Brevet FR2613895A3 — publié le 19881014

FR 2613895 A3 19881014 FR 8705316 A 19870408 DISPOSITIF DE CHAUFFAGE ELECTRIQUE THERMOSTATE A MINUTERIE ELECTROMECANIQUE La présente invention se rapporte à un dispositif de chauffage électrique thermostaté à minuterie électromécanique, par exemple à minuterie alimentée par moteur synchrone, ou "minuterie synchrone". Les minuteries synchrones sont fréquemment utilisées sur les stérilisateurs pressurisés ou plus généralement sur les appareils de cuisson sous-pression. La stérilisation par exemple consiste à maintenir dans l'autoclave une certaine température et une certaine pression afin de stériliser les objets placés dans cet autoclave. La figure 1 jointe représente schématiquement un premier schéma électrique de régulation de température d'un stérilisateur de type connu. Entre les deux bornes d'alimentation A et B du réseau alternatif 220 volts sont branchés en série le thermostat I, la résistance 2 de chauffage du stérilisateur, et l'interrupteur 3 associé à la minuterie synchrone 4. L'induit 5 du moteur synchrone 6 de cette minuterie est branché aux bornes du thermostat 1. Lors de la rotation de l'axe 7 de la minuterie 4 pour régler le temps de stérilisation, l'interrupteur 2 se ferme simultanément. Le thermostat I ayant son interrupteur fermé, puisque le stérilisateur est froid, la résistance chauffante 2 est alimentée, tandis que le moteur 6 de la minuterie ne l'est pas, puisqu'il est court-circuité par le moteur 1. Quand le thermostat bascule, la température de stérilisation étant atteinte, la minuterie 4 se met en route et commence à dérouler son temps. Lorsque, après sept minutes par exemple, la température est suffisamment redescendue pour que le thermostat 1 bascule à nouveau, la minuterie 4 s'arrête, etc.... Finalement, lorsque la minuterie a totalement déroulé son temps, par exemple deux heures, il est impossible de savoir, avec cette sorte de dispositif, quel a été le temps réel de chauffe de l'autoclave. Un autre schéma connu est celui de la figure 2 jointe. Dans ce cas, L'induit 5 est branché directement entre les bornes A et B de l'alimentation secteur. La minuterie 4 ne s'arrête jamais pendant tout l'intervalle de temps prédéfini, mais là encore ce temps là ne correspond pas au temps réel de stérilisation, d'autant plus que le temps nécessaire pour monter en température varie avec les installations et la charge. L'invention vise à pallier les inconvénients de ces dispositifs connus. Elle se rapporte donc à un dispositif de chauffage électrique régulé en température et faisant usage d'une minuterie électromécanique auto-alimentée, c'est-à-dire alimentée par le même réseau alternatif que celui alimentant la résistance de chauffe. Dans ce dispositif, I'interrupteur du thermostat et la résistance de chauffe, puis l'interrupteur de la minuterie sont, comme c'est généralement le cas, branchés tous trois en série entre les deux bornes d'alimentation. Le dispositif est équipé d'au moins un moyen de commutation électrique à deux positions, dont une première position est imposée au remontage de la minuterie et vient brancher l'enroulement d'induit du moteur de cette minuterie aux bornes de l'interrupteur du thermostat, des moyens étant prévus pour, à la première ouverture de ce dernier, faire alors basculer dans l'autre position ce moyen de commutation, cette autre position entraînant, jusqu'à la fin du cycle de la minuterie, le branchement de cet enroulement d'induit aux bornes de l'alimentation alternative par l'intermédiaire de l'interrupteur de la minuterie. Dans une forme simple et préférentielle de réalisation, le moyen de commutation est constitué par un commutateur deux-voies dont la borne d'entrée, ou borne commune, est connectée à une des bornes de cet enroulement d'induit. Une première borne de sortie de ce commutateur est connectée au point de jonction entre l'interrupteur du thermostat et la résistance de chauffe, tandis que sa deuxième borne de sortie est connectée à l'autre extrémité de cette résistance de chauffe. Ce commutateur deux-voies est accouplé mécaniquement à la minuterie de façon que le remontage de cette minuterie entraîne le basculement du contact mobile du commutateur sur la première borne de sortie, tandis que le retour de la minuterie entraîne immédiatement le basculement de ce contact mobile sur la deuxième borne de sortie. De toute façon, I'invention sera bien comprise, et ses avantages et autres caractéristiques ressortiront, au cours de la description suivante d'un exemple non limitatif de réalisation, en référence aux dessins schématiques annexés dans lesquels Figure 3 est un schéma électrique de ce dispositif de chauffage électrique Figure 4 est une vue en perspective du commutateur deux-voies utilisé dans ce dispositif. En se référant à la figure 3, l'interrupteur 3 de la minuterie, suivi de celui du thermostat 1 et de la résistance de chauffe 2, sont tous trois branchés en série entre les bornes d'alimentation A et B, comme c est d'ailleurs le cas pour les circuits connus selon les figures 1 et 2 décrites précédemment. L'enroulement d'induit 5 de la minuterie 4 est branché entre le point de jonction 8 de l'interrupteur 3 de la minuterie et de l'interrupteur 1 du thermostat et la borne d'entrée 9, ou borne commune d'un interrupteur deux-voies 10 qui comporte un contact double 17, porté par une lame mobile 11, et deux contacts fixes 12,13 connectés à ses deux bornes de sortie 14,15. La borne 15 est connectée à la borne d'alimentation B, tandis que la borne 14 est connectée au point de jonction 16 de l'interrupteur 1 du thermostat et de la résistance de chauffe 2. Le commutateur deux-voies 10 est représenté sur la figure 4. Il est fixé sur une paroi 18 de la minuterie qui est traversée par I'arbre 7 de cette dernière. Cet arbre 7 porte en outre un tube coaxial en matière plastique 19, qui l'entoure étroitement et dont une extrémité présente quatre entailles longitudinales 20. Un jonc élastique 21 en acier est placé autour du tube 19 au niveau des entailles 20, de façon à réaliser une liaison à friction entre le tube 19 et l'arbre 7. Bien entendu, le diamètre intérieur du tube 19 est égal au diamètre extérieur de l'arbre 7, au jeu près destiné à permettre la mise en place du tube 19 sur cet arbre 7. Une came 22 est montée folle sur le tube 19. Ce dernier est muni d'un ergot qui, en coopération avec un évidement 24 de la came 22, permet de solidariser en rotation la came 22 et ce tube 19, avec un léger jeu angulaire de quelques degrés (I'évidement 24 est légèrement plus long circonférentiellement que l'ergot 23). Par ailleurs, un ergot 25 solidaire de la paroi 18 coopère avec une lumière 26 de la came 22 pour limiter la rotation de celle-ci à un angle déterminé ol de l'ordre d'une vingtaine de degrés. Le fonctionnement du dispositif selon les figures 3 et 4 est le suivant Au repos, c'est-à-dire avant le remontage de la minuterie, l'interrupteur 3 est ouvert, de sorte que l'énergie électrique n'est pas appliquée. L'interrupteur 1 du thermostat est fermé, comme représenté en pointillés à la figure 3. Pour remonter la minuterie, il faut tourner manuellement l'arbre 7 dans le sens horaire. Dès le début de cette rotation horaire, une came, non représentée et portée par l'arbre 7 vient fermer l'interrupteur 3 (voir en pointillés à la figure 3), tandis que la came 22, entraînée en rotation dans le sens horaire par la friction 19/7 et l'ergot 23, vient pousser la lame de contact élastique 11 vers la gauche, ce qui referme le contact 17 sur le contact 12, comme indiqué en pointillés sur la figure 3. Lorsque la came 22 a atteint, en raison de l'ergot 25, sa position limite dans le sens horaire, le tube 19 est bloqué en rotation mais pas l'arbre 7 qui continue à tourner en surmontant la force de friction 19/7. La minuterie étant remontée à la valeur souhaitée, I'opérateur relâche l'arbre 7. A ce stade, les positions des trois interrupteurs 1,3 et 10 sont celles figurées en pointillés à la figure 3. La résistance de chauffe 2 est alimentée par l'intermédiaire des interrupteurs 3 et 1 qui sont fermés, tandis que l'enroulement d'induit est court-circuité par le commutateur 10 qui est en position haute et par l'interrupteur 1 du thermostat. Lorsque la température de stérilisation est atteinte, le thermostat se déclenche, ce qui ouvre son interrupteur 1. L'induit 5 est alors alimenté par l'intermédiaire de la résistance 2 et des contacts 12,17 du commutateur 10. Le moteur 6 de la minuterie 4 commence alors à entraîner en rotation l'arbre 7 dans le sens anti-horaire, et il en est de même de la came 22 par l'intermédiaire de la friction 19/7. La rotation de cette came 22 libère alors la lame de contact élastique 11, de sorte que celui-ci bascule vers la droite et que le contact 17 quitte le contact 12, pour venir basculer contre le contact 13 (contact inférieur sur la figure 3). La rotation de la came 22 ne dépasse pas l'angle , , de sorte que le contact 17-13 reste maintenu pendant tout le temps de retour de l'arbre 7 (ce dernier continuant alors à tourner en surmontant la friction 19/7). L'induit 5 est alors maintenant branché directement entre les bornes A et B qui l'alimentent en énergie électrique alternative par l'intermédiaire des contacts 13,17 et de l'interrupteur 3. Quelles que soient les positions ultérieures de l'interrupteur 1 du thermostat, L'arbre 7 de la minuterie continue maintenant sa rotation continue dans le sens anti-horaire, celle-ci ne cessant que lorsque la minuterie a terminé sa course préréglée, c'est-à-dire lorsque la came placée en bout de l'arbre 7 vient ouvrir l'interrupteur 7. Grâce à ce dispositif, le temps réel de stérilisation correspond donc au temps pré-affiché de déroulement de la minuterie. Bien entendu, de nombreuses formes d'exécution du dispositif sont imaginables sans qu'elles sortent du cadre de la présente invention. L'interrupteur 3 pourrait être placé du côté de la borne B, et non pas du côté de la borne A, comme sur la figure 3. D'autres moyens de commutation que celui de la figure 4 pourraient être utilisés ; par exemple, I'interrupteur 1 pourrait être utilisé pour déclencher, à son ouverture, un bascule bistable agissant sur un relais électromagnétique, cette bascule étant remise à zéro en fin de course de la minuterie par l'ouverture de l'interrupteur 3. Le dispositif précité est réalisable dans un encombrement très restreint, voire même dans un boîtier standard de minuterie. Il est superposable, et des temps très courts peuvent être générés au début de chaque manipulation de minuterie, avec un temps minimal fixe et dépendant de l'angle o( . Il peut comporter, dans d'autres formes de réalisation, plusieurs cames telles que la came 22. Il présente enfin l'avantage d'être toujours calé par rapport à la fonction principale de la minuterie, puisqu'il est monté sur le même axe principal 7. I1 convient enfin de remarquer qu'il exerce sa fonction sans qu'il soit nécessaire de remonter à fond la minuterie. REVENDICATK)NS 1 - Dispositif de chauffage électrique régulé en température et faisant usage d'une minuterie électromécanique (4), I'interrupteur (1) du thermostat et la résistance de chauffe (2), puis l'interrupteur (3) de la minuterie étant tous trois branchés en série entre les deux bornes (A,B) d'alimentation en énergie électrique alternative, caractérisé en ce qu'il est équipé d'au moins un moyen (10) de commutation électrique à deux positions, dont une première position (17-12) est imposée au remontage de la minuterie et vient brancher l'enroulement d'induit (5) du moteur (6) de cette minuterie (4) aux bornes de l'interrupteur (I) du thermostat, des moyens (6,7,19,22) étant ensuite prévus pour, à la première ouverture de ce dernier (1), faire alors basculer dans l'autre position (17-13) le moyen de commutation (10), cette autre position (17-13) entraînant, jusqu'à la fin du cycle de la minuterie, le branchement de cet enroulement d'induit (5) aux bornes (A,B) de l'alimentation alternative par l'intermédiaire de l'interrupteur (3) de la minuterie. 2 - Dispositif de chauffage électrique selon la revendication I, caractérisé en ce que le moyen de commutation est constitué par un commutateur deux-voies dont la borne'd'entrée commune (9) est connectée à une des bornes de l'enroulement d'induit (5) de la minuterie, dont une première borne de sortie (14) est connectée au point de jonction (16) entre l'interrupteur (I ) du thermostat et la résistance de chauffe (2), dont la deuxième borne de sortie (15) est connectée à l'autre extrémité de cette résistance de chauffe (2), ce commutateur (10) étant accouplé mécaniquement à la minuterie (4) de façon que le remontage de cette minuterie entraîne le basculement du contact mobile (11,17) du commutateur sur sa première borne de sortie (12,14), tandis que le retour de la minuterie entraîne immédiatement le basculement de ce contact mobile (11,17) sur la deuxième borne de sortie (13,15). 3 - Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'une came (22) est solidarisée en rotation, par l'intermédiaire d'une liaison à friction (19), à l'arbre (7) de la minuterie, cette came étant limitée angulairement en rotation à un angle ( ) suffisant pour qu'elle entraîne, dès le début de la rotation de l'arbre (7) dans le sens de remontage de la minuterie, le basculement du contact mobile (11,17) sur la première sortie (12,14) du commutateur (10), et inversement ensuite, dès le début de la rotation de cet arbre (7) dans le sens, inverse, de déroulement de la minuterie, le basculement de ce contact mobile (11,17) sur la deuxième sortie (13,15) de ce commutateur.