Brevet FR2404273A1 — publié le 19790420

L'invention concerne un ronfleur destiné à être actionné avec une tension alternative, et comportant une bobine d'aimant, un noyau magnétique et une armature battante munie d'un ressort. D'une façon très généralisée, on utilise des ronfleurs ou vibreurs ou trembleurs comme dispositifs délivrant des signaux. Ces dispositifs possèdent une bobine d'aimant, devant être alimentée par le courant alternatif et située sur un noyau magnétique, et une armature battante, qui est maintenue par un ressort de rappel. Dans le cas d'une tension alternative de 50 Hz, 100 couples d'attraction par seconde agissent sur 1' armature battante, dont le déplacement provoque le bruit fournissant le signal. Le bruit est de plus en plus fort si l'on augmente l'intensité du courant traversant la bobine d'aimant du ronfleur. La limite supérieure de l'intensité de courant admissible est déterminée par la capacité de charge électrique de l'enroulement magnétique.Une limite supérieure de l'intensité du courant dans la plage des valeurs admissibles de l'intensité du courant, à partir de laquelle aucun signal n'est plus délivré, n'existe pas dans les ronfleurs connus. La présente invention a pour but d'indiquer un ronfleur pouvant être réalisé d'une façon simple et qui possède une limite du type indiqué plus haut pour l'intensité du courant, à partir de laquelle le ronfleur reste muet. Ce problème est résolu conformément à l'invention au moyen d'un ronfleur du type indiqué plus haut gracie au fait que pour une délivrance de signaux du ronfleur uniquement jusque pour une intensité de courant, qui peut être prédéterminée et qui est une fraction de l'intensité de courant maximale admissible pour le ronfleur, on utilise un noyau magnétique qui, outre le fait de fournir un flux magnétique (01) , comme cela estconnu en soi pour un relais à courant alternatif, comporte une partie munie d'un secolld enroulement fermé pour un flux magnétique (9) qui est déphasé de l'angle T par rapport au flux magnétique (1) et que la grandeur (2max .sinus est accordée sur la valeur prédéterminée de l'intensité du courant et que la force de rappel du ressort est choisie inférieure à la force magnétique qui est présente pour l'intensité de courant prédéter minée, au minimum de la courbe ondulée résultante de la varia tion de la force magnétique. D'autres variantes de la présente invention ressortiront de la description donnée ci-après. Le problème, qui est à la base de l'invention et qui s'y trouve résolu, est d'indiquer pour un appareil équipé d'un organe de chauffage constitué en un matériau formant conducteur à froid, un dispositif approprié de délivrance de signaux acoustiques, qui délivre un signal correspondant à la fin du temps de fonctionnement avec chauffage proprement dit. Par le terme de "matériau formant conducteur à froid", on désigne un matériau céramique à base de titanate de baryum qui possède une faible résistance électrique pour les températures inférieures à une température caracteristique et dont la conductivité diminue fortement lorsque cette température carac éristique est atteinte et dépassée. Comme cas d'utilisation de l'invention on peut citer par exemple une cafetière électrique de ménage comportant un organe de chauffage constitué par un matériau formant conducteur à froid. Dans le cas d'un tel dispositif de chauffage, il se produit dans l'organe de chauffage, après l'évaporation totale de liteau, un accroissement de température qui est réglé automatiquement d'une façon spécifique au matériau , par suite de l'effet de conducteur à froid. La puissance calorifique fournie électriquement est réduite alors une fois que l'évaporation de l'eau s'est effectuée.Dans le cas des caf en tières électriques connues comportant des enroulements de chauffage pour la production de la chaleur électrique, il est nécessaire d'utiliser des interrupteurs de température ou commutateurs thermiques ou thermostats pour obtenir un réglage correspondant. Mais avec un thermostat on peut également commander le ronfleur délivrant le signal. Dans le cas d'un appareil comportant un organe de chauffage constitué par un matériau formant conducteur à froid, en sorte qu'un thermostat serait nécessaire uniquement pour le fontionnement du ronfleur. Gependant ceci doit être évité. A titre d'exemple on a décrit ci-dessous et illustré schématiquement aux dessins annexés une forme de réalisation de 1objet de l'invention. La figure 1 représente un ronfleur conforme à l'invention. La figure 2 représente un graphique illustrant le déphasage entre les flux magnétiques, présents dans le ronfleur selon l'invention0 La figure 3 montre un diagramme de la variation dans le temps de la force d'attraction de l'aimant du ronfleur conforme à l'invention. La figure 4 représente schématiquement un exemple d'utilisation d'un ronfleur conforme à l'invention. Sur la figure 1, la référence 1 désigne un noyau magnétique d'un ronfleur conforme à l'invention, tandis que la référence 16 désigne la culasse associée. La référence 2 désigne l'enroulement d'aimant ou enroulement magnétique, que traverse le courant alternatif excitant le ronfleur. La référence 3 désigne l'armature battante maintenue sur l'articulation 6. A ltextré- mité de l'armature battante, située à 1opposé de l'articulation 6, sont prévus deux ressorts 4 et 5 qui sont en équilibre réciproque de telle manière que dans le cas d'une absence d'un flux de courant à travers l'enroulement 2, c'est-à-dire dans le cas de l'absence d'une excitation magnétique et d'une absence d'une force magnétique d'attraction, l'armature battante 3 prend une position éloignée de la surface 7 du noyau magnétique,(comme représenté sur la figure). Comme ceci est connu en soi pour un relais à courant alternatif (uniquement de façon qualitative) pour un autre but, à savoir pour éviter une retombée du relais dans la phase de passage par zéro, le noyau magnétique 1 comporte une partie désignée par la référence 11. Cette partie 11 est traversée par un flux magnétique 2 qui est une composante du flux magnétique total indiqué, circulant du noyau magnétique 1 dans l'armature battante 3. Une autre partie 01 du flux magnétique total traverse la partie 12 du noyau magnétique 1. Conformément à une forme de réalisation de l'invention (et comme cela est usuel pour des relais à courant alternatif), il est prévu sur la partie 11 du noyau magnétique 1 une bague de court-circuit 14 qui produit une induction mutuelle conformément à la loi de Lenz. Cette induction mutuelle crée un déphasage, avoisinant 900 entre le flux et le flux Dans le cas de l'invention, cet effet d'inductance mutuel , utilisé jusqu'alors pour un autre effet et dans un autre but, est utilisé pour obtenir une valeur limite supérieure de l'intensité du courant - et ce dans la zone des valeurs de l'intensité du courant - admissibles pour l'enroulement 2 -, à partir de laquelle le ronfleur conforme à l'invention et représenté sur la figure 1 ne délivre plus aucun signal.Cet état se présente lorsque la valeur du flux magnétique 02 X qui circule dans la partie 11, multiplié par le sinus de l'angle de déphasage t entre 02 et 1 est réglée de telle manière qu'il ne se produit plus aucune vibration de l'armature battante 3 à partir de cette valeur limite IGr de l'intensité du courant (à partir de laquelle le signal du ronfleur doit disparaître). En général et d'une façon simple, on realisera de façon empirique le réglage à l'accord de cette grandeur (Ib2.sin CB) sur la valeur limite IGr. On peut prendrespour 2 aussi bien la valeur crete 2 ou bien la valeur efficace eff X étant donné que ces grandeurs sont proportionnelles entre elles. Une possibilité de réglage d'accord est celle qui consiste à modifier la grandeur de la section transversale de la partie ll par rapport à celle de la partie 12 et par conséquent la grandeur 2 par rapport à 1 Ceci impose d'effectuer le calcul de dimensions géométriques ou de prendre des dispositions mécaniques. Il est plus simpIe de modifier la résistance électrique de la bague de court-circuit 14, telle qu'indiquée dans le cas de l'exemple représenté. On peut réaliser ceci en découpant des parties marginales de cette bague, par exemple au moyen d'une pince et par conséquent en augmentant la résistance électrique de la bague.Une autre disposition appropriée, de nature purement électrique, pour réaliser le réglage à l'accord consiste à monter un second enroulement, en plus de l'enroule- ment de l'aimant 2, à l'emplacement de la bague de court-circuit 14 représentée et à la place de cette dernière et de brancher entre les deux extrémités de raccordement de ce second enroulement une résistance électrique possédant une grandeur devant être choisie, ce qui permet de former une boucle de courant fermée. Pour avoir une possibilité (permanente) de réglage de la valeur limite IGr de l'intensité de courant, à partir de laquelle le ronfleur doit être muet, on peut utiliser une résis tance réglable entre les extrémités de raccordement mentionnées du second enroulement.Un tel dispositif est approprié notamment pour réaliser la détermination empirique de la valeur de la résistance totale nécessaire de la bague (résistance de l'enroulement et résistance extérieure prises ensemble), afin d'utiliser alors un enroulement de court-circuit possédant cette valeur de résistance totale. L'invention est basée sur la théorie suivante dont la connaissance contribue en supplément à réaliser sans problème la détermination considérée de dimensionnement . Un courant électrique traversant l'enroulement magnétique 2 crée, par suite de l'induction mutuelle, dans le second enroulement 14 un courant d'induction mutuelle, qui présenterait un déphasage de 90 dans le cas idéal. Dans la pratique, cependant, le déphasage 9 est nettement inférieur à 900, comme le montre par exemple la figure 2.En soi les flux magnétiques 1 de la bobine 2 dans la partie 12 du noyau magnétique 1 et 2 du second enroulement 14 dans la partie 11 s'additionnent linéairement, et ce compte tenu du sinus de l'angle de phase tO Les actions de force K1 et K2 des flux magnétiques s'additionnent cependant par les carrés de leur grandeur vectorielle 2 g 2 + 4 2~7 , en sorte que l'on obtient au total une cour- be de variation périodique 121 de l'action de force, visible sur la figure 3, pour la force d'attraction agissant sur l'ar- mature battante. KF désigne la valeur de la force de rappel des ressorts 4,5. Tant que la courbe 121 tombe par,-instants audessous de la valeur KF, un signal est délivré.Mais dès que, le courant circulant dans l'enroulement magnétique 2 augmentant, la courbe ne tombe plusau-dessous de KF, le ronfleur conforme à l'invention n'est plus actionné, comme ceci est représenté avec la courbe 122 pour un courant IGr" La figure 4 montre, selon une représentation schématique, un exemple d'utilisation d'un ronfleur S du type conforme à l'invention et dlnn l'appareil G,qui contient un organe de chauffage H constitué en un matériau formant conducteur à froid. Les raccords 21 et 22 de la bobine d'aimant 2 (qui est visible sur la figure 1) et les raccords 31 et 32 de l'élément de chauffage H sont montés en série, comme est visible, par rapport à la tension d'alimentation V. Tant que dans l'appareil G, la température de l'organe de chauffage H se situe au-dessous de la valeur caractéristique (température de Curie) du matériau formant conducteur à froid de cet organe de chauffage, il s'écoule un courant relativement intense dans les raccords 21, 22, 31 et 32. Mais dès que l'organe de chauffage arrive à une température située au voisinage de cette température ca ractéristique, par exemple dès que l'eau est totalement évaporée dans la cafetière électrique, le courant traversant l'organe de chauffage H tombe à une valeur nettement plus faible.Le ronfleur prévu conformément à l'invention est dimensionné de telle manière qu'il ne délivre encore aucun signal dans le cas du courant alternatif circulant pour une température inférieure de l'organe de chauffage H. Ce n'est que lorsqu'une valeur de courant, inférieure à la valeur limite 1Gr > est atteinte pour une température plus élevee de l'organe de chauffage, que le ronfleur S conforme à l'invention peut délivrer le signal indicateur désiré (qui indique que cette température plus élevée est atteinte). Un appareil G, du type représenté sur la figure 4 et comportant un ronfleur S du type conforme à l'invention et un organe de chauffage H formant conducteur à froid, tel que supposé, possède un dispositif automatique de réglage de la température avec un système indicateur qui - indépendamment de l'interrupteur d'alimentation réseau ne contient avantageusement pas un seul contact de commutation galvanique. REVENDICATIONS 1) Ronfleur destiné à fonctionner avec une tension alternative et comportant une bobine d'aimant, un noyau magnétique et une armature battante munie d'un ressort, caractérisé par le fait que pour une délivrance de signal par le ronfleur uniquement jusque pour une intensité de courant (IGr) pouvant être prédéterminée et qui représente une fraction de l'intensité de courant (I) admissible au maximum pour le ronfleur, on utilise un noyau magnétique (1) qui, outre le fait d- fournir un flux magnétique (01) , comme cela est connu en soi pour un relais à courant alternatif, comporte une partie (11) munie d'un second enroulement fermé (14) pour un flux magnétique (02) qui est déphasé de l'angle t par rapport au flux magnétique et et que la grandeur (a.sin t) est accordée sur la valeur prédéterminée de l'intensIté du courant (IGr), et que la force de rappel du ressort (4, 5) est choisie inférieure à la force magnétique (Kmin) qui est présente pour le courant (IGr) minimum de la courbe ondulée résultant de la variation de la force magnétique 2) Ronfleur suivant la revendication 1, caractérisé par le fait que le second enroulement est un enroulement de courtcircuit (14) 3j Ronfleur suivant la revendication 2, caractérisé par le fait que le réglage à l'accorde la grandeur (02maX.sin r ) sur l'intensité de courant est obtenu au moyen d'une détermination de la résistance propre de l'enroulement de court-circuit (14). 4) Ronfleur suivant la revendication 1, caractérisé par le fait que le second enroulement possède deux raccords pour le raccordement d'une résistance électrique branchée en série avec ledit enroulement. 5) Ronfleur suivant la revendication 4, caractérisé par le fait que la résistance, devant ête raccordée, est réglable. 6) Utilisation d'un ronfleur suivant l'une quelconque des revendications 1 à 5, en tant que dispositif indicateur indiquant qu'une température prédéterminée est atteinte dans un appareil (G) comportant un organe de chauffage (H) constitué en un matériau formant conducteur à froid, les raccords (21, 22) de la bobine aimant (2) du ronfleur et les raccords (31, 32) de l'organe de chauffage étant branchés en série, par rapport à la tension d'alimentation (V).