Brevet FR2502750A3 — publié le 19821001

FR 2502750 A3 19821001 FR 8205240 A 19820326 Ensemble comprenant une sonde de temperature pour des éléments de chauffage électriques)à, rayonnement L';invention concerne un ensemble à sonde de température pour des éléments de chauffage 5lectriques-à-. rayonnement qui sont disposés au-dessous d'une plaque de cuisson constituée, de préférence, en vitrocéramique, comprenant une sonde de température disposée en dehors de la zone de chauffage et une tale de couplage adJacente à la plaque de cuisson et qui est en liaison thermoconductrice avec la sonde. Les brevets US.3 612 829 et 3 624 352 font état de tôles de couplage qui sont disposées sur un élément de chauf- 10. fage à rayonnement entre le bord du corps isolant supportant les résistances de chauffage et la plaque en vitrocéramique et détectent ainsi la température de la plaque en vitrocéra- mique dans la zone marginale. Toutefois, une influence ther- mique directe à partir de l'elîment de chauffage à rayonnement n'est guère possible dans ce cas, de sorte que la sonde reliée la toale de couplage ne peut offrir aucune protection contre la surchauffe essentiellement aussi en raison de la faible thermomonduction transversale de la plaque en vitrocéramique. La demande de brevet DE-OS 27 47 652 décrit une tole de couplage qui est placée entre une sonde remplie d'un liquide de dila- -2- tation et la plaque en vitrocéramique. Il s'agit ici d'un élément de chauffage à contact dont l'enroulement intérieur est en appui sur le bord de la tôle de cou- plage. La sonde de température est certes couplée à la température du récipient de cuisson et au chauffage, mais ce dispositif n'est pas prévu pour des éléments de chauffage à rayonnement. Les tôles de couplage sont constituées par des métaux ayant une bonne conduction tels que, par exemple, l'aluminium. Dans les demandes de brevet DE-OS 29 23 884 et EP-OS 00 21 107, on propose de former la tôle de cou- plage sur un dispositif comme mentionné plus haut, de telle manière qu'elle recouvre une partie de la zone marginale de l'élément de chauffage et que dans cette zone, elle -.dhère également à la face inférieure de la plaque en vitrocéramique. Selon la demande de brevet EP-OS 00. 21 107, cette tôle de couplage peut être cons- tituée par une tôle d'acier plaquée d'aluminium et dans la zone de chauffe, la surface peut être recouverte d'un vernis réfractaire noir mat agissant comme corps noir pour la chaleur rayonnée. L'invention se propose de perfectionner un ensem- ble avec une sonde de température du type indiqué précé- demment en vue d'obtenir un meilleur couplage de la sonde de température tant avec la température de la plaque de cuisson qu'avec le chauffage. L'invention permet d'atteindre cet objectif par le fait que la tôle de couplage est formée par'une tôle composite constituée de deux couches approximativement de même épaisseur en métal non ferreux bon conducteur et en fer ou en acier réunies ensemble par placage, laminage ou analogue, la tôle composite recouvrant par- tiellement la zone chauffée par l'élément de chauffage à rayonnement. La couche en métal non ferreux sera, de préférence, orientée vers la plaque de cuisson. Le métal non ferreux est de préférence de l'aluminium; dans ce -3- cas, il s'agit d'un aluminium pur relativement doux, qui tout en ayant une bonne conductibilité thermique, peut être plaqué aisément par laminage sur des tôles d'acier. Du fait que la tôle de couplage recouvre partiel- lement la zone chauffée par l'élément de chauffage à rayonnement, de préférence dans une zone marginale, l'influence directe du chauffage est maintenant détectée sur un élément de chauffage à rayonnement. Cependant, les températures sont extraordinairement élevées sur la tôle de couplage, de sorte que cette tôle doit être constituée en un matériau résistant aux très hautes. températures pour, d'une part, ne pas s'oxyder et, d'autre part, conserver sa forme. C'est pourquoi dans l'ensemble proposé précédemment, elle a été réalisée en une tôle d'acier avec un placage d'aluminium, ce qui signifie que des couches d'aluminium très minces ayant une épaisseur de l'ordre de quelques centièmes à un dixième de millimètre, de préférence 0,05 mm, sont laminées respectivement sur les deux côtés de la tôle d'acier. Cette couche empêche l'oxydation de la tôle en métal ferreux et, grâce à une liaison intermétallique entre l'aluminium et le fer dans cette zone limite mince, il se forme en cas de réchauffement une couche très sta- ble de couleur gris-noir ayant de bonnes propriétés d'absorption pour la chaleur par rayonnement. L'utilisation d'autres matériaux, par exemple de métaux non ferreux tels que le laiton, le cuivre ou l'aluminium n'avait pas donné de bons résultats en rai- son du manque de résistance à la chaleur et à l'oxyda- tion. Jusqu'à maintenant, le trajet thermique entre la sonde et la résistance de chauffage devait être très long en raison des très hautes températures de l'élément de chauffage à rayonnement, c'est-à-dire que la tôle decouplage devait avoir une conductivité relativement faible. Seulement de cette manière, -4- il était possible de chauffer en un temps court des quantités d'aliments suffisamment importantes sans que le régulateur ne déconnecte entretemps le chauffage. L'influence d'un récipient de cuisson sur le r6gulateur disposé au-dessous de la plaque de cuisson était relativement faibles C'est pourquoi, la sonde de température pouvait très difficilement distinguer si une marmite pleine ou une poêle presque vide, par exemple pour rôtir, se trouvait sur la plaque de cuisson. A cela s'ajoute que les températures pour rôtir exigent des ajuste- ments plus élevés du régulateur, ce qui a pour conséquence que le premier chauffage est alors relativement long et-peut le cas 6chéant conduire à une température de début trop élev6e de la poêle vide. En raison de la conduction thermique lente on a également constaté dans les opérations de réchauffement que la déconnexion du régulatiun intervenait trop tard, ce qui pour les aliments délicats pouvait entraîner un d6pôt dans la marmite. L'invention a éliminé ces inconvénients. Bien qu'on pou- vit supposer qu"un saut de température ne survenait guère dans une tôle composite, l'action de la plaque de cuisson sur le résultat du régulateur est nettement plus grande que jusqu'alors et il a été possible de supprimer les inconv6- nients décrits. Il est même possible d'utiliser dans ce cas des matériaux qui ne peuvent pas être exposés aux temp6ra- tures par rayonnement sans subir des modifications, comme par exemple l'aluminium qui pourrait fondre ou du moins se défrmer de manière sensible aux températures élevées exi- stantes. Il est maintenu dans la forme voulue par la tôle d'acier à laquelle il est lié et de par sa mise en place, il est en outre refroidi par la plaque de cuisson sur le côté orien- té vers cette dernière et protégé par la tôle d'acier. Le placage d"aluminium mince de la tôle dtacier qui, de préfé_ rence, est également prévu sur l'autre face de celle-ci ne se ccmaporte - 5 - pas comme de l'aluminium en raison de la liaison intermétal- lique avec le feret c'est pourquoi il peut être exposé in- tégralement au rayonnement. Lorsqu"on utilise un métal non ferreux relativement doux comme, par exemple, de l'aluminium pur, il n'y a aucun effet bimétallique important pour un dimensionnement correspondant (des épaisseurs approximativement identiques) qui pourrait se traduire pqr le fait que la tôle de couplage qui est à partir du bord, de préférence,'librement en saillie dans la zone de chauffage par rayonnement, s'affaisse en direction du chauf- fage par rayonnement lorsqu'elle est chauffée. On obtient ainsi une bonne adhérence de la tôle de couplage sur la plaque de cuisson sur toute la plage de températures. Toutefoiî, pour adapter les caractéristiques de réglage, il pourrait, le cas échéant, être souhaitable que la t5le de couplage se soulève de la plaque dans la plage de températures supérieures pour être moins refroidie par la plaque de cuisson et amener une déconnexion plus rapide. Dans ce cas, le choix du matériau pourrait être fait de manière que la tôle de couplage se com- porte comme un bimétal. D'autres avantages et caractéristiques de l'invention ressortent des revendications secondaires et de la description en référence au dessin annexé, sur lequel: la figure 1 est une coupe longitudinale montrant un élément de chauffage avec une sonde de température qui est disposé au-dessous d'une plaque de cuisson en vitrocéramique, la figure 2 est une vue de dessus de l'élément de chauffage (sans plaque de cuisson), et la figure 3 est une coupe de détail à une échelle très agrandit représentant une tôle de couplage et une partie de la plaque de cuisson en vitrocéramique. - 6 - La figure I représente un élément de chauffage 11 con- stitu6 par une cuvette en tôle aplatie ouverte vers le haut, dans laquelle est logée une isolation 12 également en forme de cuvette qui comporte des rainures hélicoidales pour des r6sistances de chauffage électriques 13 en forme de spires avec une configuration de base ovale plane. Les éléments de chauffage sont appliqués plastiquement par le bas, d'une ma- nière non représent6e contre la plaque de cuisson 14 en vitro- céramique et forment ainsi le chauffage d'une unité de cuisson. Chaque élément chauffe un point de cuisson et ce, essentielle_ ment par rayonnement en raison de l"'écart entre les résistances de chauffage 13 et la plaque de cuisson en vitrocéramique 14. L'isolation 12 comporte un bord surélevé 16 dont le côt6 supérieur dépasse légèrement De bord supérieur de la cuvette en tôle 17, dans laquelle elle est logée, et vient ainsi en contact avec le côté inférieur de la céramique en verre. Une tôle de couplage 18 qui a la forme d'une plaque plate munie, de préférence, de moulures(non repr'sentées)pour la stabilité, est placée entre le bord 16 et la plaque de cuisson 14. Ainsi qu'"il ressort de la figure 5, elle est constituée d'"un matériau composite comprenant deux couches 18a, 18b et 18c assembl6es par laminage. La couche 18a orientée vers la plaque de cuisson 14 est en aluminium, savoir en aluminium relativement pur, tandis que la couche suivante 18b est con- stitu6e en t8le d'acier ou de fer de type courant. Sur sa face inf6rieure elle est munie d'un placage d'aluminium 18c qui est finalement recouvert par un revêtement 40 avec un vernis constituant un corps noir pour la chaleur rayon- née. Les couches 18a et 18b ont des 6paisseurs de l'ordre d'"un demi millimètre, de préférence entre 0,5 et 0,6 mm, tandis que le placage 18c a une épaisseur inférieure à un dixième de millimètre, de préférence 0,05 mm. Il n'est pas -7-. nécessaire que la couche de vernis très minde ait une r6- sistance excessive à la chaleur, car après les premières utilisations elle est remplacée par la couche absorbant également les rayonnements, qui est formée par une liaison intermétallique entre le placage d'aluminium 18c et la tôle d'acier 18b. Ainsi le revêtement 40 n'a une importance que pour les premières utilisations de la plaque de cuisson. La tôle de couplage visible sur la figure 2 a, vue de dessus, essentiellement -une forme en T. La barre du T forme, dans le sens périphérique de l'élément de chauffage essen- tiellement de forme ciraulaireune zone 19 allongée et lenti- forme située au bord de ce dernier et qui comprend également une zone 20 en forme de lentille qui, à partir du bord 16 pénètre vers l'intérieur dans l'espace chauffée 15 de l'élé- ment de chauffage à rayonnement et recouvre en partie dans la zone marginale quelques résistances de chauffage 13. La partie restante de la zone 19 se trouve entre le bord 16 et la plaque de cuisson 14. Des languettes de fixation élastiques 22,servant a main- tenir la tôle de couplage 18 sur le bord de la cuvette en tôle 17, sont prévues sur le bord 21 de la zone 19 qui s'é- tend de l'élément de chauffage 11 vers lextérieur. La tôle de couplage est maintenue en contact étroit avec la plaque de cuisson grâce à cette fixation par emboîtement et au main- tien entre le bord 16 et la plaque de cuisson 14. Une section extérieure 24 de la tole de couplage 18 est en saillie vers l'extérieur sur le bord de l'élément de chauf- fage. Elle est légèrement décalée vers le bas au moyen d'un repli 25, de sorte qu'elle n'est pas en contact avec la face 0 inférieure de la plaque de cuisson. Elle comporte une sur- face de transfert thermique 27 de forme circulaire orientée -8. - vers le bas, contre laquelle est applique par le bas un bottier à sonde 28 rempli d'un liquide de dilatation qui est relié par l'intermédiaire d'un tube capillaire 29 à un régulateur de température non représenté pour le chauffage de l'élément 11. Cependant, il est également possible d'utiliser une autre sonde de température, par exemple de type électrique. De même, la configuration de la section exté- rieure et la position de la sonde de température n'ont au- cune influence essentielle sur sa fonction. Revendications 1. Ensemble avec sonde de température pour des éléments de chauffage électriques à rayonnement qui sont disposés au-dessous d'une plaque de cuisson constituée, de préférence, en vitrooéramique, comprenant une sonde de température dis- posée en dehors de la zone de chauffage et une tôle de cou- plage qui est en contact avec la plaque de cuisson et en liaison thermoconductrice avec la sonde, caractérisé en ce que la tôle de couplage (18) est constitué6e par une tôle composite recouvrant en partie la zone chauffée de l'élé- ment de chauffage a rayonnement (11) et qui est formée de deux couches approximativement de même épaisseur (18a, 18b) en métal en ferreux à bonne thermoconduction et en fer ou en acier réunies ensemble par placage, laminage ou analogue. 2. Ensemble selon la revendication 1, caractérisé en ce que la couche en métal non ferreux (18a) est orientée vers la plaque de cuisson (14). 3. Ensemble selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que la surface extérieure de la couche de fer (18b) est munie d'un placage d'aluminium mince (18c). 4. Ensemble selon la revendication 3, caractériséeen ce que l"'épaisseur du placage d'aluminium (18c) est inférieure à 1/10 mm. 5. Ensemble selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le métal non ferreux est de l'aluminium. 6. Ensemble selon la revendication 5, caractérisé en ce que l'aluminium est un aluminium pur et doux. - 10 - 7. Ensemble selon l'une des revendications précédentes, caractéris6 en ce que l'épaisseur des deux couches se situe entre 0,3 et 0,6 mm, de préférence 0,5 mm environ.