KR100218571B1 - 조리기구의 제작방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 음식물을 수용하기 위한 둥근용기, 베이스를 구비한 용기, 열전도성 재료로 형성된 판, 판을 둘러싸고 있는 뚜껑을 포함하는 조리기구를 제작하는 방법에 관한 것이다. 판은 포위하는 뚜껑에 끼워지고 뚜껑과 뚜껑 위에 미리 형성된 칼라 사이의 환형유동 공간에 위치된다. 용기 베이스와 판 및 뚜껑을 포함한 조립체는 펀치와 프레스의 다이 사이의 중앙에 위치되고, 한번 또는 여러번의 충격압력에 의해 금속간 결합되어서 용기 주위의 뚜껑의 가장자리를 형성하고 뚜껑의 볼록한 곡률면을 형성한다. 그리고 충격압력 동안 그 판은 소성변형에 의해 유동공간까지 압박되고, 그곳에서 그것은 뚜껑바닥부와 뚜껑 칼라 및 용기의 대응하는 부분들에 금속간 결합된다. 평면도상 원형이고 그것의 원형 외주부 주위의 모서리에 적어도 세 개의 중앙돌출부를 구비한 기초 부재를 포함한 판을 사용한다. 판 기초부재의 재료와 중앙돌출부의 재료가 유동 결합되는 것과 동시에 금속간 결합이 이루어지도록 충격압력이 가해지고, 연속한 소성변형 동안에, 판재료는 뚜껑칼라의 가장자리 부분까지 압박된 균일한 칼라를 형성한다.

Description

조리기구의 제작방법

제1도는 본 발명을 따른 절차의 일단계동안 다이(die)와 펀치(punch)를 구비한 공구와 조리기구의 용기 및 뚜껑과 판을 도시한 부분 수직 단면도.

제2도는 제1도에 도시된 것의 다른 실시예를 도시한 단면도.

제3도는 제1도에 도시된 것의 A-A선을 따른 단면도.

제4도는 뚜껑 부분에서 본 발명 방법에 의해 제작된 조리기구의 부분 수직 단면도.

제5도는 제4도에 도시된 것의 B 부분의 확대도.

제6도는 제4도에 도시된 것의 C-C선을 따른 단면도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 용기 2 : 용기 베이스

3 : 판 4 : 뚜껑

5 : 다이 6 : 뚜껑칼라

8 : 펀치 9 : 중앙 돌출부

10 : 테두리

본 발명은 음식을 담을 수 있으며 베이스와, 열전도성 재료로 만들어진 판 및 판을 둘러싸는 뚜껑을 갖춘 둥근 용기를 포함하는 조리기구의 제조 방법에 관한 것으로서, 뚜껑의 베이스는 용기를 향하여 볼록한 곡률부를 형성하며 뚜껑은 용기 베이스와 용기 재킷 사이의 곡선 전이영역에서 용기에 접한 칼라(collar)를 가지며, 용기와 뚜껑은 스테인레스강으로 제작되고, 판은 용기 베이스와 뚜껑에 금속간 결합되며, 금속간 결합을 생성시키기 위해 판과 미리 형성된 뚜껑칼라 사이의 환형 유동 공간이 남도록 판을 뚜껑에 삽입하고, 용기 베이스와 판 및 뚜껑을 포함한 조립체는 펀치와 프레스의 다이 사이의 중심에 위치되어 하나 또는 다수의 충격 압력에 의해 금속간 결합되어 뚜껑 바닥부의 볼록한 곡률부를 형성하고 용기 주위에 뚜껑의 가장자리를 주조 성형하며, 충격압력 동안 판은 소성 변형에 의해 유동공간으로 압착되어 그곳에서 뚜껑 베이스와 뚜껑 칼라 및 용기의 상응하는 부분에 금속간 결합된다.

물론, 이 방법은 주변 온도에서 또는 열에 의해 수행될 수 있다. 충격 에너지는 베이스 근처에서 용기나 뚜껑 및 판의 온도를 따라 조절될 것이다. 보통 이 온도들은 판 재료의 융점온도 이하의 근처에서 적절하게 선택된다. 산업상 순수한 알루미늄 형태인 알루미늄은 매우 유용한 판의 재료이다. 또한 구리도 유용한 판의 재료이다. 조리 기구들은 냄비(pot)나 팬(pan), 특히 쿠킹 냄비나 압력 쿠커들일 수 있다. 판은 열판이나 스토브용 판으로부터 음식물로의 열전달을 향상시키기 위한 것이다. 열전달은 만약 금속간 결합이 손상되면 해로운 영향을 받는다. 이러한 영향은 그 손상이 뚜껑 칼라의 영역에서 발생할 경우에도 적용된다. 물론, 프레스에서 충격압력을 가하기 위한 다이와 펀치와 같은 공구들은 전술한 뚜껑 바닥부의 약간 볼록한 형태를 얻을 수 있도록 조정되어야만 한다. 보통 용기 베이스는 밖으로 약간 볼록하게 제작된다. 물론, 완성된 조리기구에서 판이 용기 베이스와 뚜껑 사이의 공간을 완전히 채우도록, 즉 금속간 결합이 제작될 때 유동공간에 들어가 채우도록, 용기베이스와 뚜껑 및 판에 관한 기하학적인 조건이 조정되어야만 한다. 판재료의 명확하고 평탄한 흐름이 금속간 결합을 위해 중요하다. 그 판은 평평한 판일 수 있고, 또는 렌즈모양이나 계단모양의 단면을 가질 수 있다.

선택적으로 본 발명에 따라서, 판에 접한 뚜껑과 용기 베이스의 표면은 에칭(etching)이나 라프닝(roughening)등에 의해 금속간 결합을 촉진시키도록 설계된다. 또한 뚜껑칼라의 가장자리는 완전 무결하게 용기와 접해야만 하는 것이 특히 중요하다. 만약 판재료가 여기서 흘러나온다면, 용기는 미관상 이유와 부식 방지를 위해 거절되어야만 할 것이다. 만약 갭이 있으면, 그 용기의 사용이나 세척동안 물이 들어가서 부식에 의한 문제를 일으킬 수 있다.

본 발명이 기초한 종래의 방법 EP O 209 745에서, 작동은 다음과 같다. 판은 점용접에 의해 뚜껑 표면의 중심부에 고정된다. 뚜껑, 판, 용기베이스 또는 용기를 포함하는 조립체는 판재료의 용융점 이하 근처의 온도로 가열된다. 판의 최초 두께는 금속간 결합이 이루어진후 최종 판의 두께보다 적어도 20정도 크다. 충격압력의 제1단계에서 그 압력은 특별한 볼록체를 얻기위해, 즉 형성된 판과 용기의 볼록체의 전체 곡률이 그것의 최종 형태에서 용기베이스의 평균 지름의 0.5이상이 되도록 하기 위해, 조립체의 중심부로부터 가장자리까지 점차적으로 가해진다. 이런 것이 용기베이스와 판 및 뚜껑을 포함한 조립체에서 그 중심부로부터 외부로 공기를 배출하는 방법이다. 그러나, 이러한 종래 방법은 전술한 단계들의 유용함을 제한하는 결점을 발생시킨다. 이런 것은 그 조건 때문인데, 즉 한편으로는 그 판의 초기 두께가 금속간 결합의 제작이 이루어진후 그것의 최종 두께보다 적어도 20정도 커야만 하고, 다른 한편으로는 그 볼록체가 이전에 서술된 것같이 조정되어야만 한다는 것이다.

또한, 판과 뚜껑의 베이스 사이의 점용접 연결이 충격압력에 견디도록 하는 것이 모든 조건하에서 가능하지는 않다. 만약 그것이 충격압력 동안에 깨진다면, 충격압력 동안 변위는 피할 수가 없고, 결국 판이 가장자리 부분과 뚜껑 칼라에서조차도 모든 요구조건을 충족시킬 수 있는 금속간 결합을 이룬다는 것을 확신하기는 불가능하다.

본 발명의 목적은, 판이 가장자리 부분과 뚜껑 칼라에서도 모든 요구조건을 충족시키는 금속간 결합을 이루어 뚜껑칼라의 테두리에 어떤 흠도 없도록 하는, 전술한 구조를 갖춘 조리기구의 제작법을 개시하는 것이다.

이 결과, 본 발명에 따라, 평면도상 원형이고 그것의 원형 외주부 주위의 가장자리에 적어도 세 개의 중앙돌출부를 구비한 베이스 부재를 포함한 판을 사용하며, 이 판은 중앙돌출부들을 뚜껑 칼라에 접지하고/또는 뚜껑 바닥부와 뚜껑 칼라 사이의 중간 부분에 접지함으로써 충격 압력에 견딜 수 있도록 뚜껑의 중앙에 위치되고, 금속간 결합의 형성동안 판 베이스 부재의 재료와 중앙돌출부의 재료가 유동 결합되도록 충격압력이 제공되고, 연속한 소성변형 동안 판 재료는 뚜껑 칼라의 가장자리 영역으로 압착되는 균일한 칼라를 형성한다. 기술적인 이유에 더해, 단지 고정시키는 것을 목적으로, 그 방법을 실행하기 위해 압력을 가하는 것과 함께 중심의 점용접이 수행될 수 있다. 본 발명의 양호한 실시예로서, 그것의 외주부에 일정하게 분포된 중앙 돌출부를 구비한 판을 사용한다.

본 발명은, 만약 낮은 공차로 미리 제작된 판이, 충격압력 동안, 그 판의 전술된 중앙돌출부들에 의해 고 정밀도로 형성된 뚜껑칼라에 대해 중심이 위치된다면, 칼라의 테두리와 용기 사이의 갭과 같은, 열전달을 방해하는 금속간 결합에서의 결점들을 피할수 있다는 발견에 기초하고 있다. 적절한 금속간 결합을 위해 필요한 판의 중심부로부터 외부로 균일하게 진행하는 소성변형의 방해가 중앙돌출부 부근에서 일어날 수 있기 때문에, 서술된 방법으로 중앙돌출부를 이용하는 그 자체가 불확실할 수 있다. 이것은 의외로 그렇지 않다. 왜냐하면 충격 압력이 에너지, 즉 충돌로서 인도되어, 금속간 결합의 형성동안 판 베이스 부재의 재료와 중앙돌출부의 재료가 유동 결합되고, 연속한 소성 변형 동안 판재료가 그것의 외주부에 대해 비균일성이 없는 균일한 가장자리를 형성하고 뚜껑칼라의 가장자리로 압착될 수 있기 때문이다. 판 베이스부재의 재료와 중앙돌출부의 재료가 함께 유동 결합될 수 있다는 것은 예상될 수 없었다.

그러나 비록 넓은 중앙돌출부의 연마된 부분에서 어떤 조직이 관찰될 수 있더라도, 이것은 금속간 결합의 형성에 영향을 주지 않으므로 이 결과는 얻어질 수 있다. 충격압력과 소성변형 동안 판의 중앙 돌출부와 그에 의한 뚜껑칼라에 대한 지지는 매우 정확하여 성가신 갭이 형성되지 않으며, 판재료가 뚜껑의 가장자리와 용기 사이로 빠져나가지 못한다. 물론, 수용 용기와 뚜껑과 판이 충격 압력을 위해 사용된 프레스의 공구안에서 중심에 정확하게 위치되어야만 한다. 물론, 그 판의 부피는 뚜껑 내부공간에 대해 충분히 정밀하게 조정되어야만 하고, 유동공간은 모든 요구조건을 충족시키는 금속간 결합을 이루는 적합한 소성변형이 되도록 조정되어야만 한다.

본 발명에 따른 방법을 더욱 개발할 가능성이 매우 많다. 바람직하게는, 수 밀리미터 만큼 방사성 방향으로, 외부둘레 방향으로 연장하며, 뚜껑 칼라 쪽 또는 뚜껑 칼라와 뚜껑 베이스 사이의 전이영역쪽을 향한 바람직하게는 원형인 곡선부를 구비하는 중앙돌출부를 갖춘 판을 사용한다. 본 발명에 있어 "수 밀리미터"는 5∼10mm를 의미한다. 중앙돌출부의 아치형의 형태는 판과 뚜껑 사이의 접촉이 시작되는 부분에서 점이나 선접촉이 이루어지며, 그로 인해 판 베이스 부재의 재료와 중앙돌출부의 재료가 유동 결합하는 것이 촉진되며 뚜껑칼라 영역까지 금속간 결합을 촉진시킨다.

놀랍게도, 본 발명을 따른 방법의 실행에 있어서, 본 발명이 기초로 한 EP 0 209 745의 방법과 관련하여 처음에 설명된 제한들을 고려할 필요가 없다. 대신, 소성변형전 냉각 상태에서 소성변형후 보다 16이하 정도 더 큰 두께를 가진 판을 사용할 수 있다. 이것이 조리기구를 생산하기 위해 필요한 재료의 양을 감소시키며, 특히 본 발명의 방법을 따를 때 금속간 결합을 위한 유리한 유동조건을 갖게 한다. 본 발명은 밀봉을 함으로써, 판 재료가 뚜껑 칼라의 테두리에서 배출되지 못하도록 확실하게 하고, 그래서 충격압력과 소성변형 동안에 뚜껑칼라의 테두리나 뚜껑칼라 테두리의 가장자리는 용기에 대해 단단하게 밀봉되는 방식으로 압착되어 용기 및/또는 뚜껑칼라의 영구한 변형을 생성한다.

동시에, 전술한 마지막 단계는 뚜껑칼라의 테두리 부분에서 금속간 결합을 향상시킨다. 완성된 조리기구에 있어서, 칼라의 가장자리에서 뚜껑과 용기 사이의 갭은 세제에 의한 압력을 없애주더라도 물의 침입을 막을수 있을만큼 좁다. 둘러싸인 영역에서 부식으로 인한 문제는 관찰되지 않았다. 본 발명에 따르면, "단단하게 밀봉되는 방식으로 압착됨"은 소성변형된 유동금속에 대해 단단하게 밀봉한 것을 의미하며 공기에 대해서는 충분히 침투성임을 의미한다. 물론 충격압력 동안 공기가 용기 베이스와 뚜껑 사이의 영역으로부터 먼저 압착제거되고, 그후 뚜껑칼라의 테두리 또는 뚜껑칼라의 테두리 가장자리가 용기에 대해 단단하게 밀봉되는 방식으로 압착될 때, 공기함유물이 금속간 결합을 방해 하거나 열전달에 해로운 영향을 주지 못하도록 주의해야만 한다.

재료의 선택과 치수에 관해서, 본 발명을 따른 여러 가지 가능성들이 있다. 예를들어, 폭넓은 범위의 스테인레스강이 용기와 뚜껑을 위해 사용될 수 있다. 치수에 있어서, 본 발명의 양호한 실시예는 용기를 만드는 금속박편과 동일한 두께의 금속 박편으로 만든 뚜껑의 사용을 특징으로 한다. 금속박편으로 된 뚜껑의 두께는 용기의 금속두께 보다 20이하 만큼 작아야만 한다. 이러한 것이 용기사용동안 이들 구성성분과 판 사이의 응력 및/또는 바이메탈형 변형을 피하게 한다. 이미 언급된 것같이, 산업용 순수 알루미늄으로 제작된 판들이 사용될 수 있다.

본 발명을 따른 방법이 주변 온도와 같은 저온에서 사용될 수 있더라도, 본 발명의 양호한 실시예는 충격압력이 판의 융점온도 근처나 바로 아래의 온도에서 용기와 뚜껑 및 판에 가해지고, 성형공구는 100∼350의 온도, 즉 다이를 위한 100∼150, 펀치를 위한 200∼350의 온도에서 사용되는 것을 특징으로 한다.

본 발명은 또한 본 발명 방법에 의해 제작된 처음에 서술된 종류의 조리기구에 관한 것이다.

본 발명은 이제 단지 예를 위해 도시된 실시예의 도면과 관련하여 상세하게 설명될 것이다.

도면들은 용기(1), 용기 베이스(2), 쉽게 변형하는 재료로 된 판(3), 판(3) 위의 뚜껑(4)를 포함하는 조리기구의 구성요소들의 일부분들을 도시하고 있다. 제1도 내지 제4도에서 용기(1)과 용기 베이스위의 뚜껑(4)를 구비한 조리기구를 도시하고 있다. 용기(1)과 뚜껑(4)는 스테인레스 강으로 제작된다. 판(3)은 알루미늄 합금으로 제작될 수 있다. 본 발명 방법에 의해서, 판(3)은 용기 베이스(2)와 뚜껑(4)에 금속간 결합된다. 그것에 대한 설명은 이미 설명되었다. 제1도와 제2도에 도시된 것같이, 그 실시예에 있어서 충격압력 동안 공기가 용기베이스(2)와 판(3) 및 뚜껑(4)를 포함한 조립체로부터 배출될 수 있는 배출구 구조물(7)을 뚜껑 칼라(6) 부분에 구비한 다이(5)를 이용할 수 있다. 또한, 도면에 도시된 것같이, 뚜껑칼라(6) 부분에 있는 다이(5)와/또는 펀치(8) 및/또는 뚜껑(4)는, 충격압력 동안 칼라(6)이 용기(1)에 대해 설치되거나 용기(1)과 용기 베이스(2) 사이의 전이영역에 대해 설치되기전에 공기가 방출되도록 설계된다.

제1도에 도시된 실시예에 있어서, 뚜껑(4)와 칼라(6) 사이의 전이 영역 안에 구멍모양의 배출구 구조물(7)을 구비한 다이를 이용할 수 있다. 그와 대조적으로, 제2도에 도시된 실시예에 있어서는, 형태가 이루어지기 전에 다이 구조물과 칼라(6) 사이의 부근에 환형의 배출갭(7)을 구비한 다이(5)를 이용한다. 칼라의 가장자리쪽으로 환형갭(7)은 단면도에 도시된 것같이 쐐기형으로 넓어진다. 결국 충격압력 동안, 칼라(6)은 용기(1)에 대해 압축 되고 조리기구가 완성될 때 용기(1)과 접한다.

제1도와 제3도의 비교에 의해 나타나는 것같이, 판(3)은 그것의 테두리에 형성된 중앙돌출부(9)로 인해 틈새없이 뚜껑(4) 위의 중앙에 정지되어 위치된다. 이 방법으로, 판(3)은 충격압력에 견디기 위해 뚜껑(4)안에 배치된다. 따라서, 판(3)은 베이스 부재(3a)와 중앙돌출부로 이루어진다.

제4도와 제6도의 비교에서 나타나는 것같이, 금속간 결합의 형성 동안에, 판 베이스 부재(3a)의 재료와 중앙돌출부(9)의 재료가 함께 유입되어 결합되도록 충격 압력은 인도되고, 연소한 소성변형 동안에, 판재료는 그것의 전체 외주부를 둘러 싸고 있는 균일한 단면을 구비한 균일한 테두리(10)을 형성하고 뚜껑칼라(6)의 테두리 부분으로 압착된다. "유동결합(flow joining)"은 비록 완성된 조리기구안의 미리 형성된 중앙돌출부(9) 부분의 연마된 부분으로부터 어떤 조직이 인식된다하더라도 판재료가 더 이상 어떤 분할 갭들을 나타내지 않는다는 것을 의미한다.

충격압력과 이어지는 소성변형 동안에, 칼라(6)의 테두리의 가장자리(11)가 용기(1)에 빈틈없이 밀봉되는 방법으로 형성되고, 제5도와 제5도의 확대부분에 도시된 것같이 용기(1)과 칼라(6)의 영구한 변형부(12)를 형성하도록 충격압력이 인도되었다. "빈틈없이 밀봉되는 방법으로 압축됨"은 소성적으로 변형된 "유동" 판 재료에 대해 빈틈없는 밀봉을 의미하는 것으로, 공기는 이전에 서술된 것같이 적절히 방출될 수 있다.

Claims (10)

1. 요리 재료를 담을 수 있으며 베이스와, 열전도성 재료로 만들어진 판 및 판을 둘러싸는 뚜껑을 갖춘 둥근 용기를 포함하며, 뚜껑의 베이스는 용기를 향하여 볼록한 곡률부를 형성하고 뚜껑은 용기 베이스와 용기 재킷 사이의 곡선 전이영역에서 용기에 접한 칼라(collar)를 가지며, 용기와 뚜껑은 스테인레스강으로 제작되고, 판은 용기 베이스와 뚜껑에 금속간 결합되며, 금속간 결합을 생성시키기 위해 판과 미리 형성된 뚜껑칼라 사이의 환형 유동공간이 남도록 판을 뚜껑에 삽입하고, 용기 베이스와 판 및 뚜껑을 포함한 조립체는 펀치와 프레스의 다이 사이의 중심에 위치되어 하나 또는 다수의 충격 압력에 의해 금속간 결합되어 뚜껑 바닥부의 볼록한 곡률부를 형성하고 용기 주위에 뚜껑칼라의 가장자리를 주조 성형하며, 충격압력 동안 판은 소성 변형에 의해 유동공간으로 압착되어 그곳에서 뚜껑 베이스와 뚜껑 칼라 및 용기의 상응하는 부분에 금속간 결합되는 조리기구의 제작 방법으로서, 평면도상 원형이고 그것의 원형 외주부 가장자리에 적어도 세 개의 중앙 돌출부를 구비한 베이스 부재를 포함한 판을 사용하며, 뚜껑 칼라에 접하고/또는 뚜껑 바닥부와 뚜껑 칼라 사이의 중간부분에 접하는 중앙 돌출부에 의해서 충격압력에 견디도록 그 판이 뚜껑안의 중심에 위치하고, 금속간 결합의 형성동안에 판 베이스 부재의 재료와 중앙돌출부의 재료가 유동 결합되고 연속한 소성변형 동안에 판재료가 뚜껑 칼라의 가장자리부로 압착되는 균일한 칼라를 형성하는 것을 특징으로 하는 조리기구의 제작 방법.
2. 제1항에 있어서, 판의 외주부에 균일하게 분배된 중앙부를 구비한 판을 사용하는 것을 특징으로 하는 제작 방법.
3. 제1항에 있어서, 수밀리미터 만큼 방사성 방향과 외주방향으로 연장하고, 뚜껑 칼라쪽이나 또는 뚜껑칼라와 뚜껑 베이스 사이의 전이 영역쪽으로 바람직하게는 원형인 곡선부를 구비하는 중앙돌출부를 구비한 판을 사용하는 것을 특징으로 하는 제작 방법.
4. 제1항에 있어서, 소성변형 전의 냉각 상태에서 소성변형후보다 최대 16더 큰 두께를 갖는 판을 사용하는 것을 특징으로 하는 제작 방법.
5. 제1항에 있어서, 충격압력과 그로 인한 소성변형 동안에, 뚜껑칼라의 테두리 또는 뚜껑칼라의 테두리 가장자리가 용기에 단단하게 밀봉되는 방법으로 압착되어, 용기 및/또는 뚜껑칼라의 영구한 변형을 일으키는 것을 특징으로 하는 제작 방법.
6. 제1항에 있어서, 충격압력 동안 공기가 용기베이스와 뚜껑 사이의 영역으로부터 먼저 압착제거되고, 그후에 뚜껑칼라의 테두리 또는 뚜껑칼라의 테두리 가장자리가 용기에 대해 단단하게 밀봉되는 방법으로 압착되는 것을 특징으로 하는 제작 방법.
7. 제1항에 있어서, 용기를 만드는 금속박편의 두께와 거의 동일한 두께의 금속 박편으로 만든 뚜껑을 사용하는 것을 특징으로 하는 제작 방법.
8. 제1항에 있어서, 용기를 만드는 금속박편 보다 최대 20더 얇은 금속 박편으로 만든 뚜껑을 사용하는 것을 특징으로 하는 제작 방법.
9. 제1항에 있어서, 산업상 순수한 알루미늄으로 제작한 판을 사용하는 것을 특징으로 하는 제작 방법.
10. 제1항에 있어서, 충격압력이 판의 융점 온도 부근의 온도에서 용기와 뚜껑 및 판에 가해지고, 충격압력 도구들이 100∼350범위의 온도에서 사용되는 것을 특징으로 하는 제작 방법.