Brevet FR2237274A1 — publié le 19750207

concerne un dispositif destiné à être incorporé dans un système mécanique ou électrique, sa fonction étant de se rompre lorsque, par échauffement, il est porté à une température fixée à l1 avance, la rupture déclenchant le déplacement drun organe mécanique. Plus precisément, 11 invention utilise pour provoquer cette rupture le procédé connu consistant à remplir une capacité étanche avec un liquide ou solide, la rupture de la paroi étant provoquée dans le premier cas par la dilatation thermique du liquide, dans le second cas par le changement de phase du solide quand sa temperature de fusion est atteinte. Le procédé indiqué ci-dessus ne donne qu'une précision médiocre, à cause de l'élasticité des parois, de la compressibilité du liquide, et de 11 incertitude sur la contrainte de rupture des materiaux à faible allongement. La présente invention vise à pallier les inconvénients ci-dessus, c'est à dire à donner une meilleure précision sur la température de rupture d'une capacité étanche remplie d'un liquide, ou sur la rapidité de rupture d'une capacité étanche contenant une phase solide atteignant son- point de fusion. L'invention consiste à réaliser la paroi de la capacite en deux parties indépendantes (que nous désignerons dans tout ce qui suit sous la nom de "calottes) les reberds de ces deux calottes s'adaptant exactement l'un à suivant une ligne de jointure, et à assurer la liaison entre ces deux calottes par une feuille. mince, d'épaisseur connue, formant ceinturE tout le long de la ligne de jointure, adhérent par collage, soudure, etc. à chaque calotte de part et d'autre de cette ligne de jointure, cette adhérance assurant à la fois l'assemblage rigide et ltétanchéité parfaite de le capacité.Au surplus, toujours-selon l'invention, la ligne de jointure doit être choisie telle que le plan tangent à la paroi en tout point de cette ligne soit parallèle au vecteur résultante des forces exercées sur l'une ots l'autre calotte par une pression interne uniforme. Avec le mode de realisation ci-deseus, la rupture se produira suivant une ligne préétablie, par contrainte exerce sur un matériau d'épaisseur connue ; la condition géométrique spécifie plus haut est telle que cette contrainte sera une traction s'exercent dans le plan de la feuille. La pression nécessaire à la rupture sera plus faible que si la paroi était continue, donc les effets perturbateurs de l'élasticité et de la compressibilité seront minimsés. Enfin, du fait du collage qui constitue encastrement de la feuille tout près de la ligne de jointure, avec une partie libre très étroite, l'allongement de la feuille avant rupture sera très faible.Toutes ces conditions, réalisées grâce à la présente invention, concourent à réduire la dispersion des résultats et le temps de reponse. Pour faciliter la rupture totale de la feuille mince tout le long de la ligne de jointure et provoquer l'écartement des deux calottes, il est prévu un ressort dont le tarage est tel que la force qu'il exerce soit insuffisante pour provoquer, à elle seule, la rupture de la feuille s mais, cette rupture une fois amorcée, le ressort la parachève. Une variante consiste à placer ce ressort entre les deux calottes, à l'intérieur de la capacité. Le dispositif décrit plus haut risque, sans précaution spéciale, de présenter un inconvénient ; quand la température de rupture est atteints, la feuille mince commencera à se déchirer en un point isolé, dont l'amplacement est aléatoire, et le liquide s'échappera par cette déchirure locale, faisant baisser la pression s la rupture ds la feuille risquera de ne pas a'echever. Pour éviter ce risque, il est nécessaire de prévoir, des aoyena pour empêcher que le liquide s'échappe par une amorce de déchirure. Ceci psut entre réalisé de diverses manières. Selon l'invention, un de ces procédés est le suivant s sur la feuille mince à déchirer, on enroule, serré, un manchon formé de plusieurs tours d'une feuille mince et inextensible, roulée sur elle-même après avoir été enduite d'une mince couche d'un liquide ayant, à la température de rupture, une viscosité élevée. Ce produit visqueux s'oppcsera, pendant un temps limité mais suffisant, à l'évasion du liquide par la déchirure, et freinera l'élargissement du jeu en s'opposant nu glissement des spires du manchon les uns sur les autres. Ce manchon, sans liaison rigide avec la ceinture à déchirer, n'offrira à l'écartement des deux calottes qu'un freinage visqueux de courte durée. La rupture de la ceinture se fera à une température d'autant plus élevée ou avec un retard d'autant plus grand -donc dans des conditions d'autant moins fidèles- que son allongement absolu avant rupture sera plus élevé. Il imports donc que la largeur extensible soit le plus faible possible. Pour obtenir ce résultat, les deux livres de la calotte ne doivent être séparées que par un jeu très réduit, et doivent être enduites d'une mince pellicule d'un liquide non miscible au produit servant au collage de la ceinture (huile silicone par exemple). Cette précaution empêche aussi que ce produit de collage s'insère entre ces lavras, ce qui crésrait une liaison supplémentaire nuisible entre les deux calottes. Lorsque le rupteur a pour fonction d'interrompre un courant 61ectri- que, un ode de réalisation peut être obtenu en utilisant le métal de la ceinture comme conducteur J sa rupture interrompt le courant, sous réserve que le liquide de remplissage soit non conducteur, et que des isolants soient placés judicieu- semant. flans le cas ou la capacité est remplie d'un liquide, ce liquide ne remplira totalement la capacité qu'à une température # en dessous de laquelle la pression interne sera égale à la tension de vapeur, supposée très inférieure à la pression de rupture. La rupture se produira à une température #. ##. la valeur de ae -étant calculable en fonction des données. Pour que soit fixé avec précision, il. faut que # ie soit lui-même. Pour cela, l'une des deux calottes est, de fabrication, prolongée d'un tube très fin, et l'autre calotte est percée d'un petit orifice, en position opposée au tube. Une fois la ceinture mise en place, le remplissage se fera par le tube fin, jusqu'à ce que le liquide commence a sortir par l'orifice X on obstruere alors cet orifice et on portera la capsule à la température G. L'excès du liquide étant ainsi évacué, on obturera alors le tube fin ramené, si besoin est, à une longueur convenable, cette opèration se faisant à -la température # En ce qui concerne la réalisation pratique, il sera avantageux de donner à ce composant une très faible capacité (disons moins de 500 millimètres cubes) afin de réduire son temps de réponse. La résistance à la rupture de la ceinture par traction n'aura pas besoin, pour la plupart des applications, de dépasser quelques kilogrammes-force. Dans ces conditions, on zonstituera la ceinture avec une feuille métallique de 10 à 20 microns d'épaisseur. La description qui suit en référence au dessin annexé présente~ à titre d'exemple non limitatif, un mode de réalisation qui permettra de mieux comprendre l'invention et de mettre en évidence d'autres caractéristiques, buts et avantages de celle-ci. Ce dessin qui fait partie intégrante de l'invention, représente une, coupe longitudinale d'un dispositif conforme à l'invention. Sur la figure, on voit les deux calottes métalliques, I et 2, sladap- tant exactement l'une sur l'autre par un emboitement 3, le tout constituant un cylindra de révolution ayant environ 10 mm de long, 6 imn de diamètre extérieur et 4 mm de diamètre intérieur. Sur la calotte I est fixé, suivant son axe, un petit élément de tube de cuivre 5 assemblé par une brasure 6, dont l'extrémité a été obturée par écrasement. L'autre calotte 2 est percée, suivant son axe, d'un petit orifice 7 bouché par un masticage 13. L'assemblage des deux calottes est assuré par une ceinture 9 constitué par un ruban mince de feuille d'aluminium, d'argent ou de feuillard d'acier inoxydable austénitique, l'épaisseur de cette ceinture étant de l'ordre de 10 à 15 microns, ce qui assure entre les deux calottes une liaison résistant à une traction de quelques kilogrammes-force. A l'intérieur de la capacité. a été mis en place un reesort B qui tend à écarter les calottes l'une de l'autre avec 'une force teile que la ceinture soit, en l'absence de toute pression interne, soumise à une traction de l'ordre de grandeur de la moitié de se traction de rupture. Autour la ceinture 9 est enroule de plusieurs tour * un ruben 10 de même feuillard que la ceinture, enduit, avant mise en place, d'une couche mince d'huile polysiloxane de 1000 poises de viscosité. Cet enroulement est maintenu en place latéralement par des épaulements des calottes 1 et 2, et son serrage modéré autour de la ceinture 9 est assuré par un manchon 11. Une extrémité de ce manchon est fixée au culot de la calotta 1 par un remplissage de colle durcissable 12. Avant assemblage, le tube 5 à environ 10 mm de long, est ouvert à son extrémité, et l'orifice 7 est libre. Les lèvres 3 sont enduites d'une mince pellicule d'huile polysiloxane à haute viscosité, avant d'être emboîtées l'une sur l'autre. Après mise en place du ressort, assemblage et collage de la ceinture 9, la capacité est placée en position verticale, l'orifice 7 en haut, et on la remplit au moyen du tube 5 avec un liquide convenable (toluène, xylène etc... Le remplissage est achevé quand le liquide apparatt à l'orifice 7 : on bouche alors cet orifice par une aiguille enfoncée à force, puis par une colle durcissable 13. L'appareil se présente alors qomme un thermométre dont le réservoir: serait étanche, mais dont la colonne serait ouverte à l'air libre à son extrémité. On porte alors l'ensemble à une température égale à celle ou on veut qu'il se diminuée d'un 4 calculable en fonction des dimensions et des matériaux utilisés 2 l'excés de liquide s'évacue et on obture alors le tube 5 en l'écrasant à la pince, et en le sectionnant. On met ensuite en place l'enroulement 10 puis le manchon 11, que l'on maintient en place par un collage durcissable 12 qui parachève l'étanché- ité du tube 5. Quand la température atteindra la valeur assignée, la ceinture se déchirera en un point de la ligne de jonction, cette déchirure se propagera à toute la longueur de cette ligne, et le ressort provoquera l'écartement des deux calottes, qui pourra être utilisé pour déclencher tous effets mécaniques nécessaires, ou pour fermer un contact électrique, Si au contraire on voulait couper un circuit électrique, on pourrait obtenir ce résultat en incorporant la ceinture déchirable 9 dans ce circuit : il faut alors prévoir des rondelles isolantes comme surfaces d'appui du ressort, et intercaler entre la ceinture 9 et l'enroulement 10 une feuille souple isolante. L'invention ayant maintenant été exposée, sa réalisation et son intérêt justifiés sur un exemple détaillé, la demanderesse s'en réserve l'exclusi vité pendant toute la durée du brevet sans limitation autre que celle des revendications ci-après. RE V E N n lE A T I O N S 1. Dispositif destiné à se rompre quand il est porté, par échauffement, à une température déterminée et constitué par une capacité remplie d'un liquide ou d'un solide, caractérisé par le fait que la paroi de cette capacité est réalisée par juxtaposition de deux parties indépendantes et complémentaires, les rebords de ces deux parties s'adaptant l'un à l'autre suivant uneligne de jointure, cette ligne de jointure étant recouverte par une ceinture offrant une résistance mécanique moindre que les parois, cette ceinture adhérant aux deux parties de part et d'autre de la ligne de Jointure par un procédé d'assemblage qui assure à la fois la rigidité et l'étanchéité de la capacité.En outre, la ligne de jointure doit être telle que le plan tangent à la paroi en tout point de cette ligne soit parallèle à la résultante des forces exercees sur l'une ou l'autre partie de paroi par une pression interne uniforme. 2 Dispositif selon la revendication t complété par un ressort tendant à écarter l'une de l'autre les deux parties constituant la paroi, avec une force inférieure à celle nécessaire pour provoquer la rupture de la ceinture lorsque la pression interne dans la capacité est nulle. 3. Dispositif selon les revendications I et 2 dans laqual le ressort est placé à l'intérieur de la capacité. 4. Dispositif selon I'une quelconque des revendications précédentes dans lequel la ceinture dtassemblege est entourée, sans jeu, d'un enroulement constitué d'un ruban inextensible préalablement enduit d'une substance s haute viscosité. 5. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel les rebords en contact des deux parties constituant la paroi sont enduites, avant assemblage, dune mince couche d'un liquide non miscible au produit destiné à assurer le collage de la ceinture. 6. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel les deux parties de la paroi sont, avant assemblage, percées chacune d'un petit orifice, l'un des deux orifices étant prolongé deux tube fin, ces orifices étant obtures après remplissage de la capacité. 7. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel-la ceinture est constituée d'une feuille métallique d'épaisseur infé rieurs à 30 microns.