Brevet FR2510301A1 — publié le 19830128

L'objet de la présente invention concerne un transducteur thermique ou thermostat bimétallique perfectionné, de déclenchement rapide, qui possède deux circuits électriques indépendants ou branchés électriquement entre eux. Ce transducteur a comme éléments sensibles à la température deux disques bimétalliques dAment conformés et préparés pour qucà une température déterminée (définie indépendamment pour chacun d'eux) leur cambrure change de concave à convexe et vice versa, en profitant de ce mouvement mécanique pour le transmettre à travers des tiges électriquement isolées, qui à leur tour ouvrent ou ferment un circuit électrique. Par conséquent lorsque le transducteur thermique arrive à une température fixée d'avance et par effet de la chaleur sur les disques bimétalliques, ceux-ci changent leur cambrure en ouvrant ou fermant des circuits électriques. Les températures auxquelles les disques bimétalliques agissent en changeant leur cambrure sont fixées pendant le processus de fabrication du transducteur et ne peuvent pas être modifiées de façon notable lorsque sa fabrication est terminée. Le diamètre des disques employés a une grande importance, en relation avec le fonctionnement du thermostat, puisque de ce paramètre dépend principalement l'effet transducteur de la température et de la chaleur, ctest-à-dire essentiellement, la force, la rapidité et la flèche. Il existe actuellement sur le marché des transducteurs thermiques qui emploient des feuilles bimétalliques rectangulaires ou de formes diverses. Le mouvement des largets de ces transducteurs est lent entralanant une ouverture et une fermeture lente des circuits électriques qu'ils contrôlent, de sorte qu'il se produit d'importants extracourants d'ouverture et de fermeture qui raccourcissent la vie des contacts électriques, qui doivent etre surdimensionnés. I1 en résulte un coût final du thermostat plus cher. Certains types de thermostats essaient de résoudre ce problème en utilisant des mécanismes intermédiaires entre la feuille bimétallique et les eléments d'ouverture ou de fermeture des circuits électriques, de façon à ce qu'ils aident à renforcer la performance de celle-ci mais ces mécanismes représentent aussi une augmentation du colt final de ltensem- ble. Le transducteur thermique auquel se rapporte cette invention n'utilise pas de mécanismes intermédiaires d'aucune sorte et l'ouverture et/ou la fermeture des circuits électriques a lieu à une grande vitesse, de sorte que les contacts é- lectriques (généralement en argent ou en une autre matière bonne conductrice du courant) peuvent tre plus réduits, ce qui se traduit par un cotit plus bas de chaque unité. I1 y a aussi sur le marché des thermostats qui utilisent des disques bimétalliques ; certains types emploient deux disques bimétalliques de divers diamètres, un disque est de grand diamètre avec un orifice central qui diminue sensiblement sa force et sa vitesse d'actionnement et le second disque est d'un diamètre assez réduit, ce qui en soit détermine une valeur transductrice basse, qui présentent également, dans les circuits électriques qu'ils contrblent, les inconvénients indiqués auparavant.Dans ces types de thermostats il faut en plus incorporer une vis pour régler les distances entre les diverses parties mobiles, ce qui augmente le coflt de chaque ensemble. I1 faut aussi prévoir comme moyens de transmission du mouvement des disques, des tiges électriquement isolées en forme tubulaire (à l'intérieur desquelles glisse la seconde tige) ces pièces étant de fabrication conteuse qui se répercute défavorablement sur le prix du transducteur thermique.Ces thermostats ont aussi le grave inconvénient de présenter entre les deux disques bimétalliques, enfermés sous une capsule fixée par prise à pression sur le corps du thermostat, un volume appréciable d'air qui rend difficile la transmission de la chaleur, principalement vers le disque le plus éloigné de la surface de cette capsule, de sorte que le transducteur thermique perd sa sensibilité de réponse aux effets de la chaleur et de la température. I1 faut signaler finalement que ces types de thermostats sont excessivement volumineux pour plusieurs applications concrètes, dans lesquelles l'espace pour leur installation est treks petit. D'autres types de transducteurs thermiques utilisent des disques bimétalliques petits présentant à cause de leur faible encombrement les défauts de moindre force, vitesse et flèche déjà cités précédemment. Les avantages du transducteur thermique selon l'invent ion par rapport à ceux qui existent sur le marché, dont les principales caractéristiques ont été signalées aux paragraphes précédents, découlent du fait que le transducteur est constitué par deux disques bimétalliques de grand diamètre, égaux, ayant approximativement la forme d'une calotte sphérique sans orifices centraux ce qui permet d'obtenir un effet de transduction de la température et de la chaleur beaucoup plus efficace et des conditions d'ouverture et de fermeture des circuits électriques meilleurs.Les disques sont disposés superposés, suivant deux plans parallèles, lé gôrement décalés entre eux, l'un d'eux étant logé à l'intérieur d'un enfoncement cylindrique pratiqué dans le corps de l'ensemble et l'autre à un niveau supérieur au sein d'une protubérance de configuration troncoconique doitie aplati, que présente la capsule qui couvre le transducteur thermique. De même la masse d'air comprise entre les disques est très petite, malgré que ceux-ci soient superposés, cette réduction de la masse d'air a été rendue possible en intercalant un sépareur d'un matériau bon conducteur de la chaleur, ce qui améliore d'une façon importante la sensibilité du transducteur thermique et sa vitesse de réponse. Ce transducteur thermique n'a besoin d'aucune vis de régulation des parties mobiles, ni n'emploie de tiges striées électriquement isolantes. De même les dimensions totales de l'ensemble sont inférieures à celles des types utilisés jusqu'à présent, ce qui permet d'élargir son champs d'application dans les cas ou on aurait des locaux très petits pour son montage. En plus comme les deux disques bimétalliques sont pareils, leur fabrication en est plus simple, ce qui représente un coût beaucoup plus bas de chaque unité. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaitront au cours de la description qui va suivre, faite au regard des dessins annexés, donnés uniquement à titre d'e temple et dans lesquels : - la Fig. 1 est une vue en coupe transversale du trans ducteur thermique selon l'invention - la Fig. 2 est une représentation en vue de dessus du transducteur thermique, selon une-coupe réalisée dans la partie supérieure de sa capsule - la Fig. 3 est une vue de dessus de la capsule du transducteur thermique de l'invention. Les figures I et 2 sont schématiques. La capsule 4 est représentée en coupe sur la Fig.2, pour faire apparaître le logement d'un des disques bimétalliques et les canaux de passage des tiges électriquement isolantes. Sur la figure 1, les disques bimétalliques 8 et 10, qui sont les mêmes et sont conformés en calotte sphérique, changent leur cambrure en poussant les tiges 9 et 11. Lorsqu'ils sont soumis à l'action de la chaleur. Les tiges 9 et 11 appuient sur des feuilles 12 et 13, qui sont ancrées par un bout sur le corps 2, et branchées aux bornes 1 et 5. A l'autre bout des feuilles des contacts électriques 14 appuient sur d'autres contacts 15 situés aux bornes 3 et 6. Lorsque les feuilles sont poussées par les tiges 9 et 11, leurs bouts libres se déplacent, les contacts 14 et 15 ne sont plus ensembles, et les circuits électriques s'interrom- pent. Chacun des disques métalliques peut travailler et retourner à sa position initiale à des températures différentes et independantes entre elles ; de même, et selon la position de nonte au disque, on peut partir d'un circuit qui est ini tialement fermé et s'ouvre lorsque le disque bimétallique agit ou vice versa. La pièce 7, bonne conductrice de la chaleur, assure une parfaite transmission de celle-ci entre les deux disques bimétalliques. La pièce 16 est un simple couvercle pour e- viter que la poussière, des manipulations involontaires, etc. puissent endommager le fonctionnement du transducteur thermique. En fonction de ce qui précède il est clair que la réalisation du transducteur thermique selon l'invention n' est pas limitée à l'emploi de deux disques bimétalliques, on pourra naturellement concevoir une réalisation d'un transducteur n'utilisant qu'un seul disque bimétallique qui fonctionne dans ce cas sur un seul circuit électrique. L'homme de l'art pourra également envisager d'autres variantes de réalisation du transducteur thermique de l'in vention, tout en restant à l'intérieur du cadre de protection conféré par les revendications annexées à la présente description. REVENDICATIONS 1 - Transducteur thermique perfectionné, caractérisé essentiellement en ce qu'il comprend deux disques bimétalliques (8, 10) conformés approximativement en calotte sphérique, similaires, ayant à peu près le même diamétre, superposés, en deux plans parallèles, légèrement déplacés entre eux, l'un d'eux (8) restant logé à l'intérieur d'un enfoncement cylindrique pratiqué dans le corps de l'ensemble et l'autre (10) étant logé à un niveau supérieur au sein d'une protubérance troncoconique double, formée par deux surfaces aplaties, coaxiales et enlacées, de la capsule (4) qui couvre le transducteur, chaque disque au dessous de son point central, étant associée a' une tige électriquement isolée (9, 11) qui transmet le mouvement à des contacts électriques (15), lesdites tiges électriquement isolées passant à travers des canaux prévus dans le bloc du transducteur et du disque (8) placé dans le dit enfoncement et qui possède un orifice-déplacé versa sr pé- riphérie. 2 - Transducteur thermique perfectionné selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'un séparateur (7) en matière bonne conductrice de la chaleur occupe ltespace entre les deux disques bimétalliques, réduisant d'une façon importante le volume d'air présent dans cet espace.