Brevet FR2608834A1 — publié le 19880624

La présente invention concerne un procédé de réglage d'un interrupteur thermique comportant une sonde de température constituée d'un thermoélément en bimétal à action brusque et qui est reliée par l'intermédiaire d'un organe de transmission avec un système de contacts, ainsi qu'un interrupteur thermique. Il est déjà connu - conformément au brevet AT- 284 245 - un procédé de réglage d'un interrupteur thermique, selon lequel, après le montage de l'interrup- teur, l'espacement des contacts est réglé par déformation mécanique du bottier de l'interrupteur. Un tel procédé nécessite l'utilisation d'un bottier métallique, l'espace- ment nécessaire des contacts ne pouvant pas être réglé exactement notamment à cause du comportement élastique du bottier métallique après la déformation. Il existe cependant également d'autres procédés de réglage dans lesquels des organes de transmission sont tenus en stock avec des longueurs différentes et étroite- ment échelonnées, la hauteur de courbure de chaque thermo- élément individuel en bimétal ainsi que la mesure corres- pondante du système de contacts correspondants sont déter- minées et on sélectionne parmi les organes de transmission celui qui a la longueur correcte ou bien on effectue le réglage après déformation du support du contact de comman- de ou du ressort de contact. La présente invention a pour but de fournSr un procédé de réglage du type défini ci-dessus, au moyen duquel, en évitant les inconvénients précités, il soit possible de régler l'espacement entre un organe de trans- mission et un système de contactsexactement à la valeur désirée. Ce problème est résolu conformément à l'invention en ce que, après le montage d'un interrupteur avec le thermo-élément en bimétal et le système de contacts, l'espa- cement entre ces deux parties est mesuré avec précision et ensuite, après une détermination par un calcul de la longueur de consigne de l'organe de transmission, nécessai- re pour établir l'espacement défini, cet organe de transmission est chauffé au moins partiellement et est déformé plastiquement jusqu'à la longueur de consigne calculée. Un procédé de ce genre est caractérisé par une fabrication particulièrement simple et économique d'un organe de transmission correspondant exactement à la longueur de consigne. Ainsi pour chaque interrupteur thermique, on effectue une "adaptation de cote " de l'organe de transmission avec pour conséquence que chaque interrupteur a exactement le même comportement en fonction- nement. En outre il est particulièrement avantageux que, après la déformation, aucune opération de finition ne doive être effectuée sur l'organe de transmission. Pour la tenue exacte des cotes de l'organe de transmission, il est naturellement important de choisir pour l'organe de trans- mission un matériau plastiquement déformable dont la plage de déformation soit située au-dessus de la plage de tempé- ratures prévue pour l'utilisation de l'interrupteur. La longueur de consigne (1) de l'organe de transmission peut être calculée au moyen de l'équation suivante: 1 = K-a+b, o K désigne l'espacement entre le ressort de contact et le plan défini par le bord supérieur du thermo- disque en bimétal, a correspond à l'espacement désiré entre le ressort de contact et l'extrémité supérieure de l'organe de transmission immédiatement avant le mouvement brusque du disque en bimétal, b correspond à l'espacement entre le disque en bimétal, immédiatement avant son mouvement brusque, et le plan précité passant par le bord supérieur. Ces deux valeurs a et b sont des constantes qui sont fonction du matériau, de la profondeur d'empreinte et d'autres paramètres. Une autre forme avantageuse de réalisation de l'invention consiste en ce que l'organe de transmission est chauffé, au moins partiellement, à l'aide de rayons laser. Un tel chauffage en vue d'une plastifica- tion présente l'avantage particulier que d'une part la zone de chauffage peut être exactement délimitée et que d'autre part il ne se produit aucune accumulation de chaleur ayant un effet perturbateur sur la rapidité de trempe ou de refroidissement qui est nécessaire pour la tenue des cotes. Une autre forme avantageuse de réalisation de l'invention est caractérisée en ce que l'organe de trans- mission est préchauffé à environ 500OC. Un tel préchauffage de l'ensemble de l'organe de transmission produit une réduction importante des tensions entre la zone prévue pour l'actionnement du ressort de contact,et chauffée ensuite jusqu'à la plage de plastification, et la zone adjacente de l'organe de transmission. En outre la tempé- rature de déformation peut être atteinte rapidement. Une autre variante avantageuse du procédé confor- me à l'invention consiste en ce qu'un certain nombre d'organes de transmission disposés l'un derrière l'autre sont préchauffés dans un four en forme de tunnel et sont ensuite amenés, pièce par pièce, sur une table ronde tournant autour d'un axe de rotation et ensuite, l'organe de transmission amené sur la table ronde est transféré, à chaque fois avec rotation correspondante de la table ronde, dans une station de chauffage ou de plastification, dans une position d'écrasement et le cas échéant dans une station de post-chauffage et dans une station de refroi- dissement, et ensuite l'organe de transmission, qui a été réduit à la longueur de consigne, est monté dans l'inter- rupteur thermique. De cette manière, il est possible de réaliser rapidement, dans la ligne de fabrication, une adaptation des organes de transmission à la longueur de consigne désirée. L'invention concerne également un interrupteur thermique comportant une sonde de température constituée d'un thermo-élément en bimétal et qui est reliée, par l'intermédiaire d'un organe de transmission disposé entre le thermo-élément en bimétal et un système de contacts, avec le système de contacts, l'interrupteur étant caractérisé en ce que l'organe de transmission est constitué d'un matériau électriquement isolant, plastiquement déformable sous l'action de la température, comme par exemple une matière plastique ou du verre. Un interrupteur thermique de ce genre possède les propriétés avantageuses connues mais cependant l'organe de transmission peut être réglé à la longueur de consigne nécessaire,grâce à sa possibilité de déformation plastique,avant le montage dans l'interrup- teur. Selon une autre forme avantageuse de réalisation de l'interrupteur conforme à l'invention, l'organe de transmission, agencé sous la forme d'un disque à peu près rectangulaire et comportant des surfaces latérales bombées, comporte une saillie disposée au centre et dont la largeur est au plus égale à un tiers de la largeur de l'organe de transmission. Grâce à cet agencement de l'organe de transmission avec une saillie plus étroite, celle-ci est déformable plastiquement d'une manière particulièrement rapide et simple tandis que la partie restante plus large ne doit pas être chauffée jusqu'à la température de déformation et remplit comme auparavant sa fonction de guidage pour une translation en hauteur exempte de blocage et avec peu de frottement. Une autre forme avantageuse de réalisation de l'invention consiste en ce que l'organe de transmission est formé de verre, par exemple de verreCorning, ayant une plage de déformation plastique d'environ 650-1150 C. Ce matériau présente l'avantage d'une aptitude de déforma- tion plastique dans une plage de températures relative- ment élevées, de sorte que l'organe de transmission peut être installé avec l'interrupteur thermique également dans des appareils opérant dans une température ambiante assez élevée. Enfin, selon encore une autre variante avantageuse de réalisation de l'invention, l'organe de transmission est constitué d'une matière plastique, par exemple d'un polyamide ou d'un polycarbonate ayant une plage de déforma- tion plastique d'environ 180-250 C. Un tel matériau pour un organe de transmission est caractérisé par une aptitude de déformation relativement simple dans une plage de températures peu élevées et avec une bonne tenue de cotes. D'autres caractéristiques et avantages de l'inven- tion seront mis en évidence dans la suite de la description donnée à titre d'exemple non limitatif, en référence aux dessins annexés dans lesquels: la figure 1 est une vue en coupe à échelle agrandie d'un interrupteur thermique conforme à l'invention, les figures 2 et 3 représentent respectivement, d'une façon fortement schématisée, un interrupteur thermique conforme à l'invention, avec indication des cotes correspondantes, la figure 4 est un diagramme représentant la course de déformation du thermo-disque en bimétal en fonction de la température, la figure 5 est une vue en plan schématique montrant une ligne de fabrication conforme au procédé selon l'invention, la figure 6 est une vue en coupe d'une presse pour adapter l'organe de transmission à la longueur de consigne désirée, et la figure 7 est une vue en élévation à échelle agrandie d'un organe de transmission. Un interrupteur thermique 1, visible sur la figure 1, se compose pour l'essentiel d'un boîtier 2 en cérami- que, cylindrique dans la plupart des cas, d'un thermo- disque en bimétal 3 en forme de plateau et disposé dans une zone du fond, et des arrivées de courant 4, qui sont reliées par l'intermédiaire de rivets avec un contact 5 ou avec un ressort de contact 6 ainsi qu'avec un contact 7 fixé à leur extrémité. A peu près dans une zone médiane du ressort de contact 6 ou du thermo-disque en bimétal 3, un organe de transmission 8 en forme de disque est guidé en translation. Lors de la fabrication d'interrupteurs thermi- ques connus 1 de ce type, il se pose le problème que, par suite d'une mauvaise tenue des cotes des composants du bottier en céramique, il s'établit des tolérances relative- ment larges de sorte que, par addition avec d'autres impré- cisions se rapportant aux contacts en forme d'étriers et analogues, l'espacement entre le fond du thermo-disque en bimétal 3 et le ressort de contact n'est pas toujours le même. De telles imprécisions doivent cependant être prises en considération avec précision pour obtenir des interrup- teurs thermiques 1 ayant un comportement en fonctionnement exactement identique, à savoir en adaptant la longueur de l'organe de transmission 8 aux cotes déterminées dans l'interrupteur final 1. Pour l'interrupteur thermique 1 représenté schéma- tiquement sur la figure 2, il s'agit d'un interrupteur d'ouverture, c'està-dire que des contacts normalement fermés à la température ambiante sont prévus pour s'ouvrir finalement lorsque la température augmente. La longueur, désignée par 1, de l'organe de transmission 8 correspond à la longueur de consigne désirée, qui peut être calculée au moyen de l'équation suivante: 1 = K-a+b Dans cette équation, K représente l'espacement, établi après terminaison de la fabrication de l'interrupteur thermique 1, entre le ressort de contact 6 et le bord supérieur du thermo-disque en bimétal 3, se trouvant dans une température ambiante normale; a définit l'espacement entre le bord supérieur de l'organe de transmission 8 et le ressort de contact 6 immédiatement après le mouvement brusque du thermo-disque en bimétal 3. Ce mouvement brusque est enclenché après terminaison de la course de fluage direct V. b définit la profondeur d'empreinte, réduite de la course de fluage, du thermo-disque en bimétal 3 et il constitue, de même que a, une constante qui est fonction du matériau, de l'épaisseur du disque et d'autres paramètres. La représentation en tirets du thermo-disque en bimétal 3 correspond à sa position dans le cas d'une température ambiante normale. Aussitôt que celle-ci augmen- te, il se produit une déformation, représentée sur le diagramme de la figure 4, en fonction de l'augmentation de température jusqu'à ce qu'il se produise un mouvement brusque à une température déterminée - après terminaison de la course de fluage direct V. L'interrupteur thermique 1 représenté schématique- ment sur la figure 3 est ce qu'on appelle un interrupteur de fermeture, qui assure, lorsque la température augmente, une fermeture de contacts qui sont ouverts à une températu- re ambiante normale. Le diagramme représenté sur la figure 4 indique la course de déformation du thermo-disque en bimétal 3 en fonction de la température, auquel cas après terminaison de la course de fluage V, il se produit un grand ressaut ( mouvement brusque) correspondant à la course d'avance V1. Lors du refroidissement du thermo-disque en bimétal 3, il se produit un mouvement en sens inverse, auquel cas après terminaison de la course de fluage inverse Rs, il se produit un mouvement brusque selon la course de recul R. Le dispositif, représenté schématiquement sur la figure 5 et servant à l'adaptation en longueur de consigne des organes de transmission 8 dans la ligne de fabrication, se compose d'un carter pivotant 9 comportant un grand nombre d'organes de transmission 8, d'un four de préchauffage 10 en forme de tunnel et d'une table ronde 11 pouvant tourner autour d'un axe vertical. Après un transfert des organes de transmission 8 dans le four de préchauffage 10, ceux-ci sont préchauffés ( quand les organes de transmission 8 sont formés de verre- Corning, cette température de préchauffage s'élève à environ 50C). Après terminaison de ce processus de préchauffage, les organes de transmission sont transférés sur la table ronde 11 o, après rotation de cette table 11, les organes de transmission 8 sont amenés dans différentes stations de travail. Le premier poste de travail est défini par une source de chaleur 12 pouvant pivoter autour d'un axe vertical et qui peut être créée soit par une flamme ouverte soit par un rayon laser. A la suite, il est prévu un poste d'écrasement 13, dans lequel les organes de transmission sont réduits ou déformés à la longueur de consigne désirée. Au moyen d'un post-brûleur 14, les organes de transmission adaptés en longueur de consigne sont soumis à un post- chauffagé de façon à réduire la production de contraintes dans la zone de déformation. Ensuite il est prévu un poste de refroidissement 15 dans lequel les organes de transmission chauffés 8 sont refroidis. Dans un autre poste 16, les organes de transmission 8 sont enlevés de la table ronde 11 de façon à être montés dans l'interrupteur thermique correspondant 1. Une presse 17, représentée sur la figure 6 et installée dans le poste d'écrasement 13 se compose d'un bâti 18 et d'un poinçon supérieur 19, qui est relié à un cylindre hyraulique 20. Un poinçon inférieur 21 est relié par l'intermédiaire d'une broche filetée 22 avec un moteur pas à pas 23. Aussitôt que la longueur de consigne imposée 1 a été calculée d'après les dimensions de l'interrupteur thermique correspondant 1, il se produit un déplacement correspondant du poinçon inférieur 21 par l'intermédiaire du moteur pas à pas de sorte que l'extrémité supérieure du poinçon inférieur 21 est écartée de l'extrémité supé- rieure du bâti exactement en correspondance à la longueur de consigne calculée. Aussitôt que l'organe de transmis- sion 8 est introduit dans la presse 17, le poinçon supé- rieur 19 peut être descendu à l'aide du cylindre hydrauli- que 20, de sorte qu'il se produit une déformation corres- pondante de l'organe de transmission 8 de longueur excessi- ve. Une presse 17 de ce genre présente l'avantage de pouvoir produire rapidement une déformation avec une grande course d'ouverture et un contrôle par butées. L'organe de transmission 8 représenté à échelle agrandie sur la figure 7 comporte des surfaces latérales bombées 24 et une saillie centrale 25. Un tel agencement présente l'avantage que seulement cette saillie, qui a une masse relativement faible, est chauffée jusqu'à la tempé- rature de déformation pour être déformée. La grande partie restante de l'organe de transmission 8 reste absolument non influencée par ce processus. L'invention n'est pas limitée à la forme de réalisation, décrite et représentée, d'un disque de forme rectangulaire. L'organe de transmission thermiquement déformable peut également être agencé sous la forme d'une tige cylindrique, guidée dans le boîtier et qui est refoulée à une de ses extrémités, avec action d'échauffe- ment, en vue du réglage conforme à l'invention. REVENDICATIONS 1. Procédé de réglage d'un interrupteur thermique comportant une sonde de température constituée d'un thermo- élément en bimétal à action brusque et qui est reliée à un système de contacts par l'intermédiaire d'un organe de transmission, caractérisé en ce que, après le montage d'un interrupteur avec le thermo-élément en bimétal et le système de contacts, l'espacement entre ces deux parties est mesuré avec précision et ensuite, après une détermina- tion par un calcul de la longueur de consigne de l'organe de transmission, nécessaire pour établir l'espacement défini, cet organe de transmission est chauffé au moins partiellement et est déformé plastiquement jusqu'à la longueur de consigne calculée. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'organe de transmission est chauffé au moins partiellement à l'aide de rayons laser. 3. Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractéri- sé en ce que l'organe de transmission est préchauffé. 4. Procédé selon une quelconque des revendications 1, 2 ou 3, caractérisé en ce qu'un certain nombre d'organes de transmission disposés l'un derrière l'autre sont préchauffés dans un four en forme de tunnel et sont ensuite amenés, pièce par pièce, sur une table ronde tournant autour d'un axe de rotation et ensuite, l'organe de transmission amené sur la table ronde est transféré, à chaque fois avec rotation correspondante de la table ronde, dans une station de chauffage ou de plastification, dans une position d'écrasement et le cas échéant dans une station de post-chauffage et dans une station de refroi- dissement, et ensuite l'organe de transmission, qui a été réduit à la longueur de consigne, est monté dans l'inter- rupteur thermique. 5. Interrupteur thermique comportant une sonde de température, constituée par un thermo-élément en bimétal et qui est reliée, par l'intermédiaire d'un organe de transmission disposé entre le thermo-élément en bimétal et un système de contacts, avec ce système de contacts, caractérisé en ce que l'organe de transmission (8) est formé d'un matériau isolant, plastiquement déformable sous l'action de la température, comme par exemple une matière plastique ou du verre. 6. Interrupteur selon la revendication 5, caractéri- sé en ce que l'organe de transmission (8), agencé sous la forme d'un disque à peu près rectangulaire et compor- tant des surfaces latérales bombées (24), est pourvu d'une saillie (25) disposée au centre et dont la largeur s'élève de préférence au maximum à un tiers de la largeur de l'organe de transmission (8). 7. Interrupteur selon une des revendications 5 ou 6, caractérisé en ce que l'organe de transmission est formé de verre, par exemple de verre Corning, ayant une plage de déformation plastique comprise entre 650 et 1150 C. 8. Interrupteur selon une des revendications 5 ou 6, caractérisé en ce que l'organe de transmission est formé d'une matière plastique, par exemple d'un polyamide ou d'un polycarbonate ayant une plage de déformation plas- tique comprise entre environ 180 et 250 C.