EP1781467A1 - Mehrschichtiger, plattenförmiger verbundwerkstoff zur herstellung von induktionsherdgeeignetem kochgeschirr durch umformen - Google Patents

Mehrschichtiger, plattenförmiger verbundwerkstoff zur herstellung von induktionsherdgeeignetem kochgeschirr durch umformen

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Publication number
EP1781467A1
EP1781467A1 EP04738164A EP04738164A EP1781467A1 EP 1781467 A1 EP1781467 A1 EP 1781467A1 EP 04738164 A EP04738164 A EP 04738164A EP 04738164 A EP04738164 A EP 04738164A EP 1781467 A1 EP1781467 A1 EP 1781467A1
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EP
European Patent Office
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composite material
layer
core layer
aluminum
material according
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP04738164A
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English (en)
French (fr)
Inventor
Markus Spring
Norbert E. Hoffstaedter
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Original Assignee
Clad Lizenz AG
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Filing date
Publication date
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Withdrawn legal-status Critical Current

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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B15/00—Layered products comprising a layer of metal
    • B32B15/01—Layered products comprising a layer of metal all layers being exclusively metallic
    • B32B15/012—Layered products comprising a layer of metal all layers being exclusively metallic one layer being formed of an iron alloy or steel, another layer being formed of aluminium or an aluminium alloy
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A47—FURNITURE; DOMESTIC ARTICLES OR APPLIANCES; COFFEE MILLS; SPICE MILLS; SUCTION CLEANERS IN GENERAL
    • A47J—KITCHEN EQUIPMENT; COFFEE MILLS; SPICE MILLS; APPARATUS FOR MAKING BEVERAGES
    • A47J36/00—Parts, details or accessories of cooking-vessels
    • A47J36/02—Selection of specific materials, e.g. heavy bottoms with copper inlay or with insulating inlay
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B15/00—Layered products comprising a layer of metal
    • B32B15/01—Layered products comprising a layer of metal all layers being exclusively metallic
    • B32B15/013—Layered products comprising a layer of metal all layers being exclusively metallic one layer being formed of an iron alloy or steel, another layer being formed of a metal other than iron or aluminium
    • B32B15/015—Layered products comprising a layer of metal all layers being exclusively metallic one layer being formed of an iron alloy or steel, another layer being formed of a metal other than iron or aluminium the said other metal being copper or nickel or an alloy thereof
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/12—All metal or with adjacent metals
    • Y10T428/12222—Shaped configuration for melting [e.g., package, etc.]

Definitions

  • Multilayer, plate-shaped composite material for the production of induction cooker suitable cookware by forming
  • the invention relates to a multilayer, plate-shaped composite material for the production of cookware suitable for domestic cooking by forming, a blank made of the composite material, a cooking utensil Roh ⁇ made ling or produced from the composite material or the Ronde and cookware or made of the composite material, blank or cookware blank according to the preambles of the independent claims.
  • the composite material from which the Ronde is a core of aluminum or copper and at least an outer layer of ferritic stainless steel, which forms the deep-drawn of the blank, the outside of the blank thus produced cooking utensil blank and when cooking on the induction hearth of Generation of cooking heat is used.
  • this outer layer has the disadvantage that the application of a coating, for example a non-stick coating made of Teflon, is technically difficult and cost-intensive, so that the design possibilities regarding the outer surface of the cookware are limited and this cookware is virtually completely finally made with stainless steel outer surfaces.
  • a coating for example a non-stick coating made of Teflon
  • This object is achieved by the multilayer, plate-shaped composite material, the round blank, the cooking utensil blank and the cookware according to the independent claims.
  • a first aspect of the invention relates to a plate-shaped composite material consisting of several metal layers which has such a deep-drawing capability that round blanks, ie circular or oval plates, are made of this composite material without destruction of individual layers by forming, for example deep - Draw, ironing or compression molding, in induction cooker suitable cookware blanks mit- with a bottom portion and a wall portion surrounding this bottom area can be transformed.
  • the composite material has two metallic outer layers and at least one metallic core layer arranged between the outer layers, wherein at least one of the two outer layers, the first outer layer according to the claims, is formed from aluminum or an aluminum alloy and which adjoins these first outer layer adjacent to the core layer, the claim-compliant first Kern ⁇ layer is formed of a ferromagneti Service metal or a ferromagnetic metal alloy.
  • the composite material constructed in this way can be provided on the outer layer consisting of aluminum or an aluminum alloy in a process-technically simple and cost-effective manner with a coating, for example made of Teflon, a decorative coating or a hard ionization, which is preferably done before the forming, for example by deep drawing, for example, after punching the blank from a composite sheet.
  • a coating for example made of Teflon, a decorative coating or a hard ionization, which is preferably done before the forming, for example by deep drawing, for example, after punching the blank from a composite sheet.
  • the second outer layer according to the claims is made of a ferritic or austenitic stainless steel.
  • the claimed first outer layer made of aluminum or an aluminum alloy has a thickness of less than 100 .mu.m, preferably less than 40 .mu.m, and more preferably less than 20 .mu.m, so that as little shielding as possible is required first core layer of ferromagnetic material relative to the Indu Wegsfeld generated by the induction induction field results.
  • both outer sides can be provided with a coating in a simple and cost-effective manner. It is preferred if both outer layers are identical in terms of material and / or layer thickness, since this can reduce the bimetallic effect and thus the tendency of the bottom of a cookware produced from this composite material to distort.
  • the claimed first core layer which directly adjoins the first metallic outer layer according to the invention, is preferably made of a stainless steel alloy, of a non-stainless steel alloy or of nickel or a nickel alloy, the first mentioned and the last-named variant
  • the advantage is that a subsequent exposure of this first core layer in the bottom region of a cookware blank produced from this composite material in order to improve the induction field penetration, for example, by removing the first outer layer according to the invention by chemical methods, eg etching, or mechanical, in particular machining, for example, dressing, is possible, without subsequently resulting in corrosion problems.
  • the composite has, adjacent to the demanding first core layer, at least one second core layer which has a higher thermal conductivity than the first core layer and is preferably made of copper or aluminum or an alloy of one of these metals. This makes it possible to provide a composite material which assists a uniform heat distribution. It is preferred if between the first core layer and the second outer layer, a further core layer is arranged, which has a higher strength than the second core layer and in particular special, that this further core layer of titanium, stainless steel or steel. This results in a composite material with very high mechanical strength.
  • Core layer and the second outer layer a composite of a plurality of further core layers of different alloys of the same metal arranged, and preferably of different aluminum alloys or of pure aluminum and aluminum alloys.
  • the composite of further core layers has an odd number of layers, for example three-, five-, seven- or nine-layered, and moreover, in addition, starting from a middle layer, a symmetrical layering construction with respect to alloy material and / or layer thickness, since this results in the most uniform possible structure, which causes virtually no bimetal effect on heating.
  • the composite material has two preferably identical composites of a plurality of further core layers made of different alloys of the same metal, preferably of different aluminum alloys or of pure aluminum and aluminum alloys, and between them another core layer of another metal or one of them Alloy of another metal, so can achieve optimum properties in terms of thermoforming behavior, strength and thermal conductivity of the composite.
  • the composite starting from a middle core layer, has a symmetrical or mirror-like structure with respect to the material layers and / or layer thicknesses, so that virtually no bimetallic effect results on heating and cooling and warping Soils of cooking utensils formed from this composite material is largely avoided during cooking.
  • the middle core layer preferably has a higher strength than a core layer adjacent to it and is formed, in particular, of steel, stainless steel or titanium or an alloy thereof, since this can significantly improve the mechanical strength.
  • the composite material has a coating, for example made of Teflon, on the required first outer layer or on both outer layers, which facilitates deep-drawing and subsequent coating of a cookware produced from this composite material. Blanks can be omitted.
  • a second aspect of the invention relates to a blank of the composite material according to the first aspect of the invention, from which cookware blanks according to the invention can be produced by deep-drawing.
  • the blank may be provided on one or both sides with a coating, for example a non-stick coating made of Teflon, wherein the coating may also have been applied only after the blank has been punched out of a composite material plate according to the invention.
  • a coating for example a non-stick coating made of Teflon, wherein the coating may also have been applied only after the blank has been punched out of a composite material plate according to the invention.
  • Such blanks can be automatically coated and deep-drawn in today's industrial large-scale plants for the production of coated aluminum cookware, so that relatively low production costs and flexible production result.
  • a third aspect of the invention relates to a cookware blank produced or made of the composite material according to the first aspect of the invention or the Ronde according to the second aspect of the invention
  • the cookware blank has a bottom part and a wall portion surrounding the bottom part and can on its Inside and / or its outer side with a coating, in particular with a non-stick coating, for example made of Teflon be provided.
  • Such cookware blanks can be produced inexpensively by forming, preferably deep drawing, from the composite material according to the invention and result after completion of finishing, such as turning the faces, and attaching handle elements according to the invention induction cooker suitable cookware of high quality, which a fourth and final aspect represent the invention.
  • Figures 1 to 6 are each a section through a composite material according to the invention.
  • FIG. 7 shows a section through one half of a cookware blank according to the invention from a further composite material according to the invention.
  • the composite shows a section through a first multilayer plate-shaped composite material according to the invention for the production of induction cooker-suitable cookware.
  • the composite consists of a first outer layer 1 of aluminum, which has a layer thickness of about 20 ⁇ m, of a second outer layer 2 of aluminum, which has a layer thickness of about 2.5 mm, as well as from a first core layer 3 made of ferromagnetic carbon steel arranged between these and having a layer thickness of approximately 0.5 mm.
  • the layers 1, 2, 3 are intimately interconnected by roll-bonding, so that the composite can be deep-drawn without the layers 1, 2, 3 peeling off from each other.
  • FIG. 2 shows a section through a second composite material according to the invention, which differs from that shown in FIG.
  • FIG. 3 shows a section through a third composite material according to the invention, which differs from that shown in FIG. 2 only in that the second outer layer 2 in FIG.
  • the last-mentioned layer is made of a different material instead of a ferritic stainless steel, for example of a carbon steel, and / or has a different layer thickness.
  • 4 shows a section through a fourth composite material according to the invention, which differs from that shown in FIG. 3 only in that, instead of the second aluminum core layer 4 shown in FIG.
  • a composite of a plurality of further core layers 4a , 4b, 4c, 4d, 4e is made of different aluminum alloys.
  • the core layers 4a, 4b, 4c, 4d, 4e are each about 0.4 mm thick and the core layers 4a and 4d and 4b and 4e are each formed from identical alloys, so that, starting from the middle core layer 4c, a symmetrical resp ., mirror image structure of the composite results.
  • the core layers 4a, 4b, 4c, 4d and 4e For example, the core layers 4a and 4d are about 0, 1 mm thick, the core layers 4b and 4e about 0.2 mm thick and the core layer 4c about 1.4 mm thick.
  • the ker layers 4a, 4b, 4c, 4d, and 4e are made of pure aluminum and aluminum alloys.
  • FIG. 5 shows a section through a fifth composite material according to the invention, which differs from that shown in FIG. 3 in that, instead of the approximately 2. 0 mm thick second core layer 4 made of aluminum shown in FIG. 0 mm thick second core layers 4 are present and between them an approximately 0.5mm thick further core layer 5 made of stainless steel, whereby the composite material shown receives a particularly high mechanical strength.
  • FIG. 6 shows a section through a sixth composite material according to the invention, which differs from that shown in FIG. 5 only in that, instead of the two second core layers 4 made of aluminum shown in FIG a plurality of further core layers 4a, 4b, 4c and 4d, 4e, 4f of different aluminum alloys is present.
  • the core layers 4a, 4b, 4c, 4d, 4e, 4f are each about 0.3 mm thick and the core layers 4a and 4f, 4b and 4e, and 4c and 4d each formed from identical Legie ⁇ ments, so that starting the two networks of the other, here about 0.6 mm thick core layer 5 give a symmetrical or mirror-image layer structure.
  • the core layers 4a, 4b, 4c, 4d, 4e and 4f are of different thicknesses, for example.
  • the core layers 4a, 4c, 4d and 4f are about 0.05 mm thick and the core layers 4b and 4e are about 0.6 mm thick.
  • the ker layers 4a, 4b, 4c, 4d, 4e and 4f alternately consist of pure aluminum and an aluminum alloy.
  • Fig. 7 shows a section through one half of a cookware blank according to the invention, which was produced by deep-drawing an inventive blank from a seventh inventive composite material.
  • the composite material used here differs from that shown in Fig. 3 only in that instead of the shown in Fig. 3 about 2.0 mm thick second core layer 4 of aluminum as the second Kern ⁇ layer 4, an approximately 0.8 mm thick layer of copper and that on the two outer surfaces 1, 2 of aluminum on the inside of the cookware, a non-stick coating 6 made of Teflon and on the cookware outer side a decorative coating is present, wherein both coatings before Tief ⁇ pull on the circular blank were applied from composite material. While preferred embodiments of the invention are described in the present application, it should be clearly understood that the invention is not limited thereto and may be embodied otherwise within the scope of the following claims.

Abstract

Die Erfindung betrifft einen plattenförmigen Verbundwerkstoff aus mehreren Metallschichten (1, 2, 3) zur Herstellung von induktionsherdgeeignetem Kochgeschirr durch Tiefziehen. Dabei weist der Verbundwerkstoff zwei metallische Aussenschichten (1, 2) und mindestens eine, zwischen den Aussenschichten (1, 2) angeordnete metallische Kernschicht (3) auf, wobei zumindest eine der beiden Aussenschichten (1) aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung gebildet ist und die an diese Aussenschicht angrenzende Kernschicht (3) aus einem ferromagnetischen Metall oder einer ferromagnetischen Metalllegierung gebildet ist. Der so aufgebaute Verbundwerkstoff kann auf der aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung bestehenden Aussenschicht auf einfache und kostengünstige Weise beschichtet werden. Hierdurch wird es möglich, qualitativ hochwertiges, induktionsherdgeeignetes Kochgeschirr mit einer gewünschten Beschichtung zu geringen Kosten herzustellen.

Description

Mehrschichtiger, plattenförmiger Verbundwerkstoff zur Herstellung von induktionsherdgeeignetem Kochgeschirr durch Umformen
Technisches Gebiet
Die Erfindung betrifft einen mehrschichtigen, plattenförmigen Verbundwerkstoff zur Herstellung von in¬ duktionsherdgeeignetem Kochgeschirr durch Umformen, eine Ronde aus dem Verbundwerkstoff, einen Kochgeschirr-Roh¬ ling hergestellt oder herstellbar aus dem Verbundwerk¬ stoff oder der Ronde sowie Kochgeschirr hergestellt oder herstellbar aus dem Verbundwerkstoff, der Ronde oder dem Kochgeschirr-Rohling gemäss den Oberbegriffen der unab- hängigen Patentansprüche.
Stand der Technik
In der grossindustriellen Fertigung von qua¬ litativ hochwertigem, induktionsherdgeeignetem Kochge- schirr ist es heute üblich, Kochgeschirr-Rohlinge durch Tiefziehen von Ronden aus mehrschichtigen metallischen Verbundwerkstoffen herzustellen und diese sodann durch Nachbearbeitung und das Anbringen von Griffelementen zu verkaufsfertigem Kochgeschirr weiterzuverarbeiten. Dabei weist der Verbundwerkstoff, aus welchem die Ronde ist, einen Kern aus Aluminium oder Kupfer und zumindest eine Aussenschicht aus ferritischem Edelstahl auf, welche nach dem Tiefziehen der Ronde die Aussenseite des so erzeugten Kochgeschirr-Rohlings bildet und beim Kochen auf dem In- duktionsherd der Erzeugung der Kochwärme dient. Diese Aussenschicht weist jedoch den Nachteil auf, dass das Aufbringen einer Beschichtung, z.B. einer Antihaft-Be- schichtung aus Teflon, prozesstechnisch schwierig und kostenintensiv ist, so dass die Gestaltungsmöglichkeiten betreffend die äussere Oberfläche des Kochgeschirrs ein¬ geschränkt sind und dieses Kochgeschirr praktisch aus- schliesslich mit Edelstahl-Aussenflachen hergestellt wird.
Darstellung der Erfindung
Es stellt sich daher die Aufgabe, einen mehr- schichtigen, plattenförmigen Verbundwerkstoff, eine Ver¬ bundwerkstoff-Ronde, einen Kochgeschirr-Rohling sowie Kochgeschirr zur Verfügung zu stellen, welche die Nach¬ teile des Standes der Technik nicht aufweisen oder diese zumindest teilweise vermeiden. Diese Aufgabe wird durch den mehrschichtigen, plattenförmigen Verbundwerkstoff, die Ronde, den Kochge¬ schirr-Rohling sowie das Kochgeschirr gemäss den unab¬ hängigen Ansprüchen gelöst.
Demgemäss betrifft ein erster Aspekt der Er- findung einen plattenförmigen Verbundwerkstoff aus mehr¬ eren Metallschichten, welcher eine derartige Tiefzieh- fähigkeit aufweist, dass Ronden, also kreisrunde oder ovale Platten, aus diesem Verbundwerkstoff ohne Zerstö¬ rung von einzelnen Schichten durch Umformen, z.B. Tief- ziehen, Streckziehen oder Formpressen, in induktionsherd- geeignete Kochgeschirr-Rohlinge mit- einem Bodenbereich und einem diesen Bodenbereich umschliessenden Wandbereich umgebildet werden können. Dabei weist der Verbundwerk¬ stoff zwei metallische Aussenschichten und mindestens eine, zwischen den Aussenschichten angeordnete metalli¬ sche Kernschicht auf, wobei zumindest eine der beiden Au≤senschichten, die anspruchsgemässe erste Aussen- schicht, aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung gebildet ist und die an diese erste Aussenschicht angren- zende Kernschicht, die anspruchsgemässe erste Kern¬ schicht, aus einem ferromagnetisehen Metall oder einer ferromagnetischen Metalllegierung gebildet ist. Der so aufgebaute Verbundwerkstoff kann auf der aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung bestehenden Aussenschicht auf prozesstechnisch einfache und kostengünstige Weise mit einer Beschichtung, z.B. aus Teflon, einer Dekorbe- schichtung oder einer Hartionisierung versehen werden, was bevorzugterweise noch vor dem Umformen, z.B. durch Tiefziehen, geschieht, z.B. nach dem Ausstanzen der Ronde aus einer Verbundwerkstoffplatte. Hierdurch wird es möglich, qualitativ hochwertiges induktionsherdgeeignetes Kochgeschirr mit einer gewünschten Beschichtung zu relativ geringen Kosten herzustellen.
In einer bevorzugten Ausführung des Verbund¬ werkstoffes ist die anspruchsgemässe zweite Aussenschicht aus einem ferritischen oder austenitischen Edelstahl. In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des Verbundwerkstoffs weist die anspruchsgemässe erste Aussenschicht aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung eine Dicke von weniger als 100 μm, bevorzugterweise von weniger als 40 μm, und noch bevorzugter von weniger als 20 μm auf, so dass eine möglichst geringe Abschirmung der anspruchsgemäεsen ersten Kernschicht aus ferromagne- tischem Material gegenüber dem vom Induktionsherd erzeug¬ ten Induktionsfeld resultiert.
Ist die zweite Aussenschicht des Verbundwerk- Stoffs ebenfalls aus Aluminium oder einer Aluminiumlegie¬ rung, so können beide Aussenseiten auf einfache und kostengünstige Weise mit einer Beschichtung versehen wer¬ den. Dabei ist es bevorzugt, wenn beide Aussenschichten identisch bezüglich Material und/oder Schichtdicke sind, da sich hierdurch der Bimetall-Effekt und damit die Ver¬ zugsneigung des Bodens eines aus diesem Verbundwerkstoff hergestellten Kochgeschirrs verringern lässt.
Die anspruchsgemässe erste Kernschicht, wel¬ che direkt an die anspruchsgemässe erste metallische Aus- senschicht angrenzt, besteht bevorzugterweise aus einer rostfreien Edelstahllegierung, aus einer nicht-rostfreien Stahllegierung oder aus Nickel oder einer Nickellegierung ist, wobei sich bei erstgenannter und letzgenannter Vari¬ ante der Vorteil ergibt, dass ein nachträgliches Freile- gen dieser ersten Kernschicht im Bodenbereich eines aus diesem Verbundwerkstoff hergestellten Kochgeschirr-Roh¬ lings zwecks Verbesserung der Induktionsfeldeindringung, z.B. durch Abtragen der anspruchsgemässen ersten Aussen- schicht durch chemische Verfahren, z.B. Ätzen, oder mech¬ anische, insbesondere zerspanende Verfahren, z.B. Abdre¬ hen, möglich ist, ohne dass sich anschliessend Korro- εionsprobleme ergeben.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist der Verbundwerkstoff angrenzend an die anspruchsge- mässe erste Kernschicht mindestens eine zweite Kern¬ schicht auf, welche eine höhere Wärmeleitfähigkeit auf- weist als die erste Kernschicht und bevorzugterweise aus Kupfer oder Aluminium oder einer Legierung aus einem dieser Metalle ist. Hierdurch lässt sich ein Verbundwerk¬ stoff zur Verfügung stellen, welcher eine gleichmässige Wärmeverteilung unterstützt. Dabei ist es bevorzugt, wenn zwischen der ersten Kernschicht und der zweiten Aussenschicht eine weitere Kernschicht angeordnet ist, welche eine höherer Festigkeit aufweist als die zweite Kernschicht und insbe¬ sondere, dass diese weitere Kernschicht aus Titan, Edel- stahl oder Stahl ist. Hierdurch ergibt sich ein Verbund¬ werkstoff mit sehr hoher mechanischer Festigkeit.
Bevorzugterweise ist zwischen der ersten
Kernschicht und der zweiten Aussenschicht ein Verbund aus mehreren weiteren Kernschichten aus unterschiedlichen Legierungen des gleichen Metalls angeordnet, und zwar bevorzugterweise aus verschiedenen Aluminiumlegierungen oder aus Reinaluminium und Aluminiumlegierungen. Hier¬ durch lässt sich die Tiefziehfähigkeit des Verbundmateri¬ als verbessern und insbesondere die Bildung einer soge- nannten "Orangenhaut" beim Tiefziehen, welche anschlies¬ send durch aufwendige mechanische Nachbearbeitung besei¬ tigt werden müsste, verhindern.
Dabei ist es vorteilhaft, wenn der Verbund aus weiteren Kernschichten eine ungradzahlige Anzahl von Schichten aufweist, z.B. drei-, fünf-, sieben- oder neun¬ schichtig ist, und bevorzugterweise zudem ausgehend von einer mittleren Schicht einen symmetrischen Schichtungs- aufbau bezüglich Legierungsmaterial und/oder Schichtdicke aufweist, da sich so eine möglichst gleichmässige Struk¬ tur ergibt, die beim Erwärmen praktisch keinen Bimetall- Effekt verursacht. Weist der Verbundwerkstoff zwei bevorzugter¬ weise identische Verbünde aus mehreren weiteren Kern¬ schichten aus unterschiedlichen Legierungen des gleichen Metalls auf, und zwar bevorzugterweise aus verschiedenen Aluminiumlegierungen oder aus Reinaluminium und Alumi- niumlegierungen, und angeordnet zwischen diesen eine weitere Kernschicht aus einem anderen Metall oder einer Legierung eines anderen Metalls, so lassen sich optimale Eigenschaften betreffend Tiefziehverhalten, Festigkeit und Wärmeleitfähigkeit des Verbundwerkstoffs erzielen. In noch einer weiteren bevorzugten Ausführ¬ ungsform weist der Verbundwerkstoff ausgehend von einer mittleren Kernschicht einen symmetrischen bzw. spiegel¬ bildlichen Aufbau hinsichtlich der Materialschichten und/oder Schichtdicken auf, so dass sich beim Erhitzen und Abkühlen praktisch kein Bimetall-Effekt ergibt und ein Verwölben der Böden von aus diesem Verbundwerkstoff gebildeten Kochgeschirren während dem Kochen weitestge¬ hend vermieden wird.
Dabei weist die mittlere Kernschicht bevor- zugterweise eine höhere Fesigkeit auf als eine an diese angrenzende Kernschicht und ist insbesondere aus Stahl, Edelstahl oder Titan oder einer Legierung daraus gebil¬ det, da sich hierdurch die mechanische Festigkeit deut¬ lich Verbessern lässt. In noch einer weiteren bevorzugten Ausführ¬ ungsform weist der Verbundwerkstoff auf der anspruchs- gemässen ersten Aussenschicht oder auf beiden Aussen- schichten eine Beschichtung, z.B. aus Teflon auf, wodurch das Tiefziehen erleichtert wird und eine nachträgliche Beschichtung eines aus diesem Verbundwerkstoff herge¬ stellten Kochgeschirr-Rohlings entfallen kann. Ein zweiter Aspekt der Erfindung betrifft eine Ronde aus dem Verbundwerkstoff gemäss dem ersten Aspekt der Erfindung, aus welcher durch Tiefziehen er- findungsgemässe Kochgeschirr-Rohlinge hergestellt werden können. Die Ronde kann ein oder beidseitig mit einer Be- schichtung, z.B. einer Antihaft-Beschichtung aus Teflon, versehen sein, wobei die Beschichtung auch erst nach dem Ausstanzen der Ronde aus einer erfindungsgemässen Ver¬ bundwerkstoffplatte aufgebracht worden sein kann. Solche Ronden können in heute bekannten industriellen Grossan¬ lagen zur Herstellung von beschichteten Aluminiumkochge¬ schirren automatisch beschichtet und tiefgezogen werden, so dass relativ geringe Produktionskosten und eine flexi¬ ble Fertigung resultieren. Ein dritter Aspekt der Erfindung betrifft einen Kochgeschirr-Rohling herstellbar oder hergestellt aus dem Verbundwerkstoff gemäss dem ersten Aspekt der Erfindung oder der Ronde gemäss dem zweiten Aspekt der Erfindung, Der Kochgeschirr-Rohling weist einen Bodenteil und einen den Bodenteil umgebenden Wandbereich auf und kann auf seiner Innenseite und/oder seiner Aussenseite mit einer Beschichtung, insbesondere mit einer Antihaft- Beschichtung, z.B. aus Teflon, versehen sein. Solche Kochgeschirr-Rohlinge lassen sich auf kostengünstige Weise durch Umformen, bevorzugterweise Tiefziehen, aus dem erfindungsgemässen Verbundmaterial herstellen und ergeben nach erfolgtem Endbearbeiten, z.B. Abdrehen der Stirnflächen, und Anbringen von Griffelementen erfin- dungsgemässe induktionsherdgeeignete Kochgeschirre von hoher Qualität, welche einen vierten und letzten Aspekt der Erfindung darstellen.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen Weitere Ausgestaltungen, Vorteile und Anwen- düngen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen An¬ sprüchen und aus der nun folgenden Beschreibung anhand der Figuren. Dabei zeigen: die Figuren 1 bis 6 jeweils einen Schnitt durch einen erfindungsgemässen Verbundwerkstoff; und
Fig. 7 einen Schnitt durch eine Hälfte eines erfindungsgemässen Kochgeschirr-Rohlings aus einem weite- ren erfindungsgemässen Verbundwerkstoff.
Wege zur Ausführung der Erfindung Fig. 1 zeigt einen Schnitt durch einen ersten erfindungsgemässen mehrschichtigen, plattenförmigen Ver- bundwerkstoff zur Herstellung von induktionsherdgeeigne- tem Kochgeschirr. Wie erkennbar ist, besteht der Verbund¬ werkstoff aus einer anspruchsgemäεsen ersten Aussen- schicht 1 aus Aluminium, welche eine Schichtdicke von etwa 20 μm aufweist, aus einer anspruchsgemässen zweiten Aussenschicht 2 aus Aluminium, welche eine Schichtdicke von etwa 2,5 mm aufweist, sowie aus einer zwischen diesen angeordneten anspruchsgemässen ersten Kernschicht 3 aus ferromagnetischem Kohlenstoffstahl, welche eine Schicht¬ dicke von etwa 0,5 mm aufweist. Die Schichten 1, 2, 3 sind durch Walzplattieren innig miteinander verbunden, so dass der Verbundwerkstoff tiefgezogen werden kann, ohne dass sich die Schichten 1, 2, 3 voneinander Ablösen. Bei der Herstellung von induktionsherdgeeignetem Kochgeschirr durch Tiefziehen einer Ronde aus diesem Material ist zu beachten, dass das Material bevorzugterweise derartig verarbeitet wird, dass die dünne erste Aluminium-Aussen- schicht 1 die Aussenseite des Kochgeschirrs bildet. An¬ dernfalls müsste nach dem Tiefziehen die dicke zweite Aluminium-Aussenschicht 2 im Bodenbereich des Kochge- schirrs in der Dicke reduziert oder vollständig entfernt werden, z.B. durch Abdrehen, da sie sonst das Induktions¬ feld von der ferromagnetischen Kernschicht 3 abschirmen würde und das Kochgeschirr dadurch untauglich für Induk¬ tionsherde wäre. Fig. 2 zeigt einen Schnitt durch einen zwei¬ ten erfindungsgemässen Verbundwerkstoff, welcher sich von dem in Fig. 1 gezeigten dadurch unterscheidet, dass die anspruchsgemässe erste Kernschicht 3 statt aus Kohlen¬ stoffstahl aus einem ferritischen Edelstahl gebildet ist und auf der etwa 2,0 mm dicken Aluminiumschicht 2, welche in Fig. 1 die zweite Aussenschicht bildet, eine etwa 0,5 mm dicke Schicht aus ferritischem Edelstahl angeordnet ist, welche hier die anspruchsgemässe zweite Aussen¬ schicht 2 bildet, so dass die hier unter ihr gelegene etwa 2,0 mm dicke Aluminiumschicht nun eine anspruchsge¬ mässe zweite Kernschicht 4 darstellt. Fig. 3 zeigt einen Schnitt durch einen drit¬ ten erfindungsgemässen Verbundwerkstoff, welcher sich von dem in Fig. 2 gezeigten lediglich dadurch unterscheidet, dass auf der etwa 0,5 mm dicken Schicht aus ferritischem Edelstahl, welche in Fig. 2 die zweite Aussenschicht 2 bildet, eine etwa 20 μm dicke Schicht aus Aluminium ange¬ ordnet ist, welche hier die zweite Aussenschicht 2 bil¬ det, so dass die hier unter ihr liegende etwa 0,5 mm dicke Schicht aus ferritischem Edelstahl nun ebenfalls eine ferromagnetische Kernschicht 3 bildet. In einer Va- riante des in Fig. 3 gezeigten Verbundwerkstoffs ist es auch vorgesehen, dass die letztgenannte Schicht statt aus einem ferritischen Edelstahl aus einem anderen Material ist, z.B. aus einem Kohlenstoffstahl, und/oder eine ande¬ re Schichtdicke aufweist. Fig. 4 zeigt einen Schnitt durch einen vier¬ ten erfindungsgemässen Verbundwerkstoff, welcher sich von dem in Fig. 3 gezeigten lediglich dadurch unterscheidet, dass an Stelle der in Fig. 3 gezeigten zweiten Kern¬ schicht 4 aus Aluminium ein Verbund aus mehreren weiteren Kernschichten 4a, 4b, 4c, 4d, 4e aus unterschiedlichen Aluminiumlegierungen vorhanden ist. Dabei sind die Kern¬ schichten 4a, 4b, 4c, 4d, 4e jeweils etwa 0,4 mm dick und die Kernschichten 4a und 4d sowie 4b und 4e jeweils aus identischen Legierungen gebildet, so dass sich ausgehend von der mittleren Kernschicht 4c ein symmetrischer bzw. spiegelbildlicher Aufbau des Verbunds ergibt. Es ist auch vorgesehen, die Kernschichten 4a, 4b, 4c, 4d und 4e unterschiedlich dick auszubilden, z.B. die Kernschichten 4a und 4d etwa 0, 1 mm dick, die Kernschichten 4b und 4e etwa 0,2 mm dick und die Kernschicht 4c etwa 1,4 mm dick. Auch ist es vorgesehen, dass die Kerschichten 4a, 4b, 4c, 4d, und 4e aus Reinaluminium und Aluminiumlegierungen bestehen .
Fig. 5 zeigt einen Schnitt durch einen fünf¬ ten erfindungsgemässen Verbundwerkstoff, welcher sich von dem in Fig. 3 gezeigten dadurch unterscheidet, dass an Stelle der in Fig. 3 gezeigten etwa 2 , 0 mm dicken zweiten Kernschicht 4 aus Aluminium zwei etwa 1,0 mm dicke zweite Kernschichten 4 vorhanden sind und zwischen diesen eine etwa 0.5mm dicke weitere Kernschicht 5 aus Edelstahl, wodurch der gezeigte Verbundwerkstoff eine besonders hohe mechanische Festigkeit erhält.
Fig. 6 zeigt einen Schnitt durch einen sech¬ sten erfindungsgemässen Verbundwerkstoff, welcher sich von dem in Fig. 5 gezeigten lediglich dadurch unterschei¬ det, dass an Stelle der in Fig. 5 gezeigten beiden zwei- ten Kernschichten 4 aus Aluminium jeweils ein Verbund aus mehreren weiteren Kernschichten 4a, 4b, 4c bzw. 4d, 4e, 4f aus unterschiedlichen Aluminiumlegierungen vorhanden ist. Dabei sind die Kernschichten 4a, 4b, 4c, 4d, 4e, 4f jeweils etwa 0,3 mm dick und die Kernschichten 4a und 4f, 4b und 4e sowie 4c und 4d jeweils aus identischen Legie¬ rungen gebildet, so dass die beiden Verbünde ausgehend von der weiteren, hier etwa 0.6 mm dicken Kernschicht 5 einen symmetrischen bzw. spiegelbildlichen Schichtaufbau ergeben. Auch hier ist es vorgesehen, die Kernschichten 4a, 4b, 4c, 4d, 4e und 4f unterschiedlich dick auszubil¬ den, z.B. die Kernschichten 4a, 4c, 4d und 4f etwa 0,05 mm dick und die Kernschichten 4b und 4e etwa 0,6 rnm dick. Auch ist es vorgesehen, dass die Kerschichten 4a, 4b, 4c, 4d, 4e und 4f abwechselnd aus Reinaluminium und einer Aluminiumlegierung bestehen.
Fig. 7 zeigt einen Schnitt durch eine Hälfte eines erfindungsgemässen Kochgeschirr-Rohlings, welcher durch Tiefziehen einer erfindungsgemässen Ronde aus einem siebten erfindungsgemässen Verbundwerkstoff hergestellt wurde. Der hier verwendete Verbundwerkstoff unterscheidet sich von dem in Fig. 3 dargestellten lediglich dadurch, dass an Stelle der in Fig. 3 gezeigten etwa 2,0 mm dicken zweiten Kernschicht 4 aus Aluminium als zweite Kern¬ schicht 4 eine etwa 0.8 mm dicke Schicht aus Kupfer vor¬ handen ist und dass auf den beiden anspruchsgemässen Aus- senschichten 1, 2 aus Aluminium auf der Kochgeschirr- innenseite eine Antihaft-Beschichtung 6 aus Teflon und auf der Kochgeschirraussenseite eine Dekor-Beschichtung vorhanden ist, wobei beide Beschichtungen vor dem Tief¬ ziehen auf die Ronde aus Verbundwerkstoff aufgebracht wurden. Während in der vorliegenden Anmeldung bevor¬ zugte Ausführungen der Erfindung beschrieben sind, ist klar darauf hinzuweisen, dass die Erfindung nicht auf diese beschränkt ist und in auch anderer Weise innerhalb des Umfangs der folgenden Ansprüche ausgeführt werden kann.

Claims

Patentansprüche
1. Mehrschichtiger, plattenförmiger Verbund¬ werkstoff zur Herstellung von induktionsherdgeeignetem Kochgeschirr durch Umformen, insbesondere Tiefziehen, um¬ fassend zwei metallische Aussenschichten (1, 2) und min¬ destens eine, zwischen den Aussenschichten angeordnete metallische Kernschicht (3) , dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine erste der beiden Aussenschichten (1, 2) aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung ist und die an diese erste Aussenschicht (1) angrenzende erste Kern¬ schicht (3) aus einem ferromagnetisehen Metall oder einer ferromagnetisehen Metalllegierung ist.
2. Verbundwerkstoff nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Aussenschicht (2) aus einem ferritischen oder austenitischen Edelstahl ist.
3. Verbundwerkstoff nach einem der vorange¬ henden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Aussenschicht (1) eine Dicke von weniger als 100 μm, insbesondere von weniger als 40 μm und insbesondere von weniger als 20 μm aufweist.
4. Verbundwerkstoff nach einem der vorange¬ henden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Aussenschicht (2) des Verbundwerkstoffs ebenfalls aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung ist, und insbe¬ sondere, dass beide Aussenschichten (1, 2) identisch be¬ züglich Material und/oder Schichtdicke sind.
5. Verbundwerkstoff nach einem der vorange¬ henden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Kernschicht (3) aus Edelstahl, aus einem nicht-rostfreien Stahl oder aus Nickel oder einer Nickellegierung ist.
6. Verbundwerkstoff nach einem der vorange¬ henden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass angrenzend an die erste Kernschicht (3) eine zweite Kernschicht (4, - 4a, 4b, 4c, 4d, 4e, 4f) vorhanden ist, welche eine höhere Wärmeleitfähigkeit aufweist als die erste Kernschicht (3) , und insbesondere, dass die zweite Kernschicht (4, 4a, 4b, 4c, 4d, 4e, 4f) aus Kupfer oder Aluminium oder einer Legierung aus einem dieser Metalle ist.
7. Verbundwerkstoff nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der ersten Kernschicht (3) und der zweiten Aussenschicht (2) eine weitere Kern¬ schicht angeordnet ist, welche eine höhere Festikeit aufweist als die zweite Kernschicht, und insbesondere, dass diese weitere Kernschicht aus Edelstahl, Stahl, Titan oder einer Titanlegierung ist.
8. Verbundwerkstoff nach einem der vorange¬ henden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der ersten Kernschicht (3) und der zweiten Aussenschicht (2) ein Verbund aus mehreren weiteren Kernschichten (4a, 4b, 4c, 4d, 4e, 4f) aus unterschiedlichen Legierungen des gleichen Metalls angeordnet ist, insbesondere aus ver¬ schiedenen Aluminiumlegierungen oder aus Reinaluminium und Aluminiumlegierungen.
9. Verbundwerkstoff nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Verbund eine ungradzahlige An- zahl Schichten aufweist, insbesondere drei-, fünf-, sie¬ ben- oder neunschichtig ist, und insbesondere, dass der Verbund ausgehend von einer mittleren Schicht einen sym¬ metrischen Schichtungsaufbau bezüglich Legierungsmaterial und/oder Schichtdicke aufweisen.
10. Verbundwerkstoff nach einem der Ansprüche
8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Verbundwerk¬ stoff zwei Verbünde aus mehreren weiteren Kernschichten (4a-4c, 4d-4f) aus unterschiedlichen Legierungen des gleichen Metalls, insbesondere aus verschiedenen Alumini- umlegierungen, aufweist und zwischen diesen eine weitere Kernschicht (5) aus einem anderen Metall oder einer Le¬ gierung eines anderen Metalls vorhanden ist.
11. Verbundwerkstoff nach einem der vorange¬ henden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Ver- bundwerkstoff ausgehend von einer mittleren Kernschicht einen symmetrischen Schichtungsaufbau bezüglich Schicht¬ material und/oder Schichtdicke aufweist.
12. Verbundwerkstoff nach Anspruch 11, da¬ durch gekennzeichnet, dass die mittlere Kernschicht eine höhere Festigkeit aufweist als eine an diese angrenzende Kernschicht, und insbesondere, dass sie aus Stahl, Edel- stahl oder Titan oder einer Legierung daraus besteht.
13. Verbundwerkstoff nach einem der vorange¬ henden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass auf der ersten Aussenschicht eine Beschichtung (6), insbesondere eine Teflonbeschichtung (6), angeordnet ist.
14. Ronde hergestellt aus dem Verbundwerk¬ stoff nach einem der vorangehenden Ansprüche zur Her¬ stellung von Kochgeschirr-Rohlingen durch Tiefziehen.
15. Kochgeschirr-Rohling herstellbar oder hergestellt aus dem Verbundwerkstoff oder der Ronde gemäss einem der vorangehenden Ansprüche.
16. Kochgeschirr, herstellbar oder herge¬ stellt aus dem Verbundwerkstoff, der Ronde oder dem Kochgeschirr-Rohling gemäss einem der vorangehenden Ansprüche.
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