способ соединения металлических листов и изделие, полученное этим способом

Формула изобретения

1. Способ соединения металлических листов, включающий перфорирование одного из листов с получением отверстий, имеющих отогнутые кромки, размещение перфорированного листа отогнутыми кромками к другому листу, приложение усилия сжатия к указанным листам для внедрения отогнутых кромок в другой лист и обеспечение затекания металла другого листа в отверстия перфорированного листа, отличающийся тем, что при перфорировании кромки отверстий отгибают так, что они образуют угол с плоскостью листа, а при приложении усилия сжатия кромки разгибают таким образом, что они выпрямляются в плоскости перфорированного листа, образуя зацепление с металлом другого листа в форме ласточкиного хвоста.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что края кромок перпендикулярны плоскости перфорированного листа.

3. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что перфорированный лист изготавливают из более прочного металла, чем металл другого листа.

4. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что перфорированный лист изготавливают из железосодержащего металла или сплава с магнитными свойствами.

5. Способ по п.1, 2 или 3, отличающийся тем, что перфорированный лист изготавливают из нержавеющей стали.

6. Способ по п.1, 2, 3 или 4, отличающийся тем, что другой лист изготавливают из металла, выбранного из группы, включающей алюминий, медь, олово, свинец или их сплавы.

7. Изделие, изготовленное из листа относительно мягкого металла, соединенного посредством штамповки с перфорированным листом из более твердого металла, имеющим отверстия с кромками, внедренными в мягкий металл, отличающееся тем, что соединение листов штамповкой выполнено способом по любому из пп.1 6.

8. Изделие по п.7, отличающееся тем, что оно представляет собой посуду для приготовления пищи.

9. Изделие по п.8, отличающееся тем, что перфорированный лист закреплен на внешней поверхности дна посуды.

10. Изделие по п. 9, отличающееся тем, что другой лист изготовлен из алюминия, а перфорированный лист изготовлен из ферритной нержавеющей стали с возможностью нагрева индукционными токами.

11. Изделие по п.8, отличающееся тем, что перфорированный лист закреплен на внутренней поверхности дна посуды.

12. Изделие по п.11, отличающееся тем, что на внутреннюю поверхность дна посуды нанесено антипригарное покрытие.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к способам соединения металлических листов, а также к изделиям, изготовленным из металлических пластин, соединенных в соответствии с изобретением. Одним из примеров применения изобретения является посуда для приготовления пищи.

Алюминий представляет собой металл, обладающий многочисленными преимуществами. Он легок, пластичен и легко подвергается штамповке, а также хорошо проводит тепло. В дополнение к этому он относительно дешевле. Благодаря этим свойствам он широко используется в промышленности, особенно в производстве посуды для приготовления пищи. Однако он обладает и недостатками. Прежде всего, он относительно мягок, вследствие чего его поверхность легко царапается. Для использования в быту алюминий часто покрывают антипригарным слоем, например, политетрафторэтиленом или слоем эмали. Однако срок службы таких покрытий ограничен, потому что алюминий является слишком мягкой подложкой. Более того изделия, изготовленные из алюминия, в частности контейнеры для приготовления пищи, легко деформируются под воздействием тепла, излучаемого, например, кухонными электрическими плитами или газовыми горелками.

Чтобы преодолеть эту трудность, можно либо увеличить толщину металла, либо наложить лист нержавеющей стали на алюминиевую стенку, например, путем штамповки. В этом случае, однако, стоимость изготовления заметно увеличивается, а теплопроводность уменьшается, удлиняя время приготовления пищи.

Наконец, для нагревания алюминиевых бытовых изделий не может использоваться индукционный нагрев, так как этот способ требует, чтобы изделия были изготовлены из магнитных металлов, таких, как ферритная нержавеющая сталь.

Существуют способы, позволяющие достаточно экономичным образом соединять металлические листы. Один из таких способов состоит в наложении на поверхность металла сетки из другого металла, причем сетку закрепляют с помощью матричной штамповки. Сетка может иметь проволочные ячейки любой формы: квадратные ячейки, прямоугольные, шестиугольные или другие. Она также может иметь форму плоского листа перфорированного металла.

Использование перфорированного плоского листа имеет свой недостаток, связанный с отсутствием прочного закрепления листа на поверхности металла. Рано или поздно это в конце концов может привести к отделению листа.

Известен способ [авт.св. СССР 772769] в котором прочность соединения металлических листов повышают путем выполнения одного из соединяемых листов с пазами прямоугольной формы и расположенными между ними выступами с пазами треугольной формы. В процессе пластической деформации выступы внедряются в более мягкий металл, образуя зацепление типа "ласточкин хвост". Однако вследствие того, что для выполнения пазов и выступов требуется использование листов достаточно большой толщины, известный способ не пригоден для соединения тонких листов, используемых, например, для изготовления посуды.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению по технической сущности и достигаемому эффекту является способ [2] в котором на поверхность одного металлического листа накладывают перфорированный лист из другого металла, при этом перфорированный лист имеет отверстия с отогнутой кромкой и ее краем и при наложении на другой лист выступы кромок обращены к этому листу. При штамповке кромки отверстий входят в поверхность другой детали, материал которой выпрессовывается в перфорированное отверстие, обеспечивая закрепление одного листа с другим. Известный способ позволяет осуществлять соединение тонких листов металла, однако он не обеспечивает надежного закрепления листов, пространственной ориентации, при этом впоследствии может произойти разъединение листов.

Задачей изобретения является создание такого способа соединения металлических листов, который позволил бы осуществлять соединение тонких листов металла и в то же устранить возможность последующего разъединения этих листов, а также получать тонкостенные изделия, состоящие из двух слоев различных металлов, которые можно использовать, в частности, для изготовления посуды.

Для решения этой задачи предложен способ, включающий перфорирование одного из листов с получением отверстий, имеющих отогнутые кромки, размещение перфорированного листа отогнутыми кромками к другому листу и приложение усилия сжатия к указанным листам для внедрения отогнутых кромок в другой лист и обеспечение затекания металла другого листа в отверстия перфорированного листа, в котором при перфорировании кромки отверстий отгибают так, что они образуют угол с плоскостью листа, а при приложении усилия сжатия кромки разгибают таким образом, что они выпрямляются в плоскости перфорированного листа, образуя зацепление с металлом другого листа в форме ласточкиного хвоста.

Поставленную задачу решают также путем получения изделия, изготовленного из листа относительно мягкого металла, соединенного посредством штамповки с другим листом из более твердого металла, имеющим отверстия с кромкой, внедренными в мягкий металл, в котором соединение листов штамповкой выполнено указанным выше способом.

Изобретение относится в частности к изделиям, используемым в качестве посуды для приготовления пищи.

На фиг. 1 схематично представлено поперечное сечение металлической пластины и перфорированного листа до матричной штамповки в случае предпочтительного примера реализации изобретения; на фиг.2 то же, но после процесса матричной штамповки; на фиг.3 поперечное сечение посуды для приготовления пищи в соответствии с предпочтительным примером реализации изобретения; на фиг. 4 поперечное сечение посуды для приготовления пищи в соответствии с другим примером реализации изобретения.

Первая операция способа в соответствии с изобретением заключается в изготовлении перфорированного листа 3 металла 4 таким образом, чтобы каждое перфорированное отверстие 6 имело кромку 5 и край 7 кромки. В предпочтительном примере реализации изобретения каждая кромка 5 образует угол A с плоскостью D листа 3, при этом край 7 кромки перпендикулярен плоскости D листа 3. Следующая операция заключается в наложении изготовленного таким образом листа 3 на поверхность 1 металла 2 так, чтобы кромки 5 образовали выступы, направленные к поверхности 1. Последняя операция заключается в выполнении матричной штамповки, при которой происходит припрессовывание листа 3 к поверхности 1, причем выпрямление кромок 5 и краев 7, которое сопровождается выпрессовкой материала 2 поверхности 1 в перфорированное отверстие 6, обеспечивает надежное закрепление 8 листа 3 на поверхности 1. В предпочтительном варианте изобретения края 7 при выпрямлении оказываются скошенными под углом A по отношению к перпендикулярному к плоскости D листа 3, тем самым образуя с выпрессованным материалом 2 поверхность 1 надежное закрепление 3 в форме ласточкиного хвоста.

Предпочтительно в качестве металла 2 поверхности 1 используют алюминий по причине его относительной мягкости.

В качестве металла 2, однако, можно использовать также медь, олово, свинец или сплав одного или более этих металлов, или любой другой металл или сплав.

Лист 3 может быть изготовлен из магнитной нержавеющей стали.

Лист 3, закрепленный в дне контейнера 9 (фиг.3), придает последнему следующие технические преимущества:

упрочняет дно контейнера, что повышает его стойкость к износу;

увеличивает устойчивость дна к деформациям, вызванным колебаниями температуры, в результате этого дно остается плоским, а передача тепла от кухонной плиты оптимальной;

контейнер можно нагревать индукционными токами благодаря присутствию магнитной стали;

благодаря высокой теплопроводности алюминия тепло, поглощенное листом нержавеющей стали, эффективно и равномерно распределяется в алюминиевом дне 11;

благодаря тому, что лист из нержавеющей стали не является непрерывным, появляется возможность уменьшить поток тепла через дно посуды и, следовательно, избежать резкого и излишнего нагрева пищи;

наличие сетки весьма слабо влияет на стоимость изготовления и ни в коей степени не мешает процессу обработки алюминиевой посуды.

Следовательно, вышеописанная посуда для приготовления пищи совмещает в себе преимущества, связанные с использованием алюминия, а также преимущества, привнесенные использованием листа нержавеющей стали.

В том случае, когда не требуется проведение индукционного нагрева посуды, лист может быть изготовлен из немагнитного материала, аустенитной нержавеющей стали (типа 18/8) или любого другого, более прочного чем алюминий металла.

На фиг. 4 представлена другая посуда 10 для приготовления пищи, изготовленная из алюминия, дно 12 которой имеет на своей внутренней поверхности лист 3, выполненный, например, из нержавеющей стали или другой относительно твердой стали.

В этом примере антипригарное покрытие 13, например, из политетрафторэтилена покрывает внутреннюю поверхность дна 12 вместе с листом 3.

Изобретение не ограничивается описанными примерами его реализации, и в последние может быть внесено много изменений без отклонения от сущности изобретения как целого.

Таким образом, изобретение применимо и в областях, не связанных с производством предметов для приготовления пищи, фактически оно может быть применено в любой технической области, где требуется осуществить прочное соединение листов металла любого вида.