Brevet FR2801485A1 — publié le 20010601

USTENSILE DE CUISSON PRESENTANT UN FOND CONSTITUE PAR UNE STRUCTURE COMPOSITE La présente invention concerne le domaine des ustensiles de cuisson. Il est connu de réaliser des ustensiles de cuisson présentant un fond constitué par une structure composite, comprenant une couche en aluminium et une couche en acier inoxydable emboutis et sertis sur le fond du récipient. Le but est de permettre un chauffage efficace avec un brûleur de gazinière aussi bien qu'avec une plaque chauffage par induction. Il est connu dans l'état de la technique de prévoir sur la plaque d'acier inoxydable des perforations afin de laisser affleurer l'aluminium, bon conducteur thermique, à travers une surface principalement en acier inoxydable dont les propriétés électromagnétiques favorisent le chauffage par induct' L'aluminium présentant des qualités mécaniques inférieures à celles de l'acier, la surface cumulée des perforations est généralement limitée à 15% environ. Une augmentation de la taille et/ou du nombre de perforations aurait, selon l'homme du métier, pour effet d'affaiblir fond. De même, les perforations peuvent favoriser des ruptures de la peau extérieure en acier inoxydable, et notamment lorsque les perforations sont de forme allongée orientées radialement. L'objet de la présente invention est d'améliorer les performances de tels ustensiles utilisables sur une gazinière aussi bien que sur une plaque à induction, en proposant un fond dont la conductivité thermique est améliorée, ainsi que la résistance mécanique. Plus précisément, le but de l'invention est de proposer un ustensile présentant une très bonne conductivité thermique, pour un emploi optimal sur gazinière qui représente majorité des utilisateurs, et dont les caractéristiques thermiques et mécaniques sont néanmoins très satisfaisantes pour l'emploi sur des plaques à induction ou des plaques halogènes. A cet effet, l'invention concerne dans son acception la plus générale un ustensile de cuisson présentant un fond constitué par une structure composite comprenant une plaque intercalaire en aluminium une plaque extérieure en acier inoxydable présentant des perforations laissant affleurer la plaque intercalaire en aluminium caractérisé en ce que la zone centrale fond est emboutie pour former une zone discale en creux sans perforation, et en ce que la densité de perforations présente une valeur maximale dans une bande annulaire intermédiaire, la densité de perforations étant supérieure ' 20% et la surface de la plus grande perforation étant inférieure à 0,8 % de la surface du fond. L'emboutissement d'une zone centrale discale permet d'éviter le cloquage du fond du fait d'air restant emprisonné entre deux plaques lors du laminage du fond. Par ailleurs, la zone centrale en creux empêche l'effet de toupie qui se produit en cas de déformation du fond. Dans le présent brevet, on entendra par densité de perforations le rapport entre la surface cumulée des perforations formée dans une zone de référence, et la surface totale de cette zone de référence. La densité de perforation sera nulle lorsque la zone de référence ne comprendra aucune perforation, et serait de 100% si la zone de référence correspond intégralement à une perforation. En l'absence d'autre précision, la zone de référence correspondra à la surface totale du fond de l'ustensile, et la densité de perforations correspondra alors au rapport entre la surface cumulée des perforations, et la surface totale fond. On entendra par aluminium au sens du présent brevet de l'aluminium pur ou un alliage d'aluminium habituellement employe pour réaliser des ustensiles de cuisson en raison de caractéristiques thermiques. De préference, toutes les perforations présentent une forme elliptique ou ronde. Le grand axe de chacune des perforations elliptiques est orienté sensiblement perpendiculairement à l'axe radial passant par le centre de ladite perforation. Selon un mode de réalisation préféré, la densité de perforations est comprise entre 5 et 15% dans une bande annulaire entourant la zone discale estampée, une densité comprise entre 20 et 30% dans la bande annulaire médiane et une dens " comprise 15 et 25% dans la bande annulaire extérieure. De préférence, la densité de perforations dans une bande annulaire entourant la zone discale estampée est d'environ 10%, que la densité de perforations dans la bande annulaire médiane d'environ 25% et en en ce que la densité de perforations dans la bande annulaire extérieure est d'environ 20%. Selon mode de réalisation particulier, l'épaisseur de la plaque intercalaire en aluminium est d'environ 5 mm et 'épaisseur de la plaque extérieure en acier inoxydable est d'environ 0,5 mm. Avantageusement, 90% au moins des perforations de la zone annulaire entourant la zone discale emboutie sont rondes. Selon une variante préférée, les zones annulaires médiane et extérieure présentent une alternance de secteurs angulaires dans lesquels sont formées des perforations elliptiques, et de secteurs angulaires dans lesquels sont formées des perforations rondes. Selon un mode réalisation particulier, la dimension grand axe des perforations elliptiques croît avec la distance par rapport au centre du fond. De préférence, diamètre des perforations rondes est inférieur à 0,015 fois le diamètre du diamètre du fond. Selon un mode réalisation avantageux, le diamètre de la zone discale emboutie est égal à environ un quart du diamètre du fond. De préférence, zone annulaire entourant la zone discale emboutie présente un diamètre extérieur compris entre 0,4 et 0,5 fois le diamètre du fond. Selon un mode de réalisation préféré, la zone annulaire médiane présente un diamètre extérieur compris entre 0,7 et 0,8 fois le diamètre du fond. Selon un mode de réalisation préféré, la surface du fond ne présente en dehors de la zone emboutie aucun élément de surface perforé circulaire de diamètre supérieur à 15 mm. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui suit, référent aux dessins annexés concernant des exemples non limitatifs de réalisation où - la figure 1 représente une vue en coupe transversale d'un ustensile cuisson selon l'invention ; - la figure 2 représente une vue de dessous d'un tel ustensile ; - les figures 3 a 5 représentent des vues des trois zones annulaires successives. La figure 1 représente une vue en coupe transversale d'un exemple de réalisation d'un ustensile selon un exemple de réalisation de l'invention. L'ustensile présente un fond multicouche laminé comprenant une plaque ( en aluminium et une plaque (2) en acier inoxydable apposées sur la surface frontale inférieure (3) de l'ustensile par une presse à chaud exerçant une pression 2000 tonnes. La section du fond est de 200 mm dans l'exemple décrit. La plaque en aluminium (1) présente une épaisseur de 5 mm. La plaque acier (2) présente une épaisseur de 0,5 mm. Elle présente une zone centrale discale (4) emboutie en creux, formant une dépression d'environ 1 mm, et d'une section de 50 . Cette dépression est formée par emboutissage faisant fluer l'aluminium vers les zones périphériques. Cette zone centrale (4) est exempte de perforation. Cette zone centrale (4) est entourée par une zone perforée comprenant des perforations rondes et des perforations elliptiques exclusivement. Si la densité et le gradient de densité est critique, la forme particulière et la répartition des perforations peut donner lieu à de nombreuses variations guidées essentiellement par des considérations esthétiques. La première zone annulaire (6) entourant la zone centrale (4) présente essentiellement des perforations rondes, d'un diamètre de 2,6 mm chacune, ainsi que des perforations elliptiques dont le petit axe mesure environ 2,3 mm et le grand axe environ 10 mm. Cette première zone annulaire comprend 77 perforations rondes et 7 perforations elliptiques. Elle présente une section extérieure de 84 mm. La densité d'aluminium affleurant est d'environ 10,77% dans cette première zone. La zone annulaire médiane (7) présente une densité de perforations d'environ 24,77%. Elle comprend 3 rangées circulaires concentriques comprenant chacune 7 perforations elliptiques de taille croissante. Entre deux secteurs angulaires de trois perforations elliptiques alignées radialement, cette zone médiane présente ensemble de 7 perforations rondes de 2,6 mm de section. Cette zone médiane comprend donc 21 perforations elliptiques et 49 perforations rondes. Les perforations elliptiques présentent des petits axes mesurant respectivement 3,2 mm, 3,7 mm et 3,8 mm et des grands axes mesurant respectivement 23mm, 30mm et 36mm. La troisième zone annulaire (8) présente également 3 rangées circulaires concentriques comprenant chacune 7 perforations elliptiques de taille croissante. Entre deux secteurs angulaires de trois perforations iptiques alignées radialement. Les perforations elliptiques présentent des petits axes mesurant respectivement 4 mm, 4,2 mm et 4,2 mm et des grands axes mesurant respectivement 42 mm, 47 mm et 50 mm. La densité de perforations de cette zone périphérique (8) est d'environ 21%. Dans le cadre de la présente invention, terme elliptique est employé pour désigner une surface oblongue se rapprochant d'une ellipse telle que définie en géométrie. Toutefois, une perforation oblongue dont la forme ne répond pas strictement à la définition géométrique de la somme constante de la distance d'un point quelconque à deux foyers sera également qualifié d'elliptique au sens de la présente invention. Le fond selon la présente invention est particulièrement adapté à un chauffage par divers types de cuisinières . - gazinière, produisant une flamme dont la crête correspond sensiblement à la zone annulaire médiane, lorsque le feu est bien réglé ; - plaque à induction, excitant la plaque acier magnétique inoxydable ; - plaque vitrocéramique transmettant chaleur par convection principalement grâce aux zones aluminium affleurante. L'invention est décrite dans ce qui précède a titre d'exemple non limitatif. Elle permet de nombreuses variations d'ordre esthétique. La répartition des perforations est homogène, particulier aucune zone de plus de 10 ou 15 mm de section n'est dépourvue de perforation. Il est toutefois essentiel de respecter les caractéristiques relatives à la densité de perforations, et surtout une densité supérieure à 20% afin de garantir une transmission efficace de la chaleur lors de l'emploi avec gazinière, et de préférence une densité maximale de 1 ordre de 25% dans la zone annulaire médiane. Il est également nécessaire de prévoir une zone discale centrale emboutie pour éviter l'effet de toupie, et pour chasser 1 air contenu entre les disques en aluminium et en acier inoxydable lors de l'action de la presse à chaud. R E V E N D I C A T I O S 1 - Ustensile de cuisson présentant un fond constitué une structure composite comprenant plaque intercalaire en aluminium et une plaque extérieure en acier inoxydable présentant des perforations laissant affleurer la plaque intercalaire en aluminium (1) caractérisé en ce que la zone centrale (4) du fond est emboutie pour former une zone discale en creux sans perforation, et en ce que la densité perforations présente une valeur maximale dans une bande annulaire intermédiaire, la densité de perforations étant supérieure à 20% et la surface de la plus grande perforation étant inférieure à 0,8 % de la surface du fond. 2 - Ustensile de cuisson selon la revendication 1 caractérisé en ce que toutes les perforations présentent une forme elliptique avec un grand axe perpendiculaire à l'axe radial, ou ronde. 3 - Ustensile de cuisson selon la revendication 1 ou 2 caractérisé en ce que la densité de perforations est comprise entre 5 et 15% dans une bande annulaire (6) entourant la zone discale estampée (4), une densité comprise entre 20 et 30% dans la bande annulaire médiane et une densite comprise 15 et 25% dans la bande annulaire extérieure. - Ustensile de cuisson selon la revendication 1 ou 3 caractérisé en ce que la densité de perforations dans une bande annulaire (6) entourant la zone discale estampée ) est d'environ 10%, que la densité de perforations dans la bande annulaire médiane (7) est d'environ et en en ce que la densité de perforations dans la bande annulaire extérieure (8) est d'environ - Ustensile de cuisson selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que l'épaisseur de la plaque intercalaire en aluminium (1) est d'environ 5 mm. - Ustensile de cuisson selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que l'épaisseur de la plaque extérieure en acier magnétique inoxydable ) est d'environ 0,5 mm. 7 - Ustensile de cuisson selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que 90% moins des perforations de la zone annulaire (6) entourant la zone discale (4) emboutie sont rondes. 8 - Ustensile de cuisson selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que zones annulaires médiane (7) et extérieure (8) présentent une alternance de secteurs angulaires dans lesquels sont formées des perforations elliptiques, et de secteurs angulaires dans lesquels sont formées des perforations rondes. 9 - Ustensile de cuisson selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que la dimension grand axe des perforations elliptiques croit avec la distance par rapport au centre du fond. 10 - Ustensile de cuisson selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que le diamètre des perforations rondes est inférieur à 0,015 fois le diamètre du diamètre du fond. 11 - Ustensile de cuisson selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que le diamètre de la zone discale emboutie (4) est égal à environ un quart du diamètre du fond. 12 - Ustensile de cuisson selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que la zone annulaire entourant la zone discale emboutie présente un diamètre extérieur compris entre 0,4 et 0,5 fois le diamètre du fond. 13 - Ustensile de cuisson selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que la zone annulaire médiane présente un diamètre extérieur compris entre 0,7 et 0,8 fois le diamètre du fond. 14 - Ustensile de cuisson selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que la surface du fond ne présente en dehors de la zone emboutie aucun élément de surface non perforé circulaire de diamètre supérieur à 10 mm.