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BREVET D'INVENTION
La présente invention concerne d'une manière générale tin percolateur à café pouvant comprendre deux récipients, un inférieur et un supérieur, s'emboîtant avec interposition d'un filtre à travers lequel l'infusion de café passe du ré- cipient inférieur dans le bol supérieur et vice versa. l'invention concerne plus spécialement un accessoire du type dans lequel les récipients en verre ou autre matière céramique peuvent être produits mécaniquement. Chaque réci- pient est constitué par un bol, le bol supérieur ayant la forme d'un entonnoir et le bol inférieur celle d'une carafe.
Afin de rendre possible, les opérations d'infusion, on doit prévoir un joint entre les deux récipients dans le but de maintenir dans le bol inférieur une pression tantôt élevée, tantôt réduite.
On constate que lorsque les percolateurs à café en verre sont produits mécaniquement, les surfaces de contact des deux bols sont souvent décentrées à un point tel que le percolateur doit être jeté au rebut. Ceci se présente même lorsqu'on compense partiellement ces inexactitudes par l'intercalation d'un joint ou garniture élastique, en caoutchouc par exemple, entre les surfaces de contact. Le défaut du joint réside non
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seulement dans son coût élevé, mais aussi et surtout dans son taux d'usure élevé, qui limite son emploi utile à un laps de temps relativement réduit. De plus, un tel joint a tendance à adhérer définitivement à l'une des surfaces de contact, rendant ainsi malaisée la séparation des bols.
En outre, une croyance populaire prétend que la présence du caoutchouc dans le percolateur ou en association avec celui-ci nuit au goût ou à l'arme du café. Pour ces rai- sons, l'organe d'étanchéité employé à ce jour - généralement un joint en caoutchouo - ne donne pas satisfaction.
La présente invention supprime le joint d'étanchéité.
Par contre, les deux récipients du percolateur peuvent être établis par des procédés mécaniques, comme précédemment, avec ceci que les surfaces appelées à entrer en contact re- qoivent une forme particulière propre à l'établissement facile d'un joint satisfaisant et de séparation aisée. A cette fin, chacune des surfaces de contact subit une brève rectification qui (1) supprime toutes les inexactitudes provenant d'une con- formation ondulée ou dénivelée et (2) conditionne les surfaces ainsi traitées pour que celles-ci agissent conjointement de façon à former un joint susceptible d'être séparé avec un effort minimum.
De plus, la rectification offre la possibilité de réaliser des surfaces de contact qui, lors de l'usage du perco- lateur, permettent de placer les récipients dans diverses po- sitions relatives avec toujours la possibilité d'une séparation aisée des récipients. Une telle construction assure un bon fonctionnement du percolateur, vu qu'elle permet de maintenir successivement dans le bol inférieur une pression élevée et une pression réduite, ce qui amène l'infusion de café à s'éle- ver d'abord et à descendra ensuite, comme il est requis dans de telles opérations d'infusion.
L'invention vise, en outre, à établir une surface-joint située à la partie supérieure extrême du bol inférieur, où
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la paroi de celui-ci est légèrement plus épaisse et où son bord est évasé et retroussé en vue de constituer (a) un bourrelet de renforcement en un point où des chocs violents se produisent fréquemment et (b) un rebord arrondi par-dessus duquel l'infusion de café peut être versée avec un égouttement minimum. De plus, le goulot du bol, situé immédiatement au- dessous de ce bourrelet présente un boudin périphérique, de préférence en saillie vers l'extérieur, afin d'assurer la ro- bustesse nécessaire pour résister à l'effort de compression exercé par une bride ou un collier faisant partie d'une poi- gnée dont le bol est muni.
De cette façon, le goulot du bol est capable de résister avec succès aux efforts qui, sans cette disposition, risqueraient de provoquer une rupture en cet endroit vulnérable. Les buts précités et ceux qui ressor- tiront ci-après peuvent être atteints grâce à la construction dont un exemple suggestif est montré dans le dessin annexé, où:
Fig. 1 est une vue, principalement en coupe verticale, de deux éléments du percolateur à café selon l'invention, assem- blées en vue du fonctionnement;
Fig. 2 est une vue de détail à plus grande échelle, mon- trant les surfaces de contact des deux bols du percolateur et Figs. 3 et 4 sont des vues de dessous et de dessus res- pectivement des bols supérieur et inférieur montrés dans la Fig. 1.
Le percolateur selon l'invention comprend un bol supé- rieur U présentant des parois à courbe convexe, qui, dans la zone inférieure du bol, sont formées de manière à constituer une base annulaire plane 5 à partir de laquelle les parois du bol sont orientées vers le bas en formant une zone 6 de diamètre réduit, pour se diriger ensuite vers l'intérieur de manière à former un siège convexe 7 d'où descend une cheminée 8. Ce siège peut supporter un élément filtrant qui présente ici la forme d'une sphère-9 à surface rugueuse munie de poin- tes, cette sphère faisant corps avec une tige 10 en verre ou
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analogue, et étant située entre les extrémités de celle-ci.
Le bol supérieur, construit de la manière générale décrite ci-dessus, est appelé à coopérer avec un bol inférieur L sur- monté d'un goulot circulaire 18. Comme montré, le diamètre interne du goulot est supérieur au diamètre externe des parois 6 du bol supérieur, ce qui détermine un espace de jeu entre les deux éléments, permettant ainsi des déplacements latéraux re- latifs éventuels des deux bols. Le goulot peut être repoussé vers lrextérieur de manière à constituer en réalité un boudin périphérique 11 ; il se prolonge vers le haut par un bourrelet extérieur 12, dont le bord est retroussé vêts le bas pour se terminer par un rebord descendant 14. Dans toute la zone du goulot, qui comprend notamment le bourrelet et le rebord, les parois du bol sont sensiblement renforcées, principalement pour améliorer la résistance.
La résistance aux efforts de rupture est en outre accrue par le boudin périphérique 11, autour duquel est fixé un collier 15, en métal ou analogue, ayant la forme d'une bride reliée en 16 à une poignée 17 qui permet de soulever ou de déplacer le percolateur entier ou le bol inférieur seulement. Ce collier, qui porte directement sur la surface extérieure du goulot présente un repoussage périphérique conforme à celui du goulot et peut être ainsi aisément bloqué sur celui-ci contre tout déplacement axial.
Grâce à la forme spéciale du goulot et du collier qui l'entoure, on évite des contraintes de rupture dues aux efforts de com- pression exercés par le collier; de plus, un effort de compres- sion moindre suffit pour bloquer le collier fermement contre le mouvement axial, ceci grâce à l'action conjuguée des deux repoussages complémentaires précités. Les deux bols, qui sont de préférence établis en verre réfractaire, présentent des parois relativement minces, comme c'est généralement le cas pour de tels accessoires.
A l'endroit où elle comporter la base annulaire plane 5,
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la paroi du bol supérieur forme une légère saillie extérieure (voir Fig. 2); elle est soumise à un traitement, un meulage par exemple, appelé à produire une surface-joint circulaire 20 caractérisée par une multitude de minuscules saillies et creux, répartis d'une manière sensiblement uniforme. De même, le bourrelet 12 du bol inférieur présente une surface supérieu- re plane et est traité, par meulage par exemple, de façon à présenter une surface-joint annulaire 21, également caractéri- sée par une multitude de minuscules saillies et creux, répar- tis d'une manière sensiblement uniforme. Une au moins de ces surfaces-joint est relativement large, les deux surfaces pou- vant éventuellement être formées de la manière indiquée au dessin.
Lorsque les deux bols sont assemblés, comme montré dans la Fig. 1, les deux surfaces-joint 20 et 21 sont mises en contact et le demeurent quelles que soient leurs positions latérales relatives. Cette disposition a pour effet de faci- liter (a) l'assemblage des deux bols, vu qu'il est inutile d'observer une position précise, et (e) la séparation de ces bols, étant donné qu'aucun d'eux n'est pressé contre l'autre en un point quelconque. Les surfaces-joint en contact, qui peuvent être conditionnées de façon identique, sont appelées à déterminer entre elles un joint étanche aux fluides, suffi- samment hermétique pour permettre l'établissement, dans le bol inférieur, de pressions, "haute" et "basse", requises lors de 1''infusion.
La pesanteur est la seule force nécessaire pour appliquer hermétiquement un bol contre l'autre' jusqu'au moment où. une "basse" pression s'établit dans le bol inférieur, ce qui a lieu dans la phase finale de l'opération d'infusion. Initia- lement, l'eau introduite dans le bol inférieur est chauffée jusqu'à ce que la vapeur développée, etdont l'échappement est empêché par le contact entre les surfaces 20 et 21, oblige l'eau à s'élever dans la cheminée 8, pour traverser la sphère filtrante et continuer son ascension dans le bol supérieur où l'eau entre en contact avec des particules de café finement
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divise.. La tige du filtre agit comme passage étranglé, pour permettre une élévation de l'eau sans avoir à lever le bol supérieur de son siège.
L'élévation de la pression dans l'in- térieur du bol inférieur déplace vers le bol supérieur une quantité d'eau de plus en plus grande, laquelle augmente la force de pesanteur qui s'oppose à la séparation des bols. La résistance opposée par le bol supérieur à tout déplacement augmente progressivement avec la pression interne du bol infé- rieur, ce fait suffisant pour maintenir un contact étanche entre les deux bols dans toutes les phases de l'opération d'in- fusion ; dans une phase intermédiaire de celle-ci les niveaux respectifs de l'eau dans les deux bols seront approximativement tels qu'indiqué à la Fig. 1.
En considérant que les bols ne sont pas verrouillés l'un à l'autre, par friction ou autrement, un fonctionnement favorable exige la présence de deux facteurs : (1) des surfaces de con- tact formées avec précision et conditionnées pour établir un joint hermétique entre les deux bols, et (2) une section de passage suffisante à travers le filtre, pour décomprimer le bol inférieur dans la mesure requise pour éviter que le bol supérieur ne se détache de son siège, rompant ainsi le jo int.
La tige de la Fig. 1 est un exemple d'un filtre approprié; celui-ci peut cependant être remplacé par d'autres filtres qui conviennent à l'appareil suivant l'invention.
La fermeture hermétique assurée par les surfaces-joint rectifiées est maintenue étanche aux fluides par le poids du bol supérieur et de la tige. La pression développée pen- dant l'opération d'infusion tend à soulever le bol supérieur et à rompre le joint. Cette pression est déterminée par la hauteur que l'eau doit atteindre avant que son poids dans le bol supérieur ne soit supérieur à celui nécessaire pour com- penser la différence de niveaux supplémentaire. Dans le cas d'un bol supérieur ayant une oapaoité de huit tasses (environ 1300 gr.), le poids du bol, plus celui de la tige,
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peut s'élever à environ 400 à 430 gr., et, en y ajoutant celui du café moulu y contenu, le poids total est d'environ 430 gr.
La hauteur jusqu'à laquelle l'eau doit s'élever dépend de la quantité d'eau refoulée du bol inférieur. Dans des conditions ordinaires, ceci peut nécessiter une colonne d'eau d'une hauteur de 64 à 88 m. Si l'on désigne par X le diamètre moyen des surfaces-joint, la valeur de X pour laquelle les pressions devront être en équilibre sera comme suit :
Pression exercée par le poids agissant sur le joint =
EMI7.1
Pression de vapeur développée dans le bol inférieur (pour 4 à 6 tasses de café par exemple) = 6.4 kg./cm2.
90
Pour un état d'équilibre
EMI7.2
X = 8.4 cm. dia.
La valeur de 8.8 cm de diamètre, qui est théorique im- plique l'adoption d'un certain facteur de sécurité. Ainsi, on constate que, lorsque la tige et le café moulu sont en place, l'élévation de l'eau vers le bol supérieur se trouve entravée. Ceci exige une augmentation de la pression interne effective nécessaire pour élever l'eau vers le bol supérieur.
En outre, la pression déterminée par le poids doit dépasser la pression interne d'une légère quantité, afin que le joint puisse rester hermétique. Pour ces raisons, le chiffre de 7.3 cm. représente une valeur maximum pratique pour X dans le cas d'un appareil à préparer le café ayant les dimensions indiquées.