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Dokumentenidentifikation DE60014569T2 13.10.2005
EP-Veröffentlichungsnummer 0001114889
Titel Bügeleisensohle mit einer, mit Mikrokugeln , gestrahlten Oberfläche
Anmelder Rowenta Werke GmbH, 63067 Offenbach, DE
Erfinder Wehrwein, Axel, 64380 Rossdorf, DE
Vertreter Prinz und Partner GbR, 81241 München
DE-Aktenzeichen 60014569
Vertragsstaaten AT, BE, CH, CY, DE, DK, ES, FI, FR, GB, GR, IE, IT, LI, LU, MC, NL, PT, SE, TR
Sprache des Dokument FR
EP-Anmeldetag 20.12.2000
EP-Aktenzeichen 004202628
EP-Offenlegungsdatum 11.07.2001
EP date of grant 06.10.2004
Veröffentlichungstag im Patentblatt 13.10.2005
IPC-Hauptklasse D06F 75/38

Beschreibung[de]

Die vorliegende Erfindung betrifft die elektrischen Bügeleisen, deren Sohle aus einer Metallfolie besteht, die möglicherweise an ihren Rändern hochgezogen ist, und deren untere Seite, wobei das Bügeleisen in der Bügelposition liegend ist, mit dem Äußeren der Ränder die Arbeitsfläche bildet, die mit der gebügelten Wäsche in Berührung ist. Gewöhnlich ist diesen Sohlen ein Heizkörper zugeordnet, der meistens aus Aluminium hergestellt ist und der das Heizelement des Bügeleisens aufweist.

Die Sohlen müssen eine gute Oberflächenbeschaffenheit, eine gute Korrosionsbeständigkeit, gute Eigenschaften bezüglich des Gleitens auf der Wäsche und eine Oberflächenhärte besitzen, die sie gegen Kratzer beständig macht. Diese Kratzfestigkeit ist notwendig, um die Gleiteigenschaften zu erhalten und um gegen schädliche Verwendungen, wie zum Beispiel das Gleiten über Reißverschlüsse, unempfindlich zu sein.

Zu diesem Zweck wurden zahlreiche Oberflächenbehandlungen vorgeschlagen. Es sind unter anderem die Behandlungen von Aluminium- oder Stahlsohlen bekannt, in denen die Oberfläche mit einem Email überzogen wird. Bekannt sind ebenfalls die Oberflächen, die wie in Patent EP 227111 durch Plasmaspritzen, oder durch jegliches anderes Verfahren, zum Beispiel durch anodische Oxidation, wie in Patent FR 2717833, mit einer Keramik überzogen werden. Es wurden Oberflächen ebenfalls mit einer chemischen Behandlung vorgeschlagen, zum Beispiel einer Phosphatierung, welche die Korrosionsbeständigkeit verbessert und das Gleiten vereinfacht. Es sind ebenfalls Oberflächen bekannt, die mit einem Produkt wie PTFE (Polytetrafluorethylen) überzogen sind.

Das Dokument US 2750691 beschreibt ein Bügeleisen mit einer massiven Sohle, das eine Dampfkammer aufweist, dessen Bügeloberfläche durch große Stahlkugeln gehämmert wurde. Die Abdrücke der Kugeln fügen sich zusammen und vereinfachen die Verteilung des Dampfes unter der Sohle. Doch diese Hämmertechnik kann nicht auf eine dünne Sohle angewendet werden, da sonst erhebliche Verformungen entstehen.

Das Patent EP 726351 beschreibt ein spezieller an Aluminiumsohlen angepasstes Mittel, in dem die innere und äußere Oberfläche durch Kugelstrahlen mit einem Strahl aus reibenden Teilchen behandelt werden, die in einem Luftstrahl angetrieben werden, zu dem einzigen Zweck, die Ebenheit zu verbessern.

Diese Behandlungen sind insbesondere auf weichen Oberflächen wie Aluminiumoberflächen oder Stahloberflächen nützlich, um diese auch vor Korrosion zu schützen. Das Patent FR 2567929 zeigt eine Aluminiumoberfläche, die durch eine Platte aus nichtrostendem Stahl verstärkt ist. Die Oberflächen aus nichtrostendem Stahl korrodieren nicht leicht, besitzen eine gute Oberflächenbeschaffenheit, die glänzend sein kann, und besitzen akzeptable Gleiteigenschaften. Deshalb werden sie am häufigsten ohne Oberflächenbehandlung verwendet, die eine andere als eine mögliche Fertigbearbeitung durch Polieren ist.

Obwohl der nichtrostende Stahl zäher ist, bleibt er dennoch auf lange Sicht empfindlich gegen Kratzer und die Oberfläche kann beschädigt werden, weshalb die Sohlen an den Verkaufsstellen durch eine Kunststoffolie geschützt werden müssen. Darüber hinaus ist es wünschenswert, den Reibungskoeffizienten der Sohle auf der Wäsche zu verbessern.

Das Ziel der nachfolgenden Erfindung ist ein Bügeleisen, dessen Arbeitsoberfläche der metallischen Sohle, vorzugsweise aus nichtrostendem Stahl, einen verbesserten Reibungskoeffizienten und eine erhöhte Härte aufweist, um die Kratzfestigkeit und das Gleiten auf der Wäsche zu verbessern.

Die Aufgabe der Erfindung wird hauptsächlich erreicht durch eine Bügeleisensohle, bestehend aus einer Metallfolie, dadurch dass ihre Arbeitsoberfläche Körner aufweist, welche durch eine zur Oberfläche senkrechte Kompression verformt sind, wobei die Anzahl der metallischen Versetzungen je Volumeneinheit um mindestens 40% größer ist als die des Metalls im Kern der Sohle.

Unter metallischen Versetzungen versteht man metallische Strukturdiskontinuitäten, ganz gleich ob sie zwischen metallischen Körnern vorhanden sind oder aus Fehlern in den Körner bestehen.

Unter dem Kern der Sohle versteht man einen Bereich des Metalls, der von den Oberflächen in einer Tiefe größer 40 Mikrometer entfernt ist.

Durch die oberflächliche Kompression wird die Oberfläche glatt, der Reibungskoeffizient der Oberfläche auf der Wäsche wird kleiner und die Poren, die zuvor vorhanden sein konnten, werden zugestopft. Die Kompression erhöht auch die Härte und bewirkt innere Spannungen, die sich einem Angreifen der äußeren Oberfläche widersetzen.

Vorzugsweise beträgt die komprimierte Dicke des Metalls, von der Oberfläche aus gemessen, zwischen 25 und 35 Mikrometer.

Diese Dicke variiert je nach Einstellung der Art und Weise, wie die Kompression erhalten wird. Es wird ein Kompromiss gewählt zwischen einer erhöhten Härte, die eine Kompression über eine große Tiefe erfordert, bei dem es aber schwierig ist, einen einwandfreien Zustand der Oberfläche zu erhalten, und einem guten Zustand der Oberfläche, der das Gleiten bedingt.

Vorzugsweise ist die Sohle aus nichtrostendem Stahl hergestellt und weist an der Arbeitsoberfläche eine Vickershärte auf, die um mindestens 25% größer ist als die im Kern des Metalls gemessene Vickershärte.

Unter der Härte im Kern, oder im Kern des Metalls, versteht man einen metallischen Bereich, der tief in dem Metall liegt, jenseits der komprimierten Dicke. Die Härte entspricht der Härte des Metalls vor der Behandlung.

Zum Beispiel weist die Oberfläche eines nichtrostenden Stahls mit einer Vickershärte kleiner 400 im Kern eine Vickershärte größer 500 an der Oberfläche auf, also eine minimale Zunahme der Härte um 25%.

Vorzugsweise beträgt die entsprechend der Norm DIN 4777 gemessene Rauhigkeit der Arbeitsoberfläche weniger als 3 Mikrometer.

Somit erhält man eine metallische Sohle mit einer guten Kratzfestigkeit und die auf der Wäsche gut gleitet.

Vorzugsweise wird die Kompression der Oberfläche aus nichtrostendem Stahl durch ein Kugelstrahl-Verfahren erreicht.

Dieses Verfahren umfasst das Strahlen von hauptsächlich nicht reibenden Teilchen auf die Oberfläche, wobei die Teilchen in einem Strahl zur Druckminderung der Luft angetrieben werden, wobei die Luft vor ihrer Verwendung auf einen Druck von zwei bar komprimiert wird. Das Hämmern der Oberfläche durch die Teilchen erzeugt die Kompression der metallischen Körner, die den nichtrostenden Stahl bilden. Die Teilchenwolke erzeugt eine Wirkung, die sehr gleichmäßig und sehr viel leichter zu steuern ist als zum Beispiel ein Glattwalzen. Dieses Verfahren wird auf bequemere Weise als andere mechanische Verfahren auf die Ränder der Sohle angewendet.

Vorzugsweise erfolgt die Behandlung der Oberfläche durch Kugelstrahlen in einem einzigen Arbeitsgang.

Insbesondere gibt es zuvor weder eine Reibung noch eine thermische Behandlung des nichtrostenden Stahls. Das Strahlen erfolgt bei Raumtemperatur. Dies ermöglicht eine kostengünstige Behandlung.

Vorzugsweise sind die verwendeten Teilchen eine Mischung aus Glaskügelchen, Keramikkügelchen und körnigen, organischen, natürlichen Materialien.

Diese Mischung ermöglicht es, das Hämmern der Oberfläche zu dosieren, wobei verschiedene Einschläge erzeugt werden, die sowohl das Glätten der Oberfläche als auch ihre Verformung in der Tiefe erzeugen.

Die Erfindung wird anhand des folgenden Beispiels und der beigefügten Zeichnungen besser verstanden.

1 ist eine Ansicht eines Teilausschnitts in einer vertikalen Längsebene des erfindungsgemäßen Bügeleisens.

2 ist ein Schema des Verfahrens zum Erreichen des komprimierten Bereichs in der Sohle.

3 ist ein mikrographischer Schnitt der erfindungsgemäßen Sohle nahe der Arbeitsoberfläche.

In einer besonderen in 1 gezeigten Ausgestaltung weist das Dampfbügeleisen 1 eine Sohle 2 auf, die aus einem Blech aus nichtrostendem Stahl mit einer Dicke von ungefähr 0,5 Millimeter besteht. Die Sohle 2 ist an ihren Rändern 3 hochgezogen. Hauptsächlich die untere ebene Fläche 4 und die Ränder 3 berühren beim Bügeln die Wäsche und bilden die Arbeitsoberfläche. Die Sohle 2 ist durch ihre obere Fläche 5, die im Inneren des Bügeleisens liegt, in engem Kontakt mit einem Heizblock 6, der mit einem Heizelement 7 versehen ist.

Die Sohle 2, durch ein elektronisches Mikroskop im mikrographischen Schnitt gesehen, wie in 3 gezeigt ist, weist von der Arbeitsoberfläche 4 aus gesehen einen Bereich auf, in dem die metallischen Körner verformt und komprimiert sind, dies über eine Tiefe von 30 bis 32 Mikrometer.

Unmittelbar nahe der Oberfläche 4 ist deutlich erkennbar, dass die Dichte der Versetzungen im Wesentlichen das 1,5-fache der Dichte beträgt, die im Inneren der Sohle gemessen wird.

Die in diesem Beispiel erhaltene Rauhigkeit beträgt 2 Mikrometer. Eine feinere Rauhigkeit könnte durch eine längere Behandlungszeit oder durch einen schwächeren Kompressionsvorgang erreicht werden.

In einer bevorzugten Variante, um diese Art von Ergebnis zu erhalten, ist die Arbeitsoberfläche der Sohle, wie in 2 gezeigt ist, nach dem Formen der Ränder und der Dampflöcher unter einem Teilchenstrahl 100, die von einem Luftstrahl aus einer Düse 101 transportiert werden, dargestellt. Die Düse ist in einem geringen Abstand von etwa 100 Millimeter von der Sohle 2 entfernt, welche in ihrer Längsebene in Richtung der Pfeile 102 und quer verschoben wird, so dass der Strahl auf die gesamte Arbeitsoberfläche der Sohle wirkt. In einer weiteren Variante ist der Teilchenstrahl 100 flach, was durch mehrere Düsen erreicht werden kann, seine Breite ist größer als die Breite der Sohle oder genauso breit und die Verschiebung findet nur in Querrichtung statt.

Um die Versetzungen aufgrund der oberflächlichen Kompression des Metalls zu kompensieren, wird die untere Oberfläche der Sohle beim Formen leicht konkav geformt, damit sie nach der Behandlung korrekt gegen den Heizkörper 6 angebracht wird.

In einer bevorzugten Variante weist die Teilchenmischung eine Mehrheit von Glaskügelchen auf, mit Zugabe von Keramikkügelchen, zum Beispiel aus Zirkonium oder Aluminiumoxid, und von gemahlenen, organischen Teilchen, zum Beispiel Nuss, Mandel-, Kokosnussschalen. Diese Mischung ermöglicht es, in einem einzigen Arbeitsvorgang, bei Raumtemperatur und ohne besondere Vorbereitung der Sohle, eine glatte und harte Oberfläche zu erhalten.

Auf diese Weise erhält man eine Oberfläche aus nichtrostendem Stahl mit guter Oberflächenbeschaffenheit, einer Härte, die ihr eine bessere Kratzfestigkeit verleiht, und die auf der Wäsche gleitet wie die besten bekannten Überzüge.

Man stellt unerwartet fest, dass die Verwendung der Teilchen aus organischem Material es ermöglicht, pflanzenölige Zusammensetzungen in die verbleibenden Mikrorisse zu strahlen, was das Gleiten der Sohle zusätzlich verbessert.


Anspruch[de]
  1. Sohle eines Bügeleisens (1), bestehend aus einer Metallfolie (2), dadurch gekennzeichnet, dass ihre Arbeitsoberfläche (4) Körner aufweist, welche durch eine zur Oberfläche senkrechte Kompression verformt sind, wobei die Anzahl der metallischen Versetzungen je Volumeneinheit in der komprimierten Dicke um mindestens 40% größer ist als die des Metalls im Kern der Sohle, wobei der Kern jenseits der komprimierten Dicke in einer Tiefe größer 40 &mgr;m angeordnet ist.
  2. Sohle eines Bügeleisens (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die komprimierte Dicke des Metalls, von der Oberfläche aus gemessen, zwischen 25 und 35 Mikrometer beträgt.
  3. Sohle eines Bügeleisens (1) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Sohle (2) aus nichtrostendem Stahl hergestellt ist und an der Arbeitsoberfläche (4) eine Vickershärte aufweist, die um mindestens 25% größer ist als die im Kern des Metalls gemessene Vickershärte.
  4. Sohle eines Bügeleisens (1) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die entsprechend der Norm DIN 4777 gemessene Rauhigkeit der Arbeitsoberfläche weniger als 3 Mikrometer beträgt.
  5. Sohle eines Bügeleisens (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Komprimierung der Oberfläche aus rostfreiem Stahl durch ein Kugelstrahl-Verfahren erreicht wird.
  6. Sohle eines Bügeleisens (1) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Behandlung der Oberfläche durch Kugelstrahlen in einem einzigen Arbeitsgang erfolgt.
  7. Sohle eines Bügeleisens (1) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die für das Kugelstrahlen verwendeten Teilchen eine Mischung aus Glaskügelchen, Keramikkügelchen und körnigen, organischen, natürlichen Materialien sind.
Es folgen 3 Blatt Zeichnungen






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