Brevet FR2613124A1 — publié le 19880930

La présente invention est relative à un élément de commutation à bilame permettant des applications très variées. Les bilames sont connus sous la forme de plaques métalliques allongées et sont généralement constitués par deux bandes de métaux différents soudées l'une sur l'autre et ayant des coefficients de dilatation diffé- rents (par exemple l'acier et le laiton). Lorsqu'elles sont chauffées, les deux bandes métalliques se dilatent de manière très différente, de sorte que le bilame se courbe du c6té du métal dont la dilatation est la plus faible. Ce mouvement d'incurvation est utilisé par exemple pour la commande de contacts électriques, de sorte que les bilames sont utilisés dans les dispositifs de réglage de la température les plus divers ou comme déclencheurs à bilame dans les interrupteurs de sécurité des moteurs électriques ou encore comme éléments de connexion dans les commutateurs clignotants etc. L'inconvénient de ces dispositifs réside dans le fait que la déformation des bilames résultant de leur échauffement progressif ne se produit que peu à peu. Cette particularité exclut tout commutation brusque. Pour obtenir des commutations rapides avec une commande par bilame, il est donc connu d'associer les bilames à des ressorts élastiques ou à des aimants qui, dès que l'élé- ment de commande à bilame a atteint un certain état de déformation, provoquent un déclic de commutation. Le but de l'invention est la réalisation d'un élément de commutation à bilame qui fonctionne sans adjonction d'un ressort, d'un aimant ou d'un dispositif analogue et qui, cependant, offre des durées de commuta- tion particulièrement courtes et exerce des forces de commutation suffisamment grandes. Ce but est atteint, suivant l'invention, du fait que l'élément de commutation à bilame est constitué par une plaque bilame à déclic dont la section présente une forme légèrement incurvée et par au moins un bras rigide relié à cette plaque. En cas d'échauffement et également en cas de refroidissement, la plaque bilame à déclic se déplace d'abord progressivement, mais, ensuite, passe brusquement d'une position stable à une autre position, également stable, qui correspond à la température. Le bras associé à la plaque à déclic est rigide pour que la force libérée lors de la déformation de la plaque D déclic puisse être transmise dans une proportion aussi grande que possible. La longueur du bras détermine le trajet de commutation efficace, surtout lorsque l'extrémité libre du bras agit en même temps comme contact de commutation. Pour éliminer le moment progressif qui subsiste dans une faible mesure avant le déclic de commutation, le trajet du bras rigide est, dans un mode de réalisation de l'invention, limité par des butées. Il est préférable que la plaque b déclic et le bras soient réalisés d'une seule pièce en un matériau constitué par un bilame et que, par ailleurs, le bras ait une section transversale ou comportant des moulures ou des bords replies en angle pour qu'il ait la rigidité voulue et que la variation de température du matériau constitué par le bilame ne provoque aucune déformation du bras. Il est cependant possible également, en principe, de ne pas réaliser la plaque à déclic et le bras d'une seule pièce, mais d'associer un disque à déclic constitué par un bilame à un bras essentiellement rigide. Dans un cas d'utilisation préféré, l'élément de commutation à bilame est utilisé dans des appareils ménagers, par exemple dans les dispositifs de fermeture des machines à laver. Ces dispositifs de fermeture sont équipés d'éléments de commutation et de sécurité mécani- ques et électriques et suivant l'invention le bras de l'élément de commutation à bilame sert à ia commande d'un élément de sécurité qui peut venir se placer sur le trajet d'un élément de maintien du cran de fermeture tandis que, par ailleurs, le circuit électrique de la machine à laver est commandé par l'intermédiaire de l'élément de commutation à bilame. Diverses autres caractéristiques de l'invention ressortent d'ailleurs de la description détaillée qui suit. Des formes de réalisation de l'objet de l'inven- tion sont représentées, à titre d'exemples non limita- tifs, aux dessins annexés. La figure 1 est une vue de en-dessus, à assez grande échelle, d'un élément de commutation A bilame. La figure 2 est une vue de côté de l'élément de commutation à bilame représenté par la figure 1. La figure 3 est une vue de dessus d'un disposi- tif de fermeture d'une machine à laver comportant l'élé- ment de commutation à bilame en position "ouvert". La figure 4 est une vue analogue à celle de la figure 3, mais à plus petite échelle, en position "fer- mée". La figure 5 est une coupe suivant la ligne V-V de la figure 4. La figure 6 représente une partie du dispositif de fermeture modifié. La figure 7 représente une partie du dispositif modifié d'une manière différente. Un élément de commutation à bilame 1 est consti- tué par une plaque à déclic 2 à bilame de profil légère- ment incurvée en section et par au moins un bras rigide 3 relié à la plaque à déclic 2. Comme le montrent les figures 1 et 2, la plaque à déclic 2 et le bras 3 sont réalisés de préférence d'une seule pièce en un matériau constitué par un bilame. La plaque à déclic 2 a un peu la forme d'une calotte, comme le montre notamment la figure 2. Le bras 3 a une section transversale profilée ou munie d'une moulure 4 pour qu'en cas de réalisation d'une seule pièce il présente la rigidité voulue. Il est avantageux que le bras 3 soit plus long que la plaque à déclic incurvée 2 dont le contour extérieur est rectangulaire ou peut présenter également une autre forme. Dans beaucoup de cas, il suffit pour obtenir une rigidité suffisante, que les bords 5, 6 du bras 3 soient pliés en angle. Pour sa fixation sur un appareil, l'élément de commutation 1 comporte, dans la zone de sa plaque à déclic 2, des ouvertures de maintien 7, 8 qui se trouvent par exemple à proximité des coins de la plaque A déclic 2 les plus éloignés du bras 3. La figure 3 correspond à un cas d'application concret d'un élément de commutation à bilame 1 pour un dispositif de fermeture 11 d'un appareil ménager ou, concrètement, d'une machine à laver qui, dans l'enveloppe ou dans la porte de la machine à laver, comporte une pièce d'arrêt 12 qui, dans la position de fermeture, est maintenue au moyen d'éléments de commutation et de sécurité du dispositif de fermeture 11 mis en oeuvre mécaniquement et électriquement. Comme l'indique la figure 3, le dispositif de fermeture 11 de la machine à laver comprend une enveloppe 13 dans laquelle un élément de maintien constitué par un élément d'arrêt 14 est guidé pour un déplacement par translation et est soumis à l'action d'un ressort de compression 15 qui le pousse de préférence dans le sens de l'ouverture. Un élément de sécurité constitué par une pièce coulissante d'arrêt 16 est guidé de manière à pouvoir se déplacer transversalement par rapport au trajet de déplacement de l'élément d'arrêt 14. La pièce d'arrêt 16 est commandée par l'élément de commutation 3 bilame 1 dont le bras 3 est relié à la pièce d'arrêt 16. Pour cela, la pièce d'arrêt 16 comporte deux languettes 17 et 18 entre lesquelles s'engage l'extrémité libre 19 du bras 3 de l'élément de commutation 1. Lors de la commutation de l'élément de commuta- tion à bilame 1, son bras libre 3 entraîne par adaptation de formes la pièce d'arrêt 16 qu'il fait sortir de la position d'ouverture indiquée par la figure 3 pour l'amener dans la position de fermeture indiquée par la figure 4. Dans l'exemple de réalisation représenté, il le pousse dans un évidement 20 de l'élément d'arrêt 14 et, de ce fait, le bloque. L'élément de commutation à bilame 1 pivote dans la position d'arrêt lorsqu'un courant le traverse ou passe par une résistance 21 à coefficient de température positif (PTC) montée sur lui, de sorte que l'élément de commutation 1 s'échauffe. L'utilisation d'une résistance 21 à coefficient de température positif, dont la résistance électrique varie avec la température, est particulièrement avantageuse pour le chauffage de la plaque à déclic 2 qui fait partie de l'élément de commu- tation 1 dans les conditions indiquées notamment dans l'exemple de réalisation. Pour le chauffage de la résis- tance à coefficient de température positif 21, le courant provenant de la pièce de contact 20a traverse d'abord la plaque de déclic 2 puis la résistance 21 à coefficient de température positif, montée sur la plaque à déclic 2 et arrive enfin à la pièce de contact 22. Lorsque le courant est interrompu et que l'élément de commutation à bilame 1 est refroidi, il revient à sa position de départ indiquée par la figure 3 et, de ce fait, fait sortir la pièce d'arrêt 16 de la position dans laquelle il bloque l'élé- ment d'arrêt 14. Par ailleurs, le courant peut, pendant un temps limité, aller de la plaque à déclic 2, en passant par le bras 3, par une pièce de contact 23a du bras 3 et par un contact 23, à une autre pièce de contact 24. Le contact 23 est monté d'une manière rigide et le passage du courant au niveau de ce contact 23 est interrompu dès que, par suite de l'échauffement, l'élément de commuta- tion 1 passe brusquement de sa position indiquée par la figure 3 à l'autre position de commutation. Dans ce cas, la pièce de contact 23a qui se trouve sur le bras 3 de l'élément de commutation 1 s'écarte du contact 23 et le passage du courant est interrompu, à moins qu'en même O10 temps il s'établisse une autre liaison de passage de courant entre un contact 25, également rigide, et un élément mobile de contact 26 également relié à la pièce de contact 20a conductrice de courant. Ce contact 25 comprend également une pièce de contact 27. La commutation de l'élément de contact mobile 26 s'effectue en même temps que la séparation du bras 3 de l'élément de commutation 1 du contact 23 et que le déplacement de la pièce d'arrêt 16 par l'élément de commutation 1. Une partie saillante 28 en forme de fourche réalisée sur la pièce d'arrêt 16 s'engage autour de l'extrémité libre du contact mobile 26 et le fait pivoter dans ses deux positions de fonctionnement, le programme de lavage de la machine à laver, par exemple, n'étant d'ailleurs, dans la position d'ouverture indiquée par la figure 3, pas alimenté en courant, de sorte que la machine ne peut assurer aucune fonction de lavage. Ce n'est que lorsque la pièce d'arrêt 16 se place dans sa position de sécurité indiquée par la figure 4 et que l'élément d'arrêt ne peut plus être poussé c la main dans sa position d'ouverture que le courant de marche passe dans l'élément de contact mobile 26 pour arriver au contact 25 et, de là, à la pièce de contact 27. Une fois que le lavage est terminé il ne passe plus de courant de chauffage dans la pièce de contact 20a et, par conséquent, dans la résistance à coefficient de température positif, la plaque à déclic 2 se refroidit et, n'étant plus parcourue par le courant, revient brusquement à la position de repos indiquée par la figure 3. De ce fait, elle pousse également la pièce d'arrêt 16 dans sa position d'ouverture et ouvre le contact 25, de sorte que toutes les manoeuvres de commutation électrique énoncées qui peuvent être effectuées à la main demeurent sans effet. Après l'interruption du passage du courant dans la résistance 21, celle-ci se refroidit progressivement. Il en résulte, dans le cas de l'élément de commutation à bilame 1, un retard de la commutation ou de la commande (commutation brusque) par rapport au moment de l'inter- ruption du courant. L'élément de commutation 1 n'attire donc la pièce d'arrêt 16 que nettement plus tard, c'est- à-dire avec un retard à la libération. Cette fonction de retardement de l'élément de commutation 1 peut être modifiée par différents paramètres, par exemple par l'épaisseur du bilame, par la forme de la calotte consti- tuée par la plaque à déclic ou par le type ou la masse de la résistance de chauffage à coefficient de température positif 21, ce qui permet de retarder à volonté de plusieurs secondes la commutation par rapport au moment de l'interruption du passage du courant. La languette 18 qui s'applique sur l'extrémité libre 19 du bras 3 de l'élément de commutation 1 fait partie de la partie saillante 28 en forme de fourche qui assure le pivotement de l'élément de contact mobile 26. De plus, la languette 18 sert en même temps d'isolant entre l'extrémité libre 19 du bras 3 et l'élément de contact mobile 26. Comme l'indique la figure 5, la fermeture de l'enveloppe du bottier de fermeture 13 est assurée par un couvercle 30. Une ouverture 31 ménagée dans le couvercle 30 permet le passage de la pièce de fermeture 12. Les formes de la pièce de fermeture 12 et de l'élément d'arrêt 14 sont telles qu'il est impossible à la pièce de fermeture 12 de sortir de l'ouverture 31 lorsque l'élé- ment d'arrêt 14 est verrouillé par la pièce d'arrêt 16. A la différence de ce qui est indiqué pour l'exemple de réalisation représenté par la figure 4, les deux dispositifs de fermeture représentés par les figures 6 et 7 comportant, en plus, un excentrique de réglage 33 (figure 6) ou deux excentriques de réglage 33, 34 (fi- gure 7). Les excentriques de réglage 33 ou 34 ont pour fonction de permettre un réglage précis et une fixation de la position d'appui 35 de l'élément de commutation 1 ou de la position du contact fixe 25. Les excentriques de réglage 33, 34 sont constitués par des pièces qui peuvent tourner et comportent une tête munie d'une fente, ce qui permet leur réglage au moyen d'un tournevis. L'invention ne se limite pas à l'exemple de réalisation représenté sur les figures et il est possible d'effectuer de nombreuses modifications sans s'écarter du principe de l'invention. C'est ainsi, par exemple, qu'il est avantageux, pour réaliser une limitation supplémen- taire du trajet de l'élément de commutation 1, que le mouvement progressif n'ait aucune action sur le bras 3 qui assure la commutation. Pour obtenir ce résultat, la limitation du trajet doit résulter du fait que la dis- tance entre le contact fixe 23 et le contact fixe 25 soit inférieure au déplacement ou bond maximal possible de l'extrémité libre 19 du bras 3. REVENDICATIONS 1. Elément de commutation y bilame, caractérisé en ce qu'il comporte une plaque bilame à déclic (2), dont la section transversale présente une forme légèrement incurvée, et au moins un bras rigide relié à cette plaque. 2. Elément de commutation selon la revendication 1, caractérisé en ce que la plaque à déclic (2) et le bras (3) sont réalisés d'une seule pièce. 3. Elément de commutation selon la revendication 1, caractérisé en ce que le bras (3) a une section transversale profilée. 4. Elément de commutation selon la revendication 1, caractérisé en ce que le bras (3) comporte une moulure (4). 5. Elément de commutation selon la revendication l, caractérisé en ce que le bras (3) comporte des bords (5, 6) pliés en angle. 6. Dispositif de fermeture pour appareil ména- ger, par exemple pour une machine à laver comportant d'une part une pièce de fermeture mobile et d'autre part une enveloppe de dispositif de fermeture, l'enveloppe du dispositif de fermeture contenant un élément de maintien mobile de la pièce de fermeture mobile et des éléments de commutation et de sécurité mis en oeuvre mécaniquement et électriquement, caractérisé en ce qu'il comporte un élément de commutation (1) à bilame constitué par une plaque bilame à déclic (2) et par un bras rigide (3), en ce que le bras (3) assure la commande d'un élément de sécurité (16) qui peut venir se placer sur la tige de l'élément de maintien (14), la commande du circuit électrique de l'appareil ménager s'effectuant par l'in- termédiaire de l'élément de commutation à bilame (1). 7. Dispositif de fermeture pour un appareil ménager selon la revendication 6, caractérisé en ce que l'élément de maintien est un élément d'arrêt (14) et en ce que l'élément de sécurité est une pièce d'arrêt (16) qui peut se déplacer transversalement par rapport à la l'élément d'arrêt (14). 8. Dispositif de fermeture pour appareil ménager selon la revendication 7, caractérisé en ce que la pièce d'arrêt (16) est reliée au bras (3) de l'élément de commutation à bilame (1). 9. Dispositif de fermeture pour appareil ménager selon l'une des revendications 6 à 8, caractérisé en ce qu'une résistance de chauffage (21) ayant un coefficient de température positif (PTC) est montée sur la plaque A déclic (2) de l'élément de commutation A bilame (1). 10. Dispositif de fermeture pour appareil ménager selon l'une des revendications 6 à 9, caractérisé en ce que le bras (3) de l'élément de commutation bilame (1) et un élément de contact mobile (26) sont reliés à la pièce d'arrêt (16) et en ce que des contacts (16) fixes (23, 25) assurent les connexions à volonté. 11. Dispositif de fermeture pour appareil ménager selon la revendication 6, caractérisé en ce qu'il comporte un dispositif de limitation du trajet de l'ex- trémité libre (19) du bras (3) de l'élément de commuta- tion (1). 12. Dispositif de fermeture pour appareil ménager selon les revendications 6 et 11, caractérisé en ce que le dispositif de limitation du trajet est consti- tué par un contact fixe (23) et par un contact fixe (25) qui sont situés à une distance l'un de l'autre inférieure au déplacement ou bond maximal possible de l'extrémité (19) du bras (3). 13. Dispositif de fermeture pour appareil ménager selon les revendications 6 et 9, caractérisé en ce que la plaque à déclic (2) porte une résistance de chauffage (21) à coefficient de température positif qui permet une commutation retardée pendant le refroidisse- ment progressif de l'élément de commutation (1).