FR2790411A1 - Procede de fabrication d'un recipient de cuisson, son dispositif de mise en oeuvre et le recipient de cuisson ainsi obtenu - Google Patents

Procede de fabrication d'un recipient de cuisson, son dispositif de mise en oeuvre et le recipient de cuisson ainsi obtenu Download PDF

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Abstract

La présente invention concerne un procédé de fabrication d'un récipient de cuisson comportant un fond diffuseur de chaleur encapsulé, le corps (1) du récipient étant pourvu d'un matériau diffuseur thermique (2) recouvert par une capsule métallique emboutie (3), le matériau diffuseur thermique (2) étant lié respectivement au corps (1) du récipient et à la capsule (3) par une soudure ou par une brasure. L'invention consiste en ce qu'on place le récipient sur un vérin de maintien où on chauffe le fond du récipient dans une plage de températures appropriée pour fondre le matériau constituant le diffuseur thermique (2) sous une pression inférieure à 1 Mpa, on détecte la fusion du matériau constituant le diffuseur thermique (2), on arrête le chauffage du fond du récipient et on refroidit le fond dudit récipient après détection de la fusion du matériau (2). Application à la fabrication de récipients de cuisson.

Description

Procédé de fabrication d'un récipient de cuisson, son dispositif de mise
en oeuvre et le récipient de cuisson ainsi obtenu. La présente invention concerne un procédé de fabrication d'un récipient de cuisson, son dispositif de mise en oeuvre et le
récipient ainsi obtenu.
De manière à favoriser les qualités de chauffage des récipients de cuisson, il est courant de rapporter, sur le fond du corps du récipient, un fond diffuseur de chaleur. Ces fonds diffuseurs de chaleur sont généralement constitués d'un disque en un matériau diffuseur de chaleur tel que l'aluminium, le fond présentant alors une structure de type sandwich aluminium/inox ou cuivre/inox par exemple. Dans la
plupart des cas, la tranche du disque rapporté est apparente.
Afin d'offrir des récipients de cuisson haut de gamme, c'est-
à-dire présentant un plus grand aspect esthétique, on a
proposé d'encapsuler les fonds de ces récipients de cuisson.
Ainsi, on met en place une capsule métallique emboutie sur le fond de manière à recouvrir le disque rapporté sur le corps du récipient. Cette capsule présente un fond rapporté contre le disque et entouré d'une jupe périphérique qui s'étend jusqu'à la paroi du récipient. Une telle capsule permet, de manière avantageuse, d'améliorer également la répartition de
la chaleur.
Lorsqu'on met en place cette capsule, un espace vide apparaît entre la jupe de la capsule, le disque et le corps du récipient. Cet espace vide forme une cavité dans laquelle des liquides peuvent entrer, la jupe périphérique ne reposant pas de manière étanche contre la paroi du récipient. En particulier, lorsque de l'eau entre du fait des conditions de températures appliquées au récipient, des germes peuvent proliférer dans cette cavité et en outre, lors d'une cuisson, l'eau peut réapparaître sous forme de bulles et de coulures
inesthétiques.
Afin de mettre en place cette capsule sans qu'une cavité existe entre le disque, la capsule et le corps du récipient, on a proposé de remplir cette cavité en utilisant un procédé par thermocompression plus communément appelé frappe. Cette technique consiste à préchauffer le récipient muni de son fond diffuseur thermique encapsulé puis à le traiter dans une presse appropriée qui va fixer et faire fluer le matériau
constituant le disque diffuseur de chaleur dans la capsule.
On obtient ainsi une étanchéité parfaite entre la jupe de la capsule et la paroi du récipient par remplissage de la cavité
par ledit matériau.
Ainsi, on connaît par EP-A-0 209 745, un procédé de fabrication d'un récipient de cuisson pourvu d'un fond diffuseur de chaleur dans lequel le disque de matériau diffuseur de chaleur est mis en place entre le fond du récipient et une capsule métallique, puis on chauffe à une plage de températures appropriée pour la capsule de recouvrement qui est, dans le cas de l'aluminium, de 400 à 650 C. Lorsqu'on atteint la température voulue, on place le récipient sur la pièce fixe d'un moule et la partie mobile du moule est fixée à la masse de frappe d'une presse. Lors de l'impact, le matériau constituant le disque remplit l'espace
entre la capsule et le fond du récipient.
Cependant, ce procédé de fabrication présente un inconvénient majeur en ce que la presse utile à la mise en oeuvre de ce procédé nécessite une installation lourde puisque cette presse doit exercer un effort de plusieurs milliers de tonnes. Ainsi, ce procédé de fabrication présente des inconvénients non seulement du point de vue de sa mise en oeuvre mais également d'un point de vue économique, la presse
ainsi que son fonctionnement étant d'un coût très élevé.
La présente invention vise par conséquent à proposer un procédé de fabrication d'un récipient de cuisson muni d'un fond diffuseur de chaleur encapsulé qui soit d'une mise en oeuvre moins lourde qu'une presse de ce type et plus simple
ainsi que d'un coût économique plus avantageux.
A cet effet, l'invention a pour objet un procédé de fabrication d'un récipient de cuisson comportant un fond diffuseur de chaleur encapsulé, le corps du récipient étant pourvu d'un matériau diffuseur thermique recouvert par une capsule métallique emboutie, le matériau diffuseur thermique étant lié respectivement au corps du récipient et à la capsule par une soudure ou par une brasure, caractérisé en ce qu'on place le récipient sur un vérin de maintien o on chauffe le fond du récipient dans une plage de températures appropriée pour fondre le matériau constituant le diffuseur thermique sous une pression inférieure à 1 Mpa, on détecte la fusion dudit matériau, on arrête le chauffage du fond du récipient et on refroidit le fond dudit récipient après
détection de la fusion du matériau.
Ainsi, de manière avantageuse, le procédé selon l'invention permet de remplir l'espace vide entre la capsule, le matériau diffuseur thermique et le corps du récipient, uniquement en maîtrisant la fusion et le fluage du matériau diffuseur
thermique en contrôlant le chauffage et le refroidissement.
La plage de températures de chauffage est appropriée pour permettre la fusion du matériau diffuseur thermique, les températures de fusion des matériaux constituant la capsule métallique et le corps du récipient étant supérieures à cette
plage de températures.
De préférence, la détection de la fusion du matériau diffuseur thermique s'effectue en mesurant de manière continue la température de la jupe périphérique de la capsule métallique, la détection de cette fusion correspondant à la détection d'une brutale variation de la température de la jupe de la capsule métallique résultant du contact entre le
matériau en fusion et ladite jupe de la capsule métallique.
Ainsi, au cours du cycle de chauffe du fond du récipient, la température de la jupe métallique augmente selon un gradient thermique relativement régulier (selon la loi de Debye) et l'entrée en contact du matériau fondu avec la jupe métallique
implique une augmentation de ce gradient thermique.
L'augmentation du gradient thermique peut se visualiser facilement au niveau d'une courbe représentant l'évolution de
la température au cours du cycle de chauffage.
Cette détection de la brusque variation de température permet d'indiquer qu'il y a fusion mais qu'en outre le matériau fondu a déjà flué jusqu'au point de mesure. En conséquence, le point de mesure de la température est déterminé de sorte que cette fusion et le fluage résultant du matériau diffuseur thermique soient déjà suffisants pour remplir en grande partie la cavité. Ensuite, lorsqu'on arrête le chauffage, on tend à arrêter la fusion mais on n'arrête pas immédiatement le fluage du matériau déjà fondu; aussi, le déclenchement du refroidissement est déterminé par rapport à la détection de la fusion et peut être, de préférence temporisé par rapport à l'arrêt du chauffage pour laisser fluer le matériau jusqu'au bord de la jupe périphérique de la capsule mais sans que celui-ci ne coule au-delà de la jupe. Le déclenchement des moyens de refroidissement peut donc intervenir avant, en même temps ou après la commande de l'arrêt des moyens de chauffage. Une fois l'espace vide rempli par le matériau diffuseur thermique, le récipient est ensuite soumis à des traitements
ultérieurs classiques tels qu'un polissage.
L'invention a également pour objet un dispositif de mise en oeuvre du procédé selon l'invention caractérisé en ce qu'il comporte un vérin de maintien recevant le récipient, des moyens de chauffage positionnés en regard du fond du récipient, des moyens de détection de la fusion du matériau diffuseur thermique, des moyens de commande de l'arrêt des moyens de chauffage après détection de la fusion et des moyens de refroidissement du fond du récipient commandés
après détection de la fusion.
Ainsi, on met en place le récipient sur un vérin de maintien, les moyens de chauffage étant disposés pour venir en regard
du fond encapsulé.
De préférence, les moyens de refroidissement sont constitués par des moyens de distribution d'air montés sous forme d'une couronne entourant le fond du récipient et injectant de l'air sur le pourtour de celui-ci, en particulier au niveau du bord de la jupe reposant sur la paroi du corps du récipient, lesdits moyens de refroidissement étant portés, de
préférence, par les moyens de chauffage.
Les moyens de détection de la fusion du matériau diffuseur thermique sont constitués par des moyens de mesure de la température de la jupe périphérique de la capsule métallique associés à des moyens de traitement et d'analyse des
températures mesurées.
De préférence, les moyens de mesure de la température sont constitués par au moins un pyromètre pourvu d'une fibre optique visant la jupe de la capsule associé à des moyens de traitement et d'analyse des températures mesurées constitués par un calculateur sous forme d'un régulateur agissant en tant que moyens de commande de l'arrêt des moyens de chauffage en liaison avec une unité logique à relais associée aux moyens de chauffage par une sortie relais montée en série. La commande de l'arrêt des moyens de chauffage peut
intervenir dès la détection de la fusion ou après celle-ci.
Un tel procédé permet de remplir l'espace vide entre la capsule et le fond sans qu'il soit nécessaire de s'occuper du temps de fusion, de la température des éléments constituant
le dispositif tels que le mandrin.
L'invention a également pour objet un récipient de cuisson
obtenu selon le procédé de l'invention.
On décrira maintenant plus en détail un exemple de réalisation d'un dispositif de mise en oeuvre du procédé selon l'invention en référence au dessin annexé dans lequel: les figures la et lb représentent respectivement une vue en coupe du fond d'un récipient avant mise en oeuvre du procédé de l'invention et après mise en oeuvre; la figure 2 représente de manière schématique les moyens de mesure de la température; et la figure 3 représente la courbe de la température de la jupe de la capsule métallique en fonction du temps au cours du
procédé.
Un récipient de cuisson selon l'invention comporte un corps 1 de récipient obtenu par emboutissage d'une plaque inox. A la partie de fond de ce corps 1 de récipient, on rapporte un disque 2 en un matériau diffuseur thermique tel que de l'aluminium. Ce disque 2 est rapporté sur le corps 1 du récipient par une soudure. De manière à présenter un aspect plus esthétique, on recouvre le fond diffuseur thermique du récipient par une capsule métallique 3 constituée d'inox par exemple. Cette capsule 3 comporte un fond 3a bordé par une jupe périphérique 3b
s'étendant jusqu'à la paroi du corps 1 du récipient.
Ainsi qu'on peut le voir à la figure la, il existe un espace vide 4 entre la capsule 3, le disque 2 et le corps 1 du récipient. Dans la mesure o la jupe 3b de la capsule métallique 3 ne repose pas de manière étanche contre le corps 1 du récipient, lors d'une cuisson sous l'effet de la
chaleur, de l'eau peut entrer dans cet espace vide 4.
Afin de remplir cet espace vide 4, on met en place le récipient sur la partie mobile d'un vérin de maintien qui place le fond diffuseur thermique en regard des moyens de chauffage 5 tel qu'un inducteur. Ainsi, on soumet le fond du récipient à un chauffage sous pression légère d'environ 700 Kpa tandis que le disque 2 en aluminium est amené à une température voisine de 650 C correspondant à sa température
de fusion.
Le chauffage provoque la fusion de l'aluminium qui va donc fluer et remplir l'espace vide 4. De manière à prévenir la sortie de l'aluminium hors de la capsule métallique 3, on détecte la fusion de l'aluminium afin de déclencher d'une part l'arrêt du chauffage et d'autre part des moyens de refroidissement arrêtant le fluage. On obtient alors un récipient de cuisson selon la figure lb. Pour détecter la fusion de l'aluminium, on mesure en continu la température de la jupe 3b de la capsule métallique 3 à l'aide de moyens de mesure tels qu'un pyromètre 6 pourvu d'une fibre optique 7 visant la jupe 3b. De préférence, on utilise quatre pyromètres 6.5 En effet, lors de la fusion de l'aluminium et sous l'effet de la pression, celui-ci va fluer entre la jupe métallique 3b et le corps 1 du récipient et remplir l'espace vide 4. Si on mesure la température de la jupe métallique 3b, celle-ci va10 progresser au fur et à mesure du cycle de chauffe imposé (loi de Debye) puis, lorsque l'aluminium en fusion entre en contact avec la jupe 3b à l'endroit o est mesurée la température, cette température va brusquement augmentée (point A), le gradient thermique augmentant brutalement comme on peut le voir sur la figure 3, ce point d'inflexion de la courbe des températures en fonction du temps permet donc de discriminer le moment précis pour commander l'arrêt du
chauffage et le refroidissement du fond.
Afin de suivre l'évolution de la temperature de la jupe 3b de la capsule métallique 3 et, en particulier, de calculer le gradient thermique, on utilise des moyens de traitement et d'analyse des températures mesurées constitués par un calculateur se présentant sous la forme d'un régulateur 9 dont le programme de mesure est approprié pour calculer la variation du gradient thermique. Dès détection de la fusion de l'aluminium, le régulateur 9 commande l'arrêt des moyens de chauffage à l'aide d'une sortie relais montée en série avec, par exemple, la minuterie de l'inducteur 5 et une unité30 logique à relais 10 en tant que moyens de commande de l'arrêt des moyens de chauffage. Un enregistreur 8 associé aux moyens de traitement et d'analyse permet de visualiser la courbe
d'évolution des températures.
La mesure de la température de la jupe 3b permet de s'affranchir des dérives de températures dues à l'environnement ou à l'accumulation de calories dans le mandrin du vérin de maintien. De plus, aucune perturbation due aux champs de radiation des moyens de chauffage n'apparaît. Les moyens de chauffage sont arrêtés après un temps de temporisation. Une fois les moyens de chauffage 5 arrêtés, on commande les moyens de refroidissement et on refroidit le fond du récipient, de préférence également après un temps de temporisation. A cet effet, on injecte de l'air frais ou à température ambiante sur le pourtour du récipient, de préférence localisé au niveau de la liaison entre le bord de la jupe 3b et la paroi du corps 1 du récipient. De cette manière, on bloque la fusion au point de contact du corps 1 et de la capsule 3 alors que l'aluminium continue de fondre et de fluer malgré l'arrêt des moyens de chauffage ce qui permet de remplir tous les interstices. On évite ainsi les effets de masse thermique dus à l'environnement ou à l'accumulation de température dans le mandrin du vérin de
maintien, par exemple.
Le déclenchement des moyens de refroidissement est commandé par le calculateur ayant détecté la fusion en liaison avec
une unité logique, par exemple.
L'arrêt des moyens de chauffage et en particulier le système de refroidissement desdits moyens de chauffage peut induire des défauts dans le chauffage, il convient donc de réguler les moyens de refroidissement des moyens de chauffage de
manière appropriée.

Claims (9)

REVENDICATIONS
1. Procédé de fabrication d'un récipient de cuisson comportant un fond diffuseur de chaleur encapsulé, le corps (1) du récipient étant pourvu d'un matériau diffuseur thermique (2) recouvert par une capsule métallique emboutie (3), le matériau diffuseur thermique (2) étant lié respectivement au corps (1) du récipient et à la capsule (3) par une soudure ou par une brasure, caractérisé en ce qu'on place le récipient sur un vérin de maintien o on chauffe le fond du récipient dans une plage de températures appropriée pour fondre le matériau constituant le diffuseur thermique (2) sous une pression inférieure à 1 Mpa, on détecte la fusion du matériau constituant le diffuseur thermique (2), on arrête le chauffage du fond du récipient et on refroidit le fond dudit récipient après
détection de la fusion du matériau (2).
2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la détection de la fusion du matériau diffuseur thermique (2) s'effectue en mesurant de manière continue la température de la jupe périphérique (3b) de la capsule métallique (3), la détection de cette fusion correspondant à la détection d'une brutale variation de température de la jupe (3b) de la capsule métallique (3) résultant du contact entre le matériau (2) en fusion et
ladite jupe (3b) de la capsule métallique (3).
3. Procédé selon l'une des revendications 1 et 2,
caractérisé en ce qu'on refroidit le fond du récipient en
injectant de l'air sur ledit fond.
4. Dispositif de mise en oeuvre du procédé selon l'une des
revendications 1 à 3,
caractérisé en ce qu'il comporte un vérin de maintien recevant le récipient, des moyens de chauffage (5) positionnés en regard du fond du récipient, des moyens de Il détection (6, 7, 9) de la fusion du matériau diffuseur thermique (2), des moyens de commande (10) de l'arrêt des moyens de chauffage après détection de la fusion et des moyens de refroidissement du fond du récipient commandés après détection de la fusion.
5. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que les moyens de détection de la fusion du matériau diffuseur thermique (2) sont constitués de moyens de mesure (6, 7) de la température de la jupe périphérique (3b) de la capsule métallique (3) associés à des moyens de
traitement et d'analyse des températures mesurées (9).
6. Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que les moyens de mesure de la température sont constitués par au moins un pyromètre (6) pourvu d'une fibre optique (7) visant la jupe (3b) et les moyens de traitement et d'analyse sont constitués par un calculateur sous forme d'un régulateur (9) agissant en tant que moyens de commande de l'arrêt des moyens de chauffage en liaison avec une unité logique à relais (10) associée aux moyens de
chauffage (5) par une sortie relais montée en série.
7. Dispositif selon l'une des revendications 4 à 6,
caractérisé en ce que les moyens de refroidissement sont constitués par des moyens de distribution d'air montés sous forme d'une couronne entourant le fond du récipient et injectant de l'air sur le pourtour de celui-ci, en particulier au niveau du bord de la jupe (3b) reposant sur la paroi du corps (1) du récipient, lesdits moyens de refroidissement étant portés, de préférence, par les moyens
de chauffage (5).
8. Dispositif selon l'une des revendications 4 à 7,
caractérisé en ce que les moyens de chauffage sont constitués
par un inducteur (5).
9. Récipient de cuisson comportant un fond diffuseur de chaleur encapsulé, le corps (1) du récipient étant pourvu d'un matériau diffuseur thermique (2) recouvert par une capsule métallique emboutie (3), le matériau diffuseur thermique (2) étant lié respectivement au corps (1) du récipient et à la capsule (3) par une soudure ou par une
brasure, obtenu par le procédé selon l'une des revendications
1 à 3.
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