LU84938A1 - Article de cuisine et son procede de fabrication - Google Patents

Description

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Article de cuisine et son procédé de fabrication.

On connaît des articles de cuisine à revêtement d* aluminium. Dans le brevet des Etats-Unis d’Amérique n° 2,171.040, on décrit la fabrication de 5 feuillards d’acier inoxydable revêtus d'aluminium,que l’on découpe ensuite et que l’on soumet à un emboutissage profond pour former un ustensile de cuisine.

Lors de la fabrication d’articles de cuisine comportant un revêtement conformément à ce brevet, toute la sur-10 face extérieure de l’ustensile doit être définie par la couche d'aluminium.

Dans le brevet des Etats-Unis d'Amérique 3.173,202, on décrit un ustensile dans lequel seule la surface de base de l'ustensile est revêtue d'une 15 couche d'aluminium. Dans le brevet des Etats-Unis d’Amérique 3*173,202, on décrit l'application d'une pulvérisation d'aluminium sur la surface de base d'un ustensile en acier inoxydable, un disque en aluminium étant ensuite lié au dépôt d'aluminium pulvérisé.

20 L'appareil destiné à appliquer une pulvéri sation d'aluminium est coûteux et bruyant. Compte tenu du bruit associé à un tel appareil, le poste de pulvérisation doit être insonorisé afin de protéger le personnel. L'utilisation d'une pulvérisation d'alu-25 minium exige une étape supplémentaire de finissage pour éliminer l'excès de pulvérisation. La présente invention concerne le problème de la fabrication d'un ustensile en acier inoxydable comportant un disque en aluminium lié uniquement à la surface de base de 30 l'ustensile, mais sans devoir utiliser une pulvérisation d'aluminium comme décrit dans le brevet mentionné en dernier lieu. On a trouvé que l'on pouvait éliminer l'étape de pulvérisation d'aluminium et obtenir en même temps un ustensile plus robuste ayant une liaison 35 plus uniforme qui, à son tour, assure un meilleur

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2 f transfert de chaleur pour un chauffage plus rapide des aliments. De même, on a trouvé que cet ustensile pouvait être fabriqué de manière moins coûteuse tout en augmentant la production. Afin d'éliminer la pul-5 vérisation d*aluminium, on a trouvé qu'il était nécessaire de modifier le procédé de chauffage du disque et de l'ustensile, de modifier la température de chauffage uniquement pour l,ustensile, d’accroître la pression pour lier le disque à l’ustensile et l'on a cons-10 taté également qu’il était .préférable de chauffer séparément l’ustensile et le disque.

La présente invention concerne un ustensile en acier inoxydable ayant une paroi de base assemblée à une paroi latérale verticale par une partie courbe.

15 Un disque en aluminium est lié directement à la paroi de base et à la partie courbe. La liaison est caractérisée par une interface dentelée. Le disque est plus mince sur sa périphérie et il se termine à l'endroit où la paroi latérale rejoint la partie courbe, 20 La présente invention concerne également un procédé de fabrication d'articles de cuisine, ce procédé comprenant les étapes consistant à nettoyer une surface d'un ustensile en acier inoxydable et d'un disque d'aluminium. Le disque et l'ustensile 25 sont chauffés séparément afin d'éviter la formation de points chauds jusqu'à ce que la température de la poêle atteigne 427-649°C, la température du disque étant de 260-399°C. Ensuite, on place le disque sur la paroi de base de l'ustensile. On applique une 30 pression au disque et à la paroi de base de l'ustensile dans une presse afin de lier directement le disque à cette paroi de base.

Un objet de la présente invention est de fournir un nouvel article de cuisine et un nouveau 35 procédé pour sa fabrication.

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Un autre objet de la présente invention est de fournir un article de cuisine en aluminium/ acier inoxydable pouvant être fabriqué à un rythme accru et avec une liaison d’une meilleure résistance, 5 cette liaison étant plus uniforme afin d'assurer un chauffage plus rapide.

Un autre objet de la présente invention est de fournir un procédé de fabrication d'un article de cuisine sans devoir utiliser une pulvérisation d'alu-10 minium, l'ustensile en acier inoxydable étant mis à forme avant d'être lié à un disque en aluminium.

Un autre objet de la présente invention est de fournir un nouveau procédé de fabrication d'un article de cuisine, procédé dans lequel on tire profit 15 des températures de ramollissement différentes de l'aluminium et de l'acier inoxydable.

D’autres objets et avantages apparaîtront à la lecture de la description ci-après.

Afin d'illustrer l'invention, dans les 20 dessins annexés, on représente une forme de réalisa- - - tion actuellement préférée, étant cependant entendu — que l'invention n'est nullement limitée aux systèmes et instruments précis qui y sont illustrés.

Dans les dessins annexés : 25 la figure 1 est un bloc diagramme des éta pes du procédé de la présente invention 3 la figure 2 est une vue en coupe d’un article de cuisine -réalisé conformément à la présente invention 3 30 la figure 3 est une vue détaillée agrandie de l’ustensile et du disque immédiatement avant l'application d'une pression pour assurer une liaison 3 la figure 4 est une vue détaillée agrandie de l'interface indiquée en figure 2 3 /4 4

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la figure 5 est une vue en élévation latérale de l'appareil prévu pour la mise en oeuvre de la présente invention ; la figure 6 est une vue en plan par le som-5 met de l'appareil illustré en figure 5 3

la figure 7 est une vue en· élévation latérale de l'appareil, cette vue étant cependant opposée à celle représentée en figure 5 S

la figure 8 est une vue en coupe prise sui— 10 vant la ligne 8-8 de la figure 5 j la figure 9 est une vue en coupe prise suivant la ligne 9-9 de la figure 5 3 la figure 10 est une vue en coupe prise suivant la ligne 10-10 de la figure 5* 15 En se référant en détail aux dessins an nexés dans lesquels les mêmes chiffres de référence désignent des éléments semblables, en figure 2, on représente un article de cuisine suivant la présente invention, cet article étant désigné d'une manière 20 générale par le chiffre de référence 10, La figure 1 est un bloc diagramme de la séquence des étapes principales intervenant lors de la fabrication de l'article de cuisine 10. L'article de cuisine 10 comprend un ustensile en acier inoxydable 12 à la paroi de base 25 duquel est lié un disque en aluminium 14* L'ustensile 12 peut avoir n'importe quelle forme classique et il ne doit pas nécessairement être .une poêlé à frire comme représenté dans les dessins* Le disque en aluminium 14 surmonte la paroi de base de la poêle 12, 30 ainsi que la partie courbe 16 par laquelle la paroi dé base de l'ustensile rejoint la paroi latérale verticale. Le disque en aluminium 14 est lié directement à la paroi de base de l'ustensile 12 avec une interface dentelée 18 comme représenté en figure 4· Les 35 dentelures ont une longueur d'onde d'environ 5 à 15 5 microns et une profondeur d’environ 1 micron j de plus, en raison de leur forme, elles bloquent le disque en aluminium sur l’ustensile· Le disque et la paroi de base de l'ustensile sont légèrement con-5 caves en leur centre.

Le disque en aluminium 14 est, de préférence, constitué d'un alliage d’aluminium de type 1100-0, L'ustensile en acier inoxydable 12 fait partie de l'une ou l'autre des séries 200 ou 300 et ±1 10 est, de préférence, de type 201, On pense que le traitement chimique de l’acier inoxydable est le facteur déterminant le plus significatif pour la profondeur des dentelures, le traitement thermique et mécanique déterminant la dimension et la géométrie des 15 dentelures. L'écartement des dentelures correspond à la grosseur des grains et il est obtenu par une morsure à l'acide aux limites des grains, La surface ------- d'acier soumise à une morsure est efficace à trois égards. Elle forme une surface rainurée dans laquelle 20 l’aluminium peut être chassé, fixant ainsi les deux métaux l'un à l'autre. Elle forme également une surface de liaison qui est relativement exempte d'oxyde.

De même, elle constitue une surface à haut coefficient de friction réduisant l'écoulement latéral de l'alu-25 minium au cours de la liaison.

L'acier inoxydable 201 est, de préférence, traité au laminoir par recuit à l’air pendant environ 35-40 minutes par pouce (l pouce = 25,4 mm) d’épaisseur du métal pour obtenir des grains d’une grosseur d'en-30 viron 5-15 microns, après quoi il est décapé par voie électrolytique dans du I^SO^ à 12% froid et ensuite, il est soumis à une morsure aux limites des grains dans un mélange froid de HNO^ à 10-12% et de HF à 1%

La grosseur préférée des grains est de 7“10 microns, il 6 Γ L’épaisseur de l’aluminium varie avec le diamètre de l’ustensile. Avec un ustensile en acier inoxydable ayant un diamètre inférieur à environ 20 cm, le disque en aluminium aura une épaisseur d’envi-5 ron 23 mm. Lorsque l’ustensile a un diamètre supé rieur à environ 20 cm, le disque en aluminium a une épaisseur d’environ 50 mm, Quel que soit le diamètre de l’ustensile, ce dernier a une épaisseur de paroi d’environ 6 mm. On a trouvé qu’un article de cuisine 10 réalisé conformément à la présente invention avait une i force.d'adhérence se situant entre celle de l'ustensile en acier inoxydable et celle du disque en aluminium, cette force d’adhérence étant égale à peu près à deux fois celle d'un article de cuisine 15 réalisé conformément au brevet des Etats-Unis d'Amérique n° 3.173.202. î

Dans les figures 5 à 10, on représente une forme de réalisation d'un appareil prévu pour la mise en oeuvre de la présente invention. Un bâti 20 sup-20 porte une unité de commande renfermant des commutateurs, des cadrans, des jauges, etc. Une‘plate-forme 22 disposée sur le bâti 20 supporte une table 24 destinée à tourner sur un axe vertical. La table 24 comporte deux positions d’où descendent des arbres 26 et 28.

25 Les arbres 26 et 28 sont diamétralement opposés l’un à l'autre (voir figures 8 et 10). Chaque arbre est poussé vers le bas par un ressort et son extrémité supérieure est assemblée à un support de poêle.

C’est ainsi que l’arbre 28 est assemblé au support 30 de poêle 30 et l’arbre 26, au support de poêle 32.

Dans la position illustrée en figure 10, le support de poêle 30 est situé en dessous d'un dispositif de chauffage par induction 34 présentant un intervalle de températures allant de 538 à 649°C et réglé, de 35 préférence, à 593°C.

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Un cylindre 36 est prévu directement en dessous de l'arbre 28 lorsque ce dernier occupe la position illustrée en figure 10· Une tige de piston associée au cylindre 36 est conçue pour être déplacée 5 vers le haut par la pression d'un fluide, soulevant ainsi le support de poêle 30 de la position représentée en trait plein dans la position représentée en traits discontinus en figure 10. Lorsque le support de poêle 30 occupe la position représentée en traits jq discontinus en figure 10, la température d'un ustensile ainsi supporté est élevée par le dispositif de chauffage par induction 34· Avant d'être chauffé, l'ustensile est nettoyé pour le débarrasser des graisses et des matières étrangères.

15 Un moteur électrique 38 est supporté par la table 24 pour se déplacer avec cette dernière. La sortie du moteur 38 est reliée, par un arbre cannelé 39j à un engrenage 41 monté sur l'arbre 28. Lorsque le cylindre 36 est actionné pour soulever le support 20 de poêle 30, le moteur 29 est également actionné pour . faire tourner ce dernier. En faisant tourner une poêle déposée sur le support 30 tout en la soumettant à un chauffage par induction, on évite la formation de points chauds. La périphérie extérieure de la 25 table 24 comporte un engrenage 44 en. prise avec un pignon 42. Le pignon 42 est entraîné par un moteur électrique 40 quij à son tour, est supporté par la table 24. Le moteur 40 est actionné par intermittence pour faire tourner la table 24 et les supports 30 de poêles 30, 32 lorsque le cylindre 36 est mis hors service et que le support de poêle 30 est revenu de la position représentée en traits discontinus dans la position représentée en trait plein comme représenté en figure 10.

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Comme le montre 1*extrémité de gauche de la figure 5* on prévoit un distributeur de disques désigné d’une manière générale par le chiffre de référence 46. Ce distributeur de disques 46 comprend 5 plusieurs colonnettes cylindriques verticales 48 qui définissent un élément de retenue pour une pile de disques en aluminium 50 qui ont été nettoyés pour les débarrasser des graisses et des matières étrangères.

Un support (non représenté) maintient le disque supé-10 rieur 50 à un niveau constant# Une ventouse 52 est assemblée, par un conduit, à une source d*aspiration (non représentée) et elle est supportée par un bras 49 disposé horizontalement et s’étendant à partir de la tige de piston 54· La tige de piston 54 est reliée 15 à un piston situé à l’intérieur d’un cylindre 56. Le cylindre 56 peut être animé d’oscillations sur son axe longitudinal par un cylindre 58 qui y est assemblé par une manille 60. Les oscillations imprimées par le cylindre 56 facilitent le mouvement du bras 49 de 20 la position représentée en trait plein- vers la position représentée en traits discontinus en figure' 6.

Lorsque le bras 49 occupe la position re- _ ------------- présentée en traits discontinus en figure 6, la ventouse 52 est située directement au-dessus d’une gou-25 lotte inclinée 62. Un disque 50 supporté par la ventouse 52 peut tomber dans la goulotte 62 dans laquelle il glisse vers le bas jusqu’à une première butée de limitation 63· Lorsque la butée de limitation 63 est dégagée, le disque est arrêté par une butée de limita-30 tion 65» le disque 50 venant ainsi se placer directement en dessous du dispositif de chauffage par induction 64 (voir figure 6).

Le distributeur de disques 46 et les butées de limitation sont synchronisés avec le mouvement de 35 la table 24. Un ustensile qui a été chauffé par induc- ; fi / 9 tion sur le support 30, oscillera vers une position dans laquelle il est situé directement en dessous du disque chauffé $0 maintenu par des doigts 67· Un microcontact pour des solénoïdes 69 est basculé par 5 la table 24. Ensuite, les doigts supports 67 prévus pour le disque 50 sont rétractés par les solénofdes 69 et le disque 50 peut tomber sur une courte distance directement sur la face supérieure de l’ustensile 12,

Un écran de protection 66 est prévu pour des raisons 10 de sécurité.

Dès que le disque 50 arrive sur la paroi dé base de l’ustensile 12, la température de ce disque 50 s'élève à environ 427°C, L’avantage obtenu réside dans le fait que le disque est supporté par 15 l’ustensile avant d’atteindre une température d’envi ron 427°C car, à cette température, le disque est trop plastique pour être manipulé. Le disque et l’ustensile sont immédiatement retirés par un opérateur et ils sont placés sur l’enclume 70 d’une presse 20 68 qui est située à une distance de quelques décimètres, -----------

Ensuite, le plateau 72 descend et déforme le disque _ 50 en liant ce dernier sous une pression d’environ ~ 352 kg/cm2 en une période de 0,5 à 2 secondes, réalisant ainsi l’article de cuisine comme représenté en 25 figure 2, La liaison métallurgique est caractérisée par une inter diffus ion avec une mince couche d’alliage sur les faces opposées de l’interface comportant des dentelures non uniformes.

Ensuite, l’article de cuisine est refroidi 30 à l’air de la manière habituelle. Les étapes de finissage sont éliminées ou minimisées. La surface d’aluminium peut éventuellement être soumise à un finissage pour lui conférer un aspect esthétique analogue à celui d’un métal brossé. Le cycle de temps de la 35 présente invention assure une meilleure production, ff 10 L’utilisation d’un dispositif de chauffage au gaz du type décrit dans la technique antérieure nécessitait un temps de chauffage d’environ 20 minutes.

Les étapes de chauffage par induction ne nécessitent 5 qu’environ 15 secondes.

Contrairement à la technique antérieure, suivant la présente invention, on soumet l’acier à une morsure réglée aux limites des grains afin de créer , un dessin désordonné de dentelures ou de canaux étroi— i 10 tement espacés dans lesquels l’aluminium plus malléable est chassé au cours du processus de liaison. Le mou- ( vement localisé de 1’aluminium est suffisant pour ! rompre la pellicule d’oxygène ou d’oxyde adsorbée, facilitant ainsi l’obtention d’une liaison ferme qui 15 est continue et non poreuse. Un essai de séparation a donné lieu à une fracture ductile de l’aluminium plutôt qu’à une séparation à l’interface. Une liaison plus ferme mêtal-sur-métal est obtenue sans réduire sensiblement l’épaisseur ni l’écoulement latéral du .20 disque en aluminium. _______ . La présente invention peut être mise en oeuvre sous d’autres formes de réalisation spécifiques i sans pour autant se départir de son esprit ou de ses . caractéristiques essentielles % en conséquence, il 25 conviendra de se référer aux revendications ci-après plutôt qu’à la spécification ci-dessus.

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Claims (13)

1. Article de cuisine comprenant un ustensile en acier inoxydable ayant une paroi de base reliée à une paroi latérale verticale par une partie 5 courbe, un disque en aluminium étant lié à cette s paroi de base, caractérisé en ce que le disque en aluminium (14) est lié par voie métallurgique directement à la paroi de base (12) et à la partie courbe (16) avec une interface de blocage dentelée (18)· 10

2, Article de cuisine suivant la revendi cation 1, caractérisé en ce qu’un alliage d’aluminium/ acier inoxydable est déposé sur les faces opposées de cette interface,

3· Article de cuisine suivant la revendi-15 cation 1, caractérisé en ce que la surface principale exposée du disque est concave en son centre,

4· Article de cuisine suivant la revendication 1, 2 ou 3, caractérisé en ce que l’interface dentélée est définie par des dentelures formées dans ;20 la paroi de base de l’ustensile en acier inoxydable, .

5· Article de cuisine suivant la revendication 4, caractérisé en ce que les dentelures sont définies par une morsure aux limites des grains d'une grosseur de 5-15 microns sur toutes les surfaces de 25 contact de l’ustensile en acier et du disque en aluminium,

6, Procédé de fabrication d'un article de cuisine, ce procédé comprenant les étapes consistant à nettoyer une surface d*un ustensile en acier k 30 inoxydable et d’un disque métallique plus malléable que l'acier, chauffer l’ustensile et le disque, puis lier le disque à l’ustensile, caractérisé en ce qu'on chauffe séparément l’ustensile et le disque de façon a éviter la formation de points chauds jusqu’à ce que 35 la température de l’ustensile se situe entre 427 et 12 649°C et que la température du disque se situe entre 260 et 399°C, on localise le disque chauffé avec sa surface nettoyée au-dessus de la surface nettoyée de l'ustensile et directement en contact avec celle-ci, 5 puis on lie directement ces surfaces l'une à l'autre * en appliquant une pression sur le disque et l'ustensile chauffés·

7# Procédé suivant la revendication 6, caractérisé en ce que l'étape de chauffage de l'us-10 . tensile consiste à appliquer uniquement de la chaleur sur la paroi de base de cet ustensile·

8* Procédé suivant la revendication 6, ce procédé comprenant l'étape consistant à acheminer mécaniquement les disques en aluminium à un poste dans 15 lequel ils sont chauffés, caractérisé en ce que l'étape de localisation consiste à laisser tomber le disque chauffé vers|le bas sur la paroi de base chauffée de l'ustensile,_

9· Procédé suivant la revendication 6, 20 caractérisé en ce que l'étape de chauffage consiste à chauffer la paroi de base de 1*ustensile à une température d'environ 593°C, puis chauffer le disque à une température d'environ 316 à 371 °C en utilisant des . dispositifs séparés de.chauffage par induction pour 25 le disque et l'ustensile.

10, Procédé suivant la revendication 6, caractérisé en ce qu'on fait tourner l'ustensile pendant qu'il est chauffé*

11, Procédé suivant la revendication 6, - 30 caractérisé en ce que la liaison est obtenue par une simple application de pression pendant moins de 2 secondes·

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12, Procédé suivant la revendication 6, dans lequel le disque est en aluminium, caractérisé 35 en ce que l'étape d'application d'une pression a pour f Λ /î ijfj Ifl wi, Bil/ 13 effet de chasser 11aluminium dans les dentelures formées dans 1*acier inoxydable,

13, Procédé suivant l’une quelconque des * revendications 6 à 12, caractérisé en ce qu’on élève 5 la température du disque jusqu’à environ 427°C en supportant le disque sur l’ustensile avant l’étape de liaison, H. Procédé suivant l’une quelconque des revendications 6 à 11, caractérisé en ce qu’il com-10 prend les étapes qui consistent à : (a) soumettre l’acier à une morsure avant la mise à forme de l’ustensile afin de pratiquer des découpes de manière réglable aux limites des grains, (b) supporter le disque réalisé en alumi- J 15 nium sur l’ustensile en acier dans une presse, les surfaces précitées étant en contact direct et à une température de 371-510°C, tout en appliquant un impact au moyen d’un outil mobile entrant en contact avec l’aluminium et chassant la surface d’aluminium 20 dans les découpes formées aux limites des grains, ' Dessins :_________.JL... planches ______^....pages dont.........4-.....page de 9£Γ^Θ * ......pages de description .........3... pages de revendication .......abrégé descriptif Luxembourg, le 2 9 JUIL 1983 Le mandataire : Me Alain RuK'avina fL·?) t r