Brevet FR2521770A1 — publié le 19830819

La présente invention concerne un coupe-circuit thermique pour appareils à chauffage électrique comprenant une plaque chauffante, tels que fes à repasser, grilleviande, friteuses électriques etc. Ce coupe-circuit thermique est destiné à couper de façon irréversible l'alimentation électrique de la plaque chauffante de ces appareils lorsque celleci atteint un certain seuil de température. Ce coupecircuit s'applique notamment au cas où la température de chauffage de la plaque chauffante est réglée par un thermostat. En cas de défaillance de ce thermostat, le coupe-circuit interrompt le chauffage à une température inférieure à la température admissible et évite ainsi la détérioration de l'appareil et les accidents pouvant être causés par une surchauffe de celui-ci. Les coupe-circuits connus, encore appelés communément fusibles thermiques sont constitués par des dispositifs indépendants de la plaque chauffante de l'appareil. Ils comprennent une douille métallique contenant une matière tellequ'un sel ou un alliage fusible à la température requise. Cette matière fusible est reliée par ùn ressort de compression à une pièce métallique monté de façon mobile dans la douille et établissant une liaison électrique avec un conducteur électrique isolé de la douille. La douille qui est sous tension électrique est isolée de la plaque chauffante à protéger par une feuille ou un manchon en matière plastique. L'insertion de cette matière plastique isolante entre la douille et la plaque chauffante affecte notablement la transmission thermique entre la plaque chauffante, la douille et la matière fusible, de sorte que le fonctionnement du coupe-circuit intervient nécessairement à une température où la plaque chauffante est à une température supérieure à la température de fusion de la matière précitée. Ainsi, dans le cas des plaques chauffantes telles que les semelles chauffantes de fers à repasser, présentant une vitesse de montée en température très rapide, on risque en cas de détérioration du thermostat, de porter ces plaques à des températures trop élevées, pendant des durées trop prolongées avant qu'intervienne la fusion de la matière du coupe-circuit. On comprend donc que dans de tels appareils, il est essentiel d'assurer des conditions de transmission thermiques optimales entre la plaque chauffante et la matière fusible du coupe-circuit. Par ailleurs, le fait qu'on soit obligé d'insérer une matière isolante entre le coupe-circuit et la plaque chauffante, a une incidence défavorable sur le coût de montage. Lorsque les plaques chauffantes portées à des températures relativement élevées, comme dans le cas des fers à repasser, des grille- viande et des friteuses électriques, les coupe-circuits comportent en tant que matière fusible des alliages tels que plomb-étain ou plomb-zamac présentant un point de fusion compris entre 290 et 4000C. Ces alliages tendent à fluer sous l'effet de la compression du ressort interposé entre eux et a la pièce de transmission ng l'interrupteur ainsi qutà la suite des élévations successives de température. Il s'ensuit que le fonctionnement du coupe-circuit intervient souvent avant la-température souhaitée et ce, sans qu'une défaillance du thermostat ne soit en cause. Le but de la présente invention est de remédier aux inconvénients des réalisations précitées en créant un coupe-circuit fonctionnant d'une manière optimale et parfaitement fiable, tout en étant de réalisation plus simple et moins onéreuse que les dispositifs connus. Le coupe-circuit thermique visé par l'invention comprend un interrupteur du circuit d'alimentation électrique de la plaque chauffante de l'appareil, une matière fusible placée près de cette plaque chauffante et un organe de transmission en contact avec la matière fusible et avec l'interrupteur, maintenant ce dernier en position de fermeture contre l'action d'un ressort de rappel. Suivant l'invention, ce coupe-circuit thermique est caractérisé en ce que la matière fusible est logée dans une cavité ménagée directementdansla plaque chauffante. Ainsi, la matière fusible est directement en contact avec la plaque chauffante, de sorte qu'il n'existe aucun écart de température entre cette dernière et la matière fusible. De ce fait, la fusion de celleci et la coupure de l'alimentation électrique interviennent dès que la température de la plaque atteint la température de fusion de la matière précitée. Le coupe-circuit conforme à l'invention fonctionne ainsi dans des conditions de sécurité et de fiabilité optimales. De plus, ce coupe-circuit est de réalisation très simple puisqu'il évite en particulier l'insertion d'un isolant entre lui et la plaque chauffante, ce qui en même temps limite les risques d'erreur de montage. Selon une version préférée de l'invention, la matière fusible est une pastille d'un matériau ductile qui est fixée à demeure dans la cavité par matage au moyen d'un poinçon ou analogue. Ce mode de fixation de la matière fusible est très efficace et permet d'obtenir des conditions d'échange thermique optimales entre cette matière et la plaque chauffante. Selon une version avantageuse de l'invention, l'organe de transmission est une tige en matière électriquement isolante dont la section est légèrement inférieure à celle de la cavité, l'espace compris entre la tige et la face latérale de la cavité étant suffisant pour permettre à la matière à l'état fondu de passer dans cet espace. Ainsi, on évite qu'après fusion de la matière cette tige reste immobile dans la cavité et maintienne l'interrupteur en position fermée. On évite également l'enfoncement de la tige dans la matière avant fusion complète de cette dernière lorsqu'elle est seulement à l'état ramolli. Le matage de la pastille fusible peut être obtenu de façon simple au moyen d'un poinçon de section sensiblement égale à celle de la tige de transmission. De préférence, l'extrémité de cette tige est centrée dans l'empreinte résultant de l'opération précitée de matage. Ainsi la position de cette tige par rapport à la pastille en matière fusible est parfaitement définie et ne risque pas d'être modifiée lors de l'utilisation de l'appareil équipé du court-circuit conforme à linven- tion. D'autres particularités et avantages de l'invention apparattront encore dans la description ci-après. Aux dessins annexés, donnés à titre d'exemples non limitatifs: - la figure 7 est une vue en coupe transversale partielle d'une plaque chauffante comprenant une cavité qui renferme la matière fusible d'un coupe-circuit conforme à l'invention; - la figure 2 est une vue en coupe montrant l'ensemble du coupe-circuit, en position de service; - la figure 3 est une vue similaire à la figure 2, montrant le coupe-circuit en position de coupure de l'alimentation électrique; - la figure 4 est une vue en coupe suivant le plan IV-IV de la figure 2; - la figure 5 est une vue en coupe suivant le plan V-V de la figure 3. Dans la réalisation des dessins annexés, la référence 1 désigne une plaque chauffante par exemple en aluminium, appartenant à un appareil de chauffage électrique, tel que fer à repasser, grille-viande, friteuse et analogue. Dans cette plaque chauffante 1 est noyée une résistance électrique de chauffage 3. Près de cette résistance 3, est disposée une protubérance 4 moulée d'une seule pièce avec la plaque chauffante 1. Dans cette protubérance 4 est ménagée une cavité cylindrique 5 dont l'axe est perpendiculaire à la plaque 1. A une certaine distance de la plaque chauffante 1 (voir figures 2 et 3) s'étend parallèlement à cette dernière, une paroi 6 en matière thermiquement et électriquement isolante, telle que bakélite ou polypropylène, constituant un écran thermique. Cette paroi 6 comporte en regard de la cavité 5 une ouverture 7 (voir également figure 5). Sur les bords opposés de cette ouverture 7, sont fixées respectivement une lame conductrice fixe 8 et une lame conductrice élastique et mobile 9, par exemple en bronze à ressort, connectées au circuit d'alimentation électrique de la résistance chauffante 3. Ces deux lames 8 et 9 constituent ainsi un interrupteur. Sur la figure 2, les extrémités libres 8a et 9a des lames 8 et 9 sont maintenues en contact contre l'action de la force de rappel exercée par la lame conductrice 9. Cette force de rappel tend à ramener la lame conductrice mobile 9 vers la butée 10 (voir figure 3) qui s'étend entre l'ouverture 7 et la protubérance 4. Cette butée 10 est constituée par une traverse reliée à l'un des bords de l'ouverture 7 de la cloison 6, comme indiqué notamment sur la figure 5. Cette butée 10 présente un trou circulaire 11. Dans la cavité 5 de la protubérance 4 est engagée une pastille cylindrique 12 en matière fusible et ductile, telle qu'un alliage de plomb et d'étain dont le point de fusion est compris entre entre 290 et 4000C. Cette pastille 12 est fixée à demeure dans la cavité 5 par matage au moyen d'un poinçon ou analogue. Cette pastille cylindrique 12 présente initialement un diamètre légèrement inférieur à celui de la cavité cylindrique 5 de façon à faciliter son introduction dans cette dernière. La matage de cette pastille 12 au moyen d'un poinçon entrasse une déformation de celle-ci qui a pour effet d'assurer une liaison intime entre cette pastille et la surface latérale de la cavité 5. Le matage de la pastille 12 qui est réalisé au moyen d'un poinçon de diamètre inférieur à la cavité 5 a également pour effet de former sur la face supérieure de la pastille 12 une empreinte 13 en forme de cuvette cylindrique (voir figure 1) bordée par un bourrelet annulaire 14 en appui contre la face latérale de la cavité 5. Compte tenu des tolérances sur les dimensions de la pastille 12, on s'arrange lors de l'opération de matage au moyen du poinçon, pour que la distance L comprise entre le fond de l'empreinte 13 et la face exté rieure de la plaque chauffante 1 soit constante. Dans l'empreinte 13 de la pastille 12 est centrée une tige 15 en matière électriquement isolante telle que la stéatite, qui est engagée dans le trou circulaire 11 de la butée 12 et prend appui contre la lame conductrice mobile 9 en maintenant celle-ci en contact avec la lame conductrice fixe 8, comme indiqué sur la figure 2. Le diamètre de la tige isolante 15 est inférieur d'environ 2 à 5/10ème de millimètre au diamètre de la cavité 5. Le fonctionnement du coupe-circuit que l'on vient de décrire est le suivant: Lorsqu'en cas d'anomalie de fonctionnement du thermostat qui est chargé de régler la température de la plaque chauffante 1, cette dernière s'échauffe anormalement et atteint la température de fusion de la pastille 12. Celle-ci fond brusquement; decefaJt,1a tige isolante 15 s'enfonce sous l'effet de la force de rappel exercé par la lame conductrice 9, dans ia matière fondue de la pastille 12. Lors de l'enfoncement de la tige isolante 15, le métal fondu remonte dans l'espace annulaire existant entre la tige 15 et la face latérale de la cavité 5. Cet espace annulaire est en effet suffisamment large pour permettre le passage du métal fondu, mais est en même temps suffisamment étroit pour éviter le fluage de la matière dans cet espace, avant sa fusion complète, lorsqu'elle est seulement à l'état ramolli. Lors de l'enfoncement de la tige 15 dans la cavité 5, la lame conductrice 9 s'écarte de la lame fixe 8, comme indiqué sur la figure 3, ce qui entraîne immédiatement l'interruption de l'alimentation électrique de la plaque chauffante 1. Cette dernière ne risque alors plus de s'échauffer davantage, de sorte que la détérioration de cette plaque est évitée. En fin de course, la lame conductrice 9 repose sur la butée 10. Pour rendre le coupe-circuit à nouveau opérationnel, il suffit d'enlever la pastille fondue 12 et la remplacer par une pastille neuve qui est fixée dans la cavité 5 par matage comme précédemment. La tige isolante 15 est ensuite remise en place de façon à rétablir le contact entre les lames conductrices 8 et 9. Les principaux avantages du coupe-circuit conforme à l'invention sont les suivants: - sa construction et son montage dans l'appareil sont extrêmement simples, - le contact thermique entre la matière fusible 12 et la plaque chauffantWest optimal, de sorte que la fusion de cette matière intervient sans délai, dès que la température de la plaque chauffante 1 atteint cette température de fusion, - la coupure du circuit d'alimentation électrique de la plaque chauffante 1 intervient de façon précise au moment de la fusion de la matière précitée, de sorte que l'on évite à la fois les risques de coupure du circuit électrique avant ou après la température de fusion de la matière 12, - le mode de fixation par matage de la pastille 12 dans la cavité 5 permet d'ajuster avec précision la distance L comprise entre la surface d'appui de la tige 15 sur cette pastille et la surface extérieure de la plaque 1, de sorte que lors du montage de cette tige 15 dans des appareils fabriqués en série, on assure dans tous les cas un contact optimal entre les lames conductrices 8 et 9. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée à l'exemple de réalisation que l'on vient de décrire et on peut apporter à celui-ci de nombreuses modifications, sans sortir du cadre de l'invention. Ainsi, dans le cas où la plaque chauffante 1 est constituée par une feuille métallique portant des résistances de chauffage serties dans cette feuille, la cavité portant la matière fusible peut être ménagée dans un bloc de métal bon conducteur de la chaleur, fixé par soudage ou analogue à la feuille précitée. Cette cavité pourrait également être emboutie directement dans cette feuille. Le cas échéant, un ressort pourraît être inséré entre la lame 9 et une butée fixe de l'appareil pour augmenter la force de rappel de cette lame vers la matière fusible 12. REVENDICATIONS 1. Coupe-circuit thermique pour appareils à chauffage électrique comprenant une plaque chauffante (1), ce coupe-circuit comportant un interrupteur (8, 9) du circuit d'alimentation électrique de cette plaque chauffante, une matière fusible (12) placée près de cette plaque chauffante,et un organe de transmission (15) en contact avec la matière fusible (12) et avec l'interrupteur (8, 9) maintenant ce dernier en position de fermeture contre l'action d'un ressort de rappel, caractérisé en ce que la matière fusible (12) est logée dans une cavité (5) ménagée directement dans la plaque chauffante (1). 2. Coupe-circuit conforme à la revendication 1, caractérisé en ce que la cavité (5) est pratiquée dans une pièce fixée à demeure dans la plaque chauffante (1). 3. Coupe-circuit conforme à l'une quelconque des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que la matière fusible (12) est une pastille d'un matériau ductile qui est fixéeà demeure dans la cavité (5) par matage au moyen d'un poinçon ou analogue. 4. Coupe-circuit conforme à l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que l'organe de transmission (15) est une tige en matière élect'riquement isolante dont la section est légèrement inférieure à celle de la cavité (5), l'espace compris~entre la tige (15) et la surface latérale de la cavité (5) étant suffisant pour permettre à la matière à l'état fondu de passer dans cet espace. 5. Coupe-circuit conforme à la revendication 4, le matage de la pastille fusible (12) étant obtenu au moyen d'fun poinçon de section sensiblement égale à celle de la tige de transmission, caractérisé en ce que l'extrémité de cette tige (15) est centrée dans l'empreinte (13) résultant de l'opération précitée de matage. 6. Coupe-circuit conforme à l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que la cavité (5) est ménagée dans une protubérance (4) moulée d'une seule pièce avec la plaque chauffante (1). 7. Appareil de chauffage électrique comprenant une plaque chauffante (1) portant une résistance électrique de chauffage (3) et comportant un coupe-circuit pour couper l'alimentation électrique de cette résistance, caractérisé en ce que ce coupe-circuit comprend une cavité (5) pratiquée dans la plaque chauffante (1), renfermant une matière fusible (12), une tige (15) engagée dans cette cavité et en contact avec cette matière fusible, prenant appui contre une lame de contact élastique (9) fermant le circuit d'alimentation électrique.