aufnahme enthalten.

Es ist weiterhin möglich, dass zwischen der Keramiksohle und dem Hitzeschutzschild noch ein Sohlenträger angeordnet ist, der dann ebenfalls mit der Keramiksohle fest verbunden und gegen die Keramiksohle abgedichtet ist.

Die einsetzbaren Keramikplatten können dabei eine Dicke von 0,5 bis 5 mm aufweisen. Damit sind sie durch bekannte keramische Formgebungsverfahren, wie Pressen oder plastische oder thermoplastische Formgebungen, sowohl in Kleinserie als auch als Massenprodukt herstellbar.

Der Heizleiter kann beispielsweise durch selektive Metallisierung der Heizleitergeometrie über CVD/PVD-Prozesse, gegebenenfalls mit nachträglicher Aufgalvanisierung, auf die Keramikoberfläche der Rückseite der Keramiksohle aufgebracht werden. Dabei kann über die Schichtdicke der Widerstandsbereich eingestellt werden. Ebenso ist ein Aufdrucken des Heizleiters mittels Sieb- oder Stempeldruck über eine Paste mit anschließendem Einbrennen möglich. Ein Aufbringen des Heizleiters durch thermisches Spritzen ist ebenfalls möglich. In diesen Fällen erfolgt nach der elektrischen Kontaktierung eine selektive oder vollständige Abdeckung des Sohlenbereiches mit einem Isoliermaterial. Dies kann beispielsweise ein Abdecklack, eine Glaspaste oder eine streichfähige Siliconmasse sein, die anschließend eingebrannt oder vernetzt werden.

Bei Vorhandensein von Hohlräumen in der Oberfläche der Rückseite der Keramiksohle können diese für die Aufnahme des Heizleiters genutzt werden. Derartige Hohlräume können bei der Sohlenherstellung entstehen oder nachträglich durch beispielsweise Fräsen eingebracht werden. Bei Vorhandensein von Hohlräumen innerhalb der Keramiksohle kann der Heizleiter darin eingebracht werden. Der Verschluss dieser Hohlräume erfolgt beispielsweise durch eine temperaturbeständige Vergussmasse mit elektrisch isolierenden Eigenschaften.

Vorteilhaft ist auch, wenn die Sensoren auf die Rückseite der Keramiksohle aufgebracht oder in Hohlräumen auf der Oberfläche oder im Inneren der Keramiksohle angeordnet sind. Besonders vorteilhafterweise sind die Sensoren Temperatursensoren.

Durch derartige Sensoren ist eine sehr gute Regelcharakteristik erreichbar und das zu bügelnde Gut wird schonend behandelt.

Es ist weiterhin vorteilhaft, wenn die Heizelemente Widerstandsheizelemente sind.

Ebenfalls sollte das Hitzeschutzschild thermisch und vorteilhafterweise elektrisch isolierend ausgebildet sein. Dabei kann vorteilhaftennreise das Hitzeschutzschild aus schlagfestem Kunststoff oder Keramik, beispielsweise aus Zirkonoxidkeramik, bestehen.

Vorrichtungen für die feste Verbindung zu den anderen Elementen des Bügeleisens sind ebenfalls enthalten, ebenso wie Elemente zur Abdichtung der Keramiksohle mindestens gegenüber dem Hitzeschutzschild.

Die form- und/oder kraftschlüssige Verbindung der einzelnen Elemente des Bügeleisens wird vorteilhafterweise durch Schrauben, Kleben, Löten durchgeführt.

Weiterhin erfolgt die Abdichtung zwischen Keramiksohle und Hitzeschutzschild, und im Falle eines Dampfbügeleisens auch die Abdichtung der Dampfkammer gegenüber der Keramiksohle und dem Hitzeschutzschild. Vorteilhafterweise kann dies durch elastische Polymere, wie Silikon, erfolgen. Die Abdichtungen können teilweise oder ganz der Kontur der Keramiksohle folgen.

Die Ausbildung des Hitzeschutzschildes kann wannenförmig sein. Dies ist besonders günstig bei einem Dampfbügeleisen, da dort der Vorratstank für Wasser integriert werden kann. Vorteilhafterweise kann der Griff auch als Vorratstank ausgebildet sein.

Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Bügeleisen ist es, dass dieses sehr flach und leicht ausgebildet werden kann, wodurch auch ein sehr gutes thermisches Ansprechverhalten erreicht wird.

Eine weitere vorteilhafte Variante der Ausführung wird durch die veränderte Heizleiterausführung erreicht, wodurch ein Betrieb des Bügeleisens im Niederspannungsbereich möglich wird. Ein Transformator kann in den Bereich Netzstecker/Zuleitung integriert werden, wodurch eine deutliche Massen- und Volumenreduzierung erreicht wird.

Im weiteren wird die Erfindung durch ein Ausführungsbeispiel näher erläutert.

Ein Dampfbügeleisen hat eine Keramiksohle aus Siliciumnitridkeramik, hergestellt aus Alpha Siliciumnitridpulver mit Aluminiumoxid und Yttriumoxid als Sinteradditiv über die pulvertechnologische Verfahrensroute, Mischmahlung der anorganischen Körnungen, Zugabe eines organischen Bindemittels, Granulierung, Pressen und Drucksinterung des Formkörpers. Die gesinterte Keramiksohle ist anschließend einer Schleifbearbeitung unterzogen worden, um die Einbaufähigkeit zu gewährleisten. Das so erhaltene Keramikteil hat eine für Bügeleisen typische Dreiecksform mit konvex ausgebildeten Seiten und großen Radienübergängen an den Eckpunkten sowie vom Übergang von der Sohleunterseite zur Umfangsfläche. Die Längenabmessung beträgt 200 mm, die größte Abmessung quer zur Längsachse beträgt 120 mm.

Im Abstand von 12 mm zu den beiden langen, seitlichen Begrenzungslinien der Sohle befinden sich Durchgangsöffnungen für den Dampf in einer Größe von 4 mm im Durchmesser und mit einem Lochmittenabstand von 15 mm. Auf der Vorderseite der Keramiksohle befinden sich um die Dampfaustrittsöftnungen und im mittleren Sohlenbereich kreisförmige Mulden als Dampfpolster mit einem Durchmesser 4 mm größer als der Durchmesser der Dampfaustrittsöffnung.

Diese Keramiksohle weist auf ihrer Rückseite Widerstandselemente in Form von Heizleiterbahnen auf, die durch Aufbringen einer Heizleiterpaste mittels Siebdruck auf der Oberfläche der Keramiksohle aufgebracht und durch Einbrennen im Temperaturbereich von 600 °C auf der Keramik verfestigt worden ist. Die Heizleiterpaste besteht aus Silber und Palladium mit einem Anteil von organischen Bestandteilen, um die Druckfähigkeit zu gewährleisten, und mit oxidischen Zusätzen, um das Einbrennen und damit eine stabile Haftung auf dem Untergrund zu gewährleisten. Die aufgedruckte Schichtstärke beträgt 75 &mgr;m. Weiterhin werden Temperatursensoren in Schichttechnik aufgebracht. Heizleiter und Temperatursensoren sind kontaktiert und mit der elektrischen Zuleitung verbunden. Die Keramikplatte ist mit einem Sohlenhalter aus Gusseisen über drei Verschraubungen fest verbunden. Die Keramiksohle mit dem Sohlenhalter ist mit einem Hitzeschutzschild aus hitzebeständigem Kunststoff über Verschraubungen fest verbunden und mittels einer umlaufenden Silicondichtung thermisch und elektrisch abgedichtet. Das Hitzeschutzschild nimmt einen Wassertank aus hitzebeständigem Kunststoff auf, der mit dem Hitzeschutzschild fest verbunden ist. Komplettiert wird das Bügeleisen durch einen Griff und einen Temperaturregelung. Alle Bestandteile sind fest miteinander verbunden und thermisch und elektrisch voneinander isoliert. Durchgehende Zuleitungen vom Wassertank zur Dampfkammer und von dort über die Dampfleiteinrichtungen zu den Dampfaustrittsdüsen sind vorhanden.

Das Bügeleisen ist einfacher herstellbar, preisgünstiger und weist verbesserte Gebrauchseigenschaften auf.


Anspruch[de]
  1. Bügeleisen mit Keramikbestandteilen, bestehend aus einer Keramiksohle mit darin und/oder darauf integrierten Heizelementen und Sensoren, aus einem Hitzeschutzschild, einem Griff und Temperaturregelelementen, die geme nsam fest miteinander verbunden und gegeneinander abgedichtet sind, und wobei im Falle eines Dampfbügeleisens weiterhin eine Dampfkammer und Dampfleitelemente sowie Dampfdurchtrittsöffnungen in der Keramiksohle vorhanden sind.
  2. Bügeleisen nach Anspruch 1, bei dem die Keramiksohle aus Siliciumnitrid besteht.
  3. Bügeleisen nach Anspruch 1, bei dem die Heizelemente auf die Rückseite der Keramiksohle aufgebracht oder in Hohlräumen auf der Oberfläche oder im Inneren der Keramiksohle angeordnet sind.
  4. Bügeleisen nach Anspruch 1, bei dem die Sensoren auf die Rückseite der Keramiksohle aufgebracht oder in Hohlräumen auf der Oberfläche oder im Inneren der Keramiksohle angeordnet sind.
  5. Bügeleisen nach Anspruch 1, bei dem die Sensoren Temperatursensoren sind.
  6. Bügeleisen nach Anspruch 1, bei dem die Heizelemente Widerstandsheizelemente sind.
  7. Bügeleisen nach Anspruch 1, bei dem das Hitzeschutzschild thermisch und vorteilhafterweise elektrisch isolierend ausgebildet ist.
  8. Bügeleisen nach Anspruch 1, bei dem das Hitzeschutzschild aus schlagfestem Kunststoff oder aus Keramik, vorteilhafterweise aus Zirkonoxidkeramik besteht.
  9. Bügeleisen nach Anspruch 1, bei dem die form- und/oder kraftschlussige Verbindung der einzelnen Elemente des Bügeleisens vorteilhafterweise durch Schrauben, Kleben, Löten durchgeführt wird.
  10. Bügeleisen nach Anspruch 1, bei dem die Abdichtung zwischen Keramiksohle und Hitzeschutzschild erfolgt, und im Falle eines Dampfbügeleisens auch die Abdichtung der Dampfkammer gegenüber der Keramiksohle und dem Hitzeschutzschild erfolgt.
  11. Bügeleisen nach Anspruch 1, bei dem die Abdichtung durch elastische Polymere, vorteilhafterweise durch Silikon, erfolgt.
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