KR100203952B1 - 조리기구의 제작방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 음식용 둥근 용기를 포함한 조리기구를 제작하기 위한 방법이다. 조리기구는 용기, 열전도재의 판 및 판을 둘러싸는 뚜껑을 포함하며, 뚜껑은 판금원판으로 제작되고 용기를 향하여 볼록한 굴곡부를 형성하는 베이스와 용기 베이스와 용기재킷 사이의 곡선 전이부에서 둥근 용기에 기대어 형성된 칼라를 구비한다. 용기와 뚜껑은 스테인레스 강으로 제작되고, 판은 용기 베이스와 뚜껑과 금속간 결합된다. 판, 판금원판 및 용기 베이스는 전기 저항용접으로 중심 점 용접부를 형성하여 중심에 연결배치된다. 다음에 금속간 결합은 한번 또는 여러번의 충격 압력과 영구변형으로 형성되며 뚜껑-칼라는 판금원판상에 형성되고 뚜껑 칼라의 림은 용기 둘레에 배치된다. 뚜껑 칼라의 형성동안 용기에 기대어 영구적으로 형성되고 가압된 가장자리를 갖는 판금원판으로 제작사용된다. 판금원판, 판 및 용기 베이스는 충격압력에 저항하기 위해 저항용접으로 중심에 배치되며, 충격압력은 뚜껑저부에서 볼록한 굴곡부를 형성하기 위해 사용된다. 충격압력동안 공기는 판금원판과 형성 공정에서의 뚜껑 칼라 사이의 영역으로 퇴출된다. 이러한 공정후 판재료의 소성변형에 대하여 영구변형형태로 밀봉되며, 판재료는 밀봉부의 영역으로 가압된 칼라를 구비한다.

Description

조리 기구 제작 방법

제1도는 본 발명에 따른 방법을 이용하여 제조되는 조리기구 구성요소를 나타내는 종단면도.

제2도는 전기저항 용접에 의해 중심부가 점용접된 후의 제1도의 구성요소를 나타내는 종단면도.

제3도는 본 발명에 따른 프레스 가공 공구 내에 있는 제2도의 물품의 단면도.

제4도는 완성된 조리 기구의 부분단면도.

제5도는 제4도 A부분의 확대 단면도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 용기 2 : 용기 기부

3 : 판 4 : 캡

5 : 판금 원반 6 : 캡의 기부

7, 13 : 칼라 8 : 만곡된 전이부

8 : 용기 측벽 10 : 엣지

11 : 영구 변형부 12 : 점 용접부

본 발명은 기부가 있는 음식수납용 둥근 용기와, 열전도성 재료로 구성된 판과, 이 판을 에워싸는 판금 원반으로 제작된 캡(cap)을 포함하는 조리기구 제작방법에 관한 것으로, 상기 캡은 기부에 용기를 향해 볼록한 만곡부가 형성되며, 상기 캡에는 용기 기부와 용기 측벽 사이의 만곡된 전이 영역에서 둥그 용기와 맞닿는 칼라가 또한 마련되며, 상기 둥근 용기와 캡은 스테인레스 강으로 제조되고, 열전도성 판은 용기 기부와 캡에 금속간 결합한다. 이러한 조리기구의 다양한 실시예는 공지되어 있다.

본 발명은 열전도성 판, 판금 원반 및 용기 기부의 중심을 맞추어 중점에 점용접부를 형성하는 전기 저항 용접에 의해 이들을 결합시키고, 그 후에 1회 이상의 충격 압력과 소성 변형에 의하여 금속간 결합을 발생시키며, 판금 원반에 캡 칼라를 형성하고, 그 테두리를 용기에 위치시키는 것으로 이루어지는 방법을 기초로 한다. 물론, 본 발명이 기초로 하는 방법과, 본 발명에 따른 방법은 상온에서 또는 가열상태에서 수행될 수 있다. 충격 에너지는 용기(적어도 기부영역), 캡 및 판의 온도에 대응하게 조절된다. 일반적으로, 이러한 온도는 판재료의 용융점 근처에서 이 용융점보다 충분히 낮게 설정된다. 판재료로는 공업적으로 순수한 알루미늄이 매우 유용하다. 또한, 구리도 유용한 판재료이다. 조리기구는 포트, 냄비 등과 같은 것일 수도 있으며, 특히 조리 포트와 압력솥일 수 있다. 판은 열판 또는 스토브판으로부터 음식물로의 열전달을 향상시킨다. 금속간 결합이 손상된 경우에, 열전달은 악화된다. 이러한 현상은 캡의 칼라부분에서 결함이 발생하는 경우에 특히 현저한데, 그 이유는 경험상으로 알 수 있는 바와 같이, 상기 결함이 조리 기구의 사용시에 이 칼라부분으로부터 전파될 수 있기 때문이다.

본 발명이 기초로 하는 공지된 방법(DE-PS 22 58 795)은 조리 기구에 있어서 캡 기부에 용기를 향해 볼록한 만곡부를 형성하지는 않는다. 그 대신에, 이 공지된 방법에 따른 캡 기부는 거의 편평하다. 편평한 판금 원반을 사용하는 경우, 칼라를 캡에 형성할 때 판금 원반의 엣지를 용기에 맞닿게 영구적으로 변형되게 설계될 수도 없고 설계하지도 않는다. 목적은 단지 용기에 충분히 밀착 결합되도록 판금 원반의 값을 성형하거나 경사지게 하는 것이다. 이 때문에, 원반의 직경은 포트의 정격(定格)의 외경보다 작다. 충격 압력은 캡의 기부를 편평하게 성형하고, 동시에 칼라를 성형한다. 실제로, 이러한 방식으롤 캡, 캡의 기부, 캡의 칼라 및 판 사이에, 또는 판과 용기 기부 사이에 결함이 없는 금속간 결합을 확실하게 형성할 수 없다. 빈번하게는, 충격 압력 전에 확보된 중심 맞춤 상태가 훼손되어 제품을 폐기해야만 한다.

공지된 다른 방법(EP O 209 745)에서의 공정은 다음과 같다. 판을 점용접으로 예비 성형된 캡의 기부에 고정시킨다. 캡, 판 및 용기 기부로 이루어지는 조립체 또는 용기를 판재료의 용융점 근처에서 용융점 보다는 낮은 온도로 가열시킨다. 판의 초기 두께는 금속간 결합이 이루어진 후의 판의 최종 두께보다 20%이상 두껍다. 최초 충격 압력의 단계에서, 압력은 조립체의 중심에서 값엣지로 점진적으로 가해져서 특유의 볼록한 구조를 형성하는데, 즉 성형된 판과 용기의 볼록면의 전체 만곡도는 최종 형태의 용기 기부의 평균 직경의 적어도 0.5%이다. 이것은 중심으로부터 용기 기부, 판 및 캡으로 이루어진 조립체의 외부로 공기를 배출시키는 방법이다. 그러나, 이 공지된 방법은 전술한 단계의 유용성을 제약하게 된다. 이것은, 한편으로 판의 초기 두께가 금속간 결합 달성후의 판의 최종 두께 보다 20%이상 두꺼워야하며, 다른 한편으로 볼록면의 만곡도를 전술한 바와 같이 조절해야 한다고 하는 조건 때문이다. 또한 점 용접 결합이 중심에서 행해지고, 충격 압력에 저항성이 있어야 하는 것으로는 기재되어 있지 않다. 점 용접 결합이 충격 압력 중에 파괴되는 경우, 충격 압력이 가해지는 중에 위치 변화를 저지하는 것은 불가능하다. 결과적으로, 심지어 판의 림과 캡의 칼라에서조차 모든 요구를 충족시키는 금속간 결합을 보장할 수는 없다. 그러나, 실제에 있어서, 전체적으로, 특히 캡의 기부의 영역에서 결함없는 금속간 결합이 이루어지는 것은 매우 중요하다(정기 간행물, 재료 검사(Materialprufung) 1991년판 33권 제4호, 89 내지 91페이지 참조).

출발재료가 비교적 편평한 판금 원반이 아니라 예비 성형된 봉합 캡인 경우에, 현재까지는 금속간 결합을 보장하는 광범위하게 자동화된 공정이 존재하지 않는다.

본 발명의 목적은 전술한 방법(DE 22 58 795)을 기초로 하여 용기를 향해 볼록하게 만곡된 면이 마련된 캡의 기부와 캡의 칼라가 있고 모든 요구를 충족시킬 수 있는 서두에서 설명된 구조를 가지는 조리 기구를 제조하는 것이다.

이 때문에, 본 발명은 엣지를 갖는 판금 원반을 사용하는데, 이 판금 원반은 용기에 맞닿아 압착되어 영구적으로 변형될 수 있으며 캡의 기부를 볼록하게 만곡시키기 위하여 충격 압력에 견디도록 판금 원반, 판 및 용기 기부를 저항 용접에 의하여 중심을 맞추며, 성형 공정 중에 있어서는 먼저 충격 압력이 작용하는 동안 공기를 원반과 캡 사이의 영역 밖으로 배출시키고, 그 후에 판 재료의 소성 변형과 관련하여 영구 변형으로 밀봉부를 형성하며, 판 재료의 칼라를 형성하여 밀봉부의 영역속으로 가압한다. 물론, 위에서 강조한 약간 볼록한 형상의 캡의 기부를 얻기 위해서는 프레스에 충격 압력을 가하는 다이, 펀치와 같은 공구를 조정해야 한다. 대개, 용기 기부는 외측으로 약간 볼록하다. 물론, 최종 조리 기구에서의 판이 용기 기부와 캡 사이의 공간을 완전히 채우도록, 즉 금속간 결합 중에, 판이 기밀 방식으로 전술한 밀봉부의 영역으로 돌출하는 칼라를 형성하도록 하기 위해서는 용기 기부, 캡 및 판과 관련한 기하학적인 조건도 조절되어야 한다. 금속간 결합을 위해서는, 판 재료의 일정하고 저해되지 않는 흐름이 중요하다. 판은 편평한 판이거나, 렌즈 모양 또는 계단 모양의 단면을 가질 수 있다. 선택적으로, 본 발명에 따르면, 캡의 표면과 판과 마주하는 용기 기부의 표면은, 예컨대 엣칭, 황삭(荒削) 등에 의하여 금속간 결합을 보조하도록 제작된다. 또한 캡 칼라의 림이 용기와 결함이 없이 맞닿아야 하는 것도 특히 중요하다. 만약 판 재료가 외부로 삐져나오면, 용기는 외관상의 이유로, 그리고 부식을 피하기 위해서 폐기해야 한다. 틈새가 있는 경우, 사용 또는 세척 중에 물이 들어가, 부식을 통한 문제가 발생할 수 있다.

본 발명에 따르면, 상기 공정을 더욱 개발할 여러 가지 가능성이 존재한다. 예컨대, 판은 소성 변형 전의 상온 상태에서의 두께와 소성 변형 후의 두께의 차이가 소성 변형 후의 두께의 16% 이하일 수 있다. 비록 판의 초과 두께가 비교적 얇지만, 본 발명은 결함이 없는 금속간 결합을 형성한다. 전술한 바와 같이, 충격 압력 중에 캡의 칼라를 영구 변형으로 용기에 맞닿아 성형하는 것은 포트의 공칭 외경보다 큰 직경의 판금 원반을 이용하면 아무 어려움없이 달성될 수 있다. 판금 원반의 두께가 용기를 형성하는 금속의 두께와 거의 동일한 것이 바람직하다. 판금 원반은 용기 기부를 형성하는 판금보다 얇으며, 그 두께 차이는 판금 원반 두께의 20% 이하이다.

전술한 바와 같이, 본 발명에 따른 방법은 상온에서 또는 가열 상태에서 수행될 수 있다. 가열 상태의 경우, 본 발명에 따른 바람직한 실시예는 판의 용융점 부근의 온도의 용기, 캡 및 판에 충격 압력을 가하고, 충격 압력 공구는 100 내지 350℃ 범위의 온도에서 사용하는 것을 특징으로 한다.

놀랍게도, 본 발명에 따른 방법은 충격 압력 중에, 캡이 칼라없는 판금 원반으로 제작되더라도 전술한 모든 조건을 만족시켜서, 캡을 칼라와 예비 조립될 필요가 없이 캡, 캡의 칼라 및, 용기를 향하여 볼록한 캡의 기부를 구비하는 서두에 언급한 조리 기구를 제조하는데 사용될 수 있다. 이것은 전술한 단계들이 작업 과정에서 조합되기 때문이다. 용접 결합이 충격 압력에 견디기 때문에, 영구 변형이 구조적으로 결정된 지점에 거의 정확하게 발생하며, 매우 정확할 수 있다. 충분한 에너지가 공급되는 경우, 충격 압력에 견디는 용접부를 전기 저항 용접에 의하여 얻을 수 있다. 이것은 본 발명의 경우 비교적 얇은 판을 사용하기 때문에 가능하다. 캡이 성형과 동시에, 소성 압력에 의한 판의 변형으로 인하여 중심이 어긋남이 없이 이러한 중요 영역에서 특히 확실하고 강한 금속간 결합이 형성된다. 캡의 엣지는 제작 중에 그리고, 냉각 후에 용기와 접촉하여 용기를 밀봉한다. 용기 기부와 캡 사이에 틈새가 발생하지 않으므로, 용기를 사용하고 세척하는 동안에 물이 유입되지 않아, 부식으로 인한 문제가 발생하지 않는다.

이하, 단지 예로서 도시된 실시예의 도면을 참조로 본 발명을 상세히 설명한다.

제1도 내지 제3도엔느 음식을 담는 둥근 용기(1)를 포함한 조리기구를 제조하기 위한 부품이 도시되어 있다. 도면에는 용기기부(2), 열전도성 재료로 구성된 판(3) 및 이 판(3) 위에 놓여 있는 캡(4)이 도시되어 있다. 캡(4)은 판금 원반(5)으로 제조된다. 제4도에 도시된 바와 같이, 캡(4)의 기부(6)에는 용기 기부(2)를 향해 볼록한 만곡부(K)가 있으며, 용기기부(2)와 용기 측벽(9) 사이에 있는 만곡된 전이부(8)에서 둥근 용기(1)에 맞닿는 칼라(7)를 구비한다. 용기(1)와 캡(4)은 스테인레스 강으로 제조된다. 판(3)은 용기 기부(2)와 캡(4)에 금속간 결합된다.

제1도 및 제2도를 대조하면 알 수 있는 바와 같이, 본 발명에 따른 방법에 의하여 완전한 캡(4)을 얻기 위해 편평한 판금 원반(5)이 사용된다. 판금원반(5)은 캡(4)에 칼라(7)가 형성될 때 판금 원반의 엣지(10)가 영구 변형으로 용기(1)에 맞닿은 상태로 가압되도록 형성되고 크기가 정해진다. 이 때문에, 캡의 직경은 제1도 및 제2도에서 확대된 형태로 도시된 바오 k같이 포트의 정격 외경보다 크다. 실제로, 직경의 차이는 수 밀리미터, 예컨대 3내지 5mm이다. 제2도에 도시된 바와 같이, 판금 원반(5), 판(3) 및 용기기부(2)는 충격압력에 견디도록 저항용접에 의하여 중심부에서 적절한 크기의 점 용접부(12)로 용접된다. 명확하게 하기 위하여, 제2도 및 제3도에는 과장된 형태로 도시되어 있다.

제4도에 도시된 바와 같이, 캡의 기부(6)에 볼록한 만곡부(K)를 성형하도록 충격 압력을 가할 수 있다. 성형공정의 결과로서, 충격압력이 가해지는 도안, 공기가 우선적으로 배출되어, 이 공정 중에 또는 이 공정 후에 영구 변형부(11)가 형성된다(제5도 참조). 영구 변형부(11)는 판재료의 소성변형과 관련하여 밀봉부의 역할을 한다. 그 결과, 판재료는 영구 변형부(11)의 밀봉 영역속으로 가압하는 칼라(13)를 형성한다(제4도 및 제5도 참조). 판(3)은 소성 변형 전의 상온에서의 판(3)의 두께와 소성변형 후의 두께의 차가 소성변형 후의 두께의 16%이하일 수 있다. 실시예로서 알 수 있는 바와 같이, 용기(1)를 형성하는 판금과 두께가 거의 동일한 판금 원반(5)을 이용하였다. 온도 조건과 관련하여, 판의 용융점 근처의 온도에 있는 용기, 캡 및 판에 충격압력이 가해지며, 충격 압력 공구는 100 내지 350℃ 범위의 온도에서 사용된다.

Claims (6)

1. (a) 기부가 있는 스테인레스 강제 용기와, 상기 기부에 대향하게 놓여있는 열전도성 재료로 구성된 판과, 판금 원반으로 제작되어 상기 판을 덮는 캡으로서, 용기를 향하여 볼록한 만곡부가 형성된 기부와, 용기 기부와 용기 벽 사이의 만곡된 전이영역에서 용기의 둥근 부분에 맞닿는 칼라르 구비하고, 스테인레스 강으로 제조되는 그 캡을 조립하는 단계와, (b) 판과, 판금 원반과 용기기부의 중심을 맞추고, 전기 저항 용접에 의하여 충격압력에 견디는 점 용접부를 형성하는 단계와, (c) 1회 이상의 충격압력과 소성변형에 의하여 상기 판, 용기 기부 및 엣지를 갖는 판금 원반으로 형성된 캡을 금속간 결합시키고, 상기 판금 원반에 테두리가 용기에 맞닿아 가압되게 캡 칼라를 성형하는 금속간 결합 형성단계를 포함하고, 상기 금속간 결합 형성단계는, 캡의 기부에 블록한 만곡부를 제공하도록 충격압력을 가하는 단계와, 상기 압력을 가하는 단계와 동시에 원반과 캡 사이의 영역으로부터 공기를 배출시키는 단계와, 상기 공기를 배출시키는 단계와 동시에 엣지를 용기에 맞닿게 가압함으로써, 용기에 개별적인 표면이 마련되어 이 표면들이 그들 사이에서 상기 엣지가 용기와 접촉할 때 상기 엣지와 정합하는 영구 변형부를 용기에 형성하는 단계와, 상기 영구 변형부에 맞닿은 상태로 상기 엣지를 영구적으로 가압 성형하여 판이 소성 변형되는 동안 영구 변형부에 밀봉부를 형성하는 단계와, 판에 칼라를 형성하고 이 칼라를 밀봉영역에 압착하는 단계로 구성되는 것을 특징으로 하는 조리기구 제작방법.
2. 제1항에 있어서, 상기 판은 소성 변형전의 상온에서의 두께와 소성변형 후의 두께의 차가 이 소성변형 후의 두께의 16% 이하인 것을 특징으로 하는 조리기구 제작방법.
3. 제1항 및 제2항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 판금 원반의 직경은 포트의 공칭 외경보다 큰 것을 특징으로 하는 조리기구 제작방법.
4. 제1항 및 제2항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 판금 원반의 두께는 용기를 형성하는 판금의 두께와 동일한 것을 특징으로 하는 조리기구 제작방법.
5. 제1항 및 제2항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 판금 원반은 용기를 형성하는 판금의 두께보다 얇으며, 그 두께 차이는 판금 원반의 두께의 20% 이하인 것을 특징으로 하는 조리기구 제작방법.
6. 제1항 및 제2항 중 어느 한 항에 있어서, 충격압력은 판의 용융점 근처의 온도의 용기, 캡 및 판에 가해지고, 충격압력 공구는 100내지 350℃ 온도 범위에서 사용되는 것을 특징으로 하는 조리기구 제작방법.