Brevet FR2715246A1 — publié le 19950721

La présente invention est relative à des perfectionnements appor- tés aux limiteurs de température destinés à assurer la sécurité d'un système de chauffage quelconque et en particulier d'un foyer de cuisson halogène et/ou radiant dont la puissance de chauffe est régulée par un doseur d'énergie ou par tout autre système, car c'est dans ce cas que son application parait devoir présenter le plus d'intérêt. Le brevet français 1 204 872 décrit un dispositif d'alarme pour moteur thermique basé sur la brusque variation de la perméabilité ma- gnétique (point de Curie) d'une pastille réalisée en un alliage de com- position appropriée et qui coopère avec un équipage mobile chargé élas- tiquement en combinaison avec un aimant de manière à commander l'ouver- ture des contacts d'un circuit électrique. Le limiteur de température suivant le brevet français précité présente un inconvénient principal concernant la nature des matériaux utilisés. En effet, le tube renfer- mant l'équipage mobile est réalisé en acier inoxydable, si bien que sa dilatation nuit au déclenchement précis de l'appareil à la température désirée. En effet, plus on augmente la distance entre l'aimant et la pastille en alliage métallique, plus la force d'attraction diminue, si bien que l'aimant est plus rapidement libéré de ladite pastille. Il s'ensuit une diminution de la rapidité de déclenchement et de réenclen- chement, car la force du ressort se rapproche de la force d'attraction entre l'aimant et la pastille. De plus, le tube en acier inoxydable ne garantit pas l'isolation électrique entre les parties métalliques et le foyer de cuisson sous tension. Le dispositif suivant le brevet français considéré comporte un second inconvénient consistant dans le fait que l'aimant se trouve placé à l'extrémité du dispositif, donc à l'endroit o la température est la plus élevée. Or, la limite d'utilisation des aimants permanents résis- tant le mieux à la température est de l'ordre de 500 . Donc, dans ces conditions, l'aimant est amené à perdre rapidement de sa perméabilité magnétique, donc de sa force d'attraction. Enfin, le dispositif suivant le brevet français 1 204 872 est un dispositif de sécurité et non pas un limiteur de température devant fonctionner un grand nombre de fois autour de la température limite. On connaît aussi des limiteurs qui se présentent sous la forme d'une sonde disposée à proximité de lampes ou de résistances et qui sont constitués de deux éléments, un tube de verre qui ne se dilate prati- quement pas et une tige de métal se dilatant à l'intérieur dudit tube. Il faut ajuster la position relative des deux éléments pour obtenir le déclenchement à la bonne température, ce qui constitue des opérations longues et coûteuses. De plus, le produit est fragile. Les perfectionnements qui font l'objet de la présente invention visent à remédier aux inconvénients précités et à permettre la réalisa- tion d'un limiteur de température qui réponde mieux que jusqu'à présent aux desiderata de la pratique, en particulier lorsqu'il est associé à un foyer de cuisson halogène et/ou radiant en vue de protéger la plaque vitro-céramique disposée au-dessus dudit foyer et recevant les usten- siles de cuisson. A cet effet, le limiteur de température suivant l'invention com- prend: - au moins un tube en céramique; - une pastille fixe en alliage à température de Curie détermi- née qui ferme l'une des extrémités du tube; - un boitier en céramique communiquant avec l'autre extrémité du tube et renfermant au moins un contact fixe et au moins un contact mobile élastique reliés à des bornes extérieures d'un circuit électri- que; - un aimant engagé à glissement libre dans le tube; - un doigt coulissant dont une extrémité est en appui contre la lame du contact mobile et coaxial avec l'aimant; - un ressort chargeant l'aimant contre le doigt, la force d'attraction dudit aimant étant prévue plus importante que la réaction du ressort. En variante, le limiteur de température peut comporter en outre des moyens de commander l'ouverture et la fermeture d'un circuit de signali- sation afin que ce dernier soit ouvert dans la plage de température comprise entre 0 et 50 à 60 C et fermé entre cette zone de température et la température d'ouverture du circuit principal afin, dans ce cas, de mettre une lampe de signalisation sous tension. Le dessin annexé, donné à titre d'exemple, permettra de mieux com- prendre l'invention, les caractéristiques qu'elle présente et les avan- tages qu'elle est susceptible de procurer: Fig. 1 est une coupe longitudinale d'un limiteur de tempéra- ture suivant l'invention à l'état de repos. Fig. 2 est une vue semblable à celle de fig. 1, mais montrant le limiteur en fonctionnement, c'est-à-dire interrompant le circuit d'alimentation de l'appareil protégé. Fig. 3 illustre une première variante du limiteur de fig. 1. Fig. 4 et 5 montrent respectivement une seconde et troisième variante du limiteur illustré en fig. 1. Le limiteur de haute température illustré en fig. 1 comprend essen- tiellement un tube en céramique 1 dont l'une des extrémités est fermée par un fond 2 également prévu en céramique, tandis que son extrémité opposée est assemblée à un boîtier 3 prévu en céramique au moyen d'une bride 4. On observe que la face sur laquelle est appliqué le tube 1 com- porte un trou 3a dont l'axe géométrique prolonge celui du tube 1. Le boîtier comporte encore une cloison interne 3b dans laquelle est ménagé un trou 3c dont l'axe géométrique correspond à celui du trou 3a et du tube 1. Dans le boîtier 3 se trouve un contact fixe 5a monté sur une pla- quette rigide 5 et un second contact 6a porté par une lame élastique 6. Une butée 3d du boîtier limite le déplacement de la lame 6, comme on l'expliquera mieux plus loin. L'alésage du tube 1 comporte au niveau de son fond 2 un chambrage la dans lequel est disposée une pastille 7 réalisée en un alliage métal- lique à point de Curie déterminé. Le tube contient encore un aimant 8 se présentant sous la forme d'un cylindre plein et qui peut se déplacer longitudinalement de manière libre dans l'alésage du tube 1. Dans le trou 3a est monté à coulissement libre un plongeur en matière magnétique 9 dont l'une des extrémités est plaquée contre l'aimant par magnétisme, tandis que son autre extrémité comporte une tête 9a sous laquelle prend appui l'une des extrémités d'un ressort 10 dont l'autre extrémité porte contre l'intérieur du boîtier 3. Il va de soi que la température de Curie du plongeur 9 doit être supérieure à celle de la pastille 7. Le plongeur 9 est en appui élastique ou collé contre l'une des extrémités d'un doigt coulissant 11 réalisé en une matière telle que de La cérami- que ou du métal dont l'autre extrémité se trouve appliquée contre la lame élastique 6. Le fonctionnement est le suivant: Dans la position de fig. 1, il est possible de mettre sous tension le circuit d'alimentation du foyer chauffant branché à des bornes 12, 13 reliées aux contacts 5a et 6a de la plaquette 5 et de la lame 6. Les caractéristiques de la pastille 7 sont telles qu'à partir d'une certaine température, par exemple 550 , cette pastille est démagnétisée, de sorte que l'aimant 8 n'est plus attiré par elle. A ce moment, le ressort 10 devient prépondérant et fait déplacer l'ensemble des trois pièces 8, 9, 11 vers la gauche, de telle sorte que le doigt 11 déforme la lame 6 qui vient en appui contre la butée 3d, les contacts 5a, 6a se séparant pour ouvrir le circuit. L'alimentation de l'appareil surveillé est donc in- terrompue. A ce moment, il existe un jeu X entre l'aimant 8 et la pas- tille 7 qui se trouve bien entendu fixe en translation. Lorsque le circuit aboutissant aux bornes 12, 13 est coupé, la température de l'appareil baisse, de telle sorte que la pastille 7 re- trouvant ses qualités d'attirance, l'aimant 8 se déplace alors vers la droite en direction de ladite pastille sur la longueur du jeu X. Commne le plongeur 9 est métallique, il est également déplacé par l'aimant à condition bien entendu que la force d'attraction magnétique soit supé- rieure à la réaction du ressort 10. Dans ces conditions, l'élasticité de la lame 6 participe au déplacement vers la droite de l'aimant 8, du plongeur 9 et du doigt 11, de telle sorte que les contacts 5a, 6a se referment à nouveau et l'on revient à la position de fig. 1. On a illustré en fig. 3, 4 et 5 des variantes d'exécution du limi- teur illustré en fig. 1 et 2. Sur ces figures, les éléments correspon- dants à ceux de fig. 1 et 2 ont été référencés par Les mêmes chiffres et les mêmes indices. Le but de la variante illustrée en fig. 3 consiste à prévoir une lame élastique.6 préalablement déformée pour remplacer le ressort 10 prévu en fig. 1 et 2. En effet, la lame élastique 6 est contrainte, c'est-à-dire placée dans sa position déformée lorsque l'aimant 8 est au contact de la pas- tille 7, tandis qu'elle revient dans sa position de repos lorsque l'ai- mant 8 n'est plus attiré par la pastille 7 du fait de sa démagnétisation par l'augmentation de la température à son voisinage. Ainsi, le boîtier 3 comporte un manchon 3e pourvu d'un alésage 3f à l'intérieur duquel est placé le tube 1. A l'opposé du manchon 3e et coaxialement au tube 1, est percé dans la cloison du bottier 3 un trou 39 permettant l'accès à la lame élastique 6. Le tube 1 contient l'aimant 8 et le plongeur 9 dont l'une des extrémités est plaquée contre l'aimant par magnétisme, tandis que son autre extrémité comporte une tête 9a solidaire d'un système d'accro- chage 9b du genre rotule permettant de tirer sur la lame élastique 6 lorsque l'aimant 8 est en contact avec la pastille 7. La tête 9a et le système d'accrochage 9b peuvent être réalisés soit en céramique, soit en métal. La variante montrée en fig. 3 fonctionne de la même manière que le limiteur de fig. 1. On a illustré schématiquement en fig. 4 et 5 les seconde et troi- sième variantes du limiteur montré en fig. 1. Elles consistent à prévoir en outre des moyens de commander l'ouverture et la fermeture d'un circuit de signalisation 14 afin qu'il soit ouvert dans la plage de températures comprise entre O et 50 à 60 C et fermé entre ces dernières températures et celle d'ouverture du circuit principal 19 de manière, dans ce dernier cas, à alimenter une lampe témoin 14a signalant que l'appareil associé au limiteur considéré est encore chaud. Conformément à chaque variante de fig. 4 et 5, le bottier 3 est prévu pour recevoir un second tube 1' parallèle au premier 1 et dans lequel sont introduits une pastille 7', un aimant 8' et un plongeur 9'. La pastille 7' présente un point de Curie correspondant à environ à 60 . Suivant la variante de fig. 4, le plongeur 9' est plaqué contre l'aimant 8' par magnétisme tandis qu'il comporte une tète 9'a sous laquelle prend appui l'une des extrémités d'un ressort 10' dont l'autre extrémité porte contre l'intérieur du bottier 3. Le plongeur 9' est en appui élastique ou collé contre l'une des extrémités d'un doigt coulis- sant 11' réalisé en une matière telle que de la céramique ou du métal dont l'autre extrémité se trouve appliquée contre une seconde lame élas- tique 16. Dans le boîtier 3, la forme des cloisons internes est légèrement modifiée pour permettre le guidage des doigts 11, 11' et la fixation d'une languette rigide 15 dont l'extrémité comporte un contact fixe 15a. De plus, la seconde lame élastique 16 porte à son extrémité libre un contact mobile 16a. La languette 15 est reliée à une borne de sortie 17 et la lame 16 a une borne de sortie 18 à partir desquelles est branché un circuit de signalisation 14. Suivant la variante de fig. 5, on remarque que les plongeurs 9 et 9' sont reliés respectivement aux lames élastiques 6 et 16 selon l'agen- cement représenté en fig. 3. En effet, les plongeurs 9, 9' comportent respectivement une tête 9a, 9'a solidaire d'un système d'accrochage 9b, 9'b réalisé en céramique ou en métal. Dans cette variante, les lames élastiques 6 et 16 sont préalablement déformées pour réaliser le mime rôle que les ressorts 10 et 10' de fig. 4. De plus, les lames élastiques 6 et 16 excercent respectivement une force de pression entre les contacts 5a et 6a; 15a et 16a. Dans la position illustrée en fig. 4 et 5, le limiteur suivant l'invention est à l'état de repos, c'est-à-dire que le circuit principal d'alimentation 19 de l'appareil associé peut être placé sous tension. Si c'est le cas, il y a élévation de la température ambiante. Lorsqu'on arrive à une cinquantaine de degrés C, la pastille 7' cesse d'être magnétique, de telle sorte que l'aimant 8' se déplace sous l'effet de la réaction du ressort 10' ou de la lame élastique 16 venant dans sa position de repos. Le déplacement du plongeur 9' entraîne celui de l'aimant qui est collé contre lui par magnétisme, de telle sorte que les contacts 16a et 15a viennent s'appliquer l'un sur l'autre. Dans cette position, le circuit de signalisation 14 est fermé ainsi que le circuit principal d'alimentation 19, de sorte que l'appareil peut con- tinuer à chauffer. Lorsqu'il atteint la température fixée pour la déma- gnétisation de la pastille 7, le ressort 10 ou la lame 6 agit sur l'ai- mant 8 pour le déplacer, de telle sorte que les contacts 5a et 6! se séparent. Dans ces conditions, le circuit d'alimentation est coupé. Lorsque l'alimentation de l'appareil est ensuite coupée volontaire- ment par l'utilisateur, la température redescend, les contact 5a, 6a se ferment et l'aimant 8 vient à nouveau en contact avec la pastille 7. Lorsque la température atteint 50 à 60 0. la pastille 7' attire l'aimant 8', de telle sorte que le plongeur 9' est déplacé, si bien que la lame 16 est déformée et que les contacts 15a et 16a se séparent. Il va sans dire que dans le mode d'exécution de fig. 1 et 2, on pourrait supprimer le plongeur métallique 9 et usiner l'aimant 8 de manière qu'il présente une tête correspondante à celle 9a et une lon- gueur égale à sa propre longueur augmentée de celle dudit plongeur 9. On notera qu'il est avantageux que la périphérie du foyer se trouve au niveau de la ligne en traits discontinus L, c'est-à-dire aux environs du milieu du tube 1. Ainsi, l'aimant 8 n'est pas complètement disposé dans la zone la plus chaude afin de ne pas être exposé à la température maximale de limitation, tandis que la pastille 7 se trouve exposée à la plus haute température. De toute manière, on s'arrange pour que la tem- pérature maximale de fonctionnement de l'aimant soit supérieure à celle de la pastille 7. Il doit d'ailleurs être entendu que la description qui précède n'a été donnée qu'à titre d'exemple et qu'elle ne limite nullement le do- maine de l'invention dont on ne sortirait pas en remplaçant les détails d'exécution décrits par tous autres équivalents. R E V E N D I C A T I 0 N S 1. Limiteur de température du genre comportant un tube renfermant une pastille en alliage à perméabilité magnétique limitée par son point de Curie coopérant avec un équipage mobile chargé élastiquement en com- binaison avec un aimant susceptible de commander l'ouverture de contacts d'un circuit électrique principal, caractérisé en ce qu'il comporte un boîtier en céramique (3) communiquant avec au moins un tube (1, 1') qui comprend une pastille (7, 7') en alliage à température de Curie déter- minée, un aimant (8, 8') plaqué par magnétisme contre un plongeur (9, 9') dont la tête (9a, 9'a) est solidaire d'un système d'accrochage (9b, 9'b) coopérant avec une lame élastique (6, 16), ladite lame (6, 16) étant contrainte de manière a jouer le rôle d'un ressort de rappel pour exercer une force de pression susceptible de commander l'ouverture et la fermeture de contacts (Sa, 6a; 15a, 16a). 2. Limiteur de température suivant la revendication 1, caractérise en ce que la temoerature de Curie du plongeur (9, 9') est supérieure à celle de la pastille (7, 7'). 3. Limiteur de température suivant la revendication 1, caractérisé en ce qu'il est associé à un foyer de cuisson halogene et/ou radiant. 4. Limiteur de température suivant la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend un second tube (1') parallèle et identique au premier (1) pour commander respectivement l'ouverture et la fermeture d'un circuit de signalisation (14) et d'un circuit d'alimentation (19) 5. Limiteur de température suivant la revendication 4, caractérisé en ce que le tube (1') comprend une pastille (7') présentant un point de Curie différent de celui de la pastille (7) du tube (1). 6. Limiteur de température suivant la revendication 4, caractérisé en ce que la pastille (7') permet de commander l'ouverture et la ferme- ture du circuit de signalisation (14) afin qu'il soit ouvert dans la plage de températures comprises entre 0 et 50 à 600C et fermé entre ces dernières et la température d'ouverture du circuit d'alimentation (19).