Bügeleisensohle

Abstract

 Die Erfindung betrifft ein Bügeleisen mit einer Verbundsohle, die aus einem Trägerteil aus Metall oder ähnlichem wärmeleitendem Material, das mit der Heizeinrichtung des Bügeleisens verbunden ist, sowie einer auf dem Trägerteil haftenden Keramikschicht beteht. Die Keramikschicht hat eine ebene Bügelfläche, deren Oberflächengüte vorzugsweise bei einer Rauhtiefe von mindestens etwa 2 um liegen sollte. Die keramische Fläche weist eine hohe Verschleiß- und Stoßgestigkeit auf, ist leicht zu reinigen und zeichnet sich durch hervorragende Gleit- und Haftreibungseigenschaften auf textilen Stoffen aus.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung bezieht sich auf Bügeleisen.

[0002] Handbügeleisen sind vorzugsweise von geringem Gewicht und sollten zur Erleichterung der Handhabung beim Bügeln leicht über den Stoff gleiten, wobei die mit dem Stoff in Berührung kommende Bügelfläche auf den Stoff die gewünschte Glättwirkung ausüben sollte. Bügeleisen dieser Art weisen eine Heizeinrichtung auf, mit der eine die Kontaktfläche mit dem Bügelgut bildende, meistens aus Metall oder Kunststoff bestehende Bügelsohle aufgeheizt wird. Die Temperatur der Bügelsohle läßt sich in der Regel in Abhängigkeit von dem jeweiligen Bügelgut einstellen, und da die Glättwirkung häufig noch durch Dampfeinwirkung erhöht wird, weisen viele Bügeleisen einen Wasserbehälter sowie Mittel zur Dampferzeugung auf, wobei der Dampf während des Bügel Vorgangs aus in der Bügelsohle vorgesehenen Öffnungen austritt. Zur Verbesserung der Bewegbarkeit des Bügeleisens auf dem Stoff und damit zur Erleichterung der Handhabung, sowie zur Gewichtsreduzierung, werden die Bügelflächen derartiger Geräte häufig aus Aluminium hergestellt und/oder mit einer reibungsarmen Beschichtung aus einem Polymer wie Polytetrafluoräthylen versehen. Auf diesen Flächen entstehen jedoch häufig leicht Kratzer oder sonstige Beschädigungen, zum Beispiel wenn versucht wird, die Fläche der Bügelsohle von daran festhängenden Fremdkörpern zu reinigen, oder auch als Folge des Bü^gelvorgangs selbst, wenn sich zum Beipiel Schmutzteilchen im Bügelgut festgesetzt haben, wobei derartige Kratzer oder Beschädigungen geeignet sind, die Glättwirkung des Bügeleisens auf das Bügelgut zu beeinträchtigen.

[0003] Nach einer Ausführungsform der Erfindung ist ein Bügeleisen vorgesehen mit einer Verbundsohle aus einem aus wärmeleitendem Material bestehenden Trägerteil, das mit der Heizeinrichtung des Bügeleisens verbunden ist, sowie einer auf dem Trägerteil haftenden Keramikschicht, die eine Dicke von etwa 50/um - 500 µm aufweist und eine glatte Bügelfläche besitzt, deren Oberflächengüte bei mindestens etwa 2 µm Rauhtiefe liegen sollte. Diese keramische Fläche weist eine hohe Verschleißund Stoßfestigkeit auf und besitzt hervorragende Haft- und Gleitreibungseigenschaften. Die Keramikschicht wirkt sich auch nicht nachteilig auf die Aufheiz- zeit des Geräts auf, die im wesentlichen der eines mit einer unbeschichteten, beispielsweise nur aus Aluminium bestehenden Bügelsohle versehenen Bügeleisens entspricht. Nach besonderen Ausführungsformen besteht die Keramikschicht aus gebundenen Keramikteilchen, zum Beispiel aus einem Karbid, Borid oder einem Metalloxid wie Aluminiumoxid, Kobaltoxid, Titanoxid oder aus Mischungen derartiger keramischer Werkstoffe, deren Härtezahl nach Vickers (Diamantpyramide) bei einer Prüflast von 10 g über 1.000 beträgt.

[0004] Nach einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung eines Bügeleisens vorgesehen, das folgende Schritte umfaßt: Herstellung eines wärmeleitenden Trägerteils, das mit der Heizeinrichtung des Bügeleisens verbindbar ist und eine rauhe Oberfläche aufweist, Aufbringen einer etwa 50 um bis 500 µm dicken Schicht aus keramischem Werkstoff auf die rauhe Oberfläche des Trägerteils, sowie Glätten der Oberfläche der aufgebrachten Schicht aus keramischem Werkstoff, um eine ebene Bügelfläche zu erhalten. Indem für das Aufbringen der Keramikschicht verschiedene Verfahren wie che_Tisches Aufdampfen oder Aufspritzen verwendet werden können, werden nach bevorzugten Ausführungsformen nach dem Aufrauhen der Oberfläche des Trägerteils durch Sandstrahlen zur Erzielung einer typischen Rauhtiefe von mindestens 10 µm in einem Plasmastrom mitgeführte und darin erwärmte Keramikteilchen auf die aufgerauhte Oberfläche des Trägerteils gesprüht, wobei sich die erwärmten Teilchen beim Auftreffen auf das Trägerteil in der Weise verformen, daß sie eine gebundene Keramikschicht von einer Dichte von mindestens etwa 80% bilden. Die Oberfläche der somit erhaltenen Keramikschicht wird anschließend durch Polieren so weit geglättet, daß sich eine Oberflächengüte von mindestens etwa 1 pm Rauhtiefe ergibt.

[0005] Nach einer besonderen Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, daß das Bügeleisen einen einen Wasserbehälter sowie Mittel zur Dampferzeugung enthaltenden Körper aufweist, daß in der Bügelsohle mit dem Dampfraum in Verbindung stehende Öffnungen vorgesehen sind, durch die der Dampf durch die Bügelsohle auf das Bügel^gut geleitet wird, daß in dem Trägerteil ein Heizkörper eingebettet ist und daß eine Stromzufuhr sowie ein Regler zur Einstellung der Temperatur der Bügelsohle vorgesehen sind. Das Bügeleisen läßt sich leicht handhaben, besitzt eine leicht zu reinigende Bügelsohle von hoher Verschleißund Stoßfestigkeit, und die Reibeigenschaften des Reibpaares Stoff/Keramikwerkstoff sind mit denen handelsüblicher Bügeleisen mit polymerbeschichteten Bügelsohlen vergleichbar oder diesen sogar überlegen.

[0006] Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung einiger besonderer Ausführungsbeispiele in Verbindung mit den Zeichnungen, und zwar zeigen:

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht eines erfindungsgemäßen Bügeleisens;

Fig. 2 eine Aufsicht auf die Bügelsohle des Bügeleisens nach Fig. 1;

Fig. 3 eine Mikrophotographie des Querschnitts der Bügelsohle des Bügeleisens nach Fig. 1 vor dem Polieren;

Fig. 4 eine Mikrophotographie der Oberfläche der Bügelsohle des Bügeleisens nach Fig. 1 nach dem Polieren;

Fig. 5 eine graphische Darstellung eines Vergleichs der Haftreibungskräfte erfindungsgemäßer Bügeleisen und dem Stand der Technik entsprechender Bügeleisen; und

Fig. 6 eine graphische Darstellung eines Vergleichs der Gleitreibungskräfte erfindungsgemäßer Bügeleisen und dem Stand der Technik entsprechender Bügeleisen.

Beschreibung der Ausführungsbeispiele

[0007] Fig. 1 zeigt ein Bügeleisen, dessen Körper 10 eine Bügelsohle 12 sowie einen Griff 14 aufweist. Im Körper 10 ist ein Wasserbehälter ausgebildet, der über eine Öffnung 16 gefüllt und entleert wird. Ein im Körper 10 enthaltendes Heizelement steht mit der Bügelsohle 12 in enger Verbindung, wird über ein Stromzuführungskabel 18 mit Strom versorgt und über einen Temperaturregler 20 geregelt, um die Temperatur der Bügelsohle 12 einzustellen. Das Bügeleisen weist auch einen Dampfregler 22 auf. Im Boden der Bügelsohle 12 befindet sich eine Anordnung von Öffnungen 24 (wie in Fig. 2 dargestellt), durch die Dampf zur Erhöhung der Bügelwirkung austritt.

[0008] Die Bügelsohle 12 besteht aus einer Keramikschicht 28, die fest auf dem darunterliegenden und die Wärme ableitenden Aluminiumträger 30 haftet (wie in der Mikrophotographie des Querschnitts von Fig. 3 dargestellt). Die Verbundsohle 12 erhält man durch Reinigen und Aufrauhen des Aluminiumträgers 30 mittels Sandstrahlen (die sich dabei bildende aufgerauhte Oberfläche hat eine typische Rauhtiefe von etwa 20yum), wonach eine bis zu etwa 200 µm dicke Keramikschicht aufgebracht wird. In dem in den Fig. 3 und 4 dargestellten Ausführungsbeispiel wird Aluminiumoxid in Kugelform von 10/um Durchmesser in einem von einer Plasmaspritzpistole erzeugten Plasmastrom erwärmt und auf das Trägerteil 30 aufgesprüht, wobei sich die erwärmten Kugeln beim Auftreffen auf den Träger zu Scheiben von etwa 1 Micron Dicke verformen und somit eine gebundene keramische Schicht 28 von einer Dichte von ca. 90% bilden.

[0009] Nach dem Auftragen der Aluminiumoxidschicht 28 wird deren Oberfläche 32 mit einer Nylonscheibe, in die Siliziumkarbid eingebettet ist, zunächst geglättet und anschließend mit Diamantpaste auf eine nominelle Obeflächenrauheit von etwa 1 Micron poliert. Fig. 4 zeigt eine Mikrophotographie der polierten Keramikfläche (Aluminiumoxid), wobei die dunklen Stellen Hohlräume oder Poren darstellen. Die Härte der Aluminiumoxidteilchen nach Vickers (Diamantpyramide) liegt bei bei einer Prüflast von 10 g bei etwa 2.400. Die Aufheizzeit der polierten Bügelsohle 32 entspricht im wesentlichen der unbeschichteter nur aus Aluminium bestehender Bügelsohlen, auch ist die Sohle leicht zu reinigen und weist ferner eine hohe Verschleißund Stoßfestigkeit auf.

[0010] Die Reibungseigenschaften von Bügeleisen mit erfindungsgemäßen keramikbeschichteten Bügelsohlen wurden untersucht und mit denen von Bügeleisen, deren Bügelsohlen nur aus Aluminium sowie aus Aluminium mit Polymerbeschichtung wie Teflon (Polytetrafluoräthylen) bestehen verglichen. Die Reibungseigenschaften der am Vergleich beteiligten Bügeleisen, die jeweils etwa 1,1 kg wogen, wurden anhand unterschiedlicher textiler Stoffe sowie unter verschiedenen Bügeltemperaturen gemessen. Die Ergebnisse des Vergleichs der Reibungseigenschaften der Bügeleisen auf Leinen sind in den Fig. 5 und 6 dargestellt, wobei in Fig. 5 die Haftreibung und in Fig. 6 die Gleitreibung verglichen werden. In diesen Figuren ist die Reibung von Aluminiumsohlen nach dem Stand der Technik durch einen Kreis, die Reibung der erfindungsgemäßen keramikbeschichteten Verbundsohle durch ein Quadrat und die Reibung von Teflon-beschichteten (Polytetrafluoräthylen) Aluminiumsohlen durch ein "X" dargestellt. Während bei diesen drei Bügelsohlenarten die Haftreibung auf Leinen bei Umgebungstemperatur im wesentlichen gleich war (bei einer Kraft von 200 g oder etwas darüber), war die Haftreibung bei der keramikbeschichteten Verbundsohle auf Leinen bei 125°C und 175° geringer als bei den beiden Bügeleisen mit Aluminiumsohle oder Teflon-beschichteter Sohle. Wie Fig. 6 zeigt, war die Gleitreibung bei der Teflon-beschichteten Bügelsohle auf Leinen bei Zimmertemperatur zwar wesentlich geringer als bei den beiden anderen Sohlen, während die Gleitreibung bei der keramikbeschichteten Verbundsohle auf Leinen bei 125°C und 175°C im wesentlichen gleich der der Teflon-beschichteten Bügelsohle und besser als die Gleitreibung der Aluminiumsohle war.

[0011] Die nachstehende Tabelle vergleicht Haft- und Gleitreibung (Zugkraft in g) der drei Arten von Bügelsohlen auf Seide bei einer Bügeltemperatur von 110⁰C:

[0012] Wie aus derTabelle ersichtlich ist, waren die Eigenschaften der Haftreibung bei keramikbeschichteten AluminiumoxidVerbundsohlen besser als bei Teflon-beschichteten oder Aluminiumsohlen, während die Gleitreibeigenschaften im wesentlichen gleich waren.

[0013] Die folgende Tabelle 2 zeigt ebenfalls einen Vergleich der Reibeigenschaften von Haftund Gleitreibung der drei Arten von Bügeleisen auf Denim bei einer Bügeltemperatur von 175⁰:

[0014] Wie Tabelle 2 zeigt, waren die Reibeigenschaften sowohl der Haftals auch der Gleitreibung bei keramikbeschichteten AluminiumoxidVerbundsohlen denen Teflon-beschichteter Bügelsohlen und Aluminiumsohlen überlegen.

[0015] Ein entsprechender Vergleich der Reibeigenschaften von Haft- und Gleitreibung (durchschnittlich jeweils 5 Tests) von Bügeleisen mit drei verschiedenen Arten von Verbundsohlen (Keramikschichten aus Aluminiumoxid, Kobaltoxid und einer Aluminiumoxid-Titandioxid-Mischung) auf Denim bei 160⁰ mit denen eines handelsüblichen Bügeleisens, dessen Aluminiumsohle mit Teflon beschichtet war, zeigte ähnliche Ergebnisse - die Metallkeramik-Verbundsohlen waren sowohl bezüglich der Haft- als auch der Gleitreibeigenschaften den Teflon-beschichteten Aluminiumsohlen überlegen, während die Haftund Gleitreibeigenschaften eines Bügeleisens mit einer Verbundsohle aus Metall-Titandioxid geringfügig schlechter waren als die eines Bügeleisens mit einer Teflon-beschichteten Aluminiumsohle. Die erfindungsgemäßen Bügeleisen haben robuste und leicht zu reinigende Bügelsohlen. Indem die Reibeigenschaften der Oberflächen von Bügelsohlen auf textilen Stoffen in einem komplexen Abhängigkeitsverhältnis zu Temperatur, der Art des textilen Stoffes und dem für die Bügelsohle verwendeten Werkstoff zu sein scheinen, weisen die erfindungsgemäßen Bügeleisen gleich gute oder sogar bessere Reibeigenschaften als handelsübliche Bügeleisen auf, deren Bügelsohlen polymerbeschichtet (z.B. Teflon) sind.

[0016] Die Erfindung wurde anhand besonderer Ausführungsbeispiele dargestellt und beschrieben. Sie ist jedoch nicht auf das offenbarte Ausführungsbeispiel oder auf Einzelheiten daraus beschränkt, sondern läßt sich auch in verschiedenen Modifikationen und Abweichungen, die dem Fachmann ohne weiteres ersichtlich sind, durchführen, ohne daß dabei das Wesen und der Rahmen der Erfindung verlassen werden.

Ansprüche

1. Bügeleisen mit einer Verbundsohle, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbundsohle ein wärmeleitendes und mit der Heizeinrichtung des Bügeleisens verbundenes Trägerteil sowie eine auf dem Trägerteil haftende Keramikschicht umfaßt, wobei die Keramikschicht etwa 50 - 500 µm dick ist und eine glatte Bügelfläche aufweist.

2. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberflächengüte der Keramikschicht bei mindestens etwa 2/um Rauhtiefe liegt.

3. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß für die Keramikschicht ein Werkstoff aus der Gruppe von Karbiden, Boriden und Oxiden sowie Mischungen solcher keramischer Werkstoffe gewählt wird.

4. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Keramikschicht aus gebundenen Keramikteilchen besteht.

5. Gerät nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Härte der Keramikteilchen nach Vickers bei einer Prüflast von 10 g über 1000 beträgt, die Aufheizzeit der Keramikschicht im wesentlichen der des Trägerteils ohne Keramikschicht entspricht und die Dichte der Schicht mindestens etwa 80% beträgt.

6. Gerät nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Bügeleisen einen einen Wasserbehälter sowie Mittel zur Dampferzeugung enthaltenden Körper aufweist, daß in der Bügelsohle mit dem Dampfraum in Verbindung stehende Öffnungen vorgesehen sind, durch die der Dampf durch die Bügelsohle auf das Bügelgut geleitet wird, daß in dem Trägerteil ein Heizkörper eingebettet ist und daß eine Stromzufuhr für den Heizkörper sowie ein Regler zur Einstellung der Temperatur der Bügelsohle vorgesehen sind.

7. Gerät nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der keramische Werkstoff aus einem Metalloxid besteht.

8. Gerät nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Keramikschicht aus gebundenen Keramikteilchen besteht.

9. Gerät nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Härte der Keramikteilchen nach Vickers bei einer Prüflast von 10 g) über 1000 beträgt, die Aufheizzeit der Keramikschicht im wesentlichen der des Trägerteils ohne Keramikschicht entspricht und die Dichte der Schicht mindestens etwa 80% beträgt.

10. Gerät nach Anspruch 9, dadurch aekennzeichnet, daß der keramische Werkstoff aus einem Metalloxid besteht und die Oberflächengüte dieser Keramikschicht bei mindestens etwa 1 _/um Rauhtiefe liegt.

11. Verfahren zur Herstellung eines Bügeleisens, das durch folgende Schritte gekennzeichnet ist: Herstellung eines aus wärmeleitendem Material bestehenden Trägerteils, das mit der Heizeinrichtung des Bügeleisens verbindbar ist und eine rauhe Oberfläche aufweist, Aufbringen einer aus keramischem Werkstoff bestehenden Schicht auf die rauhe Oberfläche des Trägerteils, sowie Glätten der Oberfläche der aufgebrachten keramischen Schicht, um eine ebene Bügelfläche zu erhalten.

12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberfläche der Keramikschicht auf eine Oberflächengüte von mindestens etwa 1 µm Rauhtiefe geglättet wird.

13. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die aus keramischem Werkstoff bestehende Schicht auf die rauhe Oberfläche des Trägerteils in der Weise aufgebracht wird, daß Keramikteilchen in einem Plasmastrom erwärmt und anschließend auf die rauhe Oberfläche des Trägerteils aufgesprüht werden, um somit eine Keramikschicht zu bilden, die eine Dicke von mindestens etwa 50/um bei einer Dichte von über 80% aufweist und aus gebundenen Keramikteilchen besteht.

14. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß als weiterer Schritt die Oberfläche des Trägerteils durch Sandstrahlen aufgerauht wird, um eine aufgerauhte Oberfläche mit einer typischen Rauhtiefe von mindestens etwa 10 µm zu erzielen.

15. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch qekennzeichnet, daß die aus keramischem Werkstoff bestehende Schicht auf die aufgerauhte Oberfläche des Trägerteils in der Weise aufgebracht wird, daß Keramikteilchen in einem von einer Plasmaspritzpistole erzeugten Plasmastrom erwärmt und anschließend auf die rauhe Oberfläche des Trägerteils aufgesprüht werden, um somit eine Keramikschicht aus gebundenen Keramikteilchen zu bilden, deren Dicke bei etwa 50 - 500 µm liegt.

16. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Schicht aus gebundenen Keramikteilchen durch Polieren geglättet wird, um dadurch eine ebene Fläche mit einer typischen Rauhtiefe von mindestens etwa 1_/um zu erhalten.

17. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Keramikteilchen aus einem Metalloxid wie Aluminiumoxid, Titandioxid, Kobaltoxid oder aus eine Mischung solcher Metalloxide bestehen.

18. Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Härte dieser Keramikteilchen nach Vickers bei einer Prüflast von 10 g über 1000 beträgt und die Schicht eine Dichte von mindestens etwa 80% aufweist.

Zeichnung