Brevet FR2194036A1 — publié le 19740222

La présente invention concerne un thermostat électrique destiné à la régulation de température de réfrigérateurs, d'appareils de chauffage, de climatisation ou autres. Il comporte un dispositif de mesure et de réglage en fonction de la température, un capteur de température par exemple, me conduite capillaire et une capsule à membrane remplis d'un liquide qui se dilate en fonction de la cha lueur, un commutateur électrique à fonctionnement brusque actionné contre la force d'un ressort de rappel par le dispositif de réglage et par l'intermédiaire d'un mécanisme de transmission, et dont les contacts sont connectés dans le circuit électrique d'un compresseur de refroidissement, d'un appareil de chauffage ou autre. ce thermostat coportant également un ressort de pression différentielle qui introduit avec le commutateur une différence entre la température de mise en marche et la température d'arrêt, un dispositif de régla- ge de valeur nominale qui intervient sur le ressort de rappel ou sur le ressort de pression différentielle par l'intermédiaire d'un dispositif à came et qui comprend un dispositif permettant d'interrompre à volonte la régulation, et enfin un bottier dans lequel sont logés tous les éléments. La température des réfrigérateurs ou autres est généralement réglée par l'intermédiaire d'un capteur de mesure monté dans l'enceinte à régler et qui actionne un compresseur de refroidissement ou autre par l'intermédiaire d'un commutateur à fonctionnement brusque. I1 s'agit alors d'une régulation à deux paliers. Afin de réduire les commutations à une valeur raisonnable, ces appareils à régulation fonctionnent avec un écart entre les points de commutation, c'est-à-dire que la température de mise en marche et la température d'arrAt peuvent éventuellement être très éloignées l'une de l'autre. I1 est courant de déterminer les deux températures de commutation de manière qu'elles présentent une différence donnée à peu près constante dont la position peut être déplacée vers des températures plus élevées ou plus basses, ou de déterminer à leavance une température (généralement la plus élevée) et de modifier la valeur de 1' écart entre les points de commutation. I1 peut être souhaitable d' associer les deux dispositions mais g en général, ce cas ne se présente pas pour les petits thermostats et il n'est pas concerné par l'invention. I1 suffit dans de nombreux cas de décaler la position de l'écar; de température par un dispositif de réglage de valeur nominale. La zone de température concernée est appelée zone de réglage. Un thermostat de ce genre présente néanmoins certains inconvénients qui peuvent être expliqués au moyen de l'exemple d'un réfrigérateur. On supposera d'abord que la température des articles réfrigérés ne doit pas dépasser une certaine valeur supérieure, + 4o C par exemple. A cette température, il faut être sûr que le thermostat mette le compresseur en marche. Avec un écart entre les points de commutation réglé de façon fixe à 90 par exemple, la température d'arrêt se situe aux environs de - 50C. Mais d'une part, il n'est pas possible de déterminer avec certitude cette zone de régulation par le réglage de la valeur nominale, et d'autre part, même si cela était possible, la différence entre les points de commutation est également influencée parle ressort de rappel de sorte quelle dépend de la position dans la zone de régulation. I1 ntexiste par conséquent aucune relation linéaire entre le réglage de la valeur nominale et la température de mise en marche, telle qu'elle serait souhaitée par une plage définie. Ces inconvénients ont conduit à utiliser un dispositif légèrement modifié lorsque des fonctions plus importantes sont exigées du thermostat, particulièrement lorsqu'un maximum de température prédéterminé ne doit Pas être dépassé, même un bref instant. On part alors d'une température de mise en marche déterminée par le dispositif de valeur nominale. Etant donné que le ressort de rappel peut être relativement puissant, il ne peut se produire de modifications de la température maximale admise, même dans le cas où se produisent des frottements dans le mécanisme de transfert, car ces ressorts ne présentent aucune fatigue, même si les commutations-sont nombreuses. En outre, une légère diminution des constantes des ressorts est sans importance puisqu'elle ne provoque qu'une diminution de la température maximale. Afin de permettre le réglage de l'appareil malgré la température de mise en marche prédéterminée, l'écart entre les points de commutation peut être réglé par le dispositif de réglage de valeur nominale. I1 est quelquefois souhaitable que le thermostat soit muni d' un autre dispositif de commutation commandé à volonté, par exemple pour une mise en marche permanente court-circuitant le commutateur de régulation. Un commutateur supplémentaire de ce genre peut être nécessaire lorsque, par exemple dans le cas de réfrigérateurs à absorption ou de dispositifs de régulation de chauffage, seul un chauffage supplémentaire est commandé par le commutateur de régulation tandis qu'un chauffage de base est en service permanent. Dans ce cas, si la régulation est coupée, le chauffage de base doit être mis hors service en me me temps. Dans uii thermostat de type connu, la came circulaire Un certain nombre d thermostats ont déjà été réalisés pour ré- pondre aux cas de régulation précités. Dans la mesure où il stagit de petits thermostats qui doivent être fabriqués à des prix extrêmement bas, il n'est pas nécessaire que toutes les variantes soient exécutées à partir d'un seul appareil. La présente invention élimine cet inconvénient. En plus de leur fonctionnement, les thermostats connus présentent aussi celui que, au point de vue du fonctionnement, leurs réalisations techniques sont tellement différentes que leurs pièces individuelles ne sont pas interchangeables, comme ce serait souhaitable pour une fabrication rationnelle. Cet inconvénient concerne particulièrement le dispositif de transmission qui d)it appliquer a commutateur à fonctionnement brusque connecté dansle circuit électrique du compresseur la dilatation du dispositif thermostatique de mesure et de réglag, tel que par exemple une capsule à membrane "ie't-allique1 un tube capillaire et un capteur de température remplis d'un liquide qui se dilate avec la chialeur. En outre, le dispositif de rappel et le boîtier sont différents et ne sont pas interchangeables. L'invention concerne donc des thermostats du type décrit au début, danslesquels les défauts précités sont éliminés et qui peuvent être utilisés aussi bien lorsque écart entre les points de commutation est constant dans la zone de régulation que lorsqu'vil varie avec une température constante de mise en marche. L'invention permet également d'éliminer les inconvénients précités en ce qu'un thermostat du type décrit peut être utilisé, pour diverses applications, aussi bien comme simple dispositif de régulation que comme dispositif de régulation et générateur de signaux, avec éventuellement un commutateur supplémentaire actionné à volonté.Selon l'invention, les commutations et les réglages'nécessaires sont effectués au moyen dttme seule pièce et les mêmes commutateurs électriques, en ce qui concerne le type de fonctionnement et les dimensions, sont utilisés. Enfin, les thermostats ne diffèrent dans leurs différentes réalisations que par quelques pièces. L'invention concerne donc un thermostat quipeut être adapté à un grand nombre de fonctions sans qu'il soit nécessaire de modifier sa réalisation de base. Le problème est résolu grâce à un mécanisme de transmission qui comporte un levier coudé logé dans un Foltier et un poussoir. Le levier coudé comporte un bras associé au dispositif de réglage, avec, de préférence, un point d'attaque en forme de calotte sphérique. Lt autre bras du levier coudé comporte au moins deux organes d'accrochage de ressorts de rappel qui, de préférence, sont disposés symétriquement. Par ailleurs, le ressort de rappel est fixé au boîtier ou à un levier de came qui se déplace au moyen d'un poussoir et d'une came circulaire à laquelle est fixée une tige de réglage.En outre, le thermostat selon l'invention se caractérise par le fait que la tige de réglage porte, de façon articulée, un levier de commutateur qui s'appuie contrele levier coudé, contre l'action du ressort de rappel et sous l'effet de la force développée par un ressort de pression différentielle fixé au levier de commutateur. Selon un mode de réalisation préféré, une tige flexible est placée entre le levier de commutation et le vivier coudé. Une extrémité de cette tige est fixée tandis que l'autre est libre, son axe étant vertical et disposé sur le levier de commutateur et le levier coudé. De préférence, la tige est fixée au levier de commutateur.Selon un mode de réalisation, le ressort de pression différentielle est fixé au levier de came. I1 est avantageux que la tension préalable du ressort de rappel et du ressort de pression différentielle puisse être modifiée. Une autre caractéristique de l'invention réside dans le fait que le levier de came comporte des butées qui, lorsque la position de la came circulaire est prédéterminée, bloquent le levier coudé de ma nière à interrompre la régulation.Enfin, le thermostat se caractérise par le fait qu'une butte, de préférence prévue danse bottier limite le déplacement du levier de commutateur contre l'effet du ressort de rappel. I1 est possible quelle }rSti- contienne un boîtier de commutateur à deux alvéoles dans lesquelles sont logés un ou plusieurs commutateurs électriques à fonctionnement brusque identiques, que la manoeuvre du premier commutateur, remplissant la fonction de commutateur de régulation, s'effectue dela manière connue par le dispositif de régulation, par l'intermédiaire du poussoir, qu'en outre, le poussoir manoeuvre un second commutateur à fonctionnement brusque, et/ou que un troisième/le deuxième commutateur à fonctionnement brusque soit commandé par l'intermédiaire d' une tige de commutation fixée rigidement au levier de came. I1 est avantageux que le poussoir manoewre indirectement le second commutateur. Cela est possible par le fait que le commutateur à fonctionnement brusque comporte un dispositif de commande correspondant, le dispositif de commande du premier commutateur comportant un levier coudé qui actionne le dispositif de commande du second commutateur. Selon un mode de réalisation, le coude du levier de commutation est orienté de manière telle que le second commutateur soit momentanément commuté avec retard par rapport au premier. Selon un autre mode de réalisation, la tige de commutateur actionne le commutateur à fonctionnement brusque associé lorsque le bouton de réglage est en position d'interruption de régulation. Enfin, l'invention se caractérise par le fait queia came circulaire comporte un bossage qui niagit que sur le commutateur actionné par la tige, mais qui est sans autre effet par ailleurs. L'invention permet donc de réaliser un thermostat électrique notamment un thermostat de réfrigérateur, aussi bien dans le cas une température constante de mise en marche, avec une température d' arrêt variable (déterminée par le réglage du ressort de pression différentielle) que dans le cas d'un écart constant entre les points de commutation, dans la zone de régulation. Dans ce dernier cas, il suffit de supprimer le ressort de tension différentielle nécessaire dans le premier cas, ainsi que le levier de commutateur, et de chan er ltaccrochage du ressort de rappel. Par ailleurs, le commutateur reste inchangé. Toutes les fonctions de colilmutation peuvent être assurées par des commutateurs à fonctionnement brusque identiques entre eux.Le montage du thermostat en lui-même n' est pas modifié. I1 est donc possible de remplir des fonctions de commutation différentes au moyen de commutateurs identiques, la tige de commutation devant seulement être remplacée par un levier de commutation, ou ces deux éléments étant supprimés. Cette disposition présente un progrès important par rapport à l'état connu de la technique, car un thermostat selon leinvention à température constante de mise en marche est d'une simplicité consi dérable, et d'autrart, tous les types de commutateurs sont réalisés dans un même processus de fabrication, ce qui réduit sensiblement le prix total, d'une grandegimportance pour ce genre d'appareils. D'autres caractéristiques de l'invention apparaîtront au cours de la description qui va suivre. Aux dessins annexés, donnés uniquement à titre d'exemple - la Fig. 1 est une coupe partielle d'un thermostat selon l'invention à température constante de mise en marche; - la Fig. 2 est une vue de dessus et en coupe partielle du thermostat de la Fig. 1; - la Fig. 3 représente le thermostat des Fig. 1 et 2, mais à écart de température constant; - la Fig. 4 est une vue de dessus du thermostat de la Fig. 3; - la Fig. 5 représente schématiquement un thermostat selon l invention polLJla régulation de température et l'émission de signaux; - la Fig. 6 représente le thermostat de la Fig. 1 pour la régulation de température avec une possibilité supplémentaire de commutation; - la Fig. 7 est une vue de dessus de la came circulaire des Fig. 5 et 6. Le thermostat des Fig. 1 et 2 comprend tout d'abord un coffret 1 dans lequel sont disposés un ou plusieurs commutateurs 2 à fonctionnement brusque, sous boîtier 72, et qui peuvent commuter, par lZin- termédiaire de broches de connexion 3, le circuit électrique d'un compresseur de réfrigérateur (non représenté). Le boîtier d'interrupteur 72, qui comporte deux alvéoles 71, est fixé dans le coffret par des bossages 4 qui pénètrent dans des trous 5 correspondants, et il constitue en même temps unekremière paroi frontale du coffret. Les parois latérales 6 et 7 sont réalisées en une seule pièce avec une tôle de couverture 8 et elles sont munies de languettes 9 destinées à fixer une tôle de fond 10. Enfin, le coffret 1 est fermé par une seconde paroi frontale 11 fixée par des languettes 12. La tôle de couverture 8 est percée'd'un trou central 13 dans lequel est montée à force une douille filetée 15. Cette douille 15 comporte un alésage 14 destiné à recevoir une tige d Le levier de came 25 comporte en outre un poussoir 29 appuyé contre la came circulaire 18. Les barrettes de guidage 26 du levier de came 25 guident ce dernier sur des languettes 30 qui sont découpées et pliées, en 31, dans les paroislatérales 6 et 7. La barrette de liaison 27 comporte deux butées 32. Le levier de came 25 est relié au levier de commutateur 19 par tm ressort de pression différentielle 33 accroché dans ure encoche 34 d'un bras 57 du levier de commutateur 19 et dont la tension peut être modifiée par une douille de serrage 35 et une vis 36.Un trou 37 est percé dansa partie frontale 11 pour permettre le réglage de la vis 36. Le levier de came 25 comporte en outre un trou 38. . Les parois latérales 6 et 7 suppor- tent, par des tenons 56, un levier coudé 39 dont l'un deE bras 41 comporte un point d'appui 40 central en forme de calotte sphérique. l'autre bras de levier 42 comporte une crapaudine 43 qui sert d'appui articulé à un poussoir 44 en matière isolante de l'électricité, fournissant une liaison de command avec le commutateur 2 à fonctionnement brusque. Le brEs de levier 42 comporte en plus deux organes d'accrochage 45 et 46. L'organe d'accrochage 45 est destiné à recevoir un ressort de rappel 47 fixé d'autre part à la paroi frontale 11 par une douille- de serrage 48 et une vis 49. La tension Enfin, la paroi latérale 6 porte une butée 53 destinée à limi ter dans les deux sens la rotation du levier de commutateur 19 sous l'effet du ressort de pression différentielle 33. Ce dernier~ agit sur le levier 19 de manière que, par l'intermédjaire d'une tige 59, 1.1 pousse le levier coudé 39 contre effet du ressort de rappel 47. Une extrémité 60 dela tige 59 est fixée au levier d'interrupteur 19 alors que l'autre extrémité 61 repose librement sur le levier coude 39. Pendant le mouvement, l'extremité 61 reste dans la même position sur le levier coudé 39, mais la tige 49 sort de sa position centrale par suite du pivotement du levier 19. Une vis 55 permet de relier le thermostat a la terre. Le fonctionnement (lu thermostat sera décr-it ci-après en regard des Fig. 1 et 2. Dans la position représentée, le thermostat est en position déclenchée; le mécanisme de réglage est commandé en fonction de la position de la came circulaire 18. Lorsque la température monte dans le dispositif de mesure et de réglage 50, 51, 52, le levier coudé 39 pivote autour de l'axe de tenons 56, contre la force développée par le ressort de rappel 47, ce mouvement étant soutenu par la force du ressort de pression différentielle 33, par l'in- termédiaire de la tige du levier 19, jusqu'a ce que le bras de le vier 57 touche la butée 53.Le commutateur 2 à fonctionnement brus que doit être réglé de manière tell La came circulaire 18 corliporte un épaulement 58. Lorsque la tige de réglage est tournée jus Cette disposition est nécessaire par exemple pour le dégivrage à volonté du réfrigérateur. Le thermostat représenté sur les Fig. 3 et 4 est semblable à celui déjà décrit, en ce qui concerne ses éléments essentiels. Pour les distinguer, les références correspondantes sont marquées d'une prime. Toutefois, le levier de commutateur 19, la rondelle 20 et le ressort ck tension différentielle 33 du thermostat de la Fig. 2 sont supprimés. Le ressort de rappel 47' est accroché d'une part à l'or- gane d'accrochage 46', l'organe d'accrochage 45' étant inutilisé, et d'autre part, ce ressort est accroché à la suspension 28' du le vier de came 25'.Ainsi la tension préalable du ressort de rappel 47' est réglable au moyen du bouton de réglage 17t de la tige de réglage 16e de la came circulaire 18' et de la suspension 28' du levier dé came 25', de sorte que, pour un écart essentiellement constant, on peut choisir le domaine de commutation du thermostat (températures de mise en marche et d'arrêt) à l'intérieur du domaine de réglage. Il apparaît donc que l'invention concerne essentiellement deux appareils de commutation dont la plus grande part est identique, la différence résidant dans le fait que quelques pièces seulement sont supprimées dans le second cas et que le positionnement d'une autre pièce est modifié. Si les dimensions et la matière de la tige et la surface du levier coudé sont choisies de manière appropriée, la tige est qolliottée en flexion pendant la transmission du mouvement mais ne se coude pas, car l'angle de rotation des pièces considérées est relativement réduit. L'extrélaité libre de la tige demeure immobile au même endroit pour des raisons de frottement, et aucune force de frottement n'est développée. L'énergie dépensée pour déplacer la tige est négligeable.Les Fig. 5 à 7 montrent schématiquement que d' autres possibilités de commutation peuvent être obtenues avec les deux appareils de régulationtecrits ci-dessus, dont les fonctions ont été considérablement étendues. Selon la Fig. 5 un premier commutateur 2a à fonctionnement brusque est actionné par le levier coudé 39, par l'intermédiaire du poussoir 44, et il remplit la fonction d'interrupteur de régulation. Le poussoir 44 actionne un second com mtltatellr b à fonctionnement brusque par l'intermédiaire d'un levier 65 de manière telle zwue son fonctionnenent soit retarde momentané ment par rapport à celui du commutateur 2a.Ainsi que le montre la Fig. 5, le levier 65 peut être fixé à une commande 66 du commutateur 2a. il est préférable de ne pas changer la position du commutateur 2b mais dtintroduire le retard par mi coude 67 du levier 65; la commande 68 du commutateur 2b peut avoir les mêmes dimensions que la commande 66. Ainsi que le montrent les Fig. 6 et 7, le thermostat de la Fig. 1 peut comporter un commutateur supplémentaire manoeuvré à volonté, mais qui n'est pas équipé pour la production d'un signal. Le levier 65 de la Fig. 5 est supprimé. A la place, le levier de came 25 comporte une tige poussoir 69 qui actionne le commutateur 2b par la commande 68. A cet effet, la came circulaire 18 de la Fig. 7 comporte un bossage supplémentaire 70 pour actionner le commutateur 2b dans une certaine position angulaire du bouton de réglage 17. Bien entendu, il est possible aussi d'équiper le thermostat de plus de deux commutateurs à fonctionnement brusque de manière que toutes les fonctions de commutation mentionnées soient remplies par un même thermostat. Mais en général, cela n'est pas nécessaire car, par exemple pouihes congélateurs, il est possible de supprimer le commutateur manoeuvré manuellement mais non la production de signaux, tandis que pour les armoires frigorifiques à absorption, e'est exactement l'inverse. En général, deux commutateurs suffisent donc. il est clair que l'invention présente l'avantage supplémentaire qu'il suffit de remplacer le levier 65 par la tige 69 pour remplir une tout autre fonction. Bien entendu, les combinaisons des Fig. 5 à 7 peuvent être réalisées de façon correspondante pour des thermostats à température de mise en marche constante. En poutre, l'invention n'est pas limitée aux modes de réalisation donnés à titre d'exemples. Le cas échéant, il peut être procédé de la même façon pour des pressostats, sans pour autant sortir du cadre de l'invention. REVENDICATIONS i.- Thermostat électrique destiné a la régulation de température de réfrigérateurs, d'appareils de chauffage, de climatisation ou autres du type comportant un dispositif de mesure et de réglage en fonction de la température, un capteur de température par exemple, une conduite capillaire et une capsule a membrane remplis d'un liquide qui se dilate en fonction de la chaleur, un commutateur électrique à fonctionnement brusque actionné contre la force d'un ressort de rappel par le dispositif de réglage et par l'intermédiaire d'un mécanisme de transmission, et dont les contacts sont connectés dans le circuit électrique d'un compresseur de refroidissement, d'un appareil de chauffage ou autre, ce thermostat comportant également un ressort de pression différentielle qui introduit une différence avec le commutateur entre la température de mise en marche et la température d'arrêt, un dispositif de réglage de valeur nominale qui intervient sur le ressort de rappel ou sur le ressort de pression différentielle par l'intermédiaire d'un dispositif à came, et qui comprend un dispositif permettant d'interrompre à volonté la régulation, et enfin un boîtier dans lequel sont logés tous les éléments, thermostat caractérisé en ce que le mécanisme de transmission comporte un poussoir et un levier coudé logés dans le boîtier, dont un bras fait bloc avec le dispositif de réglage et comporte de préférence en son milieu un point d'attaque en forme de calotte sphérique, et dont l'autre bras comporte au moins deux dispositifs d'accrochage de ressort de rappel disposés de préférence symétriquement, le ressort de rappel étant accroché d'autre part au boîtier ou à un levier de came qui se déplace sous l'effet d'un poussoir et d'une came circulaire à laquelle est fixée une tige de réglage. 2.- Thermostat selon la revendication l, caractérisé en ce que la tige de réglage porte, articulé,un levier de commutateur qui s'appuie contre le levier coudé contre l'action du ressort de rappel du fait de l'action du ressort de pression différentielle fixé au levier de commutateur. 3.- Thermostat selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, cractérisé en ce qu'il comporte une tige flexible placée entre le levier du commutateur et le levier coudé, une extrémité de cette tige étant fixée et son autre extrémité étant libre, son axe étant à peu près vertical et disposé sur le levier de commutateur et le levier coudé. 4.- Thermostat selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la tige flexible est fixée au levier de commutateur. 5.- Thermostat selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que le ressort de tension différentielle est fixé au levier de came. 6.- Thermostat selon la revendication l, caractérisé en ce que la tension préalable du ressort de rappel peut être modifiée. 7.- Thermostat selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que la tension préalable du ressort de pression différentielle peut être modifiée. 8.- Thermostat selon l'une quelconque des revendications 1, 2 et 5, caractérisé en ce que le levier de came comporte des butées qui, lorsque la came circulaire se trouve dans une position prédéterminée bloquent le levier coudé de manière a interrompre la régulation. 9.- Thermostat selon l'une quelconque des revendications 1, 2 et 5, caractérisé en ce que le déplacement du levier de commutateur est limité , a l'encontre de la force du ressort de rappel par une butée,de préférence dans le boitier. 10.- Thermostat selon la revendication 1, caractérisé en ce que le boîtier contient un coffret de commutateurs a au moins deux alvéoles dans lesquelles sont logés un ou plusieurs commutateurs électriques identiques a fonctionnement brusque, le premier commutateur remplissant la fonction de commutateur de régulation et étant actionné de manière connue par la capsule a membrane par l'intermédiaire du poussoir, le second commutateur à fonctionnement brusque étant actionné avec retard par le poussoir et/ou un troisième , le deuxième commutateur a fonctionnement brusque étant actionné par une tige de commutateur fixée rigidement au levier de came. 11.- Thermostat selon l'une quelconque des revendications let 10, caractérisé en ce que le poussoir actionne indirectement le second commutateur fonctionnement brusque. 12.- Thermostat selon l'une quelconque des revendications 1, 10 et 11, caractérisé en ce que les commutateurs à fonctionnement brusque comportent chacun un dispositif de commande, le dispositif de commande du premier commutateur comportant, fixé sur lui, un levier avec un coude et qui actionne le dispositif de commande du second commutateur. 13.- Thermostat selon l'une quelconque des revendications l et 10 a 12, caractérisé en ce que le coude du levier de commutateur est orienté de manière que le fonctionnement du second commutateur soit retardé par rapport au premier. l4.- Thermostat selon l'une quelconque des revendications 1 et 10, caractérisé en ce que la tige de commutateur actionne le commutateur a fonctionnement brusque associé lorsque le bouton de réglage est en position d'interruption de régulation. 15.- Thermostat selon l'une quelconque des revendications 1 et 10, caractérisé en ce que la came circulaire comporte un bossage qui n'agit que sur le commutateur actionné par la tige de commutateur mais qui est sans effet par ailleurs.