Brevet FR2237297A1 — publié le 19750207

L'invention concerne un commutateur thermique-à-action diffé- rée, qui comporte une lame bimétallique, recourbée en forme d'é- pingle à cheveux double encastrée d'un côté, et une résistance chauffante disposée au voisinage de l'un des coudes de l'épingle à cheveux. Les deux épingles à cheveux peuvent être recourbées en sens inverse en une bande bimétallique en forme de S, ou recourbées dans le même sens, comme décrit dans la demande de brevet allemand N 1.465.443. Des commutateurs thermiques à action différée munis de bilames ainsi dispose ont l'avantage d'être insensibles aux variations de la température ambiante. La temporisation d'un tel commutateur thermique à action dif- férée peut être fixée par la durée d1échauffement, la durée de refroidissement ourla somme de la durée d'échauffement et de la -durée de refroidissement, comme dans la demande de brevet allemand N 1.016.801. Cette dernière forme de réalisation se distingue par son indépendance de la température ambiante, du fait que des fluctuations de cette température agissent en sens opposés sur la durée d'échauffement, d'une part, et sur-la durée de refroidissement, d'autre part. Dans de nombreux cas d'application, on souhaiterait produire deux intervalles de temporisation de longueur différente avec un seul et même commutateur - action différée. Dans- ce but, on peut par exemple mettre à profit la durée d'échauffement pour l'intervalle court et la somme de la durée d échauffement et de la durée de refroidissement pour l'intervalle long. Au refroidissement par rayonnement de chaleur de la bande bimétallique réchauffée, la durée de rerodissement est généralement double de la durée d'é- chauffement. Il en résulte que l'intervalle de temps se composant de la somme de la durée d'échauffement et de la durée de refroi- dissement se monte le plus souvent à plus du -double de la durée d'échauffement. L'invention se propose d'agencer un commutateur thermique à action différée avec un seul bilame, de façon à réduire notablement la durée de refroidissement. Partant d'un commutateur thermique à action différée-du type cité ci-dessus, l'invention résout ce problème par le fait qu'une deuxième. résistance chauffante est prévue dans la zone du deuxième coude de l'épingle à cheveux et peut Aetre=ràeeordée à une source de courant de chauffage, lorsque la- première résistance chauffante est mise hors circuit. La réduction de la durée de refroidissement n'est donc pas obtenue par un accroissement de la dissipation de chaleur de la lame bimétallique, soit par rayonnement, soit par convection calorifique, mais par une déformation de la bande bimétallique en sens opposé au moyen d'une résistance chauffante supplémentaire.Les deux épingles à cheveux peuvent être recourbées pareillement dans le mSte sens ou en des sens opposés. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention resser- tiront de la description qui va suivre de modes de réalisation, description donnée à titre d'exemple uniquement et en regard des dessins dans lesquels Fig. 1 représente une première application du commutateur suivant l'invention. Fig. 2 représente le schéma de connexion des composants du dispositif de la figure 1. Fig. 3 représente une application du commutateur de l'invention à la commande de l'allumage d'un brûleur à combustible liquide ou gazeux. Fig. 4 représente une vue de gauche du dispositif de la figure 3. et Figc 5 est un sohéina de connexion du dispositif des figures 3 et 4 dans un circuit classique de commande d'allumage d'un brû- leur. Suivant la figure 1, on a représenté un étrier 1 sur lequel est fixé um commutateur à bascule T dont le poussoir de commande ST est commandé par l'extrémité libre 6 d'une lame bimétallique 4 dont l'autre extrémité 5 est fixée sur l'étrier 1. Le dispositif à bilame est consitué par une bande bimétallique de forme générale en S. Dans le coude voisin de l'extrémité 5 de la bande bimétallique est insérée une première résistance chauffante Rl, cependant qne, dans le coude voisin de l'extrémité libre 6 de la bande bimétallique, est insérée une deuxième résis- tance chauffante R2. Les résistances R1 et R2 so;t fixées à la bande bimétallique 4 de manière à avoir un bon contact thermique. La borne t du commutateur T est reliée au contact mobile de ce commutateur, cependant que les bernes t'l et t'2 sont reliées au contact fixe dë ce commutateur. On a représenté à la figure 2, un schéma de connexion possible des composants du dispositif de:la figure 1. Sur cette figure 2, B1 et B2 sont des bornes reliées à une source de courant électrique. Ce mode de connexion est le plus simple que l'on puisse réaliser et permet, par exemple, de constituer un circuit clignotant en insérant dans le circuit de la résistance R1 une ampoule électrique. En effet, lorsque les bornes B1 et B2 sont reliées à la source de courant, la résistance RI se met à chauffer et commence à déformer le bilame 4.-Au bout d'un eertain temps, le commutateur T est actionné et le contact mobile t passe de la position t'l à la position t'2. A cemoment, le chauffage effectué par la résistance R1 cesse, mais le retour du bilame 4 à sa position initiale est très sensiblement accéléré par l'échauffement de la résistance R2 qui provoque une déformation du bilame 4 en sens inverse de celle provoquée par le chauffage de la résistance R1. I1 faut donc nettement moins de temps pour ramener le bilame 4 dans sa position initiale qu'il en a fallu pour le faire passer de sa position initiale à sa position de déformation maximale. En conséquence, le contact mobile t passera beaucoup plus de temps sur le contact t'l que sur le contact t'2. Surales figures 3 à 5, on a illustré une autre application du commutateur à action différée suivant l'invention. Il s'agit d'-une application à la- commande de 1'allumage d'un-braleur à com- bustible liquide ou gazeux, le dispositif représenté sur les figures 3 et 4 étant plus particulièrement destiné à être inséré dans un circuit classique de commande d'allumage d'un brûleur. Le dispositif représenté sur les figures 3-et 4 est constitué par un étrier 1 sur lequel sont maintenus deux commutateurs à bascules T1 et T2 montés pivotant autour d'un axe 2 solidaire de l'étrier 1 et repoussés vers le haut au moyen de deux vis de réglage S1 et S2 à 11 encontre de l'effort exercé par un dispositif à bilame fixé au bras supérieur 3 de l'étrier 1. Le dispositif à bilame est identique au bilame 4 de la figure 1. Dans le coude voisin de l'extrémité fixe 5 du bilame 4 est insérée une première résistance chauffante Rl, cependant que dans le coude voisin de l'extrémité libre 6 de la bande bimétaIlique, est insérée une deuxième résistance chauffante-R2. A la différence du dispositif de la figure 1, à l'extrémité libre 6 du bilame 4 est fixée une plaquette 7 qui s'applique sur deux poussoirs de commande ST1 et 3T2 de deux commutateurs à bas cules Tl et T2. Le commutateur à bascule Tl est muni de bornes électriques tl, tla et tlb. Le commutateur à bascule T2 comporte des bornes correspondantes (t2, t2a et t2b). Comme on peut le constater sur les figures 3 et 4, le s deux commutateurs TI et T2 sont décalés en position, l'un par rapport à l'autre, de-manièré que la plaquette 7 ne déclenche pas les deux commutateurs simultanément mais avec un décalage dans le temps réglable par simple inclinaison mutuelle des commutateurs Tl et T2 grâce aux vis S1 et S2. On a représenté sur la figure 5, la connexion du dispositif des figures 3 et 4 dans un circuit classique de commande d'aflu- mage d'un brûleur à combustible liquide ou gazeux. A cet effet, une borne commune aux résistances R1 et R2 est connectée au contact mobile tl cependant que le contact fixe tla est relié à une borne B1 connectée à une source de courant, et que l'autre contact fixe tlb est relié au circuit de commande de l'allumage CA. Le contact mobile t2 de l'autre commutateur- est relié à la borne B2 elle-même connectée à ladite source de courant, cependant que le contact fixe t2a est relié d'une part, à la résistance F2 et, d'autre part, au circuit de commande d'allumage CA par l'intermédiaire d'un contacteur C, et que l'autre contact fixe t2b est relié i l'autre résistance chauffante 31. Enfin, le point commun aux résistances R1 et R2 est relié au dispositif d'allumage A dont l'autre borne est reliée à la borne 32. Comme dans le cas du dispositif de la figure 1, étant donné que la couche du bilame se dilatant lors de l'échauffement se trouve sur la face externe dans la zone de l'une des résistances chaut- fantes et sur la face interne du bilame dans la zone de l'autre résistance chauffante, les deux résistances chauffantes entraî- nent une déformation en direction opposée du bilame.Lorsque, par exemple, par un échauffement de la résistance R1, un actionnement des deux commutateurs T1 et T2 est déclenché, le mouvement de retour du bilame 4 à la position de départ peut être accéléré, la résistance chauffante 31 étant mise hors circuit, par un échautf- fement ultérieur de l'autre résistance chauffante R2, étant donné qu'il en résulte une déformation du bilame en sens inverse. Le fonctionnement du montage représenté sur la figure 5 est le suivant. Lorsque la commande d'allumage CA délivre le courant d'allumage, celui-ci par l'intermédiaire du contact mobile tl a limente le dispositif d'allumage A d'une part, et la résistance Ri, d'autre part, par l'intermédiaire du contact mobile t2. Le bilame 4 du commutateur à action différée commence à-se déformer. Le bilame 4 commence d'abord à actionner le commutateur T2 ce qui provoque le passage du contact mobile t2 sur la position de la borne rixe t2a. Le contacteur C est alors excité et commande, d'une part, son auto-alimentation par des contacts d'auto-maintien (non-représentés) et, d'autre part, l'ouverture d'une vanne de combustible (également non-représentée). Ensuite, c'est le commutateur T1 qui est basculé de manière que le contact mobile tl passe sur la borne fixe tla. A ce moment l'allumage du brûleur peut s'effecture. Dès que le commutateur T2 est actionné, le chauffage de la résistance R1 cesse cependant que celui de la ré sistance R2 commence de manière à ramener le bilame dans sa position initiale.Si, toutefois au bout d'un temps determiné par une temporisation de sécurité (non représentée, l'allumage ne s'est pas effectue, ladite temporisation de sécurité déclenche la misehors circuit de tout le dispositif de commande du brûleur. L'intérêt du décalage mutuel des commutateurs T1 et T2, c'est -à-dire du décalage dans le temps dans leur actionnement, réside dans le fait que le retour du contact-mobile tl dans sa position de repos (lorsque l'allumage a été effectué) c'est-à-dire la mise hors circuit du commutateur à action différée, s'effectue avec une temporisation réglable indépendamment de la temporisation donnée à l'autre commutateur T1. Dans le cas présent, il est intéressant de mettre rapidement hors circuit le commutateur à action différée, lorsque un allumage correct a été effectué, ceci se réalisant par le commutateur T1.Par contre, la temporisation de T2 réglant l'intervalle de temps entré l'excitation du dispo sitif d'allumage A et l'ouverture de-la vanne de combustible, par l'intermédiaire du-contacteur C, peut Aetre differente et est réglée indépendamment de la temporisation de T1 grRee aux vis S1 et 52. Le dispositif -des figures 3 et 4 s'incorpore parfaitement au dispositif de contrôle et de commande pour brûleur à combustible liquide ou gazeux du type décrit dans la demande de brevet fran çais déposée par la demanderesse le 25 Juin 1973 sous le N 73.23.157 et intitulée "Dispositif de commande et de contrôle de flamme". A cet effet, le commutateur à action différée de la pré- sente-invention stintègre dans le circuit représenté d la figure 1 de la demande de brevet ci-dessus au lieu et place du temporisateur constitué par les composants 16 et 17, de la manière repré sentée sur la figure 5 annexée à la présente description. Par ailleurs, dans le cas du dispositif de la figure 1, comme dans celui du dispositif des figures 3 et 4, afin d'accélérer ledit mouvement de retour, on a intérêt à localiSer les calories dans la partie de la boucle entourant la résistance Rl, autrement dit à réduire les échanges thermiques entre les deux demi-bilames constituant le bilame en S, par exemple en ménageant un trou dans la partie centrale du 5, ce trou limitant la conduction thermique A la place d'un tel trou, on peut prévoir un pont thermiquement isolant quelconque pourvu qu'il soit mécaniquement rigide. Dans un tel commutateur, la forme du bilame procure une insensibilité vis-à-vis des variations de la température ambiante, c'est -k-dire une temporisation indépendante à laquelle est associé un retour accéléré en position initiale du bilame grâce aux effets inverses des deux résistances chauffantes, cette accélération étant éventuellement renforcée par la prévision d'un moyen limitant les échanges thermiques entre les deux boucles du S. Par ailleurs, le réglage en position différent effectué sur les commutateurs à bascule permet d'avoir un décalage déterminé dans le temps dans l'excitation des circuits commandés par les interrupteurs. Bien entendu, la présente invention n'est pas limitée aux mo- des de réalisation représentés et décrits ci-dessus, mais en con- vre, au contraire, toutes les variantes. REVENDICATIONS 1. Commutateur thermique à action différée comportant une lame bimétallique ou bilame (4) recourbée en forme d'épingle à cheveux double encastrée d'un caté, et une résistance chauffante (RI) disposée au voisinage de l'un des coudes de l'épingle à cheveux, caractérisé en ce qu'une deuxième résistance chauffante (R2) est prévue dans la zone du deuxième- coude de l'épingle à cheveux et peut être raccordée à une source de courant de chauffage lorsque la première résistance chauffante est mise hors circuit. 2. Commutateur à action différée slon la revendication 1, caractérisé en ce que les épingles à cheveux sont recourbées en sens inversé en une bande métallique en forme de S (4). 3. Commutateur à action différée selon la revendication 1, ca ractérisé en ce que les épingles à cheveux sont recourbées dans le même sens. 4. Commutateur à action différée selon l'une des revendications I à 3, caractérisé -en ce qu'il comporte un commutateur à bascule poussoir actionnée par l'extrémité libre du bilame, une borne commune aux deux résistances chauffantes étant reliée à une borne d'une source de courant, cependant que l'autre borne de la dite source est reliée au contact mobile dudit commutateur à bascule dont les deux contacts fixes sont reliés chacun à l'une des dites résistances. 5. Commutateur à action différée selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que l'extrémité libre (6,7) du bilame (4) s'applique en même temps sur les poussoirs de commande (ST1, ST2), de deux commutateurs à bascule (Tl, -T2), dont les contacts mobiles (tl, t2) sont branchés dans les circuits d'ali- mentation des deux résistances chauffantes (R1, R2). 6. Commutateur à action différée selon la revendication 5, caractérisé en ce que le premier commutateur à bascule (TI) est branché par son contact mobile (tl) entre l'une des bornes de la source de courant de chauffage et une borne commune aux deux résistances chauffantes (R1, R2) tandis que le deuxième commutateur à bascule (T2) est connecté par son contact mobile (t2)- à l'autre borne de la source de courant de chauffage, chacun de ses contacts fixes (t2a, T2b) étant relié à l'extrémité libre de l'une des re résistances chauffantes (R1, R'2).- 7.Commutateur à action différée selon la revendication 6, caractérisé en ce que le premier commutateur à bascule (T1) est décalé en position de manière réglable par rapport au second commutateur (T2) de façon que les poussoirs des deux commutateurs n'actionnent pas simultanément ceux-ci mais introduisent un décalage dans le temps dans leur actionnement. 8. Commutateur à action différée selon la revendication 7, caractérisé en ce que la première résistance chauffante (R1) est intercalée entre le contact mobile (tl) du premier commutateur à bascule (tel) et le contact fixe de repos (t2b) du deuxième commutateur à bascule (T2). 9. Commutateur à action différée suivant l'une des revendications 1 à 8, caractérisé en ce qu'un pont isolant thermiquement mais mécaniquement rigide est disposé dans la partie centrale du bilame entre les deux boucles. 10. Commutateur à action différée suivant la revendication 9, caractérisé en ce que ledit pont isolant est constitué par un trou ménagé dans la partie centrale du bilame.