SE456895B - Tillagningskaerl och saett att framstaella saadant - Google Patents

Description

456 895 räfflad gränsyta. Skivan är tunnare vid periferin och avslu- tas, där sidoväggen övergår i den krökta delen.

" Uppfinningen innefattar även ett sätt att framställa kökskärl, varvid en yta hos ett kökskärl av rostfritt stål och en aluminiumskiva rengöres. Skivan och kökskärlet upphettas var för sig på ett sättt, genom vilket heta punkter undvikes, till dess kärlets temperatur är 430 - 650°C och skivans temperatur 260 - 400°C. Därefter placeras skivan över kärlets botten. Tryck anbringas pâ skivan och kärlets botten i en press, så att skivan direkt bindes vid bottnen.- Uppfinningen syftar till att erbjuda ett nytt tillag- ningskärl och ett nytt sätt att framställa ett sådant. Upp- finningen skall vidare erbjuda ett av aluminium och rostfritt stål bestående tillagningskärl, som kan framställas i ökad takt med ökad förbandsstyrka, som är mera likformig, så att snabbarevärmning erhålles. Uppfinningen skall vidare erbjuda ett sätt att tillverka tillagningskärl utan aluminiumsprut- ning, och vid vilket kökskärlet av rostfritt stål formas, in- nan det bindes vid en aluminiumskiva. Sättet skall draga för- del av aluminiets och det rostfria stålets olika mjuknings- temperaturer.

Ett f.n. föredraget utföringsexempel av uppfinningen förklaras närmare i det följande med hänvisning till bifogade ritningar.

Fig. 1 är ett blockschema, som belyser sättets enligt föreliggande uppfinning steg, fig. 2 visar ett snitt genom ett tillredningskärl, som framställts enligt uppfinningen, fig, 3 är en detaljvy, som i större skala visar till- lagningskärlet och skivan omedelbart innan tryck anbringas för àstadkommande av ett förband, fig. 4 är en detaljvy, som i större skala visar gräns- ytan såsom antydes i fig. 2, fig. 5 är en sidovy av apparaten för utövande av upp- finningen, fig. 6 är en planvy av apparaten i fig. 5 visad uppi- från, 456 895 fig. 7 är en sidovy av apparaten sedd från andra hål- let i jämförelse med vyn i fig. 5, fig. 8 visar ett snitt i planet 8-8 i fig. 5, fig. 9 ett snitt i planet 9-9 i fig. 5, och fig. 10 ett snitt 1 planet 10-10 1 fig. 5.

I figurerna har lika delar lika hänvisningsbeteckningar.

Fig. 2 visar ett tillagningskärl 10 enligt uppfinningen. Fig. 1 visar såsom blockschema huvudstegföljden vid tillverkning av kärlet 10. Kärlet 10 innefattar ett kökskärl 12 av rost- fritt stål med en aluminiumskiva 14, som-är bundet vid bott: nen. Kärlet 12 kan ha vilken som helst konventionell kärlform och behöver icke utgöras av en stekpanna såsom visas i figu- rerna. Aluminiumskivan 14 ligger över pannans 12 botten samt över den krökta delen 16, där kärlets botten möter den upp- rättstående sidoväggen. Aluminiumskivan 14 är direkt bunden vid kärlets 12 botten med en räfflad gränsyta 18 såsom visas i fig. 4. Räfflingarna har en våglängd av ungefär 5-15 mikron och ett djup av ungefär 1 mikron, och låser på grund av sin form aluminiumskivan vid kärlet. Skivan och kärlets botten är något konkava i mitten.

Aluminiumskivan 14 utgöres företrädesvis av en alumi- niumlegering av typ 1100-0. Kärlet 12 av rostfritt stål är något av serierna 200 eller 300 och är företrädesvis av typ 201. Den kemiska behandlingen av det rostfria stålet torde vara den mest betydelsefulla av de faktorer, som bestämmer räfflingens djup, varvid termisk och mekanisk behandling reg- lerar räfflingarnas storlek och mönsterform. Räfflingarnas inbördes avstånd motsvarar kristallstorleken och uppnås genom syraetsning av gränserna mellan kristallerna. Den etsade stàlytan är effektiv i tre avseenden. Den ger en med spår för- sedd yta, i vilken aluminiet kan intvingas, varigenom de båda metallerna låses vid varandra. Den erbjuder en bindningsyta, som är relativt oxidfri. Den erbjuder även en friktionsyta med hög friktionskoefficient, vilket begränsar aluminiets strömning i sidled under bindningen.

Det rostfria stålet 201 behandlas företrädesvis vid bruket genom luftanlöpning under ungefär 35-40 minuter per en metalltjocklek av 2,5 cm, så att en kristallstorlek av 456 895 unegär 5-15 mikron erhålles. Stålet betas därefter elektroly- tiskt i kall 12% HZSO4, varefter etsning utföres vid kristall- gränserna i kall 10-12% HNO3, 1% HF. Den föredragna kristall- storleken är 7-10 mikron.

Aluminiets tjocklek varierar med kökskärlets diameter.

Med ett kärl av rostfritt stål med en diameter, som är mindre än ungefär 20 cm, har aluminiumskivan en tjocklek av ungefär 23 mm. När kärlet har en diameter, som är större än ungefär 20 cm, har aluminiumskivan en tjocklek av ungefär 50 mm. Oav- sett kärlets diameter har det en väggtjocklek av ungefär 6 mm.

Det har befunnits, att kökskärl, som tillverkats enligt före- liggande uppfinning, har en styrka hos förbandet mellan kärlet fav rostfritt stål och aluminiumskivan, som är ungefär dubbla den förbandsstyrka, som nås för kärl, vilka tillverkats enligt den amerikanska patentskriften 3 173 202.

Fig. 5-10 visar en utföringsform av en apparat för ut- övande av uppfinningen. Ett stativ 20 bär en reglerenhet, som innehåller omkopplare, visare, mätare etc. En plattform 22 på stativet 20 bär ett bord 24 för rotation kring en vertikal ax- el. Bordet 24 har tvâ lägen, från vilka axlar 26 och 28 hänger ned. Axlarna 26, 28 är anordnade diameteralt motsatt varandra, se fig. 8 och 10. Varje axel är fjäderbelastad neråt, och dess övre ände är förbunden med en pannhâllare. Axeln 28 är sålunda förbunden med pannhâllaren 30 och axeln 26 med pannhållaren 32.

Vid den i fig. 10 visade ställningen befinner sig pannhâllaren 30 under en induktionsvärmeanordning 34 med ett temperaturcmrå- de av 540 till 650oC och som företrädesvis är inställd på 6oo°c. 1 En cylinder 36 är anordnad direkt under axeln 28, då axeln 28 är i det i fig. 10 visade läget. En med cylindern 36 förbunden kolvstång är anordnad att föras uppåt av fluidtryck och därvid höja pannhàllaren 30 från det med heldragna linjer , visade läget till det med brutna linjer visade läget i fig. 10.

Då pannhâllaren 30 är i det med brutna linjer visade läget 10 höjes temperaturen hos ett därav buret kärl medelst induk- tionsvärmeanordningen 34. Före upphettningen rengöres kärlet för avlägsnande av fett och främmande material.

En elektrisk motor 38 bäres av bordet 24 och är rörlig 456 895 tillsammans med detta. Motorns 38 utgång är genom en räfflad axel 39 förbunden med ett kugghjul 41 på axeln 28. Då cylin- dern 36 aktiveras för höjande av pannhâllaren 30, aktiveras motorn 29, så att pannhâllaren roteras. Genom att en av pann- hållaren 30 buren panna roteras, medan den utsättes för in- duktionsvärme, undvikes heta punkter. Bordets 24 ytterperi- feri har en kuggkrans 44 i ingrepp med ett drev 42. Drevet 42 dirves av en elektrisk motor 40, som i sin tur bäres av bordet 24. Motorn 40 aktiveras intermittent, så att bordet 24 och pannhâllarna 30, 32 roteras, då cylindern 36 är deaktiverad _ och pannan 30 återförts från det med brutna linjer visade läget till det med heldragna linjer visade läget, fig. 10.

Såsom visas till vänster i fig. 5 är en skivframmatare 46 anordnad. Skivframmataren 46 innefattar ett flertal upp- rättstâende cylindriska stândare 48, som bildar en hållare för en stapel av aluminiumskivor 50, vilka rengjorts för av- lägsnande av fett och främmande material. Ett icke visat stöd häller den översta skivan 50 i konstant nivå. En sugskàl 50 är genom en ledning förbunden med en sugkälla, icke visad, och bäres av en horisontell arm 49, som sträcker sig från kolvstângen 54. Kolvstången 54 är förbunden med en kolv i cylindern 56. Cylindern 56 kan föras fram och åter kring sin längdaxel av cylindern 58, som är förbunden vid densamma ge- nom en gaffelled 60. Rörelsen fram och åter medelst cylindern 56 underlättar armens 49 förflyttning från det med heldragna linjer visade läget till det med brutna linjer visade läget i fig. 6.

Då armen 49 är i det i fig. 6 med brutna linjer visade läget, befinner sig sugskålen 52 direkt ovanför en lutande ränna 62. En skiva 50, som bäres av sugskâlen 52, kan bring- as att falla på rännan 62, där den glider nedför till ett första gränslägesstopp 63. Üâ gränslägesstoppet 63'frigöres, stoppas skivan av gränslägesstoppet 65, varigenom skivan 50 placeras direkt under induktionsvärmeanordningen 64, se fig. 6.

Skivframmatningsanordningen 46 och nämnda gränsläges- stopp är synkroniserade med bordets 24 rörelse. Ett kärl, som induktionsvärmts på hållaren 30 svänger till ett läge, i vil- 456 895 a ket det befinner sig direkt under den upphettade skivan 50, som hålles av fingrarna 67. En snabbströmställare för solenoi- der 69 utlöses av bordet 24. Därefter drages stödfingrarna 67 för skivan S0 tillbaka av solenoider 69, så att skivan 50 till- låtes falla ett kort stycke direkt ned på kärlet 12. Ett skyddsnät 66 är anordnat för säkerhets skull.

Så snart skivan S0 hamnat ovanpå kärlets 12 botten, stiger skivans S0 temperatur till ungefär 43000. Den fördel, som vinnes, är att skivan bäres av kärlet, innan den når en temperatur av ungefär 430°C, eftersom vid denna temperatur skivan är alltför plastisk för hantering. Skivan och kärlet avlägsnas omedelbart och placeras på pressens 68 dyna 70, som är belägen nâgra decimeter därifrån. Därefter sänkes stämpeln 72 och deformerar skivan 50 samt binder denna med ett tryck av ungefär 350 kp/cm3 med ett slag, som varar 0,5-2 sekunder, varigenom det kärl, som visas i fig. 2 framställes. Det me- tallurgiska förbandet kännetecknas av interdiffusion med ett tunt skikt av legering på ömse sidor om gränsytan, som har olikformiga räfflingar.

Därefter luftkyles kärlet på konventionellt sätt. Fin- putsningsstegen är eliminerade eller minimerade. Om så önskas kan aluminiumytan slutbehandlas för utseendets skull, så att man erhåller utseendet av borstad metall. Uppfinningens tids- cykel ger större produktion. Användningen av en gasvärmeanord- ning enligt tidigare känd teknik har krävt en upphettningstid av ungefär 20 minuter. Induktionsupphettningsstegen kräver endast ungefär 15 sekunder.

I motsats till den tidigare kända tekniken utnyttjas enligt föreliggande uppfinning en reglerad kristallgränsets- ning av stålet för alstrande av ett slumpmässigt mönster av nära intill varandra befintliga räfflor eller kanaler, i vil- ka det mjukare aluminiet inndngas under bindningsprocessen.

Aluminiets lokaliserade rörelse är tillräcklig för uppbryt- ningen av det adsorberade syret eller oxidfilmen, varigenom erhållandet av ett kraftigt förband, som är kontinuerligt och icke poröst, underlättas. Ett separationsprov ledde till ett plastiskt brott hos aluminiet i stället för en separation vid gränsytan. Ett kraftigare förband mellan metallerna upp- 456 895 nås utan avsevärd minskning i tjocklek eller strömming i sid- led av aluminiumskivan.

De beskrivna utförandena enligt uppfinningen kan på många sätt modifieras och varieras inom ramen för denna.

Claims (14)

n 456 895 PATENTKRAV

1. Tillagningskärl innefattande ett kökskärl av rostfritt stål med en botten, som är förbunden med en upprättstående sidovägg genom en krökt del och en vid bottnen bunden alumi- niumskiva, k ä n n e t erc k n a d av att aluminiumskivan (14) är metallurgiskt bunden direkt vid bottnen (12) och den krökta delen (16) med en räfflad, läsande typ av gräns- yta (18).

2. Tillagningskärl enligt patentkravet 1, k ä n n e- ' t e c k n a d av aluminium/rostfritt stål-legering på ömse sidor om gränsytan.

3. Tillagningskärl enligt patentkravet 1, k ä n n e- t e c k n a d av att skivans exponerade huvudyta är konkav vid dess mitt.

4. Tillagningskärl enligt något av de föregående patent- kraven, k ä n n e t e c k n add av att den räfflade gräns- ytan definieras av räfflor i kärlets bottenvägg av rostfritt stål.

5. Tillagningskärl enligt patentkravet 4, k ä n n e- t e c k n a d av att räfflorna bildas av etsade kristall- gränser, varvid kristallstorleken uppgår till 5-15 mikron Ö- ver hela kontaktytan mellan stålkärlet och aluminiumskivan.

6. Sätt att tillverka tillagningskärl, varvid en yta hos ett kärl av rostfritt stål samt en metallskiva, som är mjuka- re än stål, rengöres, och att kärlet och skivan upphettas samt skivan bindes vid kärlet, k ä n n e t e c k n a t av att kärlet och skivan upphettas var för sig på sådant sätt, att heta punkter undvikes, till dess kärlets temperatur är mellan 430 och 650oC och skivans temperatur mellan 260 och 400°C, att den upphettade skivan med sin rengjorda yta pla- ceras så att den ligger över kärlets rengjorda yta och i direkt kontakt därmed, samt att nämnda ytor direkt samman- bindes genom anbringning av tryck på den upphettade skivan och det upphettade kärlet.

7. Sätt enligt patentkravet 6, k ä n n e t e c k n a t av att upphettningen av kärlet innefattar endast tillförsel av värme till kärlets botten. 456 895

8. Sätt enligt patentkravet 6, varvid aluminiumskivorna mekaniskt tillföres en station, där skivan upphettas, k ä n- n e t e c k n a t av att nämnda placering innefattar, att den upphettade skivan bringas att falla nedåt på kärlets upp- hettade botten.

9. Sätt enligt patentkravet 6, k ä n n e t e c k n a t av att upphettningen innefattar upphettning av kärlets botten till en temperatur av ungefär 600°C och skivan upphettas till en temperatur av ungefär 315-370°C.

10. Sätt enligt patentkravet 6, k ä n n e t e c k n a t' av att kärlet roteras, medan det upphettas.

11. Sätt enligt patentkravet 6, k ä n n e t e c k n a t av att bindningen åstadkommas genom en enda anbringning av tryck, som varar mindre än tvâ sekunder.

12. Sätt enligt patentkravet 6, varvid skivan utgöres av aluminium, k ä n n e t e c k n a t av att anbringandet av tryck tvingar in aluminiet i det rostfria stålets räfflor.

13. Sätt enligt något av patentkraven 6-12, k ä n»n e- t e c k n a t av att skivans temperatur höjes till ungefär 430°C genom att skivan understödjes på kärlet före bindningen.

14. Sätt enligt något av patentkraven 6-11, k ä n n e- t e c k n a t av att stålet etsas innan kärlet formas för reglerbar underskärning av kristallgränserna, samt att den av aluminium framställda skivan understödjes på stâlkärlet i en press med nämnda ytor i direkt kontakt med varandra och vid en temperatur av 370-510°C, medan en stötbelastning an- bringas med ett rörligt verktyg, som kommer till beröring med aluminiet och tvingar in aluminiumytan i de underskurna kristallgränserna.