Brevet FR2233785A1 — publié le 19750110

La présente invention est relative à la régulation de la température des cylindres chauffants dont sont équipées certaines machines, parmi lesquelles on doit citer les machines automatiques à fabriquer les crêpes. Il est connu d'assurer cette régulation - soit en insérant un thermostat de forme appropriée dans un lo- gement pratiqué dans la masse chauffante du cylindre, thermostat à contact électrique ou bulbe d'un thermostat à dilatation de gaz. - soit en disposant un thermostat de contact sur la face interne du cylindre, une lumière étant pratiquée dans celui-ci afin d'y donner accès pour le montage et le réglage. Divers inconvénients résultent de ces moyens de contrôle : pour les thermostats noyés dans la masse du cylindre l'épaisseur de celui-ci doit être suffisante, ce qui peut interdire ce type de régulation pour les petites machines; quant aux thermostats montés en applique, ils réagissent tout autant par contact que par ambiancé, ce qui peut fausser la régulation: dans les deux cas, le contrôle thermique n'interessant qu'une faible zone locale du cylindre, des excès ou insuffisances de chauffe peuvent se produire en d'autres zones éloignées de la zone régulée. La présente invention se propose de remédier à ces divers inconvénients. Elle a pour objet un dispositif de régulation tnermostatique de la surface d'un cylindre chauffant caractérisé en ce qu'il est constitué par un fil métallique appliqué sous tension longitudinale et suivant une hélice à grand pas contre la surface de ce cylindre les variations de longueur de ce fil dues à des dilatations ou des contractions thermiques venant apures amplification agir sur un microcontact inséré dans le circuit de chauffage du dit cylindre. Considérons le cylindre droit 10 de la figure 1 du dessin ciannexé; soit 11 un point de l'une des circonférences de base de ce cylindre et 12 le point de l'autre circonférence de base à l'extrémité de la génératrice partant du point 11, soit 13 un troisième point distant du point 12 d'un angle quelconque sur la même circonférence la droite 11-12 suit la surface du cylindre, c'est-à-dire que la distance d'un point quelconque de cette droite à l'axe aa' du cylindre est constante et égale au rayon du cylin dre la droite 11-13 pénètre plus ou moins à l'intérieur de la masse du cylindre-suivant la valeur dé l'angle a, c'est-à-dire que la distance d'un point quelconque de la droite a l'ase aa' décroît depuis le point ll jusqu'au point médian 14 pour augmenter ensuite jusqu'au point 13. Matérialisons la droite 11-12 par un fil métallique, en acier par exemple, et sous tension longitudinale comme le montre la figure 2 : c'est-à-dire que la tension est inclinée vers l'axe aa' du cylindre, de manière à exercer un effort de pression contre les bords du cylindre en 11 et 12; par suite de la rigidité du fil, le brin 11-12 va prendre une forme très légèrement arquée par rapport à la génératrice, ce qui signifie que la pression d'un point de ce brin contre le cylindre diminue depuis le point 11 jusqu'au point médian pour recrotre ensuite jusqu'au point 12.Si à présent la droite 11-13 est elle-même matérialisée par un fil acier sous tension longitudinale de la même façon que le fil 11-12, la partie de ce brin étant repoussée vers l'extérieur du cylindre pour rester sur sa surface, il s'en suit un effort de réaction qui correspond à un accroissement de la pression des points de ce brin contre le cylindre, accroissement qui est maximum au niveau du point 14. I1 en résulte qu'en choisissant convenablement l'angle a, il est possible de réaliser un fil tendu 11-13 dont l'effort d'application contre la surface du-cylindre soit sensiblement constant, tout le long de ce brin. Cet angle sera en général inférieur à 20 . Ainsi un tel ìl va donner une image fidèle de la température réelle du cylindre, non seulement le long du brin en hélice 11-13, mais aussi de toute la surface du cylindre lorsque celui-ci tournera autour de son axe contre le fil. La Demanderesse a déjà préconisé, par sa demande de deuxième certificat d'addition déposée en France le 7 Avril 1971 pour " Machine automatique à fabriquer les crêpes ", l'emploi d'un fil en acier inoxydable monté et maintenu sous tension par un ressort entre deux palonniers- d'extrémité, l'ensemble étant pressé élastiquement par un second ressort contre la surface du cylindre de cuisson. Un tel fil ou raclette de décollage des crêpes, était dirigé, comme le brin 11-12, le long d'une génératrice du cylindre. I1 est évident, que si ce fil est maintenant monté comme prévu par le brin 11-13, le décollage des crêpes en sera amélioré, étant donné que tous les points du fil entreront alors en contact avec la surface du cylindre avec une force sensiblement constante tout le long du fil Un autre point de l'invention consiste à utiliser, dans les machines automatiques à fabriquer les crêpes, le fil du dispositif de régulation thermostatique de la surface du cylindre de cuisson comme raclette de décollage des crêpes. La figure 3 du dessin ci-annexé montre en vue perspective comment peut être réalisé, sous une exécution d'ailleurs non limita- tive, un tel dispositif de régulation thermostatique et de décollage des crêpes cuites. Sur cette figure. on a représenté le bati de la machine sans le cylindre de cuisson. 20 est la raclette thermostatique et de décollage des crêpes, sous forme d'un fil rigide en acier inoxydable; il est tendu entre un point d'ancrage 21, dépendant d'une vis de réglage 22 dans l'axe d'une cheminée 23, et le point d'ap pui 24 dépendant d'un levier 25 sur lequel a été aménagé un ergot 26 servant à amarrer l'extrémité du dit fil thermostatique le levier 25 porte contre un couteau 27 lui-meme encastré dans une seconde cheminée 28. Au moyen d'un ressort 35 sollicitant le levier 25, on peut soumettre le fil 20 à une tension permanente. Les deux cheminées lég~rement tronconiques 23 et 28 à axe horizontal font partie intégrante des deux flasques d'extrémité 29 et 30; le bâti de la machine, comprenant ces deux flasques, la semelle 31 et les entretoises supérieures 32 et 33, forme un ensemble indéFormable. Le cylindre de cuisson (10 de la figure 2) est normalement disposé entre les flasques 29 et 30 et tourillonne selon un axe désigné par 34 sur la figure 3 Les points d'attache 21 et 24 du fil 20 sont situés à la même distance d de l'axe 34, distance inférieure au rayon R du cylindre de cuisson mais en proJection verticale dans le plan horizontal contenant l'axe 34, ces deux points d'attache sont situés de part et d'autre du dit axe à des cotes e et e' égales ou peu différentes 7tune de l'autre. Comme cela a été exposé à propos de la figure 1, chaque point du fil 20, rectiligne en l'absence du cylindre de cuisson, est à une distance de l'axe 34 qui diminue depuis le point 24 jusqu'à l'axe vertical de symétrie XY pour augmenter à nouveau jusqu'au point 21.Lorsque le cylindre de cuisson est introduit dans le bâti sur son axe 34, le fil 20 prend l'aspect représenté par la ligne 11-13 de la figure 2, c'est-àdire d'un arc d'hélice à grand pas Ainsi que cela a été également indiqué, ce fil exerce des pressions tout le long de la surface du cylindre, et les forces d'application sont d'autant plus importantes qu'il s'agit de points proches de l'axe de symétrie XY l'effet de décollement du fil tendu, qui se produit lorsque celuici est dirigé suivant une génératrice, est ainsi supprimé, et lors de la rotation du cylindre de cuisson, le décollage des crêpes cuites s'effectue de façon parfaite,- Cette adhérence uniforme du fil 20 sur toute la surface de cuisson permet en outre à ce fil de suivre étroitement les variations de température du cylindre sur toute l'étendue de ladite surface il donne donc, comme on l.'a vu plus haut, une image fidèle de la température réelle du cylindre; il se dilate sous l'effet de la chaleur transmise par conduction et les variations de température se traduisent par des variations de longueur du dit fil. Comme celles-ci sont évidemment faibles, le levier 25 permet de les amplifier, ce levier oscillant sur l'arête du couteau 27 en un point tel que le rapport d'amplification des bras soit par exemple de 1 à 15.L'extrémité supérieure du levier 25 est munie d'une vis de réglage micrométrique 36 qui agit sur un microcontact 37-inséré dans le circuit d'alimentation électrique des résistances de chauffage incorporées dans le cylindre de cuisson. Pour la mise en place et le réglage de la raclette thermostatique et de décollage des crêpes cuites, on procède comme suit sur la chaîne de fabrication et sur le bâti selon la figure 3 Le fil 20 est muni d'une boucle sertie à chacune de ses extrémités, il est introduit dans la cheminée 23 et accroché à l'extrémité de la vis 22 qui est prééquipée d'une rondelle d'appui J et d'un écrou de réglage non représenté; l'autre bout du fil 20 est ensuite introduit dans la cheminée 28 par le côté intérieur au bâti et la boucle d'extrémité est accrochée à l'ergot 26; le levier 25 est rabattu dans sa position définitive en accrochant le ressort 35. On complète le montage de la machine, notamment avec le cylindre de cuisson et le dispositif de chauffage puis on fait une approche du réglage au moyen de la vis 22, la tolérance de la longueur de fil prise entre boucles étant très large. On procède à la mise sous tension et sous contrôle d'un pyromètre, on effectue le réglage du point de déclenchement du micro-contact 37 par action manuelle sur la vis micrométrique 36. Au lSeu d'utiliser un pyromètre, on peut procéder de façon plus simple comme suit : après avonr intercalé une cale de réglage entre la vis 36 et le microcontact 37, on termine le réglage, toujours à l'aide de la vis 22, jusqu'à atteindre le point de déclenchement du microcontact. L'épaisseur de cette cale correspond à la dilatation linéaire du fil 20, de la température ambiante à celle d'utilisation, multipliée par le rapport d'amplification du levier 25, aux déformations près des pièces soumises à des efforts; l'épaisseur exacte de cette cale est déterminée expérimentalement et reste la même pour toutes les machines identiques d'une même série à régler sur chaîne. Avec un tel processus de réglage, la vis micrométrique 36 est devenue inutile, mais on peut la maintenir et l'utiliser pour affiner le réglage, soit lors d'une réparation de la machine, soit pour modifier la température de cuisson. Dans le cas où l'on veut supprimer cette vis 36, de manière que l'extrémite du levier 25 agisse directement sur le microcontact, on peut alors adopter la disposition avantageuse suivante permettant de procéder à des réglages en cours de fonctionnement sans perturber l'équilibre du levier 25 Le microcontact 37 est monté sur une semelle souple, telle qu'une tôle d'acier, et celle-ci est soumise à déformation, soit par l'action d'une vis filetée traversant le flasque et avec tête moletée de commande, soit par l'action d'une rampe ménagée sur un disque à tranche moletée inséré encre semelle et flasque. Le dispositif de régulation thermostatique selon l'invention permet de parvenir à une fourchette de température de 100C au maximum entre point d'enclenchement et point de déclenchement du microcontact, ce qui est nettement acceptable pour la cuisson des crêpes. Aucun des éléments entrant en jeu dans ce dispositif, c'est-à-dire la longueur du fil 20, le tarage du ressort 35, le rapport de multiplication du levier 25, et la valeur des résistances du circuit de chauffage, n'est soumis à des tolérances serrées. Le fil 20 de la raclette doit avoir une bonne résistance à l'usure par frottement et un coefficient de dilatation linéaire relativement élevé; différents métaux peuvent convenir pour cet usage, et en particulier le fil d'acier dit " corde à piano ". Dans l'application de l'invention aux machines automatiques à fabriquer les crêpes, qui a été décrite ci-dessus, on a supposé qu'il s'agissait d'un chauffage électrique, mais ce chauffage pourrait être également au gaz'ou à la vapeur, le microcontact étant alors inséré dans le circuit d'alimentation d'une électro vanne. La régulation thermostatique par la raclette peut être seule utilisée, et dans ce cas elle peut aussi porter sur la régulation d'un refroidissement, telle que le circuit de réfrigération pour des cylindres de calandre. L'utilisation d'un fil tendu par un ressort de manière à être pressé suivant un arc d'hélice sur un cylindre de cuisson uniquement pour une fonction de décollage, crêpes ou autres produits cuits, resterait aussi dans le cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1 - Dispositif de régulation thermostatique de la surface de cuisson d'un cylindre chauffant caractérisé en ce qu'il est constitué par un fil métallique appliqué sous tension longitudinale et suivant une hélice à grand pas contre la surface de ce cylindre, les variations de longueur dues à des dilatations ou des contractions thermiques venant après amplification agir sur un microcontact inséré dans le circuit de chauffage du dit cylindre. 2 - Dispositif de régulation suivant la revendication I caractérisé en ce que le fil métallique est en acier, par exemple en " corde à piano ". 3 - Dispositif de régulation suivant la revendication 1 caractérisé en ce que le ressort de tension du fil et le pas de l'hélice sont-choisis de manière à ce que l'effort d'application du fil contre la surface du cylindre soit sensiblement constant en tous points. 4 - Dispositif de régulation suivant la revendication 3 carac tériséen ce qu'une extrémité du fil est fixée à une vis de réglage et l'autre extrémité au petit bras d'un levier d'amplification dont le grand bras est soumis à l'action permanente du ressort 5 - Dispositif de régulation suivant la revendication 4 caractérisé en ce que chaque bout d'extrémité du fil est disposé dans l'axe d'une cheminée rapportée sur un flasque1 une première cheminée servant d'appui à la vis de réglage et la seconde cheminée au couteau d'oscillation du levier, le cylindre chauffant étant monté sur un axe de rotation entre les deux flasques. 6 - Dispositif de régulation suivant la revendication 4 carac tériséxen ce que l'extrémité du grand bras de levier agit sur un microcontact par l'intermédiaire d'une vis micrométrique de réglage. 7 - Dispositif de régulation suivant la revendication 4 caractérisé en ce que l'extrémité du grand bras de levier peut agir directement sur un microcontact, 1'espacement à température ambiante entre la dite extrémité et le microcontact étant réglé en chaine de fabrication au moyen de la vis de réglage et d'une cale d'espacement dont l'épaisseur est déterminée expérimentalement. 8 - Dispositif de régulation suivant la revendication 7 caractérisé en ce que le microcontact est monté sur semelle souple fixée sur le flasque correspondant, et permettant par déformation au moyen d'une vis à tète moletée ou d'une rampeentraînée par un disque moleté de procéder à des réglages en cours de fonctionnement. 9 - Dispositif de régulation suivant une ou plusieurs des revendications 1 à 8 caractérisé en ce qu'il est utilisé pour la régu lation de la température d'un cylindre de cuisson d'une machine automatique à fabriquer les crêpes. 10 - Dispositif de régulation suivant la revendication 9 caractérisé en ce que le brin de fil appliqué sur la surface de cuisson sert aussi de raclette pour le décollage des crêpes cuites. 11 - Dispositif suivant l'une des revendications 6 à 9 caractérisé en ce que le microcontact est inséré dans le circuit d'alimentation des résistances électriques de chauffage. 12 - Dispositif suivant l'une des revendications 6 à 9 caractérisé en ce que le cylindre est chauffé au gaz ou à la vapeur et le microcontact est inséré dans le circuit de commande d'une électro-vanne contrôlant l'alimentation en gaz ou en vapeur. 13 - Toute machine comportant un cylindre tournant à circuit de chauffage ou de refroidissement dont l'alimentation est contrôlée par un dispositif de régulation suivant la revendication 1.