Brevet FR2450526A1 — publié le 19800926

L'invention concerne un dispositif de contrôle de température pour outil ou machine électrique comportant un indicateur de surcharge. Dans un dispositif connu de ce type, tel que décrit dans la demande de brevet allemand publiée 24 45 948, l'organe sensible à la température commande une lampe à effluves, qui s'éclaire en cas de surcharge. Si on veut éviter réellement des dommages aux bobinages du fait d'une température trop haute du moteur, il faut que l'utilisateur observe en permanence la lampe à effluves pendant l'utilisation de l'outil ou de la machine et qu'il arrête à temps cet outil ou machine. Etant donné que l'attention de l'utilisateur est concentrée sur un certain processus de travail et qu'en outre de tels outils ou machines, comme par exemple les perceuses à main, peuvent prendre dans les différents cas d'utilisation des positions très différentes, l'observation de la lampe à effluves s'en trouve rendue difficile. De plus,la lampe à effluves peut être légèrement salie ou bien son observation peut être gênée par la pleine lumière du jour. L'invention a pour but de proposer un nouveau dispositif qui permette d'éviter avec sûreté les dommages dus aux surcharges et ce indépendamment de quelque position que ce soit de travail de l'outil ou de la machine et sans que l'observation soit gênée par l'état de salissure ou l'éclairage ambiant. Ce but est atteint, selon l'invention, par un dispositif du type décrit au début,par le fait que l'indicateur est un émetteur de signal sonore. De cette façon, on peut,par exemple,lorsqu'on atbint une température limite dans l'enroulement du stator de l'outil électrique obtenir un signal sonore nettement audible indiquant à l'utilisateur qu'il y a surcharge0 L'utilisateur est ainsi libéré de toute observation de l'indicateur de surcharge et peut concentrer son attention sur chacune des phases du processus de travail, ce qui assure une exécution parfaite de ce travail. Il est avantageux que l'émetteur de signal sonore soit actionné par courant électrique et soit, p exemple, un bruiteur magnétique émettant un son de fréquence constante fonction de la fréquence du réseau.Ce pourra être également un bruiteur électronique modulable émettant un signal sonore à fréquence variable. Dans ce dernier cas on obtient une claire différenciation du signal par rapport au bruits ambiants. Si on travaille, par exemple, dans la halle d'un atelier avec des bruits sourds à basse fréquence de presse, on fera en sorte que le bruiteur émette un signal sonore de ton aigu clairement perceptible ou bien un signal sonore modulé, Pour commander l'émetteur de signal sonore, on utilisera avantageusement un déclencheur électronique. Dans la pratique il est prévu dans l'enroulement fixe du moteur électrique de l'outil ou de la machine électriques telle qu'une perçeuse à main, un organe sensible à la température inséré dans un circuit électrique avec l'indicateur de surcharge.Conformément à l'invention un condensateur et l'organe sensible à la température sont montés en série dans un circuit parallèle au déclencheur entre une source de courant et l'émetteur de signal sonore. Be dispositif comporte en outre un circuit, comportant une résistance, branché entre le condensateur et l'organe sensible à la température et relié à l'entrée de commande du déclencheur. Be circuit pour le déclenchement et l'arrêt de l'émetteur de signal sonore est;, de cette façon, très simple. Selon une autre caractéristique de llin- vention, le dispositif comporte, outre l'émetteur de signal sonore, un dispositif de coupure commandée, dont la température de déclenchement est plus élevée que celle pour l'émetteur de signal acoustique. De cette façon le moteur de l'outil électrique est automatiquement mis hors circuit après une nouvelle montée de la température de l'enroule- ment postérieurement au déclenchement de l'émetteur de signal sonore. Une nouvelle montée de la température de l'enroulement survient si l'utilisateur néglige le signal sonore de surcharge du moteur et continue à utiliser la machine dans des conditions dé surcharge. Un tel dispositif de coupure commandée intervenant pour une température réglée de déclenchement plus haute que la température de déclenchement du signal sonore peut, selon l'invention, être avantageusement mon té sur un outil électrique comportant un régulateur élec tronique de réglage de vitesse agissant par l'intermédiai re d'un interrupteur d'impulsionz au moyen duquel les im pulsions d'excitation d'un organe de commande électroni- que disposé dans le circuit de courant principal du moteur peuvent être arrêtées.Dans ce cas un mode de réalisation très simple selon l'invention prévoit un montage en pont avec deux amplificateurs opérationnels, la liaison de sortie de l'un des amplificateurs opérationnels est reliée à 11 entrée de commande du déclencheur et la liaison de sortie de l'autre amplificateur opérationnel est reliée à une entrée d'impulsion du régulateur.Selon un mode de réalisation préféré, le montage en pont comporte deux branches à caractéristiques fixes et une branche à caracté ristique variable, les branches à caractéristiques fixes comportant chacune deux résistances en série de division de tension, la résistance de l'une des branches du pont étant de valeur différente de celle de l'autre branche du pont, et un organe sensible à la température, telle qu'une résis tance PTC , est disposée en série entre deux résistance dans la branche à caractéristiques variables du pont.En outre les entrées inverses des amplificateurs opérationnels sont reliÉes ensemble à la branche à caractéristiques va ribles du pont, tandis que les entrées directes des ampli ficateurs opérationnels sont chacune reliées à l'une des branches fixes du pont, respectivement entre les résistan ces de ces branches fixes. Par un choix convenable des valeurs des résistances dans les branches à caractéristi ques fixes du pont, on peut régler à volonté dans des limi tes déterminées le décalage entre l'émission du signal d'alarme sonore et l'arrêt des impulsions d'excitation de l'interrupteur électronique nécessaire à la commande du moteur.Pour maintenir le moteur à l'arrêt après son arrêt par l'interrupteur d'impulsions et après refroidissement de l'enroulement du stator et de l'organe sensible à la température, et pour éviter une remise en marche automatique du moteur, il est prévu, selon l'invention, que l'amplificateur opérationnel relié au régulateur électronique comporte une boucle de réaction positive. Pour obtenir une remise en marche, l'outil électrique doit être d'abord déconnecté puis reconnecté au moyen du contacteur de commande. Si l'enroulement n'est pas encore suffisamment refroidi et, selon la température de cet enroulement, le signal sonore retentit ou bien le moteur ne se remet pas en route.Pour obtenir avec plus de sdreté que,lorsque l'enroulement du stator est froid et lorsque on met sous tension le moteur électrique, il se produise un arrêt d'im pulsionsempêchant la mise en route, un condensateur est monté dans la branche à caractéristiques variables du pont parallèlement à la liaison en série de la résistance variable et de la résistance fixe. Selon un autre mode de réalisation de l'invention le déclencheur est un transistor dont la base est reliée, à travers une résistance, à la sortie de l'amplificateur opérationnel pour l'émission de signal, l'émetteur de signal sonore étant dans le circuit du collecteur du transistor. De cette fagon le signal acoustique est alimenté à chaque demi-alternance. Par un choix approprié de l'amplificateur opérationnel pour l'émission du signal, son courant de sortie peut être dirigé directement sur l'entrée de commande du contacteur, qui est alors avantageusement un triac. Pour permettre le réglage du courant de sortie de l'amplificateur opérationnel sur le courant de déclenchement du triac, il est conforme à l'invention qu'un transistor soit interposé. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront de la description qui sera donnée ci-après, uniauement à titre d'exemple, de modes de réalisation de l'invention. On se reportera à cet effet aux figures annexées, dans lesquelles : - la figure 1 est la vue d'une perçeuse électrique à main comportant un dispositif de surveillance de température, - la figure 2 est un circuit selon l'invention d'un dispositif de surveillance de température selon un premier mode de réalisation pour un moteur électrique, tel que celui d'un outil électrique, - la figure 3 représente un schéma électrique selon un second mode de réalisation de l'invention qui, outre l'émetteur de signal sonore, comporte un dispositif commandé de coupure, - les figures 4 et 5 représentent des variantes légèrement modifiées du circuit de la figure 3. Dans un outil à moteur électrique, tel qu'une perçeuse électrique à main (figure 1), est disposé, dans un enroulement 40 de stator d'un moteur électrique 41, constitué en moteur universel, un capteur de température, qui fait partie d'un circuit de connexion électrique et qui est relié par l'intermédiaire d'un déclencheur électronique 4 avec un émetteur de signal sonore 5 servant d'organe indicateur d'un trop fort échauffement par suite de surcharge0 Dans le schéma simple représenté à la figure 2,on peut voir un condensateur 1, le capteur de température 2, une résistance 3 , le déclencheur électronique 4 et l'émetteur de signal sonore So Sur les bornes 6, 7 est appliquée la tension d'un courant alternatif, qui peut être délivrée par l'intermédiaire d'un contacteur de commande 42 au circuit représenté et au moteur électrique 41. Le condensateur 1 et le capteur de température 2 sont montés en série branchée en parallèle du déclencheur 4 et du moteur 41. Une liaison électrique 8 raccordée entre le condensateur 1 et le capteur de température 2 est relié, par l'intermédiaire d'une résistance 3, à une entrée de commande 9 du déclencheur 4 ; par exeniple un semi-conducteur qui dans l'exemple donné est un triac. Le capteur de tempé raturez 2 est une résistance du type PTC (outhermistance PTC) et a sensiblement la même température que l'enroulement de stator 40 à protéger. Dans une tone de température normale le capteur de température 2 est de faible résistance et il est traversé par un courant constant. Le faible courant restant s'écoulant àtravers la résistance 3 vers l'entrée de commande 9 du déclencheur 4 n'est pas suffisant pour rendre conducteur ce déclencheur 4. Pour une charge donnée de l'outil à moteur électrique l'enroulement du stator s'échauffe. La résistance du capteur de température 2 s'élève très rapidement dans la zone d'une limite de températures et accroit la résistance et, à partir de cet instant, le courant principal passe par la liaison 8 pour atteindre l'entrée de commande 9 si bien que le décleflcheur 4 devient conducteur.L'émetteur de signal sonore 5, par exemple un vibreur magnétique ou un vibreur électronique modulé,estmis dans le circuit et il émet un son d'alarme par lequel 1 'ut- lisateur est ainsi averti de façon auditive continue que, pour éviter des dommages à l'enroulement, il faut réduire la charge du moteur. Dans les modes de réalisation représentés aux figures 3 à 5, il est prévu,en outre,un dispositif commandé 43 de coupure. Le dispositif de surveillance de température est incorporé dans un outil électrique équipé d'un régulateur électronique 44 pour le réglage de la vitesse de rotation. Le dispositif comporte un montage en pont,raccordé à deux bornes 10, 11, qui comprend deux branches de pont 20 et 25 à caractéristiques fixes et une branche de pont 16 à caractéristique variable. Les branches 20 et 25 sont constituées respectivement par les résistances 21, 22 et 26, 27 de division de tension et sont en liaison avec les entrées directes 23, 24 de deux amplificateurs opérationnels 12 et 13. La branche 16 à caracté ristique variable est composée de deux résistances à caractéristiques fixes 17, 18 et une résistance à caractéristigue variable 19, qui, en fait, est le capteur de température 2 sous forme de résistance PTC disposée dans l'enroulement du stator 40. De la branche 16 part une liaison commune aux entrées inversées 14, 15 des amplificateurs opérationnels 12, 13.En outre les deux amplificateurs opérationnels ont chacun une boucle de réaction positive 28, 29. A la branche 16 à caractéristique variable et raccordé en parallèle un condensateur 30. Un condensateur 31 sert au lissage, l'alimentation en tension est assurée à travers une diode 32 et une résistance 33. Le déclencheur 4 est un triac 34 (figures 3 et 4) ou un transistor 39 (figure 5). Lorsque l'outil électrique est sous une charge normale fe triac 34 est non-conducteur. En cas de surcharge, la résistance du capteur de température 2 (résistance 19), qui s'échauffe avec l'enroulement du stator s'élève si bien que, par l'intermédiaire de la sortie 35 de l'amplificateur opérationnel 12, qui renforce la tension de la diagonale du pont, délivre un courant suffisamment élevé pour rendre conductrice le triac 34 et pour mettre en marche l'émetteur de signal sonore 36. Si malgré le signal d'alarme pressant, la charge de l'outil à moteur électrique ntest pas réduite par l'utilisateur et s'il en résulte un échauffement supplémentaire de l'enroulement du stator du fait d'un accroissement de la surcharge, il arrive que, pour une valeur déterminée d'une température plus haute de l'enroulement, prédéterminée par le calibrage convenable des résistances 21, 22, 26, 27 un signal est -donné, par l'intermédiaire de la sortie 37 de l'amplificateur opérationnel 13, à l'interrupteur d'impulsion du circuit intégré du régulateur 44 de régulation électronique de vitesse de rotation, d'oû finalement un arrêt commandé de l'outil électrique. Le mode de réalisation de la figure 4 se différencie de celui de la figure 3 plus particulière ment par le fait qu'on a monté, entre l'amplificateur opérationnel 12 et le triac 34,un transistor 38, au moyen duquel le courant de sortie de l'anplificateur 12 peut être facilement amené à la valeur col-venable comme courant de déclenchement pour le triac 34. Dans le mode de réalisation selon la figure 5 on a introduit comme déclencheur 4 un transistor 39 qui alimente l'émetteur de signal sonore 36 en demi-alternances de courant. REVElBICATIONS 1) Dispositif de controle de température pour outil ou machine électrique comportant un indicateur de surcharge, caractérisé en ce que l'indicateur est un émetteur de signal sonore (5, 36). 2) Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'émetteur de signal sonore (5, 36) est actionné par courant électrique. 3) Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'émetteur de signal sonore (5, 36) est un bruiteur magnétique. 4) Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'émetteur de signal sonore (5, 36) est un bruiteur électronique modulable. 5) Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que ltémetteur de signal sonore (5, 36) est relié à un déclencheur électronique (4). 6) Dispositif selon la revendication 5, comportant un organe sensible à la température dans un circuit électrique comprenant l'indicateur de surcharge, caractérisé en ce qu'il comporte, entre une source de courant et l'émetteur de signal sonore (5) et dans un circuit parallèle au déclencheur (4), un condensateur (1) et ltor- gane sensible à la température (2) montés en série et un circuit (8) comportant une résistance (3) est branché entre le condensateur (1) et l'organe sensible à la température (2) et est relié à l'entrée de commande (9) du déclencheur (4). 7) Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que le déclencheur (4) est un triac (34). 8) Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte, outre l'émetteur de signal sonore (36), un dispositif de coupure commandé, dont la température de déclenchement est plus élevée que celle pour l'émetteur de signal acoustique (,)6). 9) Dispositif selon les revendications 5 et 8, pour un outil électrique comportant un régulateur électronique de réglage de vitesse, caractérisé en ce qu'il comporte un montage en pont avec deux amplificateurs opérationnels (12, 13), la liaison de sortie (35) de l'un des amplificateurs opérationnels (12) est reliée à l'en- trée de commande (9) du déclencheur (4) et la liaison de sortie (37) de l'autre amplificateur opérationnel (13) est reliée à une entrée d'impulsions du régulateur (44). 10) Dispositif selon la revendication 9, caractérisé en ce que le montage en pont comporte deux branches à caractéristiques fixes (20, 25) et une branche à caractéristique variable (16), les branches à caractéristiques fixes (20, 25) comportent chacune deux résistances en séries (21, 22 et 26, 27) de division de tension, les résistances (21, 22) de l'une des branches (20) du pont étant de valeurs différentes de celles (26, 27) de l'autre branche (25) du pont, un organe sensible à la température, tel qu'une résistance PTC (19), est disposé en série entre deux résistances (17, 18) dans la branche à caractéristiques variables (16) du pont et les entrées inverses (14, 15) des Xffificateurs opérationnels (12, 13) sont reliées ensemble à la branche à caractéristique variable (16) du pont, tandis que les entrées directes (23, 24) des amplificateurs opérationnels (12, 13) sont chacune reliées à l'une des branches fixes (20, 25) du pont, respectivement entre les résistances (22, 23 et 26, 27) de ces branches fixes0 11) Dispositif selon la revendication 9, caractérisé en ce qu'au moins l'un des amplificateurs (12, 13) comporte une boucle de réaction positive (28, 29). 12) Dispositif selon la revendication 10, caractérisé en ce qu'il comporte un condensateur (30) monté en parallèle sur la branche (16) du pont. 13) Dispositif selon les revendications 5 et 9, caractérisé en ce que le déclencheur (4) est un transistor (39) dont la base est reliée, à travers une résistance, à la sortie de l'amplificateur opérationnel (12) pour 11 émission de signal et l'émetteur de signal sonore est dans le circuit du collecteur du transistor (39). 14) Dispositif selon la revendication 9, caractérisé en ce qu'il comporte un transistor (38) branché entre la sortie de l'un des amplificateurs opérationnels (12) et l'entrée de commande (9) du triac (34).