WO2004023951A1 - Utensilio de cocción con fondo adaptado para calentamiento por inducción. - Google Patents

Utensilio de cocción con fondo adaptado para calentamiento por inducción. Download PDF

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WO2004023951A1
WO2004023951A1 PCT/ES2003/000459 ES0300459W WO2004023951A1 WO 2004023951 A1 WO2004023951 A1 WO 2004023951A1 ES 0300459 W ES0300459 W ES 0300459W WO 2004023951 A1 WO2004023951 A1 WO 2004023951A1
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cooking utensil
disk
container
protuberances
lugs
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Ramón Castey Domínguez
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Castey Dominguez Ramon
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    • A47J—KITCHEN EQUIPMENT; COFFEE MILLS; SPICE MILLS; APPARATUS FOR MAKING BEVERAGES
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    • A47J36/00—Parts, details or accessories of cooking-vessels
    • A47J36/34—Supports for cooking-vessels

Definitions

  • the present invention relates to a cooking utensil in particular a cooking vessel such as a pan, pan or pot, with a bottom adapted for an induction cooker.
  • metal containers such as those obtained for example by aluminum injection smelting technology, while maintaining their functionality for different types of heat transfer and in particular are suitable for electric, gas or ceramic hobs where heating
  • the container is produced by direct contact with an electric resistance, with the flame produced by the combustion of the gas or through a special vitrified surface, respectively, they are not suitable for induction cookers where the heating of the utensil is carried out taking advantage of the phenomenon of the magnetic induction, in which a magnetic field of variable intensity produces a heating of the ferrous materials that are within its reach.
  • Patent ES-A-2002980 proposes a kitchen container in whose bottom an intermediate thermofusion metal plate is fixed and under said plate a ferromagnetic stainless steel lining, the joint being made between the elements by welding.
  • Patent ES-A-2108284 describes a culinary utensil with thermoconductive bottom with a metallic foil provided with perforations attached to the outer face of said bottom in the casting operation, using the creep of the metal to fill said perforations.
  • the ES-A-2135632 patent proposes a kitchen utensil with a metal plate or plate equipped with openings that receive filling parts of a ferromagnetic material, the assembly being joined by a laser beam weld at the bottom of a container austenitic steel
  • Patent application DE-A-3713660 describes a cooking utensil made of fusion molded aluminum, preferably a pan, integrating at least one solid metal part attached to the outside of its bottom in the melting operation with aluminum .
  • Patent application EP-A-722688 describes a culinary utensil with a high temperature pressure joined piece to the outer face of its bottom.
  • Patent application WO-A-97/09136 describes a method for manufacturing a piece of metal intended to constitute the bottom of a cooking utensil, obtained by forging by rolling mill by plastic deformation of the metal and in whose construction process it is envisaged, in a of the variants, the inclusion of induction heated metal parts integrated with the metal part in the forging operation.
  • the object of the present invention provides an embodiment where a very firm and stable union is achieved against the dilations and / or deformations that occur at the level of the bottom between a ferromagnetic plate and the bottom of a utensil of aluminum cooking on whose outer face joins the first.
  • the harmful effects of the thermal action of the most pronounced heating means are reduced in the event that said bottom comprises several layers of materials of different composition, as in Most of the background cited.
  • the constitution of the utensil proposed here represents an important simplification of the manufacturing means and therefore a significant cost savings.
  • the cooking utensil that is proposed is of the type comprising a container in a first material which in its The bottom and its outer face have a heat distribution or diffuser plate integrated in a second, different, thermoconductive material, said outer face of the bottom of the container being provided with a plurality of protuberances (of various configurations) or advantageously equi-spaced lugs and said heat distributing plate being constituted by a disc in a ferromagnetic material provided with a number of perforations or openings equivalent to that of protuberances or lugs and distributed in a timely manner to allow the coupling of said disc, attached on said bottom, with correspondence and insertion of said protrusions that are passed through the aforementioned perforations, the disc being attached to the bottom by riveting such protuberances, with a further polishing of the outer surface of the disk or support base of the utensil.
  • the container will be made of aluminum obtained by an injection casting process.
  • Said disc will preferably be a stainless steel plate so that a light and handy cooking utensil is obtained and suitable for all kinds of heating sources, in particular for an induction cooker.
  • a pressing process is carried out, acting on the one hand on the bottom and on the other side on the face of the disk, with a magnitude pressure considerable variable according to the type of utensil and for example of the order of about 80 to 110 tons of force with which the aluminum material of the protuberances or lugs expands and is completely imprisoned in the material of the disk and on it, exerting a riveting function.
  • polishing of the outer face of said disc in diffuser functions offers an adequate finish of the support surface of the utensil.
  • the container integrates an annular partition that surrounds the outer surface of its bottom plane defining a flattened housing suitable for receiving said ferromagnetic disk receiver and heat diffuser fitted, the height of the partition being slightly lower than that of said protuberances or studs and the ferromagnetic disc remaining, once coupled by tightening and with the studs inserted in the holes and rivets, substantially coplanar with the edge of said partition.
  • the design and positioning of the aforementioned protrusions or lugs is such that it allows the two pieces of the bottom of the aluminum bowl and disc in stainless steel to remain attached without slack even though very high temperatures are reached and despite the fact that the aluminum and steel undergo dilations different.
  • Fig. 1 shows an elevation view, with partial section of the bottom of a cooking utensil according to the invention, before receiving a ferromagnetic heat diffuser plate or disk coupled, appreciating the presence of a series of protuberances , in this case in the form of lugs in the outer plane of the bottom of the utensil.
  • Fig. 2 shows a plan view of said diffuser disk.
  • FIG. 3, 4, and 5 are sections by I-I, ll-ll and lll-lll of various bottom lugs in Fig. 1.
  • Figures 6 and 7 show the situation prior to the assembly of the diffuser disk and the subsequent situation of coupling thereof on said bottom.
  • Fig. 8 is an enlarged detail of the arrangement adopted by the diffuser disk before the riveting operation by means of a suitable press machine and
  • Fig. 9 illustrates the final situation after the pressing and polishing operation that provides a riveting joint between the two elements, container and disc and a flat, regular finish of the support plane of the utensil.
  • the figures. 10 and 11 show another set of cooking utensil and receiver disc and diffuser of heating energy, both with a different number of lugs and perforations, in the situation prior to the union of both elements.
  • Fig. 11 shows an example of configuration and distribution protuberance different from that of the lugs illustrated in the preceding figures.
  • the proposed cooking utensil comprises a container 10, such as a pan, pot, casserole or similar, in a first material such as aluminum that provides lightness and manageability, whose container has integrated into the outer face of its bottom a distributor plate or heat diffuser, consisting of a disc 11 or stainless steel plate.
  • the outer surface 12 of the bottom of the container 10 has a plurality of spaced protrusions or lugs 13 and said stainless steel disk 11 has a number of perforations 14 equivalent to that of the lugs 13 distributed in a timely manner to allow the coupling of said disk 11 attached to the outer face of said bottom, with insertion of the lugs 13 that are passed through the perforations 14, the disc 11 being attached to the bottom by riveting the lugs 13 by means of a pressing operation acting on one side on the bottom of the container 10 and on the other hand on the disk 11, and subsequently proceeding to a polishing or grinding operation of the outer surface of the disk 11 that will form the support base of the utensil.
  • the aforementioned pressing operation will be carried out advantageously by means of a hydraulic press equipped with a suitable set of manipulators to position, attach and rivet the bottom and disk assembly in an automated manner such as a transfer machine that has not been represented, with positioning stations of both elements bottom of the utensil and disc coupled, station for checking the position of the diffuser disc, hydraulic riveting station and automatic download station.
  • Fig. 1 it can be seen that the bottom of the container 10 has an annular partition 15 that surrounds the outer surface of its bottom plane defining an open, flattened housing 16 suitable for receiving said diffuser disk 11, the height of the partition being 15 slightly lower than that of said lugs 13 so that the disk 11, once coupled and with the lugs 13 inserted in the holes 14 is coplanar with the edge of said partition 15 as can be seen in Fig. 9.
  • the aforementioned studs 13 are frustoconical and are distributed according to several concentric circumferential alignments.
  • the lugs 13 belonging to different alignments will have a different thickness and in an equivalent manner the perforations 14 provided for their passage through the disk 11 will be of a suitable passage. This ensures that the stresses in the material due to thermal expansion are different in different areas, improving overall stability.
  • Fig. 12 another form of the protuberances 13 is shown as well as a different distribution thereof.
  • the container 10 will be made of aluminum obtained by injection molding and said diffuser disk 11 attached to the outer surface of its bottom is made of stainless steel.

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  • Control Of High-Frequency Heating Circuits (AREA)

Abstract

Comprende un recipiente (10) en un primer material que en el exterior de su fondo tiene acoplada una placa (11) distribuidora de calor en un segundo material distinto, termoconductor, teniendo dicha superficie exterior (12) una pluralidad de protuberancias (13) espaciadas y dicha placa (11) distribuidora de calor está constituida por un disco en un material ferromagnético dotado de un número de perforaciones (14) equivalente al de protuberancias (13) y distribuidas oportunamente para permitir el acoplamiento del disco, adosado sobre dicho fondo, con inserción de las protuberancias (13) pasantes a través de las perforaciones, quedando unido el disco al fondo por remachado de dichas protuberancias (13).

Description

UTENSILIO DE COCCIÓN CON FONDO ADAPTADO PARA CALENTAMIENTO
POR INDUCCIÓN
La presente invención se refiere a un utensilio de cocción en particular un recipiente de cocina tal como una sartén, cacerola u olla, con un fondo adaptado para una cocina de inducción.
Es conocido que los recipientes metálicos, tales como los obtenidos por ejemplo por la tecnología de fundición por inyección de aluminio aunque mantienen su funcionalidad para distintos tipos de transmisión de calor y en particular son aptos para cocinas eléctricas, de gas o vitrocerámicas en donde el calentamiento del recipiente se produce por contacto directo con una resistencia eléctrica, con la llama producida por la combustión del gas o a través de una superficie especial vitrificada, respectivamente, no son aptos para las cocinas de inducción en donde el calentamiento del utensilio se efectúa aprovechando el fenómeno de la inducción magnética, en el que un campo magnético de intensidad variable produce un calentamiento de los materiales férricos que queden dentro de su alcance.
Se hace necesario así o bien fabricar todo el utensilio en un material ferromagnético con los inconvenientes y limitaciones que ello impone (costo, peso y manejabilidad, resistencia al calor y durabilidad, etc.) o bien unir al fondo del utensilio, al menos una placa de un material ferromagnético capaz de absorber un rendimiento eficaz de energía calorífica por inducción electromagnética porque las denominadas pérdidas por histéresis se transforman entonces en energía calorífica.
Se conocen en el estado de la técnica diversas soluciones que apuntan a la integración de una placa ferromagnética por debajo del fondo de un recipiente de cocción de un material distinto, por ejemplo de un acero austenítico o de aluminio.
Se pueden citar así las patentes ES-A-2002980 que propone un recipiente de cocina en cuyo fondo está fijada una placa metálica intermedia termodifusora y debajo de dicha placa un forro en acero inoxidable ferromagnético, realizándose la unión solidaria entre los elementos por soldadura. La patente ES-A-2108284 describe un utensilio culinario con fondo termoconductor con una lámina metálica provista de perforaciones unida a la cara exterior de dicho fondo en la operación de fundición, utilizando la fluencia del metal para rellenar dichas perforaciones. La patente ES-A-2135632 propone un utensilio de cocina con una placa o pletina metálica dotada de unas aberturas que reciben unas piezas de relleno de un material ferromagnético quedando unido el conjunto por un cordón de soldadura por rayo láser al fondo de un recipiente de acero austenítico. La solicitud de patente DE-A-3713660 describe un utensilio de cocción fabricado en aluminio moldeado por fusión, preferiblemente una sartén, integrando al menos una pieza metálica sólida unida a la parte exterior de su fondo en la operación de moldeo por fusión con el aluminio. La solicitud de patente EP-A-722688 describe un utensilio culinario con una pieza unida por presión a elevada temperatura a la cara exterior de su fondo. La solicitud de patente WO-A-97/09136 describe un método para fabricar una pieza de metal destinada para constituir el fondo de un utensilio de cocción, obtenida por forja por laminador deformando plásticamente el metal y en cuyo proceso constructivo se prevé, en una de las variantes, la inclusión de unas partes metálicas calentables por inducción integradas con la pieza de metal en la operación de forja.
Con relación a los citados antecedentes, el objeto de la presente invención aporta una realización en donde se consigue una unión muy firme y estable frente a las dilataciones y/o deformaciones que sobrevienen a nivel del fondo entre una placa ferromagnética y el fondo de un utensilio de cocción de aluminio sobre cuya cara exterior se une la primera. En particular y al ofrecer una unión simple de únicamente dicha placa ferromagnética y dicho fondo se reducen los efectos perjudiciales de la acción térmica de los medios de calentamiento más acusados en el caso de que dicho fondo comprenda varias capas de materiales de composición distinta, como en la mayoría de los antecedentes citados. Respecto a los sistemas de unión efectuados en el mismo proceso de fundición, la constitución del utensilio que aquí se propone representa una simplificación importante de los medios de fabricación y por ende un ahorro significativo de costos.
Conforme a la propuesta de esta invención el utensilio de cocción que se propone es del tipo que comprende un recipiente en un primer material que en su fondo y por su cara exterior tiene integrada una placa distribuidora o difusora de calor en un segundo material, distinto, termoconductor, estando dotada dicha cara exterior del fondo del recipiente de una pluralidad de protuberancias (de configuraciones diversas) o tetones ventajosamente equi-espaciados y estando constituida dicha placa distribuidora de calor por un disco en un material ferromagnético provisto de un número de perforaciones o aberturas equivalente al de protuberancias o tetones y distribuidas oportunamente para permitir el acoplamiento de dicho disco, adosado sobre dicho fondo, con correspondencia e inserción de dichas protuberancias que son pasantes a través de las citadas perforaciones, quedando unido el disco al fondo por remachado de tales protuberancias, con un pulido ulterior de la superficie exterior del disco o base de apoyo del utensilio.
En una realización preferida de la invención el recipiente será de aluminio obtenido por un proceso de fundición por inyección. El citado disco será preferentemente una plancha de acero inoxidable de manera que se obtiene un utensilio de cocción ligero y manejable y apto para toda clase de fuentes de calentamiento, en particular para una cocina de inducción.
Según un ejemplo de ejecución de la invención, una vez encajado el citado disco de acero inoxidable en los orificios se efectúa un proceso de prensado, actuando por un lado sobre el fondo y por otro sobre la cara vista del disco, con una presión de magnitud considerable variable según el tipo de utensilio y por Ejemplo del orden de unas 80 a 110 Tn de fuerza con lo que el material de aluminio de las protuberancias o tetones se expande y queda completamente aprisionado en el material del disco y sobre el mismo, ejerciendo una función de remachado. De este modo se consigue una muy eficaz unión del elemento de aluminio (recipiente) con el elemento ferromagnético difusor del calor, apto para cooperar con la energía suministrada por inducción y muy estable frente a dilataciones térmicas dada la deformación impuesta por el material de aluminio sobre las paredes de los orificios pasantes del disco ferromagnético y la propia deformación de los tetones, engrosando su sección lo que posibilita una absorción ulterior de las citadas dilataciones térmicas generadas por el uso.
El pulido de la cara exterior del citado disco en funciones de difusor ofrece un adecuado acabado de la superficie de apoyo del utensilio.
En una realización preferida de la invención se ha previsto que el recipiente integre un tabique anular que rodea la superficie exterior de su plano de fondo definiendo un alojamiento aplanado apto para recibir encajado el citado disco ferromagnético receptor y difusor del calor, siendo la altura del tabique ligeramente inferior a la de las citadas protuberancias o tetones y quedando el disco ferromagnético, una vez acoplado por apriete y con los tetones insertados en los orificios y remachados, sustancialmente coplanario con el canto de dicho tabique.
El diseño y posicionamiento de las citadas protuberancias o tetones es tal que permite que las dos piezas del fondo del recipiente de aluminio y disco en acero inoxidable permanezcan unidas sin holgura aunque se alcancen temperaturas muy elevadas y pese a que el aluminio y el acero sufren dilataciones diferentes.
Otras características y ventajas de la invención aparecerán de la lectura de unos ejemplos de ejecución que se describirán seguidamente con la ayuda de unas láminas de dibujos.
En dichos dibujos: La Fig. 1 muestra una vista en alzado, con sección parcial del fondo de un utensilio de cocción según la invención, antes de recibir acoplada una placa o disco difusor de calor, ferromagnético, apreciando la presencia de una serie de protuberancias, en este caso en forma de tetones en el plano exterior del fondo del utensilio. La Fig. 2 muestra una vista en planta del citado disco difusor.
Las Figuras. 3, 4 Y 5 son sendas secciones por I-I, ll-ll y lll-lll de diversos tetones del fondo de la Fig. 1.
Las Figuras 6 y 7 muestran la situación previa al montaje del disco difusor y la situación ulterior de acoplamiento del mismo sobre el citado fondo. La Fig. 8 es un detalle ampliado de la disposición que adopta el disco difusor antes de la operación de remachado por medio de una máquina prensa adecuada y la Fig. 9 ilustra la situación final tras la operación de prensado y pulido que proporciona una unión por remachado entre los dos elementos, recipiente y disco y un acabado plano, regular del plano de apoyo del utensilio. Las Figuras. 10 y 11 muestran otro conjunto de utensilio de cocción y disco receptor y difusor de energía de calentamiento, ambos con un número distinto de tetones y perforaciones, en la situación previa a la unión de ambos elementos.
La Fig. 11 muestra un ejemplo de protuberancia de configuración y distribución distinta a la de los tetones ilustrados en las figuras precedentes. Según estas Figuras, el utensilio de cocción que se propone comprende un recipiente 10, tal como una sartén, olla, cacerola o similar, en un primer material tal como aluminio que proporciona ligereza y manejabilidad, cuyo recipiente tiene integrada en la cara exterior de su fondo una placa distribuidora o difusora de calor, constituida por un disco 11 o plancha de acero inoxidable. Según la invención la superficie exterior 12 del fondo del recipiente 10 posee una pluralidad de protuberancias o tetones 13 espaciados y el citado disco de acero inoxidable 11 posee un número de perforaciones 14 equivalente al de tetones 13 distribuidas oportunamente para permitir el acoplamiento de dicho disco 11 adosado sobre la cara exterior de dicho fondo, con inserción de los tetones 13 que son pasantes a través de las perforaciones 14, quedando unido el disco 11 al fondo por remachado de los tetones13 mediante una operación de prensado actuando por un lado sobre el fondo del recipiente 10 y por otro sobre el disco 11 , y procediéndose ulteriormente a una operación de pulido o rectificado de la superficie exterior del disco 11 que formará la base de apoyo del utensilio. La citada operación de prensado se realizará ventajosamente mediante una prensa hidráulica equipada de un conjunto adecuado de manipuladores para posicionar, acoplar y remachar el conjunto de fondo y disco de forma automatizada tal como una máquina transfer que no se ha representado, con unas estaciones de posicionado de ambos elementos fondo del utensilio y disco acoplados, estación de comprobación de la posición del disco difusor, estación de remachado hidráulico y estación de descarga automática.
En la Fig. 1 se aprecia que el fondo del recipiente 10 posee un tabique anular 15 que rodea la superficie exterior de su plano de fondo definiendo un alojamiento 16 abierto, aplanado apto para recibir encajado el citado disco difusor 11, siendo la altura del tabique 15 ligeramente inferior a la de los citados tetones 13 de manera que el disco 11 , una vez acoplado y con los tetones 13 insertados en los orificios 14 queda coplanario con el canto de dicho tabique 15 según se aprecia en la Fig. 9.
En una realización preferida de la invención y según puede verse en las Figs. 3 a 5, los citados tetones 13 son troncocónicos y están distribuidos según varias alineaciones circunferenciales concéntricas. En general los tetones 13 pertenecientes a distintas alineaciones tendrán un distinto grosor y de modo equivalente las perforaciones 14 previstas para su paso a través del disco 11 serán de un paso adecuado. Con ello se consigue que las tensiones en el material debidas a las dilataciones térmicas sean diferentes en distintas zonas mejorando en conjunto la estabilidad.
En la Fig. 12 se muestra otra forma de las protuberancias 13 así como una distinta distribución de las mismas.
Conforme a una ejecución preferida del presente modelo el recipiente 10 se fabricará en aluminio obtenido por fundición por inyección y el citado disco difusor 11 adosado a la superficie exterior de su fondo es de acero inoxidable.
Descrita en modo suficiente la presente invención como para poder ser puesto en la práctica por un técnico en la materia, se recaba hacer extensiva su protección a aquellas modificaciones de detalle tales como grosor del disco ferromagnético, forma de las protuberancias o tetones y distribución de los mismos, altura del tabique periférico, fuerza de prensado, materiales utilizados y características de las prensas utilizadas, que no alteren su esencialidad que se describe en las siguientes reivindicaciones.

Claims

REIVINDICACIONES 1.- Utensilio de cocción con fondo adaptado para calentamiento por inducción del tipo que comprende un recipiente (10) en un primer material que en la cara exterior de su fondo tiene integrada una placa (11) distribuidora o difusora de calor en un segundo material distinto, termoconductor, caracterizado porque la superficie exterior (12) de fondo del recipiente (10) posee una pluralidad de protuberancias (13) espaciadas y porque dicha placa (11) distribuidora de calor está constituida por un disco en un material ferromagnético dotado de un número de perforaciones (14) equivalente al de protuberancias (13) y distribuidas oportunamente para permitir el acoplamiento de dicho disco, adosado sobre dicho fondo, con inserción de las protuberancias (13) que se disponen pasantes a través de las perforaciones, quedando unido el disco al fondo por remachado de dichas protuberancias (13).
2.- Utensilio de cocción, según la reivindicación 1 , caracterizado porque integra un tabique anular (15) que rodea dicha superficie exterior (12) de su plano de fondo definiendo un alojamiento abierto, aplanado apto para recibir encajado el citado disco (11) , siendo la altura del tabique (15) ligeramente inferior a la de los citados tetones y quedando el disco, una vez acoplado y con los tetones insertados en los orificios y remachados, coplanario con el canto de dicho tabique (15).
3.- Utensilio de cocción, según la reivindicación 1 , caracterizado porque las citadas protuberancias (13) están constituidas por unos tetones troncocónicos.
4.- Utensilio de cocción, según la reivindicación 3, caracterizado porque los citados tetones están distribuidos según varias alineaciones circunferenciales concéntricas, teniendo al menos los tetones pertenecientes a dos de dichas alineaciones un distinto grosor.
5.- Utensilio de cocción, según una de las anteriores reivindicaciones, caracterizado porque el citado recipiente (10) es de aluminio obtenido por fundición por inyección y el citado disco (11) adosado a la superficie exterior de su fondo es de acero inoxidable.
6.- Utensilio de cocción, según la reivindicación 5, caracterizado porque dicho recipiente (10) configura una sartén.
7.- Utensilio de cocción, según la reivindicación 6, caracterizado porque dicho recipiente (10) configura una olla con al menos un asa.
8.- Utensilio de cocción, según la reivindicación 1 , caracterizado porque incluye un acabado pulido o rectificado de la superficie exterior del disco o base de apoyo del utensilio, tras unión de la placa o disco (11).
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