Brevet FR2540669A1 — publié le 19840810

L'invention concerne un commutateur thermique à plaquette à mouvement brusque, commandé par un bimétal, comprenant une plaquette de portée, de préférence annu- laire, disposée suspendue sous une plaque de transmis- sion de la chaleur ou sous une plaque chauffante, en con- tact thermique avec cette plaque, et contre laquelle est appuyée une plaquette bimétallique à mouvement brusque, un contact de commutation électrique, relié à la plaque de portée par l'intermédiaire d'un bottier, destiné à in- terrompre ou à commander le circuit de courant de chauf- fage, et composé d'un contact fixe et d'un contact mobi- le monté sur un ressort de contact et qui peut pivoter dans la direction de la flexion de la plaquette à mouve- ment brusque, ainsi qu'un organe de transmission'qui est guidé pour se déplacer dans la direction de la flexion de la plaquette à mouvement brusque, est en appui par l'une de ses extrémités contre la plaquette à mouvement brusque, sous une précontrainte exercée par un ressort de pression et dirigée vers la plaque de portée et solli- cite le ressort de contact dans le sens de l'ouverture du contact de commutation avec une course à videpar son autre extrémité Un commutateur thermique de ce genre est déjà connu, par exemple, par la demande de brevet de la R F A 25 30 971 et ce commutateur sert à capter la température d'une plaque chauffante, par exemple, d'une plaque chauffante d'un appareil ménager et à agir sur le courant de chauffage, lorsqu'on atteint une certaine tem- pérature de consigne maximum,de manière que la températu- re de la plaque chauffante ne s'élève pas davantage Ce- ci peut être obtenu par le fait que le courant de chauf- fage est interrompu directement par le contact de commu- tation ou que ce courant de chauffage est réduit ou adap- té d'une autre façon à la température désirée La pla- quette bimétallique à mouvement brusque des commutateurs de ce genre est disposée en contact thermique avec une plaque de portée qui, de son côté est disposée suspendue sous la plaque chauffante ou la plaque de transmission de chaleur de l'appareil Pour garantir la sûreté du fonctionnement de la plaquette bimétallique à mouvement brusque, il est important, d'une part, que le bombé de la plaquette à mouvement brusque puisse s' inverser d'une courbure de repos convexe à une courbure de travail con- cave, en passant par un point mort (point de saut brus- que) et d'autre part, que cette plaquette reste cepen- dant constamment en contact thermique avec la plaque de portée puisque seul ce contact peut garantir une réac- tion immédiate de la courbure du bimétal à la variation de température de la plaque chauffante. Par ailleurs, il est important que, lors de l'élévation de température de la plaque chauffante le mouvement initial du bombé de la plaquette à mouvement brusque ne se transmette pas aussitôt au contact de com- mutation électrique actionné par la plaquette à mouve- ment brusque au moyen d'un organe de transmission parce qu'il en résulterait une réduction de la pression de con- tact de commutation et, éventuellement, une brûlure pré- judiciable des contacts de commutation due à une ouvertu- re rampante des contacts Pour cette raison, il est déjà connu de ne faire agir la plaquette bimétallique à mouve- ment brusque sur le contact de commutation qu'après une certaine course à vide, c'est-à-dire de prévoir un cer- tain jeu dans le mécanisme de transmission intercalé en- tre la plaquette bimétallique et le contact de commuta- tion Pour garantir que la plaquette bimétallique sera appliquée contre la plaque de portée avec un bon contact thermique dans toutes les positions de fonctionnement, il est également déjà connu de transmettre à la plaquet- te bimétallique une précontrainte élastique dirigée vers la plaque de portée par l'intermédiaire de l'élément de transmission et, pour cette raison, on prévoyait des res- sorts de compression dans la région du commutateur. L'invention vise à créer un commutateur thermi- que qui soit d'une construction simplifiée, tout en con- servant le contact thermique entre la plaquette à mouve- ment brusque et la plaque de portée nécessaire pour ga- rantir un bon comportement en service et, en particu- lier, un commutateur qui permette un montage simplifié - éventuellement automatisé Ce problème est résolu par le fait que le ressort qui exerce la précontrainte sur la plaquette bimétallique à mouvement brusque est constitué par une languette élastique découpée dans le ressort de contact L'amélioration de la facilité du montage résul- te du fait que le ressort de pression, qui constitue une partie constitutive intégrante du ressort de contact, peut être fixé conjointement avec ce ressort, par exem- ple, par un seul rivet L'expérience montre que le monta- ge d'éléments élastiques dans des bottiers au moyen de mécanismes automatiques de fabrication ne peut pas être exécuté sans difficulté parce que les éléments élasti- ques sautent fréquemment de leurs éléments de montage. Etant donné qu'il n'est pas nécessaire de prévoir de res- sorts additonnels dans la région du contact de commuta- tion, mais que, au contraire, le ressort de pression se trouve pratiquement dans le ressort de contact, le bot- tier du commutateur peut également être réalisé sous des dimensions réduites, de sorte que le commutateur thermi- que peut également être logé dans des carrosseries d'ap- pareils de dimensions réduites et plus esthétiques. Selon une autre caractéristique de l'invention, la languette s'étend dans la direction de l'extension longitudinale du ressort de contact et et se termine, à son extrémité fixe dans l'extrémité de fixation du res- sort de contact et fait corps avec celui-ci Cette carac- téristique limite la fabrication du ressort de contact et de la languette à une seule opération de découpage et le montage des deux éléments (le ressort de contact et la languette) à la mise en place d'une seule pièce dans le bottier du commutateur. Selon une autre caractéristique de l'invention, la languette est munie dans la région de son extrémité libred'une bosse qui fait saillie en dehors du plan du ressort de contact, vers l'organe de transmission Grâce à cette caractéristique, l'élément de transmission peut être d'une configuration plate sur sa face inférieure. Par ailleurs, il n'est pas nécessaire que la languette soit recourbée vers le haut en dehors du plan du ressort de contact, abstraction faite de la bosse Lors du mouve- ment descendant, l'organe de transmission repousse tout d'abord la languette en lui faisant traverser le ressort de contact, jusqu'à sa face inférieure et ce n'est qu'à ce moment, après une certaine course préliminaire dési- rée, qu'il actionne le ressort de contact lui-même et qu'il ouvre le contact Selon une autre caractéristique de l'invention, l'organe de transmission est constitué par une tige guidée dans la direction axiale entre la fa- ce inférieure de la plaquette à mouvement brusque et la face supérieure de la languette, et dont l'extrémité in- férieure, qui sollicite la languette ou le ressort de contact, possède un diamètre supérieur à la largeur de la région du ressort de contact qui est ajourée par la découpe de la languette Cette caractéristique garantit la sécurité de la sollicitation du ressort de contact. Pour exclure a priori le coincement de la languet- te au moment de son passage au travers du ressort, et se- lon une autre caractéristique de l'invention, l'extrémi- té libre de la languette recourbée vers le haut en de- hors du plan du ressort de contact est élargie par décou- page/poinçonnage comparativement à la région moyenne de la languette et la languette possède dans sa région moyen- ne une bosse supplémentaire qui raccourcit sa longueur. La languette présente à son extrémité libre un élargisse- ment qui, lors du mouvement descendant de l'organe de transmission, s'appuie sur la surface du ressort de con- tact en raison du raccourcissement de sa longueur L'or- gane de transmission, ou la tige précitée, n'actionne donc plus que la languette et, à son tour, cette languet- te actionne le ressort de contact. Pour obtenir une ouverture brusque du ressort de contact, et selon une autre caractéristique de l'in- vention, le ressort de contact est muni de bords laté- raux rabattus sensiblement à angle droit le long de ses bords longitudinaux et au moins dans la région de son ex- trémité libre De cette façon, le ressort de contact est raidi dans la région de son extrémité-libre. D'autres caractéristiques et avantages de l'in- vention seront mieux compris à la lecture de la descrip- tion qui va suivre d'un exemple de réalisation et en se reportant aux dessins annexés sur lesquels, la figure 1 est une coupe verticale du commuta- teur thermique, dans la position de repos; la figure 2 est une coupe verticale du commuta- teur thermique, dans la position de début d'ouverture; la figure 3 est une coupe verticale du commuta- teur thermique dans la position d'ouverture la figure 4 est une vue de dessus d'un ressort de contact muni d'une languette intégrée; la figure 5 est une vue de dessus d'un ressort de contact muni d'une languette intégrée, d'une extrémi- té de languette élargie et de bords rabattus latéraux, la figure 6 est une vue de côté d'un ressort de contact selon la figure 5; la figure 7 est une vue arrière d'un ressort de contact, prise dans le sens de la flèche selon la figure 5. Le commutateur thermique est essentiellement composé d'un boîtier 1 en matière isolante qui porte sur sa surface supérieure 2 une plaque de portée 3, laquelle est réalisée en une matière métallique et présente, sur sa face inférieure 4 dirigée vers l'intérieur du boftier 1 en matière isolante, une couronne de portée 5 formant saillie qui sert à donner un appui périphérique à une plaquette bimétallique à mouvement brusque 6 de forme ronde La plaque de portée 3 est montée sur le bottier 1 en matière isolante à la facon d'un couvercle métallique et elle sert à assurer la transmission de la chaleur à partir de la plaque chauffante, non représentée, qui se trouve sur la face supérieure de la plaque de portée 3 dans la position finale du montage du commutateur thermi- que. Dans la région de la face inférieure du boîtier 1 en matière isolante, se trouve un contact de commuta- tion électrique 7, lequel est composé d'un contact fixe 8 et d'un contact mobile 9 monté à l'extrémité pivotante d'un ressort de contact 11 qui peut osciller dans la direction de la flexion de la plaquette à mouvement brus- que 6. Pour la transmission du mouvement du bombé de l'élément bimétallique au ressort de contact 11, il est prévu un organe de transmission 12 en forme de tige qui est guidé mobile en translation dans un perçage central 14 qui s'étend dans la direction axiale 13, cet organe étant en appui par son extrémité supérieure 15 contre la face inférieure 16 de la plaquette à mouvement brusque 6 et agissant sur le ressort de contact 11 par son extrémi- té inférieure 17. Pour garantir que la plaquette bimétallique à mouvement brusque 6 sera en appui par ses bords 18 en formant trajet de conduction de la chaleur dans toutes les positions de service du contact de commutation 7, il est prévu un ressort de pression qui est constitué par une languette 19 découpée avec dégagement dans le res- sort de contact 11 et qui sollicite la face inférieure de l'organe de transmission 12 vers la plaquette à mouve- ment brusque 6 La languette 19 s'étend le long de l'axe longitudinal médian 20 du ressort de contact 11; son ex- trémité fixe 21 se termine dans l'extrémité de fixation 22 du ressort de contact 11. Dans la région de son extrémité libre 23, la languette 19 présente une bosse 30 qui fait saillie en dehors du plan du ressort de contact 11 vers la plaquet- te à mouvement brusque 6, pour s'appuyer contre l'extré- mité inférieure 17 de l'organe de transmission 12. Dans l'exemple de réalisation du ressort de con- tact qui est représenté sur la figure 5, l'extrémité li- bre 23 de la languette 19 est munie d'un élargissement 24 qui augmente la largeur de la languette comparative- ment à sa région moyenne Cette languette élargie de cet- te façon est par ailleurs pliée dans sa région moyenne en dehors du plan du ressort de contact de telle manière que l'élargissement ne soit plus en coïncidence avec l'ajour de la surface du ressort de contact dans lequel elle est découpée mais qu'il soit au contraire reculé le long de l'axe longitudinal médian 20, en direction de l'extrémité de fixation 22 du ressort de contact 11 Ce- ci a pour effet que la languette 19 ne peut plus être re- poussée à travers le plan du ressort de contact 11 par l'organe de transmission 12 mais que, avant de traverser le plan du ressort de contact, elle rencontre la surface du ressort de contact par les bords 26 de l'élargisse- ment 24 qui sont dirigés vers l'extrémité de fixation 22 et entraîne -ce ressort de contact vers le bas, dans le sens de l'ouverture. Le ressort de contact 11 est fixé au boltier 1 en matière isolante au moyen d'un rivet, conjointement avec une cosse de connexion 27 Un autre rivet 29 qui fixe une autre cosse de connexion 31 au bottier 1 en ma- 3 '0 tière isolante forme le contact fixe 8. Bien entendu, diverses modifications pourront être apportées par l'homme de l'art au dispositif qui vient d'être décrit uniquement à titre d'exemple non li- mitatif sans pour cela sortir du cadre de l'invention. R E V E N D I C A T I O N S 1 -Commutateur thermique à plaquette à mouvement brusque commandé par un bimétal, comprenant une plaque de portée, de préférence annulaire, disposée en position suspendue sous une plaque de transmission de la chaleur ou une plaque chauffante, en contact thermique avec cet- te plaque, et contre laquelle est appuyée une plaquette bimétallique à mouvement brusque, un contact de commuta- tion électrique, relié à la plaque de portée par l'inter- médiaire du boîtier, destiné à interrompre ou à comman- der le circuit du courant de chauffage et composé d'un contact fixe et d'un contact mobile monté sur un ressort de contact et qui peut pivoter dans la direction de la flexion de la plaquette à mouvement brusque, ainsi qu'un organe de transmission qui est guidé pour se déplacer dans la direction de la flexion de la plaquette à mouve- ment brusque, est en appui par l'une de ses extrémités contre la plaquette à mouvement brusque, sous la précon- trainte exercée par un ressort de pression et dirigée vers la plaque de portée, et sollicite le ressort de con- tact dans le sens de l'ouverture du contact de commuta- tion, avec une course à vide,par son autre extrémité, ca- ractérisé en ce que le ressort de pression est constitué par une languette ( 19) découpée dans le ressort de con- tact. 2 Commutateur thermique selon la revendica- tion 1, caractérisé en ce que la -languette ( 19) s'étend dans la direction de l'extension longitudinale du res- sort de contact ( 21) dans l'extrémité de fixation ( 22) du ressort de con- tact 3 Commutateur thermique selon l'une des reven- dications 1 et 2, caractérisé en ce que, dans la région de son extrémité libre ( 23), la languette ( 19) est munie d'une bosse ( 30) qui fait saillie en dehors du plan du ressort de contact ( 11) vers l'organe de transmission ( 12). 4 Commutateur thermique selon l'une des reven- dications 1 à 3, caractérisé en ce que l'organe de trans- mission ( 12) est constitué par une tige guidée dans la direction axiale ( 13) entre la face inférieure ( 16) de la plaquette à mouvement brusque ( 6) et la face supérieu- re de la languette ( 19) et dont l'extrémité inférieure ( 17), qui sollicite la languette ( 19) ou le ressort dé contact ( 11) possède un diamètre supérieur à la largeur ( 32) de la région du ressort de contact qui est ajourée par la découpe de la languette. Commutateur thermique selon l'une quelcon- que des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que l'ex- trémité libre ( 23) de la languette ( 19) recourbée vers le haut en dehors du plan du ressort de contact ( 11) est élargie par découpage/poinçonnage comparativement à la région moyenne de la languette ( 19) et en ce que la lan- guette ( 19) présente dans sa région moyenne une bosse supplémentaire qui raccourcit sa longueur. 6 Commutateur thermique selon l'une quelcon- que des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que le ressort de contact ( 11) est muni de bords rabattus laté- raux ( 33) sensiblement à angle droit, le long de ses bords longitudinaux, du moins dans la région de son ex- trémité libre.