RECIPIENT DE CUISSON ET PROCEDE DE FABRICATION D'UN
RECIPIENT DE CUISSON
La présente invention a pour objet un récipient de cuisson comportant une paroi latérale reliée à un fond constitué d'au moins trois couches de matériaux dont une couche supérieure, une couche inférieure et une couche intermédiaire, ledit fond comportant un espace vide s 'étendant autour de sa périphérie et délimité entre la couche supérieure, la couche inférieure, et le bord ou une partie périphérique de la couche intermédiaire.
II a été constaté que la présence d'un espace vide dans le fond de certains récipients de cuisson présente un certain nombre d'inconvénients. Ainsi, l'on a par exemple pu constater que cet espace vide limite l'efficacité des récipients de cuisson considérés, car il empêche une diffusion homogène de chaleur entre les différentes couches de matériaux dont est constitué leur fond. Du fait de la présence de l'espace vide, le fond peut également être soumis à des phénomènes d'accumulation d'énergie thermique sur des surfaces réduites, ce qui peut provoquer des colorations intempestives de la matière au niveau des zones de surchauffe.
Par ailleurs, pour certaines applications, il peut s'avérer indispensable de disposer d'un ustensile de cuisson dont le fond présente des propriétés particulières, par exemple en permettant une rupture thermique ou une discontinuité mécanique entre les différentes couches de matériaux qui le constituent.
On connaît par exemple par l'intermédiaire du document US 4,204,607, un ustensile de cuisson comportant une paroi latérale reliée à un fond constitué d'au moins trois couches de matériaux dont une couche supérieure, une couche inférieure et une couche intermédiaire. Dans cet ustensile, divers espaces entre les couches constitutives du fond et notamment autour du bord périphérique de la couche intermédiaire, sont remplis par un matériau de brassage. Ce dernier contribue substantiellement à l'adhérence des différentes couches et n'est en aucun cas prévu pour optimiser les propriétés thermiques. Le comportement thermique d'un tel assemblage ne peut donc pas être modifié ou adapté.
Le but de la présente invention est de proposer une solution permettant de pallier les inconvénients liés à une mauvaise diffusion de la température au niveau du fond d'un récipient de cuisson ou de fournir un récipient de cuisson qui présente des propriétés particulières, notamment du fait de l'existence d'une rupture thermique ou d'une discontinuité mécanique entre les
différentes couches de matériaux qui constituent son fond, tel qu'évoqué ci-dessus.
A cet effet, la présente invention concerne un récipient de cuisson comportant une paroi latérale reliée à un fond constitué d'au moins trois couches de matériaux dont une couche supérieure, une couche inférieure et une couche intermédiaire, ledit fond comportant un espace vide s 'étendant autour de sa périphérie et délimité entre la couche intérieure, la couche supérieure et le bord périphérique ou une face annulaire périphérique supérieure de la couche intermédiaire.
Le récipient de cuisson est caractérisé en ce qu'il comporte un élément de remplissage apte à combler l'espace vide. Ainsi, en fonction de la nature du matériau constitutif de l'élément de remplissage et/ou de la forme dudit élément de remplissage, des caractéristiques particulières du fond du récipient de cuisson pourront être obtenues.
Conformément à une caractéristique de l'invention, ledit élément de remplissage est au moins partiellement constitué d'un matériau ductile lui permettant, si nécessaire, de se déformer facilement au cours du procédé de fabrication du récipient de cuisson.
Selon une variante de réalisation, l'élément de remplissage est au moins partiellement constitué d'un matériau conducteur thermique, permettant d'assurer une diffusion de chaleur homogène au niveau du fond du récipient de cuisson. Le matériau conducteur thermique peut être un métal choisi parmi le groupe constitué par l'aluminium, le cuivre, leurs alliages ou tout matériau thermiquement conducteur équivalent.
Selon une autre variante de réalisation, l'élément de remplissage est au moins partiellement constitué d'un matériau isolant thermique, permettant si nécessaire d'assurer une rupture thermique entre les couches de matériaux dont est constitué le fond du récipient de cuisson. Le matériau isolant thermique peut être choisi parmi le groupe constitué par le silicone, le zirconium ou tout matériau thermiquement isolant équivalent.
Conformément à une caractéristique de l'invention, ledit élément de remplissage peut présenter un volume sensiblement complémentaire à celui de l'espace vide à combler. A titre d'exemple, l'élément de remplissage peut présenter initialement une forme torique.
L'invention a également pour objet un procédé de fabrication d'un récipient de cuisson tel que défini préalablement, dans lequel on superpose au moins trois couches de matériaux dont une couche supérieure, une couche inférieure et une couche intermédiaire destinées à former le fond du récipient,
tandis qu'au moins la couche supérieure est destinée à former également la paroi latérale du récipient, puis on réalise ledit récipient par formage, repoussage ou emboutissage desdites couches de matériaux. Ce procédé est caractérise en ce que l'on prévoit une étape dans laquelle on comble, au moyen d'un élément de remplissage, un espace vide que comporte ledit fond et s 'étendant autour de la périphérie dudit fond entre la paroi latérale, la couche supérieure, la couche inférieure, et le bord périphérique ou une face annulaire périphérique supérieure de la couche intermédiaire.
Conformément à une variante de mise en œuvre, lorsqu'on superpose lesdites couches de matériaux, on dispose un élément de remplissage à l'état solide autour du bord périphérique de la couche intermédiaire, entre la couche supérieure et la couche inférieure.
Selon une autre variante, on dispose l'élément de remplissage sur une face annulaire périphérique supérieure de la couche intermédiaire.
Dans ce cas, on utilise préférentiellement un élément de remplissage de forme sensiblement complémentaire à celle de l'espace vide à combler.
Selon un autre exemple de mise en œuvre conforme à l'invention, le procédé de fabrication consiste à emboutir de façon séparé la couche supérieure et la couche inférieure pour former deux cuves, solidariser l'une desdites cuves à la couche intermédiaire, laquelle est réalisée sous forme de disque et assembler les dites cuves en intégrant au moins localement une couche isolante entre lesdites cuves. La cuve intérieure est alors avantageusement emboîtée ou insérée dans la cuve extérieure en enserrant la couche intermédiaire et l'élément de remplissage.
Selon un autre exemple de mise en œuvre, le procédé conforme à l'invention consiste à utiliser une couche intermédiaire sous forme d'un disque usiné sur sa face inférieure, à déposer et à solidariser l'élément de remplissage éventuellement préformé sur une face annulaire périphérique supérieure de ladite couche intermédiaire.
Conformément à une autre variante de mise en œuvre, l'on injecte un élément de remplissage à l'état liquide ou pulvérulent dans ledit espace vide après l'étape d'emboutissage, de formage ou de repoussage.
La présente invention prévoir également la possibilité de réaliser l'étape de comblement de l'espace vide concomitamment à l'étape d'emboutissage, de repoussage ou de formage que l'on effectue en plongeant lesdites couches de matériaux dans un bain d'un élément de remplissage à l'état liquide ou à l'état de microbilles ou de poudre.
Par ailleurs, le procédé selon l'invention se caractérise également
par la possibilité d'utiliser un élément de remplissage constitué d'un matériau composite.
D'autres particularités et avantages de l'invention apparaîtront encore dans la description ci-après.
Aux dessins annexés, donnés à titre d'exemples non limitatifs :
- la figure 1 illustre une vue en coupe d'un récipient de cuisson selon l'invention,
- la figure 2 illustre une vue en coupe d'un récipient de cuisson selon l'invention obtenu par formage, repoussage ou emboutissage des couches de matériaux de la figure 1,
- la figure 3 est une vue agrandie du détail D de la figure 2, et
- les figures 4 et 5 sont des vues agrandies de deux autres exemples de réalisation d'un récipient conforme à l'invention.
Les éléments identiques, identifiés sur plusieurs figures distinctes, sont revêtus d'une seule et même référence numérique ou alphanumérique.
Dans la variante de réalisation illustrée, le récipient de cuisson 1 selon l'invention comporte une paroi latérale 2 et un fond 3 et est obtenu par formage, emboutissage ou repoussage d'une superposition 10 de quatre couches de matériaux, de différentes natures.
La superposition 10 comporte une couche supérieure 4 et une couche inférieure 5 constituées d'un même matériau, par exemple de l'acier inoxydable de type 304 18-9D. Dans l'exemple illustré, elles présentent une épaisseur de 0,4 mm, et un diamètre de 350 mm. Une couche intermédiaire 6 constituée par exemple d'acier Toolox 33 présentant, dans la variante illustrée une épaisseur de 3 mm et un diamètre de 193 mm, est prise en sandwich et disposée de manière à être centrée entre les couches supérieure 4 et inférieure 5. Dans la variante de réalisation illustrée, la superposition 10 comporte en outre une couche additionnelle 7 d'un matériau composé à 80 % de nickel, d'une épaisseur de 0,2 mm et disposée entre la couche inférieure 5 et la couche intermédiaire 6. Cette couche additionnelle 7 est cependant facultative, et n'apporte pas de contribution particulière à la présente invention.
Après l'étape d'emboutissage, de formage ou de repoussage permettant de réaliser le récipient de cuisson 1 à partir de la superposition 10 de couches de matériaux, les couches supérieure 4 et inférieure 5 définissent la paroi latérale 2 du récipient de cuisson 1 tandis que le fond 3 est constitué des couches supérieure et inférieure 4, 5, de la couche intermédiaire 6 et de la couche additionnelle 7.
En référence à la figure 3, le fond 3 comporte un espace vide 8 délimité par les faces internes 12, 13 des couches supérieures 4, inférieure 5 et le bord périphérique 11 de la couche intermédiaire 6. Dans l'exemple ainsi illustré, la couche inférieure 5 est recouverte par la couche additionnelle 7et ce au niveau du fond 3.
Conformément à l'invention, cet espace vide 8 est comblé au moyen d'un élément de remplissage 9 de préférence constitué d'un matériau ductile qui peut par exemple être introduit à l'état solide avant l'étape de formage, de repoussage ou d'emboutissage de la superposition 10. Dans ce cas, il présente de préférence une forme torique sensiblement complémentaire à celle de l'espace vide 8 à combler. L'élément de remplissage 9 à l'état solide peut être simplement disposé de manière appropriée entre les différentes couches de matériaux 4, 5, 6. Il peut également être assemblé au bord périphérique 11 de la couche intermédiaire 6, préalablement usinée à la forme de l'espace libre 8, par exemple par brasage ou soudage ou toute autre technique d'assemblage équivalente.
Alternativement, l'élément de remplissage 9 peut être introduit pendant l'étape de formage, de repoussage ou d'emboutissage, en plongeant concomitamment la superposition 10 dans un bain d'un élément de remplissage 9 à l'état liquide, sous forme de microbilles ou de poudre.
Une autre alternative envisageable prévoit en outre la possibilité d'injecter l'élément de remplissage 9 dans l'espace vide 8 après l'étape de formage, de repoussage ou d'emboutissage du récipient de cuisson.
Suivant les propriétés souhaitées pour le fond 3 du récipient de cuisson 1, l'élément de remplissage 9 peut être conçu à partir d'un matériau présentant des propriétés de conduction thermique, tel que notamment l'aluminium, le cuivre, leurs alliages ou tout autre matériau présentant des propriétés équivalentes.
L'élément de remplissage 9 peut également être conçu à partir d'un matériau ayant des qualités d'isolation thermique, permettant de rompre la continuité thermique entre les différentes couches de matériaux constitutives du fond 3 du récipient de cuisson 1. Dans ce cas, il pourra s'agir par exemple de silicone ou d'un autre matériau isolant thermique équivalent, tel que notamment le zirconium.
Alternativement, l'invention prévoit également la possibilité de combler l'espace vide 8 au moyen d'un élément de remplissage 9 constitué d'un matériau composite, constitué par exemple de matériaux de différentes natures mélangés ou pré-agglomérés.
Le cas échéant, l'élément de remplissage 9 peut également assurer le rôle d'interface entre les différents matériaux constitutifs du fond 3 dont les coefficients de dilatation respectifs diffèrent les uns des autres, ce qui permet avantageusement de conférer un degré de liberté supplémentaire à certains matériaux et par conséquent d'éviter une déformation intempestive du fond 3.
L'élément de remplissage 9 est de préférence constitué d'un matériau différent de celui de la couche intermédiaire 6, de sorte à présenter les propriétés de ductilité, d'isolation ou de conductivité thermique dont la couche intermédiaire 6 est, le cas échéant dépourvue, ou pour permettre une discontinuité mécanique.
Dans l'exemple de réalisation illustré à la figure 4, l'élément de remplissage 9 présentant initialement une forme sensiblement torique, est montré une fois déformé après l'opération d'emboutissage du fond 3 et de la paroi latérale 2.
Dans l'exemple de réalisation illustré à la figure 5, on utilise une couche intermédiaire 6 sous forme de disque usiné sur sa face inférieure de manière à présenter un bord périphérique arrondi. Ce dernier peut ainsi être enveloppé intimement par la couche inférieure 5 après l'opération d'emboutissage. L'élément de remplissage 9 peut être avantageusement préformé de manière à présenter sensiblement la forme de l'espace vide 8 localisé entre les couches supérieure 4 et inférieure 5 et une face annulaire périphérique supérieure de ladite couche intermédiaire 6. L'élément de remplissage 9 est ainsi disposé et solidarisé à ladite couche intermédiaire 6 par exemple par soudage ou brasage. Les couches supérieure 4 et inférieure 5 sont avantageusement embouties au préalable et séparément, puis assemblées pour venir enserrer l'élément de remplissage 9 disposé sur la couche intermédiaire 6. La couche inférieure 5 préalablement emboutie est par exemple soudée au préalable à la couche intermédiaire 6 avant d'y rapporter l'élément de remplissage 9. La couche supérieure 4, préalablement emboutie, est ensuite insérée dans la couche inférieure 5 emboutie, de manière à réaliser le fond 3 ainsi que la double paroi latérale 2 du récipient de cuisson ainsi formé.
Avantageusement, on peut intégrer par tous moyens connus, une couche isolante entre les parois formant la double paroi latérale du récipient.
Le récipient conforme à l'invention présente l'avantage remarquable que l'élément de remplissage 9 constitue une interface entre les matériaux dont le coefficient de dilatation est différent, donnant ainsi un degré de liberté supplémentaire à certains matériaux et évitant ainsi des déformations du fond 3.
L'élément de remplissage 9 peut avantageusement présenter un
diamètre ou une hauteur, de section supérieure à celle de la couche intermédiaire 6, assurant ainsi au mieux le remplissage de l'espace vide 8 après l'opération d'emboutissage ou de formage.
L'élément de remplissage 9 peut également ne remplir qu'une partie de l'espace vide périphérique puis se déformer suffisamment à l'issue de l'opération d'emboutissage ou de formage pour s'étendre dans l'ensemble dudit espace vide 8.
Avantageusement, l'élément de remplissage 9 peut être introduit directement autour de la couche intermédiaire 6 avant sa fixation sur une cuve intérieure ou sur une cuve extérieure ou encore sur une capsule.
Dans certains cas, l'utilisation d'un élément de remplissage 9 présente l'énorme avantage qu'il évite une opération d'usinage de la couche intermédiaire 6. Ceci est particulièrement avantageux lorsque cette couche intermédiaire est un disque en acier.
En outre l'élément de remplissage 9 évite tout percement de la cuve extérieure ou de la capsule. Un tel percement est souvent observé lorsque la couche intermédiaire 6 présente un bord vif sur lequel sont repliées par emboutissage ou formage une ou plusieurs couches extérieures.
Selon en exemple de réalisation conforme à l'invention, la couche inférieure 5 peut être dimensionnée pour être soudée, une fois emboutie à la cuve formée par la couche supérieure 4 pour former une capsule correspondant au fond 3 du récipient.
Bien entendu, de nombreuses modifications peuvent être apportées à l'exemple décrit ci-dessus sans sortir du cadre de l'invention.