Brevet FR2572639A1 — publié le 19860509

La présente invention concerne une structure de fond pour ustensiles de cuisson, cette structure présentant, dans au moins deux plans, des surfaces an- nulaires concentriques en regard d'une plaque de cuis- son. L'invention concerne également un procédé et un appareillage pour l'usinage de la surface de fond d'un ustensile de cuisson. Les ustensiles de cuisson, tels que marmites et poëles à frire, sont généralement en aluminium. Pour que le fond de l'ustensile de cuisson soit aussi plan que possible, afin que sur la totalité de sa sur- face il soit en contact avec la plaque chauffante d'une cuisinière, ce fond est usiné au tour de manière à for- mer sur cette surface une gorge peu profonde en forme de spirale. Mais ce type de fond présente un inconvénient en ce qu'il ne peut absorber uniquement que l'énergie calorifique provenant de la plaque chauffante et trans- férée par contact direct entre cette plaque chauffante et l'ustensile, soit l'énergie calorifique de contact. La chaleur rayonnée transférée depuis la plaque chauf- fante vers les parties du fond définissant la gorge en forme de spirale est réfléchie par les surfaces en alu- minium brillant, ce qui contribue à réduire l'échauffe- ment de l'ustensile de cuisson. De plus, comme il est courant de fabriquer des fonds d'ustensile de cuisson aussi minces que possible afin d'utiliser moins de ma- tériau, il n'est pas rare que ces fonds se déforment après un certain temps d'utilisation, ce qui se traduit par une diminution importante de la chaleur transmise par contact à l'ustensile de cuisson. Il est également connu de former un anneau métallique sur le fond de l'ustensile de cuisson, pour que la partie centrale du fond intérieure à cet anneau n'absorbe que la chaleur rayonnée, la partie inférieure -2- de l'anneau absorbant la chaleur par contact, ainsi que la chaleur rayonnée par suite de la déformation de cet anneau lorsqu'il est chauffé. Les coûts de fabrication d'un tel fond sont très élevés, et la transmission de chaleur entre la plaque chauffante et l'ustensile de cuisson est faible. La présente invention a pour objet la réalisa- tion d'une structure de fond pour ustensiles de cuisson, laquelle donne une transmission de chaleur meilleure et plus uniforme, ainsi qu'à long terme une plus grande stabilité de ce fond par rapport aux structures connues. La structure de fond conforme à l'invention est carac- térisée en ce que le fond comporte des gorges concen- triques, lesquelles sont pourvues d'un revêtement, en émail par exemple, qui augmentent la capacité d'ab- sorption de l'énergie calorifique rayonnée des surfaces. Les gorges concentriques avec revêtement d'absorption calorifique qui sont formées sur le fond de l'ustensile de cuisson permettent d'obtenir une surface absorbante plus grande que celle des fonds connus. Le fond d'us- tensile de cuisson conforme à l'invention présente éga- lement une plus grande rigidité par rapport aux fonds connus puisque les parties annulaires plus épaisses situées entre les gorges agissent comme des nervures de renforcement. Et le revêtement absorbant des gorges permet une transmission de chaleur excellente entre la plaque chauffante et l'ustensile de cuisson, étant don- né que la chaleur rayonnée depuis la plaque chauffante est absorbée par le revêtement, la chaleur transmise par contact étant absorbée par les surfaces brillantes des nervures entre les gorges. Non seulement la trans- mission de l'énergie calorifique est meilleure, mais elle est également plus régulière puisque, sur le fond, les surfaces absorbantes par rayonnement alternent avec les surfaces absorbantes par contact. -3- La transmission de-la chaleur rayonnée à l'ustensile de cuisson se fait particulièrement bien si le revêtement des gorges est de couleur sombre, de pré- férence de couleur noire, et si sa surface est mate. Un tel revêtement peut de préférence se composer d'une couche de l'émail qui est utilisé pour le revêtement de la surface de la paroi latérale de l'ustensile. Les dimensions appropriées convenant aux gor- ges pour un ustensile de cuisine de dimensions couran- tes sont de 4 à 7 mm pour la largeur, de préférence 6 mm, et de 0,5 à 2 mm pour la profondeur. Les surfaces annulaires entre les gorges sont de préférence bril- lantes, et leur largeur peut être de 3 à 6 mm, de pré- férence 4 mm. Il est connu de l'Offenlegungsschrift alle- mande 2.143.260 de remplacer l'usinage de découpe qui vient d'être décrit par un laminage exécuté au moyen de deux corps en forme de rouleau coniques qui sont appliqués sous une force élevée contre la surface ex- térieure du fond. Un tel traitement n'exclut toutefois pas la formation ultérieure d'irrégularités-sur le fond de l'ustensile de cuisson, et il exige de plus l'uti- lisation de forces élevées. Un autre objet de la présente invention est de définir un procédé de traitement de la surface du fond d'un ustensile de cuisine grâce auquel on puisse obtenir un fond dont la surface reste régulière, même après un usage prolongé, et qui utilise. de manière particulièrement efficace, les possibilités de trans- mission de la chaleur d'une plaque chauffante tant par rayonnement que par contact. Le procédé conforme à l'invention est caractérisé en ce que la surface du fond de l'ustensile est usinée à l'aide de rouleaux de formage conçus pour l'obtention de gorges concen- triques. -4- Deux avantages sont obtenus lorsqu'on forme, à l'aide de rouleaux de formage, des gorges concentri- ques sur la surface du fond. En premier lieu, les par- ties en relief du fond, entre les gorges, agissent comme des nervures de renforcement qui facilitent le maintien de la planéité du fond. En second lieu, il n'y a pas de perte de matériau au cours du traitement puisque l'opé- ration de laminage ne se traduit que par une nouvelle répartition du matériau, grâce à laquelle le matériau peut au départ,tre plus mince que celui qui est néces- saire lorsque le fond doit être rendu plan au tour. En fait, on obtient un fond dont l'épaisseur est plus gran- de que celle du matériau de départ, le matériau étant déplacé des gorges aux parties se trouvant entre ces gorges pendant l'opération de mise en forme, la-hauteur des parties précitées étant donc plus élevée que l'é- paisseur du matériau de départ. Un fond ainsi mis en forme présente par suite des zones annulaires alternant avec les gorges. Les zones annulaires en contact avec la plaque chauffante en absorbent directement la chaleur, alors que les gorges qui se situent à une courte distan- ce de la plaque chauffante en absorbent la chaleur par rayonnement. Selon une forme recommandée du procédé con- forme à l'invention, on peut améliorer l'absorption de l'énergie calorifique rayonnée en prévoyant sur la sur- face des gorges une couche superficielle d'un matériau d'absorption calorifique qui est éliminé de la surface des parties situées entre les gorges. De la sorte, les gorges présentent une surface qui garantit une absorp- tion optimum de la chaleur rayonnée depuis la plaque chauffante, alors que les zones entre les gorges étant brillantes, on obtient à leur niveau le meilleur contact possible avec cette plaque chauffante. Si le matériau d'absorption calorifique se -5- présente sous la forme d'un fluide, par exemple de l'é- mail, il peut être appliqué sur la surface du fond par pulvérisation, et éliminé, au tour, des zones se situant entre les gorges. La présente invention concerne également un appareillage pour l'usinage de la surface du fond d'un ustensile de cuisson, cet appareillage comportant au moins un dispositif de support venant en contact avec la surface intérieure du fond, un dispositif de mise en forme comportant au moins un corps de mise en forme co- nique, la surface de parement de ce corps étant amenée en contact avec la surface extérieure du fond le long d'une ligne radiale, ainsi que des moyens pour entraîner l'ustensile de cuisson et le corps de mise en forme en rotation l'un par rapport à l'autre, autour de l'axe central du fond. L'appareillage conforme à l'invention est caractérisé en ce que la surface de parement du corps de mise en forme présente des nervures parallèles se situant dans la direction de la périphérie du corps. La suite de la description sera maintenant faite en se référant aux dessins annexés qui représen- tent: - figure 1, une vue en plan du fond d'une poële à frire conforme à l'invention, - figure 2, une vue en coupe selon la ligne II-II de la figure 1, - figure 3, une vue agrandie du détail A de la figure 2, et - figure 4, une vue latérale d'un appareil- lage pour l'usinage de la surface du fond d'un usten- sile de cuisson. On a représenté figures 1 et 2 une poële à frire I pourvue d'un manche 2. La partie intérieure du fond de la poële est plane, alors que sa partie exté- rieure, qui est destinée à venir en contact avec la -6- plaque chauffante, présente un certain nombre de gorges concentriques 3 séparées par des surfaces annulaires brillantes 4. La surface des gorges porte un revêtement dont la capacité d'absorption de l'énergie calorifique rayonnée est élevée. La surface extérieure de la paroi latérale de la poële 1 est revêtue d'une couche 6 d'é- mail. La largeur des gorges 3 peut varier forte- ment, de 4 à 7 mm; elle est de préférence et avantageu- sement de 6 mm, alors que les surfaces 4 peuvent être légèrement plus étroites, de 3 à 6 mm, de préférence 4 mm. La profondeur des gorges 3 est de préférence de 0,5 à 2 mmn. On peut voir figure 3 les gorges de faible profondeur formées entre les surfaces brillantes 4. De préférence, on utilisera pour le revête- ment 5 l'émail utilisé pour former la couche 6 de la paroi latérale de la poële, à condition qu'il soit sombre, et, de préférence, de couleur noire. Mais le revêtement 5 peut être fait en tout autre matériau à forte capacité d'absorption thermique.Il est également avantageux que la surface de ce revêtement soit mate. -La structure de fond conforme à l'invention convient aux ustensiles de cuisson en aluminium, cuivre, laiton ou fer. Il peut bien entendu s'agir d'une cocotte et non d'une poële à frire. Lorsqu'on utilise un ustensile de cuisson pourvu d'une structure de fond conforme à l'invention, l'ustensile est placé sur une plaque chauffante, de sorte que, par contact et conduction, la chaleur est transférée de cette plaque chauffante aux surfaces 4. La chaleur transférée depuis la plaque chauffante sous forme de rayonnement, autrement dit la chaleur rayonnée, est au contraire principalement absorbée par le revête- ment 5, puis transférée par conduction à l'ustensile de cuisson proprement dit. On utilise donc la chaleur -7- transmise depuis la plaque chauffante tant par contact que par rayonnement, de sorte qu'on économise de l'é- nergie par rapport aux structures de fond connues. Du fait que les surfaces d'absorption de la chaleur par contact alternent avec les surfaces d'absorption de la chaleur par rayonnement, on obtient également un échauf- fement régulier de l'ustensile de cuisson. Par revêtement, on entend également toute couche superficielle formée sur le matériau de l'usten- sile de cuisson de manière à lui donner les propriétés d'absorption requises. La profondeur des gorges peut varier d'une gorge à l'autre. Avantageusement, la par- tie centrale du fond a la même profondeur que les gorges. On a représenté figure 4 un appareillage pour l'usinage de la surface du fond d'un ustensile de cuis- son. On a représenté en coupe verticale le flanc 11 d'une poële à frire en aluminium, ce flanc étant blo- qué entre un support 12 en contact avec la partie inté- rieure du fond et un piston de compression 13 en con- tact avec la partie extérieure du fond. Le diamètre du piston de compression est beaucoup plus petit que celui du support, de sorte que le piston n'est en contact qu'avec une surface limitée de la partie centrale du fond de la poële à frire. Le support 12 est accouplé à un moteur 14 au moyen d'un arbre, de sorte que ce sup- port ainsi que le flanc 11 peuvent être entraînés en rotation autour de leur axe central par l'intermédiaire du moteur. - Un rail 15 est fixé à proximité de ces élé- ments et un coulisseau 16 est monté sur ce rail. Un arbre 17 est monté sur le coulisseau 16 de manière à pouvoir tourner, l'extrémité libre de cet arbre suppor- tant un corps de mise en forme 18. Le corps de mise en forme 18 est conique, et -8- sa surface de parement comporte des nervures périphé- riques 19. Le corps de mise en forme peut être amené en contact avec la surface du fond du flanc 11, le long d'une ligne de contact radiale, du fait que l'une des lignes de contour de la surface de parement est parallèle à la surface du fond du flanc. Selon le procédé conforme à l'invention, le flanc 11 est bloqué entre le support 12 et le piston de compression 13, puis le corps de mise en forme 18 est déplacé vers la droite de la figure de manière à venir en contact avec la surface du fond du flanc. Lorsque le flanc est entraîné en rotation autour de son axe cen- tral, les nervures 19 formées dans la surface de pare- ment du corps de mise en forme entraînent la formation de gorges concentriques sur le fond du flanc, le corps de mise en forme étant appliqué avec une certaine force contre le flanc. Après un certain nombre de rotations, la pro- fondeur des gorges est suffisante, et le flanc peut être ôté de l'appareillage. Lorsque le fond a été ainsi mis en forme, on y pulvérise un matériau ayant une forte capacité d'ab- sorption de l'énergie calorifique rayonnée, par exemple de l'émail noir, et-le flanc est alors placé sur un tour pour éliminer la couche d'émail des parties de fond si- tuées entre les gorges. On donne ainsi au fond un aspect attrayant avec des anneaux noirs et brillants en alter- nance. Si le matériau de l'ustensile de cuisson a une capacité d'absorption de la chaleur satisfaisante, on peut éviter le revêtement en émail des gorges. On peut bien entendu utiliser tout autre matériau que l'é- mail, un matériau de couleur sombre de préférence qui réfléchisse la chaleur rayonnée le moins possible. -9 _ L'appareillage peut comporter deux ou plusieurs corps de mise en forme 18, et, au lieu du flanc, c'est le corps de mise en forme qui peut être entraîné en rota- tion autour de l'axe central de ce flanc. -10- - 7REVEIICA2I0NE> - I - btructure de fond pour ustensiles de cuisson, caractérisée en ce qu'elle présente des sur- faces annulaires concentriques (3,4) en regard de la plaque chauffante de cuisson dans au moins deux plans, le fond comportant des gorges concentriques avec un revêtement (5) en émail par exemple, lequel augmente la capacité d'absorption de l'énergie calorifique rayonnée des surfaces qu'il recouvre. 2 - Structure de fond selon la revendication 1, caractérisée en ce que le revêtement est de couleur sombre, de préférence de couleur noire, avec une surface mate. 3 - Structure de fond selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce que la largeur des gorges (3) est de 4 à 7 mm, de préférence 6 mm, et en ce que leur profondeur est de 0,5 à 2 mm. 4 - Structure de fond selon la revendication 3, caractérisée en ce que les surfaces annulaires (4) situées entre les gorges sont brillantes et ont une largeur de 3 à 6 mm, de préférence 4 mm. - Procédé d'usinage de la surface du fond d'un ustensile de cuisson, caractérisé en ce qu'on uti- lise un rouleau de mise en forme (18) pour former des gorges concentriques à la surface de ce fond. 6 - Procédé selon la revendication 5, carac- térisé en ce qu'on applique, sur la surface du fond, une couche superficielle d'un matériau d'absorption thermique, cette couche étant ensuite éliminée des par- ties de la surface du fond qui sont situées entre les gorges. 7 - Procédé selon la revendication 6, carac- térisé en ce qu'on applique le matériau d'absorption thermique par pulvérisation. -11- 8 - Procédé selon la revendication 6, carac- térisé en ce qu'on élimine la couche d'absorption ther- mique au tour. 9 - Appareillage pour usiner la surface du fond d'un ustensile de cuisson, caractérisé en ce qu'il comporte au moins un dispositif de support (12) venant en contact avec la surface intérieure du fond (11), un dispositif de mise en forme comportant au moins un corps de mise en forme conique (18) dont la surface de parement (19) peut être amenée en contact avec la surface exté- rieure du fond le long d'une ligne radiale, et des moyens (14) pour entraîner en rotation l'ustensile de cuisson et le corps de mise en -forme l'un par rapport à l'autre, autour de l'axe central du fond, la surface de parement (19) du corps de mise en forme comportant des nervures parallèles se situant dans la direction de la périphérie du corps.