Brevet FR2548825A1 — publié le 19850111

A Dispositif d'indication de chaleur et de régulation ou limitation de la température de corps de chauffe par rayonnement ou par contact d'appareils de cuisson électriques. La présente invention concerne un dispositif d'indication de chaleur et de régulation ou limitation de la température de corps de chauffe par rayonnement ou par contact d'appareils de cuisson électriques pourvus de surfaces de cuisson en métal, céramique vitreuse ou 10 matière analogue, comprenant, pour la régulation ou la limitation de la température du corps de chauffe, disposée entre ce dernier et la surface de cuisson, une sonde de température qui comporte une tige en matière à coefficient de dilatation thermique élevé placée dans un 15 tube en matière à faible coefficient de dilatation thermique, une extrémité de cette tige étant liée par un organe de transmission a un système de contacts de régulation ou de limitation de la temperature du corps de chauffe ainsi qu'à un dispositif de signalisation Les appareils de cuisson électriques à corps de chauffe par rayonnement ou par contact présentent l'inconvénient que la surface de cuisson, après coupure du courant de chauffage, met relativement longtemps à se refroidir complètement, de sorte qu'on risque de se brû25 ler en la touchant Ce danger existe surtout avec les appareils de cuisson sur lesquels un ou plusieurs corps de chauffe sont couverts par une plaque métallique les couvrant tous, une plaque en céramique vitreuse à très faible coefficient de dilatation thermique ou un élément 30 semblable qui fournit une surface de cuisson constituant une surface plane continue du champ de cuisson Cette surface de cuisson se présente comme la surface d'un plateau de table, sans qu'on puisse savoir s'il est possible de la toucher sans risquer de se brfler Les 35 corps de chauffe placés sous la surface de cuisson peuvent être des corps de chauffe par contact ou des corps de chauffe par rayonnement, ces derniers étant des corps de chauffe sans couche métallique de protection du conducteur chauffant, et dans lesquels la chaleur est 5 transmise essentiellement par rayonnement à la zone de cuisson Dans le cas des appareils de cuisson à plusieurs corps de chauffe, il apparaît sur la surface de cuisson, suivant le chauffage des différents corps de chauffe, des zones de différentes températures Quand un corps de chauffe est chauffé, la zone de cuisson y associée a une température élevée, tandis que les zones de cuisson des corps de chauffe non chauffés ont une température basse, donc on peut les toucher sans risquer de se brûler, ce qui n'est pas le cas pour la zone de cuisson du corps 15 de chauffe chauffé Or, généralement, cela n'est pas visible sur la surface de cuisson Dans la zone de rayonnement du corps de chauffe, la température est d'environ 700 C Or, un contact sans danger est seulement possible aux températures inférieures à environ 60 C. 20 Pour la régulation ou la limitation de la température de chauffage du corps de chauffe, il est déjà connu de placer, entre celui-ci et la surface de cuisson, une sonde de température qui est constituée d'une tige en matière résistant aux hautes températures et ayant un 25 coefficient de dilatation thermique élevé, par exemple en alliage nickel-chrome, disposée dans un tube en matière à faible coefficient de dilatation thermique, par exemple en verre de quartz ou en céramique Une extrémité de la tige est liée à un système de contacts de régula30 tion ou de limitation de la température du corps de chauffe et son autre extrémité est fixée au tube, de sorte que l'extrémité de la tige citée en premier dépasse plus ou moins du tube suivant la température ambiante; elle est ainsi soumise à un mouvement axial dû à la température qui est utilisé pour manoeuvrer le système 48825 de contacts, qui, par exemple dans le cas d'une régulation du circuit de chauffage, se ferme à une basse température et s'ouvre à nouveau à une haute température, de sorte que la température de chauffage se maintient à une valeur désirée. On connaît des dispositifs dits d'indication de chaleur qui servent à avertir de ne pas toucher un endroit trop chaud de la surface de cuisson A cet effet, sous la surface de cuisson est placée une sonde thermique 10 qui est liée à un système de contacts qui est relié à un dispositif de signalisation Cette indication de chaleur est conque de façon que le dispositif de signalisation soit actionné aux températures de la surface de cuisson par exemple supérieures à 60 C, de sorte que ce disposi15 tif indique qu'en touchant la surface de cuisson, on risque de se br ler Cette indication peut se faire par voie optique ou acoustique Les dispositifs d'indication de chaleur peuvent être répartis sous la surface de cuisson, des petites lampes, par exemple, montrant quelles 20 zones de la surface de cuisson on peut toucher et celles qu'on ne peut pas. On connaît déjà par le brevet US-A 3 906 424 un dispositif d'indccation de chaleur et de régulation ou limitation de la température de corps de chauffe par 25 rayonnement ou par contact du type indiqué ci-dessus. Dans ce dispositif, l'organe de transmission lié à l'extrémité libre de la tige est coudé et monté élastiquement sur le corps support des contacts dans la zone de jonction de ses deux branches La dilatation axiale 30 de la tige produit un basculement de l'organe de transmission, la branche libre, non liée à la tige, provoquant la fermeture et l'ouverture des contacts par l'intermédiaire de corps isolants et de lames ressorts Le montage élastique de l'organe de transmission entraîne cependant 35 des imprécisions de régulation de la température. Celles-ci sont en outre amplifiées par le fait que la transmission de force par l'organe de transmission ainsi que l'ouverture du circuit de commande du chauffage se font uniquement par des lames ressorts, lesquelles fatiguent à la longue. L'invention a pour but de fournir un dispositif du type indiqué ci-dessus qui, avec une construction simple, permette une ouverture et une fermeture sûres des contacts à des températures constantes. L'invention atteint ce but grâce au fait que l'organe de transmission comporte deux parties de sections différentes, et qu'il est disposé de façon à former un prolongement direct de la tige et de préférence coaxialement à celle-ci, la partie de grande section, contiguë à 15 la tige, présentant une première surface de manoeuvre à sa jonction avec la partie de petite section, et la partie de petite section présentant à son extrémité libre une deuxième surface de manoeuvre, pour la manoeuvre du système de contacts. L'organe de transmission ainsi agencé formant un prolongement de la tige transmet directement et exactement au système de contacts toute dilatation axiale aussi petite qu'elle soit, de sorte qu'une manoeuvre des contacts est possible dans un intervalle de tempéra25 ture constant et minimal Par l'emploi de matières spéciales, par exemple de céramique, pour l'organe de transmission, qu'il faut faire relativement court, tout allongement propre provoqué par les températures élevées de chauffage et incontrôlable est minime, et en raison 30 de la transmission directe favorable de force, l'emploi de métal n'est pas absolument nécessaire Comme les deux surfaces de manoeuvre pour l'ouverture et la fermeture des contacts sont prévues directement sur l'organe de transmission, une construction particulièrement simple et par conséquent un emploi pratiquement sans défauts de fonctionnement sont possibles. Il est opportun que la distance entre la première surface de manoeuvre de l'organe de transmission et une partie de manoeuvre d'un ressort de contact mobile de régulation ou de limitation de la temperature du système de contact servant soit supérieure à la distance entre la deuxième surface de manoeuvre de l'organe de transmission et une partie de manoeuvre d'un ressort de contact mobile d'indication de chaleur du système de contact. 10 Dans ce cas, on est certain qu'à la mise en service de l'appareil de cuisson, au cours de la mise en température, le dispositif de signalisation pour l'indication de chaleur s'enclenchera toujours le premier, car la température limite pour l'indication de chaleur est atteinte bien avant la température de chauffage A la mise hors service de l'appareil de cuisson, au cours du refroidissement, le système de contact servant à l'indication de chaleur sera actionné seulement au franchissement vers le bas de la température qui conduit à l'indication de 20 chaleur. Selon une autre caractéristique de l'invention, pour le réglage de la température de fonctionnement du système de contacts de régulation ou de limitation de la température du corps de chauffe, l'extrémité de la tige 25 liée à l'organe de transmission présente un collet et l'autre extrémité de la tige présente un filetage, entre le collet et une extrémité du tube contenant la tige étant placé un ressort de compression et sur le filetage de la tige étant vissé un écrou qui s'appuie sur l'autre 30 extrémité du tube contenant la tige. Par le ressort de compression, la tige est en extension dans le tube, de sorte qu'une simple rotation de l'écrou permet un réglage exact du système de contacts de régulation ou de limitation de la température du corps 35 de chauffe Ce réglage modifie toutefois la température de manoeuvre conduisant à l'indication de chaleur On peut régler le système de contacts d'indication de chaleur par exemple en recourbant les supports des contacts de ce système de contacts, ou de toute autre manière connue. Avantageusement, il est prévu un ressort de décharge agissant en sens contraire du sens de dilatation de la tige et en appui contre la deuxième surface de manoeuvre, et qui est agencé pour, quand il est par l'organe de transmission, décharger le ressort de contact prévu pour la fermeture du contact du dispositif de signalisation. Cela permet d'une part un rappel s r de l'organe de transmission après le refroidissement de la tige et d'autre part une fermeture immédiate du contact comman15 dant le dispositif de signalisation. L'invention sera mieux comprise à l'aide de la description suivante d'une forme de réalisation du dispositif de l'invention, en référence aux dessins annexes, sur lesquels: la figure 1 est une vue en coupe, suivant la ligne I-I de la figure 2, d'un corps de chauffe comportant le dispositif de l'invention; la figure 2 est une vue de dessus du corps de chauffe de la figure 1; la figure 3 est une vue en coupe, suivant la ligne III-III de la figure 4, du dispositif de l'invention; et la figure 4 est une vue en coupe suivant la ligne IV-IV de la figure 3. Les figures 1 et 2 représentent un corps de chquffe par rayonnement 1 qui est constitué d'un pot 2 dans lequel se trouve un filament en spirale 3 qui est encastré dans une masse 4 Le corps de chauffe par rayonnement 1 est placé sous une plaque 5 en métal, 35 céramique vitreuse ou matière analogue qui forme la surface de cuisson 6 Entre la surface de cuisson 6 et le filament 3 est placée une sonde de température 7 qui est liée à une tête de commutation 8 comportant un système de contacts et qui traverse simplement deux trous ménagés dans le corps de chauffe par rayonnement 1. La sonde de température 7 est ainsi exposée à la température qui règne sous la surface de cuisson 6 dans l'espace de rayonnement entre cette surface 6 et le filament 3. Sur les figures 3 et 4 est représenté séparément l'ensemble formé de la sonde de température 7 et de la tête de commutation S. La sonde de température 7 p-résente-une t-ic-e 9 en natière résistant aux hautes temperatures et ayant un 15 coefficient de dilatation thermique élevé par exemple en alliage nickel-chrome, qui est placée dans un tube 10 en matière résistant au hautes temneratures et ayant un faible coefficient de dilatation thermique, par exemple en verre de quartz ou en céramique, et qui forme une gaine pour la tige 9 Ls exstrmités du tube 10 portent des capuchons 11,12, le capuchon 11 étant fixé à une plaque de base 13 qui est fixe par une vis 1 aà -la tëte de commutation 8 La tige 9 passe par des trous dans le capuchon 11, la plaque de base 13 et dans le capuchon 1225 et présente à son extrémité située près dqu capuchon 12 un filetage 15 sur lequel est vissé un écrou 16 quoi s'appuie contre le capuchon 12 L'autre extrémité de la tige 9 présente un collet bombé 17 Entre le collet 17 et la plaque de base 13, et donc entre le collet 17 et une 30 ext remité du tube 10 contenant la tige 9, est placé un ressort de compression 18 qui maintient la tige 9 en extension et serre ainsi l'écrou 16 contre la face extérieure du capuchon 12. La tige 9, le tube 10, les capuchons 11, 12, l'écrou 16, la plaque de base 13 et le ressort de compression 18 forment une sonde, qui est fixée par la vis 14 à tête de commutation 8 La tête 8 présente un évidement 19 dans lequel est logée l'extrémité de la tige 9 qui porte le ressort de compression 18. La tête de commutation 8 forme un boîtier 20 5 ouvert d'un côté, le côté ouvert étant couvert par un couvercle 21 L'intérieur du boîtier 20 communique avec l'évidement 19 par un trou au moins approximativement coaxial avec la tige 9 et dans lequel un organe de transmission 22 s'y trouve axialement mobile Dans la position 10 représentée sur les figures 3 et 4, une extrémité de cet organe de transmission 22 repose, en raison de son poids propre, sur la surface bombée du collet 17. L'organe de transmission 22 présente une surface de manoeuvre 23, pratiquée au tour, pour la manoeu15 vre du système de contacts servant à la régulation de la température, qui comporte un ressort de contact 25 portant un contact mobile 24 et une barrette de connexion 27 portant un contact fixe 26 Le ressort de contact 25 est fixé à un support de ressorts 28 qui porte aussi un ressort de contact 30 portant un contact mobile 29; le support 28 est relié électriquement à une barrette de connexion 31 et il est fixé à la tête de commutation 8 par un rivet 32 Un contact fixe 33 pour le ressort de contact 30 est fixé à une barrette de connexion 34 En outre, le support de ressorts 28 présente deux appendices 35, 36 qui constituent des supports à couteau pour des parties médianes courbes 37, 38 sorties des ressorts de contact 25; 30, de sorte que ceuxci forment des ressorts à action brusque connus. Enfin, au support de ressorts 28 est fixé, avec le ressort de contact 30, un ressort de décharge 39 qui appuie, en direction de l'organe de transmission 22, sur le ressort de contact 30, lui-même précontraint, ce qui fait qu'il a tendance à rappeler le contact mobile 29 35 vers le contact fixe 33. Les deux appendices 35, 36 et le ressort de contact 30 présentent des lumières par o passe la partie de l'organe de transmission 22 s'étendant audelà de la surface de manoeuvre 23, partie dont l'ex5 trémité présente la surface 40 de manoeuvre du système de contacts servant à l'indication de chaleur, formé du ressort de contact 30, du ressort de décharge 39, du contact mobile 29 et du contact fixe 33 La surface de manoeuvre 40 fait face à la partie de manoeuvre du 10 ressort de contact mobile 30 du système de contacts servant à l'indication de chaleur, ce Lte partie de manoeuvre étant définie par la partie du ressort de décharge 39 située en face de la surface de manoeuvre 40. La partie de manoeuvre du ressort de contact mobile 25 15 du système de contacts servant à la régulation de la température se trouve sur le ressort de contact 25 en face de la surface de manoeuvre 23 de l'organe de transmission 22 On voit que dans cet exemple de réalisation, la distance a entre la surface de manoeuvre 23 de 20 l'organe de transmission 22 et la partie de manoeuvre du ressort de contact mobile 25 du système de contacts servant à la régulation de la température du corps de chauffe est supérieure à la distance b entre la surface de manoeuvre 40 de l'organe de transmission 22 et la partie de manoeuvre, située sur le ressort de décharge 39, du ressort de contact mobile 30 du système de contacts servant à l'indication de chaleur. Les barrettes de connexion 31, 27 sont reliées, conjointement avec le filament 3 du corps de chauffe 1 (figures 1 et 2), à un réseau d'alimentation par lintermèdiaire d'un interrupteur, non représenté Le dispositif de signalisation pour l'indication de chaleur est connecté en série avec les barrettes de connexion 31, 34 et est également relié, par l'intermédiaire de celles-ci, au 35 réseau d'alimentation, sans passage par l'interrupteur du circuit de chauffage. Dans l'état de repos représenté sur les figures 3 et 4, le contact 24, 26 est fermé et le contact 29, 33 est ouvert Le circuit d'indication de chaleur est ainsi ouvert. Quand on actionne l'interrupteur précité pour fermer le circuit de chauffage, le filament 3 du corps de chauffe, chauffe donc la température dans l'espace entre la surface de cuisson 6 et le filament 3 s'élève. 10 La tige 9 se dilate, de sorte que l'organe de transmission 22 se déplace vers la partie de manoeuvre du ressort de décharge 39 Quand la température atteint une certaine valeur, mais par exemple inférieure à 60 C, la surface de manoeuvre 40 de l'organe de transmission 22 appuie sur le 15 ressort de décharge 39, ce qui éloignerait ce ressort 39 du ressort de contact 30, mais ce dernier, en raison de sa précontrainte, suit le mouvement du ressort 39 Quand le ressort de contact 30, par exemple quand la température est de 60 C, dépasse l'appui de sa partie médiane 38 20 sur l'appendice 35, le contact 29, 33 se ferme brusquement, de sorte que le dispositif de signalisation pour l'indication de chaleur est mis en circuit. Quand la température dans l'espace entre la surface de cuisson 6 et le filament 3 atteint par exem25 ple 700 C, la surface de manoeuvre 23 de l'organe de transmission 22 heurte le ressort de contact 25, qui, lors du dépassement de l'appui de sa partie médiane 37, sépare brusquement les contacts 24, 26, de sorte que le chauffage s'arrête Le dispositif de signalisation pour l'indication de chaleur reste en circuit Quand la tige 9 se raccourcit au cours du refroidissement qui suit, le ressort de contact 25 revient brusquement dans la position dans laquelle le contact 24, 26 est fermé. Ce cycle se répète tant que l'interrupteur du 35 circuit de chauffage est fermé Quand on ouvre celui-ci, 25488 5 1 1 le contact 24, 26 se ferme bien au cours du refroidissement, mais il ne se produit plus de nouveau chauffage, de sorte que la tige 9 ne cesse pas de se raccourcir Quand la température dans l'espace entre la surface de cuisson 6 et le filament 3-a baissé d'une quantité telle que le ressort de contact 30 dépasse l'appui de sa partie médiane 38, ce qui, par un ajustement approprie, est le cas pour une température pour laquelle on ne se brûle pas en touchant la surface de cuisson 6, le ressort de contact 30 revient brus10 quement dans la position représentée sur la figure 3, les contacts 29, 33 se séparent et le dispositif de signalisation servant à l'indication de chaleur étant alors mis hors circuit, de sorte qu'on peut savoir qu'on peut touchler sans danger la surface de cuisson 6 du corps de 15 chauf f e 1. Comme indiquéë on règle le sytème de contacts 25 e 24, 26, pour une température déterminée devant être produite par le corps de chauffe 1 en tournant l'écrou 16 sur le filetage 15 de la tige 9, et on règle le système 20 de contacts 30, 33, 29, pour la température limite indiquée par le dispositif de signalisation, par exemple en recourbant l'extremité de la barrette de connexion 34 qui porte le contact 33, ce qui peut se faire simplement, car on petit accéder à l'intérieur du bottier 20 en enle21 vent le couvercle 21 Il peut naturellement aussi être prévu tous autres moyens ou dispositifs connus de réglage tels que vis mobiles, plaquettes à compression, etc. L'invention n'est pas limitée à l'exemple de réalisation représenté sur les dessins Ainsi, le disposi30 tif peut aussi être conçu comme limiteur de température dans lecquel le système de contacts qui influe sur la température de chauffage coupe le circuit de chauffage quand une température maximale est atteinte et ne le referme pas de lui-même. REVENDICATIONS 1 Dispositif d'indication de chaleur et de régulation ou limitation de la température de corps de chauffe par rayonnement ou par contact d'appareils de cuisson électriques pourvus de surfaces de cuisson pour la manoeuvre du système de contacts. 2 Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait que la distance (a) entre la première surface de manoeuvre ( 23) de l'organe de transmission ( 22) 30 et une partie de manoeuvre d'un ressort de contact mobile ( 25) de régulation ou de limitation de la température du système de contacts est supérieure à la distance (b) entre la deuxième surface de manoeuvre ( 40) de l'organe de transmission ( 22) et une partie de manoeuvre 35 d'un ressort de contact mobile ( 30) d'indication de chaleur du système de contacts. 3 Dispositif selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé par le fait que, pour le réglage de la température de fonctionnement du système de contacts ( 25,24,26) de régulation ou de limitation de la températue du corps de chauffe ( 1), l'extrémité de la tige ( 9) liée à l'organe de transmission ( 22) présente un collet ( 17) et l'autre extrémité de la tige ( 9) présente un filetage ( 15), entre le collet ( 17) et une extrémité du 10 tube ( 10) contenant la tige ( 9} étant placé un ressort de compression ( 18) et sur le filetage '15) de la tige ( 9) étant vissé un écrou ( 16) qui s'appuie sur l'autre extrémité du tube ( 10) contenant la tige ( 9). 4 Dispositif selon l'une des revendications 1 15 à 3, caractérisé par le fait qu'il comporte un ressort de décharge ( 39) agissant en sens contraire du sens de dilatation de la tige ( 9) et en appui contre la deuxième surface de manoeuvre ( 40), et qui est agencé pour quand il est déplacé par l'organe de transmission ( 22), 20 décharger le ressort de contact ( 30) prévu pour la fermeture du contact du dispositif de signalisation.