ITMI20090195A1

ITMI20090195A1 - Contenitore da cottura in alluminio utilizzabile su piani ad induzione

Info

Publication number: ITMI20090195A1
Application number: IT000195A
Authority: IT
Inventors: Francesco Ferron; Jacopo Ferron
Original assignee: Ballarini Paolo & Figli Spa
Priority date: 2009-02-13
Filing date: 2009-02-13
Publication date: 2010-08-14
Also published as: HK1146796A1; US20100206870A1; CN101803857B; IT1396558B1; US8212193B2; CN101803857A; EP2218379A1

Description

Descrizione

Contenitore da cottura in alluminio, utilizzabile su piani ad induzione

La presente invenzione si riferisce ad un contenitore da cottura in alluminio, utilizzabile su un piano ad induzione.

È noto che contenitori da cottura in alluminio, generalmente non sono utilizzabili su piani ad induzione che trovano sempre maggior diffusione.

Quindi, per poter utilizzare contenitori in alluminio in combinazione con piani ad induzione, è diventato noto accoppiare il corpo in alluminio del contenitore con un disco in acciaio ferritico, ad esempio acciaio AlSi 430 o AISI 439.

Sono diventati noti anche differenti sistemi per applicare un disco in acciaio ferritico sul fondo di un contenitore in alluminio, in modo da rendere così il recipiente sensibile al campo magnetico, indotto da piani di cottura ad induzione magnetica.

La soluzione più diffusa in tal senso è da ravvisare nell'applicazione di un disco in acciaio tramite un procedimento di saldobrasatura, utilizzando particolari paste saldanti, contenenti argento e portate alla temperatura dì fusione intorno a 500°C.

Queste operazioni di fusione risultano relativamente complesse dal punto di vista tecnologico.

Un’altra tecnica usata per unire un contenitore in alluminio con un disco di acciaio, consiste nell’assemblaggio per frizione, riscaldando durante questa operazione a frizione le parti da assemblare con l'ausilio di presse a bilanciere aventi grande potenza. Questa tecnica viene chiamata comunemente con il termine "impact bonding”.

Tutti i procedimenti finora descritti risultano tecnicamente complessi, inoltre comportano costi non trascurabili.

Negli ultimi tempi è diventato noto un procedimento di assemblaggio, disponendo dischi in acciaio sul fondo del contenitore in alluminio; il disco in acciaio presenta numerosi fori e per assemblare il disco in acciaio con il corpo del contenitore in alluminio. In questo procedimento, il disco in acciaio viene esposto ad un<’>elevatissima potenza di pressatura (superiore alle 1.000 ton), provocando che l'alluminio, dove non riscontra alcuna resistenza per la presenza dei fori praticati nel disco d’acciaio, tende a sormontare e a riempire i fori praticati nel disco d’acciaio.

Per ottenere con il noto procedimento un assemblaggio relativamente sicuro, il noto disco d’acciaio deve essere munito di fori che presentano andamento svasato, restringendosi verso il corpo in alluminio e, durante l’applicazione di forze molto elevate, parte dell’alluminio del fondo del recipiente migra e riempie parzialmente i fori prima menzionati, impedendo così il distacco del disco in acciaio ferritico dal contenitore in alluminio.

La necessità di conferire al disco d’acciaio fori che presentano una notevole svasatura per bloccare il disco, richiede sistemi di tranciatura particolarmente compiessi.

Per ottenere una sufficiente svasatura dei fori, indispensabile per un sicuro assemblaggio con il corpo in alluminio, è inoltre indispensabile, utilizzare dei dischi in acciaio che presentano uno spessore notevole intorno a 0,7 mm e più, la somma delle forature deve essere piuttosto abbondante, interessando in tal caso circa il 25% della superficie del disco in acciaio.

È diventata nota un’ulteriore procedura destinata ad assemblare il corpo in alluminio di un recipiente di cottura con un disco in acciaio; questa operazione di assemblaggio prevede operazioni di ribattitura per formare all’intero dei singoli fori del disco in acciaio delle teste a guisa di chiodo che consentono di agganciare il disco d'acciaio con sicurezza.

A questo punto, va sottolineato che per effetto delle diverse dilatazioni a caldo tra disco in acciaio e corpo in alluminio, l'insieme tra corpo in alluminio e disco di acciaio, risulta sottoposto ad elevatissime forze di deformazione che tendono a staccare il disco in acciaio, qualora questo non sia ancorato in modo sufficiente al corpo di alluminio.

È da tener presente che un disco di acciaio ferritico con un diametro ad esempio di 200 mm presenta un’area pari a 314.000 mm<2>. E, per poter far uscire l'alluminio dai fori praticati nella piastra d’acciaio durante la fase di assemblaggio si dovrà agire con un’elevata forza su tutta la superficie del disco e ne consegue che per realizzare una fase di snervamento dell’alluminio in corrispondenza del fondo del contenitore, dovrebbe essere applicata una forza intorno a 4.000 t di spinta.

Ad un competente del ramo è noto che potenze cosi elevate non sono generalmente disponibili e pertanto, l’alluminio dislocato non riempirà sufficientemente i fori e quindi il disco in acciaio non sarà bloccato perfettamente e di conseguenza, a causa delie differenti dilatazioni termiche che si manifestano durante le fasi di cottura, il disco in acciaio potrà staccarsi. È pertanto scopo della presente invenzione di ovviare agli inconvenienti appartenenti allo stato anteriore della tecnica e di realizzare un accoppiamento tra il fondo di un contenitore in alluminio e un disco in acciaio avente un numero ridotto di fori attraversanti il disco d<’>acciaio, applicando una forza di imbutitura molto ridotta.

Tale scopo viene raggiunto con un contenitore da cottura in alluminio, con un fondo collegato con una piastra d’acciaio ferritico, per consentire un riscaldamento su piani ad induzione, e recante delle forature, prevedendo che la piastra in acciaio viene sottoposta intorno ad ogni foro praticato nella piastra ad una forza (F) che agisce su una sezione anulare, per deformare la piastra d’acciaio intorno ad ogni foro a guisa di Z e che il materiale in alluminio del fondo della pentola dislocato durante la deformazione della piastra d’acciaio si dispone a fungo a ricoprire il perimetro dei fori della piastra. Vantaggiosamente il contenitore prevede che la piastra dopo deformazione, presenta in corrispondenza dei fori dei bordi anulari a superficie inclinata.

Il contenitore prevede che la superficie complessiva dei fori della piastra in acciaio è inferiore al 12% della superficie totale della piastra.

Inoltre, il contenitore prevede che i centri dei fori della piastra fra loro adiacenti hanno una distanza superiore o uguale a 12 mm.

È vantaggioso che lo spessore della piastra è inferiore a 0,5 mm.

Inoltre, il contenitore da cottura in alluminio presenta le caratteristiche come definite in precedenza.

L’oggetto, concepito secondo il ritrovato sarà ora descritto più dettagliatamente e illustrato, tramite una forma di esecuzione data solo a titolo d’esempio, nei disegni allegati, nei quali:

la figura 1 mostra in vista una piastra in alluminio da deformare per realizzare un contenitore di cottura, nonché una piastra d<’>acciaio da applicare sul fondo del contenitore;

la figura 2 mostra schematicamente in sezione uno stampo di deformazione del recipiente nonché uno stampo per l’applicazione di una piastra d’acciaio;

la figura 3 mostra in sezione parte di un contenitore da cucina con la piastra in acciaio applicata;

la figura 4 mostra un dettaglio del fondo di un contenitore con la piastra d’acciaio applicata con un utensile illustrato solamente in dettaglio;

la figura 5 mostra il fondo del contenitore in vista; e

la figura 6 mostra in vista un’ulteriore forma di esecuzione del fondo di un recipiente di cottura.

Come si può rilevare dalla figura 1 , una piastra t in alluminio viene deformata in uno stampo per realizzare un contenitore 2 da cucina che presenta un fondo 3.

Per consentire di utilizzare questo contenitore in alluminio anche su piani di cottura ad induzione, il fondo 3 del contenitore 2 dovrà essere attrezzato di una piastra 4 in acciaio, vantaggiosamente in acciaio ferritico, ottenendo così il vantaggio che il contenitore 2 in alluminio potrà essere riscaldato ad induzione, grazie alla previsione di una piastra 4 in acciaio.

Dalla figura 2 si può rilevare lo stampo di deformazione previsto per dare al contenitore 2 la sua forma finale, realizzando durante la fase di deformazione un fondo nonché pareti sollevate.

II fondo 3 è da attrezzare con una piastra 4 in acciaio ferritico per consentire una perfetta fase di riscaldamento ad induzione elettrica. La piastra 4 presenta una serie dì fori 6 distribuiti attraverso la piastra 4 e, inferiormente lo stampo 5 accoglie uno stampo supplementare 7, il quale in corrispondenza dei fori presenta sporgenze anulari 8, destinate a deformare la corrispondente zona della piastra 4 verso il materiale che costituisce il fondo 3 del contenitore 2 in alluminio.

Al termine della fase di deformazione del contenitore 2, il fondo 3 del contenitore dovrà essere assemblato saldamente con la piastra d’acciaio 4 prima menzionata.

Per ottenere tale assemblaggio, come risulta dalla figura 4 che illustra un particolare IV indicato in figura 3, intorno ad ogni foro 6 della piastra in acciaio 4 sono disposte le sporgenze 8 disposte ad anello.

Applicando a queste sporgenze 8 una forza indicata con F, si preme la zona della piastra 4 in acciaio, disposta intorno ai fori 6 delia piastra verso il materiale del fondo 3, deformando la piastra in questa zona, indicata con 10, a guisa di Z.

Questa deformazione 10 della piastra 4 provoca un dislocamento, come indicato con le frecce (i) in figura 4 e, il materiale dislocato si dispone al disopra delle estremità 10 della piastra che circondano ogni foro 10.

Questo dislocamento del materiale del fondo 3 blocca le estremità 10 della piastra in acciaio mediante una zona deformata a guisa dì fungo 11 .

Per poter conferire alla zona a guisa di fungo 11 un aspetto gradevole e pulito, tra le sporgenze 8 di deformazione si realizza una superficie 12 piana e sul lato esterno, le sporgenze 8 disposte ad anello presentano una superficie 13 inclinata.

In figura 4 è illustrata solamente una zona di deformazione, ma ovviamente a seconda delle necessità, l’utensile 7 presenta sporgenze 8 ad anello, secondo le necessità.

Dalla figura 4 si può rilevare il fondo 4 del contenitore 2.

Questo fondo 4, realizzato in acciaio, presenta una pluralità di aperture 6 passanti, disposte vantaggiosamente in file radiali (figure 5, 6) e in queste aperture 6 la piastra 4 viene bloccata con l'ausilio delie deformazioni a guisa di fungo indicate con 11

Mentre in figura 5 le aperture 6 presentano forma circolare, dalla figura 6 si può rilevare che le aperture 6 praticate nella piastra 4 in acciaio possono presentare anche forma ovale. Grazie alla previsione di un utensile di deformazione 7 che esegue una deformazione solo ed esclusivamente intorno ai fori 6 distribuiti attraverso la superficie della piastra 4, non applicando una forza su tutta la piastra 4 da accoppiare con il fondo 3 del recipiente 2, la forza occorrente assume valori relativamente modesti.

Infatti, l'efficacia del tipo di connessione ottenuto con il ritrovato è talmente elevata che si possono ridurre ad un numero limitato le forature da praticare nella piastra, limitando in tal modo la potenza necessaria. L’applicazione secondo l’invenzione consente di avere un effetto di graffaggio ottimale con una foratura contenuta fra il 9% e il 12% della superficie delia piastra.

Sulla stessa piastra 4 di diametro 200 mm prima considerata, possiamo praticare una foratura con un numero di fori 6 avente una superficie complessiva di circa 3.000 mm<2>.

La superficie totale dei bordi dei fori su cui agisce la forza (F) risulterà inferiore a 6,000 mm<2>.

Pertanto la forza (F) necessaria a snervare l'insieme acciaio/alluminio risulterà inferiore a 500 ton (vale a dire 8÷10 volte inferiore a quella usata in passato.

Claims

Rivendicazioni 1. Contenitore da cottura in alluminio con un fondo (3) collegato con una piastra d’acciaio ferritico (4), per consentire un riscaldamento su piani ad induzione, e recante delle forature, caratterizzato dal fatto che la piastra in acciaio (4) viene sottoposta intorno ad ogni foro (6) praticato nella piastra (4) ad una forza (F) che agisce su una sezione anulare, per deformare la piastra d’acciaio (4) intorno ad ogni foro (6) a guisa di Z e che il materiale in alluminio del fondo della pentola (2), dislocato durante la deformazione della piastra d’acciaio (4) si dispone a fungo a ricoprire il perimetro dei fori (6) della piastra (4). 2. Contenitore, secondo la rivendicazione 1 , caratterizzato dal fatto che la piastra (4), dopo deformazione presenta in corrispondenza dei fori (6) dei bordi anulari a superficie inclinata. 3. Contenitore, secondo la rivendicazione 1 , caratterizzato dal fatto che la superficie complessiva dei fori (6) della piastra in acciaio (4) è inferiore al 12% della superficie totale della piastra (4). 4. Contenitore, secondo la rivendicazione 1 , caratterizzato dal fatto che i centri dei fori (6) della piastra (4) fra loro adiacenti hanno una distanza superiore o uguale a 12 mm. 5. Contenitore, secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che lo spessore della piastra (4) è inferiore a 0,5 mm. 6. Contenitore da cottura in alluminio, avente le caratteristiche come definite nelle rivendicazioni da 1 a 5. OLAIMS 1. An aluminium cooking vessel having a vessel bottom (3) coupied to a ferritic Steel piate (4) for providing an inductlon piane heating, said piate including a pluralìty of piate holes, characterized in that said Steel piate (4) is subjected, about each said piate (4) hoie (6), to a force (F) operatlng on an annular section to deform said Steel piate (4) about each said hole (6) with a Z deformi ng arrangement, and that said aluminium material of said vessel (2) bottom, displaced as said Steel piate (4) is deformed, assumes a mushroom arrangement to cover thè perimeter of thè holes (6) of said piate (4).
2. A vessel, according to claim 1, characterized in that said piate (4), upon deformtng, presents, at said holes (6), inclined surface annular edges.
3. A vessel, according to ciaim 1 , characterized in that said holes (6) of said steel piate (4) have an overall surface which is less than 12% of thè overall surface of said piate (4).
4. A vessel, according to cJaim 1, characterized in that thè centers of adjoining sard holes (6) of said piate (4) are spaced from one another by a dìstance larger than or equa) to 12 mm.
5. A vessel, according to i!aim 1, characterized in that said piate (4) has a thicknes:*less than 0.5 mm.
6. An alumìnium cooking vessel, having thè characteristics according to claims 1 to 5.