Brevet FR2787310A1 — publié le 20000623

APPAREIL ELECTROMENAGER DESTINE A CHAUFFER LES LIQUIDES, NOTAMMENT CAFETIERE ELECTRIQUE A PISTON La présente invention se rapporte au domaine technique général des appareils électroménagers destinés à chauffer les liquides. L'invention concerne tout particulièrement, mais non exclusivement, les cafetières électriques à piston. L'invention se rapporte plus particulièrement au système de chauffage de l'appareil. Une cafetière à piston comporte de manière connue un récipient cylindrique dans lequel est disposé un piston amovible assurant une étanchéité périphérique avec les parois du récipient. Le piston comporte une tige de manoeuvre et présente une surface comportant des moyens de filtration de la mouture de café dispersée dans l'eau. Usuellement, I'utilisateur dispose dans le récipient la quantité de mouture désirée, puis verse de l'eau préalablement chauffée. Préférablement le mélange obtenu est agité, par exemple à l'aide d'une cuillère. L'utilisateur peut alors fermer le récipient avec le piston, pour limiter les déperditions de chaleur et d'arôme. Après quelques minutes d'infusion, I'utilisateur descend le piston pour filtrer la boisson. La mouture est alors emprisonnée entre le fond du récipient et le piston, et l'utilisateur obtient une boisson filtrée. Un inconvénient de ce type d'appareil est que la température du mélange eau chaude et mouture diminue lors de la préparation, et notamment lors de l'agitation du mélange avec une cuillère métallique. La boisson obtenue a ainsi une température avoisinant 80 C. L'utilisateur ne doit pas attendre pour consommer son café, au risque de le trouver insuffisamment chaud. Il est connu du document DE 1 97 06 523 de réaliser un appareil pour la préparation de boisson chaudes devant être filtrées, comportant des moyens de chauffe ou de maintien au chaud électriques disposés sous un récipient -2- cylindrique dans lequel coulisse un piston filtrant. Selon le mode de réalisation présenté, les moyens de chauffe sont associés à un dispositif thermostatique prévu pour couper les moyens de chauffe dès que l'eau bout dans le récipient. Pour préparer du café, ce document enseigne de remplir le récipient d'eau froide, d'ajouter la mouture et de mettre en marche les moyens de chauffe. Un inconvénient de ce procédé est qu'il porte à ébullition la mouture mélangée à l'eau, ce qui dégrade les arômes du café. L'objet de la présente invention vise à proposer un appareil électrique destiné à chauffer les liquides sans pour autant les porter à ébullition. Un autre objet de la présente invention vise à proposer un appareil électrique de type cafetière à piston dans lequel la boisson puisse être préparée sans dégrader les arômes du café. Les objets assignés à l'invention sont atteints avec un appareil électroménager destiné à chauffer des liquides, comportant un récipient, des moyens de chauffe disposés sous le fond du récipient, des moyens de coupure des moyens de chauffe, caractérisé en ce que les moyens de chauffe sont disposés sous une plaque métallique formant le fond du récipient et en ce que les moyens de coupure sont en contact thermique direct avec ladite plaque. Un tel dispositif permet d'obtenir la coupure des moyens de chauffe avant l'ébullition du liquide. Il est ainsi possible de choisir des températures maximales de chauffe différentes de celles du point d'ébullition. Avantageusement, les moyens de chauffe sont formés par un élément chauffant plat comportant une couche électriquement isolante sur la surface inférieure de la plaque, une piste chauffante étant disposée sur la couche isolante, la couche isolante présentant une zone d'épargne à travers laquelle les moyens de coupure sont en contact thermique direct avec la plaque. Cette disposition permet de limiter l'encombrement du boîtier et de limiter les phénomènes de rayonnement. -3- Avantageusement les moyens de coupure sont formés par un élément bimétallique à déformation brusque présentant une position basse température et une position haute température, ledit élément dans sa position basse température étant en contact avec la plaque. Une telle disposition permet de faciliter la détection de température. Avantageusement encore, la zone d'épargne présente des dimensions légèrement supérieures à la périphérie de l'élément bimétallique à déformation brusque et l'élément chauffant plat comporte une ou plusieurs zones de piste entourant la zone d'épargne sur au moins la moitié de sa circonférence, et de préférence sur au moins les trois quarts. Cette disposition permet d'améliorer la détection de température lorsque de faibles quantités de liquides sont mises en chauffe. Avantageusement l'élément bimétallique à déformation brusque est formé par une coupelle bimétallique circulaire à retournement. Ces coupelles présentent des températures de déformation calibrées et permettent de détecter une température de manière fiable et économique. Avantageusement, les moyens de coupure sont associés à une bascule bistable. Cette disposition permet d'éviter la remise en route automatique des moyens de chauffe après leur coupure et le refroidissement de l'appareil. De préférence la bascule est susceptible d'être actionnée par un bouton de commande. Avantageusement le récipient est cylindrique et un piston est monté coulissant dans le récipient, le piston étant perméable aux liquides et assurant une - étanchéité pour les particules solides avec les parois latérales du récipient, le piston étant monté sur une tige et associé à un organe de manoeuvre émergeant d'un couvercle. Cette disposition permet de réaliser une cafetière électrique à piston, dans laquelle peuvent être préparé du café ou des boissons à filtrer. -4- Selon un mode de réalisation, la piste est réalisée par dépôt sérigraphique. Selon un autre mode de réalisation, la piste est réalisée par découpe d'une feuille métallique. Avantageusement, une deuxième couche isolante électriquement recouvre la piste. L'invention sera mieux comprise à l'étude d'exemples de réalisation pris à titre nullement limitatifs et illustrés dans les figures annexées dans lesquelles: - la figure 1 est une vue latérale en coupe d'un exemple de réalisation d'un appareil selon l'invention, - la figure 2 est une vue schématique en coupe du fond chauffant de l'appareil montré à la figure 1, - la figure 3 montre un détail de la figure 2, - la figure 4 est une vue de dessous du fond chauffant de l'appareil montré à la figure 1, le dispositif de coupure des moyens de chauffe ayant été enlevé. La figure 1 montre les éléments d'un appareil électroménager destiné à chauffer les liquides tel qu'une cafetière à piston. L'appareil comporte un récipient 1 cylindrique comportant des parois latérales 17 et un fond chauffant 3. Les parois latérales 17 sont formées par un tube réalisé en verre, présentant une partie supérieure 22 légèrement évasée avec un bec 18 ainsi qu'un épaulement 10 dans sa partie inférieure. L'épaulement est sensiblement plat. Un deuxième épaulement 26 est ménagé au dessus de l'épaulement 10. Le fond 3 est formé par une plaque circulaire 13 en inox sur la périphérie duquel est rapporté un joint d'étanchéité 2 en silicone. La face supérieure de la plaque 13 présente un léger embouti 15. Une poignée 16 est assemblée avec le récipient 1 grâce à un cerclage métallique 40. Des moyens de chauffe 4 sont disposés sous le fond 3. Les moyens de chauffe 4 sont associés à un dispositif de régulation 8 comprenant des moyens de coupure 11 associés à un bouton de mise en marche 32. -5- Une entretoise 6 comporte un passage 46 prévu pour l'introduction du dispositif de régulation 8. Un capot 5 annulaire comporte des nervures 45 prenant appui sur l'épaulement 10 et présente une encoche 20 prévue pour le passage du bec 18. Le capot 5 présente également des pattes de clipsage 12 prévues pour retenir l'entretoise 6. Un boîtier 7 est prévu pour fermer la partie inférieure du capot 5. Le boîtier 7 comporte des crochets de clipsage 38 prévus pour s'engager par l'extérieur dans une découpe 36 des pattes de clipsage 12 issues du capot 5. Les moyens de chauffe 4 sont alimentés par un socle de connexion électrique 9 amovible. Un piston 52 est monté coulissant dans le récipient 1. Le piston 52 comporte une partie filtrante 54 formée par un tamis 57 prévu pour retenir les particules fines telles que la mouture de café en suspension dans l'eau. Le tamis 57 est renforcé en sa bordure extérieur par un anneau 55, et est en sa périphérie intérieure relié à un moyeu 61. Les bords périphériques du tamis 57 sont relevés vers le haut pour assurer une étanchéité avec les parois latérales 17 pour les particules de mouture de café en dispersion dans l'eau. Le piston 52 est monté sur une tige 58 coulissant dans un couvercle 50. Le piston 52 est associé à un organe de manoeuvre 68 émergeant du couvercle 50. Des moyens d'agitation 60 sont montés sur la tige 58 en dessous du piston 52. La tige 58 est montée libre en rotation par rapport au piston 52. La tige 58 est associée à des moyens de commande 78 des moyens d'agitation 60, montés au dessus du couvercle 50. Le couvercle 50 comporte une cheminée axiale 66 prévue pour le passage d'un tube 56. L'organe de manoeuvre 68 est fixé au tube 56 au dessus du couvercle 50. Pour faciliter le montage, I'organe de manoeuvre 68 comporte une pièce inférieure 70 assemblée avec une pièce supérieure 72. Les moyens d'agitation 60 comportent des ailettes 62 radiales et verticales montées de manière amovible sur la tige 58. Un embout 59 est monté sur l'extrémité inférieure de la tige 58. Une épingle 64 immobilise les ailettes 62. Le retrait de l'embout 59 et de l'épingle 64 permet de retirer les ailettes 62 de la tige 58 pour accéder à la partie filtrante 54 pour le nettoyage. -6- La tige 58 est disposée dans le tube 56 et est mobile en rotation dans ledit tube. Le moyeu 61 est fixé au tube 56. Selon l'invention les moyens de chauffe 4 sont disposés sous la plaque 13 formant le fond 3 du récipient 1 et les moyens de coupure 11 sont en contact thermique direct avec ladite plaque. Tel que montré aux figures 2 et 3, les moyens de chauffe 4 sont formés par un élément chauffant plat 19 disposé sur la face inférieure de la plaque 13. L'élément chauffant plat 19 comporte une piste chauffante 21 en matériau résistif, disposée entre une première couche isolante 23 et une deuxième couche isolante 25. La première couche isolante 23 est fixée sur la face inférieure de la plaque 13, par adhérence. La deuxième couche isolante 25 recouvre la piste 21 ou directement la première couche 23. Une zone d'épargne 27, dans laquelle les couches isolantes 23, 25 sont absentes, laisse apparaître la plaque 13. L'élément chauffant 19 présente par exemple une puissance de 1200 W. Selon un mode de réalisation, la piste 21 est obtenue par dépôt sérigraphique. Selon un autre mode de réalisation, la piste 21 est obtenue par découpe d'une feuille métallique. D'autres modes de réalisation sont envisageables. Les moyens de coupure 11 comportent un élément bimétallique à déformation brusque 44, susceptible d'occuper une position basse température et une position haute température. L'élément 44 est monté en vis à vis de la zone d'épargne 27 sur un support 31. L'élément 44 en position basse température vient en contact avec la plaque 13. La zone d'épargne 27 présente des * dimensions légèrement supérieures à la périphérie de l'élément bimétallique à déformation brusque 44. Tel que montré aux figures 2 et 4, I'élément 44 est formé par une coupelle bimétallique circulaire à retournement 29. La coupelle 29 comporte une patte centrale fixée au support 31. La périphérie de la coupelle 29 vient en contact 7- avec la plaque 13 lorsque la coupelle occupe sa position basse température. La coupelle 29 présente par exemple une température de retournement comprise entre 85 et 95 C, de manière à obtenir une eau suffisamment chaude pour la préparation du café sans pour autant atteindre l'ébullition. La coupelle 29 coopère avec un interrupteur 33 par l'intermédiaire d'une tige 35 montée coulissante dans le support 31. A titre de variante d'autres géométries sont envisageables pour l'élément 44. Un connecteur électrique mâle 30 est monté sur le support 31. Le connecteur est prévu pour coopérer avec un connecteur électrique femelle disposé dans le socle d'alimentation 9. Une deuxième coupelle 29' coopérant avec un interrupteur 33' par l'intermédiaire d'une tige 35' vient dans sa position basse température en contact avec la deuxième couche isolante 25. Au moins une section de piste 21 est présente sous la deuxième coupelle 29'. La deuxième coupelle 29' est prévue pour détecter les chauffes à sec et présente par exemple une température de retournement comprise entre 150 et 250 0C. La figure 4 montre la piste 21 répartie sur le fond 3 de manière à procurer une chauffe sensiblement homogène sur toute la surface de la plaque 13. Trois zones d'épargne 27' sont ménagées pour recevoir des tiges de fixation (non montrées à la figure 3) destinées à être fixées au support 31. Deux plots de connexion 37 sont prévus pour l'alimentation de la piste 21. La zone d'épargne 27 est circulaire et la piste 21 présente une zone 21a entourant la zone d'épargne 27 sur au moins la moitié de sa circonférence. La - piste 21 présente également une section périphérique 21b à proximité du bord de la plaque 13. Une section 21c de la section périphérique 21 b vient longer la zone d'épargne 27 de sorte que plus des trois quarts de la circonférence de la zone d'épargne 27 soient entourés par une section de piste. Plusieurs sections de piste sont disposées sous la deuxième coupelle 29'. -8- L'interrupteur 33' est monté entre l'un des plots 37 et une première borne 30a du connecteur 30. L'interrupteur 33 est monté entre l'autre plot et une deuxième borne 30b du connecteur 30. Le connecteur 30 comporte également une borne de terre 30c reliée électriquement à la plaque 13. Le bouton de mise en marche 32 est associé à une bascule de commande 39 bistable occupant une première position correspondant à la position arrêt du bouton 32, telle que montré à la figure 1, dans laquelle les interrupteurs 33, 33' sont ouverts, et une deuxième position correspondant à la position marche du bouton 32, dans laquelle les interrupteurs 33, 33' sont fermés. La bascule 39 associée aux moyens de coupure 11 est montée pivotante autour d'un axe 41. La bascule 39 est associée à un ressort 43 monté de manière à obtenir un effort d'actionnement plus important lors de la mise en marche que lors de l'arrêt. L'appareil présenté fonctionne et s'utilise de la manière suivante. L'utilisateur verse de l'eau dans le récipient 1, le dispose sur le socle 9 et met en route les moyens de chauffe 4 à l'aide du bouton 32. La bascule 39 vient fermer les interrupteurs 33 et 33', lesquels amènent les tiges 35, 35' en contact avec les coupelles 29, 29' ou à proximité de celles ci. L'utilisateur peut si désiré fermer le récipient 1 à l'aide du couvercle 50, le piston 52 étant de préférence en position relevée. Avant que l'eau n'ait atteint son point d'ébullition, la coupelle 29 en contact direct avec la plaque 13 se retoLurne et propulse la tige vers le bas, ce qui ouvre l'interrupteur 33 et repousse la bascule 39, laquelle dépasse son point d'équilibre instable et revient dans la position d'arrêt. Les moyens de chauffe ne sont plus alimentés. L'utilisateur peut préparer sa boisson, par exemple en ajoutant de la mouture dans le récipient 1 et en filtrant ensuite la boisson après infusion à l'aide du piston 52. De nombreuses améliorations peuvent être apportées à cet appareil dans le cadre des revendications. En particulier, I'invention concerne également les appareils à chauffer les liquides dans lesquels on souhaite arrêter la chauffe de l'appareil avant l'ébullition du liquide contenu dans l'appareil. La géométrie du récipient peut présenter une base présentant une forme autre que circulaire, par exemple elliptique ou polygonale. - 10- REVENDICATIONS 1. Appareil électroménager destiné à chauffer des liquides, comportant un récipient (1), des moyens de chauffe (4) disposés sous le fond (3) du récipient, des moyens de coupure (11) des moyens de chauffe, caractérisé en ce que les moyens de chauffe (4) sont disposés sous une plaque métallique (13) formant le fond du récipient et en ce que les moyens de coupure (11) sont en contact thermique direct avec ladite plaque. 2. Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens de chauffe (4) sont formés par un élément chauffant plat (19) comportant une couche électriquement isolante (23) sur la surface inférieure de la plaque (13), une piste chauffante (21) étant disposée sur ladite couche isolante, ladite couche isolante présentant une zone d'épargne (27) à travers laquelle les moyens de coupure (11) sont en contact thermique direct avec la plaque (13). 3. Appareil selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que les moyens de coupure (11) sont formés par un élément bimétallique à déformation brusque (44) présentant une position basse température et une position haute température, ledit élément dans sa position basse température étant en contact avec la plaque (13). 4. Appareil selon l'une des revendications 2 ou 3, caractérisé en ce que la zone d'épargne (27) présente des dimensions légèrement supérieures à la périphérie de l'élément bimétallique à déformation brusque (44), et l'élément chauffant plat (19) comporte une ou plusieurs zones (21a, 21c) de piste (21) entourant la zone d'épargne (27) sur au moins la moitié de sa circonférence, et de préférence sur au moins les trois quarts. 5. Appareil selon l'une des revendications 3 ou 4, caractérisé en ce que l'élément bimétallique à déformation brusque (44) est formé par une - 11 - coupelle bimétallique circulaire à retournement (29). 6. Appareil selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que les moyens de coupure (11) sont associés à une bascule (39) bistable. 7. Appareil selon la revendication 6, caractérisé en ce que la bascule (39) est susceptible d'être actionnée par un bouton de commande (32). 8. Appareil selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que le récipient (1) est cylindrique et un piston (52) est monté coulissant dans ledit récipient, ledit piston étant perméable aux liquides et assurant une étanchéité pour les particules solides avec les parois latérales (17) dudit récipient, ledit piston étant monté sur une tige (58) et associé à un organe de manoeuvre (68) émergeant d'un couvercle (50). 9. Appareil selon l'une des revendications 2 à 8, caractérisé en ce que la piste (21) est réalisée par dépôt sérigraphique. 10.Appareil selon l'une des revendications 2 à 8, caractérisé en ce que la piste (21) est réalisée par découpe d'une feuille métallique. 11.Appareil selon l'une des revendications 2 à 10, caractérisé en ce qu'une deuxième couche (25) isolante électriquement recouvre la piste (21).