Brevet FR2540148A1 — publié le 19840803

La présente invention concerne un dispositif électronique de sécurité pour fer à repasser électri- que, ce dispositif permettant de couper automatique- ment l'alimentation électrique du fer au bout d'un temps prédéterminé de non-utilisation. Un tel dispositif a été décrit par exemple dans le certificat d'utilité français N O 2 355 113, l'objectif visé par ce dispositif étant d'éviter les accidents en protégeant l'article à repasser lorsque le fer à repasser est laissé sans surveillance et qu'il est donc immobile Dans ce cas la temporisation inter- venant avant la coupure de l'alimentation électrique du fer est courte et des moyens doivent être mis en oeuvre pour permettre la mise en température du fer à 1 S partir de l'état froid, puisque pendant cette période l'utilisateur ne le déplace pas. Ce dispositif utilise le mouvement d'une bille disposée dans un tube courbe dont la convexité est tournée vers lehaut du fer afin que la bille s'immobilise au point le plus bas de ce tube lorsque le fer n'est pas déplacé Cette position d'immobili- sation de la bille est détectée par un dispositif d'exploration temporisé qui commande la coupure de l'alimentation après un temps prédéterminé de courte durée Ce dispositif présente l'inconvénient d'obliger à placer le fer en position inclinée ou sur chant lorsque on veut chauffer la semelle à partir de l'état froid. Le but de la présente invention est de remédier aux inconvénients de la réalisation précitée, en créant un dispositif de coupure automatique de l'alimentation électrique d'un fer à repasser au bout d'un temps prédéterminé, permettant une mise en route du chauffage du fer à partir de la position normale de celui-ci, ce dispositif permettant en outre de réaliser une économie substantielle de consommation d'électricité. Le dispositif visé par l'invention pour couper automatiquement l'alimentation électrique d'un fer à repasser au bout d'un temps prédéterminé de non-utili- sation comporte un corps mobile pouvant se déplacer dans un logement du fer lorsque ce fer est lui-même déplacé lors du repassage, ce corps mobile coopérant avec un commutateur lui-même associé à un temporisa- teur pouvant déclencher la commande de la coupure de l'alimentation du fer au bout d'un temps prédéterminé. Suivant l'invention, ce dispositif est carac- térisé en ce que le logement comporte une surface de déplacement pour le corps mobile sensiblement rec- tiligne et horizontale, adaptée pour permettre des allers et retours du corps mobile lorsque le fer est déplacé. Du fait que le logement comporte une surface de déplacement sensiblement rectiligne et horizontale, le corps mobile peut se déplacer par inertie continuel- lement sur sa surface en effectuant des aller-retours successifs tant que le fer est déplacé sur la table à repasser. Selon une version avantageuse de l'invention, le commutateur coopéré avec le corps mobile de façon que lors du déplacement de ce corps mobile dans un sens ou dans l'autre sur ladite surface on obtienne au moins une ouverture et une fermeture des contacts du commutateur et des moyens associés à ce commutateur sont prévus pour que la séquence ouverturefermeture précitée des contacts déclenche la remise à zéro du temporisateur et le maintien de l'alimentation électrique de la résistance de chauffage du fer. Au cours de chaque trajet dans un sens ou dans l'autre, les contacts du commutateur effec- tuent au moins une séquence ouverture-fermeture commandant la remise à zéro d'un temporisateur qui autrement déclencherait la coupure de l'ali- mentation électrique de la résistance de chauffage du fer au bout d'un temps prédéterminé. A la mise sous tension du fer froid, aucune position spéciale de celui-ci n'est cependant re- quise car le temps prédéterminé déclenchant la coupure est choisi pour être suffisant afin d'amener le fer à la température choisie En prati- que ce temps est de l'ordre de cinq minutes. Selon une version avantageuse de l'invention, la surface de déplacement du corps mobile est sen- siblement parallèle à l'axe longitudinal du fer à repasser Ainsi lorsque l'on avance le fer, la bille recule par inertie dans son logement et va buter sur la paroi arrière de celui-ci A l'inver- se lorsque le fer est déplacé dans le mouvement opposé la bille roule dans son logement jusqu'à ce qu'elle aille buter contre la paroi opposée du logement. Selon une version avantageuse de l'invention, le corps mobile est constitué par un aimant perma- nent cylindrique dont l'axe d'aimantation est sen- siblement confondu avec son axe géométrique et pouvant rouler dans un logement en matériau non magnétique. Ce dispositif est particulièrement simple, fiable et peu coûteux. L'ensemble constitué par l'aimant permanent dans son logement est disposé à proximité du du commutateur qui est constitué par un interrupteur à lames de contact souples en matériau magnétique présentant une zone de collage, lesdites lames était parallèles à l'axe de déplacement de l'aimant dans son logement et perpendiculaires à son axe d'aiman- tation, cet axe d'aimantation pouvant occuper lors du déplacement de l'aimant des positions successives de part et d'autre de la zone de contact pour comman- der la fermeture ou l'ouverture des contacts des lames, normalement ouverts au repos. La coopération d'un aimant mobile avec un interrupteur à lames souples permet d'obtenir dans le dispositif selon l'invention au moins une séquence fermeture-ouverture-fermeture, lors d'une course complète dans l'un ou l'autre sens de l'ai- mant dans son logement Cet interrupteur à lames souples fonctionnant par influence magnétique est extrêmement sensible et son fonctionnement est particulièrement fiable. Selon une version préférée de l'invention, les moyens associés au commutateur sont constitués par un pont de résistances alimenté par une tension redressée E et comprenant en série une résistance R 1, les contacts de l'interrupteur à lames souples, une résistante R 2 de valeur sensiblement plus grande que la ré- sistante R 1, aux bornes de laquelle est branché un condensateur C Un signal de tension Vo est prélevé aux bornes de la résistance R 1 pour être appliqué sur une entrée du temporisateur,sensible à un signal de tension supérieur à E/2 ledit signal Vo étant tou- jours inférieur à E/2 lorsque les contacts sont ouverts ou ferm 5 S et ne prenant une valeur supérieure à E/2 que lors du passage del'ouverture àlafermeture desdits contacts. Dans ces conditions, seul un déplacement de l'aimant entraîne l'émission d'un signal actionnant le temporisateur, les positions de repos de l'aimant qu'elles correspondent à des contacts ouverts ou fermés du commutateur étant sans effet sur celui-ci. D'autres particularités et avantages de l'invention apparaîtront encore dans la description ci-après. Aux dessins annexés, donnés à titre d'exemples non limitatifs: la figure 1 est une vue partielle en coupe longitudinale d'un fer à repasser selon l'invention, la figure 2 est une vue en coupe selon le plan II-Il de la figure 1, la figure 3 est une vue schématique de l'interrupteur à lames souples coopérant avec l'ai- mant mobile dans son logement et illustrant le fonctionnement du dispositif, la figure 4 représente un schéma analogue à la figure 3, montrant la position des contacts de l'interrupteur à lames souples ouverts (O) ou fermés (F) en fonction des positions de l'aimant dans son logement, la figure 5 représente le schéma électrique d'un pont de résistances piloté par les contacts de l'interrupteur à lames pour la remise à zéro du tem- porisateur, la figure 6 représente le signal de tension Vo appliqué au compteur lors d'une séquence ouverture- fermeture des contacts de l'interrupteur à lames, la figure 7 donne le schéma électrique général du dispositif selon l'invention, la figure 8 est un schéma perspectif de l'en- semble aimant-lames de contact. Dans la réalisation des figures 1 et 2 le fer à repasser 1 comporte un câble d'alimentation élec- trique 2 et une poignée 3 Celle-ci réalisée par exemple en matière plastique moulée en deux parties qui s'emboîtent est creuse et renferme le dispositif selon l'invention de coupure automatique de l'alimen- tation électrique du fer au bout d'un temps prédéter- miné Ce dispositif comprend plusieurs circuits élec- troniques représentés schématiquement à la figure 7 et qui sont montés sur un circuit imprimé support 4. Ces circuits électroniques comprennent principalement un triac 5 commandé par un comparateur 6, un pont de mesure de la température de la semelle du fer 7, un compteur d'impulsions 8 piloté par un oscillateur 9,un dispositif d'affichage 10 des zones de température et de l'état du fer par eempl par diodes électroluminescentes et un circuit de ccsnande d la remise à zéro du compteur I 1 comprenant un commutateur 12 L'ensemble des circuits est alimen- té par une source de tension alternative 14. Le commutateur 12 est constitué par un interrupteur à lames souples de type connu, appelé communément ILS, dont les contacts 13 ouverts au repos scat scellés dans une ampoule de verre 16 sous vide ou remplie d'un gaz inerte qui les protège mécanique- ment et chimiquement Ces contacts 13 sont en matériau magnétique Ils définissent une zone de collage matérialisée par le trait mixte 15 Ces contacts sont influencés par un aimant dont l'axe d'aimentation 18 est perpendiculaire aux lames de contact de l'interrupteur 12. Conformément à l'invention (voir figure 1 à 4 et 8) cet aimant 17 est cylindrique et peut rouler par inertie, lorsque le fer est déplacé, dans un logement 19 sur une surface 20 sensiblement rectiligne et horizon- tale Le logement 19 présente une section légèrement plus grande que celle axiale de l'aimant 17 afin que celui-ci puisse se déplacer librement entre les parois extrêmes 21 et 22 du logement (voir figures 3 et 4) et son épaisseur est de préférence plus fai- ble que son diamètre afin de faciliter son déplacement. Le logement 19 est sensiblement parallèle à l'axe longitudinal du fer à repasser et il est placé parallèlement à l'ampoule 12 Il présente une lon- gueur telle que lors du déplacement de l'aimant 17 l'axe d'aimantation 18 balaie une zone située de part et d'autre de la zone de collage 15 des contacts 13 Ce logement est fixé de manière appro- priée à la paroi supérieure dela poignée 3 du fer à re- passer ainsi qu'au circuit impzimé 4 (voir figures let 2). A la figure 3 on a représenté les deux faces polaires Nord (N) et Sud (S) de l'aimant 17 ainsi qu'en pointillés les lignes de force du champ magnétique qu'il créé On voit sur cette figure que l'axe d'aimantation 18 étant très voisin de la zone de collage 15 des contacts, il y a formation sur chacun des contacts 13 d'un pôle Nord et par conséquent répulsion entre ces contacts donc ouverture du circuit de l'interrupteur 12. La figure 4 montre schématiquement la posi- tion des contacts 13 ouverts ( 0) ou fermés (F) en fonction des différentes positions possibles de l'aimant 17 dans son logement Lorsque l'aimant 17 se trouve à l'extrême droite de son logement 20, il n'est pas assez puissant pour influencer les contacts 13 et ceux-ci sont donc naturellement ouverts Lors- que l'aimant 17 se déplace vers la gauche, à partir d'une certaine position de l'axe d'aimantation 18, matérialisée par le trait mixte 23, le champ magné- tique se ferme par les deux lames souples et forme sur les contacts 13 respectivement un pôle Sud et un pale Nord Il y a alors attraction et fermeture des contacts lorsque la force de rappel exercée par les lames souples est vaincue Lorsque l'aimant vient très près de la zone de collage 15 des contacts 13 c'est-à-dire à partir du trait mixte 24 comme indiqué précédemment en référence à la figure 3 les contacts 13 s'ouvrent et restent ouverts jusqu'à ce que l'axe d'aimantation 18 dépasse la position représentée en trait mixte 25 sur la figure 4, seuil à partir duquel il se créé à nouveau des p 8 les opposés sur les contacts 13 donc attraction et fer- meture De même, lorsque l'aimant 17 continue de se déplacer vers la gauche dans le logement 20, son influence se réduit et les contacts 13 s'ouvrent après que l'axe d'aimantation 18 ait dépassé la position en trait mixte 26. Le même cycle de commutation des contacts 13 se produit dans un déplacement en sens inverse de celui décrit ci-dessus Ainsi, lorsque l'aimant 17 se déplace dans un sens ou dans l'autre dans le logement 20 suivant la direction de déplacement du fer, il provoque au moins une séquence ouverture- fermeture des contacts 13 des lames souples. On va montrer à présent en référence aux figures 5 et 6 qu'une telle séquence entraîne la remise à zéro du temporisateur constitué par le compteur d'impulsions 8 et le circuit de commande de la remise à zéro 11 de ce compteur représenté sur les figures 5 et 7. Le circuit de remise à zéro 1 i comprend un pont de résistance R 1, R 2 alimenté par une source de tension E de courant continu redressé à partir de l'alimentation en courant alternatif du secteur 14 ( voir figure 5) Cette tension est fournie par l'intermédiaire d'une résistance dite "chutrice" 27, d'une diode redresseuse 29 et d'un condensateur chimique de lissage 28. Ce pont de résistance comprend en série une résistance Ri, les contacts 13 de l'interrupteur à lames souples 12, et une résistance R 2 aux bornes de laquelle est branché un condensateur C Un signal de tension Vo est prélevé aux bornes de la résistance R 1 et envoyé à la borne N O 6 du compteur d'impulsions 8. La remise à zéro du compteur 8 intervient lorsqu'un signal de tension d'une valeur un peu supérieure àle 2 estenvoyé sur la borne No 6. Lorsque le fer est au repos, les contacts 13 peuvent être indiféremment ouverts ou fermés suivant la position de l'aimant 17 dans son logement. Si les contacts sont fermés, la tension aux bornes de R 1 prend une valeur V = E R 1/(R, + R 2). En choisissant par exemple pour R 2 une valeur sensiblement double de R 1 on voit que la tension Vo est égale à environ E/3 donc le compteur n'est pas remis à zéro. Si les contacts 13 sont ouverts, la tension aux bornes de R 1 est nulle et le compteur continue de même son cycle de comptage. Par contre, lors du passage ai temps t 1 (voir figure 6) de l'ouverture à la fermeture des contacts 13 provoqué par le déplacement de l'aimant 17 devant l'interrupteur à lames souples 12, une montée brusque de la tension de O à + E aux bornes de R 1 se produit, cette montée étant suivie dans l'exemple choisi par une chute progressive de cette tension jusqu'à une valeur asymptotique E/3 comme établi précédemment lorsque le condensateur C est complètement chargé. Ces impulsions de tension E sont appliquées à l'entrée No 6 du compteur 8 et elles remettent à zéro ce compteur piloté par l'oscillateur 9. Si aucune impulsion de tension E n'est appli- quée à la borne N O 6, au bout d'un temps prédéterminé de l'ordre de cinq minutes, le compteur 8 envoie un signal de tension V 1 par sa sortie N O 8 sur la borne No 6 du comparateur 6. Ce comparateur 6 est par ailleurs sensible au déséquilibre du pont de mesure de la température 7 raccordé à ses entrées 7 et 8 Ce pont comprend principalement un potentiomètre 31 de réglage de la température de la semelle du fer et une thermistance 32 de mesure de cette température Tant que la température choisie n'est pas atteinte, le comparateur 6 envoie par sa sortie No 15 des impulsions d'allumage sur la gachette du triac 5 Lorsque cette température est atteinte le pont de mesure 7 commande l'arrêt de ces impulsions et la résistance de chauffage 30 cesse d'être alimentée De même lorsqu'un signal de tension V 1 est appliqué à la borne No 6 du comparateur 6 ce signal commande l'arrêt des impulsions cvallumage du triac 5 et par suite l'arrêt de l'alimentation de la résistance de chauffage 30. Simultanément le comparateur 6 commande l'allumage d'une diode électroluminescente 34 afin de signaler cet état du fer à repasser. Il suffira ensuite d'un seul déplacement de l'aimant 17 dans son logement 21 pour commander une séquence ouverture-fermeture des contacts 13 qui entratnera la remise à zéro du compteur 8 et l'envoi d'impulsions d'allumage sur le triac 5 par le comparateur 6 ainsi que l'extruction de la diode 34 correspondante Le dispositif com- porte encore un condensateur chimique 33 de sauve- garde de l'alimentation du compteur 8 en cas de coupure brève du secteur Ce condensateur permet au compteur 8 de conserver la mémoire de son état jus- qu'au retour de la tension du secteur 14 (pendant cinq secondes par exemple). Les effets et avantages de ce dispositif sont les suivants: A la mise sous tension du fer, l'utilisateur n'a pas à placer le fer dans une position particu- lière à cause du dispositif de sécurité, pour autoriser le chauffage du fer à la température choisie. Par ailleurs le circuit électrique retenu pour le circuit de commande de la remise à zéro du comp- teur est indifférent à la position de l'aimant Il n'est sensible qu'au déplacement de celui-ci ce qui fait que le dispositif de sécurité selon l'invention fonctionne quelle que soit la position dans laquelle le fer est abandonné. Dans ce cas, l'alimentation est coupée au bout d'un temps de l'ordre de cinq minutes On évite ainsi de consommer inutilement de l'électricité. Cette certitude que l'alimentation électrique du fer sera coupée au bout d'un temps relativement court apporte à l'utilisateur une grande tranquil- lité d'esprit en cas d'oubli du fer branché s'il a été appelé à d'autres occupations imprévues par exemple L'utilisateur n'a pas à s'inquiéter de venir débrancher le fer puisque la coupure de son alimentation électrique est réalisée automatiquement. Enfin l'interrupteur à lames souples retenu pour la construction du dispositif selon l'invention est de par sa construction un dispositif fiable et robuste qui peut supporter des millions de manoeuvres ce qui lui donne une durée de vie aussi longue sinon plus longue que les autres composants électriques ou électroniques du fer à repasser. Bien entendu la présente invention n'est pas limitée aux modes de réalisation décrits ci-dessus et on peut y apporter de nombreuses variantes d'exé- cution. Ainsi, l'interrupteur à lames souples 12 et son aimant 17 de commande pourraient être remplacés par une bille ou un cylindre roulant dans un loge- ment approprié dont le déplacement écraserait, par exemple, un doigt souple traversant la surface de roulement de cette bille ou de ce cylindre pour pro- voquer l'ouverture puis la fermeture d'un contact à fermeture associé. Cet ensemble pourrait être remplacé par un interrupteur sans contact du type photodiode associée à une diode électroluminescente placée de part et d'autre du logement du corps mobile, le faisceau lumineux de la diode électroluminescente étant coupé par le passage de la bille ou du cylindre opaque se déplaçant dans son logement. Cet ensemble pourrait encore être remplacé par une goutte de mercure glissant dans le fond d'un tube en verre, horizontal à la partie inférieure duquel deux courtes Électrodes métalliques seraient scellées afin d'être mises en contact électrique par le mercure lors de son passage dans le déplacement du fer. De même le compteur du temporisateur pourrait être remplacé par un circuit RC dans lequel une capacité C chargée se décharge à travers une résis- tance R, la résistanceeet la capacité étant cal- culées pour obtenir le temps Prédéterminé pour la commande du comparateur ou d'un relais convenablement adapté et la coupure de la résistance du fer. La surface de déplacement rectiligne de l'aimant- 17 ou du corps mobile pourrait présenter une légère inclinaison pour donner une position préférentielle de repos à ce corps mobile sans que cela entratne d'inconvénients pour le fonctionnnement du dispositif, la seule condition étant que cette pente soit suf- fisamment faible pour que dans un déplacement normal du fer à repasser, le corps mobile soit mis en mou- vement et qu'il provoque au moins une séquence ou- verture-fermeture de l'interrupteur commandé. REVENDICATIONS 1 Dispositif électronique de sécurité pour fer électrique à repasser permettant de couper auto- matiquement l'alimentation électrique du fer au bout d'un temps prédéterminé de non-utilisation, ce dis- positif comportant un corps mobile ( 17) pouvant se déplacer dans un logement ( 19) du fer lorsque ce fer est lui-même déplacé lors du repassage, ce corps mobile coopérant avec un commutateur ( 12) lui-même associé à un temporisateur pouvant déclencher la commande de la coupure de l'alimentation du fer au bout d'un temps prédéterminé,caractérisé en ce que le logement ( 19) comporte une surface de dépla- cement ( 20) pour le corps mobile ( 17) sensiblement rectiligne et horizontale, adaptée pour permettre des allers et retours du corps mobile ( 17) lorsque le fer est déplacé. 2 Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que ce commutateur ( 12) coopére avec le corps mobile ( 17) de façon que lors du déplacement de ce corps mobile ( 17) dans un sens ou dans l'autre sur ladite surface ( 20) on obtienne au moins une ouverture ou une fermeture des contacts du commutateur ( 12) et en ce que des moyens associés à ce commutateur ( 12) sont prévus pour que la séquence ouverture-fermeture précitée des contacts déclenche la remise à zéro du tempori- sateur ( 8) et le maintien de l'alimentation électri- que de la résistance de chauffage ( 30) du fer. 3 Dispositif selon la revendication 1, carac- térisé en ce que la surface de déplacement du corps mobile est sensiblement parallèle à l'axe longitu- dinal du fer à repasser. 4 Dispositif selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le corps mobile est constitué par un aimant permanent ( 17) cylindrique dont l'axe d'aimantation ( 18) est sensiblement confondu avec son axe géométrique et qui peut rouler dans un loge- ment ( 19) en matériau non magnétique. 5 Dispositif selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que l'ensemble constitué par l'aimant permanent ( 17) dans son logement ( 19) est disposé à proximité du commutateur ( 12) qui est constitué par un interrupteur à lames souples en matériau magnétiqoe dont les contacts ( 13) présentent une zcoe de collage ( 15), lesdites lames étant parallèles à l'axe de déplacement ( 14) de l'aimant ( 17) dans son logement ( 19) et perpendiculaires à son axe d'aiman- tation ( 18),cet axe d'aimantation pouvant occuper lors du déplacement de l'aimant des positions successives de part et d'autre de la zone de collage ( 15) pour commander la fermeture ou l'ouverture des contacts 13, normalement ouverte au repos. 6 Dispositif selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que les moyens associés au commu- tateur ( 12) sont constitués par un pont de résis- tances alimenté par une tension redressée E et compre- nant en série une résistance R 1, les contacts ( 13) de l'interrupteur à lames souples ( 12), une résistan- ce R 2 de valeur sensiblement plus grande que la résistance Ri, aux bornes de laquelle est branché un condensa- teur C et en ce qu'un signal de tension Vo est prélevé aux bornes de la résistance Ri pour être appliqué sur une entrée du temporisateur ( 8) sensi- ble à un signal de tension supérieur à E/2, ledit signal Vo étant toujours inférieur à E/2 lorsque les contacts 13 sont ouverts ou fermés et ne prenant une valeur supérieure à E/2 que lors du passage de l'ouverture à la fermeture desdits contacts 13. 7 Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que le temporisateur est constitué par un compteur ( 8) connecté d'une part aux bornes de la résistance R et d'autre part à une entrée d'un comparateur ( 6) pilotant les impulsions d'allumage de la gâchette du triac ( 5), ledit compteur étant remis à zéro chaque fois qu'il reçoit un signal de tension Vo supérieur à E/2, et émettant un signal de tension V 1 sur l'entrée du comparateur ( 6) lorsqu'il atteint un seuil de comptage prédéterminé qui commande l'arrêt de l'envoi des impulsions d'allu- mage sur la gâchette du triac ( 5) et la coupure de l'alimentation de la résistance de chauffage ( 30). 8 Dispositif selon l'une quelconque des reven- dications précédentes, caractérisé en ce que l'inter- rupteur ( 12), le corps mobile ( 17) se déplaçant dans son logement ( 19) et au moins les circuits et compo- sants électroniques ( 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11; 28, 29, 33) sont logés à l'intérieur de la poignée ( 3) du fer à repasser ( 1). 9 Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 8,caractérisé en ce que le commu- tateur est constitué par un interrupteur ( 12) à lames de contact souples ( 13) en matériau magnétique qui sont scellées dans une ampoule de verre ( 16) sous vide ou comportant un gaz neutre. Dispositif selon la revendication 4, caracté- risé en ce que l'épaisseur de l'aimant permanent ( 17) cylindrique est plus faible que son diamètre. 11 Dispositif selon l'une quelconque des reven- dications 1 à 10, caractérisé en ce que le temporisateur est adapté pour que la durée de la temporisation soit au moins égale au temps de mise en température de la semelle du fer à repasser.