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JVIÉMOIRE DESCRIPTIF
La présente invention décrit un appareil de cuisine électrique utilisé pour
brasser des
~~liments à consistance fluide qu'il faut brasser continuellement pour ne pas
qu'ils collent au fond du
chaudron. C'est un appareil qui transfert un couple magnétique entre une
plaque déposé sur le rond
de la cuisinière ( en dessous du chaudron ) et un agitateur magnétique déposé
dans le chaudron à
proximité de son centre ( centrage automatique de l'agitateur ). La plaque
sert aussi pour conduire la
chaleur du rond au chaudron.
Actuellement, les personnes qui préparent dans aliments comme des sauces, des
soupes
au lait ( crème ), des garnitures de tarte au citron, sucre à la crème, ... ,
utilisent une cuillère et
beaucoup de patience pour brasser à la main sans arrêt jusu'à la cuisson
complète. Ceci peut prendre
iPacilement de 10 à 30 minutes selon les applications. Lorsqu'une personne
travaille à la maison, elle a
souvent plusieurs tâches à faire: à la foi... Faire le lavage, s'occuper des
enfants, préparer le dîner,
répondre au téléphone, etc. Lors de la préparation des aliments mentionnés
plus haut, si le brassage
est insuffisant ou intermittent, les aliments colleront au fond du chaudron.
Il en résultera un goût de
brûlé et des grumeaux désagréables ... une préparation ratée !
Puisqu'à ma connaissance, ce type d'appareil n'existe pas encore sur le
marché. Je vais
vous décrire les points forts et les pointa faibles de mon invention.
1?oints forts du Robot 'tateur:
~~ Il peut être installé en permanence sur le rond de la cuisinière et être
enlevé au besoin.
n Il n'enlève pas l'utilisation du rond pour d'autres applications ( ex: faire
cuire des neufs avec une
poêle ).
~~ Dû au vérin ajustable, il s'installe aussi bien sur une cuisinière avec
ronds spirales qu'avec ronds
de fonte ou bien ronds de vitrocéramique.
n L'agitateur magnétique peut être rangé dans un tiroir, il est facile
d'utilisation puisqu'il se centre
de lui-même dans le chaudron dû au:x forces d'attraction magnétique avec la
plaque.
~~ Après l'utilisation, l'agitateur peut être séparé en ses deux pièces
constitutives que sont le rotor
magnétique et le support-pivot pour être lavés au lave-vaisselle.
~~ Il est possible d'utiliser des chaudrons standards sur le marché pourvu
qu'ils soient
non-magnétiques ( la piupa~rt des chaudrons en acier inoxydable, les chaudrons
en aluminium
recouverts ou non recouverts de Téflon, les chaudrons en Pyrex ). La grandeur
du chaudron doit
évidemment être en proporl:ion avec la grandeur du rond.
~~ L'utilisation d'un chaudron de bonne épaisseur est possible dû au couple
magnétique su~sant.
n Le couvert du chaudron pe~,~t être déposé sur le chaudron après
l'installation de l'agitateur, ce qui
diminue le temps de la cuisson car l'échange de chaleur des aliments avec
l'ambiant est plus lente.
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lPoints faibles du Robot A '~tateur:
~~ Le temps nécessaire au réchauffement du chaudron est augmenté d'environ une
minute due à
l'ajout de la plaque à induction magnétique entre le rond et le chaudron.
~~ La production américaine d'acier inoxydable austénitique ( non-magnétique )
compte pour
environ 70 % de la production totale d'acier inoxydable. J'ai remarqué en
visitant des détaillants
de chaudron en acier inoxydable qu'environ la même proportion ( 70 % ) des
chaudrons était
non-magnétique donc utilisable par le Robot Agitateur. Par conséquent, il y a
environ 30 % des
chaudrons en acier inoxydable qui sont magnétiques et donc non utilisables.
~~ Après la cuisson des aliments, il faut: retirer l'agitateur en tirant sur
le support-pivot. Si la cuisson
a été effectuée sans le couvercle du chaudron, la température du support-pivot
est plutôt tiède
pour les doigts. Par ailleurs, si la cuisson s'est effectuée avec le couvercle
du chaudron, il est
recommandé de ne pas toucher au support-pivot durant les quinze secondes
suivant le retrait du
couvercle. Pendant ce court temps, la température du support-pivot chutera
rapidement pour a
tteindre une température tiède sans danger pour les doigts..
~~ Le Robot agitateur comporte à l'intérieur de la plaque à induction
magnétique, un système
d'aimants en céramique. Les manufacturiers d'aimants en céramûque indiquent
une température
d'utilisation normale jusqu'à 400°F ( 204°C ) sans danger de
provoquer des fissures dans les
aimants. Cette température représente donc la température; maximale
d'utilisation de la plaque.
Les aliments mentionnés plus hauts sont préparés de feu doux à feu moyen. Ä
feu moyen, la
température de la plaque est environ à 340°F ( 170°C ). Il est
donc important lors de l'utilisation,
de se limité à un feu moyen pour se garder une marge de sécurité pour ne pas
risquer d'ab~itner le
Robot Agitateur.
~~ L'utilisation d'un chaudron à fond épais ( chaudron de qualité ) est
préférable car l'assise du
chaudron est bien droite et donc bien en contact avec la plaque. Le transfert
de chaleur se fait
bien entre la plaque et le chaudron. l:.e mouvement de l'agitateur n'a aucun
effet sur le chaudron.
L'assise d'un chaudron mince est souvent bossé, cela implique; que le chaudron
oscillera
légèrement lors du mouvement de l'agitateur ce qui n'est pas dramatique mais
plutôt dérangeant à
première vue; que l'échange de chaleur se fait mal entre la plaque et le
chaudron. Les tests que j'ai
effectués démontrent que même avec un chaudron bossé, la température de la
plaque ne dépasse
pas les 400°F ( 204°C ) pour un feu moyen du rond de la
cuisinière.
Autres points importants
Ä la Figure 2, j'ai dessiné l.e premier prototype utiliser pour l'évaluation
de l'aynareil final
Robot Agitateur décrit dan,. cette demande 1. Ce prototype m'a démontré:
n Qu'il était inutile de faire brasser les aliments alternativement dans les
deux sens, un seul sens de
brassage suffit.
~~ Qu'une seule vitesse de brassage bien choisie était suffisante.
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.. Qu'une broche anti-couple, retenant. la queue du chaudron pour ne pas
qu'elle tourne sous l'effet
de la rotation de l'agitateur dans les aliments, était inutile. La seule fi-
iction du chaudron sur la
plaque est sui~sante.
.. Qu'un dégagement circulaire au centre de la plaque permettant "
probablement " une meilleure
assise du chaudron n'a pas démontré d'avantage au cours des tests. Ce détail
n'apparaît donc
pas sur le Robot Agitateur.
.. Que l'utilisation de deux pales d'agitation plus grosses est plus
performante ( moins de couple
magnétique entre la plaque et l'agitateur pour le même effet de brassage ) que
l'utilisation de
plusieurs ( trois et plus ) petites pales également distribuées.
Réalisation de l'invention
lListe des dessins
lEn ce qui concerne les dessins j'ai utilisé un système simple pour
reconnaître la direction de la vue.
.Sur la Figure 1, j'ai indiqué au complet la vue de dessus et la vue de face
avant pour préciser
L'orientation du Robot Agitateur. Sur les autres figures, je me suis servi des
abréviations suivantes
~~our situer les vues:
'COP, pour vue du dessus ou " top " en anglais.
1CTND, pour vue du dessous ou " underneath " en anglais.
1FA, pour vue de face avant.
IFR, pour vue de face amère.
CD, pour vue de coté droit.
CG, pour vue de coté gauche.
l~Tote: L'abréviation de l'orient:ation par rapport à la Figure 1 est toujours
très près de la vue en
question pour chacune des figures.
La Figure 1 représente le montage et l'utilisation du Robot Agitateur.
l.a Figure 2 représente le montage et: l'utilisation d'un prototype semblable
à la Figure 1
démontrant plusieurs aspects inutiles qui n'apparaissent pas sur le Robot
'tateur.
La Figure 3 représente toutE;s les pièces assemblées du Robot Agitateur.
De la Figure 4
à la Figure 30 sont les dessins de toutes les pièces fabriquées sur mesure (
no 1 à 27 ) pour le Robot
Agitateur.
De la Figure 31
à la Figure 43 sont les dessins d'assemblage étape par étape afin d'atteindre
la réal~ation
complète de l'invention ( no A1 à A13 ).
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lDe la Figure 44
à la Figure 47 sont les dessins des pièces ( 03-A, 03-B, 04-A, 22-A ) qui
représentent des
alternatives aux: pièces ( 03, 04, 22 ) mentionnées dans les Figures 4 à 30.
lDe la Figure 48
~~ la Figure 51 sont des dessin:> pour démontrer les principes magnétiques
utilisés par l'invention.
lLa Figure 52 est un dessin pour démontrer les principes thermiques utilisés
par l'invention.
lPièces faites sur mesure pour l'invention
1La Figure 4 est le dessin de la pièce no 1 ( plaque inductrice-conductrice ).
Elle est en
aluminium coulé par injection. Elle renferme le système d'entraînement
magnétique et elle a la tàche de conduire la chaleur du rond de la cuisinière
au
chaudron en passant par le couvert de la plaque no 2 de la Figure 5.
1La Figure 5 est le dessin de la pièce no 2 ( couvercle de la plaque ). Elle
est faite à partir d'une
tôle d'acier inoxydable austénitique ( non-magnétique ). Sa grande capacité à
l'usure
est utile pour endurer le contact répété avec des assises de chaudron.
1La Figure 6 est le dessin de la pièce no 3 ( disque d'entrainement magnétique
). Elle est en
aluminium coulé.
l.a Figure ? est le dessin de la pièce no 4 ( aimant ). C'est un aimant en
céramique orienté de
grade 5 minimum avec les pôles orientés à travers les plus grandes surfaces.
l:.a Figure 8 est le dessin de la pièce no 5 ( rondelle antifriction ). Elle
est en acier inoxydable
austénitique ( non-magnétique ). Elle est bien polie en surface pour recevoir
un
coussinet en ca~~one.
l~a Figure 9 est le dessin de la pièce no 6 ( coussinet inférieur ). Elle est
en carbone ou en graphite
selon les exigences de la conception.
l~,a Figure 10 est le dessin de la pièce no 7 ( coussinet supérieur ). Elle
est faite du même matériau
que le coussineat inférieur no 6 de la Figure 9.
La Figure 11 est le dessin de la pièce no 8 ( conducteur magnétique ). Elle
est faite d'un acier utilisé
pour les transformateurs ou les relais ( ex: acier au silicium 1%, Silectron
). Un acier
doux peut être utilisé mais il s'oxyde rapidement à haute température.
ILa Figure 12 est le dessin de la pièce no 9 ( capuchon du vérin ). Elle est
faite en silicone moulée.
La Figure 13 est le dessin de la pièce no 10 ( entretoise de l'isolant ). Elle
est en aluminium coulé.
l:.a Figure 14 est le dessin de la pièce no 11 ( joint d'étanchéité ). Elle
est fait de silicone moulée.
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1La Figure 15 est le dessin de la pièce no 12 ( isolant thermique supérieur ).
Elle est faite à partir
d'une tôle très :mince ( environ 0.016 " ) d'acier inoxydable. Pour un métal,
l'acier
inoxydable n'est pas un bon conducteur de chaleur.
:La Figure 16 est le dessin de la pièce no 13 ( pignon moteur ). Elle est en
laiton jaune, car sa
fabrication est fàcile, elle résiste bien à l'usure et à la chaleur. Elle
comporte deux
trous filetés pour recevoir des vis d'arrêt.
1La Figure 17 est le dessin de la pièce no 14 ( support de l'isolant ). Elle
est faite à partir d'une tôle
d' acier inoxydable.
1La Figure 18 est le dessin de la pièce no 15 ( isolant thermique inférieur ).
Elle est fait à partir
d'une tôle très émince ( environ 0.016 " ) d'acier inoxydable. Pour un métal,
l'acier
inoxydable n'est pas un 'bon conducteur de chaleur.
lLa Figure 19 est le dessin de la pièce no 16 ( engrenage-poulie ). Elle est
en laiton jaune, car sa
fabrication est fàcile, elle résiste bien à l'usure et à la chaleur. Elle
offre aussi un bon
coefficient de friction avec la courroie type ressort no 21 de la Figure 24.
La Figure 20 est le dessin de la pièce no 17 ( plaque écrous ). Elle est faite
à partir d'une tôle
d'acier inoxydable comportant des trous filetés pour recevoir des vis
mécaniques.
La Figure 21 est le dessin de la pièce no 18 ( coussinet de l'engrenage-poulie
). Elle est en carbone
ou en graphite :selon les exigences de la conception.
La Figure 22 est le dessin de la pièce no 19 ( coussinet de l'engrenage-poulie
). Elle est en carbone
ou en graphite :selon les exigences de la conception.
La Figure 23 est le dessin de la pièce no 20 ( boîtier-radiateur ). Elle est
faite d'aluminium coulé par
injection et peinte par la suite. Elle sert principalement à contenir le
moteur électrique
et à évacuer la chaleur en provenance de l'isolant thermique et du moteur.
La Figure 24 est le dessin de la pièce no 21 ( courroie type ressort ). La
figure montre la courroie
en vue du dessus ( abréviation ~ TOP ).Elle est faite sur le même principe
qu'un
ressort en tension sauf que les deux extrémités sont reliées ensemble par un
connecteur ( petit ressort, la vue de gauche est un agandissement d'une coupe
longitudinale dE; la courroie reliée par un connecteur ). Cette courroie ainsi
formée est
flexible et élastique. Chacune des parties indiquées plus haut est faite d'un
brin d'acier
inoxydable.
l~a Figure 25 est le dessin de la pièce no 22 ( corps de l'agitateur ). Elle
faite d'aluminium très
résistant à la corrosion et de belle apparence ( ex: ANSI 6061-T4 ) ou en
plastique
( polycarbonate ) non transparent ( opaque ).
l:a Figure 2G est le dessin de la pièce no 23 ( pale de l'agitateur ). Elle
est en acier inoxydable
austénitique ( non-magnétique ) bien polie en surface.
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lLa Figure 27 est le dessin de la pièce no 24 ( couvercle de l''agitateur ).
Elle est faite du même
matériau que la pièce no~ 22 ( corps de l'agitateur ) de la Figure 25.
lLa Figure 28 est le dessin de la pièce no 25 ( coussinet de l' agitateur ).
Elle est faite en Téflon qui
répond aux normes sur l'industrie de l'alimentation.
lLa Figure 29 est le dessin de la pièce no 26 ( pivot de l'agitateur ). Elle
est en acier inoxydable
austénitique { non-magnétique ) bien polie en surface.
1La Figure 30 est le dessin de la pièce no 27 ( support du pivot ). Elle est
faite à partir d'une tôle
d' acier inoxydable austénitique ( non-magnétique ) bien polie en surface. II
est à
remarquer qu'elle est légèrement courbée pour offrir trois points de contact
avec le
fond du chaudron et ainsi fournir une bonne stabilité à l'agitateur lors de sa
rotation.
;Assemblage des~ièces étaie car étaie afin d'atteindre la réalisation de
l'invention
~E~éalisation de la plaque d'entraînement ( voir Figure 3 à droite ).
La Figure 31 est l'assemblage no Al. La rondelle antifiiction no 5 est insérée
au centre du disque
d'entraînement no 03 par un calage à retrait. L,es quatre aimants no 4 sont
insérés
dans les quatre logements formés par le premier assemblage des pièces no 5 et
no 3.
II est important d'orienté les pôles des aimants en alternant ( Sud, Nord,
Sud, Nord )
comme indiqué sur la vue de dessus ( abréviation ~ TOP ).
lLa Figure 32 est l'assemblage no A2. Le conducteur magnétique no 08 est
installé sur l'assemblage
no A1 à l'aide de deux vis à tête fraisée en acier inoxydable standards no V1
comme
indiqué sur la voue de dessous ( abréviation ~ LIND ). Les coussinets
inférieurs no 06
et supérieur 07 sont installés au centre de l' assemblage comme indiqué sur la
vue de
coupe A-A au centre de la figure ( abréviation ~ FA ).
l:.a Figure 33 est l'assemblage no A3. La goupille standard ( Hardened Ground
Dowel Pin ) no G1
est insérée en dessous du boîtier-radiateur no 20 par calage à retrait comme
indiqué
sur la vue d'agrandissement de la coupe A-A à droite de la figure (
abréviation ~ FA
). L,e pignon moteur no 13 est retenu sur l'arbre du moteur M1 par deux vis
d'arrêt
standards V3 comme indiqué sur la vue d'agrandissement de la coupe A-A à
droite de
la figure ( abré~nation :~ FA ). Le moteur électrique no M 1 est installé dans
le boîtier-
radiateur no 20 à l'aide de deux vis à tête hexagonale standards no V4 comme
indiqué
sur la vue de dessous en bas de la figure ( abréviation ~ UND ). Ix capuchon
du
vérin no 9 est collé sur la tête de la vis à tête hexagonale no V2 avec du
silicone. Par
la suite introduite en dessous du boîtier radiateur comme indiqué sur la vue
d'agrandissement de la coupe A-A à droite de la figure ( abréviation ~ FA ).
La
rondelle d'acier inoxydable standard no Rl suivie du coussinet de l'engrenage-
poulie
no 18 reçoivent l'engrenage-poulie no 16. La rondelle de Téflon mince standard
no
R2 est ajouté p~~r la suitE; au centre de la goupille no G1. Ces quatre pièces
sont
assemblées comme indiqué sur la vue d'agrandissement de la coupe A-A à droite
de la
figure ( abréviation ~ FA ).
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lLa Figure 34 est l'assemblage no A4. L'interrupteur no I1 est installé au
couvert du boîtier-
radiateur no 19 comme indiqué sur les deux wes du haut à gauche ( abréviations
~
TOP et FA ). Le câble du transformateur mural no T 1 est passé par un trou
destiné à
cette fin dans les coté du boîtier-radiateur no 19 de l'assemblage no A3 comme
indiqué
sur la we de droite et du bas ( abréviation ~ 'TOP et TOP ). Par la suite, il
faut
effectuer les connections entre l'interrupteur n.o I1, le moteur no M1 et le
Transformateur mural no Tl à l'aide d'un fer à souder
La Figure 35 est l'assemblage no A5. Le couvert du boîtier-radiateur no 19 est
collé sur le dessus
du boîtier-radiateur no 20 de l'assemblage A4 à l'aide d'une colle à l'époxy
comme
indiqué.
lLa Figure 36 est l'assemblage no A6. L'isolant thermique supérieur no 12 est
déposé sur
l'assemblage no A5, l'entretoise de l'isolant thermique no 10 est déposé par
la suite
sur l'isolant no 12 et sont liés ensembles par deux vis à tête hexagonale
standard no
V5. La réalisation est indiquée sur la we de dessous ( abréviation ~ UND ) en
haut
de la figure et la we de :face arrière en coupe partielle A-A ( abréviation ~
FR ) en
bas de la figure.
1La Figure 37 est l'assemblage no A7. L'isolant thermique inférieur no 15 est
déposé sur la plaque
inductrice-conductrice no 1. Par la suite, la plaque écrous no 17 est déposée
sur
l'isolant thermique inférieur no 15 et vissé par dessous par deux vis à tête
fraisée en
acier inoxydable standards no V6. La réalisation est indiquée sur la we de
dessus
abréviation ~ 'COP ) en haut de la figure et sur la we de face avant en coupe
partielle
A-A ( abréviation ~ FA ) en bas de la figure. Le joint d'étanchéité no 11 est
collé
avec du silicone: sur l'isolant thermique inférieur no 15 à l'endroit du trou
pratiqué au
centre de celui-ci. Les wes de la réalisation sont les mêmes que celles
mentionnées
plus haut.
l~a Figure 38 est l'assemblage no A8. L'assemblage no A2 est déposé sur le
couvercle de la plaque
no 02 au centre. Une vis à tête fraisée en acier inoxydable austénitique
standard V7
passant par le centre de :l' assemblage no A2 vient se lier au couvercle de la
plaque
no 02 par un trou fileté pratiqué au centre de celui-ci. L'assemblage no A6
est
déposé sur le couvercle de la plaque no O2. Par la suite, le support de
l'isolant no 14
est déposé par-dessus l'assemblage no A6. Deux vis à tête ronde standards no
V8
passe dans les deux trous de support de l'isolant no 14 et les deux trous de
l'isolant
thermique supérieur no 12 de l'assemblage no A6. Ces mêmes vis V8 se lient au
couvercle de la plaque no 02 par des trous filetés pratiqués sur celui-ci. La
réalisation
est indiquée sur la we de dessous ( abréviation ~ UND ) en haut de la figure
et sur la
we de face arrière en coupe partielle A-A ( abréviation ~ FR ) en bas de la
figure. La
courroie type ressort no 21 passe dans la rainure en V du disque
d'entraînement
magnétique no 03 et passe dans la rainure en V de l'engrenage-poulie no 16. La
réalisation est indiquée complètement sur la we de dessous ( abréviation ~ UND
) en
haut de la figurE;. La we de face arrière en coupe partielle A-A ( abréviation
~ FR )
ne montre que l'insertion de la courroie dans la rainure en V du disque
d'entraînement magnétique no 3.
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1La Figure 39 est l'assemblage no A9. L'assemblage no A7 est assemblé à
l'assemblage no A8 par
l'intermédiaire de huit vis à tête fraisée en acier inoxydable standard no V9
pour la
partie de la plaque et de quatre vis à tête fraisée en acier inoxydable
standards no V 10
pour la partie de l'isolant. La réalisation est indiquée sur la vue de dessous
abréviation ~ I;TND ) en haut de la figure et sur la vue de face amère des
deux
assemblages no A7 est no A8 prêt à recevoir les vis no V9 et no V 10 (
abréviation ~
FR ) en bas de la figure. Par la suite, la surface du couvert de la plaque
ainsi
assemblée doit être sablé pour enlever les excédant des vis no V9. Il faut
comprendre
qu'il est impossible d'ot>tenir des vis no V9 ayant exactement la bonne
longueur lors
de l'assemblage;. Les vis no V9 doivent alors dépasser quelque peu des trous
filetés
dans le couvert de la plaque no 02 et par la suite être sablées pour obtenir
une surface
lisse et convenable à l'assise d'un chaudron.
l(~éalisation du support-pivot ( voir Figure 3 à gauche en haut ).
lLa Figure 40 est l'assemblage no A10. Le pivot de l'agitateur no 26 est
assemblé sur le support de
pivot no 27 par l'intermédiaire d'une vis à tête fraisée en acier inoxydable
austénitique
standard no V 11. La réalisation est montrée par une vue de face avant en haut
et une
vue de dessous plus bas sur la figure.
lE~éalisation du rotor magnétique ( voir Figure 3 à gauche au centre ).
lLa Figure 41 est l'assemblage no A11. Chacune des deux pales de l'agitateur
no 23 est enfoncées
avec calage à retrait dans chacun des deux trous percé à cette fin à la
périphérie du
corps de l'agitateur no 22. Quatre paires d'aimants no 04 sont déposés dans
les
cavités réservées à cette fin dans le corps de l' agitateur no 22. Il est
important
d'orientée les pôles des aimants en alternant ( Sud, Nord, Sud, Nord ) comme
indiqué
sur la vue de dessus ( abréviation ~ TOP ). La réalisation est montrée par une
vue de
dessus en haut et une de face avant en coupe A-A plus bas sur la figure.
lLa Figure 42 est l'assemblage no A12. Un conducteur magnétique no 08 est
installé au centre du
corps de l'agitateur no 22 directement sur les aimants no 4 de l'assemblage
A11 à
l'aide de deux iris à tête fraisée en acier inoxydable standards no V1. La
réalisation est
montrée par une vue de dessus en haut et une de face avant en coupe A-A plus
bas
sur la figure.
La Figure 43 est l'assemblage no A13. Le couvercle de l'agitateur no 24 est
enfoncé avec calage
en retrait sur le dessus du corps de l'agitateur no 22 de l'assemblage A12. Je
recommande d'appliquer une fine couche de silicone sur le pourtour du
couvercle de
l'agitateur no 24 et d'appliquer une couche de colle à l'époxy sur le
conducteur
magnétique no 08 de l'assemblage A12 avant de faire le calage à retrait du
couvert no
24 sur le dessus du corps de l'agitateur no 22. Ceci, dans le but de s'assurer
de
l'étanchéité et de s'assurer que le couvercle no 24 ne se désassemblera pas
s'il reçoit
un choc ( ce qui est fréquent dans une cuisine :). Par la suite, le coussinet
de l'agitateur
no 25 est enfoncé avec calage en retrait au centre du corps de l'agitateur no
22 de
l'assemblage A12. La réalisation est montrée par une vue de dessus en haut et
une de
face avant en coupe A-A plus bas sur la figure..
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lPièces représentant des alternatives le matériau est le même que pour la
pièce originale )
:La Figure 44 représente le disque d'entraînement magnétique no 03-A vue de
dessus. Cette pièce
est une alternative qu'il est possible d'utiliser directement à la place de la
pièce no 03
du même nom.
lLa Figure 45 représente le disque d'entraînement magnétique no 03-B vue du
dessus. Cette pièce
est une alternative à la pièce no 03 du même nom. Cette pièce n'est utilisable
qu'avec
les aimants no 04-A de la Figure 46 et le corps de l'agitateur no 22-A de la
Figure
47.
lLa Figure 46 représente un aümant no 04-A vue de dessus au haut de la figure
et une vue de face
avant au bas de la figure. C'est un aimant circulaire standard. Les pôles sont
orientés à travers les plus grandes surfaces comme l'aimant no 4.
lLa Figure 47 représente le corps de l'agitateur no 22-A vue de dessus au haut
de la figure et de face
avant en coupe A-A au bas de la figure. Cette pièce est une alternative à la
pièce no
22 du même nom. Cette pièce n'est utilisable qu'avec les aimants no 04-A de la
Figure 46 et le disque d'entraînement magnétique no 03-B de la Figure 45.
lPrincipes ma~étiques utilisés arp l'invention.
lLa Figure 48 représente à la vue A, une vue de dessus d'aimants circulaires
reliés deux à deux par
des conducteurs magnétiques. La vue B est la vue de la section circulaire
passant par A-A au centre
des aimants et des conducteurs. C'est comme si nous déroulerions la ligne de
section A-A.
N'oublions pas que le mouvement de l'agitateur est en rotation donc il faut
parler de force
magnétique d'entraînement dans la direction suivie par un cercle ( couple
magnétique ). La vue B
montre qu'il y a deux épaisseurs d'aimants sur le conducteur magnétique du
haut et une épaisseur
d'aimants sur le conducteur magnétique du bas. Ceci permet d'avoir une
épaisseur d'aimants minces
pour la plaque d'entraînement et d'obtenir un couple magnétique élevé dû à une
bonne épaisseur
d'aimants dans l'agitateur magnétique. Nous voyons aussi par les petites
flèches indiquant le sens du
flux magnétique et qu'il y a quelques interférences entre les aimants de
droite et de gauche. Ceci
diminue le couple magnétique. Plus la distance entre les aimants supérieurs et
inférieur est grande,
plus il y a d'interférences. Plus. il y a de distance entre les aimants de
gauche et de droites, moins il y
a d'interférences. La vue C est la même que la vue B, sauf que les aimants du
bas, par la rotation,
entraînent les aimants du haut. La vue 2A montre au haut les aimants et
conducteurs magnétiques de
l'agitateur et au bas les aimants et conducteurs magnétiques du disque
d'entraînement magnétique.
l(ls ne sont plus en phase comme sur la 'vue A mais décalés de 90 degrés. La
vue ZB nous montre la
fameuse section circulaire qui ne termine ni à gauche ni à droite. Un fait
intéressant est que le flux
magnétique représenté par les petites flèches font un cycle complet et passe
par tous les aimants du
système. Ceci permet donc à l'agitateur de se centrer quel que soit son
orientation ( orientation de la
~rue A ou de la vue 2A ) avec le disque d' entraînement magnétique.
1La Figure 49 représente le même système d'aimants qu'à la vue 2A et 2B de la
Figure 48. Sauf que
nous utilisons maintenant un conducteur magnétique en forme de " beigne "
reliant tous les aimants
ensembles et non deux par deux comme; dans la Figure 48. Il y a donc un seul
conducteur
magnétique dans l'agitateur et un seul conducteur magnétique dans la plaque
d'entraînement. Pour le
CA 02314105 2000-07-12
lE~obot Agitateur, ce conducteur magnétique en forme de " beigne " est
représenté par la Figure 11.
.Si nous observons la fameuse aection circulaire expliquée au paragaphe
précédant et représenté par
la vue B de la Figure 49. Nous remarquons que le flux magnétique sortant d'un
aimant a deux
chemins possibles dans le conducteur magnétique pour se rendre à un autre pôle
contrairement à la
wue 2B de la Figure 48 qui n'a qu'un seul chemin pour se rendre à un autre
pôle. En supposant un
~tlux magnétique déterminé et un conducteur magnétique d'épaisseur A ( voir la
vue 2B de la Figure
48 ) pour transporter ce flux efficacement sans saturation. Si maintenant le
flux peut se séparer en
deux chemins égaux ( voir la vue B de la Figure 49 ), nous pourrons donc
diminuer l'épaisseur du
conducteur magnétique par la moitié ( épaisseur A / 2 ) sans obtenir la
saturation. Ceci permet de
;;ardée la plaque d'entraînement du Robot Agitateur au plus mince possible. En
bref, une économie
de matériel et d'argent, une plaque d'entraînement qui réchauffe plus vite
sous l'effet du rond de la
cuisinière.
lLa Figure 50 représente la mÉ;me vue B que la figure 48, sauf que nous avons
ajouté un rond de
lFonte de cuisinière ( très conducteur magnétique ) proche ( environ 0.050 de
pouce ) de notre
système magnétique. Premièrement, la force d'attraction est quasi-inexistante
entre le conducteur
magnétique et le rond de fonte; car le fe:r a un champ coercitiftrès faible.
Deuxièmement le champ
magnétique très fort des aimants en céramique est intercepté par le conducteur
magnétique du bas
avant d'atteindre le rond de fonte. Il ne reste donc plus suffisamment de
champ magnétique pour
créer une attraction significative entre les aimants et le rond.
lGa Figure 51 est constituée de quatre ~wes de dessus ( de 1 à 4 ). N'oublions
pas que le flux
magnétique passe d'un aimant en haut vers un aimant en bas ou vise versa (
voir Figure 50 ) et que
cela crée un " couloir " entre les aimanta du haut et du bas. Pour chacune des
quatre vues de la
lEigure 51 nous retrouvons: à gauche, des aimants et un conducteur magnétique;
à droite, nous
retrouvons en ligne fantôme la base de ce fameux " couloir " sans interférence
avec les bases des "
couloirs " des autres aimants. Plus l'aimant et la base de son " couloir "
seront Bands, plus il sera
possible d'obtenir une attraction forte et par conséquent un couple magnétique
fort entre l'agitateur
et la plaque d'entraînement. La vue 3 est la configuration du système
d'aimants choisis pour le Robot
.Agitateur, nous pouvons voir que tout l'espace disponible est: utilisé. La
vue 4 représente sûrement le
:>ystème magnétique le plus fort mais pour centrer l'agitateur, le rotor
magnétique pourrait avoir à
i-.""aire un demi-tour pour aligne:- les pôles. Le système magnétique de la
vue 1 et 3 a l'avantage
d'aligner les pôles dans un ma:~imum de un quart de tour et celui de la vue 2
dans un maximum de un
sixième de tour.
l?rinc~es thermiques utilisés p;ar l'invention
ILa Figure 52 représente l'essc;ntiel du système thermique de l'invention. Le
premier obstacle à la
réalisation du Robot Agitateur est que les petits moteurs électriques à
courant continu ne doivent pas
dépasser les 60°C lors de l'utilisation car ils peuvent saisir. Le
deuxième obstacle est que l'utilisateur
ne doit pas se brûler lorsqu'il touche au contrôleur. Le troisième obstacle
est que nous devons
transformer le courant alternatif du circuit de la cuisinière en courant
continu, de faible tension pour
~~limenter le moteur, cela implique une génération importante de chaleur
provenant du
transformateur. Voici les solutions utilisées par le Robot Agitateur.
Premièrement, il utilise un
l:ransformateur mural no T 1 ( voir vue .A, vue de dessus au haut et vue de
face avant au bas, Figure
:i2 ), donc nous n'intégons pa.s le transformateur dans le contrôleur.
Deuxièmement, un isolant
thermique est utilisé entre la plaque à induction magnétique et le contrôleur.
Troisièmement, le
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contrôleur est fait d'aluminiurr~ servant de radiateur. Si la capacité
refroidissante du contrôleur n'est
pas suffsante, il est d'un bon usage de façonner des ailettes d.e
refroidissement à même le contrôleur
pour en augmenter la capacité. Quatriëmement, le Robot agitateur utilise une
transmission
secondaire ( voir we C, we d~e la section B-B de la we A ) à poulie et
courroie type ressort no 21
en acier inoxydable. La surface; en contact entre la courroie et la rainure en
V de l'engrenage-poulie
no 16 est si faible qu'elle forme un isolant contact important. Par la suite,
la chaleur doit rencontrer
un autre isolant contact provenant de la transmission primaire formée par
l'engrenage-poulie no 16 et
du pignon moteur no 13. Ceci protège le rotor du moteur no M1 contre une
surchauffe due à un
apport de chaleur extérieure provenant de la courroie très chaude ( environ
200°C ). Cinquièmement,
le couvercle du boîtier radiateur no 19 est en plastique ( polycarbonate )
permettant à l'utilisateur de
poser les doigts sur une surface tiède. I,a température du boîtier-radiateur
no 20 se situe vers les 50
"C, ce qui est très acceptable 1>our les doigts. L'isolant thermique ( voir we
B, we de la section A-A
de la we A ) est faite de tôles très minces ( environ 0.016 po d'épaisseur )
en acier inoxydable.
lL'acier inoxydable n'est pas un très bon conducteur de chaleur. Cet isolant a
l'avantage d'être
simple, très facile à fabriquer, toujours rigide et non poreux. Voici d'autres
isolants possibles mais ne
possédant pas toutes les qualités précédentes: le Téflon, le Pyrex, le mica.
Pour gardé la température
du contrôleur acceptable ( voir we A )., il faut tout simplement que le
contrôleur soit capable
d'évacuer autant de chaleur que la qumtité qui rentre, en terme mathématique (
Ci + Cm + Cc <_ E
I~e , avec Te ne dépassant pas les 55°C ). " Ci " étant la chaleur
amenée par l'isolant au contrôleur. "
Cm " étant la chaleur générée ;par le moteur no M1 dû à son rendement
inférieur à 100 % . " Cc "
étant la chaleur apportée par la courroie type ressort no 21 au contrôleur. "
E Ce " étant la
sommation de toutes les chaleurs évacuées par toutes les faces du contrôleur
incluant le radiateur
<~vec une température du contrôleur " T'c " ne dépassant pas 55°C.
