Brevet FR2647942A1 — publié le 19901207

Dispositif de commande sensible à la température pour dispositif de réglage L'invention concerne un dispositif de commande sensible à- la température pour un dispositif de réglage, notamment pour un dispositif de commutation, et en particulier pour une soupape de commutation, comprenant un organe d'actionnement d'une longueur qui se modifie en fonction de la température et constitué en un métal à mémoire de forme pour réaliser un organe de réglage dans un bottier du dispositif de réglage, ainsi qu'un dispositif de chauffage. Il est connu d'actionner le coulisseau de commutation d'un microrupteur ou l'élément de fermeture d'une soupape analogique au moyen d'un fil constitué par un alliage à mémoire de forme en nickel et titane, qui se contracte quand il est chauffé. L'échauffement du fil a lieu quand on y fait passer un courant électrique. L'avantage d'un tel alliage à mémoire de forme réside dans la modification très rapide de sa forme en fonction de la température. Dans le cas o le microrupteur est actionné par le fil, il faut que le fil soit isolé électriquement par rapport au bottier qui l'entoure pour qu'il puisse être relié à sa source de courant et être chauffé. Quand cela est désiré, il est éventuellement difficile de chauffer indirectement et d'une.autre manière le fil sans modifier de façon coûteuse l'agencement constitué par lui et par le microrupteur. Dans le cas de l'actionnement de l'élément de fermeture de la soupape analogique connue, le fil est disposé à l'intérieur du bottier de la soupape et l'une de ses extrémités ainsi que le bottier de la soupape également constitué en métal, sont reliés, par l'intermédiaire de l'élément de fermeture de soupape en métal, à un pôle de la source de courant de chauffage, alors que son autre extrémité est reliée par un passage isolé du bottier à l'autre p8le de la source de courant de chauffage, le liquide qui traverse la soupape analogique passant en même temps autour du fil sur sensiblement la totalité de sa longueur. Ce mode de réalisation a pour inconvénient que le liquide peut avoir une influence sur la température -2- du fil, et inversement. Quand il s'agit par exemple, en ce qui concerne le liquide, d'un réfrigérant, le fil se refroidit. D'un autre c6té, le réfrigérant peut se vaporiser. L'invention a pour but de proposer un dispositif de commande sensible à la température comme indiqué plus haut dans le préambule, autorisant une plus grande liberté pour la constitution et l'agencement ainsi nue pour le type de chauffage, indépendamment du dispositif de réglage utilisé. Selon l'invention, ce but est atteint du fait que le dispositif de commande comprend un élément de raccordement pouvant être raccordé à l'extérieur au bottier du dispositif de réglage, qui contient le dispositif de chauffage, et du fait que lorsque l'élément de raccordement est raccordé, la plus grande partie de l'organe d'actionnement provenant du dispositif de réglage est introduite dans l'élément de raccordement en passant par une paroi du bo!tier de ce dispositif, en étant largement isolée thermiquement par rapport à l'intérieur de ce bottier. Grâce à cette constitution, il est possible de conformer largement à volonté l'élément de raccordement et le dispositif de chauffage qui y est contenu. Quand le dispositif de réglage est constitué par une soupape, on est assuré qu'un fluide qui passe par la soupape ne vient pratiquement pas en contact avec l'organe d'actionnement qui dépend de la température. Avantageusement, il est fait en sorte que l'organe d'actionnement soit un fil disposé dans un tube traversant la paroi du bottier du dispositif de réglage le long de ce tube, dont l'une des extrémités est fixée à l'extrémité externe du tube et dont l'autre extrémité est fixée à l'organe de, réglage. Par comparaison avec sa longueur, un fil peut être très fin, ce qui fait qu'il ne présente qu'une légère capacité d'emmagasinage de la chaleur et qu'il peut rapidement changer de température, soit indirectement soit directement, par passage d'un courant de chauffage. Le tube sert simultanément de support et de dispositif de protection pour le fil. Quand le tube est constitué sous forme d'un tube capillaire, il est largement rempli par le fil, ce qui fait que l'on peut réaliser un - 3chauffage rapide du fil depuis l'extérieur du tube. Dans le mime temps et dans le cas de la commande d'un organe de fermeture de soupape par le fil, on empêche le fluide commandé par la soupape de pénétrer dans le tube. Le dispositif de chauffage peut entourer le tube, ce qui fait que l'organe d'actionnement qui y est contenu peut être très rapidement chauffé sur tous ses c8tés. En particulier, le dispositif de chauffage.peut comprendre un élément chauffant en contact thermique avec le tube. Dans ce cas, l'élément chauffant peut être disposé dans un support en métal qui entoure directement le tube. Ainsi, la chaleur de l'élément chauffant est très rapidement transmise au tube et de là à l'organe d'actionnement. En outre, le support peut comprendre un alésage pour recevoir la partie du tube qui fait saillie du bottier du dispositif de réglage. Lorsqu'on raccorde l'élément de raccordement, il suffit d'introduire le tube dans l'alésage pour réaliser la liaison thermique entre le dispositif de chauffage et l'organe d'actionnement. Il est également possible que le dispositif de chauffage comprenne un générateur pour un champ électrique alternatif qui induit un courant de chauffage dans l'organe d'actionnement. Ceci permet un chauffage de l'organe d'actionnement par le courant électrique d'une source de courant de chauffage sans avoir à établir une liaison galvanique entre l'organe d'actionnement et la source de courant de chauffage. Dans ce cas, le dispositif de chauffage peut comprendre un bobinage pouvant être raccordé à la tension alternative, dont le champ magnétique est limité à un circuit de courant fermé dans lequel l'organe d'actionnement est disposé. Ainsi, le bobinage et le circuit constituent un transformateur dans lequel le circuit forme un unique enroulement secondaire court-circuité dans lequel, cependant, en raison du rapport de transformation élevé entre le coté primaire et le coté secondaire, seule une tension relativement basse est induite et qu'en conséquence, par un dimensionnement à valeur ohmique relativement élevée de l'organe d'actionnement, aucun courant de court-circuit trop élevé n'y passe., -4Lorsque le bobinage comprend un noyau magnétique fermé qui entoure le tube, on évite largement des pertes de champ de fuite. On peut également faire en sorte que le tube soit réalisé en métal et soit passé en étant isolé électriquement dans le bottier en métal du dispositif de réglage, que l'organe de réglage soit en liaison électriquement conductrice avec le bottier, et que l'extrémité extérieure du fil soit reliée par un conducteur au bottier. Grgce à cette constitution, le tube peut être chauffé additionnellement par des courants de Foucault induits et contribuer à l'échauffement du fil. L'invention et ses développements vont maintenant être décrits dans ce qui suit en référence aux dessins et à l'aide de modes de réalisation préférés non exclusifs. Sur les dessins: la figure I est une vue d'un élément de raccordement d'un dispositif de commande selon l'invention, montré partiellement en coupe transversale, la figure 2 est une autre vue de l'élément de raccordement selon la figure 1, en partie en coupe transversale, perpendiculairement au plan de coupe de la figure 1, la figure 3 représente un dispositif de réglage ayant la forme d'une soupape de commutation avec une autre partie du dispositif de commande selon l'invention sous forme d'un tube et d'un fil d'actionnement en un alliage à mémoire de forme passant à l'intérieur et constituant le dispositif de commande, les figures 4 à 6 sont différentes vues du dispositif de commande selon l'invention et du dispositif de réglage selon les figures 1 à 3 actionné par ce dernier, à l'état assemblé, la figure 7 est une vue en coupe transversale d'un. support du dispositif de commande prévu pour recevoir la partie du tube qui fait saillie du dispositif de réglage, la figure 8 est une vue latérale du support de la figure 7, et la figure 9 est une vue d'un autre mode de'réalisation d'un dispositif de commande selon l'invention comprenant un dispositif de réglage qui lui est raccordé, et montré en partie en coupe. Dans le mode de réalisation des figures 1 à 8, un dispositif de commande I destiné à un dispositif de réglage 2 ayant la forme d'une _ 5 _ soupape d'inversion comprend un élément de raccordement 3 et un tube en métal 4 qui contient un organe d'actionnement se présentant sous la forme d'un fil en un métal à mémoire de forme, constitué ici par un alliage de nickel et de titane, tel que le fil 5 se contracte très rapidement quand il est échauffé et reprend sa forme d'origine quand il est refroidi. Le dispositif de réglage 2 comprend un bottier 6 dans lequel est monté en tant que dispositif de réglage ? un organe-de fermeture de soupape qui peut pivoter à l'encontre de la force d'un ressort de rappel 9 autour d'un tourillon 8 fixé au bottier. Le tube 4 est un tube capillaire en métal qui sort du bottier 6 sur la plus grande partie de sa longueur en traversant une paroi 10 du bottier 6, en étant maintenu fermement dans la paroi 10. L'extrémité externe du tube 4 est fermée et son extrémité interne est ouverte. Une extrémité du fil 5 est fixée à l'extrémité externe du tube 4 et l'autre extrémité du fil 5 est fixée fermement et directement à l'organe de réglage 7. L'organe de réglage 7 contient dans des alésages des éléments de fermeture 11 en caoutchouc ou en matériau correspondant, chargés respectivement par un ressort et qui coopèrent respectivement avec un siège de soupape 12 ayant la forme d'une buse, ces alésages traversant respectivement une plaque de fermeture 13 du bottier 6 et étant raccordés à des tubes de raccordement 14. Un autre tube de raccordement 15 est continuellement en liaison par une tubulure de raccordement 16 avec l'intérieur du bottier 6. Dans la position représentée de l'organe de réglage 7, les deux buses 12 sont ouvertes, ce qui fait qu'un liquide amené par le tube de raccordement 15 peut s'écouler par les deux autres tubes de raccordement 14. Normalement cependant, l'une.ou l'autre buse 12 est fermée par l'élément de fermeture de soupape associé 11 en fonction de la longueur du fil 5, alors que l'autre buse 12 ést ouverte. En ce qui concerne le liquide, il peut s'agir d'un réfrigérant qui peut être envoyé en fonction de la position de l'organe de réglage basculant 7 à l'un ou à l'autre des deux tubes de raccordement 14. Pour chauffer le fil 5, l'élément de raccordement 3 comprend dans un bottier 17 un dispositif de chauffage 18 qui présente un support en métal 19 et un élément chauffant électrique 20 ayant la forme d'une 6résistance à coefficient positif de température. Le support 19 est représenté de façon séparée aux figures 7 et.8. Il comprend un alésage 21 dans lequel peut être introduit à ajustage serré le tube 4 et deux branches 22 entre lesquelles l'élément chauffant 20 peut être disposé en contact thermique avec le support 19. Le support 19 est pressé par un ressort 23 qui traverse le bottier 17 et s'appỉe par son extrémité externe contre un étrier de montage 24 entourant le bottier 17, qui n'est pas montré à la figure 1 pour des raisons de clarté mais qui est représenté aux figures 4 à 6, contre une saillie interne 25 du bottier et est ainsi bloqué dans le bottier 17. L'amenée du courant de chauffage à l'élément chauffant 20 a lieu par l'intermédiaire de contacts 26, 27 et de bandes conductrices 28, 29, une feuille électriquement isolante 30 étant disposée respectivement entre les bandes conductrices 28, 29 et les branches 22. Pour raccorder l'élément de raccordement 3 au dispositif de réglage 2, une bride de raccordement 31 est fixée à cet élément ou à l'étrier de montage 24 et une autre bride de raccordement 32 est fixée au bottier 6 du dispositif de réglage 2, ces brides étant reliées l'une à l'autre par des vis 33. Dans le mode de réalisation de la figure 9, on a prévu en principe le même dispositif de réglage 2 que dans l'exemple des figures 1 à 8, seul le tube 4 traversant un anneau électriquement et thermiquement isolant 34 disposé dans l'ouverture de passage du bottier 6. L'élément de raccordement 3 du dispositif de commande 1 comprend par contre, en tant que dispositif de chauffage 18, un générateur permettant d'obtenir un champ électrique alternatif qui induit un courant de chauffage dans le fil 5. A cette fin, le générateur comprend un bobinage 35 comportant un noyau magnétique à lamelles de forme annulaire fermée 36, le bobinage 35 pouvant être raccordé par les contacts 26 et 27 à une tension alternative de 220 V. Le noyau magnétique 36 entoure le tube 4 constitué en métal, et l'extrémité externe du fil 5 est reliée de façon électriquement conductrice par un conducteur 37 au bottier 6 constitué en métal du dispositif de réglage 2. Comme le bottier 6 est relié à l'extrémité interne du fil 5 par l'intermédiaire du ressort de rappel 9, du tourillon 8 et du bottier de l'organe de réglage 7 constitué en -7- métal, le fil 5 se trouve dans un circuit fermé qui forme pratiquement l'enroulement secondaire du transformateur dans lequel est induite une tension relativement faible d'environ 1 Volt, qui y provoque le passage d'un courant. La section et la longueur du fil sont ditensionnées de manière qu'il présente une résistance de deux à trois Ohms et soit chauffé de façon correspondante par le courant qui passe par le circuit secondaire. Il se contracte alors, ce qui fait que l'organe de réglage 7 bascule à l'encontre de la force du ressort de rappel 9 et que le courant qui passe par la soupape de commande est renvoyé du tube de raccordement de gauche 14 au tube de raccordement de droite 14 à la figure 9. Dans ce cas, des courants de Foucault peuvent être induits dans le tube 4 par le champ alternatif du transformateur 18, qui chauffent le tube 4 également et de ce fait également indirectement le fil 5. Lorsqu'on coupe la tension alternative, le courant qui passe par le fil 5 est interrompu, ce qui fait qu'il se refroidit et s'allonge et qu'en conséquence l'organe de réglage 7 revient par basculement dans la position représentée, sous l'influence du ressort de rappel 9. Le tube 4 peut également être réalisé en un matériau électriquement et thermiquement isolant. Eventuellement, on peut éliminer l'anneau isolant 34. En général, tout autre dispositif de chauffage quelconque peut être monté facilement dans l'élément de raccordement 3 de manière que le fil 5 puisse être facilement et rapidement chauffé du fait que l'élément de raccordement 3 peut être constitué sous une forme quelconque désirée indépendamment du dispositif de réglage 2. A la place du fil 5 qui se contracte quand il est chauffé, on peut également prévoir une barre constituée en un alliage à mémoire de forme correspondant qui s'allonge quand elle est échauffée, le ressort de rappel 9 étant alors constitué soit sous forme d'une ressort de traction, soit disposé sur l'autre côté du tourillon 8. A la place de la soupape de commutation, on peut également utiliser une simple soupape de commande ou une soupape analogique, ou encore un dispositif de commande électrique tel qu'un dispositif d'inversion pour constituer le dispositif de réglage 2. , -- 8 - REVENDICATIONS 1. Dispositif de commande sensible à la température (1) pour un dispositif de réglage (2), notamment pour un dispositif de commutation, et en particulier pour une soupape de commutation, comprenant un organe d'actionnement (5) d'une longueur qui se modifie en fonction de la tempéprture et constitué en un métal à mémoire de forme pour réaliser un organe de réglage (7) dans un bottier (6) du dispositif de réglage (2), ainsi qu'un dispositif de chauffage (18), caractérisé en ce qu''l comprend un élément de raccordement (3) pouvant être raccordé à l'extérieur au bottier (6) du dispositif de réglage (2), qui contient le dispositif de chauffage (18), et en ce que lorsque l'élément de raccordement (3) est raccordé, la plus grande partie de l'organe d'actionnement (5) provenant du dispositif de réglage (2) est introduite dans l'élément de raccordement (3) en passant par une paroi (10) du bottier (6) du dispositif de réglage (2), en étant largement isolée thermiquement par rapport à l'intérieur du bottier (6) du dispositif de réglage (2). 2. Dispositif de commande selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'organe d'actionnement (5) est un fil disposé dans un tube (4) qui traverse la paroi (10) du bottier (6) du dispositif de réglage (2) le long de ce tube (4), et dont une extrémité est fixée à l'extrémité externe du tube (4) alors que l'autre extrémité est fixée à l'organe de réglage (7). - 3. Dispositif de commande selon la revendication 2, caractérisé en ce que le tube (4) est un tube capillaire. 4. Dispositif de commande selon la revendication 2 ou -3, caractérisé en ce que le dispositif de chauffage (18) entoure le tube (4). 5. Dispositif de commande selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le dispositif de chauffage (18) comprend un élément chauffant (20) en contact thermique avec le tube (4). 6. Dispositif de commande selon la revendication 5, caractérisé en ce que l'élément chauffant (20) est disposé dans un support en métal (19) qui entoure directement le tube (4). -9- 7. Dispositif de commande selon la revendication 6, caractérisé en ce que le support (19) comprend un alésage (28) destiné à recevoir la partie du tube (4) qui fait saillie hors du bottier (6) du dispositif de réglage (2). 8. Dispositif de commande selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le dispositif de chauffage (18) comprend un générateur (35, 36) permettant d'obtenir un champ électrique alternatif qui induit un courant de chauffage dans l'organe d'actionnement (5). 9. Dispositif de commande selon la revendication 8, caractérisé en ce que le dispositif de chauffage (18) comprend un bobinage (35) pouvant être raccordé à une tension alternative, dont le champ magnétique est limité à un circuit de courant fermé (5-10, 37) dans lequel est disposé l'organe d'actionnement (5). 10. Dispositif de commande selon les revendications 2 et 9, caractérisé en ce que le bobinage (35) comprend un noyau magnétique fermé (36) qui entoure le tube (4). 11. Dispositif de commande selon la revendication 10, caractérisé en ce que le tube (4) est en métal et passe en étant isolé électriquement dans le bottier (6) du dispositif de réglage (2) qui est constitué en métal, et en ce que l'organe de réglage (7) est en liaison électrique avec le bottier (6) et l'extrémité extérieure du fil (5) est reliée par un conducteur (37) au bottier (6).