Brevet FR2278219A1 — publié le 19760206

L'invertion concerne un yitrage feuilleté à chauffage électrique possédant un capteur de température incorporé pour la commande du courant de chauffage. Il est important de régler le courant de chauffage des vitrages chauffants feuilletés, pour éviter que la couche intercalaire, constituée d'une matière thermoplastique, ne soit endommagée par une surchauffe. Les résistances chauffantes sont en effet placées à l'intérieur ou contre la couche en question et la surchauffe peut provoquer à l'intérieur de celle-ci l'apparition d'ondes ou autres défauts permanents qui altèrent la qualité optique. n est donc connu de placer dans ces vitrages feuilletés, et de préférence dans la couche thermoplastique elle-meme, des capteurs de température. D'après l'état de le technique, ces capteurs sont constitués d'un fil mince dont la variation de résistance, fonction de la température, est utilisée pour régler le courant de chauffage. Ils ont pour inconvénient l'eflstenoe de fils de connexion qui doivent être conduits à 11 extérieur du vitrage. Lorsque ces fils, qui sont très fins, se trouvent arrachés ou que la résistance elle-mame du capteur est endommagée et devient incapable de fonctionner, toute réparation est généralement impossible car le capteur, incorporé à l'intérieur du vitrage ne peut titre atteint sans destruction de celui-ci. L'invention a pour objet de créer un vitrage feuilleté chauffant équipé d'un capteur de température robuste et facile à réparer. Conformément à l'invention cet objectif est atteint à l'aide d'un capteur de température à point de Curie constitué d'une plaque de métal ferromagnétique dont la température de Curie correspond à la température de consigne du réglage et qui commande un dispositif de réglage sensible au magnétisme : la plaquette métallique est placée entre les feuilles externes, de préférence sur le bord du vitrage, à l'intérieur mdme de la couche thermoplastique ou à son contact de façon qu'elle mesure aussi exactement que possible la température de cette couche dans la zone chauffée, mais 1' organe magnétosensible du capteur est monté en regard, à l'extérieur du vitrage, de sorte qu'il est facilement démontable. Pans des circonstances normales, la température de Curie de la plaquette ferromagnétique est absolument invariable, de sorte que la partie du capteur qui est incorporée au verre ne peut se trouver à la source d'un défaut et qu'on ne peut souhaiter réalisation plus avantageuse. Dans un vitrage feuilleté, la température de la couche thermoplastique intercalaire ne doit, en règle générale, pas dépasser So à 80 C. Dans ce domaine de températures on peut, par exemple, utiliser pour constituer la plaquette certains alliages de cuivre, aluniniun et man > anèse, parfois appelés alliages de leuslerQ Dans une première version de 1' invention, I'organe sensible externe est électròmécaniqie et possède un élément magnétique mobile qui est attiré vers la plaquette métallique par le ferromagnétisme de cette dernière lorsqu'elle se trouve en-dessous de sa température de Curie, et qui, ai-dessus de cette température, est ramené au repos par un ressort antagoniste. Ce dispositif d'aimant mobile peut commander de différentes manières la commutation du chauffage et une version parti culièrernent simple consiste à le rendre solidaire d'-an contacteur mécanique. Dons ;ne autre variante possible, la partie externe du capteur peut être constituée par une plaque résistante sensible au champ magnétique et dont, par conséquent, la valeur se modifie rapidement lorsque les propriétés magnétiques de la plaquette se transforment. Les plaquettes, comme la résistance elle-mme, doivent être placées dans le champ d'un aimant dont l'induction sera influencée, au franchissement de la température de Curie, par le changement rapide de perméabilité de la plaquette. Suivant une autre variante, ltorgane -sensible externe peut encore Qtre constitué d'une bobine magnétique, dont l'armature se referme sur la plaquette métallique, de sorte que la modification rapide de perméabilité de cette dernière entrains une variation d'inductance de la bobine qui est directement utilisée pour engendrer le signal de commande du courant de chauffage. Dans une version particulièrement avantageuse, 1' organe externe comprend un élément magnétique mobile agissant sur une cellule dont la déformation modifie les caractéristiques électriques. Il peut s'agir de cellules électriques du type employé pour les mesures de contrainte ou dans les appareils de mesure de pression, utilisant une modification de la capacité, comme c'est le cas pour les micros à condensateurs, ou encore de l'inductance, sur le principe des bobines à noyau mobile, ou encore de la résistance, comme dans les micros au carbone. Il est également possible d'utiliser des cristaux piézoélectriques dont la déformation engendre des tensions électriques, comme dans les appareils à quartz. Les containtes provoquées, au-dessous de la température de Curie, par l'attraction de l'aimant, diminuent, au voisinage de cette température et enfin disparaissent entièrement ; mais on peut les compenser par une force auxiliaire de façon à supprimer ou même à inverser la contrainte globale en-dessous de la température de Curie. Le fait de placer l'organe de mesure sous pré-contrainte, par exemple sous l'action d'un ressort, permet d'augmenter, si on le désire, l'inertie de réponse du dispositif pour le rendre, par exemple, insensible aux chocs. On peut placer la cellule entre la surface du verre et 1' élément magnétique, mais aussi inverser le fonctionnement en plaçant l'élément magnétique au voisinage de la surface du verre et la cellule déformable entre cet élément magnétique et le boftier du dispositif ; on rapproche ainsi l'élément magnétique de la plaquette ferromagnétique, de sorte que les forces exercées augmentent. Diverses mises en oeuvre seront décrites cd-dessous en référence aux dessins qui montiiit, en coupe partielle Figure 1 ç ulve variante utilisant un contacteur électromécanique, . Figure 2 : une variante utilisant une résistance Dagnétosensible, , Figure 3 : une variante à capteur inductif, . Figure 4 : un contacteur à empilage de lamelles de carbone dans lequel les lamelles de carbone sont placées entre la surface du verre et l'élément magnétique, . Figure 5 : un exemple analogue dans lequel l'élément magnétique est placé au contact de la surface du verre. Dans la version représentée par la figure 1, le vitrage feuilleté à chauffage électrique comprend deux feuilles de verre de silicate 1 et 2 collées ensemble par une feuille intercalaire thermoplastique 3, habituellement constituée à l'bourse actuelle de polyvinyl-butyral. Dans cette feuille intercalaire sont incrustés dea conducteurs chauffants constitués de fils électriques résistants 4 ; on pourrait, bien entendu, utiliser à leur place des couches conductrices transparentes. Logée, elle aussi, à l'intérieur de la feuille thermoplastique 3, se trouve la plaquette ferromagnétique 5 constituée d'un alliage de Heusler ayant une température de Curie voisine de 60 OC. On peut utiliser, par exemple, le "TEERMOFLUX 65/100 S'" de la firme TACIIMeR53{EiZE, Ranau. En face de la plaquette métallique 5 se trouve placé, à l'extérieur du vitrage, un contacteur magnétique constitué d'un aimant permanent 6 monté sur un axe pourvu d'un ressort 7, qui agit sur une lame de contact 8 pour ouvrir et fermer le circuit électrique passant par les deux bornes 9 et 10. Sur la figure, le contacteur est représenté au repos, la plaquette métallique 5 se trouvant à une température supérieure à la température de Curie, de sorte que l'aimant 6 ne se trouve pas attiré par elle, et que la force du ressort 7 repousse la lame de contact 8, ce qui coupe le circuit entre les bornes 9 et 10.Aussitôt que la température de la plaquette métallique 5 retombe en-dessous de la température de Curie, cette plaquette redevient ferromagnétique et l'aimant 6 se trouve à nouveau attiré au contact de la feuille de -verre 1, de sorte que la laie 8 ferme le circuit entre les bornes 9 et 10. Le signal est envoyé de façon conrue dans un trigger qui commande un contacteur, de façon à ouvrir ou fermer le circuit d'alimentation de la résistance chauffante 4. Dans la version représentée par la figure 2, le vitrage est à nouveau constitué de deux feuilles de verre 11 et 12 collées par une feuille intercalaire thermoplastique 13 renfermant des fils résistants 14. Une plaquette ferromagnétique 15 dont la température de Curie correspond à la température de consigne souhaitée est à nouveau incorporée dans cette feuille intercalaire. De part et d'autre de la plaquette 15 sont places deux aimants permanents plats 16, 17 réunis par une armature 18 en acier doux. Ces deux aimants développent un champ magnétique qui traverse le vitrage et la plaquette métallique 15, et à l'intérieur duquel est placée une résistance magnéto- sensible 19.La variation d'induction entre les deux plaquettes aimantées 16 et 17 en fonction de l'état magnétique de la plaquette métallique 15 modifie la résistance électrique de la plaquette 19, et cette modification, détectée par le circuit de mesure, est utilisée pour la commande d'un relais qui provoque le fonctionnement du chauffage. Le signal de mesure est à nouveau utilisé de façon classique. Dans la version de la figure 3, le vitrage chauffant est encore constitué de deux feuilles de verre de silicate 51, 52 reliéès par une feuille intercalaire 77 dans laquelle sont incorporés d'une part les fils résistants )4, d'autre part une plaquette ferromagnétique 35 possédant une température de Curie convenable. La plaquette métallique 55 est placée dans l'entrefer du noyau métallique 56 d'un électro-oimant. La réluctance, et par conséquent l'impédance de la bobine sont donc influeneésspar la perméabilité magnétique de la plaquette 35. Lorsque celle-ci atteint la température de Curie et cesse d'être ferromagnétique, l'inductance de la bobine 37 baisse brutalement : si une tension alternative fize est appliquée entre ses bornes 38, 39, le courant qui la traverse subit une variation brutale d'inten- sité qui est utilisée pour la commande du chauffage. Le vitrage de la figure 4 est constitué de deux feuilles de verre 41, 42 réunies en un vitrage feuilleté par une couche intercalaire thermoplastique 45 dans laquelle sont incorporés les fils résistants 44 du réseau chauffant. Sur la face de la couche intercalaire opposée aux fils chauffants 44 se trouve la plaquette ferromagnétique 45 constituée d'un alliage de Heusler d'une température de Curie voisine de 600C. Le capteur comprend un boftier 46 en matériau isolant qui renferme un certain nombre de lamelles de carbone 47 au-dessus desquelles est disposé un aimant perme nent 48. Les plaquettes de carbone sont reliées d'une part par l'intermédiaire d'une lame de contacteur 49 à une languette de connexion 50, et d'autre part par 1' tinter médiaire d'une lame de contacteur 51 à une languette de connexion 52 qui communique avec 11 extérieur à travers une ouverture ménagée dans le bottier 46. Enfermé entre la lame de contact 51 et un bouchon vissé 53 se trouve un ressort hélicoïdal 54 qui soumet les lamelles de carbone à une pression appropriée, de façon à éliminer l'influence des vibrations. (luand, par site de I'dchauffenent de la feuille de verre, la plaquette ferromagnétiqie 45 atteint w température voisine de la température de Curie, sa perméabilité écrouît, de sorte que la force exercée sur les lamelles de carbone 47 par l'aimant 48 diminue. Les modifications de résistance provoquées par la baisse de pression entre les languettes de contact 50, 52 sont utilisées pour la régulation. La construction du dispositif représenté par la figure 5 diffère de la précédente par le seul fait qu'à l'intérieur du bottier 56, les lamelles de carbone 57, 1' aimant permanent 58 et le ressort hélicoïdal 59 sont disposés dans un ordre différent. On peut ainsi accrottre la force d'attraction entre la plaquette nétallique 45 et l'aimant 58, donc augmenter l'efficacité. Les contacts sont encore une fois obtenus par l'intermédiaire de lames 60, 61 reliées par des languettes 62, 63 à la partie électronique du disposicli, La précision obtenue est de + 2 C. PEVE2iDIClSIOfiS 1. Vitrage feuilleté à chauffage électrique comprenant un capteur de température incorporé pour la commande du courant de chauffage, caractérisé en ce que l'ensemble feuilleté renferme, à l'intérieur de la couche thermoplastique intercalaire (3, 13, 33, 43j, une plaquette ferromagnétique (5, 15, 35, 45) possédant une température de Curie inférieure à la température d'altération de cette couche intercalaire. 2. Vitrage feuilleté selon la revendication 1 conprenant un réseau interne de résistances chauffantes et caractérisé en ce que la plaquette ferromagnétique (5, 15, 35, 45), possédant une température de Curie appropriée, placée au bord du vitrage mais dans la zone chauffée, est associée à un organe magnétosensible placé en regard à l'extérieur du vitrage et alimentant un circuit de commutation du chauffage. 7. Vitrage selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que la plaquette ferromagnétique est constituée d'un alliage de tieusler à point de Curie voisin de 600 C. 4. Vitrage selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que l'organe magnétosensible externe comprend un élément magnétique mobile (6) qui est attiré vers la plaquette ferromagnétique (5) lorsque cette dernière se trouve à une température inférieure a la température de Curie, et qui, au-dessus, est au contraire repoussé par un ressort (7) vers une position éloignée. 5. Vitrage selon la revendication 4, caractérisé en ce que l'élément magnétique mobile (6) commande un contacteur électromécanique (8, 9, 10). 6. Vitrage selon l'une des revendications 4 et 5, caractérisé en ce que L'élément magnétique mobile est un aimant permanent. 7. Vitrage selor l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que l'organe magnétosensible externe (11, 12, 13), comprend une résistance influencée par les champs magnétiques (19) et placée, ainsi que la plaquette ferromagnétique (15), entre les piles d'un aimant (16, 17, 18). 8. Vitrage selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que ltorgane magnétosble (31, 32, 3), comprend une bobine inductive (37) placée sur un noyau métallique (36) dans l'entrefer duquel est placée la plaquette ferromagnétique (35). 9. Vitrage selon la revendication 4, caractérisé en ce que l'élément magnétique mobile (48, 58) agit sur une cellule (47, 57) dont la déformation modifie les carao- téristiques électriques~ 10. Vitrage selon la revendIcation 9, caractérisé en ce que l'élément magnétique mobile (58) est placé au voisinage de la surface du vitrage et Qe le cellule (57) est lacée entre lnsi et le bottier (56) de l'organe magnétosensible. 11. Vitrage selon l'une des revendications 9 et 10, caractérisé en ce que la cellule (47, 57) est soumise à une pré-contrainte, notamment par l'action d'un ressort (54, 59). 12. Vitrage selon la revendication 9, caractérisé en ce que la cellule est une cellule capacitive, inductive ou résistive. 13. Vitrage selon l'une des revendicattons 9 à 12, caractérisé en ce que la cellule est une cellule piézorésistive au carbone. 14. Vitrage selon la reveldication 13, caractérisé en ce que le dispositif magnétosensible comprend un bottier (46, 56), un aimant permanent (48, 58) mobile à l'intérieur de ce bottier, un empilage de lamelles de carbone (47, 57) et un ressort (54, 59) comprimant cet empilage par l'intermédiaire de l'aimant. 15. Vitrage selon la revendication 9, caractérisé en ce que la cellule est piézodlectrique.