Brevet FR2530070A1 — publié le 19840113

? 3 Afin de rendre plus économiques en combustible les mo- teurs pour automobiles, il est souhaitable de ne faire tourner le ventilateur du radiateur que lorsque les conditions ambiantes sont inadéquates pour dissiper suffisamment de chaleur Lorsque la température du radiateur (ou du moteur) atteint une valeur donnée, un interrupteur sensible à la température se ferme pour mettre en marche le moteur du ventilateur jusqu'à ce que la température descende à une valeur admissible En raison de diverses contraintes cons- tructives, les interrupteurs thermostatiques de l'art antérieur ne sont pas aptes à gérer la charge électrique du moteur de ventilateur, ce qui a pour conséquence de nécessi- ter l'utilisation d'un interrupteur actionné par relais. Ainsi, l'interrupteur thermostatique excite le relais, lequel ferme alors le circuit du moteur. Le but de la présente invention est de réaliser un interrupteur thermosensible capable de gérer une charge formée par un moteur à induction et suffisamment petit pour être monté sur un bloc moteur ou sur un radiateur. Ce but est atteint grâce à un agencement qui comporte une portion formant corps en laiton à filetage extérieur qui contient du Fréon (marque de fabrique) et est vissée dans le bloc moteur ou dans le radiateur Sur le corps en laiton est monté un boîtier en matière plastique qui contient un siège de ressort sollicité contre des bornes fixes par un ressort comprimé Le siège comporte un alésage qui reçoit une tige partant d'une pastille de membrane avec disposition d'une couronne de contact maintenue prison- nière entre la pastille et le siège La pastille est action- née par une membrane maintenueprisonnière entre le corps et le boîtier et associée à une rondelle d'étanchéité située du côté de la membrane opposée à la pastille Lorsque le Fréon contenu dans le corps en laiton atteint son point d'ébulli- tion, il commence à se vaporiser pour forcer la membrane à faire agir la pastille en opposition à la force du ressort, laquelle fixe la température à laquelle la couronne de contact vient shunter les bornes L'ensemble est compact et il offre un avantage de prix de revient appréciable. Les caractéristiques et avantages de la présente inven- tion ressortiront plus amplement de la description détaillée qui est donnée ci-après à titre d'exemple non limitatif en référence au dessin annexé, sur lequel: la Figure 1 est une vue de l'interrupteur en coupe longitudinale; la Figure 2 est une vue en bout avec arrachement partiel; et la Figure 3 est une vue de l'interrupteur en perspective éclatée. L'ensemble interrupteur comporte un corps en laiton 10 qui présente une portion cylindrique filetée 12 adaptée à se visser dans un bloc moteur ou dans le radiateur d'une auto- mobile Le corps comporte aussi les six pans 14 permettant de se servir d'une clé pour visser l'ensemble dans le moteur ou dans le radiateur La cavité ou chambre 16 ménagée à l'intérieur du corps en laiton conduit à une surface annu- laire 18 sur laquelle repose une rondelle d'étanchéité 20, mr.e membrane en matière plastique 22 étant plaéoe -entre la rondelle et la surface terminale annulaire du bottier d'in- terrupteur en matière plastique 24 Le boîtier comporte un épaulement 26 par-dessus lequel le bord du corps en laiton est serti comme représenté en 28 afin de maintenir solide- ment le bottier d'interrupteur contre la membrane Deux bornes électriques 29, 29 sont montées dans le bottier 24. Chaque borne est conformée de façon à présenter un contact à son extrémité intérieure coudée à 90 de façon à s'avancer dans l'ouverture centrale 32 et à coiffer celle- ci pour maintenir captif le siège de ressort 34 et limiter le déplacement du siège sous la sollicitation du ressort 36 qui est comprimé entre le siège et l'extrémité de la cavité du bottier La branche longue de chaque borne 29 s'avance à travers une fente coopérante du bottier et des ailes 38, 38 sont formées dans la borne pour porter contre l'extrémité du boîtier et bloquer la borne en position Les portions dépassantes de la borne servent bien entendu à établir des connexions dans le circuit électrique avec le ventilateur du radiateur. Le siège de ressort 34 comporte une ouverture centrale qui reçoit le bossage ou doigt 40 partant du centre de la pastille de membrane 42 Une couronne de court-circuit annulaire 44 est maintenue prisonnière entre la pastille et un prolongement du siège de ressort La longueur du prolon- gement du siège de ressort est telle que lorsque le siège porte contre les contacts 30, la couronne de court-circuit 44 se trouve à distance des contacts 30 On notera que le pourtour de la couronne de court-circuit est pourvu d'une lèvre en relief qui vient en contact avec les contacts fixes 30 lorsque, en opposition à la sollicitation du ressort, la pastille de membrane se déplace suffisamment loin pour établir le contact. La chambre 16 est remplie par une charge de liquide sensible à la température De préférence, il s'agit d'une charge de réfrigérant dont le-point d'ébullition est infé- rieur à la température à laquelle l'interrupteur est conçu pour agir, mais supérieur à la température ambiante normale, de façon à permettre d'opérer le remplissage de la chambre dans les conditions normales de fabrication en usine Après remplissage de la chambre, la bague d'étanchéité et la mem- brane sont mises en place, et l Ie bottier d'interrupteur est ensuite placé en position pour constituer un sous- ensemble complet comprenant la pastille de membrane Le corps en laiton est ensuite serti par-dessus le bottier d'interrupteur pour achever l'assemblage Avant que le point d'ébullition se trouve atteint, la charge de réfrigérant subit une variation de pression relativement minime avec l'augmentation de la température Dans le cas d'une charge de Fréon R 113, le point d'ébullition est de 47,55 C A partir de ce stade, la pression de vapeur régnant dans la chambre croit d'environ 6,2 k Pa par O C, ce qui représente une croissance relativement rapide de la pression de vapeur. La force du ressort 36 est choisie de façon à obtenir la température désirée pour l'actionnement de l'interrupteur. Par exemple, s'il faut que l'interrupteur se ferme dans la -gamme de température allant d'environ 82 à 880 C, la force du ressort sera choisie égale à la force agissant sur la membrane a cette température Pour exprimer ceci de la façon la plus simple, si la membrane présente une surface de 6,5 cm, l'augmentation de pression sera de l'ordre de 0,24 à 0, 275 M Pa environ, et le ressort devra par conséquent être choisi de façon à exercer une force de 15,5 à 18 da N environ Si l'on désire une température d'actionnement plus élevée, on augmente la force du ressort Si l'on désire que l'interrupteur agisse à une température inférieure au point d'ébullition du Fréon R 113, on devra choisir un autre réfrigérant ayant un point d'ébullition inférieur à la température d'actionnement désirée. On a mentionné que la chambre 16 est remplie de réfri- gérant Ceci est facile et commode, mais s'il y a de l'air emprisonné, le fonctionnement ne sera pas compromis. L'avantage du remplissage de la chambre est que d'éventuel- les fuites au cours du temps ne nuiront pas au fonctionne- ment de l'interrupteur La seule nécessité est qu'unepartie du réfrigérant demeure à l'état liquide à la température d'actionnement Ainsi, la perte de la plus grande partie du réfrigérant peut être tolérée sans que le fonctionnement de l'interrupteur en souffre. En vue d'assurer une bonne longévité à l'interrupteur et de réduire au minimum le collage par fusion des contacts, la couronne de court-circuit et les contacts fixes doivent être revêtus d'argent La force importante du ressort est utile pour séparer les contacts en cas de collage par fusion Il a été démontré que les interrupteurs ont une longévité, nominale de 100 000 cycles en présence d'une charge inductive nominale à 12,5 amnères sous une tension continue de 14 volts Si l'on réduit l'intensité du courant, la longé- vité augmente. La membrane est de préférence en feuille de matière plastique de polyimide et ellen'a pas besoin d'être pré- façonnée Après assemblage, il est toutefois souhaitable de _ pré-traiter la membrane en la soumettant à des tempéra- tures d'environ 150 C, ce vui lui confère une tension initiale,et rend son fonct_ O nnement ultérieur plus stable. R E V E N D I C A T I O N S 1 Ensemble interrupteur thermosensible, caractérisé en ce qu'il comprend un corps thermiquement conducteur ( 10), un bottier d'interrupteur ( 24) monté sur le corps, une membrane( 22) disposéeentre le bottier et le corps, une chambre ( 16) ménagée dans le corps d'un côté de la membrane, un moyen interrupteur ( 30, 44) disposé dans le bottier, une pastille de membrane ( 42) disposée de l'autre côté de la membrane et adaptée à actionner le moyen interrupteur, un ressort ( 36) antagoniste au mouvement de la pastille pour actionner l'interrupteur en réaction à un accroissement de pression dans la chambre, et une charge de liquide thermo- sensible contenue dans ladite chambre et présentant un point d'ébullition inférieur à la température à laquelle l'interrupteur est actionné, de sorte que la charge se trouve dans l'état liquide/vapeur à la température d'action- nement de l'interrupteur. 2 Ensemble selon la revendication l, caractérisé en ce que le corps ( 10) est en métal et en ce qu'il comporte une portion filetée ( 12) et une portion présentant des méplats ( 14) propres à coopérer avec une clé ou outil similaire. 3 Ensemble selon la revendication 2, caractérisé en ce que le corps ( 10) présente une surface annulaire ( 18) faisant face au bottier ( 24), le bord de la membrane ( 22) recouvrant ladite surface annulaire, une garniture d'étan- chéité ( 20) disposée entre la membrane et la surface annulaire, ledit bottier comportant une bordure saillante ( 26) par-dessus laquelle est serti ledit corps. 4 Ensemble selon la revendication 3, caractérisé en ce que le ressort ( 36) agit contre un siège de ressort ( 34), une paire de contacts ( 30) limitant le déplacement du siège en direction de la nenmrane ( 22), ladite pastille ( 42) portant contre le siège et étant adaptée à écarter le siège desdits contacts lorsque la pression agissant sur la membrane surmonte la sollicitation du ressort, et un élément de court-circuit C 44) porté par la pastille et adapté à coopérer avec lesdits contacts pour fermer le circuit électrique.