Brevet FR2221721A1 — publié le 19741011

Le brevet des Etats-Unis d'Amérique N 3 693 579 décrit ur indicateur de température qui comprorte un corps dans lequel un plon'eur exécute ml mouvement alterratif. Un ressort de compression tond a taisre sortir le plongeur du corps et un élément de netal fusible retient le plongeur dans le corps, contre la forec du ressorts jusqutå ce qutil soit porte' à une température prédéterminée. A la différence du dispositif décrit ci-dessus, le corps de ltindicateur de température selon ltinvention renferme une matière sensible à la température et dont l'augmenta- tion de volume fait sortir le plongeur du corps. Le ressort devient donc inutile et il en résulte une simplification de lutin dicateur et, par conséquentS une diminution de son prix de fabrication. Comme décrit dans le brevet des Etats-Unis d'Améri- que N 3 724 360, la matière dont la dilatation provoque la sortie du plongeur du corps peut etre choisie parmi de nombreux corps . posés ou mélanges qui changent dtétat à une température comprise entre 53 et 100 C environ. Cette matière est disposée dans un compartiment fermé mais expansible, situé à l'intérieur du corps de ltindicateur selon l'invention. Une extrémité du compartiment est fermée par un élément en forme de piston, réalisé à ltextrémité intérieure du plongeur, de manière qu?à la température de changemènt d'état de la matière renfermée dans le compartiment, l'aug- men-tation de volume de cette matière fasse sortir le plongeur du corps et indique ainsi visuellement que la nourriture sur laquelle l'indicateur est disposé a attein-t une température à laquelle elle peut convenablement être servie. Btinvention concerne un indicateur de température qui comporte un corps dont un plongeur sort pour une température prédéterminée. Aucun ressort ntest utilisé pour faire sortir le plongeur. Ce dernier est logé dans une ouverture longitudinale du corps et cororte, à son extrémité intérieure, un joint ou piston. La partie de l'ouverture située intérieurement par rapport à ce piston contient une matière qui, pour une température élevée choisie, se dilate. Le mouvement de sortie du plongeur de ltindicateur de température selon l'invention est progressif plutôt que brusque, pour éviter toute fuite de la matière sensible à la chaleur. A cet effet, le volume expansible délimité à l'intérieur de ltouver- ture contient un certain espace rempli dtair et destiné à freiner ou rendre progressi-ve la dilatation de la matière à la température choisie. Dans une forme de réalisation-selon ltin- vention, espace d'air est situé à l'intérieur du corps,alors que dans une autre forme de réalisation, cet espace est situé à ltextrémité intérieure du plongeur. La dilatation est obtenue par une réaction chimique, par exemple une réaction de neutralisation entre un acide et une base. Pour cela,le volume délimité à l'intérieur du corps comporte une cloison qui fond ou se rompt autrement à la température prédéterminée. Au-deEsous de cette température, cette cloison divise le volume en deux compartiments, Un premier d'entre eux contient un acide, par exemple du vinaigre, alors que l'autre contient une base, par exemple du bicarbonate de soude. Lorsque la cloison fond, les deux corps réagissent pour produire l'augmentation de volume faisant sortir le plongeur. Ltindicateur de température selon l'invention reste orienté convenablement, qu'il soit utilisé avec des aliments solides tels que les viandes ou des aliments liquides tels que les crèmes. Pour cela, 1'extrémité extérieure du corps comporte un élément en forme de coupelle qui délimite un épaulement ou un collet limitant la pénétration du corps dans la nourriture et faisant flotter l'indicateur lorsqutil est utilisé avec un liquide. L:invention sera décrite plus en détail en regard des dessins annexés à titre dtexemples nullement limitatifs et sur lesquels la figure 1 est une vue en perspective de l'indicateur de température selon l'invention placé sur de la nourriture la figure 2 est une coupe axiale, à échelle agrandie, de l'indicateur représenté sur la figure 1 la figure 3 est une coupe transversale à échelle agrandie et suivant la ligne 3-3 de la figure 2 la figure 4 est une coupe axiale, à échelle agrandie, de ltextrémité inférieure de 11 indicateur représenté sur la figure 2 la figure 5 est une coupe avale d'unie variante de ltin- dicateur selon l!învention, dans la position qutil occupe avant entre porté à la température prédéterminée la figure 6 est une coupe axiale et partielle de l'indi- cateur représenté sur la figure 5 lorsqu'il est porté à la température prédéterminée ; et la figure 7 est une coupe axiale d'une autre variante de l'indicateur de température selon l'invention. Les figures 1 à 4 représentent L'indicateur 12 de température selon l'invention, disposé sur la surface dtun aliment 14. Cet indicateur comprend un corps ou enveloppe 16 dont l'ex- trémité inférieure ou intérieure présente un tronçon conique 18 facilitant l'introduction du dispositif dans la nourriture Le corps 16 comporte une ouverture centrale et longitudinale 20, de section uniforme et avantageusement circulaire. Cette @ver- ture 20 aboutit à ltextrémité supérieure 22 du corps où elle forme une embouchure 24 entourée intérieurement dtun rebord 26 et présentant donc un diamètre légèrement inférieur à celui de la partie restante de cette ouverture 20.Le rebord retient un plongeur dans le corps 16 contre la force d:expansion produite par une matière sensible à la chaleur et renfermée également dans lè corps. La figure 2 représente un plongeur 28 en position de retrait à l'intérieur de ltouverture 20 (trait plein) et en position d'extension (trait mixte). L'extrémité intérieure du plongeur 28 comporte un élément en forme de piston et comprenant un embout 30, réalisé drune seule pièce avec le plongeur 28 et présentant un diamètre supérieur à celui de ce dernier pour délimiter un épaulement 32. Ce dernier retient un joint 34 réalisé dans toute matière convenable et étanche, par exemple une huile de silicone ou autre. Ce joint empêche toute fuite de la matière expansible à l'intérieur du corps 16. L'embout 30 comporte un chanfrein 35 facilitant son introduction au-delà du rebord 26 lors de l'assemblage du dispositif. Le plongeur 28 est plus court que ltouverture 20 dé ma nière que lorsqutîl occupe sa position de retrait,dans laquelle son extrémité extérieure est située à un niveau très voisin de celui de louverture 24, il délimite un volleye 20' entre le joint 34 et ltextrémité 18 du corps. Ce volume 20? ccntient une matière 36 sensible à la chaleur et dont la composition, comme décrit dans le brevet des Etats-Unis d'Amérique NO 3 724 360 précité, dépend de la température souhaitée de déclenchement qui elle-même dépend de l'aliment.Lorsque cette température prédéterminée est atteinte, la matière 36 se dilate, produit une augmentation de pression dans le volume 20' et fait sortir le plongeur 28 du corps 16 pour indiquer à l'utilisateur que la nourriture a atteint la température souhaitée. Pour éviter ltintroduction de matière étrangère dans le dispositif, une matière fusible 38 peut obturer 1 t embouchure 24. Cette matière empêche également le plongeur autre déplacé accidentellement et, de plus, elle se ramollit avantageusement avant que la matière 36 atteigne sa température d'expansion de manière à ne pas gêner le mouvement de sortie du plongeur 28. Comme représenté sur la figure 2, le diamètre du volume 20t et de la matière 36 qutil contient est inférieur à la longueur de ce même volume et à la distance que le plongeur 28 parcourt pour passer de sa position de retrait à sa position de sortie. Ce rapport de dimensions assure une extension convenable du plongeur 28 commandée par la matière sensible à la chaleur et relativement peu conteuse, comme décrit dans le brevet des Etats-Unis dtAmérique N 3 724 360 précité. Cette extension convenable du plongeur provient également du fait que la dimension axiale de la matière est approximativement égale à la course du plongeur 28. La surface extérieure du corps 16 comporte, entre l'em- bouchure 24 et le niveau de l2embout 30 lorsque le plongeur est en position de retrait, une coupelle 40 qui assure un enfoncement convenable de la matière 36 par rapport à la surface de la nourriture. Cette coupelle 40 comprend un collet circulaire 42 qui dépasse radialement vers ltextérieur du corps 16 et dont la périphérie extérieure présente une paroi verticale 44 qui délimite un volume annulaire 46 entourant le corps. La paroi 42 de la coupelle limite la profondeur d introduction du dispositif dans un aliment solide en portant sur la surface extérieure de ce dernier. Le volume 46 donne au dispositif une certaine flottabilité lui permettant de reposer à la surface dtaliments liquides. De plus, ce volume 46 recueille la matière 38 d'obturation ainsi que toute matière 36 fuyant du volume 20'. Toute contamination des aliments est ainsi évitée. il est souhaitable que de petites bulles d'air soient retenues dans la matière 36 renfermée dans le volume 20' pour éviter toute expansion brusque ou explosive de cette matière pour la température prédéterminée et pour permettre ainsi une dilatation progressive et, par conséquent, une extension également progressive du plongeur 12. Un point dtamorçage, décrit dans le brevet des Etats-Unis d'Amérique NO 3 724 360 précité,est alnsi obtenu.Dans un dispositif pouvant entre moulé par injection, ltex- trémité inférieure du volume 202 (figures 3 et 4) comporte des creux renfermant des bulles d'air qui, du fait des tensions super ficielles, empêchent la matière thermosensible de pénétrer lorsque le volume 20: est rempli de cette matière, pour former ainsi le point d'amorçage.L'extrémité axiale du volume comporte une chambre cylindrique et centrale 48, disposée -concentriquement avec trois évidements 50, 52 et 54, approximativement annulaires etdécalés radialement et axialement de la chambre 48: Pour faciliter le moulage par injection classique du dispositif, les évidements annulaires comprennent une paroi verticale 56 et une paroi inclinée 58 qui inscrivent avantageusement un angle d'environ 450 avec l'axe central du corps. De plus, des cloisons 60, régulièrement espacées, divisent ces évidements annulaires 50, 52 e+ 54 en quatre tronçons, renforcent les parois de ces évidements et diminuent le volume de chacun d t eux afin que la tension superficielle de la matière 36 provoque une retenue efficace d'une quantité suffisante de bulles d'air pour obtenir le résultat souhaité. Lors de 11 assemblage du dispositif représenté sur les figures 1 à 4, une quantité dosée de matière thermosensible de composition convenable est introduite dans l'ouverture 20 pen dant que le corps est maintenu en position debout (figure 2). La conception du fond de 12 ouverture provoque une retenue d'air dans 3 chantre 48 et/ou dans les évidements 50, 52 et 54. Lorsque la quantité dosée de matière thermosensible est introduite, le plongeur 28 est disposé dans ltouvertule 20 jusqutà ce que la surface intérieure du joint 34 repose sur la surface de la matière. Une matière 38 d'étanchéité est ensuite appliquée sur l'embouchure 24 et le dispositif est prêt pour l'utilisation. il peut entre alors introduit dans un aliment. Cette opération est facilitée par la pointe conique 18 de l'extrémité du corps16. Le dispositif est enfoncé jusqu'à ce que la coupelle 40 repose et se maintienne sur la surface supérieure de l'aliment, que ce dernier soit solide ou liquide. Cet aliment est ensuite disposé, par exemple, dans un four et lorsqutil atteint la température souhaitée, la matière thermosensible 36 se dilate et fait sortir le plongeur 28 du corps 16 pour indiquer que l'aliment est preAt à entre servi.La sortie du plongeur se produit progressivement plut8t que de manière explosive, du fait des bulles d'air retenues dans le fond du volume d'expansion. L'air assume alors la fonction de coussin amortisseur , car il se comprime, et, de plus, il tend à se répandre dans la matière et à répartir ainsi uniformément la chaleur. Si une petite quantité de matière thermosensible 36 fuit par le joint 34 du piston 30, elle s'écoule dans le volume 46. L'entrée en contact de ltépaulement 32 et du joint 34 sur le rebord 26 obture hermétiquement l'ouverture 20 et empoche toute fuite importante de matière thermosensible. La réalisation représentée sur les figures 5 et.6 est approximativement semblable à celle représentée sur les figures 1 à 4. Par conséquent, les mêmes éléments portent les mimes réfë- rences numériques. Ainsi, le dispositif représenté sur les figures 5 et 6 comprend un corps 16 qui comporte une ouverture centrale 20 dans laquelle un plongeur 28 exécute un mouvement alternatif. Ce plongeur 28 comporte un piston 30 sur lequel un joint 34 d'étanchéité aux fluides est monté. Un volume 20' d'expansion est délimité partiellement par le piston 30, intérieurement par rapport à ce dernier. La matière thermosensible et expansible comprend un premier corps réactioiinol 62, par exemple urle certaine quantité de matière alcaline telle que le bicarbonate de soude, et un acide 64, ter exemple du vinaigre.Une membrane 66 sépare les des corps réactionnels aux températures inférieures à une température élevée et prédéteiminée. La membrane 66 peut entre consti- tuée de paraffine ou de mélanges de paraffine et d'autres matières, de manière qutelle fonde à la température pour laquelle le dispositif doit être déclenché. Par exemple, cette membrane sépare les deux corps réactionnels aux températures inférieures à la température élevée prédéterminée, mais elle fond ou devient autrement perméable à ces corps réactionnels lorsqutelle est portée à la température prédéterminée. Une réaction de neutralisation produisant un dégagement gazeux, il n'est pas nécessaire que le dispositif représenté sur les figures 5 et 6 comporte un point dta-norçage. L'assemblage du dispositif représenté sur les figures 5 et 6 peut comprendre d'abord l'introductionS dans ltouverture 20, d'une quantité convenable de matière alcaline 62. Cette matière est avantageusement inerte par rapport à la paraffine ou aux matièdes analogues, de manière que la membrane 66 puisse être réalisée par coulage de paraffine ou autre en fusion. Lorsque cette paraffine est refroidie, une quantité dosée dtacide 64-est versée dans le volume 20!, puis le plongeur 28 est mis en place. Enfin, un obturateur étanche 38 est monté et le dispositif est prêt pour l'utilisation. La coupelle 40 facilite son positionnement convenable sur la surface-d'un aliment.Lorsqutau cours de la cuisson, la température prédéterminée est atteinte, la membrane 66 est supprimée et entrasse un mélange des corps réactionnels 62 et 64 et, par conséquent, une expansion volumétrique de la matière qui provoque le déplacement du plongeur 28 vers l'extérieur, dans le sens indiqué pa la flèche sur la figure 6. Si une partie des corps réactionnels fuit par le joint 34 du piston, elle est retenue dans le volume 46 délimité par la coupelle 40 et ne contamine pas ltaliment. il est évident que de nombreux corps réactionnels 62 et 64 conviennent pour obtenir la réaction souhaitée. Les corps men tior,nés précédemment doraient satisfaction mais ne sont cités qu!à titre d'exemp e. De même, la matière de la membrane 66 peut êt:rc choisie dans une grande gamme de matières. Ces dernières doivent être imperméables aux deux corps réactioirnels aux basses températures, et elles doivent se détérioRer à la température élevée prédéterminée. La variante du dispositif selon l'invention représentée sur la figure 7 comprend un corps 68 qui comporte une ouverture centrale 70 de section constante et avantageusement circulaire. Cette ouverture 70 loge un piston 72 dont l'extrémité inférieure ou intérieure comporte un tronçon agrandi 74, évasé vers ltexté- rieur, qui constitue un joint de piston à l'intérieur de l'ouver- ture 70. Ce tronçon 74 importe une paroi conique 76 suffisamment mince à son extrémité libre pour présenter une flexibilité lui permettant d'assumer la fonction de joint. Cette paroi est inclinée vers le haut et vers l'intérieur pour délimiter une chambre 78 qui comprend un espace 79 de section réduite, décrit plus en détail ci-après et destiné à retenir une bulle d'air pendant la fabrication du dispositif. Une matière thermosensible et expansible 80 est disposée au-dessous du tronçon agrandi 74 et dans la chambre 78, au-dessous de l'espace 79. Un obturateur 82 est emboîté dans ltextrémité inférieure de l'ouverture 70 du corps 68.Cet obturateur présente une extrémité conique 84 qui facilite l'introduction du dispositif dans un aliment. L#extrémité supérieure du corps 68 présente une embouchure 86 qui comporte un rebord 87 et dont le diamètre est suffisamment grand pour que l'extrémité supérieure d'un plongeur 72 puisse passer. Le diamètre de cette embouchure est cependant ir férieur à celui du tronçon agrandi 74. Par conséquent, le plongeur peut dépasser du corps 68 sans pouvoir être séparé de ce dernier. Un collet 88 entoure l'extrémité supérieure du corps 68. Il peut présenter la forme représentée sur la figure 7 ou bien être constitué d'une coupelle, analogue à la coupelle 40 représentée sur la figure 5.Lorsque le plongeur 72 est en posi- tion de retrait, l'embouchure 86 est obturée par un joint 90 de matière fondant ou se ramollissant à une température élevée pour permettre au plongeur 72 de sortir du corps. Poui- la fabrication du dispositif représenté sur la fi gure 7, le corps 68, ne comportant pas dtobturateur 82, est retourné et le plongeur 72 est ujtroduit dans l'ouverture 70 par le fond de cette dernière, c'est-à-dire par l'extrémité dans lacuelle ltobturateur 82 est normalement emboîté. Le frottement produit entre le tronçon 74 et la paroi de l'ouverture 70 retient le plongeur dans la positon représentée sur la figure 7. La matière formant le joint 90 peut entre appliquée à ce moment ou plus tard. La matière thermosensible 80 est ensuite versée dans le volume délimité entre le tronçon 74 et la paroi de ltouver- ture 70.La paroi conique 76, la chambre 78 d'air, de section transversale relativement faible, et la tension superficielle de la matière thermosensible à l'état fluide, provoauent la retenue d'une bulle dtair dans espace 79. Le volume étant rempli de matière 80, l'obturateur 82 est embofté dans l'extrémité du corps 68 et fixé hermétiquement par un procédé convenable, par exemple à l'aide dtadhésifs, d'une soudure par ultrasons ou autres. Le dispositif est alors prêt à être introduit dans un aliment. Ltextrémité conique 84 facilite cette opération. Lorsqu'il est porté à la température élevée prédéterminée et dépendant de la composition-de la matière thermosensible 80, l'expansion commence et ltespace 79 d'air l'amortit ou la freine. Le plongeur 72 stélève jusqu'à ce que le tronçon 74 porte sur un rebord 87 de l'embouchure 86. Ce plongeur indique alors visuellement à l'uti- lisateur que l'aliment sur lequel -le dispositif est disposé est prêt à être servi. La surface extérieure et conique du tronçon agrandi 74 et le rebord 87 limitent l'élévation du plongeur 72 et empoche toute fuite de matière thermosensible 80. Les éléments du dispositif et de ses variantes décrits ci-dessus sont avantageusement en ,Nylon?1 ou matière analogue, pouv-ant être moulée par injection et résistant à des températures suffisamment éi evées pour que le dispositif puisse Qtre utilise de la manière décrite. La conductivité thermique de ces matières est également relativement faible. La longueur du corps dépend en grande partie des conditions de cuisson, car la température de l'aliment à une profondeur donnée est proportionnelle au temps de cuisson et à la conductivité thermique de cet aliment. l'utilisation d'une matière de faible conductivité thermique provoque le passage de la chaleur, destinée à provoquer lzexpan sion de la matière thermosensible, dans 1 aliment plutôt que dans les éléments du dispositif et rend ainsi les résultats uni formes et précis. La suppression d'un ressort métallique entourant le plongeur entrains l'élimination d'une trajectoire de transmission de chaleur et améliore cette uniformité et cette précision. La composition de la matière thermosensible est déterminée en fonction des dimensions du dispositif, de la quantité de cette matière utilisée, et- du type d'aliment sur lequel le dispositif est disposé. L'invention concerne donc un indicateur de température simple et peu coQteux, dans lequel la sortie drun plongeur qui dépasse de la surface de aliment signifie que ce dernier a atteint une température élevée et prédéterminée. Ce mode de fonctionnement avantageux est obtenu sans que le dispositif ne com- porte un ressort de compression et des éléments en métaux cot- teux. De plus, les organes du dispositif selon l'invention sont théoriquement conçus pour éviter toute fuite de la matière thermosensible, et pour empeeher toute contamination des aliments lorsqu'une telle fuite de matière se produit accidentellement. Il va de soi que de nombreuses modifications peuvent être apportées au dispositif décrit et représenté sans sortir du cadre de ltinvention. REVENDICATIONS 1. Indicateur de température destiné à produire un signal lorsqu'un aliment est porté à une température prédéterminée, cet indicateur étant caractérisé en ce qutil comporte un corps tubu- laire dont la forme en facilite l'introduction dans un aliment à chauffer et dont une extrémité est ouverte et l'autre fermée, ce corps délimitant également une chambre axiale de section constante et aboutissant à l'extrémité ouverte, un plongeur coulis- sant dans cette chambre entre une position de retrait dans laquelle il est situé à l'intérieur du corps et une position d'extension, espacée axialement de la position de retrait et dans laquelle il dépasse de l'extrémité ouverte du corps, l'extrémité intérieure de C6 plongeur comportant un élément d'étanchéité qui délimite, avec la chambre axiale, un volume fermé dtexpan sien, situé à l'intérieur du corps, entre l'extrémité fermée de ce dernier et 11 élément d'étanchéité, l'indicateur comportant également une matière sensible à la chaleur et subissant une importante augmentation de volume lorsqutelle atteint une température correspondant à la température prédéterminée, de manière quelle déplace le plongeur vers sa position d'extension. 2. Indicateur selon la revendication-1, caractérisé en ce que la matière sensible à la chaleur comprend des premier et second corps réactionnels disposés dans le volume, une membrane sensible à la chaleur et inerte à ces corps réactionnels étant également disposée dans le volume pour isoler lesdits corps réactionnels ltun de ltagtreF cette membrane étant destinée à se détériorer à la température prédéterminée pour permettre auxdits corps de réagir, le premier corps réactionnel étant notamment un acide par exemple du vinaigre, et le second corps réactionnel étant notamment une base, par exemple du bicarbonate de soude. 3. Indicateur selon la revendication 1, caractérisé en ce que la longeur du plongeur est approximativement égale à la moitié de la longueur axiale de la chambre de manière que la longueur axiale de la matière sensible à la chaleur soit approximativement égale à la course effectuée par ce plongeur entre ses positions de retrait et d'extension, et de manière que la matière sensible à la chaleur soit espacée de l'extrémité ouverte du corps. 4. Indicateur selon la revendication 1, caractérisé en ce qutil comporte un élément destiné au positionnement du corps de manière que scn extrémité ouverte dépasse de la surface de l'aliment dans lequel l'indicateur est disposé, l'élément de positionnement comprenant un organe qui délimite un rebord entourant le corps et dépassant de la surface extérieure de ce dernier. 5. Indicateur selon la revendication 4, caractérisé en ce que le rebord comprend, à sa périphérie extérieure, une paroi orientée vers le haut et délimitant une coupelle imperméable qui entoure l'extrémité ouverte du corps, 6. Indicateur selon la revendication 1, caractérisé en ce qutun obturateur sensible à -la chaleur ferme hermétiquement l'extrémité ouverte du corps, cet obturateur se ramollissant à la température prédéterminée ou à des températures inférieures à cette dernière pour ne pas empecher le déplacement du plongeur vers sa position d'extension lorsque la température prédéterminée est atteinte. 7. Indicateur selon la revendication I, caractérisé en ce que le volume fermé d'expansion est délimité en partie par un organe présentant une certaine concavité formée par des tronles autres çons de parois orientés les uns vers/ces tronçons étant espacés les uns des autres par une distance telle que la matière sensible à la chaleur soit retenue, par tension superficielle, au-dessus desdits tronçons et qutelle renferme ainsi une certaine quantité d'air dans ladite concavité. 8 Indicateur selon la revendication 7, caractérisé en ce que l'organe présentant la concavité est situé à une extrémité axiale du volwne et, par exemple à l'extrémité fermée du corps tubulaire, à l'intérieur de ce dernier. 9. Indicateur selon la revendication 82 caractérisé en ce que l'organe présentant la concavité est disposé dans ltélé ment d'étanchéité du plongeur. 10, Indicateur selon la revendication 9, caractérisé en ce que l'extrémité fermée du corps comporte une ouverture dans laquelle un obturateur est emboîté hermétiquement, de manière qu'au cours de l'assemblage de l'indicatuer, la matière sensible à la chaleur puisse titre introduite rai ladite ouverture avant la mise en place de l'obturateur.