Brevet FR2527884A1 — publié le 19831202

La présente invention concerne un thermostat pour appareils à chauffage électrique, et notamment pour fours de cuisson, com- portant un bilame chauffé électriquement, un bras de réglage et un contact fixe intermédiaire, montés sur un axe de fixation tel qu'un rivet creux, séparés par des rondelles isolantes et fixés de façon à être sensiblement parallèles et en saillie dans la même direction vers l'extérieur; ainsi qu'un ressort de contact bandé en direction de sa position de fermeture avec le contact fixe et dont l'extrémité fixe est fixée sur l'extrémité mobile du bras de réglage, qui pivote-à partir de sa position médiane sous la pression exercée par le bilame d'une part et un sélecteur de température d'autre part; le bilame étant inséré dans le circuit commuté de façon à être chauffé par le passage du courant dans la position de branchement. Un thermostat connu du type précité, pour chauffe-eau par exemple, permet le chauffage à une température présélectée, puis le maintien à cette température Ce thermostat connu est un régu- lateur de puissance, réglé uniquement en fonction du courant, Le bilame est parcouru par le courant de chauffage Le chauffage du bilame s'effectue selon le principe du chauffage par résistance. Dès que le chauffe-eau a atteint sa température de consigne, le bilame bascule le ressort de contact de sa position de contact dans la position de coupure Après un certain refroidissement du bilame, produit par la coupure du courant de chauffage, le bandage du ressort de contact le ramène dans sa position de fermeture, de sorte que le chauffage se poursuit jusqu'à la coupure suivante. Le chauffe-eau est donc maintenu à une température sensiblement constante par le fait que la coupure interdit une surchauffe et que le déficit thermique résultant ensuite du refroidissement est comblé par un nouveau branchement au bout d'un certain temps Le sélecteur de température déplace l'extrémité mobile du bras de réglage et par suite l'extrémité fixe du ressort de contact Le déplacement de l'extrémité mobile du bras de réglage permet de faire dépendre l'action de coupure du ressort de contact par le bilame d'un degré de flexion déterminé du bilame, c'est-à- dire d'obtenir une présélection de la température de maintien du thermos- tat. De tels régulateurs de puissance présentent l'inconvénient suivant: la régulation ne tient pas compte des besoins thermiques à l'intérieur du four de cuisson par exemple La coupure s'effec- tue en fonction du passage d'un courant La durée de branchement du régulateur de puissance est constante même pendant la phase de chauffage, de sorte que la température de chauffage s'élève trop lentement Un avantage du régulateur de puissance réside toutefois dans le fait que de courts temps de commutation sont possibles. C'est ainsi que des régulateurs de puissance sont souvent utilisés avec un facteur de marche de 1 % ou 2 % seulement. Des thermostats sont par ailleurs connus, dont le bilasse est commandé uniquement par la température instantanée de l'appareil électrique réglé L'inconvénient de tels thermostats réside dans le système réglé généralement trop long par suite de la distance entre le thermostat et le point de détermination de la température instantanée L'expérience montre en outre que la fourchette entre les températures de coupure et de refermeture est très élevée. L'action de commutation de tels tbirmostats est par suite relati- vement lente Leur avantage réside toutefois dans la commande de l'action de régulation en fonction des besoins thermiques. L'invention vise à réaliser un thermostat du type précité de façon qu'il permette un chauffage rapide jusqu'à la température de consigne puis, quand elle est atteinte, son maintien dans des tolérances étroites Ce résultat doit en outre être garanti avec une construction simple du thermostat Selon une caractéristique essentielle de l'invention, un ruban de tale bon conducteur de la chaleur, en aluminium par exemple, est fixé sur l'axe de montage, au voisinage du bilame dont il est séparé par une rondelle iso- lante en matériau bon conducteur de la chaleur, et notamment en AI 203 La solution selon l'invention réalise un régulateur de puis- sance piloté par la température Le chauffage du bilam est assuré de la même façon par le courant de chauffage et par le niveau ther- mique atteint dans l'appareil électrique Le chauffage rapide réside dans le fait qu'un facteur de marche de 100 % du thermostat est garanti jusqu'à ce que la température de consigne ou de main- tien soit atteinte Lorsque la température de consigne est atteinte, l'influence de commande de la sonde de température demeure constante et n'intervient donc pratiquement plus Le thermostat selon l'invention se caractérise alors par une durée de branchement courte mais relativement fréquente, caractéristique d'un régulateur de puissance En résumé, le bilame du thermostat selon l'invention est dans une certaine mesure chauffé en outre par une sonde de température pendant sa phase de chauffage, de façon à supprimer la coupure périodique du courant de chauffage pendant la phase de chauffage, caractéristique d'un régulateur de puissance, Selon une autre caractéristique de l'invention, le ruban de t 8 le est noirci afin de disposer avec un minimum de pertes de la température instantanée de l'appareil électrique commandé, tel que l'enceinte du four de cuisson, pour la commande du mouvement du bilame, bien que le thermostat comportant ce dernier se trouve généralement à l'extérieur de l'enceinte du four Selon une autre caractéristique de l'invention, le ruban de tôle est décalé de 90 par rapport aux autres pièces en saillie sur l'axe de fixation. Cette caractéristique permet de disposer le thermostat au voisinage immédiat de l'enceinte dont la température doit être réglée, par exemple à très grande proximité de la paroi extérieure d'un four de cuisson Un court système réglé est ainsi garanti Selon une autre caractéristique de l'invention, le ruban noirci présente suivant son grand axe une inflexion d'environ 90 , de sorte que son extrémité libre est sensiblement parallèle à l'axe de fixation. Cette caractéristique permet de fixer le thermostat parallèlement à une paroi du four de cuisson par exemple. Selon une autre caractéristique de l'invention, le bilame est réalisé en U et monté sur l'axe de fixation par les extrémités de ses branches Selon une autre caractéristique de l'invention, l'ex- trémité du branche du bilame porte une connexion d'alimentation électrique, tandis que l'extrémité de la seconde branche est reliée au contact fixe Ces deux caractéristiques garantissent une consti- tution simple et fonctionnelle du thermostat selon l'invention. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention seront mieux compris à l'aide de 'La description détaillée ci-dessous d'un exemple de réalisation et des dessins annexés sur lesquels la figure 1 est une élévation latérale à grande échelle du thermos- tat; la figure 2 est une coupe partielle suivant l'axe II I de la figure 1; la figure 3 est une élévation latérale du thermostat suivant le sens de la flèche III sur la figure 1, et représente en outre le montage sur la paroi d'un four de cuisson; et la figure 4 est une coupe verticale d'un four de cuisson équipe d'un thermostat, suivant le sens de la flèche IV sur la figure 3. Le thermostat comporte un bilame 2, un bras de réglage 3 et un contact fixe intermédiaire, montés sur un axe de fixation cons- titué par un rivet tubulaire 1 Le bilame 2, le bras de réglage 3 et le contact fixe 4 sont séparés par des rondelles isolantes 5, 6 en A 1203, sensiblement parallèles et en saillie pour le rivet tubulaire 1, dans la même direction vers l'extérieur. L'extrémité fixe 9 d'un ressort de contact 8 est fixée sur l'extrémité mobile 7 non encastrée du bras de réglage 3 Ce ressort 8 est bandé en direction de la position de contact de son extrémité mobile 10 avec le contact fixe 4. Le bras de réglage 3 pivote à partir de sa position médiane sous la pression exercée par l'extrémité mobile 11 du bilame 2 d'une part et un sélecteur de température 12 d'autre part Un axe d'isolement-écartement 13 est pour ce faire disposé entre les extrémités mobiles 7, 11 du bras de réglage 3 et du bilame 2; les extrémités coniques 13, 15 dudit axe 13 s'engagent dans des trous 16 correspondants des extrémités mobiles 11, 7 du bilame 2 et du bras de réglage 3 Le sélecteur de température est fixé à l'extré- mité d'une entretoise 17, également montée sur le rivet tubulaire 1 avec interposition d'une rondelle isolante 18 assurant l'écartement par rapport au bras de réglage 3 L'entretoise 17 est également parallèle au bilame 2, au bras de réglage 3 et au contact fixe 4, et s'étend suivant leur direction, radialement par rapport à l'axe du rivet tubulaire 1 L'axe de réglage 19, dont l'extrémité libre porte un bouton non représenté, est monté en rotation au voisi- nage de l'extrémité de l'entretoise 17 Une rondelle élastique 21 est fixée en saillie radiale sur la circonférence de l'axe de réglage 19 et présente une saillie radiale 22, sur le trajet de rotation de laquelle se trouve une partie repliée 23 de l'entre- toise 17 La course de rotation de l'axe de réglage 19 est ainsi limitée à un peu moins de 360 . Un poussoir 24 est monté dans l'axe de réglage 19, dont une rotation le translate suivant le sens axial 25, et fait varier la position de l'extrémité mobile 7 du bras de réglage 3 par applica- tion de la face frontale. Le bilame 2 est réalisé en U (figure 2) Les extrémités 26, 27 de ses branches sont fixées sur le rivet tubulaire 1, les extrémizés 26, 27 des deux branches étant isolées entre elles et par rapport au rivet tubulaire 1 par une rondelle isolante L'extrémité 26 d'une branche est reliée à la connexion 28 d'alimentation électrique Le circuit s'établit par l'extrémité 26 d'une branche, l'extrémité mobile Il du bilame 2, la seconde extrémité 27 de branche puis le contact fixe 4 vers le bas Dans la position de fermeture, le circuit s'établit par l'extrémité mobile 10 du ressort de contact 8, son extrémité fixe 9, le bras de réglage 3 et la plage 29 de la seconde phase de la ligne d'alimentation (non représentée). Un ruban de tôle 31 en matériau bon conducteur de la chaleur, aluminium ou cuivre par exemple, est fixé sur le rivet tubulaire 1 au voisinage du bilame 2, dont il est séparé par une rondelle iso- lante 30 en matériau bon conducteur de la chaleur, et notamment en A 1203 Le ruban 31 est noirci Il est disposé en saillie sur le rivet tubulaire 1, à 900 environ par rapport aux autres pièces en saillie (bilame 2, bras de réglage 3, contact fixe 4 et entretoise 17) Le ruban de tôle 31 présente une inflexion 32 d'environ 90 , de sorte que son extrémité libre 33 est sensiblement parallèle au grand axe du rivet tubulaire 1. Cc-ure le montre -a figure 3, le ruban de "Sie 31 traverse paroi 35 d'un four 3 e cuisson Dar une ouverture 34 La traversëee est réalisée de façon que le thermostat se trouve au voisinage d'e la -ar 7 l' extérieure "-11 f-ur de cuaisso:n, tandis que 1 ' extrémité libra 2: ru-ban Cei 6 e 31 e Rt vissée sur le revgtement întérieur-36 de '- ceinte du four de cuisson. Bien ientendu diverses modifications peuvent être apportées par l'hcitrme de lrtau Pr ncire et aux dispositifs quin lenne-it d'être décrits anî:uer J ent à ti-tre d 'exemples non limitatfs sans sortir d-u cadre due livni Revendications 1 Thermostat pour appareils à chauffage électrique, et notamment pour fours de cuisson, comportant un bilame ( 2) chauffé électrique- ment, un bras de réglage ( 3) et un contact fixe ( 4) intermédiaire, montés sur un axe de fixation tel qu'un rivet tubulaire ( 1), séparés par des rondelles isolantes ( 5, 6) et fixés de façon à être sensi- blement parallèles et en saillie dans la même direction vers l'extérieur; ainsi qu'un,ressort ( 8) de contact bandé en direction de sa position de fermeture avec le contact fixe ( 4) et dont l'extré- mité fixe est fixée sur l'extrémité mobile ( 7) du bras de réglage ( 3), qui pivote à partir de sa position médiane sous la pression exercée par le bilame ( 2) d'une part et un sélecteur de tempéra- ture ( 12) d'autre part; le bilame ( 2) étant inséré dans le circuit commuté de façon à être chauffé par le passage du courant dans la position de branchement, ledit thermostat étant caractérisé par un ruban de tôle ( 31) en matériau bon conducteur de la chaleur, en aluminium par exemple, fixé sur l'axe de montage, au voisinage du bilame ( 2) dont il est séparé par une rondelle isolante ( 30) en matériau bon conducteur de la chaleur, et notamment en A 1203. 2 Thermostat selon revendication 1, caractérisé en cd que le ruban de tôle ( 31) est noirci. 3 Thermostat selon une des revendications l ou-2, caractérisé en ce que le ruban de tôle ( 31) est décalé de 90 par rapport aux autres pièces en saillie sur l'axe de fixation ( 1). 4 Thermostat selon une quelconque des revendications l à 3, caractérisé en ce que le ruban de tôle ( 31) présente suivant son grand axe une inflexion d'environ 90 , de sorte que son extrémité libre ( 33) est sensiblement parallèle à l'axe de fixation ( 1). Thermostat selon une quelconque des revendications i à 4, carac- térisé en ce que le bilame ( 2) est réalisé en U et fixé sur l'axe de fixation-par les extrémités ( 26, 27) de ses branches. 6 Thermostat selon revendication 5, caractérisé en ce que l'extré- mité ( 26) d'une branche du bilame ( 2) porte une connexion ( 28) d'ali- mentation électrique, tandis que l'extrémité ( 27) de la seconde branche est reliée au contact fixe ( 4).