Brevet FR2130287A1 — publié le 19721103

L'invention concerne des régulateurs électriques de température, notamment pour appareils de chauffage, qui présentent un balancier à point mort muni d'un ressort de traction à boudin. On connaît déåà des régulateurs comportant des interrupteurs de ce genres Ainsi, dans un interrupteur de streté pour appareils chauffés électriquement tels que les bouilloires, les fers à repasser etc.., une plaque de contact disposée de maniere à pouvoir pivoter est reliée à un levier à genouillère commandé par un bilame. Le levier à genouillère actionne directement les contacts. Un bouton dlactionnement manoeuvrable manuellement amène le levier à genouillère à la position d'extension par l'intermédiaire d'une tringlerie, ce qui a pour effet de fermer les contacts. L'ouverture est assurée seulement par un bilame.Quand le bilame a atteint en étant chauffé un degré de déviation, il s'applique par son extrémité libre contre une vis de réglage, il pousse par l'intermédiaire de celle-ci sur le levier à genouillère et par suite, amène celui-ci à sa position angulaire ce qui a pour effet de séparer les contacts. Un inconvénient décisif de ce système est la nécessité de refermer l'interrupteur manuellement. Dans un autre régulateur de température destiné à des appareils électriques de chauffage, comportant un bilame et un balancier d'interrupteur qui porte le contact et est soumis à l'action d'un ressort de basculement, le balancier d'interrupteur, qui est actionné par le bilame par l'intermédiaire d'un balancier d'entraînement, est relié à ce balancier d'entraînement par un ressort de basculement. bur le balancier d'entraînement, la force antagoniste du ressort de basculement qui doit être surmontée par le bilame diminue lorsque le balancier se meut en partant de la position de fermeture et augmente lorsqu'il se meut en sens opposé-en partant de la position d1ouvertureo Par exemple, le bilame peut agir sur le balancier d'entraSnement par un organe intermédiaire et cet organe peut être disposé obliquement par rapport au bilame. Cette mesure, qui n'est pas absolument nécessaire et qui rend le système plus perfectionné techniquement mais de ce fait plus compliqué, a pour résultat que le régulateur de température est plus coûteux et plus suet aux perturbations. Les nombreux points d'appui sont très désavantageux pour un produit fabriqué en grande série, comme c'est souvent le cas dtun régulateur dans les appareils modernes. Un autre dispositif thermique de couplage comportant un bilame et un disjoncteur instantané contient également une articulation à genouiîlèreo Un point d'appui de l'articulation à genouillère est mobile radialement autour de l'autre point d'appui. Le déplacement du point d'appui du ressort de compression qui fait partie du levier à genouillère peut aussi être assuré de l'extérieur par des crans d'arrêt, au moyen de leviers. Au bilame est fixé un contact tandis que le contact complémentaire est disposé sur une barrette montée de manière à pouvoir tourner et constituant l'autre partie du levier à genouillère. L'ouverture du contact est limitée par l'étrier de retenue qui s 'engage derrière le bilame. Quand le bilame est chauffé, il pousse par son contact sur le contact complémentaire et donc sur la barrette tournante. Si, par une déviation supplémentaire du bilame, le levier à genouillère est poussé au-delà de son point mort, il saute et les contacts se séparent. Quand le bilame se refroidit, le levier à genouillère est forcé à se renverser par l'étrier de retenue et les contacts se ferment. Dans une autre construction connue et très similaire, le contact électrique servant à donner le signal est disposé sur la barrette tournante et le contact complémentaire sur un élément de régulateur réglable manuellement. Quand le bilame dévie, les contacts peuvent glisser l'un à côté de l'autre et sont fermés un peu avant que la température de travail ne soit atteintee Toutefois, ces régulateurs ont des dimensions trop grandes pour les appareils électriques modernes. En outre, l'utilisation d'un ressort de compression pour un levier à genouillère n'est pas une solution avantageuse. En outre, on connaît un interrupteur de sûreté pour chauffe-eau électrique dans lequel une lame de contact de l'in terrupteur s'appuie dans sa position de fermeture, contre l'action d'un ressort, sur un levier à genouillère qui peut dévier sous l'action d'un poussoir actionné par la course de la membrane. Sar-contre, au moyen d'une touche prévue sur une partie de la genouillère, il est possible d'amener celle-ci à la position d'extension et de fermer ainsi les contacts. Etant donné cette nécessité de refermer l'interrupteur à la main, celui-ci ne convient qulà des applications déterminées. Un autre régulateur de chauffage est formé de deux bilames fixés perpendiculairement l'un à l'autre sur une pièce de tôle montée de manière à pouvoir tourner et dont l'un, chauffé par un courant de commande, est bloqué à son extrémité non fixée à la pièce de tôle tandis que l'extrémité correspondante du deuxième bilame, influencé par une partie du courant de chauffage, est mobile librement et sert de point d1applica- tion à un ressort. L'autre point d'application de ce ressort est le milieu du bras de levier d'un disjoncteur instantané situé dans le circuit de chauffage.Si l'on veut mettre en circuit l'enroulement chauffant, on lui applique un courant de commande de sorte que l'un des bilames dévie, que l'extrémité libre de l'autre bilame pivote evec le ressort et que, par suite, le disjoncteur instantané saute lorsque la déviation du bilame atteint un certain degré et ferme le circuit de chauffage. Quand l'enroulement chauffant de l'autre bilame a chauffé celui-ci assez fortement pour qu'une déviation déterminée soit atteinte, le ressort a pivoté à nouveau en dépassant le point mort de l'interrupteur et le disjoncteur instantané ouvre le circuit de chauffage. Ce régulateur est très cofteux et convient plus spécialement à des installations complètes de chauffage, par exemple au chauffage de wagons de chemin de fer, de grands appareils etc... Enfin, on connais encore un régulateur de température à fonctionnement brusque pour appareils électriques de chauffage qui est actionné par un bilame et ferme par impulsion un circuit électrique à l'aide d'un organe de couplage soumis à l'action d'un aimant permanent, lorsque celui-ci attire son armature et ouvre le circuit lorsque l'armature n'est plus attirée, et qui fonctionne au moyen d'un balancier à point mort soumis à l'action d'un ressort de basculement.Ici, le balancier à point mort porte un contact glissant fixé à un ressort à lame et le balancier à point mort et le ressort de basculement sont appuyés de façon fixe chacun par une extrémité de telle sorte que la force antagoniste que doit surmonter le bilame diminue lorsque le balancier à point mort se meut contre l'action du ressort de basculement, de la position de fermeture à un point mort, le balancier étant maintenu dans la position de fermeture à la fois par le ressort de basculement et par l'aimant permanent. Après l'ouverture et lorsque l'organe thermosensible se refroidit, le balancier à point mort peut être rappelé par exemple par un ressort. Etant donné la disposition désavantageuse de l'organe thermosensible, du ressort et du balancier, il faut une grande déviation du bilame pour obtenir une action. l'invention a pour but d'éviter ces inconvénients. L'invention vise à fournir un régulateur électrique de température, notamment pour appareils de chauffage, qui effectue une commutation sûre par des moyens techniques sim plesO Selon l'invention, on résout ce problème par le fait qu'un régulateur électrique de température, notamment pour appareils de chauffage, est essentiellement formé d'un balancier, d'un ressort de traction et d'une paire de contacts, que le balancier porte le contact d'interrupteur et que des éléments de l'interrupteur, par exemple le point d'appui du balancier, le poussoir, le bras pivotant et le point d'ancrage du ressort de traction qui n'est pas situé sur le balancier, sont des composants individuels ou combinés aussi bien de l'interrupteur que du transmetteur de valeur de consigne et/ou de valeur instantanée0 Avantageusement, un point d'ancrage du ressort est situé aussi près que possible de l'extrémité mobile du balan cier. En outre, il est avantageux de disposer le point d'appui du balancier entre les points de fixation du ressort de traction. Dans ce principe fondamental de disposition,. il est possible aussi de faire en sorte que le point d'appui du balancier et le point d'ancrage du ressort de traction qui n'est pas situé sur le balancier puissent coulisser ou pivoter, sépa- rément ou conjointement, transversalement à leurs axes longitudinaux. La force d'actionnement agit dans ces modes d'exécution sur les points appui coulissants ou pivotants.En outre, il est possible que le point d'application de la force d'actionnement du ressort entre ses points d'ancrage, par exemple à la hauteur du point d'appui du balancier ou entre le point d'appui du balancier et le point d'ancrage du ressort de traction qui n'est pas situé sur le balancier, ne puisse pas coulisser et que la force de manoeuvre agisse sur l'extrémité libre du balancier, par exemple sur les butées du balancier qui peuvent coulisser dans la direction transversale de l'interrupteur. Chacune des variantes de ce principe fondamental peut parfaitement fonctionner. On donnera la préférence à l'une ou à l'autre, dans un cas déterminé, selon les différentes grandeurs qui jouent un rôle dans le choix d'un système de couplage. La solution selon l'invention permet d'obtenir une commande sûre et satisfaisante avec un petit nombre de pièces et des moyens réduits. Comme éléments fonctionnels, on a seulement besoin du ressort et du balancier. Cela entraîne non seulement une solution plus avantageuse économiquement mais encore une diminution des sources d'erreur et une plus grande sûreté dans la fabrication d'un appareil. Cela joue un rôle non négligeable en particulier dans les appareils électriques ménagers qui sont souvent fabriqués en grandes séries. Un autre avantage est que la constitution du point d'appui unique du système d'interrupteur, ainsi que l'appui du balancier, ont une importance secondaire pour le comportement de couplage. En outre, un avantage est que le point d'appui du balancier, le poussoir, le bras pivotant ainsi que le point d'ancrage du ressort de traction qui n'est pas situé sur le balancier puissent être, individuellement ou en combinaison, des composants de l'interrupteur aussi bien que du transmetteur de valeur de consigne et/ou de valeur instantanée. L'invention sera expliquée plus précisément à propos d'un exemple d'exécution représenté par les dessins sur lesquels t - la figure 1 montre le principe fondamental de ltin- terrupteur de régulateur selon l'invention ; - les figures 2 à 5 montrent des variantes de ce principe - la figure 6 montre le poussoir faisant partie du transmetteur de valeur de consigne et/ou de valeur instantanée ainsi que de l t interrupteur ; - la figure 7 montre une variante de la figure 4 ; - la figure 8 une variante de la figure 6 ; - la figure 9 une variante de la figure 4 ; - la figure 10 une variante de la figure 5 - la figure Il un mode d'exécution concret de la variante de la figure 2. Sur la figure 1, on a représenté le principe fondamental de l'interrupteur de régulateur selon l'invention. Il comprend un balancier 1 monté en un point d'appui 2 et un ressort de traction 3 qui est ancrés d'une part à un point d'ancrage 5 situé sur le balancier 1 et, d'autre part, à un point d'ancrage 4, situé par exemple sur un capot 6 ou un poussoir 7.Le mouvement du balancier I est limité par deux butées 8 et 9. Par l'action d'une force sur le balancier 1 ou sur le ressort de traction 3 dans la direction de commutation, on obtient pendant le pivotement un renversement brusque lorsque la ligne de jonction entre les points d'ancrage 4 et 5 du ressort de traction 3 ou entre le point d'ancrage 5 du ressort de traction 3 et le point d'application de force au ressort dépasse le point d'appui 2 du balancier 1. A ce moment, le ressort de traction 3 provoque un renversement dont le. mouvement est seulement arrêté par la butée 8.En particulier, lorsque le point d'appui 2 du balancier 1 a été dépassé par l'axe longitudinal du ressort de traction 3 entre les points d'ancrage 4 et 5, la force de réaction du ressort de traction 3 augmente constamment lors du mouvement, ce qui accélère la manoeuvre. La figure 2 montre une variante dans laquelle le point d'ancrage 4 du ressort de traction 3 peut coulisser sous l'action du poussoir 70 La direction de mouvement du point d'ancrage 4 du ressort de traction 3 est perpendiculaire ou approximativement perpendiculaire à l'axe longitudinal du ressort de traction 30 Dans ce mode d'exécution, la force agit sur le point d'ancrage 4 ou sur le point d'appui mobile de celui-ci, dans la direction de mouvement. La figure 3 montre un mode d'exécution analogue à la figure 2. Dans cette variante, le point d'ancrage 4 du ressort de traction 3 est, par exemple, fixé au capot 6 et par contre, le point d'appui 2 du balancier 1 peut coulisser. Ici, ce qu'on a dit pour le point d'ancrage 4 dans la description de la description de la figure 2 est valable pour le point d'appui 2. La figure 4 représente une combinaison des figures 2 et 3. Dans ce mode d'exécution, le point d'appui 2 et le point d'ancrage 4 peuvent coulisser. Le coulissement des deux points peut s'effectuer parallèlement, comme par exemple sur le dessin. Egalement en ce qui concerne l'action de la force sur les points 2 et 4, il y a différentes possibilités. Par exemple, une force de même direction et de même grandeur peut agir sur les deux points. Dans cette solution, avant la commutation, une grande course doit être parcourue par les points 2 et 4. Il serait naturel que le point d'appui 2 coulisse plus rapidement, dans la même direction, que le point d'ancrage 4. On obtient une commutation plus rapide quand les sens-de mou vement des deux points 2 et 4 sont opposés. Le mouvement du se point d'ancrage du ressort 5/fait dans la direction de commutation. la figure 5 montre une autre variante dans laquelle le point d'application de la force est situé à l'extrémité librement mobile du balancier 1. Il est sans importance que la transmission de force de l'organe thermosensible au balancier 1 s'effectue d'une manière ou d'une autre. Sur la figure 6, le point d'appui 2 du balancier 1 est par exemple disposé de façon fixe. Le point d'ancrage 4 du ressort de traction 3 se trouve sur le poussoir 7 et constitue en meme temps le point ancrage du ressort de rappel 71 qui est nécessaire parce qu'il s'agit ici d'une transmission assistée du transmetteur de valeur de consigne et/ou de valeur instantanée. Le ressort 3 constitue ici-le ressort de commutation et le ressort 11 est nécessaire pour remettre le système en positiono La figure 7 montre une variante de la figure-4.Il s'agit du même principe de fonctionnement que l'on a décrit à propos de la figure 4, si ce n'est que le point d'appui 2 et le point d'ancrage 4 présentent un poussoir commun 7, sous la forme d'un capot ou encore d'un élément fixe, par exemple d'une brique isolante, et sont actionnés par ce poussoir. La figure 8 montre une variante de la figure 6 dans laquelle le ressort de rappel Il est supprimé tandis qu'en revanche le balancier 1 est articulé au point d'appui 4 et le point d'ancrage 4 du ressort de traction 3 à un bras pivotant 10. le point 2 est relié à un poussoir 7, c'est-à-dire qu'il est à position variable et peut faire partie du transmetteur de valeur de consigne et/ou de valeur instantanée aussi bien que de l'interrupteurX Une variante de la figure 4 est représentée par la figure 9. Ici, le point d'appui 2 du balancier 1 et le point d'ancrage 4 du ressort de traction 3 peuvent pivoter par un bras 10 autour du centre de rotation 12. Les points 2 et 4 se meuvent à une vitesse différente dans la même direction. Sous l'action de la force, le bras 10 pivote Quand le point d'appui 2 dépasse l'axe médian du ressort de traction 3, le système se renverse Sur la figure 10, la commutation du système est assurée par une fourche 14 montée en un centre de rotation 13 et qui influence l'extrémité libre- du balancier 1. Une force agissant sur la fourche 14 fait pivoter celle-ci autour du centre de rotation 13 et, par suite, l'extrémité libre du balancier 1 est entraînée. La figure 11 montre un mode d'exécution concret de la variante de la figure 2. Un étrier 15 sert de support au système de commutation. Le balancier 1 est monté sur un bras 16 qui est formé de la matière de l'étrier 15. Sur l'étrier 15 est guidé un poussoir 7 auquel le ressort de traction 3 est fixé par son point d'ancrage 4. Si, par exemple, un bilame agit sur le poussoir 7, le point ancrage 4 coulisse et ainsi, l'axe médian du ressort de traction 9 est amené sous celui du balancier 1, ce qui fait que le contact 17 se sépare du contact complémentaire 18. Le mouvement du balancier 1 est limité par la butée 19. REVENDICA2IONS 1) Régulateur électrique de température, notamment pour appareils de chauffage, essentiellement formé d'un balancier et d'un ressort de traction, le balancier portant le contact d'interrupteur, régulateur caractérisé par le fait que des éléments de l'interrupteur comprenant le point d'appui du balancier, le poussoir, le bras pivotant et le point d'ancrage du ressort de traction qui n'est pas situé sur le balancier, sont des composants individuels ou combinés aussi bien de l'interrupteur que du transmetteur de valeur de consigne et/ou de valeur instantanée. 2) Régulateur selon la revendication 1 caractérisé par le fait que le ressort de traction est ancré, d'une part au balancier, de préférence au voisinage du contact d'interrupteur et que son autre point d'ancrage est à position variable. 3) Régulateur selon la revendication 1, caractérisé par le fait que le point d'ancrage du ressort de traction qui n'est pas situé sur le balancier est fixe et que le point d'appui du balancier est à position variable. 4) Régulateur selon la revendication 1, caractérisé par le fait que le point d'ancrage du ressort de traction qui n'est pas disposé sur le balancier et le point d'appui du balancier sont à position variable. 5) Régulateur selon la revendication 1, caractérisé par le fait que le point d'ancrage du ressort de traction qui n'est pas situé sur le balancier et le point d'appui du balancier sont relies fermement entre eux et sont, en même temps, à position variable. 6) Régulateur selon la revendication 1, caractérisé par le fait que le point d'application de la force de manoeuvre se trouve sur un élément coulissant mobile dans la direction de travail du balancier et portant les deux butées ou sur une fourche pivotante. 7) Régulateur selon la revendication 1, caractérisé par le fait que le point d'appui du balancier et le point d'ancrage du ressort de traction qui n'est pas situé sur le balancier sont articulés à un bras pivotant de sorte que le bras pivotant et le balancier forment un levier à genouillère qui est sollicité par le ressort de traction. 8) Régulateur selon la revendication 7, caractérisé par le fait que le point d'appui du balancier est en même temps le point d t application de la force.