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CA 02328565 2000-12-12
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USTENSILE DE CUISSON PRESENTANT UN FOND
CONSTITUE PAR UNE STRUCTURE COMPOSITE
La présente invention concerne le domaine des
ustensiles de cuisson.
Il est connu de réaliser des ustensiles de
cuisson présentant un fond constitué par une structure
composite, comprenant une couche en aluminium et une couche
en acier inoxydable emboutis et sertis sur le fond du
récipient.
Le but est de permettre un chauffage efficace
avec un brûleur de gazinière aussi bien qu'avec une plaque
de chauffage par induction.
Il est connu dans l'état de la technique de
prévoir sur la plaque d'acier inoxydable des perforations
afin de laisser affleurer l'aluminium, bon conducteur
thermique, à travers une surface principalement en acier
inoxydable dont les propriétés électromagnétiques
favorisent le chauffage par induction. L'aluminium
présentant des qualités mécaniques inférieures à celles de
l'acier, la surface cumulée des perforations est
généralement limitée à 15% environ. Une augmentation de la
taille et/ou du nombre de perforations aurait, selon
l'homme du métier, pour effet d'affaiblir le fond. De même,
les perforations peuvent favoriser des ruptures de la peau
extérieure en acier inoxydable, et notamment lorsque les
perforations sont de forme allongée orientées radialement.
L'objet de la présente invention est
d'améliorer les performances de tels ustensiles utilisables
sur une gazinière aussi bien que sur une plaque à
induction, en proposant un fond dont la conductivité
thermique est améliorée, ainsi que la résistance mécanique.
Plus précisément, le but de l'invention est de proposer un
ustensile présentant une très bonne conductivité thermique,
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pour un emploi optimal sur gazinière qui représente la
majorité des utilisateurs, et dont les caractéristiques
thermiques et mécaniques sont néanmoins très satisfaisantes
pour l'emploi sur des plaques à induction ou des plaques
halogènes.
A cet effet, l'invention concerne dans son
acception la plus générale un ustensile de cuisson
présentant un fond constitué par une structure composite
comprenant une plaque intercalaire en aluminium et une
plaque extérieure en acier inoxydable présentant des
perforations laissant affleurer la plaque intercalaire en
aluminium caractérisé en ce que la zone centrale du fond
est emboutie pour former une zone discale en creux sans
perforation, et en ce que la densité de perforations
présente une valeur maximale dans une bande annulaire
intermédiaire, la densité de perforations étant supérieure
à 20% et la surface de la plus grande perforation étant
inférieure à 0,8 % de la surface du fond.
L'emboutissement d'une zone centrale discale
permet d'éviter le cloquage du fond du fait d'air restant
emprisonné entre deux plaques lors du laminage du fond. Par
ailleurs, la zone centrale en creux empêche l'effet de
toupie qui se produit en cas de déformation du fond.
Dans le présent brevet, on entendra par
densité de perforations le rapport entre la surface
cumulée des perforations formée dans une zone de référence,
et la surface totale de cette zone de référence. La densité
de perforation sera nulle lorsque la zone de référence ne
comprendra aucune perforation, et serait de 100% si la zone
de référence correspond intégralement à une perforation.
En l'absence d'autre précision, la zone de
référence correspondra à la surface totale du fond de
l'ustensile, et la densité de perforations correspondra
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alors au rapport entre la surface cumulée des perforations,
et la surface totale du fond.
On entendra par aluminium au sens du présent
brevet de l'aluminium pur ou un alliage d'aluminium
habituellement employé pour réaliser des ustensiles de
cuisson en raison de ses caractéristiques thermiques.
De préférence, toutes les perforations
présentent une forme elliptique ou ronde. Le grand axe de
chacune des perforations elliptiques est orienté
sensiblement perpendiculairement à l'axe radial passant
par le centre de ladite perforation.
Selon un mode de réalisation préféré, la
densité de perforations est comprise entre 5 et 15% dans
une bande annulaire entourant la zone discale estampée, une
densité comprise entre 20 et 30% dans la bande annulaire
médiane et une densité comprise 15 et 25% dans la bande
annulaire extérieure.,
De préférence, la densité de perforations dans
une bande annulaire entourant la zone discale estampée est
d'environ 10%, que la densité de perforations dans la bande
annulaire médiane est d'environ 25% et en en ce que la
densité de perforations dans la bande annulaire extérieure
est d'environ 20%.
Selon un mode de réalisation particulier,
l'épaisseur de la plaque intercalaire en aluminium est
d'environ 5 mm et.l'épaisseur de la plaque extérieure en
acier inoxydable est d'environ 0,5 mm.
Avantageusement, 90% au moins des perforations
de la zone annulaire entourant la zone discale emboutie
sont rondes.
Selon une variante préférée, les zones
annulaires médiane et extérieure présentent une alternance
de secteurs angulaires dans lesquels sont formées des
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perforations elliptiques, et de secteurs angulaires dans
lesquels sont formées des perforations rondes.
Selon un mode de réalisation particulier, la
dimension grand axe des perforations elliptiques croît avec
la distance par rapport au centre du fond.
De préférence, le diamètre des perforations
rondes est inférieur à 0,015 fois le diamètre du diamètre
du fond.
Selon un mode de réalisation avantageux, le
diamètre de la zone discale emboutie est égal à environ un
quart du diamètre du fond.
De préférence, la zone annulaire entourant la
zone discale emboutie présente un diamètre extérieur
compris entre 0,4 et 0,5 fois le diamètre du fond.
Selon un mode de réalisation préféré, la zone
annulaire médiane présente un diamètre extérieur compris
entre 0,7 et 0,8 fois le diamètre du fond.
Selon un mode de réalisation préféré, la
surface du fond ne présente en dehors de la zone emboutie
aucun élément de surface non perforé circulaire de diamètre
supérieur à 15 mm.
L'invention sera mieux comprise à la lecture de
la description qui suit, se référent aux dessins annexés
concernant des exemples non limitatifs de réalisation où :
- la figure 1 représente une vue en coupe
transversale d'un ustensile de cuisson selon l'invention ;
- la figure 2 représente une vue de dessous
d'un tel ustensile ;
- les figures 3 à 5 représentent des vues des
trois zones annulaires successives.
La figure 1 représente une vue en coupe
transversale d'un exemple de réalisation d'un ustensile
selon un exemple de réalisation de l'invention.
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L'ustensile présente un fond multicouche laminé
comprenant une plaque (1) en aluminium et une plaque (2) en
acier inoxydable apposées sur la surface frontale
inférieure (3) de l'ustensile par une presse à chaud
5 exerçant une pression de 2000 tonnes. La section du fond
est de 200 mm dans l'exemple décrit.
La plaque en aluminium (1) présente une
épaisseur de 5 mm.
La plaque en acier (2) présente une épaisseur
de 0,5 mm. Elle présente une zone centrale discale (4)
emboutie en creux, formant une dépression d'environ 1 mm,
et d'une section de 50 mm. Cette dépression est formée par
emboutissage faisant fluer l'aluminium vers les zones
périphériques. Cette zone centrale (4) est exempte de
perforation.
Cette zone centrale (4) est entourée par une
zone perforée comprenant des perforations rondes et des
perforations elliptiques exclusivement. Si la densité et le
gradient de densité est critique, la forme particulière et
la répartition des perforations peut donner lieu à de
nombreuses variations guidées essentiellement par des
considérations esthétiques.
La première zone annulaire (6) entourant la
zone centrale (4) présente essentiellement des perforations
rondes, d'un diamètre de 2,6 mm chacune, ainsi que des
perforations elliptiques dont le petit axe mesure environ
2,3 mm et le grand axe environ 10 mm. Cette première zone
annulaire comprend 77 perforations rondes et 7 perforations
elliptiques. Elle présente une section extérieure de 84 mm.
La densité d'aluminium affleurant est d'environ 10,77% dans
cette première zone.
La zone annulaire médiane (7) présente une
densité de perforations d'environ 24,77%. Elle comprend 3
rangées circulaires concentriques comprenant chacune 7
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perforations elliptiques de taille croissante. Entre deux
secteurs angulaires de trois perforations elliptiques
alignées radialement, cette zone médiane présente un
ensemble de 7 perforations rondes de 2,6 mm de section.
Cette zone médiane comprend donc 21 perforations
elliptiques et 49 perforations rondes. Les perforations
elliptiques présentent des petits axes mesurant
respectivement 3,2 mm, 3,7 mm et 3,8 mm et des grands axes
mesurant respectivement 23mm, 30mm et 36mm.
La troisième zone annulaire (8) présente
également 3 rangées circulaires concentriques comprenant
chacune 7 perforations elliptiques de taille croissante.
Entre deux secteurs angulaires le fond présente
trois perforations elliptiques alignées radialement. Ces
perforations elliptiques présentent des petits axes
mesurant respectivement 4 mm, 4,2 mm et 4,2 mm et des
grands axes mesurant respectivement 42 mm, 47 mm et 50 mm.
La densité de perforations de cette zone
périphérique (8) est d'environ 21%.
Dans le cadre de la présente invention, le
terme elliptique est employé pour désigner une surface
oblongue se rapprochant d'une ellipse telle que définie en
géométrie. Toutefois, une perforation oblongue dont la
forme ne répond pas strictement à la définition géométrique
de la somme constante de la distance d'un point quelconque
à deux foyers sera également qualifié d'elliptique au sens
de la présente invention.
Le fond selon la présente invention est
particulièrement adapté à un chauffage par divers types de
cuisinières .
- gazinière, produisant une flamme dont la
crête correspond sensiblement à la zone annulaire médiane,
lorsque le feu est bien réglé
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plaque à induction, excitant la plaque
d'acier magnétique inoxydable ;
- plaque vitro-céramique transmettant la
chaleur par convection principalement grâce aux zones
d'aluminium affleurante.
L'invention est décrite dans ce qui précède à
titre d'exemple non limitatif. Elle permet de nombreuses
variations d'ordre esthétique.
La répartition des perforations est homogène,
en particulier aucune zone de plus de 10 ou 15 mm de
section n'est dépourvue de perforation.
Il est toutefois essentiel de respecter les
caractéristiques relatives à la densité de perforations, et
surtout une densité supérieure à 20% afin de garantir une
transmission efficace de la chaleur lors de l'emploi avec
une gazinière, et de préférence une densité maximale de
l'ordre de 25% dans la zone annulaire médiane. Il est
également nécessaire de prévoir une zone discale centrale
emboutie pour éviter l'effet de toupie, et pour chasser
l'air contenu entre les disques en aluminium et en acier
inoxydable lors de l'action de la presse à chaud.
