ES2333396A2 - Procedimiento de fabricacion de un utensilio de cocina apto para cocinas de induccion. - Google Patents
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Abstract
Procedimiento de fabricación de un utensilio de cocina apto para cocinas de inducción. Este procedimiento comprende: - la fabricación de un recipiente de aluminio provisto de una base con una superficie exterior lisa, - la fabricación de un disco de acero inoxidable provisto de una superficie superior lisa, - el calentamiento de un molde a una temperatura comprendida entre 200 y 300º C., - el calentamiento uniforme del disco de acero inoxidable a una temperatura comprendida entre 400 y 700º C., - el calentamiento uniforme del recipiente de aluminio a una temperatura comprendida entre 300 y 450º C., - la introducción del disco de acero inoxidable y del recipiente calentados previamente en el molde también calentado y, - la aplicación sobre el recipiente (1) y el disco (2) de una fuerza de compresión comprendida entre 600 y 5000 toneladas, durante un tiempo comprendido entre 0,1 y 10 segundos.
Description
Procedimiento de fabricación de un utensilio de
cocina apto para cocinas de inducción.
La presente invención se refiere a un
procedimiento de fabricación de un utensilio de cocina apto para
cocinas de inducción; siendo dicho utensilio del tipo de los que
comprenden un recipiente de aluminio que incorpora en su base un
disco de un material ferromagnético.
En la patente ES 2 297 191 se describe un
utensilio de cocción con fondo adaptado para calentamiento por
inducción que comprende un recipiente en un primer material que en
la cara exterior de su fondo tiene integrada una placa
distribuidora o difusora de calor en un segundo material distinto,
termoconductor, en donde la superficie exterior de fondo del
recipiente posee una pluralidad de protuberancias espaciadas y
dicha placa distribuidora de calor está constituida por un disco en
un material ferromagnético dotado de un número de perforaciones
pasantes equivalente al número de protuberancias y distribuidas
oportunamente para permitir el acoplamiento de dicho disco, adosado
sobre dicho fondo, con inserción de las protuberancias que se
disponen pasantes a través de las perforaciones, quedando unido el
disco al fondo por remachado de dichas protuberancias; con la
particularidad de que las citadas protuberancias están constituidas
por unos tetones que son troncocónicos antes de ser remachados y
que quedan deformados contra las paredes de las perforaciones
pasantes después de ser remachados, y de que el utensilio de
cocción comprende un acabado pulido o rectificado aplicado a la cara
exterior de la base de soporte del utensilio de cocción tras unión
de la placa distribuidora de calor o disco al recipiente.
A continuación se relacionan otros antecedentes
relacionados con el campo de la invención y mencionados en el
documento anterior:
Patente de invención
ES-A-2002980 que propone un
recipiente de cocina en cuyo fondo está fijada una placa metálica
intermedia termodifusora y debajo de dicha placa un forro en acero
inoxidable ferromagnético, realizándose la unión solidaria entre
los elementos por soldadura.
Patente de invención
ES-A-2108284 en la que se describe
un utensilio culinario con fondo termoconductor con una lámina
metálica provista de perforaciones unida a la cara exterior de
dicho fondo en la operación de fundición, utilizando la fluencia
del metal para rellenar dichas perforaciones.
Patente de invención
ES-A-2135632 referente a un
utensilio de cocina con una placa o pletina metálica dotada de unas
aberturas que reciben unas piezas de relleno de un material
ferromagnético quedando unido el conjunto por un cordón de
soldadura por rayo láser al fondo de un recipiente de acero
austenítico.
Solicitud de patente
DE-A-3713660 referente a un
utensilio de cocción fabricado en aluminio moldeado por fusión,
preferiblemente una sartén, integrando al menos una pieza metálica
sólida unida a la parte exterior de su fondo en la operación de
moldeo por fusión con el aluminio.
Solicitud de patente
EP-A-722688 referente a un utensilio
culinario que comprende una pieza provista de una pluralidad de
protusiones y destinada a unirse por presión a la cara exterior del
fondo del utensilio.
Solicitud de patente
WO-A-97/09136 referente a un método
para fabricar una pieza de metal destinada para constituir el fondo
de un utensilio de cocción, obtenida por forja por laminador
deformando plásticamente el metal y en cuyo proceso constructivo se
prevé, en una de las variantes, la inclusión de unas partes
metálicas calentables por inducción integradas con la pieza de metal
en la operación de forja.
El documento
JP-A-2003 102616 referente a un
utensilio de cocción que tiene un cuerpo principal de una aleación
de aluminio y una placa metálica magnética unida a la superficie
exterior de la base del cuerpo principal.
En la superficie exterior de dicha base del
cuerpo principal existe una pared anular protuberante que delimita
toda la periferia de la placa a una altura mayor que el grosor de
la placa, existiendo una pluralidad de protuberancias insertadas a
través de unos respectivos orificios pasantes en la placa de una
altura mayor que el grosor de la placa metálica. La pared anular
protuberante y las protuberancias están deformadas por presión
contra la placa de manera que un borde periférico de la placa
magnética y unos respectivos agujeros pasantes están rebordeados
estrechamente.
Los documentos anteriores muestran diferentes
soluciones para dotar a un recipiente o cuerpo principal de
aluminio de una base ferromagnética que permita la utilización del
utensilio en cocinas de inducción, recurriendo en unos casos a la
definición en una de las dos piezas a unir de unos tetones o
salientes que se enclavan o actúan sobre la pieza opuesta
estableciendo una unión mecánica y, en otros casos, a verter el
material fundido, destinado a conformar el recipiente, sobre una o
varias piezas ferromagnéticas que quedan embebidas en el aluminio o
material no ferromagnético conformante del envase.
En el primer caso la definición de protusiones y
orificios para su alojamiento en las respectivas piezas de
diferentes materiales complica notablemente su fabricación y
requiere un correcto posicionamiento de las piezas para que durante
el montaje los orificios o huecos se encuentren dispuestos en
posiciones enfrentadas.
Estas uniones mecánicas pueden originar holguras
en las zonas de unión durante la utilización del utensilio debido a
los diferentes grados de expansión y contracción de los distintos
materiales de las piezas que componen el utensilio.
En el segundo caso, el correcto posicionamiento
de la pieza o piezas ferromagnéticas en el interior del molde
utilizado para conformar el recipiente a partir de una colada de
aluminio, incrementa notablemente el tiempo de fabricación del
utensilio.
El procedimiento objeto de la invención presenta
unas características orientadas a permitir establecer, por efecto
de la presión y calentamiento, una unión molecular, permanente y de
gran resistencia entre un recipiente de aluminio y un disco
ferromagnético, por ejemplo de acero inoxidable, sin necesidad
definir en ninguna de las piezas unas prominencias o huecos
destinados a establecer una unión mecánica de dichas piezas.
Para conseguir esta unión molecular permanente y
de elevada resistencia, el procedimiento de fabricación de un
utensilio de cocina para cocinas de inducción, objeto de la
invención, comprende las fases siguientes:
a) la fabricación de un recipiente de aluminio
provisto de una base con una superficie exterior lisa,
b) la fabricación de un disco de acero
inoxidable, de espesor uniforme, provisto de una superficie
superior lisa de dimensiones acordes con la superficie exterior de
la base del recipiente,
c) el calentamiento de un molde acorde con la
geometría final del recipiente de cocina a una temperatura
comprendida entre 200 y 300ºC.
d) el calentamiento uniforme del disco de acero
inoxidable a una temperatura comprendida entre 400 y 700ºC.,
e) el calentamiento uniforme de la totalidad o
al menos de la base del recipiente de aluminio a una temperatura
comprendida entre 300 y 450ºC.,
f) la introducción del disco de acero inoxidable
y del recipiente calentados previamente en el molde también
calentado previamente, de forma que las superficies planas y
pulidas de la base del recipiente y del disco de acero inoxidable
queden enfrentadas y superpuestas y,
g) la aplicación sobre el recipiente y el disco,
por medio del molde, de una fuerza de compresión, mediante prensa
hidráulica, prensa caída libre o rodillera, comprendida entre 600 y
5000 toneladas, durante un tiempo comprendido entre 0,1 y 10
segundos, en orden a conseguir una unión molecular permanente entre
las superficies enfrentadas del disco de acero inoxidable y la base
del recipiente de aluminio.
\vskip1.000000\baselineskip
La aplicación de la fuerza de compresión
indicada sobre el recipiente de aluminio y de la placa de acero
inoxidable previamente calentadas a las temperaturas indicadas
establece una unión molecular, permanente y de gran resistencia
entre ambas piezas, no viéndose afectada esta unión por la
temperatura alcanzada durante la utilización culinaria del
recipiente obtenido, dado que esta temperatura de uso es muy
inferior a las temperaturas de calentamiento previo utilizadas en
el proceso de fabricación de la invención.
De otra parte el calentamiento a temperatura
constante del molde empleado para aplicar la fuerza de compresión
sobre el recipiente de aluminio y el disco de acero inoxidable,
tiene la finalidad de impedir que las piezas calentadas previamente
se enfríen excesivamente al entrar en contacto con el envase y
consiguientemente impedir que su temperatura descienda hasta unos
niveles en los que no se produciría la unión molecular de las
mismas.
Tal como ya se ha mencionado anteriormente la
unión molecular obtenida entre el disco de acero inoxidable y el
recipiente de aluminio, no requiere que el ninguna de las piezas a
unir disponga de tetones o salientes capaces de establecer una
unión mecánica lo que, además de simplificar su construcción, no
requiere el posicionamiento de la base y del recipiente en una
determinada posición relativa.
Otra de las ventajas de este procedimiento
consiste en que el disco de acero inoxidable es continuo y no
presenta orificios o rebajes para el acoplamiento mecánico de
tetones o salientes del recipiente de aluminio, por lo que el
recipiente obtenido proporciona, durante su utilización en cocinas
de inducción, un mayor rendimiento que los antecedentes
citados.
El utensilio obtenido con el procedimiento de la
invención proporciona otras ventajas adicionales entre las que cabe
mencionar: - que incrementa el campo magnético por cuanto toda la
superficie del disco de acero inoxidable es de contacto, no como en
casos anteriores donde dicha superficie se veía reducida por los
orificios definidos en la pieza ferromagnética para el acoplamiento
de los tetones del recipiente, - que la ser plana la superficie del
disco impide la acumulación de suciedad que se produce habitualmente
en los orificios o bordes de los orificios de los utensilios
provistos de placas ferromagnéticas perforadas y, - que la vida
útil del utensilio se ve aumentada por cuanto el fondo es más
consistente.
En una realización de la invención y
especialmente en aquellos casos en los que el utensilios cuya base
sea superior al ruedo máximo de inducción, se ha previsto que
durante la fabricación del recipiente se conforme en torno a la
superficie lisa de la base, destinada a recibir el disco de acero
inoxidable, un regruesamiento de espesor adecuado para complementar
el diámetro del mencionado disco de acero inoxidable.
Para complementar la descripción que se está
realizando y con objeto de facilitar la comprensión de las
características de la invención, se acompaña a la presente memoria
descriptiva un juego de dibujos en los que, con carácter
ilustrativo y no limitativo, se ha representado lo siguiente:
- La figura 1 muestra una vista un despiece
alineado de un ejemplo de realización del recipiente de aluminio y
del disco de acero inoxidable a utilizar en el procedimiento de la
invención para obtener un utensilio de cocina utilizable en cocinas
de inducción, habiéndose representado dichos elementos seccionados
por un plano vertical.
- La figura 2 muestra esquemáticamente una fase
del procedimiento en la que se introducen el recipiente y el disco
previamente calentados en un molde también calentado previamente,
habiéndose representado todos los elementos seccionados por un
plano vertical.
- La figura 3 muestra esquemáticamente una fase
de procedimiento de la invención en la que aplica una fuerza de
compresión al recipiente y al disco por medio del molde.
- La figura 4 muestra una vista en alzado,
seccionada por un plano vertical, del utensilio de cocina por el
disco de acero inoxidable fijado de forma permanente, mediante
unión molecular, a la superficie exterior de la base del
recipiente.
- La figura 5 muestra una variante de
realización del recipiente fabricado, en el que durante su
fabricación se ha conformado en torno a la superficie lisa de la
base, destinada a recibir el disco de acero inoxidable, un
regruesamiento de espesor adecuado para complementar el diámetro del
mencionado disco de acero inoxidable.
\vskip1.000000\baselineskip
En un ejemplo concreto de realización y de
acuerdo con la invención, se fabrican inicialmente recipientes (1)
de aluminio provistos de una base con una superficie (11) lisa y
discos (2) de acero inoxidable de espesor uniforme, preferentemente
de un espesor comprendido entre 0.5 y 0.8 milímetros, provistos de
una superficie superior (21) lisa, de dimensiones acordes con la
superficie exterior de la base del recipiente, tales como los
representados individualmente en la figura 1.
Para establecer la unión molecular entre un
recipiente (1) y el correspondiente disco (2) se procede
previamente a:
- calentar un molde (31, 32), acorde con la
geometría final del recipiente de cocina a obtener, a una
temperatura comprendida entre 200 y 300ºC., preferentemente del
orden de 250ºC.,
- calentar de modo uniforme el disco o de acero
inoxidable a una temperatura comprendida entre 400 y 700ºC,
preferentemente del orden de 600ºC. y,
- calentar de modo uniforme el recipiente de
aluminio a una temperatura comprendida entre 300 y 450ºC.,
preferentemente del orden de 400ºC.
A continuación se introducen el disco (2) de
acero inoxidable y el recipiente (1) calentados a las temperaturas
indicadas, en el molde (31, 32) también calentado previamente, de
forma que las superficies (11, 21) de la base del recipiente (1) y
del disco (2) de acero inoxidable queden enfrentadas y
superpuestas, tal como se muestra esquemáticamente en la figura
2.
Finalmente se aplica al recipiente (1) y al
disco (2), por medio del molde (31, 32), una fuerza de compresión
comprendida entre 600 y 5000 toneladas, preferentemente de 800
toneladas en prensa de caída libre ó de 3000 toneladas en prensa
hidráulica, durante un tiempo comprendido entre 0,1 y 10 segundos.
En caso de utilizar una prensa de caída libre el tiempo de
aplicación de la fuerza de compresión es del orden de 0,1 segundos
y, en el caso de utilizar una prensa hidráulica es del orden de 6
segundos. Mediante esta compresión se establece una unión molecular
permanente y de alta resistencia entre las superficies (21, 11)
enfrentadas del disco (2) de acero inoxidable y de la base del
recipiente (1) de aluminio.
Una vez descrita suficientemente la naturaleza
de la invención, así como un ejemplo de realización preferente, se
hace constar a los efectos oportunos que los materiales, forma,
tamaño y disposición de los elementos descritos podrán ser
modificados, siempre y cuando ello no suponga una alteración de las
características esenciales de la invención que se reivindican a
continuación.
Claims (2)
1. Procedimiento de fabricación de un utensilio
de cocina apto para cocinas de inducción; siendo dicho utensilio
del tipo de los que comprenden un recipiente de aluminio que
incorpora en su base un disco de un material ferromagnético;
caracterizado porque comprende:
a) la fabricación de un recipiente de aluminio
provisto de una base con una superficie exterior lisa,
b) la fabricación de un disco de acero
inoxidable provisto de una superficie superior lisa de dimensiones
acordes con la superficie exterior de la base del recipiente,
c) el calentamiento de un molde acorde con la
geometría final del recipiente de cocina a una temperatura
comprendida entre 200 y 300ºC.,
d) el calentamiento uniforme del disco de acero
inoxidable a una temperatura comprendida entre 400 y 700ºC.,
e) el calentamiento uniforme de la totalidad o
al menos de la base del recipiente de aluminio a una temperatura
comprendida entre 300 y 450ºC.,
f) la introducción del disco de acero inoxidable
y del recipiente calentados previamente en el molde también
calentado previamente de forma que las superficies planas y pulidas
de la base del recipiente y del disco de acero inoxidable queden
enfrentadas y superpuestas y,
g) la aplicación sobre el recipiente (1) y el
disco (2), por medio del molde (31, 32), de una fuerza de
compresión comprendida entre 600 y 5000 toneladas, durante un tiempo
comprendido entre 0,1 y 10 segundos en orden a conseguir una unión
molecular permanente entre las superficies enfrentadas del disco de
acero inoxidable y la base del recipiente de aluminio.
2. Procedimiento, según la reivindicación 1,
caracterizado porque la fabricación del recipiente de
aluminio mencionado en el punto a), comprende la conformación, en
torno a la superficie lisa de la base destinada a recibir el disco
de acero inoxidable, de un regruesamiento de espesor adecuado para
complementar el diámetro del mencionado disco de acero
inoxidable.
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