Brevet FR2477825A1 — publié le 19810911

La présente invention concerne une surface chauffante comprenant une résistance électrique de chauffa- ge tubulaire fixée dans une gorge emboutie dans une feuille métallique. L'invention vise également le procédé pour réaliser une telle surface chauffante, les récipients culinaires et plaques de cuisson comportant cette dernière. Les résistances chauffantes électriques tubulai- res, également appelées résistances blindées, comprennent une gaine extérieure en métal, par exemple en aluminium, remplie par un oxyde réfractaire et électriquement isolant, tel que la magnésie calcinée cet oxyde entourant un fil résistant électrique. De telles résistances électriques sont utilisées très souvent dans les ustensilesculinaires à chauffage électrique, tels que friteuse, autocuiseur, cafetière, plaques de c'iisson ou de réchauffage et analogues Dans ces ustensiles culinaires, les résistances électriques sont fixées à la feuille métallique qui constitue elle-même la paroi de l'ustensile. On connaît différents modes de fixation de ces résistances à une telle feuille métallique. Selon l'un des procédés connus, la résistance est logée dans une gorge de section en U, obtenue par emboutissage d'une bande métallique, et dont la base est brasée sur l'une des parois de l'ustensile de cuisson, en général le fond. Dans ce mode de fixation, la résis- tance est en contact avec la paroi de l'ustensile seulement suivant une ligne de contact, ce qui n'est pas favorable aux échanges thermiques entre la résistance et la paroi de 1' ustensile. De plus, la fixation par brasage de la bande emboutie sur la paroi de 1' ustensile est une opération délicate. Par ailleurs, les mauvaises condi- tions d'échange thermique de la résistance avec le fond de l'ustensile entraînent des risques de surchauffe localisée de la résistance, susceptibles d'entraîner la détérioration de cette dernière. Dans un autre procédé connu, la résistance est noyée dans une semelle moulée en métal, qui est elle-même brasée au fond du récipient à chauffer. Ce mode de fixation est satisfaisant au point de vue fiabili- té mécanique et rendement des échanges thermiques. Cependant, ce mode de réalisation est très onéreux, ce qui le rend difficilement applicable aux ustensiles culinaires. Dans un troisième procédé connu, le fond ou la paroi latérale du récipient culinaire, ou la surfa- ce plane d'une plaque chauffante, est embouti de manière à y former une ou plusieurs gorges dans lesquelles est introduite la résistance électrique de chauffage. Un sertissage de la résistance, réalisé par rapprochement des parois de la gorge, maintient la résistance en place et assure la liaison thermique. La résistance électrique peut être introduite par l'intérieur du récipient, comme décrit par exemple dans la demande de brevet allemand publiée après examen n0 1 299 379. Dans ce cas, les extrémités de la résistance électrique doivent traverser la paroi de l'ustensile et leur étanchéité par brasure ou soudure est dans ce cas délicate. La résistance électrique peut également être introduite par l'extérieur, comme décrit par exemple dans le brevet américain n0 2 826 670. Dans ce cas, la sortie des extrémités de la résistance ne pose plus de problème d'étanchéité. Par, contre, il subsiste dans le fond du récipient des reliefs dus aux gorges dans lesquelles sont fixées des résistances électriques. Ces reliefs sont d'une façon générale, inacceptables dans la plupart des ustensiles -3 culinaires et en particulier, des récipients de cuisson et présentent dans tous les cas des difficultés de nettoyage de ces derniers. Selon un autre procédé connu, la résistance électrique de chauffage est conformée selon une section demi-circulaire et elle est directement sertie dans une gorge obtenue par matriçage du fond du récipient. Ce procédé qui est décrit dans la demande de brevet allemand publiée avant examen no 27 29 087 nécessite l'utilisation de feuilles métalliques épaisses. Par ailleurs, la surface d'échange thermique est dans ce cas, réduite à une fraction de la périphérie de la résistance électrique blindée. Le but de la présente invention est de proposer une surface chauffante, notamment pour ustensile culinaire dans laquelle la résistance électrique de chauffage est fixée à une feuille métallique d'une façon simple, efficace, économique et dans des conditions favorables à l'échange thermique entre la résistance et cette feuille métallique. L'invention vise une surface chauffante comprenant une résistance électrique de chauffage tubulaire fixée dans une gorge emboutie dans une feuille métallique, cette gorge faisant saillie par rapport à la surface de ladite feuille, la paroi de cette gorge étant sertie contre la résistance de façon à envelopper en partie cette dernière. Suivant l'invention, cette surface est caractérisée en ce que la paroi de la gorge est constituée par au moins un pli de la feuille métallique définissant deux bandes sensible- ment jointives de ladite feuille et enveloppant en partie la résistance, le fond de cette gorge étant constitué par un prolongement de la bande adjacente à la résistance et ce fond étant.lui-même situé sensiblement dans le prolongement des parties de la feuille situées de part et d'autre de la gorge. La résistance électrique de chauffage tubulai- re est ainsi solidement maintenue entre les deux bandes pliées, l'une sur l'autre de la feuille métallique et entre le prolongement de la bande intérieure adjacente à la résistance qui constitue le fond de la gorge. Cette réalisation de gorge est à la fois simple et favorable à l'échange thermique entre la résis- tance et la feuille, compte tenu de l'excellent contact mécanique qu'il est possible d'obtenir entre cette feuille et cette résistance. Par ailleurs, étant donné que le fond de la gorge est sensiblement dans le prolongement des parties de la feuille situées de part et d'autre de la gorge, il est possible d'obtenir un article chauffant présentant sur sa face opposée à -la résistance, une surface sensi- blement dépourvue de relief saillant, sans communication directe avec la résistance électrique, ce qui est favora- ble notamment dans le cas de récipients culinaires. Selon une version avantageuse de l'invention, les parties de la feuille situées de part et d'autre de la gorge sont sensiblement planes, et le fond de la gorge est situé sensiblement dans le plan de ces parties planes. Ainsi, l'une des faces de la surface chauffante est sensiblement plane, ce qui est favorable au nettoyage de celle-ci, tout en étant sans communication directe avec la résistance électrique, ce qui évite tout risque de surchauffe localisée. Selon une version préférée de l'invention, la gorge comprend deux parois latérales constituées chacune par un pli de la feuille définissant deux bandes sensiblement jointives de cette feuille et enveloppant chacune en partie la résistance, les deux bandes intérieu- res adjacentes à la résistance étant reliées par une portion de ladite feuille constituant le fond de la gorge, cette portion de la feuille étant située dans le prolongement des parties de la feuille situées de part et d'autre de la gorge. Cette réalisation qui est légèrement plus compliquée que la précédente, présente l'avantage de permettre une fixation extrêmement fiable de la résistan- ce à la feuille métallique, d'assurer un meilleur envelop- pement de la résistance, ce qui est favorable à l'échange thermique, tout en permettant de limiter l'étendue de la zone courbée des parois de la gorge. Pour réaliser une telle surface chauffante, on procède selon l'invention de la façon suivante: a) on forme dans ladite feuille métallique, par emboutissage, une première gorge de section sensible- ment en U de largeur et de profondeur supérieures au diamètre de la résistance, b) on forme sur le fond de ladite première gorge, une seconde gorge en ramenant par emboutissage le fond de la première gorge sensiblement au niveau de la surface plane de la feuille métallique, en formant ainsi sur chacune des parois latérales de la première gorge un pli définissant deux bandes sensiblement jointi- ves et perpendiculaires à la surface plane de la feuille métallique, c) on place la résistance électrique dans la seconde gorge ainsi formée, d) on rabat l'une vers l'autre les parois latérales de cette gorge, de manière à envelopper en partie la résistance électrique. L'expérience a montré que cette succession d'étapes du procédé conforme à l'invention, n'entraînait aucune difficulté technique particulière. L'invention vise également l'utilisation de la surface chauffante conforme à l'invention, dans des récipients culinaires et des plaques de cuisson. Dans les récipients culinaires, cette surface chauffante peut être ménagée directement soit sur le fond du récipient, soit sur la paroi latérale de ce dernier. Dans le cas de plaques de cuisson, ou de plaques de réchauffage d'aliments, la surface chauffante conforme à l'invention peut être ménagée sur le dessus de la plaque. D'autres particularités et avantages de l'in- vention apparaîtront encore dans la description ci-après. Aux dessins annexés donnés à titre d'exemples non limitatifs: - la figure 1 est une vue en perspective d'une surface chauffante conforme à l'invention, - la figure 2 est une vue en coupe à plus grande échelle, suivant le plan II-II de la figure 1, - la figure 3 est un schéma en coupe transver- sale de la feuille métallique montrant la première étape d'un procédé de réalisation d'une surface chauffante conforme à l'invention, - la figure 4 est une vue analogue à la figure 3 montrant la seconde étape de ce procédé, - la figure 5 est une vue analogue aux figures 3 et 4 montrant la dernière étape de ce procédé, - la figure 6 est une vue partielle en coupe transversale du fond d'un récipient culinaire comportant une surface chauffante conforme à l'invention, - la figure 7 est une vue en coupe transversa- le partielle d'une plaque de cuisson comportant une surface chauffante conforme à l'invention, - la figure 8 est une vue en coupe partiel- le du fond et de la paroi latérale d'un récipient culi- naire, montrant la première étape de réalisation d'une surface chauffante dans un tel récipient, - la figure 9 est une vue analogue à la figure 8 montrant la seconde étape de ce procédé, - la figure 10 est une vue analogue aux figures 8 et 9 montrant l'étape finale de ce procédé. -la figure 1i est une vue en coupe partielle du fond et de la paroi latérale d'un autre récipient culinaire comportant une variante de surface chauffante conforme à l'invention. Dans la réalisation de la figure 1, la feuille de métal laminé 1, par exemple en aluminium de 1,5 mm d'épaisseur, comporte une résistance électrique tubulai- re blindée 2 qui est sertie dans cette feuille de métal 1. Cette résistance 2, d'un diamètre de 8 mm par exemple est sertie sur toute sa longueur dans la feuille de métal 1, à l'exception de ses extrémités libres 3a et 3b, qui s'écartent de la feuille 1, sensiblement perpendi- culairement à celle-ci. Ces extrémités 3a, 3b sont destinés à être raccordées aux conducteurs d'alimentation électrique de la surface chauffante constituée par la feuille métallique 1 et la résistance électrique tubulai- re 2. Comme on le voit sur la figure 2, la résistance électrique 2 est logée dans une gorge 4, dont les parois et 6 sont rabattues sur cette résistance 2, cette dernière étant ainsi sertie dans la gorge 4. Chaque paroi latérale 5 ou 6 est constituée par un pli 5a ou 6a définissant deux bandes jointives 5b, 5c ou 6b, 6c enveloppant chacune en partie la résistance 2. Les deux bandes intérieures 5c et 6c adjacentes à la résis- tance 2 sont reliées par une portion 7 de la feuille métallique 1 constituant le fond de la gorge 4. Cette portion 7 de la feuille 1 est située dans le prolongement des parties planes la, lb de la feuille 1 situées de part et d'autre de la gorge 4. D'autre part, comme indiqué sur la figure 2, la résistance électrique 2 présente un méplat 2a adjacent au fond 7 de la gorge 4, ce fond 7 étant lui-même sensiblement plan. Grâce à cette disposition, on voit sur la figure 2 que la face 8 de la feuille métallique 1 opposée à la face 9 comportant la gorge 4 est sensiblement plane et exempte de tout relief. On va maintenant décrire le procédé de réalisa- tion de la surface chauffante représent6 sur les figures 1 et 2. On forme tout d'abord dans la feuille métalli- que 1, par emboutissage au moyen d'un poinçon 10 et d'une matrice 11, une première gorge 12 de section sensi- blement en U, comme indiqué sur la figure 3. En second lieu, on forme sur le fond 13 de cette première gorge 12, une seconde gorge 14 (voir figure 4) en ramenant par emboutissage au moyen d'un autre poinçon 15 de largeur plus faible que le poinçon , le fond 13 de la première gorge 12 sensiblement au niveau de la surface plane 8 de la feuille 1. Lors de cette opération, des parois latérales 5 et 6 de la gorge 12 sont calées latéralement entre deux mâchoires 16 et 17 et la surface plane 8 de la feuille 1 est en appui contre une surface plane fixe 18. On forme ainsi sur chacune des parois latérales 5 et 6 de la première gorge 12, un pli 5a, 5b définissant deux bandes jointives b, 5c et 6b et 6c, perpendiculaireà la surface plane 8 de la feuille métallique 1. On place ensuite la résistance électrique tubulaire 2 sur laquelle on a préalablement réalisé le méplat 2a, dans la seconde gorge 14 ainsi réalisée. Dans l'étape finale du procédé, on rabat l'une vers l'autre les parois latérales 5 et 6 de cette gorge 14, de manière à envelopper la résistance électri- que 2, comme indiqué sur la figure 5. Cette dernière opération est réalisé en déplaçant normalement à la surface fixe 18 un outil de sertissage 19 comportant un évidement arrondi 19a et 20a dont le profil corres- pond aux profils des parois 5 et 6 que l'on veut réaliser. La première gorge 12 formée dans la feuille métallique 1 présente une largeur sensiblement égale au diamètre de la résistance 2, plus deux fois l'épaisseur de la feuille métallique 1. La profondeur de cette première gorge 12 est sensiblement égale à deux fois la profondeur de la seconde gorge 14 dont les dimensions sont elles-mêmes adaptées à celles de la gorge 4 que l'on veut réaliser. La surface chauffante dont on vient de décrire le procédé de réalisation, peut être utilisée dans un ustensile de cuisine à chauffage électrique, tel qu'un récipient de cuisson. Dans la réalisation de la figure 6, on a représenté le fond 21 et une partie de la paroi latérale 22 d'un récipient de cuisson 23. La surface chauffante conforme à l'invention est directement réalisée dans la feuille métallique qui constitue le fond 21 de ce récipient culinaire 23. La gorge 4 dans laquelle est logée la résistance électrique de chauffage 2 fait saillie vers l'extérieur de ce récipient 3, tandis que la surface intérieure 21a du fond 1 est sensiblement plan étant donné que le fond 7 de la gorge 4 se trouve dans le prolongement des parties planes du fond 21 du récipient situées de part et d'autre de la gorge 4. Les avantages d'une telle surface chauffante sont nombreux. Tout d'abord l'absence de saillie sur la face interne 21a du fond 21, facilite considérablement le nettoyage de ce dernier et permet dans la plupart des cas, d'excellentes conditions d'utilisation et de cuisson du récipient culinaire 23. En second lieu, la résistance 2 est remarqua- blement bien fixée dans la gorge 4 et se trouve protégée extérieurement contre les chocs mécaniques grâce à la double épaisseur des parois 5 et 6 de cette gorge 4. Les conditions d'échange thermique entre la résistance électrique 2 et la feuille 21 sont excellen- tes grâce à l'enveloppement total de la résistance par la feuille métallique constituant le fond 21 du récipient. Aucun contact direct. n'existant..entre l'intérieur du récipient 23 et la résistance 2, on évite tout risque de surchauffe localisée et tout contact direct entre les aliments et la surface de la résistance électrique 2. Par ailleurs, étant donné que la résistance 2 se trouve complètement à l'extérieur du récipient 23, le délicat problème du passage étanche des sorties 3a et 3b de la résistance 2 ne se pose pas. La surface chauffante conforme à l'invention peut également être utilisée pour la réalisation d'une plaque de cuisson, de chauffage ou de maintien en température des aliments. Dans la réalisation de la figure 7, la plaque de cuisson 24 réalisée à partir d'une feuille métallique comporte sur sa face de cuisson 26 une surface chauffante conforme à l'invention. Cette face de cuisson 26 comporte trois gorges 4a, 4b, 4c semblables à la gorge 4 de la réalisation selon les figures 1 et 2, renfermant chacune une résistance électrique tubulaire 27a, 27b et 27c. Dans cet exemple, les gorges la, 4b, 4c font saillie vers l'intérieur de la plaque de cuisson 24, tandis. que la surface de cuisson 26 est parfaitement plane, c'est-à-dire exempte de saillie due à la présence des résistances 27a, 27b et 27c. Une telle surface de cuis- son 26 parfaitement plane, est à la fois très facile à nettoyer et d'autre part, permet un excellent contact thermique avec le fond d'un récipient culinaire destiné à être posé sur cette plaque de cuisson 24. Dans la réalisation de la figure 10, on a représenté à l'envers,une variante de récipient culinaire comportant une surface chauffante conforme à l'invention. Ce récipient culinaire 28 réalisé par emboutis- sage d'une feuille métallique comprend dans sa paroi latérale 29 et près de son fond 30, une résistance électri- que tubulaire 2. Celle-ci est sertie dans une gorge 31 emboutie dans la paroi latérale 29. Dans cet exemple, la paroi 32 de cette gorge 31, dirigée vers l'extérieur est constituée par un pli 33 de la feuille métallique définissant deux bandes jointives 32a, 32b qui enveloppent la résistance 2. Le fond 34 de cette gorge 31 est cons- titué par un prolongement de la bande 32b adjacente à la résistance 2. Ce fond 34 est lui-même situé sensiblement dans le prolongement des parties 35 et 36 de la paroi latérale 29 situéesde part et d'autre de la gorge 31. Dans la réalisation de la figure 10, la gorge 31 renfermant la résistance électrique 2 forme un relief de la paroi latérale 29 du récipient qui n'est ni accen- tué vers l'intérieur ni vers l'extérieur du-récipient 28. En particulier, le fond 30 de ce récipient est totalement dégagé. Le procédé pour réaliser la surface chauffante précitée sur le récipient culinaire 28 comporte les étapes suivantes. On forme tout d'abord dans la paroi latérale 29 du récipient cylindrique 28 un épaulement 37 adjacent aux deux faces cylindriques co-axiales 35 et 36 (voir figure 8). On forme ensuite par emboutissage dans cet épaulement 37, une gorge de section en U 38 (voir figure 9). La paroi 32 de cette gorge 38 est définie par le pli 33 de la face cylindrique extérieure 36 qui définit les deux bandes jointives 32a et 32b de la feuille métal- lique. L'autre paroi latérale 35 de cette gorge en U est définie par la face cylindrique 35. On place ensuite la résistance 2 dans la gorge 38 ainsi constituée. Pour terminer, on rabat la paroi 32 comportant le pli 33 sur la résistance 2 de façon à envelopper en partie cette dernière, comme indiqué sur la figure 10. Dans la réalisation de la figure 11, le réci- pient culinaire 39, comporte une paroi latérale 40 et un fond 41, ce dernier étant raccordé à la paroi laté- rale 40 par une surface tronconique 42. Cette surface tronconique 42 porte une gorge 43 définissant un logement de section triangulaire renfer- mant une résistance électrique 44 de section correspondan- te. La paroi extérieure 46 de cette gorge 43 est consti- tuée par un pli 46a de la feuille métallique définissant deux bandes de feuilles jointives 46b, 46c enveloppant la résistance 44. Le fond 47 de la gorge 43 est relié à la bande intérieure 46b et est situé dans le prolonge- ment de la surface tronconique 42. Dans cet exemple de réalisation, la gorge 43 ne forme aucune saillie vers l'intérieur du récipient, comme dans le cas de la réalisation selon la figure 6. Bien entendu l'invention n'est pas limitée aux exemples que l'on vient de décrire et on peut apporter à ceux-ci de nombreuses modifications sans sortir du cadre de l'invention. Ainsi, le fond et/ou la paroi latérale d'un récipient culinaire peut comporter plusieurs gorges adaptées à recevoir plusieurs résistances électriques de chauffage. Par ailleurs, les extrémités 5a, 6a, des parois 5 et 6 de la gorge 4 (voir figure 6) peuvent être soudées ensemble afin d'améliorer le transfert thermique, ou éviter tout risque de déformations dues à des dila- tations du métal. REVENDICATIONS 1. Surface chauffante comprenant une résistance électrique de chauffage tubulaire (2, 44) fixée dans une gorge (4); (31); (43) emboutie dans une feuille métallique (1); (29); (42), cette gorge faisant saillie par rapport à la surface de ladite feuil- le, la paroi de cette gorge étant sertie contre la résis- tance de façon à envelopper en partie cette dernière, caractérisée en ce que ia paroi (5,6); (32); (46) de cette gorge (4); (31); (43) est constituée par au moins un pli (5a,6b); (33);(46a) de la feuille métallique (1); (29); (42) définissant deux bandes (5b,5c); (6b,6c);(32a, 32b);(46b,46c) sensiblement jointives de ladite feuille et enveloppant en partie la résistance (2,44), le fond (7); (34); (47) de cette gorge étant constitué par un prolongement de la bande adjacente à la résistance et ce fond étant lui-même situé sensiblement dans le prolonge- ment des parties (la, lb); (35, 36) et (42) de la feuille situées de part et d'autre de la gorge. 2. Surface chauffante conforme à la revendica- tion 1, les parties (la, lb) de la feuille (1) situées de part et d'autre de la gorge (4) étant sensiblement planes, caractérisée en ce que le fond de la gorge (4) est situé sensiblement dans le plan de ces parties planes. 3. Surface chauffante conforme à l'une queleon- que des revendications 1 ou 2, caractérisée en ce que la gorge(4)comprend deux parois latérales (5),(6) consti- tuées chacune par un pli (5a, 6a) de la feuille (1) définissant deux bandes (5b, 5c) et (6b, 6c), sensible- ment jointives de ladite feuille et enveloppant chacune en partie la résistance (2), les deux bandes intérieures (5c, 6c) adjacentes à la résistance étant reliées par une portion (7) de ladite feuille constituant le fond de la gorge, cette portion de la feuille étant située sensiblement dans le prolongement des parties (la, lb) de la feuille situées de part et d'autre de la gorge. 4. Surface conforme à l'une quelconque-des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que la résistan- ce (2) présente un méplat (2a) adjacent au fond (7) de la gorge (4), ce fond étant sensiblement plan. 5. Procédé pour réaliser une surface chauffan- te conforme à la revendication 3, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes: a) on forme dans ladite feuille métallique (1) par emboutissage, une première gorge (12) de section sensiblement en U, b) on forme sur le fond (13) de ladite premiè- re gorge (12) une seconde gorge (14), en ramenant par emboutissage le fond de ladite première gorge- sensible- ment au niveau de la surface plane (8) de la feuille métallique (1), en formant ainsi sur chacune des parois latérales (5, 6) de la première gorge un pli (5a, 6a) définissant deux bandes (5b, 5c)et (6b, 6c) sensiblement jointives et perpendiculaires à la surface plane de la feuille métallique, c) on place la résistance dans la seconde gorge (14) ainsi formée, d) on rabat l'une vers l'autre les parois latérales (5 et 6) de cette gorge, de manière à envelop- per en partie la résistance (2). 6. Procédé conforme à la revendication 5, caractérisé en ce que la première gorge (12) formée dans la feuille métallique présente une largeur sensible- ment-égale au diamètre de la résistance (2) plus deux fois l'épaisseur de la feuille. 7. Procédé conforme à l'une quelconque des revendications 5 ou 6, caractérisé en ce que la seconde gorge (14) formée dans la feuille métallique (1) présen- te une largeur sensiblement égale au diamètre de la résistance (2). 8. Procédé pour réaliser une surface chauffante conforme à la revendication 1, sur un récipient cylindri- que, conique ou cylindro-conique, obtenu par emboutissa- ge d'une feuille métallique, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes: a) on forme dans la paroi latérale (29) du récipient (28) un épaulement (37) adjacent à deux faces cylindriques co-axiales (36, 35), b) on forme par emboutissage dans cet épaule- ment (37) une gorge de section en U (38), l'une des parois (32) de cette gorge (38) étant définie par un pli (33) de la face cylindrique extérieure (36), ce pli définissant deux bandes sensiblement jointives (32a, 32b) de la feuille métallique, et l'autre paroi (3,5) de cette gorge (38) étant définie par l'autre face cylin- drique (35), c) on place la résistance (2) dans la gorge (38) ainsi constituée, et d) on rabat la paroi.(32) comportant le pli (33) sur la résistance (2), de façon à envelopper en partie cette dernière. 9. Récipient culinaire à chauffage électrique, comprenant une surface chauffante conforme à l'une quelcon- que des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que ladite surface chauffante est ménagée sur le fond (21) du récipient (23). 10. Récipient culinaire à chauffage électrique, comprenant une surface chauffante conforme à l'une quelcon- que des revendications I à 4, caractérisé en ce que ladite surface chauffante est ménagée sur la paroi latéra- le (29) du récipient (28). 11. Plaque de cuisson comprenant une surface chauffante conforme à l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que ladite surface chauffante est ménagée sur le dessus (26) de la plaque (24)..