ES2202783T3 - Cacerola y procedimiento para fabricar una cacerola. - Google Patents

Abstract

LA INVENCION SE REFIERE A UN RECIPIENTE DE COCINADO DE ACERO FINO CON UN FONDO (12), SUPERFICIES LATERALES EXTERIORES (13), UNA SUPERFICIE INTERIOR DEL FONDO (15), SUPERFICIES REDONDEADAS DEL FONDO (16) Y SUPERFICIES LATERALES INTERIORES (17). LAS SUPERFICIES INTERIORES DEL FONDO (15), LAS SUPERFICIES REDONDEADAS DE FONDO (16) Y LAS SUPERFICIES LATERALES INTERIORES (17) FORMAN LAS SUPERFICIES DIRIGIDAS HACIA UN MATERIAL DE COCINADO. AL MENOS UNA PARTE DE ESTAS SUPERFICIES DIRIGIDAS A UN MATERIAL DE COCINADO MUESTRAN UNA SUPERFICIE DE LAMINACION LISA/FIRME. EN UN PROCEDIMIENTO DE CUERDO CON LA INVENCION PARA LA ELABORACION DE UN RECIPIENTE DE COCINADO DE ESTE TIPO SE ENCUENTRA PRESENTE UN PASO DE LA ELABORACION DE LAS SUPERFICIES, DONDE SOBRE AL MENOS UNA PARTE SEPARADA DE LA SUPERFICIE INTERIOR (15) DEL RECIPIENTE DE COCINADO (11) SE UTILIZA UNA LAMINACION FIRME/LISA. A TRAVES DE LA ELECCION DE LAS CURVAS DE BANDA, A LO LARGO DE LAS CUALES SE APLICA DE FORMA LIMITADA LOCALMENTE UNA PRESIONEN LA DIRECCION PERPENDICULAR A LA SUPERFICIE Y EN EL MOVIMIENTO DE AVANCE, SE OBTIENE UNA SUPERFICIE LAMINADA PLANA Y SE AJUSTAN LAS PROPIEDADES SUPERFICIALES.

Description

Cacerola y procedimiento para fabricar una cacerola.

El invento hace referencia a una cacerola de acero inoxidable con un fondo, con superficies laterales exteriores, con una superficie interior de fondo, con superficies circundantes del fondo y superficies laterales interiores, de modo que la superficie interior del fondo, las superficies circundantes del fondo y las superficies laterales interiores forman las superficies vueltas hacia al producto a cocer, y en que por lo menos una parte de las superficies vueltas hacia al producto a cocer presentan una superficie laminada. Asimismo, el invento hace referencia a un procedimiento para fabricar una cacerola y a un dispositivo para llevar a cabo el procedimiento.

Se conoce una cacerola con las características citadas a través de la patente WO-A-9.633.030. Además, en el estado actual de la técnica se conocen las más diversas cacerolas y procedimientos para su fabricación. De modo especial se conoce, una vez conformada la cacerola, el tratamiento de la superficie vuelta hacia al producto a cocer. Para ello se utilizan conocidos procedimientos para tratar aceros inoxidables, tales como lijado, pulido o decapado.

Seguro que el más conocido recubrimiento, en el actual estado de la técnica, que se utiliza para cacerolas de aluminio, es el recubrimiento con materiales antiadherentes, como el material conocido bajo la marca Teflón. Tales recubrimientos presentan el inconveniente de que son sensibles en lo que respecta a daños en el recubrimiento y requieren un tratamiento especialmente cuidadoso de la cacerola durante el proceso de cocción y también durante su limpieza.

Con respecto a este escrito, se entiende como cacerola cualquier recipiente que pueda usarse en una cocina, que sirva para la preparación de comidas, independientemente de la forma geométrica, la cual puede ser especialmente redonda, ovalada, elíptica, cuadrada o trapezoidal. Por tanto, junto a las cacerolas también incluye sartenes, asadores, freidoras, sistemas de cocción a vapor, ollas a presión etc. Bajo el concepto de cocer no sólo debe entenderse la cocción física de un líquido, sino también de otros procedimientos tales como asar, estofar, rehogar, freír, etc. Como superficie interna de una cacerola se designa toda la superficie funcional de la unidad de cocción, que en el proceso normal de cocción entra en contacto con el producto a cocinar.

Se sabe que la estructura de la superficie de la cacerola vuelta hacia el producto a cocer, y de modo especial su superficie interna del fondo, tienen una influencia decisiva sobre el comportamiento en uso y, en este caso, de modo especial al sofreír y limpiar. Además del recubrimiento antes citado, en el actual estado de la técnica, dichas superficies también son decapadas, lijadas y/o pulidas después de su conformación.

Partiendo de este estado actual de la técnica, el invento tiene por objeto crear una cacerola del tipo citado al inicio, unida con ciertas propiedades antiadherentes, como por ejemplo las conocidas superficies de Teflón de las cacerolas de aluminio, pero con la robustez de una cacerola de acero inoxidable de alto valor.

Asimismo, es objeto del presente invento ofrecer un procedimiento para fabricar una de tales cacerolas y un correspondiente dispositivo.

Este objeto se consigue, de acuerdo con el invento, para una cacerola por el hecho de que por lo menos parte de una superficie vuelta hacia al producto a cocinar, de la cacerola embutida profunda, se lamina lisa y/o a presión una vez embutida.

Dado que después de la embutición profunda la superficie se lamina lisa y/o a presión, se obtiene al mismo tiempo un aumento de dureza y una mayor resistencia a la corrosión. La rugosidad sumamente reducida proporciona destacadas propiedades de desprendimiento, de modo especial para productos asados sin grasa, y permite una fácil limpieza.

El laminado liso y/o a presión es un procedimiento para limitar localmente el desvío axial por efecto de la presión a fin de reforzar la superficie de componentes sometidos a especiales esfuerzos vibratorios, tales como ejes y aros de rodamientos a bolas. En tales casos se trata respectivamente de cuerpos tridimensionales de rotación simétrica y el procedimiento es aplicado por el especialista en la industria de la maquinaria, y de modo particular en el campo del automóvil con objeto de evitar la formación de grietas por cargas variables.

En la reivindicación 3 se indica un ventajoso procedimiento para fabricar una cacerola de acuerdo con el invento. En la reivindicación 7 figura un dispositivo para llevar a cabo el procedimiento.

En las demás reivindicaciones se indican ventajosas formas de realización del invento.

A continuación se describen ejemplos de formas de realización del invento, haciendo referencia a los dibujos. En los mismos:

La figura 1 muestra un proceso de fabricación de una cacerola según un ejemplo de forma de realización del invento;

La figura 2 es una vista esquemática, en sección transversal, de una cacerola según un ejemplo de forma de realización del invento;

La figura 3 es un gráfico de la curva dureza-profundidad para la zona laminada de una cacerola según el invento; y

La figura 4 es una vista esquemática de una cacerola de acuerdo con otro ejemplo de forma de realización del invento, junto con una vista esquemática de un dispositivo para su elaboración.

La figura 1 representa esquemáticamente un proceso de fabricación de una cacerola de acuerdo con un ejemplo de forma de realización del invento. El punto de partida de procedimiento es una pieza de acero inoxidable y resistente a los ácidos 1. La misma es alimentada a la cortadora de rodajas 2, donde se forma en cuerpo de cacerola en la fase 3, mediante la embutición profunda, recorte y estampado de bordes. En determinados casos se incorporan variantes de fabricación, obteniéndose el cuerpo de la cacerola, de dos o más piezas, por ejemplo mediante soldadura adicional, en especial con soldadura por láser.

A continuación viene una etapa opcional 4 para la incorporación de una cápsula de fondo o la aplicación de un fondo de cacerola. Esto puede conseguirse especialmente mediante la soldadura a presión, soldadura blanda o procedimientos similares del actual estado de la técnica.

A la etapa 4 ó 3 le sigue una primera fase de tratamiento superficial 5. Por una parte, la misma consiste en un tratamiento y acabado de las superficies exteriores, o de las superficies internas que no han de tratarse con el procedimiento según el invento, tal como se desprende de la explicación de la figura 2. Por otra parte, esta fase consiste en el tratamiento previo de las superficies internas. Dicho tratamiento puede realizarse especialmente mediante decapado, lijado y pulido.

La segunda fase del tratamiento superficial 6 se refiere al laminado de acuerdo con el invento, que se describe aún con mayor detalle a continuación. La fase 7 se refiere al montaje y control de calidad que precede a una etapa de lavado. Con el recuadro 8 se designa el embalado y la preparación para el suministro de las cacerolas así obtenidas.

Una cacerola 11 de acuerdo con el invento, tal como se ha representado esquemáticamente en la figura 2, está hecha de acero inoxidable. A continuación se describe la fabricación de una cacerola de modo ilimitado con ayuda de una unidad de rotación simétrica. Sobre un fondo 12 hay superficies laterales exteriores 13, un borde de vertido opcional 14, una superficie interior de fondo 15, superficies circundantes del fondo 16 y superficies laterales interiores 17. Naturalmente, en lugar de la cacerola 11, de acuerdo con el invento, puede conformarse cualquier otro recipiente de
cocción.

Con la referencia 18 se designa el eje de simetría de la cacerola 11, es decir, el eje alrededor del cual gira la cacerola 11 en la mecanización según la etapa 6. Para ello se coloca un útil de mecanizado 20 con un cabezal de trabajo 21 sobre la superficie interior del fondo 15 y se ejerce una elevada presión sobre el mismo. De este modo, de acuerdo con el invento, se mecaniza un anillo circular con el radio de la separación existente entre del eje de simetría 18 y el cabezal de trabajo 21. Mediante un desplazamiento del útil de mecanizado 20 a lo largo de la doble flecha 22 se hace variar el anillo circular trabajado y, de este modo, eligiendo avances apropiados, se mecaniza toda la superficie interior del fondo 15. Utilizando un útil de mecanizado 20 con un cabezal de trabajo 21, que rueda con un movimiento en cada dirección, puede conseguirse una conformación sin que se produzcan tensiones transversales adicionales.

Para mecanizar las superficies laterales interiores 17 la cacerola 11 también gira alrededor del eje 18, de manera que únicamente el útil 20 queda dirigido esencialmente perpendicular en la posición representada en la figura. Para mecanizar las superficies circundantes del fondo 16 también se mantiene un constante ángulo recto entre el útil y la superficie a trabajar, para lo cual hay que guiar el útil de manera correspondiente. Además de la posición en ángulo recto, el útil también puede presentar una variación respecto al ángulo recto, por ejemplo de más o menos 15 grados.

El útil 20 es una herramienta para el laminado liso o laminado a presión. Este útil empleado, en el actual estado de la técnica, por ejemplo en la industria del automóvil, sirve para compactar la superficie de rodamientos a bolas y ejes a fin de elevar la resistencia al cambio de cargas.

De acuerdo con el invento, en el ejemplo de forma de realización se consigue un total tratamiento superficial mediante el giro excéntrico, a fin de mecanizar también el contorno central.

Resulta especialmente ventajoso un útil 20 que presenta un cabezal similar a una bola de escribir (un denominado bolígrafo), consistente en una herramienta hidrostática de laminado liso, mediante la cual pueden laminarse contornos complejos, puesto que un desplazamiento lateral no produce tensiones transversales adicionales en la superficie.

En los laminados lisos con este útil, descritos en este ejemplo de forma de realización, el diámetro de la bola, la velocidad de laminado, el avance de laminado y la presión de laminado son decisivas, dependiendo también el resultado del estado anterior al mecanizado de la cacerola antes del laminado liso/a presión. Frente al conocido empleo de este útil para conseguir elementos resistentes a cargas variantes, en las cacerolas son decisivas la estabilidad geométrica y la estructura superficial después de la mecanización. Es necesario un tratamiento de toda la superficie que incluya la zona central y la posibilidad de mecanizar cacerolas que no sean simétricas en rotación.

En modelos de prueba la velocidad de laminado aplicada, con un diámetro de bola de 6 milímetros, es por ejemplo de 150 metros por minuto. Preferiblemente el avance de establece en 0,05 milímetros. La presión del cilindro de laminar se va aumentando escalonadamente en etapas de 50 bar, con lo cual se consigue una superficie satisfactoria y el correspondiente endurecimiento del borde a partir de unos 100 bar.

En la figura 3 se ha representado esquemáticamente la relación existente entre dureza y profundidad. Con la referencia 30 se indica la dureza y con la referencia 31 la profundidad (distancia de la superficie). La curva 32 facilitada es normal para procesos de laminado y puede aprovecharse para una clara identificación del procedimiento según el invento. El chorreado, lijado o pulido no indican el máximo 33 de la dureza a una distancia de aproximadamente 0,05 a 0,1 milímetro de la superficie de la cacerola mecanizada con respecto al intervalo 34. Además da una profundidad de dureza de por lo menos 0,3 milímetros, preferiblemente. La profundidad de la dureza o penetración total del endurecimiento es la zona en la profundidad del material en que la dureza es mayor que la dureza inicial antes de la fase de laminación según el procedimiento. El máximo 33 también puede tener un menor valor de distancia, por ejemplo de 0,02 milímetros de la superficie de la cacerola mecanizada.

El porcentaje de martensita \alpha aumenta cuando se incrementa la presión de laminado. Con una presión de laminado de 100 bar, todavía existe 1/3 por ciento, mientras que en los ejemplos de forma de realización con 150 y 200 bar, los porcentajes son del 1 y el 2 por ciento, respectivamente.

La velocidad de laminado hace que, con velocidades comprendidas entre 50 y 500 metros por minuto, no se produce ningún cambio en la rugosidad lograda. Para evitar marcas de laminado, el avance debe mantenerse lo más pequeño posible. Para evitar tales marcas son necesarios valores inferiores a 0,2 milímetros, siendo ventajoso un valor de 0,05 milímetro.

A partir de unos 100 bar, la presión de laminado produce rugosidades inferiores a 2 micras, mientras que a partir de unos 150 bar no se observó ninguna reducción de la rugosidad nominal por debajo de 1 micra.

Una prueba sobre la calidad de la cacerola fabricada puede juzgarse con cacerolas tratadas con los procesos conocidos, según el actual estado de la técnica (es decir, lijado o pulido de las superficies internas), que no corresponden con el invento, mediante una prueba comparativa de sobre todo tres puntos.

- El comportamiento en sofrito. El sofrito hace, en el actual estado de la técnica, una fuerte adherencia del producto freído, produciendo roturas del producto cuando es desprendido y girado.

- La limpieza del hervor quemado. Al sofreír hervores quemados, de acuerdo con el actual estado de la técnica, para eliminarlos de las cacerolas sólo pueden usarse limpiadores de acero y una intensa limpieza mecánica, dedicando mucho tiempo y esfuerzo. Los granos abrasivos contenidos en el limpiador de acero activan la superficie.

- La calidad de la limpieza, sobre todo cuando se lava a máquina. La limpieza de las conocidas cacerolas a menudo deja restos, por lo que no resulta suficientemente higiénica y también constituye un punto de partida para daños en la zona superficial de la cacerola.

Con el invento puede fabricarse una cacerola que asegure, en caso de sofrito, un mejor desprendimiento rápido y sin daños del producto asado, presentado un comportamiento claramente mejorado al limpiar las superficies sin dejar restos.

Con el procedimiento según el invento se obtiene una superficie interior de una cacerola, que presenta una aspecto metálico desnudo, de poco brillo a brillante, con propiedades antiadherentes y una mayor resistencia a la corrosión. Pruebas comparativas con cacerolas hechas con el mismo material en bruto, en que únicamente se ha omitido la fase 6, han indicado:

- un aumento de la resistencia a la corrosión alrededor del 30 por ciento (análisis potenciodinamico SPK)

- un aumento de la dureza del orden del 20 por ciento (HRV)

- una disminución de la rugosidad por debajo de 2 micras, partiendo de 5 micras en la cacerola sin tratar

- la obtención de una superficie interna de la cacerola no adherente ni humectable por el agua.

Con los dos primeros puntos citados se consigue mejoras en las propiedades físicas, consistentes en una mayor tolerancia respecto a errores de empleo de la cacerola y los causados por el cliente.

La figura 4 muestra una vista esquemática de una cacerola de acuerdo con otro ejemplo de forma de realización del invento, junto con una vista esquemática de un útil de mecanizado. Las mismas características vienen indicadas en todos los dibujos con las mismas referencias.

En la figura 4 también se ha representado una cacerola 11 de rotación simétrica alrededor del eje 18. Pero la superficie del fondo 15 también puede ser, por ejemplo ovalada o esencialmente rectangular, o bien presentar cualquier otra forma determinada.

Únicamente se ha representado un útil de laminar 20 con un cabezal de trabajo 21. No obstante, también pueden emplearse varios útiles de trabajo provistos de más de un elemento de laminar.

La generación del movimiento relativo del útil respecto a la pieza (dirección de mecanización y de avance) puede conseguirse eligiendo el valor favorable y la clase de ejes móviles para la pieza 18, 41, 42 y 43 y para el útil 51,52, 53, 54, 55 y 56 para la respectiva geometría de la cacerola. De este modo puede conseguirse cualquier recipiente deseado con una total mecanización de las superficies.

Junto a la incorporación del laminado liso/a presión en la fabricación de la cacerola, esta fase también puede llevarse a cabo en cualquier otro punto deseado. En todo caso, de este modo, las propiedades antes descritas eventualmente sólo pueden conseguirse en parte. La especial estructura fina de la superficie únicamente puede conseguirse mediante el laminado liso/a presión como mecanización final de las superficies.

De modo especial, también es posible tratar las cacerolas ya en uso, es decir, las cacerolas tratadas superficialmente de acuerdo con el actual estado de la técnica, a fin de proporcionarles posteriormente las propiedades que las mejoran.

Eligiendo el momento de llevar a cabo el laminado liso/a presión en el proceso, pueden conseguirse algunas o todas las siguientes cualidades superficiales: endurecimiento, mayor resistencia a la corrosión, señales con una elección predeterminada de las bandas de laminado, menor tensión superficial y efecto antiadherente. Eligiendo las curvas de las bandas a lo largo de las cuales se aplica una presión localmente limitada en sentido perpendicular a la superficie y el movimiento de avance, se consigue una superficie laminada plana y las citadas propiedades superficiales.

Claims (9)

1. Cacerola de acero inoxidable con un fondo (12), con superficies laterales exteriores (13), con una superficie interior de fondo (15), con superficies circundantes del fondo (16) y superficies laterales interiores (17), de modo que la superficie interior del fondo (15), las superficies circundantes del fondo (16) y las superficies laterales interiores (17) forman las superficies vueltas hacia al producto a cocer y en que por lo menos una parte de las superficies vueltas hacia al producto a cocer presentan una superficie laminada lisa y a presión, caracterizada por el hecho de que por lo menos parte de una superficie vuelta hacia al producto a cocinar, de la cacerola embutida profunda, se lamina lisa y/o a presión después del proceso de embutición.

2. Cacerola de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizada por el hecho de que la superficie laminada presenta una rugosidad menor de 2 micras y una relación máxima dureza profundidad de por lo menos 1,2 veces la dureza inicial del material básico a una distancia de 0,05 a 0,1 milímetro de la superficie laminada, con una profundidad de penetración de la dureza de por lo menos 0,3 milímetro.

3. Procedimiento para fabricar una cacerola (11) con las fases de proceso de:

- cortar una rodaja (2) de una pieza de acero inoxidable y resistente a los ácidos (1);

- embutición profunda, recorte y estampado de bordes (3) del cuerpo de la cacerola;

- una primera etapa del tratamiento superficial (5), que comprende una mecanización previa y de acabado de las superficies exteriores (12, 13) y las superficies interiores (16, 17),

caracterizado por el hecho de que el procedimiento, después de la fase de embutición profunda de la cacerola, comprende una segunda fase de tratamiento superficial (6), de modo que se aplica por lo menos en parte de la superficie interna (15) de la cacerola una presión localmente limitada esencialmente en dirección perpendicular sobre la superficie, mediante una laminación lisa y/o a presión.

4. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 3, caracterizado por el hecho de que la primera fase del tratamiento superficial (5) comprende solo una mecanización previa de las superficies internas (15) que a continuación deben tratarse en la segunda fase y/o que la primera fase del tratamiento superficial (5) incluye decapado, lijado y/o pulido.

5. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 3 ó 4, caracterizado por el hecho de que en la segunda fase (6) se aplica a presión un útil de mecanizado (20) con un cabezal de trabajo (21), esencialmente en dirección perpendicular sobre la superficie interior a mecanizar (5), y se generan sobre la misma bandas de laminado mediante un movimiento relativo entre la cacerola y el útil, de modo que se consiguen superficies interiores (15) mecanizadas planas total o parcialmente.

6. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 3 ó 4, caracterizado por el hecho de que en la segunda fase (6) se hace girar la cacerola (11) alrededor de su eje de simetría (18), aplicándose a presión un útil de mecanizado (20) con un cabezal de trabajo (21), esencialmente en sentido perpendicular sobre la superficie interior a mecanizar (15), de manera que se forma un anillo circular laminado con el radio de la distancia existente entre el eje de simetría (18) y el cabezal de trabajo (21), y que a continuación se desplaza el útil de mecanizado (20) en sentido radial (22) para afectar reiteradamente la parte determinada de la superficie interna (15).

7.Dispositivo para llevar a cabo el procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 3 a 6, caracterizado por el hecho de que existe un soporte para la cacerola, con el cual va fijada o puede moverse en una o varias direcciones (18, 41, 42) paralelas o perpendiculares a su eje de simetría (18), con un útil de mecanizado (20, 21) para el laminado liso y/o a presión de cuerpos tridimensionales, mediante el cual puede ejercerse una presión perpendicularmente a las superficies interiores (15) de la cacerola (11), y en que el útil de mecanizado (20, 21) es fijo o puede moverse en una o más direcciones (51, 52, 53) por medio de un soporte deslizante, de modo que la punta de trabajo del útil de mecanizado (20, 21) se desplaza con respecto a la cacerola (11).

8. Dispositivo de acuerdo con la reivindicación 7, caracterizado por el hecho de que existe un soporte para la cacerola, con el cual la misma puede girar alrededor de su eje de simetría (18), con un útil de mecanizado (20, 21) para el laminado liso y/o a presión de cuerpos tridimensionales, aplicando una presión en dirección perpendicular sobre las superficies interiores (15) de la cacerola (11), y en que el útil de mecanizado (20, 21) va fijado en un soporte deslizante, mediante el cual la punta de trabajo del útil de mecanizado (20, 21) puede desplazarse radialmente (22) al eje de simetría (18) de la cacerola, de modo que puede llevarse a cabo una rotación excéntrica del útil de mecanizado (20, 21) en la zona central de la cacerola (11).

9. Dispositivo de acuerdo con la reivindicación 7 ó 8, caracterizado por el hecho de que el útil de mecanizado (20) tiene un cabezal de trabajo (21) que rueda con un movimiento en cada sentido (22) transversal a la dirección de laminado, de modo que puede conseguirse la conformación sin generar tensiones transversales adicionales.