Brevet FR2040291A1 — publié le 19710122

i 2040291 La présente invention est relative aux éléments therwostati- ques ou autres à déclenchement brusque (appelés également à action brusque ou à franchissement de point mort ). L'invention a notamment pour buts de réaliser s 5 - des éléments thernioatatiques à déclenchement brusque possé dant des caractéristiques améliorées notaiEaent des éléments présentant un plue large intervalle de valeurs de eelibrage possibles «t qui conservent Iqus» esslite'ag© penSasit" une âurée plus longue ; - un élément therïssststigue â cîée 1 ©nehaneràt. brusque qui pré-20 «ente-m pluie faible eheaîRszssnt avaafc 1© déelemchement, c'est-à- dire dans lequel il se produit un plus faible mouvement de 1'élèvent avant que ce deraîer n'attsigam la température critique à laquelle l'élément déclenche c2est«=à-dire passe rapidement et brusquement d'une première configuration à «ne deuxième, et Inverse -15 ment ; - un élément thermostatIqu® à déclenchement brusque construit de telle façon que lorsqu'il est fabriqué par des techniques moéer-aes de fabrication ®n série , un plus grand pourcentage de la production soit utilisable s 20 -usa élëmeist thersîââtatîgue à $2é©l@nshe®eht brusque qui dé développe une plus grande fore® eu passant d'une configuration à une- autre L ' invention a dens pour ©fejets % -un élêm&ut fehes®oplasfei§a® gui offre les avantages énoncés 25 ci~âeesus % - et enfin sem applications s ©a particulier dans des interrupteurs électriques . Las caraetéristiques d© ©@s objets de 15Invention et d8autres 20 avantages apparaîtront au. ©ours ôs la âsscription qui va suivre . Au dessin annexé, donné uniesueaont à tâtre d'exemple : la Fig.l est une vue ©à psrspeeti"^© d8un élément thermostatique représenté avant son for-nags suivant'l'invention ; la Fig.2 représente le s&;® éléiaost après avoir été. formé 35 eonforméraent â 18invention et qui montre également les moyens' qui sont utilisés pour le formage s et - la ïï'ig.3 est une vue ©n élévation de coté, en partie en coupe d'un interrupteur réalisé eonf©Kaé®ent à l'invention . Sur ees dessins relatifs à un oxesapl© d8 exécution de l'in-40 mention les essgîss références désignent des éléments correspondants BAD ORIGINAL, 70 15240 2040291 b*$v doutas Isa sIj®© éis^ssilons de certes iaas p£èe*a oek été HocM,fié Sur 1« Pig.l-» la référence 10 désigne un élément thermoata-tique de slépart -,qtii préf-^Zàtc 1& forme d'une bande allongée ayant ? à usa première oxt?ê«# té «ne warti® de fixation. 12 d© forme géné-raie resteengulalre persé© 5.'un trot? 13 et , à i'extrémité opposé#», une partie -14 destine à recevoir (Fig.3)un.'.j*|etW soatact électrique fixé par un procédé classique, par exemple par soulage» L'élément 10 représenta c«ut avoir normalement me Ismg&gtwp de lï- l'orâre fi® 14,3 a» et use largeur «ê 4,4 an .G«t éléaesat peut être forœé, par exemple «a*a.me matière bi-métmlliqw« comprenant une eeuche de métal à «©efficient de dilatation thermique relativement élevé sur s® fae® inférieur*.- (Pig.3) et une couche de «étal à saeffielest de dilataticx thermique plus faible sur sa faae suptf- » 1' rie®*® » En. raison d® la "mince®» de l'élément 10, le* deux couoh** e® sent pas raprésezàt&as sot le dessin .Pour donner un Hfrlannli» ssat .ferusQ^e on forais sur 3 8£î„é®sœat '10 une partie laMCTée, ef«mt--&-&I.FS feesfBë® le haut cas*® représenté à la Wàg.Je pou» m> , swre? un passage brusque de l'une à l'autre des conflgus°etiaflNi 1 2€v r«pré®entée® raspectlv«Be&t ®a traits continus et en traits in-terrompus s^r cette Figo3» La référence 3.0' 'désign® 1*élément conformé en-vu® d'un dé-elsachemehfe ou «setics* - Croque l'élément «st froid ,11 @st êaïae .la position srepréff^ntéc en traits continus Lorsqu'on 2r- lé chauffe à une • teœpérattt?® erifeiqwe prédéterminée, la dilatation de la couelie infériez?» plu» forte'que celle de la couche supérieure, fait paa Ïi'élér3»t 10' peut être -Bonté en porte-à-faux sur un support t®l ©ue 1@ aoeïe 25 isolant de l'électricité par des moyens de fisafcioa. classiques, 'cela "qu* urm vis 16 qui est vissée à travers le trou '13 dans le sosie 15 .le plot mobile 17 de contact est mon-35 té sus» la partie 14 de l'é&ésent" 10'-, est adapté pour s'appuyer sur un plot de contact fixe 1-8 monté sur le socle" 15 et pour s'en écarter coasse on l'a indiqué par les positions représentées en traits continus' et es traits interrompus sur la Pig,3 et, par conséquent lorsque les bornes ( non représentées) «ont connectée» 40 • au plot de contact fixe- 18 ©t à la partie 12 de 1 ^éâiÉlifit 10', ce BAD OBI6^H^= 70 15240 3 2040291 plot mobile de contact commande l'ouverture et la fermeture d'un circuit électrique .11 convient de remarquer que l'on peut utiliser d'autres types de matières en feuille sensibles à la chaleur , ainsi que d'autres structures multi-métalliques de même qu'on peut donner 5 une forme différente à l'élément 10 de départ . L'un des problèmes qui sont liés aux éléments thermo-sensibles de la technique antérieure du type décrit et qui ont un effet de déclenchement brusque consiste en ce que, avant le déclenchement et lorsqu'on s'approche de la température critique, les éléments 10 commencent à fléchir ou cheminer progressivement . C'est-à-dire que lorsque la température croît la partie libre 14 de la bande 10 tend à s'élever comme représenté sur la Fig.3 avant que la température critique de déclenchement ne soit atteinte . Il est évident que ceci constitue une caractéristique indésirable puisqu'elle rend 15 plus difficile l'obtention d'un calibrage précis .En outre, l'ouverture d'un circuit équipé d'un tel élément est plus lente et moins franche, ce qui favorise la formation d'ares préjudiciables à la longévité et au calibrage du dispositif . En d'autres termes , bien que les éléments de la technique antérieure passent brusque-20 ment d'une position à l'autre, il se produit fréquemment, avec un tel élément connu, que le circuit s'ouvre par cheminement de l'élément avant que cet élément atteigne la température critique de déclenchement .11 n'est donc pas possible de prévoir avec précision l'instant d'ouverture du circùit . 25 Un autre problème que présentent les éléments à action brusque de la technique antérieure consiste en ce que la valeur du cheminement varie fortement d'un élément à l'autre .11 est donc nécessaire de choisir soigneusement les éléments pour chaque application et de les essayer pour vérifier si la valeur du fléchissement 30 n'est pas excessive pour l'application envisagée .11 en résulte la nécessité de mettre au rebut un grand nombre d'éléments parce que le fléchissement de cheminement est excessif. Il a déjà été proposé diverses solutions pour éliminer les inconvénients de la technique antérieure,par exemple comme dans 35 le brevet des Etats Unis d'Amérique N° 3 431 527 . Dans ce brevet, une languette est partiellement découpée dans la bande de matière thermostatique , et cette languette est soumise à une pression qui applique un plot mobile de contact monté sur cette languette sur un plot de contact fixe monté sur un socle . Ceci tend à éliminer 40 le cheminement avant le déclenchement % toutefois, cette cons- 70 15240 k 2040291 truction exige des pièces supplémentaires et rend l'interrupteur qui comporte cet élément thermostatique plus encombrant par ailleurs son assemblage nécessite un supplément de main-d'oeuvre pour exécuter l'ajustement de la force à appliquer à la lahguette . 5 Suivant l'invention, l'effet de cheminement est fortement ré duit sans qu'il soit nécessaire d'utiliser aucune pièce additionnelle .Un mode préféré de fabrication des éléments suivant l'invention sera décrit dans la suite plus particulièrement avec référence à la Pig.2 .On utilise pour la mise en forme de la partie 10 bombée de la bande une matrice de formage 20 et un poinçon de formage 22. La matrice présente plusieurs cavités se coupant, telles que les perçages 24,26,28. Les intersections de ces perçages sont représentées en 25a.,25b, 2Ja et 27 b . La matrice 20 et le poinçon 22 sont mobiles l'un par rapport à l'autre , paè exemple sous 15 l'action d'une tige de piston 23 fixée au poinçon 22. La surface inférieure commune de ee poinçon et la surface supérieure convexe de la matrice 20 ont le même profil, sauf en ce qui concerne les cavités prévues dans la matrice 29 • Ces surfaces sont essentiellement définies Par deux rayons de courbure, l'un donnant une cour-20 bure suivant la longueur de la matrice et du poinçon (arcs 30 et 31 de la matrice 20 et du poinçon 22 respectivement) et le deuxième définissant une courbure suivant la largeur de la matrice et du poinçon ( arcs 32 et 33 de la matrice 20 et du poinçon 22 respectivement ) . 25 Pour transformer la bande 10 de départ en un élément à dé clenchement brusque, on place cette bande 10 entre le poinçon 22 et la matrice 20, on fait descendre le poinçon 22 comme indiqué par la flèche sur la Pig.2 pour obliger la bande à épouser la forme des surfaces complémentaires de la matrice et du poinçon .Toute-30 fois, en raison de la présence des cavités formées dans la matrice 20. les pointes qui correspondent aux intersections des cavités 25^, 25b et 27a,27b sont embouties dans la partie bombée de Ta bande 25a' ,25b', 27a',27b' respectivement .La pointe 25a' «st reliée à la pointe 27a' par une arête arquée 34-tandis que 35 la pointe 25b' est reliée à la pointe 27b' par une arête arquée analogue 35. Des arcs plus courts 36 à.39 inclus partent de ces pointes dans les directions qui s'éloignent des arcs 34 et 35.Si on le prolongeait, l'arc 36 se raccorderait à l'arc 37 , de même que l'arc 38 se raccorderait à l'arc 39. Etant donné que la bande 10 est plate avant sa saise en forme, la force exercée par le poin 70 15240 s 2040291 çon 22 est plus efficace le long de l'axe transversal 4, de sorte que les arêtes sellent la pointe 25b5 h la pointe 27b' et la pointe 25a8 à la pointe 27a5 mais qusellesne relient pas la point® 25a1 à la pointe 25bs et la pointe 27a' à la pointe 27b1 . Les 5 arêtes réunissent donc des pointes correspondantes dans les paires adjacentes . Les pointes sont disposées par pairesa les âeux pointes de chaque paire étant de préférence. équidistantas d© -l'axe longitu-tudinal 2 et les deux paires étant ëquidlstsntes d'un axe tr-ans-10 versai 4 abois! .La position die I * as® 4 fixe 1® centre effectif - de îaouvaaent brusque de l'élussent.JLO' sur-l'as© longitudinal 2 . ainsi qu'on peut le voir su? la. Fig.3» Il est évident que l'on peut prévoir éventuellement plus û® deux paires de pointes .Bien que, dans certains cas a on puisse utiliser un® paire-de pointes 15 pour obtenir les buts visés par l'invention s il est nécessaire d'utiliser plusieurs déformations ou esboutis „BiQn que, dans la description ,les emboutis seient formés dans l'élément par la mê®e opération que le for-sage de la asone bombée, il est évident que lfoa pourrait utiliser éventuellement une opération de formage 20 séparée pour donner naissance aux; eaboutis .En outre, on reste dans le dofflaine de l'invention en prévoyant un plus grand nombre de cavités et en utilisant des formes différentes de la forme circulaire , bien qu"!! soit préférable û8adopter des courbes largement arrondies . 25 Les éléments à éi§©l@n©he33ent brusque réalisés suivant l'in tention possèdent de noœbreus avantages % entre autres, ils ont tan fcaetionnement plias sur et plus prévisible ©t une longévité plus grand© % ils sont plus faeîles à calibrer et leur taux d'é-lacticité est coaisidépableaerat acalioré, l'amélioration pouvant 30 atteindre 95 % dans certains cas » Il est évident que les éléments à déclenchement brusque sont destinés à déclencher à une.température choisie, par exemple 121°C, toutefois, il existe nécessairement une certaine différence entre les températures auquel l3éléiB@nt déclenche entre un déclenchement "35 et le suivant . Cette variation est habituellement de l'ordre de il à 13°C pour les éléments qui ne-comportent- pas d'emboutis ; par oontre2 on a constaté que les. éléments réalisés conformément à 18invention ont un intervalle de température-réduit à peu près de moitié c'est-à-dire, d"'environ l'cG „Sn outrea chaque élément 40 oonserve son intervalle particulier pendant plus longtemps,c'est- BAD ORIGINAL 70 15240 6 2040291 £ê&à*!b55 ya plwu gtaiici aoffla^e *23 cycles »;e qui lui ûonne m$ &ip€® v£-11g giipérisw^e à ealle 023 éléments do la teéhaique asLt&fioîrtf© bu»?® iivaafc«jiô sonsis^e en ce -gu© les éléasnts qui ©cœportent Û&S- emboutis " sont plus fsgiles à cslitorsp . ïïu procédé î v€; sue** \m® wressioi» à est a1- e^psïîi d'unè fco^fea «3® calibrage. :mr 1 *iKt.«?r*dia12?e du ^1©*; df=- contact * Pour ©fetessi» le •3slites,ag« «is.l.réj ors. délace «;o^-he d'us® eerfcslKa dtstane-â. à l'absous» d'emboutis., easts *lï*s«*ee est très écart© «t cri -lC ^losie ,, e« «ani rend difficile l'^tç-a^ion d'un e»ltte2,sg«i précis' , Par «onfcre-* pour cbteïîi? le pMr?t de calibrage d* la tampé^s--Syre bw» tin élée^nt résilié""- «^fr'^rwast à l1 lureufelcsL* l'opéra» teur déplace la touche 6 'toi® 4latans® aviron deux fois-plus grande. Ceci «onne à un opéra te\u* ®gse sioiias qualifié la possibilité de u ©alibrer un élément avers i.me plu» yasde précision et en «oins de ligjsps que s'il s'agissait'd'un élésent de la technique antérieur® p-aisçpie le distance de âêplaeeofssO do la touchs par uaitâ -êtf dis» •fcaass- est soins criti^ic- ,- • ' ' . L'inreation apporte encore im Oïstre -avantage g en c© sans que, g.;, ëtiïsït donné que les eslîouvis tsendeat à empêcher le déclenchement byjsque pendant plus longtes^s avant que les fwoes accumulées dans l'élisant aves ê& 13 température provoquent fi- s*ïSl 2;- pourrait StE>© utilisé© par zms&l.® pour transmettre un mouvement, par 19inter iaédiais3® dfun os^kô dè transmission de l'élément à dé-olgszahsseitè brusejn® à œ «ntre élément pour provoquer la mise sous tension ou hors tension d'un circuit qui pourrait alors itre isolé tlw i'éléser/û à déelerskemeteds brusque , 30 II rés?îlfce de c® «pi précède que les divers buts visés par lsinvention mont atteirfca ®fc eue l'on obtient également divers ai?ts°ss aîrasî'feages s Bad Original 70 15240 ? 2040291 REVENDICATIONS 1-Elément thermostatique à déclenchement brusque caractérisé en ce qu'il conàiste en une bande thermostatique qui présente une partie à surface bombée responsable du déclenchement de l'élé-5 ment et plusieurs déformations, formées dans cette bande , qui améliorent les caractéristiques de déclenchement brusque de l'élément et réduisent le cheminement ou mouvement progressif qui précède ce déclenchement brusque . 2-Elément suivant la revendication 1, caractérisé en ce que 10 la bande est constituée par un élément bi-métallique de forme allongée. 3-Elément suivant la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte un axe longitudinal et que les déformations sont réparties en une ou plusieurs paires, les deux déformations d'une même 15 paire étant placées de part et d'autre de l'axe longitudinal et à même distance de cet axe . 4-Elément suivant la revendication 1, caractérisé en ce que chaque paire de déformations comporte deux pointes 5-Elément suivant la revendication k, caractérisé en ce que 20 les pointes correspondantes des paires de pointes adjacentes sont reliées par une arête . 6-Elément suivant la revendication 5, caractérisé en ce que le degré de déformation est plus grand dans les pointes que sur les arêtes . 25 7-Elément suivant la revendication 5* caractérisé en ce que les arêtes sont curvilignes . 8-Procédé de fabricatioh d'un élément thermostatique à déclenchement brusque suivant l'une quelconque des revendications 1 à 7 ,caractérisé en ce qu'on part d'une feuille de matière 30 . multi-métallique, on forme un bombé dans cette feuille et on forme plusieurs déformations dans la bande . 9-Procédé suivant la revendication 8, caractérisé en ce qu'on forme simultanément la surface bombée et les déformations. 10-Procédé suivant la revendication 8, caractérisé en ce 35 que les déformations sont formées par paires le long d'un axe de la feuille 11-Interrupteur électrique comportant application de l'élément suivant 1'une quelconque des revendications 1 à 7,caractérisé en ce qu'il comprend xm socle en matière isolante de l'élec-40 tricité , un élément bl-métallique sensible à la chaleur présen 70 15240 8 2040291 tant deux extrémités , et qui comporte une partie bombée qui le fait déclencher, c'est-à-dire passer d'une première configuration à une configuration opposée à une température critique, un plot de contact mobile monté sur une extrémité de l'élément , un plot 5 de contact fixe monté sur le socle , l'élément étant monté en porte-à-faux sur le socle de façon que le plot mobile de contact s'applique sur le plot fixe de contact ou s'en sépare au moment du déclenchement de l'élément , et des paires de déformations formées dans l'élément, les deux déformations d'une même paire 10 étant situées de part et d'autre d'un axe de l'élément et à égale distance de cet axe . 12-Appareil pour la fabrication de l'élément à action brusque suivant l'une quelconque des revendications là 7 , en partant d'.une bande de matière à plusieurs couches , cet appareil étant 15 caractérisé en ce qu'il comprend un premier organe qui possède une surface de forme générale convexe présentant une première courbure suivant un premier axe et une deuxième courbure, différente de la première, suivant un deuxième axe perpendiculaire au premier axe, un deuxième organe présentant une surface de forme générale 20 concave qui possède une première courbure suivant un premier axe et une deuxième courbure, différente de la première, suivant un deuxième axe perpendiculaire* au premier, la première et la deuxième courbures du premier et du deuxième organes étant à peu près identiques chacune à chacune, une série de cavités ménagées dans l'un 25 dés organes et se coupant au niveau de ladite surface de cet organe et des moyens qui engendrent un mouvement relatif de rapprochement ou d'écartement entre le premier et le deuxième organe . 13-Appareil suivant la revendication 12, caractérisé en ce que lesdites cavités sont des perçages circulaires à axes paral- 30 lèles .