Brevet FR2364537A1 — publié le 19780407

L'invention concerne un dispositif de sécurité thermique pour appareil électrique, notamment appareil ménager, constitué par un thermostat comportant un mécanisme d'interrunteur qui coupe le circuit à une température limite supérieure et le ferme à une température limite inférieure, et qui est commandé par une sonde thermique et, le cas échéant, par un ressort, ce dispositif étant constitué également par un interrupteur de sécurité monté en série avec un mécanisme d'interrupteur commandé par une sonde thermique qui coupe le circuit en cas de température anormale ddpassant la température limite supérieure. Dans les appareils ménagers, on utilise souvent des chauffages électriques pour chauffer ou maintenir à une température déterminée un fluide, par exemple de l'air, de l'eau ou d'autres liquides, des plaques chauffantes å accumulation, ou analogues. Lorsque cette température est dépasse, l'arrivée du courant au dispositif de chauffage doit être interrompue.Dans ce but, on utilise des thermostats avec une sonde thermique soumis à la température du fluide ou de l'objet, qui agit sur un mécanisme d'interrupteur, de telle sorte que le circuit est coupé pour une température limite supérieure, qui peut éventuellement être réglable, et qu'après refroidissement à une température limite inférieure, le circuit est à nouveau fermé.~ Afin d'éviter une surchauffe des fluides ou de l'appareil lui-même, on doit prévoir en outre, d'après les réglementations légales, un interrupteur de sécurité pour les cas de surchauffe, qui coupe totalement l'ensemble du circuit lorsqu'est atteinte une température anormale supérieure à la température limite supérieure, qui pourrait donc devenir dangereuse pour le fluide ou l'appareil. Une telle température anormale n'est en général atteinte que lorsque, par exemple,- le thermostat montre des signes de fatigue ou d'usure après une longue utilisation et ne coupe plus le circuit à la température limite sunérieure. S'il coupe le circuit à une température plus basse, la valeur de service se trouve certes réduite, mais il n'en résulte pas de danger. Dans les appareils ménagers, les possibilités de logement pour des composants électriques sont souvent extrêmement limitées. En outre, du fait de ce manque de place, on ne peut pas toujours placer le thermostat et l'interrupteur de sécurité fonctionnant en cas de température anormale au même endroit, de sorte que, dans certains cas, ils sont exposés à des plages de températures diffé- rentes et que le fonctionnement parfait de l'interrupteur de sécurité n'est plus assuré. Le but de l'invention est de réaliser le dispositif de sécurité thermique décrit ci-dessus de telle sorte que, d'une part, le thermostat et l'interrupteur de sécurité soient toujours soumis à la même température, donc qu'un fonctionnement fiable soit toujours assuré et, d'autre part, que le dispositif de sécurité ait un encombrement aussi réduit que possible. Ce but est atteint conformément à l'invention en ce que le thermostat et l'interrupteur de sécurité sont disposés dans un bottier commun et sont reliés ensemble par un conducteur électrique. Un tel boîtier commun peut avoir des dimensions extérieures telles que le thermostat et l'interrupteur de sécurité occupent ensemble moins de place que lorsqu'ils sont séparés. Il en résulte également une économie de matière et de main d'oeuvre par la suppression d'un des deux bottiers. Les frais de montage sont également réduits, car il n'y a qu'un seul bottier à fixer sur l'appareil. Enfin, le boftier commun peut être placé de telle sorte que, dans son ensemble, il est soumis à la même température, ce qui assure un fonctionnement parfait du thermostat et de l'interrupteur. Dans ce cas, le bon échange thermique recherché est utilisé pour le fonctionnement combiné du thermostat et de l'interrupteur, du fait de la compacité du boîtier. Même lorsque les conditions d'environnement sont défavorables, par exemple lorsque les conditions d'écoulement du fluide chauffé ou les conditions de rayonnement sont défavorables, le gradient thermique à l'intérieur du boîtier ne peut pas atteindre de valeur notable. Dans une forme de réalisation préférée de l'invention, le conducteur reliant le thermostat et l'interrupteur de sécurité est le boîtier lui-même, ou une partie du boîtier, constitué par un matériau conducteur de l'électricité. Par rapport à l'agencement usuel, on supprime ainsi une pièce de contact, étant donné que le boîtier lui-même est une pièce de contact, et notamment à la fois pour le thermostat et pour l'interrupteur de sécurité. Selon une forme de réalisation avantageuse, le boîtier comporte deux compartiments séparés, pour le mécanisme de coupure du thermostat et pour celui de l'interrupteur de sécurité, la paroi de séparation entre les deux compartiments constituant le conducteur qui les relie. Cette paroi de séparation est en même temps le fond du boîtier du thermostat ou le couvercle du boîtier de l'interrupteur de sécurité, ou inversement. Une réalisation particulièrement appropriée consiste en ce que, comme il est déjà connu, les sondes thermiques sont des disques bimétal à déclic et que chaque mécanisme de coupure comporte un contact assujetti à un de ces disques à déclic et/ou à un disque ressort à déclic et qu'en outre les disques à déclic et les contacts sont disposés l'un derrière l'autre sur l'axe géométrique du boîtier de forme cylindrique.On obtient ainsi une réalisation en forme de boîte extrêmement plate pour le dispositif de sécurité De façon appropriée, le boîtier comprend une pièce centrale cylindrique constituant la paroi de séparation et deux capuchons placés contre les deux côtés frontaux de cette pièce centrale, chaque capuchon formant avec la pièce centrale un espace pour le thermostat ou pour l'interrupteur de sécurité. les deux éléments de coupure se trouvent donc sur les côtés extérieurs du boîtier et sont ainsi soumis à la température de la façon la plus favorable. Il en résulte également un montage très simple. le disque ressort à déclic du thermostat a, lors de la mise hors circuit, une force élastique légèrement plus faible que la force de déclic de commutation du disque bimétal à déclic. Ainsi, la pression de contact n'est établie que par le disque ressort jusqu'au voisinage de la température limite supérieure;' de sorte que le disque bimétal n'est pas chargé méeaniquement et que son comportement en commutation est reproductible. Le disque ressort à déclic de l'interrupteur de sécurité a de mime, lors de la mise hors circuit, une force élastique légère- ment plus faible que la force de déclic de commutation du disque bimétal à déclic ; le contact de l'interrunteur est relié parac- tion de force ou par coopération de formes au disque ressort et uniquement avec lui. le disque bimétal peut donc se mouvoir indépendamment du contact de commutation. Même si après la mise hors circuit de sécurité et le refroidissement correspondant, il devait revenir par déclic dans sa position de mise en circuit, ce mouvement ne serait pas suivi par le contact de commutation, étant donné que celui-ci est maintenu en position hors circuit par sa fixation sur le disque ressort.Pour plus de sécurité, on peut en outre prévoir que le disque ressort de l'interrupteur de sécurité nla qu'une position stable, qu'il prend dans la position hors circuit. De cette position stable, le disque ressort ne peut plus revenir en position de mise en circuit, de sorte que le contact ne peut plus être fermé, et ceci indépendamment de la position de commutation du thermostat. L'invention sera bien comprise à la lecture de la description détaillée, donnée ci-après à titre d'exemple seulement, d'une forme de réalisation préférée représentée schématiquement sur le dessin, dans lequel - la figure 1 est une coupe axiale à travers le dispositif de sécurité en position de fonctionnement ; et - la figure 2 est une coupe analogue à celle de la figure 1, mais toutefois après mise hors circuit du dispositif de sécurité. Le dispositif de sécurité est constitué par un boîtier i, dans la partie supérieure duquel est logé un thermostat 2 et dans la partie inférieure duquel est logé un interrupteur de sécurité 3. Dans ce but, le boîtier 1 comporte sur chaque côté frontal un volume 4 qui reçoit le thermostat 2 ou l'interrupteur de sécurité 3. Le boîtier 1 comprend une pièce centrale cylindrique 5 contre chaque côté frontal de laquelle est placé un capuchon 6, 7. Le capuchon 6 est, dans ce cas, réalisé sous forme de disque et le bord supérieur 8 de la pièce centrale 5 est replié autour de ce disque. La pièce centrale 5 comporte sur son côté frontal inférieur une collerette 9 autour de laquelle le bord 10 du capuchon 7 est également replié. la pièce centrale 5 et les capuchons 6 et 7 sont en un matériau métallique conduisant l'électricité. Dans ce cas, on place entre la pièce centrale 5 et chaque capuchon 6, 7 une couche électriquement isolante 11, 12 qui sépare électriquement ces deux parties l'une de l'autre. Le boîtier 1 est placé dans un conducteur de phase du circuit à commuter ou à régler, dont seules les extrémités de raccordement 13, 14 sont représentées.L'ensemble du boîtier 1 peut, en outre, être entouré d'une enveloppe électriquement isolante, qui n'est pas représentée sur le dessin. Le thermostat 2 dans le volume supérieur 4 du boîtier 1 est constitué par un disque bimétal à déclic 15 agissant comme sonde thermique et un mécanisme de commutation constitué par un contact d'interrupteur 16 et un disque ressort à déclic 17. Le contact 16 est placé de façon libre dans des trous du disquebimétal 15 et/ou du disque ressort 17. Il est guidé entre ces disques par un collet 18. Le disque ressort 17 s'appuie simplement par son pourtour sur le fond du volume 4, comme on le voit sur le dessin. De la même façon, le disque bimétal 15 ne s'appuie par son pourtour contre le capuchon supérieur 6 ou la couche isolante 11 que dans la position de mise hors circuit non représentée. L'interrupteur de sécurité 3 dans le volume inférieur 4 du boîtier 1 comporte une sonde thermique sous forme d'un disque bimétal à déclic 19 et un mécanisme de commutation constitué par un contact d'interrupteur 20 et un disque ressort à déclic 21. Le contact 20 est placé de façon libre dans un trou du disque bimétal 19 et il comporte un collet 22 contre lequel peut agir le centre du disque bimétal lors de la mise hors circuit. Par contre, le contact d'interrupteur est fixé sur le disque ressort 21, de façon telle qu'il ne peut pas bouger par rapport à celui-ci. Le fonctionnement du dispositif de sécurité est le suivant En fonctionnement normal, représenté sur la figure 1, le contact 16 appuie contre le capuchon 6 et le contact 20 contre la pièce centrale 5 du boîtier 1. Le courant passe donc du raccordement 13 par le capuchon 6, le contact 16, le disque ressort 17, la pièce centrale 5, le contact 20, le disque ressort 21 et le capuchon 7 jusqu'au raccordement 14. Si l'appareil atteint la température limite supérieure, le disque bimétal 15 saute dans sa position non représentée, et ce faisant surmonte la force élastique du discute ressort 17, et déplace celui-ci dans sa position concave inverse, dans laquelle il appuie contre le fond du volume 4, c'est-à-dire de la pièce centrale 5.Après refroidissement, lorsque la température limite inférieure est atteinte, le disque bimétal 15 saute en sens inverse et libère la force élastique du disque ressort 17, de sorte que ce dernier déplace à nouveau le contact 16 en position de mise en circuit. Au cours de ce fonctionnement normal, l'interrupteur de sécurité reste dans la position représentée sur la figure 1. En cas de surchauffe à une température anormale excédant la température limite supérieure, qui ne peut être atteinte que lorsque le thermostat 2 n'interrompt pas le circuit, le disque bimétal 19 de l'interrupteur de sécurité 3 saute de la position de mise en circuit représentée sur la figure 1 dans la position hors circuit représentée sur la figure 2 ; ce faisant, le contact 20 se déplace contre le fond du capuchon 7, de même que le disque ressort 21 arrive dans sa position stable représentée sur la figure 2. Ainsi, le circuit est interrompu. Butant donné que le contact 20 est fixé sur le disque ressort 21, il ne peut plus revenir dans la position en circuit, même après le déclic en sens inverse du disque bimétal. REVENDICATIONS 1. Dispositif de sécurité thermique pour appareil électrique, notamment appareil ménager, constitué par un thermostat comportant un mécanisme d'interrupteur qui coupe le circuit à une température limite supérieure et le ferme à une température limite inférieure, et qui est commandé par une sonde thermique et, le cas échéant, par un ressort, ce dispositif étant constitué également par un interrupteur de sécurité monté en série avec un mécanisme d'interrupteur commandé par une sonde thermique qui coupe le circuit en cas de température anormale dépassant la température limite supérieure, caractérisé en ce que le thermostat (2) et l'interrupteur de sécurité (9) sont disposés dans un boîtier commun (1) et sont reliés ensemble par un conducteur électrique (5). 2. Dispositif de sécurité thermique selon la revendication 1, caractérisé en ce que le conducteur reliant le thermostat (2) et l'interrupteur de sécurité (3) est le bottier lui-même ou une partie (5) du boîtier, constitués par un matériau conducteur de l'électricité. 3. Dispositif de sécurité thermique selon la revendication 1 ou la revendication 2, caractérisé en ce que le boîtier (1) comporte deux compartiments (4) séparés pour le mécanisme de coupure du thermostat (2) et pour le mécanisme de l'interrupteur de sécurité (3) et en ce que la paroi de séparation (5) entre les deux compartiments constitue le conducteur qui les relie. 4. Dispositif de sécurité thermique selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caråctérisé en ce que, de façon en soi connue, les sondes thermiques sont des disques bimétal à déclic (15, 19) et chaque mécanisme d'interrupteur comporte un contact (16, 20) assujetti à un disque ressort à déclic (17, 21), et en ce que les disques à déclic et les contacts sont disposés l'un derrière l'autre sur l'axe géométrique du bottier (1) de forme cylindrique. 5. Dispositif de sécurité thermique selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le boîtier (1) comprend une pièce centrale (5) cylindrique constituant la paroi de séparation et deux capuchons (5, 7) placés contre les deux côtés frontaux de cette pièce centrale, lesquels forment entre eux et la pièce centrale, respectivement, un volume (4) pour le thermostat (2) et pour l'interrupteur de sécurité (3). 6. Dispositif de sécurité thermique selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que le disque ressort (17) du thermostat (2) a une force élastique légèrement inférieure, lors de la mise hors circuit, à la force de déclic de commutation du disque bimétal (15). 7. Dispositif de sécurité thermique selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que le disque ressort (21) de l'interrupteur de sécurité (3) a une force élastique légèrement inférieure, lors de la mise hors circuit, à la force de déclic de commutation du disque bimétal (19), et en ce que le contact d'interrupteur (20) est relié par action de force ou par coopération de formes au disque ressort et uniquement à lui. 8. Dispositif de sécurité thermique selon la revendication 7, caractérisé en ce que le disque ressort (21) de l'interrupteur de sécurité (3) n'a qu'une position stable, qu'il prend dans la position hors circuit (figure 2).