Brevet FR2487622A1 — publié le 19820129

Plaque électrique de cuisson comportant un interrupteur de protection contre la surchauffe. La présente invention se rapporte à une pla- que électrique de cuisson équipée d'un interrupteur de protection contre la surchauffe qui, logé dans la partie annulaire chauffée de la plaque et appliqué contre la face inférieure chauffée du corps de cette plaque, comporte, dans l'espace interne d'un bottier allongé, un interrupteur à déclic pouvant être actionné par un bilame; ledit bol- tier, qui traverse un couvercle recouvrant la face infé- rieure du corps de la plaque de cuisson, est appliqué par ledit couvercle contre la face inférieure de ladite plaque, présente des moyens de raccordement de l'interrupteur et comporte au moins un passage pour au moins un conducteur de raccordement de ladite plaque de cuisson, lequel n'est pas mis en circuit par ledit interrupteur. Dans le mémoire descriptif du brevet allemand NO 1 615 258 (correspondant au brevet GB NO 1 212 941), l'interrupteur de protection contre la surchauffe, incor- poré dans le couvercle inférieur de la plaque de cuisson, possède un bottier en céramique logeant dans son espace interne un bilame et un interrupteur à déclic. Cet inter- rupteur de protection prend appui par son bottier contre la face inférieure de la plaque de cuisson et, en plus de son moyen de raccordement au réseau et à des organes de fixation de plaques de cuisson, il comporte d'autres moyens de raccordement à des plaques de cuisson, de sorte qu'il sert en même temps de passage de raccordement traver- sant le couvercle de la plaque de cuisson. Dans le modèle d'utilité allemand NO 68 03 971, les moyens de fixation consistent en des orifices ménagés dans le bottier. La demande de brevet allemand NO 2 735 426 (correspondant au brevet des Etats-Unis d'Amérique N0 4 153 833) décrit un interrupteur de protection contre la surchauffe, qui renferme les organes de raccordement (par exemple par filetage) de la plaque de cuisson et est monté de l'extérieur sur cette plaque. Un élément par- ticulier est incorporé dans le couvercle pour permettre le passage des organes de connexion de la plaque de cuis- son. Un bilame de forme curviligne pénètre, en traversant le couvercle inférieur, dans l'espace situé en dessous de la plaque de cuisson et il transmet ses mouvements à l'interrupteur par une barre de pression à l'intérieur du bottier. Un agencement analogue a été décrit dans le brevet allemand NO 2 620 004 (correspondant au brevet GB No 1 577 367). Le brevet allemand NI 1 123 059 a proposé un interrupteur de protection qui consiste en un corps creux en céramique de petites dimensions, dans lequel est incor- poré un interrupteur à déclic influençable par un bilame. Cet interrupteur de protection est disposé dans la région centrale non chauffée de la plaque de cuisson. Le bilame et l'interrupteur à déclic se trouvent dans le bottier, qui est monté à la face inférieure de la plaque de cuisson. La présente invention a pour objet une plaque de cuisson équipée d'un interrupteur de protection évitant la surchauffe et qui, tout en étant d'une fabrication sim- ple, présente une meilleure sensibilité de fonctionnement et une moindre inertie thermique, de sorte que l'inter- rupteur de sécurité contre la surchauffe réagit d'une ma- nière plus rapide et plus précise à un accroissement ou à un abaissement de la température de la plaque de cuisson. Selon les caractéristiques essentielles de la plaque de cuisson de l'invention, le bilame est disposé à l'extérieur du bottier de l'interrupteur de sécurité, dans un espace ouvert délimité par des parties saillantes dudit boîtier appliquées par leurs extrémités contre la face inférieure du corps de la plaque de cuisson; ce bilame s'étend sur l'étendue longitudinale du bottier et il agit sur un organe de transmission qui, pénétrant dans une ouverture dudit bottier, transmet à l'interrupteur à déclic les changements de direction dudit bilame. Il est ainsi possible d'exposer uniquement le bilame à la chaleur de la plaque de cuisson, cependant que l'interrupteur proprement dit reste protégé contre de trop grandes in- fluences thermiques à l'intérieur du bottier. En outre, du fait que seul le bilame est, échauffé par la chaleur radiante de la plaque de cuisson, et que ce bilame ne présente qu'une faible masse, on obtient de même une réac- tion plus rapide de ce bilame. Par ailleurs, l'espace lo- geant ledit bilame peut être petit et isolé de manière relativement hermétique. L'interrupteur de sécurité constitue en même temps l'élément de passage grâce auquel, outre les moyens de raccordement connectés à l'interrupteur, les autres organes de raccordement de la plaque de cuisson peuvent être maintenus en place et être guidés à l'intérieur de l'espace annulaire chauffé de ladite plaque, en traversant le couvercle inférieur de cette dernière. Dans ce cas, le boltier prend appui de préférence par un épaulement sur le bord d'une ouverture ménagée dans le couvercle, et il est appliqué contre la face inférieure de la plaque de cuis- son par des parties saillantes formées,de préférence,par des pattes relativement minces solidaires des deux petits côtés dudit bottier. Il en résulte un espace libre bien aéré, dans lequel le bilam.e est disposé et exposé au rayon- nement et à la convection thermiques. Etant donné que le bilame est à peine entouré par le bottier en céramique de l'interrupteur de protection contre la surchauffe, ce bilame réagit nettement mieux à la-température du dispo- sitif chauffant, de sorte que, contrairement aux formes de réalisation de l'art antérieur, l'interrupteur de sé- curité ne constitue pas un organe de temporisation, mais un authentique interrupteur thermique. Du fait de leur grande inertie thermique et de la lenteur de leur pouvoir de commutation après un déclenchement initial, les inter- rupteurs de sécurité nécessitaient jusqu'à présent une longue période de réenclenchement, au point que la plaque de cuisson n'était utilisée, en fonctionnement normal, qu'avec une partie de sa puissance et ne présentait pas une puissance suffisante. Dans sa forme de réalisation préférée selon 4 2487622 l'invention, l'interrupteur peut être d'une conception particulièrement simple lorsque son boîtier comprend deux parties, une partie de base et un couvercle, l'espace in- terne de ladite partie de base se présentant sous la forme d'un évidement ouvert latéralement, qui est obturé par le couvercle emboîté latéralement. Le couvercle peut alors, de préférence, présenter les saillies appliquées contre la face inférieure de la plaque de cuisson. De la sorte, il est possible de monter les constituants de l'interrup- teur, ainsi que le bilame, en les faisant coulisser laté- ralement dans des fentes ménagées dans la partie de base du boîtier, puis de les maintenir en position en ajoutant le couvercle. Les parties en céramique ont une configura- tion très simple, ce qui simplifie leur fabrication en stéatite. Grâce à la forme de réalisation de l'interrup- teur, la masse du boîtier de l'interrupteur de protection peut être maintenuefaible, notamment à proximité du dispo- sitif chauffant et en dessous du couvercle. Il en résulte, non seulementl'avantage précité d'une réaction plus rapi- de de l'interrupteur, mais cela contribue également à ce que ces régions s'échauffent rapidement en même temps que la plaque de cuisson, et à éviter la présence de zones froides de condensation dans lesquelles l'eau de conden- sation pourrait se déposer, ce qui augmente les courants de dérivation. La forme de réalisation de l'interrupteur est- également très avantageuse car cet interrupteur, réalisé de préférence sous la forme d'un interrupteur à déclic équipé d'une languette élastique bandée, est sollicité à l'état normal d'enclenchement par un ressort de contact, et l'organe de transmission est continuellement maintenu en place dans une position déterminée, ce qui évite un dé- placement ou un coincement. Ce n'est que lorsque l'interrup- teur réagit que l'organe de transmission entre en contact avec le mécanisme à déclic associé au bilame et provoque un déclenchement, auquel cas les forces exercées par le bilame et par le ressort bandé se superposent. L'invention consiste, mises à part les dispositions exposées ci- dessus, en certaines autres dispositions qui vont être décrites plus en détail en regard des dessins annexés à titre d'exemples nullement limitatifs et sur lesquels: la figure 1 est une coupe longitudinale partiel- le d'une plaque électrique de cuisson équipée d'un inter- rupteur de protection évitant la surchauffe; la figure 2 est une coupe renversée à échelle agrandie selon la ligne II-II de la figure 1, illustrant ledit interrupteur de protection à l'état déclenché; la figure 3 est une coupe correspondant à la figure 2 et illustrant ledit interrupteur à l'état normal d'enclenchement; la figure 4 est une coupe à échelle agrandie selon la ligne IV-IV de la figure 2; et la figure 5 est une coupe correspondant à la figure 2 et illustrant une variante de réalisation avanta- geuse. Dans les deux formes de réalisation illustrées, les mêmes références numériques désignent les mêmes élé- ments, lesquels ne sont pas décrits à nouveau. La figure 1 représente une plaque de cuisson classique 11 comportant un corps en fonte et pré- sentant,à sa face inférieure,des gorges spiroïdales sépa- rées par des nervures et dans lesquelles undispositif chauf- fant 12 est noyé dans une masse d'enrobage. Entre la face inférieure 50 de ce dispositif chauffant (c'est-à-dire l'enrobage de matière isolante des résistances chauffantes) et un couvercle inférieur 18 obturant la plaque de cuis- son, se trouve un espace annulaire chauffé 19, dans lequel pénètre un interrupteur de protection 16 évitant la sur- chauffe. Un bottier 22 de cet interrupteur de protection traverse une ouverture 21 du couvercle 18 et il prend ap- pui contre ce couvercle par des épaulements 57. Ledit cou- vercle pousse ainsi l'interrupteur,par les extrémités li- bres de saillies 49 de son bottier, contre la face infé- rieure 50 de la plaque de cuisson, c'est-à-dire la face inférieure du dispositif chauffant dans l'espace annulaire chauffé 19. Comme l'illustrent les figures.1 et 4, l'in- terrupteur de protection 16 est relié électriquement par une patte de connexion 28 à un câble de raccordement 14, lui-même relié à un organe classique de jonction 17, qui est monté sur une tôle de support sensiblement à l'extérieur de la plaque de cuisson. Une patte de connexion (figures 2 et 3), située du côté de l'interrupteur de protection se trouvant dans l'espace interne 19, est raccordée à une résistance chauffante 12. Le raccordement aux résistances chauffantes 12 est assuré de manière classique par des broches de raccor- dement 13, faisant saillie au-delà de la masse d'enrobage et sur lesquelles sont soudés des conducteurs de raccorde- ment 15. On fera observer que, en plus de ses propres raccordements électriques par l'intermédiaire des pattes de connexion 28 et 35, l'interrupteur de protection com- porte des passages 52 qui, destinés à maintenir en place et à guider les autres conducteurs 15, se présentent sous la forme de plusieurs évidements ou trous ménagés dans le boîtier 22. Les conducteurs 15 parcourent ces passages, de sorte que l'interrupteur de sécurité remplit en même temps la fonction d'un passage isolant traversant le couvercle inférieur 18. La forme de réalisation de l'interrupteur de protection 16 évitant la surchauffe est illustrée en détail sur les figures 2 à 4. La figure 2montre la position ou- verte ou position de déclenchement de l'interrupteur, cependant que la figure 3 représente cet interrupteur en position normale ou position fermée d'enclenchement. L'interrupteur comporte un boîtier 22 dont une partie de base 53 est percée d'un évidement interne 23 qui, s'éten- dant longitudinalement, est ouvert latéralement. A sa face supérieure, ce boîtier 22 est fermé et il est obturé latéralement par un couvercle 48, dont les régions faisant saillie au-delà de ladite partie de base 53 donnent nais- sance aux saillies 49 conformées en pattes proéminentes vers le bas et disposées à proximité des petits côtés dudit boîtier. Le contact fixe 24 d'un interrupteur à déclic 62 est disposé dans la région médiane d'un élément struc-' turel plat 25, dont l'extrémité gauche 26 (en observant la figure 2) est logée dans une fente 27 ouverte d'un côté, et dont l'extrémité externe 28, coudée à angle droit, s'étend vers l'extérieur en traversant une fente 29 du boîtier 22. Cette extrémité 28 forme une patte de connexion. L'alimentation en courant électrique d'un contact mobile 31 de l'interrupteur à déclic 62 est assurée par un support allongé 30 de cet interrupteur, qui est coudé plusieurs fois à angle droit, et dont un tronçon 32 est maintenu en place par emboîtement dans une fente continue 33. Pour éviter un balancement du support 30 de l'interrupteur à déclic, ce support présente, approxi- mativement en son centre, une pliure 34 par laquelle il prend appui contre la paroi de l'évidement 23. L'extrémité extérieure 35 de ce support30constitue elle aussi une patte de connexion. Au voisinage de l'extrémité de droite 36 (en observant la figure 2) dudit support 30, est formée une encoche 37 dans laquelle se trouve la barrette 38 d'un levier 39 de l'interrupteur à déclic. L'extrémité de ce levier 39 associée à ladite barrette 38 est en liaison conductrice avec l'extrémité dudit support 30, par l'in- termédiaire d'un cordon métallique soudé 40. Une languette élastique 41, reliée au support de l'interrupteur à déclic, est bandée préalablement de manière à être appliquée contre ledit support 30 à l'état relâché.L'extrémité libre 42 de cette languette 41 est rabattue pour former un angle aigu dans lequel pénètre l'extrémité libre d'un ressort 43 de l'interrupteur à déclic. Du côté de laIlanguette 41 opposée à ce ressort 43, est engagé un pion 45 logé avec jeu dans un perçage 44 du boîtier 22, et dont l'autre extrémité est sollicitée par un bilame 46. Du fait de son bandage préalable, la languette 41 est normalement appliquée contre le support 30. Par l'intermédiaire d'une lame de ressort 60 parallèle au bilame 46 et comportant une gorge recevant le pion , ce dernier est maintenu en contact avec la languette 41, de manière qu'il occupe en permanence une position dé- terminée et ne puisse pas se coincer. L'une des extrémités du bilame 46 est soudée sur le tronçon du support 30 si- tué à l'extérieur du boîtier 22. Sur les figures 2 et 3, la zone à hachures rapprochées représente la région du bilame qui possède le plus grand coefficient de dilatation thermique. Une vis d'ajustement 47 est montée à l'extrémité libre du bilame 46 et elle permet de régler la température d'ouverture ou de fermeture de l'interrupteur de protection 16 évitant la surchauffe. Lorsque la température augmente, le bilame 46 se tord de manière que son extrémité libre pivote de bas en haut (en observant la figure 2), ce mouvement étant - transmis par le pion 45 à la languette 41, donc à l'ex- trémité de droite de la lame de ressort 43 de l'interrup- teur à déclic. Lors de ce mouvement, dès que l'extrémité droite de la lame de ressort 43 dépasse sensiblement la hauteur de la barrette 38, le levier 39 effectue un déclic à sa position de la figure 2, dans laquelle les deux con- tacts 24 et 31 sontéloignésl'un de l'autre, donc dans la- quelle le circuit est ouvert. Lorsque la température s'abaisse, le bilame 46 se tord à nouveau de haut en bas, jusqu'à atteindre sa position de la figure 3 dans laquelle l'interrupteur est fermé. Comme il ressort en particulier de la figure 4, le couvercle 48 recouvre l'évidement 23 de la partie de base 53 et il est assujetti à cette dernière par des rivets de fixation 54 (figures 2 et 3). De la sorte, aussi bien les parties métalliques de l'interrupteur (introduites dans les fentes de la partie de base du boîtier) que le bilame sont maintenus en place. De concert avec une arête inférieure 55 du couvercle, faisant sensiblement saillie au-delà de l'arête inférieure de la région de base du bol- tier, les saillies 49 de ce boîtier, en forme de pattes et disposées sur le couvercle 48, délimitent un espace 61 dans lequel le bilame, tout en étant bien aéré et relié thermiquement de manière appropriée au dispositif de chauf- fage, est protégé de tout contact, car il est électrique- ment conducteur. Du fait qu'elles sont appliquées contre la face inférieure du dispositif chauffant, les saillies du boîtier maintiennent en place l'interrupteur de protec- tion 16 et déterminent avec précision la distance séparant le bilame du dispositif chauffant. Ces saillies ont une section relativement petite, de manière à maintenir faible leur masse thermique. En outre, elles constituent une pro- tection mécanique du bilame. Les passages 52 mentionnés ci-avant traversent le couvercle, de sorte que les conducteurs 15 sont guidés à travers le couvercle 18 sans aucun risque de contact avec d'autres éléments conducteurs. L'interrupteur de protection illustré sur la figure 5 est identique à celui de la figure 2, mises à part les différences suivantes. Un support 30' de l'inter- rupteur à déclic fait saillie au-delà d'un boîtier 22 par l'une de ses extrémités, en traversant une fente du côté opposé au bilame; il est ainsi maintenu en place et forme une languette de raccordement 35' permettant l'ali- mentation en courant. Son autre extrémité est également coudée et elle est logée dans une fente qui, elle, se trouve à l'intérieur du boîtier. Le bilame a la forme générale d'un Z et il est riveté par sa branche la plus courte au support 30'. La région médiane de ce bilame 46' fait saillie au-delà du boîtier en traversant une fente 33' et aboutit dans l'espace 61, dans lequel la majeure partie de l'étendue longitudinale de ce bilame s'étend pour l'es- sentiel parallèlement à l'axe longitudinal de l'interrup- teur, sous la forme de l'autre branche du Z. Cet agence- ment permet d'accroître davantage la longueur efficace du bilame et de maintenir le support de l'interrupteur à dé- clic éloigné de la zone chaude, de sorte qu'unepénétration de chaleur par conduction dans l'évidement 23 est réduite. Une lame de ressort 60' présente, pour l'essen- tiel la même configuration en Z que le bilame, elle est également fixée au support 30' et est intercalée entre ce. dernier (ou le bottier) et ledit bilame. A son extrémité, elle présente un orifice dans lequel pénètre une partie de section rétrécie d'un organe de transmission 451 en forme de tige. L'autre extrémité de cet organe ou pion ' est étagée de la même manière et elle traverse un ori- fice ménagé dans un élément structurel fixé à une languet- te élastique 41', de telle sorte que le pion de transmis- îu sion soit maintenu en place sous pression entre la lame de ressort 60' et ladite languette 41', qui le guident à la manière d'un guidage à parallélogramme. La lame de ressort 60' exerce une pression à l'encontre de la force exercée par la languette élastique ou par la lame de ressort 43 et impose à cette dernière un bandage préalable. Lorsque l'extrémité du bilame vient en contact avec l'extrémité externe du pion de transmission 45', les deux forces s'additionnent, de sorte que de plus gran- des forces d'actionnement de l'interrupteur à déclic 62 peuvent être surmontées sans imposer une contrainte exa- gérée au bilame. L'ensemble de guidage en forme de parallé- logramme à assemblage positif permet d'exclure d'éventuel- les imprécisions de manoeuvre dues à un balancement ou déplacement du pion de transmission. En fonctionnement normal, c'est-à- dire lorsque la plaque de cuisson n'est pas surchauffée, le bilame est soustrait à l'action'des forces, donc, il n'est exposé à aucune contrainte durable susceptible d'en- tralner sa déformation. En outre, la position assurée du pion de transmission rend possible un réglage simple de l'interrupteur en déplaçant un coin de réglage entre la vis d'ajustement 47 et le pion de transmission 45', ce qui permet d'obtenir une régulation de la température de commutation souhaitée,moyennant un léger réglage de ladite vis d'ajustement de faible longueur. Il va de soi que de nombreuses modifications peuvent être apportées à la plaque de cuisson décrite et représentée,sans sortir du cadre de l'invention. 1l 2487622 REVENDICATIONS 1. Plaque électrique de cuisson comportant un interrupteur de protection évitant la surchauffe et qui, logé dans la partie annulaire chauffée de ladite pla- que et appliqué contre la face inférieure chauffée du corps de cette dernière, renferme, dans l'espace interne d'un bottier allongé, un interrupteur à déclic-(62) pou- vant être actionné par un bilame, ledit bottier, qui tra- verse un couvercle recouvrant la face inférieure du corps de la plaque chauffante et qui est maintenu appliqué par ce couvercle contre la face inférieure de ladite pla- que, comportant des moyens de raccordement dudit interrup- teur et au moins un passage pour au moins un conducteur de ladite plaque de cuisson non sollicité par ledit inter- rupteur, plaque chauffante caractérisée par le fait que ledit bilame (46) est disposé à l'extérieur du bottier (22; 22') de l'interrupteur de protection (16), dans un espace ouvert (61) délimité par des saillies (49) dudit bottier appliquées par leurs extrémités contre la face inférieure (50) du corps de la plaque; et par le fait que ledit bilame, longeant l'étendue longitudinale dudit boî- tier, agit sur un organe de transmission (45; 45') tra- versant un perçage (44) du bottier et transmettant audit interrupteur à déclic (62) les déplacements du bilame. 2. Plaque de cuisson selon la revendication 1, caractérisée par le fait que le bottier (22) en deux par- ties comprend une partie de base (53) et un couvercle (48), ladite partie de base (53) renfermant l'espace logeant l'interrupteur à déclic (62) et se présentant sous la for- me d'un évidement (23) ouvert latéralement et obturé par ledit couvercle (48) emboîté latéralement. 3. Plaque de cuisson selon la revendication 2, caractérisée par le fait que le couvercle (48) présente les saillies (49) du bottier appliquées contre la face inférieure (50) de ladite plaque. 12 2487622 4. Plaque de cuisson selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisée par le fait que les saillies (49) du boltier consistent en deux pattes de petite sectioncontiguës aux deux petits côtés du bol- tier (22). 5. Plaque de cuisson selon l'une quelconque des revendications 2 à 4, caractérisée par le fait que plusieurs passages (52) de conducteurs (15) sont ménagés dans le couvercle (48) sous la forme de trous adjacents et continus. 6. Plaque de cuisson selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisée par le fait que les éléments structurels (25, 30) de l'interrupteur à déclic (62) et le bilame (46; 46') peuvent être montés par un coulissement latéral dans des fentes (27, 29, 33; 33') de la partie de base (53) du boîtier (22) et sont maintenus en place par l'emboîtement du couvercle (48). 7. Plaque de cuisson selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisée par le fait que le bilame (46; 46') est fixé au support (30) de l'interrup- teur à déclic, qui, solidaire du contact mobile (31) dudit interrupteur à déclic (62) et assurant l'alimentation en courant de ce dernier, traverse une fente (33) ménagée dans la partie de base (53) du boîtier (22). 8. Plaque de cuisson salon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisée par le fait que l'organe de transmission (45; 45'), de préférence en for- me de tige, est pressé et guidé par une lame de ressort (60; 60') sensiblement parallèle au bilame (46; 46'), en exerçant une pression de contact contre le point d'ac- tionnement de l'interrupteur à déclic. 9. Plaque de cuisson selon la revendication 8, caractérisée par le fait que l'organe de transmission (45') est assujetti à l'interrupteur à déclic (62), par son extrémité orientée vers ledit interrupteur (62), sans pou- voir effectuer aucun déplacement latéral. 10. Plaque de cuisson selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisée par le fait que le bilame (46') est coudé en Z; est assujetti à l'inté- rieur du bottier à un support (30') de l'interrupteur à déclic, solidaire du contact mobile de cet interrupteur (62) et assurant l'alimentation en courant de ce dernier; et traverse une fente (33') ménagée dans le bottier pour pénétrer dans l'espace (61).