Brevet FR2027745A1 — publié le 19701002

La présente invention êe rapporte à un procédé pour ajuster un interrupteur thermostatique comportant un élément "bimétallique à action brusque qui, par l'intermédiaire d'un élément de transmission, est en liaison avec un système de contacts. 5 L'invention concerne notamment l'ajustage d'interrupteurs thermostatiques utilisés comme régulateurs de température, comme limiteurs de température ou comme apparêils de sécurité thermiques qui comportent en tant qu'élément thermosensible un élément "bimétallique à action brusque. On utilise généralement 10 à cette fin des plaquettes bimétalliques ayant une bordure circulaire ou qui sont ondulées sur une partie de leur largeur et qui présentent une action brusque quand la valeur de leur courbure ou leur ondulation dépasse une certaine limite. Si l'on désigne par h. une mesure de la courbure ou de 15 l'ondulation d'un élément bimétallique à action brusque sous une température I, l'équation h. = f (T) permet de tracer la courbe caractéristique de fonctionnement de cet élément. L'action brusque est fondée sur le fait que dans un certain domaine de température* la courbe de fonctionnement présente une partie 20 descendante, c'est-à-dire que le quotient différentiel dh est . ... dT négatif. L'avantage d'un élément bimétallique à action brusque réside en ce que l'élément thermosensible et le mécanisme de commutation peuvent être confondus en une seule pièce ce qui 25 rend plus simple et plus économique la construction de l'interrupteur thermostatique. De tels interrupteurs peuvent opérer avec des températures de commutation fixes qui sont déterminées par les deux extrema de la courbe caractéristique. Il est également possible de régler les températures de 30 commutation en limitant la flexion du bilame par des butées utilisant ainsi la partie descendante de la courbe caractéristique. On connait essentiellement deux formes d'exécution d'interrupteurs thermostat!ques utilisant des éléments 35 bimétalliques à action brusque. Dans la première, l'élément bimétallique est parcouru par le courant et la chaleur qui en résulte par effet Joule détermine la commutation, tandis que dans la seconde, l'élément bimétallique n'est pas parcouru par le courant ou n'est parcouru en dérivation que par un courant 70 00049 2 2027745 négligeable et agit sur un système de contacts séparé. L'invention se rapporte, principalement, aux interrupteurs de la seconde espèce. Ces interrupteurs thermostatiques se composent, généralement 5 d'un élément isolant sur lequel sont montés le système de contacts et les conducteurs d'arrivée d'un boîtier,servant à loger l'élément bimétallique et qui est relié à l'élément isolant, d'un élément bimétallique et d'un élément de transmission entre ce dernier et le système de contacts. Pour assurer un 10 bon fonctionnement du système de contacts (par exemple, pour éviter une " commutation traînante ") celui-ci doit être ajusté avec précision du fait que l'espacement entre les contacts, très petit, est de l'ordre de 0,1 mm. Dans les interrupteurs thermostatiques connus, cet ajustage 15 s'effectue soit en utilisant des éléments de transmission de différentes longueurs, étroitement échelonnées, soit en pliant le support des contacts ou des lamelles de contact soit, encore, en agissant sur une vis faisant fonction de contre-contact. Le brevet Allemand ÏP 819»706 décrit un dispositif de 20 commutation dans lequel une calotte bimétallique est logée dans les fentes d'une colonne. L'ajustage de l'élément de transmission est réalisé à l'aide d'une vis de réglage. Le brevet Anglais ÏT° 304.724 décrit un interrupteur thermostatique dont le boîtier présente des ouvertures afin 25 d'exposer le bilame directement à la température à mesurer. Dans celui-ci. aussi un filetage est prévu pour l'ajustage. Les procédés d'ajustage connus présentent des inconvénients considérables» Certains exigent, en raison de l'étroitesse des tolérances de fabrication, la tenue d'un stock important de 30 pièces, tandis que d'autres, notamment lorsqu'il s'agit d'interrupteurs thermostatiques de très petites dimensions, n'ont pas la précision exigée. Selon l'invention, on ajuste un interrupteur thermostatique comportant des pièces déformables tel que le boîtier de 35 l'interrupteur portant, d'une part, le système de contacts et, d'autre part, l'élément bimétallique en modifiant l'espacement des contacts par une déformation mécanique des dites.pièces, de préférence, par écrasement. - Le procédé Selon 1'invention offre l'avantage que l'interrup 70 00049 3 2027745 teur thermique peut être fabriqué sans avoir à respecter des tolérances extrêmement étroites puis peut ensuite être ajusté avec précision de manière simple et rapide en déformant,après avoir effectué le montage de l'interrupteur,1e boîtier jusqu'à 5 ce que l'espacement entre les contacts ait la valeur voulue ce qui peut être contrôlé d'une manière connue quelconque, par exemple par voie optique. L'un des grands-avantages de ce procédé réside en ce.que l'on évite tout déréglage accidentel par des opérations ultérieures. En outre, les divers composants 10 de l'interrupteur thermostatique peuvent être fabriqués avec des tolérances beaucoup plus larges qu'auparavant. Cette déformation mécanique est effectuée, .de préférence, à des emplacements du boîtier qui présentent des découpes ou des modifications de section. . _• 15 Cette déformation.mécanique; est" avantageusement produite dans des barrettes latérales s'étendant parallèlement à la droite joignant les contacts. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront de la description qui va suivre, donnée uniquement 20 à titre d'exemple nullement limitatif, en référence au dessin annexé, dans lequel : La figure 1 est une vue en.coupe suivant la ligne I-I de la figure 2 à travers une plaquette bimétallique bombée connue ; - La figure 2 est une vue en plan de la plaquette de la 25 figure 1 ; La figure 3 est une coupe suivant la ligne III-III de la figure 4- et montre un ruban bimétallique dont une partie de la largeur est ondulée ; La figure 4 est une vue en plan du ruban bimétallique de la 30 : figure 3 ; . . La figure 5 est une vue en coupe d'un interrupteur thermostatique comportant un bilame à action brusque ; La figure 6 est un diagramme montrant la courbe caractéristique de fonctionnement d'un élément bimétallique 35 libre $ La figure 7 est un diagramme analogue montrant les courbes caractéristiques de fonctionnement de .l'élément bimétallique après qu'il a été incorporé dans un interrupteur thermo statique La figure 8 est une coupe suivant la ligne VIII-VIII de la 70 00049 4 2027745 figure 9 à travers un interrupteur thermostatique particulièrement bien adapté au procédé de l'invention ; La figure 9 est une vue latérale de cet interrupteur. En se référant aux figures 1 et 2, on voit une plaquette 5 bimétallique bombée ayant une bordure circulaire. La courbure h. de cette plaquette a été calculée pour une température T déterminée et la courbe de fonctionnement de la plaquette, qui est représentée par exemple sur la figure 6, est donnée par l'équation suivante : h. = f (ï) . Lg ruban bimétallique représenté 10 sur les figures 3 et 4 comporte deux bandes extérieures ondulées 1 et une bande intérieure non ondulée 2„ La figure 5 montre la construction d'un interrupteur thermostatique à élément bimétallique à action brusque. L'élément isolant 3 est relié au boîtier 4. Deux conducteurs de courant 5j 15 6 traversent l'élément isolant, le conducteur 5 portant le premier grain de contact 7, tandis que le conducteur 6 est relié à une lamelle élastique 8 qui porte le second grain de contact 9« Le bilame 10 agit sur la lamelle 8 par l'intermédiaire d'un élément de transmission isolant 11. Pour assurer le bon 20 fonctionnement de l'interrupteur thermostatique, l'espacement entre le bilame et le système de contacts doit être maintenu entre d'étroites limites. La figure 6 montre la courbe de fonctionnement du bilame à l'état libre, tandis que la figure 7 montre les courbes de 25 fonctionnement de celui-ci quand il est incorporé dans un interrupteur thermostatique, les différentes courbes correspondant à différentes positions du bilame par rapport au système de contacts. En se référant à la figure 7, on voit une courbe en tirets 30 12 que l'on obtient .quand la.position relative entre le bilame et le système de contacts est réglée sur la valeur 13 selon la figure 6. Un tel interrupteur thermostatique ne serait pas satisfaisant car l'espacement entre les contacts est trop petit pour garantir la tension d'amorçage minimale entre les contacts 35 ouverts exigée par les prescriptions en vigueur, par exemple de 500 volts. Un interrupteur thermostatique selon la courbe en traits continus 14 de la figure 7,que l'on obtient lorsque la position relative entre le bilame et le système de contacts correspond à 70 00049 5 2027745 la position 15 de la figure'6., ne serait également pas satisfaisant. En effet, si la tension d'amorçage prescrite est bien obtenue lorsque les contacts sont ouverts, la commutation de l'interrupteur est trop lente, avec tous les inconvénients 5 qui en découlent, tels que parasites et usure prématurée des grains. La courbe caractéristique en traits mixtes 16 de la figure 7 est celle du bilame d'un interrupteur thermostatique satisfaisant. Elle correspond à la position 17 de la figure 6. 10 En effet, d'une part, l'espacement entre les contacts ouverts est assez grand et, d'autre part, l'action de l'interrupteur est brusque. Toutes les positions comprises entre 18 et .19 satisfont à ces conditions. L'espacement entre les positions 18 et 19 est de l'ordre de 0,1 mm et est même sensiblement plus petit 15 lorsqu'il s'agit d'interrupteurs thermostatiques de petites dimensions. Il ressort de ce qui précède qu'une relation correcte de l'espacement des contacts par rapport aux mouvements du bilame est indispensable pour assurer un fonctionnement impeccable de l'interrupteur thermostatique. 20 Selon le procédé d'ajustage exposé ci-dessus, on préparait des éléments de transmission 11 (figure 5) de différentes longueurs étroitement échelonnés, on mesurait la hauteur de la courbure de chaque bilame séparé ainsi que la dimension correspondante du système de contacts et l'on choisissait 25 l'élément de transmission ayant la longueur convenable, ou bien on effectuait l'ajustage par pliage du support 20 (figure 5) du grain de contact 7 ou de la lamelle de contact 8. Selon l'invention, cet ajustage s'effectue par déformation du boîtier 4. Cette déformation peut, par exemple, être réalisée 30 en exerçant sur les parois latérales du boîtier une pression orientée dans la direction des flèches 21, 22 ou en l'écrasant au moyen d'un outil approprié. Dans le premier cas, l'espacement entre les grains de contact 7 et 9 est diminué, dans le second cas, il est augmenté. 35 Les figures 8 et 9 montrent un interrupteur thermostatique particulièrement bien adapté au procédé de l'invention- L'élément isolant 23 porte des conducteurs d'arrivée 24, 25 et le contact fixe 26. La lamelle élastique 27 porte le contact 28 et est reliée à l'élément isolant 23 et au conducteur 25 au moyen d'un 70 00049 6 2027745 rivet 29. L'élément isolant 23 est relié, de son côté, au boîtier 30 dans lequel est logé l'élément bimétallique à action brusque 31. Dans le mode de réalisation représenté, cet élément est une plaquette bimétallique cambrée analogue à celle des figures 1 et 5 2. La plaquette 31 agit, par l'intermédiaire de l'élément de transmission 32, sur la lamelle de contact 27. Le boîtier 30 présente des découpes 33 de sorte que l'espacement entre les contacts 26 et 28 peut être modifié après l'assemblage en déformant le boîtier dans la région des barrettes 34. Cette 10 déformation permet, suivant le besoin, d'augmenter ou de diminuer la cote 35 et, partant, l'espacement des contacts. 70 00049 7 2027745 EEVENDICATIOUS 1 - Procédé pour ajuster un interruptéur thermo statique comportant, en tant qu'élément thermosensible, un élément bimétallique à action brusque qui, par l'intermédiaire d'un élément de transmission, est en liaison avec un système de 5 contacts, caractérisé en ce qu'en présence d'un interrupteur comportant des pièces déformables portant, d'une part, le système de contacts et, d'autre part, l'élément bimétallique, on règle l'espacement des contacts par déformation mécaniquë de ces pièces et, notamment, du boîtier de celui-ci, de préférence par 10 écrasement ; 2 - Procédé selon la revendication 1 dans lequel on produit la déformation mécanique à des emplacements, en particulier du boîtier de l'interrupteur, qui présentent des découpes ou des modifications de section. 15 3 - Procédé selon la revendication 1 dans lequel on produit la déformation mécanique dans des bajrrettes latérales du boîtier s'étendant parallèlement à la droite joignant les contacts.