Brevet FR2622348A1 — publié le 19890428

L'invention concerne un dispositif de commutation éLec- trique à commande thermique, possédant un régulateur de température constitué essentiellement par un interrupteur instantané actionné par un bilame et dont la position de point mort (point de passage au mouvement brusque) peut être décalée au moyen d'un organe d'ajustement manuel en vue du changement du point de réglage, ainsi qu'un limiteur de température sous forme d'un coupe-circuit à métal fusible, qui est constitué essentiellement par un élément fusible, un élément presseur (tige de pression) pénétrant dans l'élément fusible et au moins un contact de commutation (combinaison d'un contact fixe et d'un contact mobile) maintenu en position fermée par l'élément presseur tant que le limiteur n'est pas entré en action. Par le brevet allemand 23 39 674, on connaît un régula- teur de température constitué essentiellement par un interrupteur instantané actionné par un bilame et dont la position de point mort peut être décalée par un organe d'ajustement manuel en vue du chan- gement du point de réglage. A ce régulateur est coordonné un limi- teur de température-sous forme d'un coupe-circuit à métal fusible, qui est constitué essentiellement par un élément fusible (pas- tille), un élément presseur pénétrant dans cet élément fusible et au moins un contact de commutation que l'élément presseur maintient en position fermée tant que le limiteur de température n'est pas entré en action. L'organe d'ajustement, des lames de contact et des contacts fixes, le bilame, de même qu'un élément de maintien pour le coupe-circuit à métal fusible, sont disposés, avec interposition de rondelles-entretoises, sur une pièce de montage de forme allongée. Ce régulateur de température connu à coupe-circuit fusible a l'inconvénient que le régulateur et le limiteur possèdent des contacts fixes séparés et que l'utiLisateur de cette combi- naison, lors de l'incorporation dans des appareils électroménagers par exemple, tels que des fers à. repasser et des appareils sembla- bles, est lié de façon fixe aux caractéristiques de construction du dispositif de commutation. Le but de l'invention est de simplifier la construction d'un tel dispositif de commutation et d'améliorer en même temps la variabilité de son incorporation dans des appareils électroménagers ou autres. A cet effet, selon l'invention, un dispositif de commuta- tion comme défini au début est caractérisé en ce que le contact mobile du limiteur de température, sur lequel agit l'élément pres- seur (tige de pression), coopère avec une première surface de con- tact du contact fixe, qui est opposée à une seconde surface de contact de ce contact fixe, avec laquelle coopère un contact mobile du régulateur de température. Selon un mode de réalisation avantageux du dispositif, l'organe d'ajustement, des lames de contact, les contacts fixes et le bilame sont disposés, avec interposition de rondelles- entretoises, sur une pièce de montage de forme allongée (un rivet creux par exemple), et le contact fixe est formé par une plaque traversée par la pièce de montage, plaque contre le côté supérieur de laquelle s'applique un contact mobile de l'interrupteur instan- tané et contre le côté inférieur de laquelle s'applique le contact mobile du limiteur de température. Grâce à la simplification du dispositif au niveau des contacts fixes, c'est-à-dire grâce à la réunion du contact fixe du régulateur et du contact fixe du limiteur, il devient possible de simplifier le montage à l'intérieur du dispositif, de simplifier la construction mécanique, d'obtenir une réponse plus rapide de la protection contre une température excessive et de réaliser l'ensemble à un prix plus faible. La simplification des contacts fixes permet en plus d'intégrer le limiteur de façon compacte entre les pièces du régulateur, ce qui fait gagner de la place. Bien qu'une telle disposition ne soit pas obligatoire, elle représente l'une de plusieurs possibilités de simplifier la construction du dispositif et de le rendre plus fonctionnel. Sur la surface qui est de toutes manières nécessaire pour le régulateur de température à l'intérieur du dispositif de commutation (si l'on ne tient pas compte des pièces de raccordement), on peut maintenant loger aussi, de façon simple, le limiteur de température. Il est avantageux que le contact fixe soit formé par une plaque qui est traversée par la pièce de montage et contre le côté supérieur de Laquelle vient s'appliquer le contact mobile de L'in- terrupteur instantané, tandis que le contact mobile du limiteur de température vient s'appliquer contre le côté inférieur de la plaque. Les termes "côté supérieur et côté inférieur de la plaque" couvrent également la possibilité de disposer le régulateur et le limiteur avec un décalage radial autour de la pièce de montage. IL peut être avantageux, pour améliorer les caractéristiques des con- tacts électriques établis, de réaliser le contact fixe par au moins un contact double, contre les deux côtés opposés duquel viennent s'appliquer les deux contacts mobiles. Comme le contact fixe et le contact mobile du limiteur de température sont places entre l'interrupteur instantané et le bilame, on obtient une construction particulièrement compacte et les deux éléments sensibles à la température, à savoir le régula- teur et le limiteur, sont exposés et réagissent à des sources et des influences thermiques sensiblement identiques. Le contact fixe peut être orienté à peu près parallèlement au bilame et faire saillie dans la même direction que celui-ci de la pièce de montage. Différentes possibilités s'offrent pour la disposition de l'élément fusible dans le dispositif de commutation selon l'inven- tion. De façon conventionnelle, il peut être tenu, par exemple à un élément transmetteur de chaleur, auquel cas le maintien-est réalisé par ou tout au moins avec le concours de la pression exercée sur lui (pression de fermeture du contact) par le contact mobile du limiteur de température d'une part et la première surface de con- tact d'autre part. L'élément transmetteur de chaleur peut faire saillie de la pièce de montage. Si cet élément transmetteur s'étend parallèlement au bilame, on obtient un effet avantageux supplémen- taire, à savoir un rayonnement de chaleur vers le côté du bilame se trouvant à l'opposé de la partie chauffée de L'appareil dans lequel le dispositif de commutation est incorporé, de sorte que le biLame est en quelque sorte influencé thermiquement de deux côtés, ce qui procure une amélioration supplémentaire de son comportement de réponse. En effet, le contact mobile du limiteur de température est appuyé sur La première surface du contact fixe, ce qui donne lieu, à l'intérieur des limites élastiques du contact mobile, à des forces de maintien qui pressent l'élément fusible contre Le support de l'éLément transmetteur de chaleur. Il est possible aussi de monter l'éLément fusible dans une disposition semblable sur la base du bilame, étant entendu que cette base effectue seulement de très faibles mouvements qui n'ont pas encore un effet nocif sur le con- tact électrique pour le limiteur. Cette solution a l'avantage que l'éLément fusible du limiteur et le bilame du régulateur, c'est-à- dire les deux éléments sensibles à la température, présentent la même température, ce qui confère à l'ensemble du dispositif un com- portement de réponse très exact et reproductible. On obtient une réponse particulièrement rapide du limi- teur lorsque l'élément fusible - sous la pression de fermeture exercée sur lui entre le contact mobile du limiteur de température d'une part et la première surface de contact d'autre part - est monté directement sur un élément chauffant ou sur une partie d'appareil chauffée dont il s'agit de limiter la température. Il peut s'agir par exemple de la semelle d'un fer à repasser. Il peut' être avantageux en pareil cas que l'élément fusible et/ou la tige de pression (tous deux de forme allongée dans un mode de réalisation avantageux) traversent un évidement du bilame. Le bilame peut également entourer latéralement la combinaison formée par l'élément fusible et la tige de pression. Une telle combinaison peut être guidée dans un évidement du bilame. Afin de faciliter l'assemblage, il peut être avantageux, en plus, que l'élément fusible et la tige de pression correspondante soient guidés de façon imperdable dans un évidement du bilame, auquel cas ladite combinaison peut présenter une collerette annulaire dont le dia- mètre extérieur est plus grand que le diamètre de l'évidement du bilame, si bien que la combinaison de l'élément fusible et de la tige de pression est maintenue quasiment de façon libre dans l'ensemble formé par le régulateur et le limiteur et que seulement l'appui sur la partie chauffée de l'appareil crée la pression de fermeture de contact entre la première surface de contact fixe et le contact mobile du limiteur. L'assemblage est simpLifié et on obtient une très bonne transmission de La chaleur entre la partie chauffée d'une part et l'élément fusible d'autre part Lorsque ce dernier est disposé dans un creux de la partie chauffée. Le mot "disposé" veut dire ici que la combinaison de l'élément fusible et de La tige de pression est introduite lors de l'assemblage dans le creux et que le dispositif est ensuite fixé, par exemple par vissage sur la partie d'appareil chauffée, constituée par la semelle d'un fer à repasser par exemple. Les possibilités d'installation d'un dispositif selon l'invention dans un appareil deviennent plus variables encore lorsque le contact mobile du limiteur et éventuellement aussi le contact fixe sont disposés rotatifs sur la pièce de montage. On peut ainsi établir différentes positions relatives entre le limi- teur et le régulateur autour de la pièce de montage, de sorte que le dispositif peut être installé aussi dans des espaces restreints, comme par exemple dans un coin d'un boitier. Il est possible de faire en sorte que les positions angulaires du contact mobile et éventuellement du contact fixe soient bloquables par rapport à la pièce de montage. Les possibilités de variation des positions angulaires relatives entre des composants du régulateur et des composants du limiteur peuvent être obtenues de façon particulièrement avanta- geuse lorsque le contact fixe est réalisé sous la forme d'un disque de forme générale circulaire qui fait radialement saillie de manière sensiblement uniforme de tous côtés par rapport au centre de la pièce de montage. L'expression "faire saitlie de façon uni- forme de tous côtés" veut dire ici que le contact mobile du limi- teur peut venir s'appliquer dans toutes les positions angulaires contre la surface de contact, s'étendant radialement autour de la pièce de montage, du contact fixe. Ceci n'exclut pas la présence de saillies, échancrures, languettes de contact et analogues à la périphérie du contact fixe entourant la pièce de montage. Le contact mobile du limiteur de température peut être formé par une lame de contact dont l'extrémité fixe est serrée entre des rondellesentretoises de la pièce de montage et sur L'extrémité Libre de laquelle agit La tige de pression, la pré- contrainte de cette lame élastique étant telle que la lame a ten- dance à s'écarter de la première surface de contact fixe. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront plus clairement de la description qui va suivre de plusieurs exemples de réalisation non limitatifs, ainsi que des dessins annexés, sur lesquels: - la figure 1 est une coupe d'un dispositif de commuta- tion selon un premier mode de réalisation de l'invention; - les figures 2, 3 et 4 sont des coupes semblables mon- trant respectivement un deuxième, un troisième et un quatrième mode de réalisation; et - la figure 5 est une vue en plan prise dans le sens de la flèche V sur la figure 4. La figure 1 représente un dispositif de commutation élec- trique 1 à commande thermique, possédant un régulateur de tempéra- ture 2 et un limiteur de température désigné dans son ensemble par 3. Le régulateur 2 est constitué essentiellement par un bilame 4 qui actionne un interrupteur instantané 5 dont la position de point de mort peut être décalée au moyen d'un organe d'ajustement manuel 6. Une tige de transmision 9 accouple l'extrémité d'actionnement 7 des ressorts 8 de l'interrupteur instantané à l'extrémité mobile 10 du bilame 4; si la tige de transmission 9 monte ou descend dans le sens de la flèche 11, le contact mobile 12 du régulateur 2 est écarté du contact fixe 13 ou l'intervalle de contact formé entre eux est fermé. Le limiteur 3 possède un coupe-circuit à métal fusible 14 qui est formé d'un élément fusible 15 sur lequel agit une tige de pression 16. Tant que le limiteur de température 3 n'a pas réagi, la tige 16 maintient le contact mobile 17 de ce limiteur appliqué donc en position de fermeture contre le contact fixe 13. L'organe d'ajustement 6 - formé d'un élément de manoeuvre 18 pour déplacer une tige de commande 19 dans le sens de la flèche 21 par l'intermédiaire d'un système à vis 20 - est fixé, au moyen d'un bras de support 22 et ensemble avec des lames de contact, des contacts fixes et le bilame, à un rivet creux 24. La fixation s'effectue avec interposition de rondelles-entretoises 23 et le rivet constitue la pièce de montage mentionnée dans ce qui précède et ayant une forme alLongée. Le contact mobile 17 du limiteur 3, sur lequel agit la tige de pression 16, est normalement appliqué contre une première surface de contact 25 du contact fixe 13; cette surface 25 est représentée en bas sur le dessin et se trouve à l'opposé d'une seconde surface de contact 26 du contact fixe 13, avec laquelle coopère le contact mobile 12 du régulateur 2. Le contact fixe 13 est réalisé sous forme d'une plaque qui est traversée par la pièce de montage (rivet creux 24) et contre le côté supérieur de laquelle vient s'appliquer le contact mobile 12 de l'interrupteur instantané 5, tandis que le contact mobile 17 du limiteur de température 3 est appliqué.contre son côté inférieur. La figure 2 montre un exemple de réalisation o le limi- teur de température est intégré en quelque sorte dans les compo- sants du régulateur de température 2; il est cependant possible aussi de disposer le limiteur 3 et le régulateur 2 autour du rivet creux 24, avec un décalage radial entre eux. Le contact fixe 13 est essentiellement constitué ici par un contact double 27, contre les deux côtés opposés duquel viennent s'appliquer les deux contacts mobiles 12, 17. Dans cet exemple, le contact fixe 13 est à peu près parallèle au bilame 4 et il fait saillie de la pièce de montage, c'est-à-dire du rivet creux 24, dans le même sens que le bilame. De plus, le contact fixe 13 et le contact mobile 17 du limiteur 3 sont prévus entre l'interrupteur instantané 5 et le bilame 4, donc en utilisant de manière avantageuse l'espace libre couvert par la tige de transmission 9. L'élément fusible 15, pou- vant être constitué aussi par une cartouche fusible préfabriquée et à tige de pression intégrée, est tenu sur un élément transmetteur de chaleur 30 sous la pression de fermeture de contact exercée sur lui par le contact mobile 17 du limiteur 3 d'une part et la pre- mière surface de contact 25 d'autre part, ainsi que cela ressort en particulier de la figure 1. L'élément transmetteur de chaleur 30 pénètre dans l'espace libre entre l'interrupteur instantané 5 et le bilame 4, auquel il est sensiblement parallèLe. La figure 3 montre un exemple de réalisation o l'éLément fusible 15 est monté sur un prolongement du biLame 4, de l'autre côté de la pièce de fixation par rapport aux composants du régula- teur 2. Il est cependant possible aussi de disposer l'élément fusible 15 de l'autre côté de la base du bilame. Une solution particulièrement intéressante ressort des figures 2 et 4, o l'élément fusible 15 est disposé directement dans un évidement d'une partie d'appareil, à savoir la semelle d'un fer à repasser, qui est chauffée et dont le dispositif selon l'in- vention assure la régulation et la limitation de la température. Dans l'exemple selon la figure 2, la tige de pression 16 traverse le bilame 4 en ce sens qu'elle est disposée ae façon à pouvoir coulisser dans un évidement du bilame. Afin d'empêcher que la tige 16 ne tombe de la position prescrite avant l'assemblage du dispo- sitif, elle possède une collerette annulaire 32 dont le diamètre extérieur est plus grand que le diamètre de l'évidement 33 du bilame 4. L'ensemble de l'élément fusible est disposé dans un creux 35 de la partie d'appareil chauffée 34, si bien que, lors de la fusion de l'élément 15, le métal fondu est isolé d'une certaine manière d'autres éléments électriques. Les figures 3 et 4 montrent un exemple de réalisation o le contact fixe 13 est réalisé sous forme d'un disque de forme générale circulaire qui dépasse radialement de façon sensiblement uniforme de tous côtés par rapport au centre de la pièce de mon- tage. Le contact mobile 17 du limiteur 3 peut ainsi être disposé rotatif autour de la pièce de montage, comme cela est indiqué par les flèches 40 sur la figure 5. Il est particulièrement avantageux de prévoir un moyen de verrouillage ou d'arrêt du contact mobile 17 à la position angulaire choisie. Le dispositif peut ainsi être adapté de façon simple aux particularités de l'appareil dont il s'agit de régler et de limiter la température. Une plaque de transmission de chaleur 42 est prévue à l'extrémité inférieure du rivet creux 24. Cette plaque peut être pourvue d'une saillie qui dépasse radialement du pourtour de la pièce de montage et qui porte L'élément fusible 15. Un tel mode de réalisation n'est pas iLLustré, mais on peut s'imaginer, par exemple sur le dispositif montré par La figure 4, que La plaque 42 possède une saillie 42', représentée en-traits mixtes, sur le côté supérieur de laquelle est monté l'élément fusible 15. La saillie 42' peut s'appliquer par son côté inférieur contre un éLément chauffant ou contre la partie à chauffer 34 de l'appareit. Il ressort également de la figure 1 que le support de l'élément fusible peut être entouré, éventuellement à distance, par un boîtier 43 qui enveloppe la cartouche fusible en forme de douille, de même que la tige de pression 16, de façon sensiblement étanche, évitant ainsi avec certitude la compromission de la sûreté électrique du dispositif par du matériau fondu lors de l'action du coupe-circuit à fusible. Les figures 1 et 2 montrent enfin que le contact mobile 17 du limiteur de température 3 peut se prolonger, au-delà de la première surface de contact 25 par rapport à la tige de pression 16, par une partie comportant un double coude et se terminant, au- deLà du rivet 24 formant la pièce de montage, par une languette de raccordement 41 qui est radialement décaLée par rapport à la direc- tion longitudinale du contact mobile 17. REVENDICATIONS 1. Dispositif de commutation électrique à commande ther- mique, possédant un régulateur de température constitué essentiel- lement par un interrupteur instantané actionné par un bilame et dont la position de point mort (point de passage au mouvement brusque) peut être décalée-au moyen d'un organe d'ajustement manuel en vue du changement du point de réglage, ainsi qu'un limiteur de température sous forme d'un coupe-circuit à métal fusible, qui est constitué essentiellement par un élément fusible, un élément pres- seur (tige de pression) pénétrant dans l'élément fusible et au moins un contact de commutation (combinaison d'un contact fixe et d'un contact mobile) maintenu en position fermée par l'élément presseur tant que le limiteur n'est pas entré en action, caracté- risé en que le contact mobile (17) du limiteur de température (3), contact sur lequel agit l'élément presseur (tige de pression 16), coopère avec une première surface de contact (25) du contact fixe (13), qui est opposée à une seconde surface de contact (26) de ce même contact fixe (13) , avec laquelle coopère un contact mobile (12) du régulateur de température (2). 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'organe d'ajustement, des lames de contact, des contacts fixes et le bilame sont disposés, avec interposition de rondelles- entretoises (23), sur une pièce de montage de forme allongée (un rivet creux par exemple), et le contact fixe (13) est formé par une plaque traversée par la pièce de montage (rivet creux 24), plaque contre le côté supérieur de laquelle s'applique un contact mobile (12) de l'interrupteur instantané (5) et contre le côté inférieur de laquelle s'applique le contact mobile (17) du limiteur de tempé- rature (3). 3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que le limiteur de température (3) et le régulateur de température (2) sont disposés avec un décalage radial mutuel autour de la pièce de montage (24). 4. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le contact fixe (13) est cons- titué par au moins un double contact (27), contre les deux côtés opposés duquel viennent s'appliquer les deux contacts mobiles (12, 17). 5. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le contact fixe (13) est à peu prés parallèLe au biLame (4) et dépasse dans le même sens que ce bilame de la pièce de montage (rivet creux 24). 6. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le contact fixe (13) et le con- tact mobile (17) du limiteur de température (3) sont disposés entre l'interrupteur instantané (5) et le bilame (4). 7. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que L'élément fusibLe (15) est tenu, sous la pression exercée sur lui et agissant dans le sens de la fermeture du contact constitué par le contact mobile (17) du limi- teur de température (3) d'une part et par la première surface de contact (25) d'autre part, sur un élément transmetteur de chaleur (30) qui fait saillie de la pièce de montage (rivet creux 24). 8. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'élément fusible (15) est main- tenu, sous la pression exercée sur lui et agissant dans le de la fermeture du contact constitué par le contact mobile (17) du limi- teur de température (3) d'une part et par la première surface de contact d'autre part, sur la base du bilame (4). 9. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'élément fusible (15) est main- tenu directement, sous La pression exercée sur lui et agissant dans le sens de la fermeture du contact constitué par le contact mobile (17) du limiteur de température (3) d'une part et par la première surface de contact (25) d'autre part, sur un élément de chauffage ou sur une partie d'appareil chauffée (34) dont il s'agit de limiter la température. 10. Dispositif selon la revendication 9, caractérisé en ce que l'élément fusible (15) et/ou la tige de pression (16) tra- versent le bilame (4). 11. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le bilame (4) entoure latérale- ment la combinaison (15, 16) formée par l'éLément fusible et la tige de pression. 12. Dispositif selon la revendication 9 ou 11, caracté- risé en ce que la combinaison (15, 16) formée par l'élément fusible et la tige de pression est guidée de manière à pouvoir coulisser dans un évidement (33) du bilame (4). 13. Dispositif selon la revendication 12, caracterisé en ce que la combinaison formée par l'éLément fusible et la tige de pression possède une collerette annulaire (32) dont le diamètre extérieur est plus grand que le diamètre de l'évidement (33) du bilame (4). 14. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'élément fusible (15) est dis- posé dans un creux (35) d'une partie d'appareil chauffée (34). 15. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le contact mobile (17) du limi- teur de température (3) et, éventuellement, le contact fixe (13) est ou sont disposé(s) rotatif(s) sur la pièce de montage (24). 16. Dispositif selon la revendication 15, caractérisé en ce que la position angulaire du contact mobile (17) et éventuelle- ment celle du contact fixe sont bloquables par rapport à la pièce de montage (24). 17. Dispositif selon la revendication 15, caractérisé en ce que le contact fixe (13) est réalisé sous la forme d'un disque de forme générale circulaire qui dépasse radialement de façon sen- siblement uniforme de tous côtés par rapport au centre de la pièce de montage (24). 18. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le contact mobile (17) du limi- teur de température (3) est une lame de contact qui est serrée par son extrémité fixe entre des rondelles-entretoises (23) de la pièce de montage, sur l'extrémité libre de laquelle agit la tige de pres- sion (16) et dont la précontrainte élastique agit dans le sens de l'écartement de la Lame par rapport à La première surface de con- tact (25) du contact fixe (13). 19. Dispositif seLon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le contact mobile du limiteur de température (3) possède une partie à doubLe coude au-delà de la première surface de contact (25), par rapport à la tige de pression (16). 20. Dispositif selon L'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le contact mobile (17) est soli- daire d'une languette de raccordement (41) qui dépasse de la pièce de montage (24) avec un décalage radial par rapport à la direction longitudinale du contact mobile (17). 21. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la pièce de montage (rivet creux 24) est combinée, à son extrémité longitudinale de fixation, avec une plaque de transmission de chaleur (42), sur laquelle est dis- posé l'élément fusible (15). 22. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la plaque de transmission de chaleur (42) est pourvue d'une saillie (42') qui dépasse radiale- ment du pourtour de la pièce de montage (24) et qui porte l'élément fusible (15). 23. Dispositif selon la revendication 22, caractérisé en ce que la saillie (42') est appliquée par son côté inférieur contre un élément chauffant ou contre une partie d'appareil (34) à chauffer, l'élément fusible (15) étant disposé sur son côté supé- rieur. 24. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le support de l'élément fusible (15) est entouré par un boîtier (43) qui enveloppe l'élément fusible et la tige de pression (16). 25. Dispositif seLon la revendication 24, caractérisé en ce que le boîtier (43) entoure l'élément fusible (15) à distance.