BE1025805B1

BE1025805B1 - Cookware with improved composite bottom and method for its manufacture

Info

Publication number: BE1025805B1
Application number: BE2017/5964A
Authority: BE
Inventors: Rafael Vanthoor
Original assignee: Berghoff Worldwide Nv
Priority date: 2017-12-20
Filing date: 2017-12-20
Publication date: 2019-07-18
Also published as: BE1025805A1

Abstract

Werkwijze voor de vervaardiging van een kookpan geschikt voor een inductiekookfornuis, waarbij de kookpan is samengesteld uit een aluminium kookpanlichaam met een additionele roestvrijstalen bodemplaat, omvattende stappen: - het vormen van het kookpanlichaam, - het vormen van een bodemplaat met een diameter kleiner dan de het kookpanlichaam, - het voorverwarmen van de bodemplaat, - het verankeren van de bodemplaat aan het kookpanlichaam bij een druk van minstens 1000 ton/m², en - het verder afwerken van de kookpan.Method for the manufacture of a saucepan suitable for an induction cooker, wherein the saucepan is composed of an aluminum saucepan body with an additional stainless steel base plate, comprising the steps of: - forming the saucepan body, - forming a base plate with a diameter smaller than the saucepan body, - preheating the base plate, - anchoring the base plate to the saucepan body at a pressure of at least 1000 tons / m², and - further finishing the saucepan.

Description

KOOKGEREI MET VERBETERDE SAMENGESTELDE BODEM EN WERKWIJZE VOOR DE VERVAARDIGING ERVANCOOKING EQUIPMENT WITH IMPROVED COMPOSITE BOTTOM AND METHOD FOR MANUFACTURING IT

TECHNISCH DOMEINTECHNICAL DOMAIN

De onderhavige uitvinding heeft betrekking op een werkwijze voor het vervaardigen van een aluminium kookpan met een samengestelde aan de panbodem verbonden metalen bekledingsplaat.The present invention relates to a method for manufacturing an aluminum saucepan with a composite metal coating plate connected to the pan bottom.

STAND DER TECHNIEKBACKGROUND ART

In de stand van de techniek worden de meeste kookpannen gemaakt uit één soort metaal. Dit is echter problematisch omdat de warmtegeleidbaarheid van de kookpan vermindert wanneer men deze ontwerpt om een hogere corrosiebestendigheid te hebben, of de corrosiebestendigheid van de kookpan vermindert wanneer men deze ontwerpt om een hogere warmtegeleidbaarheid te hebben.In the state of the art, most cooking pans are made from one type of metal. However, this is problematic because the heat conductivity of the saucepan decreases when one is designed to have a higher corrosion resistance, or the corrosion resistance of the saucepan decreases when one is designed to have a higher heat conductivity.

In een poging de hierboven genoemde problemen te overwinnen, werden kookpannen uit bekleed metaal voorgesteld en enigszins effectief gebruikt. Zoals de vakman bekend is, wordt bekleed metaal omschreven als plaatmateriaal dat wordt gevormd door twee of meer verschillende metalen platen te integreren tot een meerlagige metalen plaat. Typisch wordt een aluminiumplaat bekleed met een roestvrijstalen plaat.In an attempt to overcome the above-mentioned problems, casseroles of coated metal have been proposed and used somewhat effectively. As is known to those skilled in the art, coated metal is defined as plate material formed by integrating two or more different metal plates into a multi-layered metal plate. Typically, an aluminum plate is coated with a stainless steel plate.

Het roestvrij staal heeft bij voorkeur een hoge corrosiebestendigheid, maar is daarnaast een relatief slechte geleider voor warmte, wat problematisch is ingeval van een kookpan, gezien deze niet uniform zal opwarmen. Dit probleem wordt bijna volledig overwonnen wanneer het roestvrij staal wordt gebruikt in combinatie met aluminium als bekleed metaal. Een roestvrijstalen plaat, of STS304 plaat, heeft bijvoorbeeld een temperatuurverschil van minstens 200 °C tussen het midden en de rand. In een beklede metaalplaat bestaande uiteen aluminiumplaat bekleed met een roestvrijstalen plaat, is het temperatuurverschil tussen het midden en de rand niet hoger dan 25 °C. Een beklede metaalplaat heeft dus een enigszins uniforme temperatuurverdeling.The stainless steel preferably has a high corrosion resistance, but is also a relatively poor conductor for heat, which is problematic in the case of a saucepan, since it will not heat up uniformly. This problem is almost completely overcome when the stainless steel is used in combination with aluminum as the coated metal. For example, a stainless steel plate, or STS304 plate, has a temperature difference of at least 200 ° C between the center and the edge. In a coated metal plate consisting of an aluminum plate coated with a stainless steel plate, the temperature difference between the center and the edge is not higher than 25 ° C. A coated metal sheet thus has a somewhat uniform temperature distribution.

De beklede metaalplaat, bestaande uit een aluminiumplaat bekleed met roestvrij staal, vertoont door de aanwezigheid van het magnetiseerbare roestvrije staal tevensThe coated metal plate, consisting of an aluminum plate coated with stainless steel, also exhibits due to the presence of the magnetizable stainless steel

BE2017/5964 hoge prestaties op inductiekookvuren, welke op grote schaal worden gebruikt vanwege de hoge efficiëntie en operationele stabiliteit.BE2017 / 5964 high performance on induction cookers, which are used on a large scale because of the high efficiency and operational stability.

De werkwijzen voor de vervaardiging van dergelijke kookpannen vertonen echter de volgende problemen.However, the methods for producing such cooking pans exhibit the following problems.

Een probleem met gekende werkwijzen bij het door koudpersen vervaardigen van meerlagige metaalplaten zoals roestvrij staal en aluminium, is dat in er de hechting tussen de verschillende lagen, holtes ontstaan, waardoor de hechting kan losraken, of waardoor de zwakste laag kan scheuren. Tevens kunnen de lagen op termijn van elkaar gescheiden worden door blaasvorming, waarbij door het herhaaldelijk uitzetten en inkrimpen van de aanwezige holtes onder invloed van temperatuur de lagen alsnog van elkaar kunnen loskomen. Dit heeft uiteraard zijn weerslag op de functionaliteit van de pan. Als gevolg hiervan kan de uniforme temperatuurverdeling van de kookpan verloren gaan, waardoor het voedsel al dan niet gedeeltelijk kan aanbranden.A problem with known processes in the manufacture of multilayer metal plates such as stainless steel and aluminum by cold pressing is that in the adhesion between the different layers, cavities arise, through which the adhesion can loosen, or through which the weakest layer can crack. The layers can also be separated from each other in the long term by blistering, whereby the layers can still separate from each other due to the repeated expansion and contraction of the cavities present under the influence of temperature. This naturally has an effect on the functionality of the pan. As a result, the uniform temperature distribution of the cooking pan can be lost, which may cause the food to burn partially or not.

Het procédé waarbij door bij hoge temperatuur en onder vacuüm lagen aan elkaar worden gewalst is dan weer nadelig door de hoge kostprijs en benodigde energie.The process by which layers are rolled together at high temperatures and under vacuum is in turn disadvantageous due to the high cost price and the energy required.

De huidige uitvinding beoogt een oplossing te vinden voor tenminste enkele van bovenvermelde problemen. Het doel van de uitvinding is het verschaffen van een werkwijze welke deze problemen kan verhelpen.It is an object of the present invention to find a solution to at least some of the aforementioned problems. The object of the invention is to provide a method that can solve these problems.

WO 2012 153 317 beschrijft nog een container voor het koken van voedsel, en een werkwijze voor de vervaardiging ervan.WO 2012 153 317 describes another container for cooking food, and a method for its manufacture.

SAMENVATTING VAN DE UITVINDINGSUMMARY OF THE INVENTION

Tot dit doel verschaft de uitvinding een werkwijze volgens conclusie 1 en een resulterende kookpan volgens conclusie 12. De gebruikte werkwijze laat toe om kookpannen van een additionele bodemplaat te voorzien op een wijze waarbij de bodemplaat stevig verankerd wordt aan het kookpanlichaam en waarbij het risico tot loskomen van deze bodemplaat of blaasvorming tussen het lichaam en de bodemplaat geminimaliseerd wordt. Dit leidt tot een kwalitatief hoogstaande pan.For this purpose, the invention provides a method according to claim 1 and a resulting saucepan according to claim 12. The method used makes it possible to provide cooking pans with an additional base plate in a manner in which the base plate is firmly anchored to the saucepan body and wherein the risk of loosening of this bottom plate or bladder formation between the body and the bottom plate is minimized. This leads to a high-quality pan.

BE2017/5964BE2017 / 5964

Voorkeursvormen van de werkwijze worden beschreven in de volgconclusies 2 tot 10 en 13 tot 15.Preferred forms of the method are described in the subclaims 2 to 10 and 13 to 15.

GEDETAILLEERDE BESCHRIJVINGDETAILED DESCRIPTION

Onderhavige uitvinding heeft betrekking op een werkwijze voor het vervaardigen van aluminium kookpannen geschikt voor inductievuren.The present invention relates to a method for manufacturing aluminum cooking pans suitable for induction firing.

Tenzij anders gedefinieerd hebben alle termen die gebruikt worden in de beschrijving van de uitvinding, ook technische en wetenschappelijke termen, de betekenis zoals ze algemeen begrepen worden door de vakman in het technisch veld van de uitvinding. Voor een betere beoordeling van de beschrijving van de uitvinding, worden de volgende termen expliciet uitgelegd.Unless defined otherwise, all terms used in the description of the invention, including technical and scientific terms, have the meaning as generally understood by those skilled in the art of the invention. For a better assessment of the description of the invention, the following terms are explicitly explained.

Een, de en het refereren in dit document naar zowel het enkelvoud als het meervoud tenzij de context duidelijk anders veronderstelt. Bijvoorbeeld, een segment betekent een of meer dan een segment.One, the, and the reference in this document to both the singular and the plural unless the context clearly assumes otherwise. For example, a segment means one or more than one segment.

Wanneer ongeveer of rond in dit document gebruikt wordt bij een meetbare grootheid, een parameter, een tijdsduur of moment, en dergelijke, dan worden variaties bedoeld van +/-20% of minder, bij voorkeur +/-10% of minder, meer bij voorkeur +/-5% of minder, nog meer bij voorkeur +/-1% of minder, en zelfs nog meer bij voorkeur +/-0.1% of minder dan en van de geciteerde waarde, voor zoverre zulke variaties van toepassing zijn in de beschreven uitvinding. Hier moet echter wel onder verstaan worden dat de waarde van de grootheid waarbij de term ongeveer of rond gebruikt wordt, zelf specifiek wordt bekendgemaakt.When approximately or around in this document is used with a measurable quantity, a parameter, a duration or moment, and the like, variations are meant of +/- 20% or less, preferably +/- 10% or less, more at preferably +/- 5% or less, even more preferably +/- 1% or less, and even more preferably +/- 0.1% or less than and of the quoted value, insofar as such variations apply in the described invention. However, it must be understood that the value of the quantity at which the term is used approximately or around is itself specifically disclosed.

De termen omvatten, omvattende, bestaan uit, bestaande uit, voorzien van, bevatten, bevattende, behelzen, behelzende, inhouden, inhoudende zijn synoniemen en zijn inclusieve of open termen die de aanwezigheid van wat volgt aanduiden, en die de aanwezigheid niet uitsluiten of beletten van andere componenten, kenmerken, elementen, leden, stappen, gekend uit of beschreven in de stand der techniek.The terms include, comprising, consisting of, provided with, containing, containing, including, including, including, including its synonyms and its inclusive or open terms indicating the presence of what follows, and which do not exclude or preclude the presence of other components, features, elements, members, steps, known from or described in the prior art.

Het citeren van numerieke intervallen door de eindpunten omvat alle gehele getallen, breuken en/of reële getallen tussen de eindpunten, deze eindpunten inbegrepen.The citation of numerical intervals by the end points includes all integers, fractions and / or real numbers between the end points, including these end points.

BE2017/5964BE2017 / 5964

De term antiaanbaklaag verwijst naar een deklaag met de karakteristieke eigenschap dat de voedsel tijdens het koken niet aan de kookpan blijft plakken. Over het algemeen wordt hierbij gebruik gemaakt van polytetrafluoretheen (PTFE).The term non-stick coating refers to a coating with the characteristic property that the food does not stick to the pan during cooking. Polytetrafluoroethylene (PTFE) is generally used for this.

De term hoge wrijving persinrichting (Engels: high friction press) verwijst in dit document naar een machine dat gebruik maakt van enorme hoge drukken (800 ton/m² tot 2000 ton/m²) om metaalplaten met elkaar te verbinden door middel van een wrijvingsproces. Dit proces heeft als effect dat de individuele metaalroosters van de metalen als het ware in elkaar 'gewreven' worden, waardoor één samenhangend kristalrooster verkregen wordt, en een bijzonder efficiënte verbinding verkregen wordt.The term high friction press device in this document refers to a machine that uses enormous high pressures (800 tons / m ² to 2000 tons / m ² ) to connect metal sheets to each other through a friction process . This process has the effect that the individual metal lattices of the metals are, as it were, 'rubbed' into each other, whereby one cohesive crystal lattice is obtained, and a particularly efficient connection is obtained.

De term inductieverhitting verwijst naar een methode om een elektrisch geleidend voorwerp te verhitten door middel van een in het voorwerp geïnduceerde elektrische stroom. Dit is een snelle, contact- en vlamloze manier van verwarmen. De verhitting ontstaat doordat het uitwendige magnetische wisselveld wervelstromen in het voorwerp doet ontstaan, waardoor een gelokaliseerde warmte ontstaat.The term induction heating refers to a method of heating an electrically conductive object by means of an electric current induced in the object. This is a fast, contact-free and flameless way of heating. The heating occurs because the external alternating magnetic field causes eddy currents in the object, resulting in localized heat.

Bij verwijzing naar een kookpan, kan laatstgenoemde term overigens worden ingewisseld tegen bakpan, frituurpan, braadpan, roerbakpan, stoompot en dergelijke. Bij voorkeur omvat de kookpan een panbodem met daaraan een bodemplaat bevestigd, en een panwand, welke panwand zich vanaf de panbodem in opwaartse richting tot een open omtreksrand van de kookpan uitstrekt, ook wel de panrand. Deze genoemde, open omtreksrand omrandt daarbij een opwaarts gerichte panopening. Overigens worden rand en randdeel hierin gebruikt als onderling uitwisselbare termen. De term kookpanlichaam verwijst naar de combinatie van de panbodem en panwand, dus met de bodemplaat ontbrekend. Bij voorkeur is de kookpan geschikt voor plaatsing ervan op een kookeenheid omvattende minstens één kookplaat (e.g. een elektrische kookplaat, een gaskookplaat of een inductiekookplaat), voor verhitting van de inhoud van de kookpan, vanaf de aan de panbodem bevestigde bodemplaat. In een mogelijke uitvoeringsvorm zijn de panbodem en bodemplaat in hoofdzaak een cirkelschijf, waarbij de panwand in hoofdzaak een cirkelvormige koker betreft, en waarbij ook de panrand in hoofdzaak een cirkel beschrijft. In een andere, mogelijke uitvoeringsvorm is de panbodem in hoofdzaak een ovale schijf, waarbij de panwand in hoofdzaak een ovale koker betreft, en waarbij ook de panrand in hoofdzaak een ovaal beschrijft. Uiteraard is de uitvinding geenszins tot cirkelvormige/ovale kookpannen gelimiteerd;When referring to a saucepan, the latter term can be exchanged for frying pan, frying pan, casserole, stir-frying pan, steam pot and the like. The cooking pan preferably comprises a pan bottom with a bottom plate attached thereto, and a pan wall, which pan wall extends from the pan bottom upwards to an open peripheral edge of the cooking pan, also called the pan edge. This aforementioned open peripheral edge surrounds an upwardly directed pan opening. Incidentally, edge and edge portion are used herein as interchangeable terms. The term saucepan body refers to the combination of the pan bottom and pan wall, so with the bottom plate missing. The saucepan is preferably suitable for placing it on a cooking unit comprising at least one hob (e.g. an electric hob, a gas hob or an induction hob), for heating the contents of the hob, from the base plate attached to the pan bottom. In a possible embodiment, the pan bottom and bottom plate are substantially a circular disk, the pan wall essentially being a circular sleeve, and wherein the pan edge also essentially describes a circle. In another, possible embodiment, the pan bottom is substantially an oval disc, wherein the pan wall substantially concerns an oval tube, and wherein also the pan edge describes substantially an oval. The invention is of course in no way limited to circular / oval pans;

BE2017/5964 de vakman is in staat om de uitvinding toe te passen op en/of in combinatie met een kookpan van eender welk ontwerp, gekend uit de stand der techniek.BE2017 / 5964 the skilled person is able to apply the invention to and / or in combination with a saucepan of any design known in the art.

De magnetische permeabiliteit is de mate waarin een materiaal een magnetisch veld geleidt of zich laat'doordringen'. Deze wordt uitdrukt als 1 plus de magnetische susceptibiliteit, waarbij de term magnetische susceptibiliteit refereert naar de mate waarin een materiaal magnetisch wordt bij blootstelling aan een magnetisch veld.The magnetic permeability is the extent to which a material conducts or allows a magnetic field to penetrate. This is expressed as 1 plus the magnetic susceptibility, the term magnetic susceptibility referring to the extent to which a material becomes magnetic upon exposure to a magnetic field.

De term standaard EN 601 verwijst naar de Europese standaard voor de chemische compositie voor gegoten aluminium en aluminiumlegeringen welke geschikt zijn als voedselcontactmateriaal. Deze standaard specifieert het maximumpercentage aan legeringselementen alsook onzuiverheden in het gegoten aluminium en omvat bepalingen om de conformiteit van producten aan te tonen met de huidige norm.The term standard EN 601 refers to the European standard for the chemical composition for cast aluminum and aluminum alloys that are suitable as food contact material. This standard specifies the maximum percentage of alloying elements as well as impurities in the cast aluminum and includes provisions to demonstrate the conformity of products with the current standard.

De term spuitgieten verwijst in dit document naar een vormgeeftechniek voor metalen met een laag smeltpunt, zoals aluminium. De matrijs is in dit geval meestal van staal gemaakt, gezien dit een hoger smeltpunt heeft dan aluminium. Spuitgieten is een volledig automatisch proces, waarbij een spuitgietcyclus begint met het sluiten van de twee matrijshelften, met nadien het onder hoge druk (0.3 tot 7 bar) inspuiten van het vloeibare metaal, met na afkoelen het openen van de matrijs en uitstoten van het product.The term injection molding refers in this document to a shaping technique for metals with a low melting point, such as aluminum. The mold in this case is usually made of steel, since it has a higher melting point than aluminum. Injection molding is a fully automatic process, in which an injection molding cycle begins with the closure of the two mold halves, followed by the injection of the liquid metal under high pressure (0.3 to 7 bar), with the mold being opened and the product being ejected after cooling. .

De term spuitcoaten verwijst in dit document naar een techniek waarbij een apparaat een deklaag via de lucht op een oppervlak aanbrengt. Hierbij wordt gebruik gemaakt van een samengeperst gas, meestal lucht, om de dekvloeistof te vernevelen en te richten.The term spray coating refers in this document to a technique in which a device applies a coating to the surface via the air. A compressed gas, usually air, is used for atomizing and directing the cover liquid.

De term thermische expansie verwijst in dit document naar het uitzetten van materialen onder invloed van een stijging van de temperatuur. Hoe sterk een materiaal uitzet, hangt af van het materiaal, maar ook van de temperatuur en de omgevingsdruk. De materiaalparameter wordt beschreven door de themische expansiecoëfficient van dat materiaal. Materialen met eenzelfde coëfficiënt zullen in dezelfde mate uitzetten.The term thermal expansion refers in this document to the expansion of materials under the influence of a rise in temperature. How strongly a material expands depends on the material, but also on the temperature and the ambient pressure. The material parameter is described by the thematic expansion coefficient of that material. Materials with the same coefficient will expand to the same extent.

De term verbindingsvlak verwijst in dit document naar het raakvlak van de panbodem en bodemplaat nadat de bodemplaat aan de panbodem werd verankerd door het aanwenden van een samendrukkende kracht.The term connecting surface refers in this document to the interface of the pan bottom and bottom plate after the bottom plate has been anchored to the pan bottom by applying a compressive force.

BE2017/5964BE2017 / 5964

De term warmtegeleidingscoëfficiënt refereert naar de materiaalconstante die aangeeft hoe goed het materiaal warmte geleidt en is afhankelijk van de temperatuur, de dichtheid van het materiaal en het vochtgehalte. Deze wordt in het SI-stelsel uitgedrukt in W/(m*K). Hierbij geldt dat een hogere warmtegeleidingscoëfficiënt wijst op een betere warmtegeleiding.The term heat conduction coefficient refers to the material constant which indicates how well the material conducts heat and is dependent on the temperature, the density of the material and the moisture content. This is expressed in the SI system in W / (m * K). A higher heat conduction coefficient indicates a better heat conduction.

In een eerste aspect betreft de uitvinding een werkwijze voor de vervaardiging van een kookpan geschikt voor een inductiekookfornuis, waarbij de kookpan is samengesteld uit een aluminium kookpanlichaam met een additionele roestvrijstalen bodemplaat. Deze werkwijze omvat de volgende stappen:In a first aspect, the invention relates to a method for the manufacture of a saucepan suitable for an induction cooker, wherein the saucepan is composed of an aluminum saucepan body with an additional stainless steel base plate. This method comprises the following steps:

(a) het vormen van het kookpanlichaam, (b) het vormen van een bodemplaat met een diameter kleiner dan de het kookpanlichaam, (c) het voorverwarmen van de bodemplaat, (d) het verankeren van de bodemplaat aan het kookpanlichaam bij een druk van minstens 1000 ton/m², en (e) het verder afwerken van de kookpan.(a) forming the cooker body, (b) forming a bottom plate with a diameter smaller than the cooker body, (c) preheating the bottom plate, (d) anchoring the bottom plate to the cooker body at a pressure of at least 1000 tonnes / m ² , and (e) the further finishing of the stew pot.

Deze werkwijze heeft als kenmerk dat een kookpan verkregen wordt met een samengestelde bodem, waarbij deze samengestelde bodem dankzij de efficiënte verankering in de panbodem nagenoeg niet kan loskomen. Tevens heeft deze werkwijze als kenmerk dat de vorming van holtes in het verbindingsvlak van de bodemplaat en de panbodem voorkomen wordt, waardoor blaasvorming aan de bodem van de kookpan voorkomen kan worden, en een duurzaam uniform contactoppervlak verzekerd wordt. De effectieve verankering (d) van de bodemplaat aan de panbodem zorgt voor een efficiënte warmtetransfer tussen deze twee onderdelen, met als gevolg dat de kookpan een uniforme temperatuurverdeling bezit welke de kookpan uitermate geschikt maakt voor gebruik op een kookvuur. Deze kenmerken hebben als gevolg dat deze werkwijze resulteert in de vervaardiging van een duurzame en kwalitatief hoogstaande kookpan dat voedsel uniform verwarmt gedurende de hele levenscyclus van de kookpan.This method is characterized in that a cooking pan is obtained with a composite bottom, whereby this composite bottom can hardly come off due to the efficient anchoring in the pan bottom. This method is also characterized in that the formation of cavities in the connecting surface of the bottom plate and the pan bottom is prevented, whereby blistering on the bottom of the cooking pan can be prevented, and a permanently uniform contact surface is ensured. The effective anchoring (d) of the base plate to the pan bottom ensures efficient heat transfer between these two components, with the result that the saucepan has a uniform temperature distribution which makes the saucepan extremely suitable for use on a stove. These characteristics have as a consequence that this method results in the manufacture of a durable and high-quality cooking pan that uniformly heats food throughout the entire life cycle of the cooking pan.

Deze werkwijze heeft als kenmerk dat een kookpan wordt verkregen waarvan het kookpanlichaam bestaat uit aluminium. Dit metaal is gekenmerkt door een hoge warmtegeleidingscoëfficiënt van 237 W/(m*K) waardoor het warmte goed geleidt. Andere metalen met een hoge warmtecoëfficiënt zijn zilver 417 W/(m*K), koper 390 W/(m*K) en goud 310 W/(m*K), maar zijn in de praktijk niet toepasbaar wegensThis method is characterized in that a cooking pan is obtained of which the cooking body consists of aluminum. This metal is characterized by a high heat conductivity coefficient of 237 W / (m * K), so that it conducts heat well. Other metals with a high heat coefficient are silver 417 W / (m * K), copper 390 W / (m * K) and gold 310 W / (m * K), but are not applicable in practice due to

BE2017/5964 een combinatie van nefaste eigenschappen waaronder bijvoorbeeld een hoge kostprijs, een slechte krasbestendigheid, een hoge vervormbaarheid, en/of een hoog gewicht. Andere metalen zoals roestvrij staal 16 - 27 W/(m*K) en ijzer 79 W/(m*K) vertonen interessante mechanische eigenschappen, maar tevens een slechte warmtegeleiding, en zijn zodoende minder geschikt voor het uniform opwarmen van voedsel in een kookpan bestaande uit enkel dit metaal. Aluminium heeft tevens als kenmerk dat het beduidend lichter is dan vele andere metalen doorgaans aangewend voor kookgerei, waardoor deze kookpan door zijn lichtheid makkelijker manipuleerbaar is, bijvoorbeeld tijdens het koken. Tevens is aluminium beperkt corrosiebestendig gezien het wanneer het in contact komt met zuurstof, een hechte en aansluitende aluminiumoxidelaag vormt rond het metaal, waardoor het oxideren van de dieperliggende delen belet wordt. Door het anodiseren van aluminium kan dit proces tevens elektrochemisch bespoedigd worden.BE2017 / 5964 a combination of detrimental properties including, for example, a high cost price, a poor scratch resistance, a high formability, and / or a high weight. Other metals such as stainless steel 16 - 27 W / (m * K) and iron 79 W / (m * K) exhibit interesting mechanical properties, but also poor heat conduction, and are therefore less suitable for uniformly heating food in a saucepan consisting of only this metal. Aluminum also has the characteristic that it is considerably lighter than many other metals, generally used for cookware, so that this pan is easier to manipulate due to its lightness, for example during cooking. Aluminum is also limited corrosion resistant, since when it comes into contact with oxygen, it forms a tight and contiguous aluminum oxide layer around the metal, thereby preventing the oxidation of the deeper parts. This process can also be accelerated electrochemically by anodizing aluminum.

Deze werkwijze heeft als kenmerk dat een kookpan wordt verkregen waarvan de bodemplaat bestaat uit roestvrij staal. In het bijzonder is dit roestvrij staal ferromagnetisch, in tegenstelling tot aluminium, dat paramagnetisch is. Door de ferromagnetische eigenschappen van het roestvrije staal kan in de bodemplaat een geïnduceerde stroom opgewekt worden onder invloed van een magnetisch wisselveld, waardoor wervelstromen ontstaan die onder invloed van de elektrische weerstand van het roestvrij staal de bodemplaat opwarmen. Ferromagnetische metalen zoals roestvrij staal lenen zich bijgevolg bijzonder goed voor inductiefornuizen, welke typisch gebruik maken van de hoge frequenties (25 - 100 kHz) gezien deze hoge frequentie leiden tot een snelle opwarming. Dit in tegenstelling tot paramagnetische metalen zoals aluminium, welke dooreen kleinere magnetische permeabiliteit een lagere frequentie vergen, zodoende het magnetisch veld voldoende diep in het materiaal kan dringen. Deze lagere frequenties worden typische niet ondersteund door inductiefornuizen gezien de opwarming bij lage frequenties beduidend trager verloopt. Gezien het aluminium kooklichaam dus niet goed magnetiseerbaar, is zorgt de incorporatie van de roestvrijstalen bodemplaat in het aluminium kookpanlichaam ervoor dat de kookpan uitermate geschikt is voor gebruik op een inductiefornuis. Tevens is het roestvrij staal inherent corrosiebestendig gezien wanneer het in contact komt met zuurstof een chroomoxidelaag vormt die het oppervlak en materiaal verder beschermt tegen corrosie. Het roestvrij staal vereist minstens 11 % chroom en maximaal 1.2 % koolstof om de corrosiebestendige eigenschappen te waarborgen.This method is characterized in that a cooking pan is obtained whose bottom plate consists of stainless steel. In particular, this stainless steel is ferromagnetic, as opposed to aluminum, which is paramagnetic. Due to the ferromagnetic properties of the stainless steel, an induced current can be generated in the base plate under the influence of a magnetic alternating field, as a result of which eddy currents are generated which heat up the base plate under the influence of the electrical resistance of the stainless steel. Ferromagnetic metals such as stainless steel are therefore particularly suitable for induction cookers, which typically use the high frequencies (25 - 100 kHz) since this high frequency leads to rapid heating. This is in contrast to paramagnetic metals such as aluminum, which require a lower frequency due to smaller magnetic permeability, so that the magnetic field can penetrate sufficiently deep into the material. These lower frequencies are typically not supported by induction stoves as the heating at low frequencies is considerably slower. Since the aluminum cooking body is therefore not magnetizable, the incorporation of the stainless steel base plate into the aluminum cooking pot body ensures that the cooking pan is extremely suitable for use on an induction stove. The stainless steel is also inherently corrosion-resistant when it comes into contact with oxygen and forms a chromium oxide layer that further protects the surface and material against corrosion. The stainless steel requires at least 11% chromium and at most 1.2% carbon to guarantee its corrosion-resistant properties.

BE2017/5964BE2017 / 5964

Volgens een voorkeurdragende uitvoeringsvorm wordt de roestvrijstalen bodemplaat gevormd (c) door deze uit een roestvrijstalen plaat te snijden. Bij verdere voorkeur gebeurt dit door middel van een ponspers. Dit proces heeft als voordeel dat de dunne bodemplaten in variabele diameters relatief goedkoop in massa gefabriceerd kunnen worden door ponsstempels met variabele diameters aan te wenden.According to a preferred embodiment, the stainless steel bottom plate is formed (c) by cutting it from a stainless steel plate. This is preferably done by means of a punching press. This process has the advantage that the thin bottom plates in variable diameters can be mass-produced relatively inexpensively by using punch stamps with variable diameters.

In een verdere voorkeursvorm wordt de bodemplaat in een U-vorm gerold. Bij verdere voorkeur gebeurt dit door middel van een plaatwals. Deze voorkeursvorm heeft als effect dat de bodemplaat door zijn U-vorm bij de verankering aan de panbodem (d) mogelijke aanwezige luchtbellen onder uitwaartse druk verdrijft uit het verbindingsvlak.In a further preferred form, the bottom plate is rolled in a U-shape. This is preferably done by means of a plate roller. This preferred form has the effect that the bottom plate, due to its U-shape, expels any air bubbles present from the connecting surface under anchoring pressure during anchoring to the pan bottom (d).

In een verdere voorkeursvorm wordt de U-vormige roestvrijstalen bodemplaat ter hoogte van de middellijn aan de middellijn van de aluminium panbodem bevestigd door bijvoorbeeld druklassen, door de bodemplaat concentrisch op de aluminium panbodem te leggen. Deze voorkeursvorm heeft als effect dat de het kookpanlichaam met de daaraan bevestigde bodemplaat gedurende de fabricage makkelijker te manipuleren is.In a further preferred form the U-shaped stainless steel bottom plate is fixed at the height of the center line to the center line of the aluminum pan bottom by, for example, pressure welding, by placing the bottom plate concentrically on the aluminum pan bottom. This preferred form has the effect that the saucepan body with the base plate attached thereto is easier to manipulate during manufacture.

Volgens een voorkeurdragende uitvoeringsvorm gebeurt het verankeren van de roestvrijstalen bodemplaat aan het aluminium kookpanlichaam (d) bij een druk van 1000 ton/m² tot 2000 ton/m². In een verdere voorkeursvorm bedraagt de druk gebruik makende van een hoge wrijving persinrichting meer dan 1250 ton/m², meer bij voorkeur meer dan 1500 ton/m², of gelegen tussen 1500 ton/m² en 1600 ton/m². In het bijzonder zal hiervoor gebruik gemaakt worden van een hoge wrijving persinrichting. Een dergelijke persinrichting is voorzien van een voetstuk om de kookpan op te plaatsen, een persstempel om de panbodem en bodemplaat samen te drukken en, een hydraulische cilinder om de samendrukkende kracht te creëren.According to a preferred embodiment the anchoring of the stainless steel bottom plate to the aluminum saucepan body (d) takes place at a pressure of 1000 tons / m ² to 2000 tons / m ² . In a further preferred form, the pressure using a high-friction pressing device is more than 1250 tons / m ² , more preferably more than 1500 tons / m ² , or between 1500 tons / m ² and 1600 tons / m ² . In particular, a high-friction pressing device will be used for this. Such a pressing device is provided with a base for placing the cooking pan on top, a pressing stamp for compressing the pan bottom and bottom plate, and a hydraulic cylinder for creating the compressive force.

Deze uitvoeringsvorm heeft als effect dat de individuele metaalroosters van de roestvrijstalen bodemplaat enerzijds en, de aluminium panbodem van de kookpan anderzijds, zich door de kortstondige enorme hoge impactdruk van de hoge wrijving persinrichting verbinden tot één samenhangend kristalrooster, waardoor een beduidend efficiënte bimetaalverbinding ontstaat over het volledige oppervlak van de roestvrijstalen bodemplaat.This embodiment has the effect that the individual metal gratings of the stainless steel bottom plate on the one hand, and the aluminum pan bottom of the cooking pan on the other, connect to one coherent crystal lattice through the short, enormous high impact pressure of the high-friction press device, resulting in a significantly efficient bimetal connection over the full surface of the stainless steel base plate.

BE2017/5964BE2017 / 5964

Bij voorkeur zal een (licht) convexe persstempel gebruikt worden. Door de combinatie van de U-vorm van de bodemplaat en een licht convexe persstempel worden verder mogelijke aanwezige luchtbellen onder de uitwaartse druk uit het verbindingsvlak verdreven. Hierdoor kan de bodemplaat nagenoeg niet loskomen van de aluminium panbodem en wordt een duurzame en slijtvaste kookpan verkregen. Het licht concaaf bodemoppervlak dat omwille van de convexe persstempel wordt verkregen zet bij praktisch gebruik van de kookpan door het opwarmen zodanig uit dat de bodem zich volledig vlak uitstrekt, waardoor de kookpan stabiel op de kookeenheid staat.A (slightly) convex pressing stamp will preferably be used. Due to the combination of the U-shape of the base plate and a slightly convex pressing stamp, further possible air bubbles present are expelled from the connecting surface under the outward pressure. As a result, the bottom plate can hardly come loose from the aluminum pan bottom and a durable and durable pan is obtained. The practically concave bottom surface that is obtained because of the convex pressing stamp expands upon practical use of the cooking pan by heating such that the bottom extends completely flat, so that the cooking pan stands stable on the cooking unit.

In een verdere voorkeursvorm wordt de roestvrijstalen bodemplaat verhit (c) tot een temperatuur tussen 250 °C en 650 °C. In een verdere voorkeursvorm zal de temperatuur hoger zijn dan 350 °C, meer bij voorkeur hoger dan 450 °C, of gelegen tussen 450 °C en 500 °C. Dergelijke temperatuur laat toe dat zowel de bodemplaat als de panbodem enigszins plastisch worden, waardoor het meteen daaropvolgende verankeren van de bodemplaat aan de panbodem onder druk (d) efficiënter kan verlopen.In a further preferred form, the stainless steel bottom plate is heated (c) to a temperature between 250 ° C and 650 ° C. In a further preferred form, the temperature will be higher than 350 ° C, more preferably higher than 450 ° C, or between 450 ° C and 500 ° C. Such a temperature allows both the bottom plate and the pan bottom to become somewhat plastic, so that the subsequent anchoring of the bottom plate to the pan bottom can proceed more efficiently under pressure (d).

In een uitvoeringsvorm wordt de roestvrijstalen bodemplaat verhit door middel van een hydraulische inductieoven. Dit proces heeft als voordeel dat het inductieverhitten gekenmerkt is door een hoge efficiëntie en operationaliteit, waardoor deze inrichting vergeleken met de traditionele verhittingsinrichtingen enerzijds minder energie vereist en anderzijds sneller verloopt. Hierdoor wordt de productiekost gereduceerd.In one embodiment, the stainless steel bottom plate is heated by means of a hydraulic induction oven. This process has the advantage that the induction heating is characterized by a high efficiency and operationality, as a result of which this device, on the one hand, requires less energy and, on the other hand, runs faster compared to traditional heating devices. This reduces production costs.

In een voorkeursvorm wordt het kookpanlichaam bij voorkeur gevormd (a) door het gieten van aluminium in een matrijs volgens de standaard EN 601. In een verdere voorkeursvorm gebeurt dit door het spuitgieten van aluminium in een matrijs. Het gietproces heeft als voordeel dat een gegoten kookpanlichaam een meer complexe structuur toelaat vergeleken met een kookpan vervaardigd uit in vorm geperst plaatmetaal. Hierdoor kan een kookpanlichaam met bijvoorbeeld handvaten of aanhechtingspunten voor afneembare handvaten geproduceerd worden. Daarnaast wordt door het spuitgieten de nabewerking van het kookpanlichaam geminimaliseerd doordat een zuiver en glad oppervlakte verkregen wordt, en kan een dunwandig kookpanlichaam verkregen worden, waardoor bespaard wordt op gewicht en materiaal.In a preferred form, the saucepan body is preferably formed (a) by casting aluminum in a mold according to the standard EN 601. In a further preferred form, this is done by injection-molding aluminum into a mold. The casting process has the advantage that a cast pan body allows a more complex structure compared to a pan made of molded sheet metal. This makes it possible to produce a saucepan body with, for example, handles or attachment points for removable handles. In addition, the post-processing of the saucepan body is minimized by injection molding by providing a pure and smooth surface, and a thin-walled saucepan body can be obtained, thereby saving on weight and material.

BE2017/5964BE2017 / 5964

In een verdere voorkeursvorm wordt de kookpan verder afgewerkt (e) omvattende de stappen:In a further preferred form, the cooking pan is further finished comprising the steps of:

(f) het aanbrengen van een coating aan de binnenzijde van de kookpan, (g) het aanbrengen van een coating aan de buitenzijde van de kookpan, (h) het afslijpen van de coating van de roestvrijstalen bodemplaat, (i) het lasergraveren van de roestvrijstalen bodemplaat, (j) het voorzien van de kookpan van één of meerdere handvaten.(f) applying a coating on the inside of the saucepan, (g) applying a coating on the outside of the saucepan, (h) grinding the coating off the stainless steel base plate, (i) laser engraving the stainless steel base plate, (j) providing the saucepan with one or more handles.

In een voorkeursvorm wordt de binnenzijde van de kookpan (f) voorzien van een deklaag met een thermische expansiecoëfficiënt in overeenstemming met de expansiecoëfficiënt van het kookpanlichaam, zodoende de deklaag en kookpan bij opwarming in dezelfde mate uitzetten. Bij verdere voorkeur is deze deklaag een antiaanbaklaag, zodoende het aanbakken en aankleven van de voeding aan de kookpan te voorkomen.In a preferred form, the inside of the saucepan (f) is provided with a cover layer with a thermal expansion coefficient in accordance with the expansion coefficient of the saucepan body, thus expanding the cover layer and saucepan to the same extent on heating. More preferably, this cover layer is a non-stick coating, thus preventing the baking and sticking of the food to the casserole.

In een voorkeursvorm wordt de buitenzijde van de kookpan (g) voorzien van een deklaag. Bij verdere voorkeur is deze deklaag een verflaag. Bij nog verdere voorkeur is deze deklaag een emaillelaag.In a preferred form, the outside of the saucepan (g) is provided with a coating. This coating is more preferably a paint layer. Even more preferably, this cover layer is an enamel layer.

Bij verdere voorkeur worden bovengenoemde deklagen aangebracht door middel van spuitcoaten. Hierdoor wordt de deklaag uniform over het oppervlak verspreid, waardoor een glad oppervlak bekomen wordt en het risico op het afbladderen van de deklaag beperkt wordt. De deklagen vormen tevens een beschermlaag voor de metalen kookpan waardoor de corrosie- en krasbestendige eigenschappen van de kookpan verbeterd worden.The above-mentioned cover layers are more preferably applied by means of spray coating. As a result, the cover layer is uniformly spread over the surface, so that a smooth surface is obtained and the risk of the cover layer peeling off is limited. The cover layers also form a protective layer for the metal pan, which improves the corrosion and scratch-resistant properties of the pan.

In een verdere voorkeursvorm wordt de kookpan voorzien van een handvat. Bij voorkeur wordt de kookpan voorzien van een afneembaar handvat. Naast het feit dat de kookpan door de integratie van een handvat beter manipuleerbaar is tijdens het koken, zorgt een afneembaar handvat voor het bijkomend voordeel dat de kookpan makkelijker op te bergen en schoon te maken is.In a further preferred form the cooking pan is provided with a handle. The saucepan is preferably provided with a removable handle. In addition to the fact that the integration of a handle makes it easier to manipulate the pan during cooking, a removable handle provides the additional advantage that the pan can be stored and cleaned more easily.

In een tweede aspect betreft de uitvinding een aluminium kookpan, zoals kookpan, braadpan of dergelijke, waarbij de kookpan bestaat uit een aluminium kookpanlichaam met een aan de panbodem verankerde roestvrijstalen bodemplaat. Bij voorkeur wordt deze kookpan vervaardigd volgens de bovenstaande werkwijze (a-j).In a second aspect, the invention relates to an aluminum saucepan, such as a saucepan, frying pan or the like, wherein the saucepan consists of an aluminum saucepan body with a stainless steel base plate anchored to the pan bottom. This cooking pan is preferably manufactured according to the above method (a-j).

BE2017/5964BE2017 / 5964

In een uitvoeringsvorm zal het aluminium kookpanlichaam bestaan uit een panwand met een dikte van 2 mm tot 5 mm. In een verdere uitvoeringsvorm heeft deze panwand een dikte kleiner dan 4 mm, meer bij voorkeur kleiner dan 3 mm, of gelegen tussen 2 mm en 3 mm, zodoende een optimale verhouding tussen enerzijds, voldoende mechanische sterkte en voldoende warmtegeleiding, en anderzijds, een minimum aan gebruikt materiaal te verwezenlijken.In one embodiment, the aluminum saucepan body will consist of a pan wall with a thickness of 2 mm to 5 mm. In a further embodiment, this pan wall has a thickness of less than 4 mm, more preferably less than 3 mm, or between 2 mm and 3 mm, thus an optimum ratio between, on the one hand, sufficient mechanical strength and sufficient heat conduction, and, on the other hand, a minimum material used.

In een uitvoeringsvorm bestaat het aluminium kookpanlichaam uit een panbodem met een dikte van 5 mm tot 10 mm. In een verdere uitvoeringsvorm heeft deze panbodem een dikte kleiner dan 8 mm, meer bij voorkeur kleiner dan 7 mm, of gelegen tussen 6 mm en 7 mm, zodoende een optimale verhouding tussen enerzijds, voldoende mechanische sterkte en voldoende warmtegeleiding, en anderzijds, een minimum aan gebruikt materiaal te verwezenlijken. Ten opzichte van de panwand is de panbodem een stuk dikker gezien de panbodem deze verdikking vergt om het hoge wrijving persproces te doorstaan.In one embodiment, the aluminum saucepan body consists of a pan bottom with a thickness of 5 mm to 10 mm. In a further embodiment, this pan bottom has a thickness of less than 8 mm, more preferably less than 7 mm, or between 6 mm and 7 mm, thus an optimum ratio between, on the one hand, sufficient mechanical strength and sufficient heat conduction, and on the other hand, a minimum material used. Compared to the pan wall, the pan bottom is a lot thicker since the pan bottom requires this thickening to withstand the high friction pressing process.

In een uitvoeringsvorm heeft de roestvrijstalen bodemplaat een dikte tussen 0.5 mm en 1 mm. In een verdere uitvoeringsvorm heeft deze roestvrijstalen bodemplaat een dikte kleiner dan 0.8 mm, meer bij voorkeur kleiner dan 0.6 mm, of gelegen tussen 0.5 mm en 0.6 mm. Dit heeft als effect dat de plaat voldoende dun is om een efficiënte warmteoverdracht van de bodemplaat naar het kookpanlichaam te bewerkstelligen. Tevens zijn inductiefornuizen doorgaans gekenmerkt door een hoge frequentie (25 - 100 kHz), wat zorgt voor een minder diepe penetratie van het magnetisch veld in het materiaal, waardoor een bodemplaat met voorgenoemde dikte volstaat voor deze toepassing.In one embodiment, the stainless steel bottom plate has a thickness between 0.5 mm and 1 mm. In a further embodiment, this stainless steel bottom plate has a thickness of less than 0.8 mm, more preferably less than 0.6 mm, or between 0.5 mm and 0.6 mm. This has the effect that the plate is sufficiently thin to effect efficient heat transfer from the bottom plate to the saucepan body. Induction furnaces are also generally characterized by a high frequency (25 - 100 kHz), which ensures a less deep penetration of the magnetic field into the material, so that a bottom plate with the aforementioned thickness is sufficient for this application.

In een voorkeurvorm bestaat het kookpanlichaam uit een handvat aan de buitenzijde van de panwand, op een afstand van 2 cm tot 6 cm onder de bovenste panrand. Bij verdere voorkeur worden de handvaten vervangen door aanhechtingspunten voor afneembare handvaten. Naast het feit dat de kookpan door de integratie van een handvat beter manipuleerbaar is tijdens het koken, zorgt een afneembaar handvat voor het bijkomend voordeel dat de kookpan makkelijker op te bergen en schoon te maken is.In a preferred form, the saucepan body consists of a handle on the outside of the pan wall, at a distance of 2 cm to 6 cm below the upper pan edge. More preferably, the handles are replaced with attachment points for removable handles. In addition to the fact that the integration of a handle makes it easier to manipulate the pan during cooking, a removable handle provides the additional advantage that the pan can be stored and cleaned more easily.

Claims

CONCLUSIONS

A method for manufacturing a saucepan suitable for an induction cooker, characterized in that the saucepan is composed of an aluminum saucepan body with an additional stainless steel base plate, comprising the steps of:

forming the saucepan body, forming a base plate with a diameter smaller than the saucepan body, preheating the base plate, anchoring the base plate to the saucepan body at a pressure of at least 1000 tons / m ² , and further finishing of the cooking pan, characterized in that the stainless steel base plate is preheated by an induction oven.

Method according to claim 1, characterized in that the base plate is fixedly attached to the aluminum saucepan body at a pressure of 1000 tons / m ² to 2000 tons / m ² by a high-friction pressing device.

Method according to any one of the preceding claims, characterized in that the stainless steel plate is heated to a temperature between then 250 ° C and 650 ° C.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that the aluminum saucepan body is shaped such that the pan walls are between 2 mm and 5 mm thick and the pan bottom is between 5 and 10 mm thick.

A method according to any one of the preceding claims, characterized in that the stainless steel bottom plate is formed such that it has a thickness between 0.5 and 1 mm.

A method according to any one of the preceding claims, characterized in that the saucepan body was formed by casting aluminum into a mold.

A method according to any one of the preceding claims, characterized in that the cooking pan is further finished, comprising the steps of:

applying a coating on the inside of the stew pot, applying a coating on the outside of the stew pot, grinding the coating off the stainless steel base plate, laser engraving the stainless steel base plate,

BE2017 / 5964 providing the saucepan with one or more handles.

A method according to claim 7, characterized in that the inside of the cooking pan is provided with a coating.

9. Method according to claims 7-8, characterized in that the outside is provided with a cover layer.

10. Method as claimed in claims 8-10, characterized in that the cooking pan is provided with one or more handles, which are preferably removable.

A method according to any one of the preceding claims, wherein the bottom plate is rolled in a U-shape prior to anchoring.

A method according to the preceding claim 11, wherein the bottom plate is attached to the pan bottom at the level of corresponding center lines, e.g. pressure welding.

An aluminum saucepan, such as a saucepan, casserole or the like, metals characterized in that the saucepan consists of an aluminum saucepan body with a stainless steel base plate anchored to the pan bottom, and characterized in that the saucepan is manufactured by applying the method according to any one of the preceding conclusions.

An aluminum saucepan according to claim 13, characterized in that the aluminum saucepan body consists of a pan wall with a thickness between 2 mm and 5 mm and a pan bottom with a thickness between 5 and 10 mm.

An aluminum saucepan according to claim 14, characterized in that the pan bottom of the aluminum saucepan is provided with the stainless steel base plate with a thickness between 0.5 mm and 1 mm.