Brevet FR2734400A1 — publié le 19961122

La présente invention a trait à un thermostat à sonde destiné par exemple à la régulation de la température de l'eau contenue à l'inté- rieur d'un chauffe-eau électrique. Les thermostats sont des dispositifs de commande thermo-sensibles à action cyclique destinés à maintenir la température entre deux valeurs particulières dans des conditions de fonctionnement normal et dans lequel un réglage par l'utilisateur peut être prévu. Les thermostats à sonde sont des systèmes électro-mécaniques de régulation de la température comprenant d'une part un tube métallique à fort coefficient de dilatation (cuivre, laiton) à l'intérieur duquel est placée une tige de métal à faible coefficient de dilation (invar) et d'autre part un contact électrique commandant le courant à envoyer dans la résistance de chauffage et actionné grâce à la dilatation différen- tielle des deux métaux constituant la sonde. Les thermostats à sonde connus destinés aux chauffe-eau électriques fonctionnant sous pression comportent généralement un dispositif de sécurité permettant de couper l'alimentation électrique destinée au chauffage de l'enceinte dans laquelle est disposée la sonde en cas d'élévation intempestive de la température à l'intérieur de cette enceinte. On connait des thermostats de ce genre qui sont décrits par exemple dans le brevet d'invention 2 579 013 appartenant à la Demanderesse et qui comprennent plus particulièrement une rondelle cloquante qui se déforme sous l'action d'une température déterminée en vue d'actionner un coulisseau dont le déplacement provoque la coupure du circuit de chauffage de l'enceinte dans laquelle est disposée la sonde du thermostat. Ce genre de thermostat transmet la chaleur de 1 'eau contenue dans l'enceinte par conduction à l'embase métallique du corps de ce dernier o est logée la rondelle cloquante. Cette dernière doit être prévue pour se déformer lorsque la temperature, en bout de sonde, à l'intérieur d'un chauffe-eau, atteint un seuil critique en vue de couper les circuits électriques. Pour obtenir un parfait fonctionnement, il faut prévoir une rondelle cloquante qui se déforme à une température bien inférieure à celle du seuil critique du fait de la distance séparant le bout de sonde et l'embase du thermostat fixée contre l'enceinte. Les perfectionnements qui font l'objet de la présente invention visent à permettre la réalisation d'un dispositif de sécurité agissant 2 2734400 en bout de la sonde, donc au coeur du système à réguler. A cet effet, le thermostat suivant la présente invention comporte à proximité de l'extrémité libre de la sonde et entre le tube et la tige un dispositif de sécurité constitué d'un ressort réalisé en alliage à mémoire de forme qui agit par l'intermédiaire d'une entretoise sur un coulisseau dont le déplacement provoque l'ouverture des rupteurs élec- triques lors d'une élévation intempestive de la temperature à l'inté- rieur de l'enceinte dans laquelle est plongée ladite sonde. Le dessin annexé, donné à titre d'exemple, permettra de mieux comprendre l'invention, les caractéristiques qu'elle présente et les avantages qu'elle est susceptible de procurer: Fig. 1 est une vue en perspective éclatée illustrant le dispositif de sécurité suivant la présente invention. Fig. 2 est une coupe représentant un thermostat à sonde muni du dispositif de sécurité en position de fonctionnement Fig. 3 est une coupe semblable à celle de fig. 2, mais illus- trant les rupteurs électriques ouverts du fait de la dilatation du dispositif de sécurité lors d'une augmentation intempestive de la tempé- rature. On a représenté en fig. 1 à 3 un thermostat à sonde 1 comportant un socle 2 réalisé en matière plastique et qui porte d'une part le mécanisme de commande du circuit d'alimentation d'un système de chauffage et d'autre part une sonde métallique 3. La sonde 3 comporte un tube 3a à fort coefficient de dilatation qui est assujetti à une cuvette métallique 3b comprenant deux pattes diamé- tralement opposées 3c et 3d qui viennent se loger respectivement dans des fentes 2a et 2b ménagées dans le socle 2. La patte 3c comporte un prolongement vertical 3e dont la base est adjacente à deux ailes 3f et 3g orientées dans le même sens que le pro- longement 3e. Les ailes 3f et 3g sont aplaties à l'intérieur de la fente 2a de manière à retenir axialement la cuvette 3b par rapport au socle 2. De même, la patte 3d comprend deux ergots parallèles 3h et 3i sépa- rés par une saignée centrale 3i pour permettre le rabattement desdits ergots à l'intérieur de la fente 2b pour constituer la deuxième fixation de la cuvette 3b par rapport au socle 2. A l'intérieur du tube 3a est placée une tige de métal 4 à faible coefficient de dilatation dont l'une des extrémités est sertie au tube 3a, tandis que l'autre extrémité coopère avec un organe de réglage 5. On observe également que le prolongement 3e de la patte 3c dépasse 3 2734400 au-dessus du socle 2 pour servir d'articulation à l'une des extrémités d'un levier amplificateur isolant 6a d'un contact électrique 6 qui est actionné par la tige 4 lors des variations de températures régnant à l'intérieur de l'enceinte dans laquelle est disposée la sonde 3. Cette dernière comporte à son extrémité libre et entre le tube 3a et la tige 4 un dispositif de sécurité 7. Le dispositif est constitué d'un ressort 7a réalisé dans un alliage à mémoire de forme qui est tra- versé par la tige 4. Le ressort 7a vient prendre appui sur une rondelle 7b elle-même traversée par la tige 4 et qui est disposée à proximité du sertissage du tube 3a avec la tige 4. I1 peut être prévu en variante que le ressort 7a vienne prendre appui directement contre la partie conique 3k du tube 3a sans que cela intervienne dans le bon fonctionnement du dispositif de sécurité 7. Une entretoise cylindrique 7c est introduite dans la partie res- tante de la sonde 3 entre le tube 3a et la tige métallique 4. L'entre- toise 7c est d'une longueur légèrement supérieure à celle du tube 3a pour venir déboucher dans l'espace délimité par la cuvette 3b. L'entre- toise 7c est en appui contre le ressort 7a et reste libre dans ses déplacements verticaux à l'intérieur de la sonde 3. Au-dessus de l'entretoise 7c se trouve un coulisseau 8 en matière isolante telle que du plastique, traversé par la tige 4 et qui peut se déplacer en va-et-vient de manière verticale à l'intérieur d'une ouver- ture appropriée 2c ménagée dans le socle 2. Le coulisseau 8 comporte une partie centrale 8a qui se prolonge par deux ailes 8b, 8c diamétralement opposées et solidaires chacune d'une butée 8d, 8e s'étendant vertica- lement et parallèlement à l'axe de déplacement du coulisseau 8. L'une des ailes et plus particulièrement celle référencée 8c comporte à proximité de la butée 8e un doigt de réarmement 8f qui se dirige en direction de l'extérieur du boîtier 9 représenté en traits mixtes (fig. 2 et 3). Au-dessus des butées 8d et 8e sont disposées des lames élastiques et métalliques 10a et lla, appartenant respectivement aux rupteurs de sécurité 10 et 11 du thermostat 1. Chaque rupteur de sécurité 10 et 11 est monté sur les phases d'alimentation en courant électrique de la résistance d'un chauffe-eau ou d'un appareil analogue, non représenté. Les extrémités des lames élastiques 10a et lla portent un contact mobile lOb et llb propre à coopérer avec un contact fixe 10c et llc solidaire des bornes de connexion 12 dont une seule est réprésentée en fig. 2 et 3. 4 2734400 Le fonctionnement du thermostat 1 résulte des explications qui précèdent. On comprend que le contact 6 est commandé par le levier amplificateur 6a en fonction de la dilatation relative du tube 3a par rapport à la tige 4. Le réglage du thermostat 1 s'effectue par le bouton 5. Celui-ci peut porter un index se déplaçant en face d'une graduation prévue sur le boîtier 9. Si pour une raison quelconque la température de l'installation vient à s'élever anormalement, en dépassant celle du seuil thermique minimal du ressort 7a, ce dernier se dilate pour dépla- cer verticalement en direction du haut l'entretoise 7c à l'intérieur du tube 3a. Le déplacement vers le haut de l'entretoise 7c entraîne dans le même sens le coulisseau en matière plastique 8 qui, par l'intermédiaire des butées 8d et 8e, soulève les lames élastiques lOa et lla pour ouvrir les rupteurs de sécurité 10 et 11 assurant la coupure du courant dans l'installation de chauffage. Il suffit alors d'appuyer sur le doigt de réarmement 8f pour con- traindre le ressort 7a dans sa position initiale pour que les rupteurs de sécurité 10 et 11 viennent en contact. Le retour du ressort 7a à sa position initiale ne peut être assuré que lorsque la température en bout de sonde 3a c'est à dire à l'intérieur du chauffe-eau est redescendue en dessous d'un seuil critique. Le doigt de réarmement 8f peut être supprimé pour éviter d'utiliser des thermostats ayant subi une élévation de température intempestive. 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 domai- ne de l'invention dont on ne sortirait pas en remplaçant les détails d'exécution décrits par tous autres équivalents. 2734400 RE V E N D I C A T IONS 1. Thermostat à sonde du genre comprenant un système électro- mécanique de régulation de la température pourvu d'une sonde constitué d'un tube métallique à fort coefficient de dilatation à l'intérieur duquel est placée une tige de métal à faible coefficient de dilatation et au moins un rupteur électrique de sécurité commandant le courant électrique employé dans la résistance de chauffage, caractérisé en ce que la sonde (3) comporte à son extrémité libre et entre le tube (3a) et la tige (4) un dispositif de sécurité (7) constitué d'un ressort (7a) réalisé en alliage à mémoire de forme qui agit par l'intermédiaire d'une entretoise (7c) sur un coulisseau (8) dont le déplacement provoque l'ouverture des rupteurs électriques (10 et 11) lors d'une élévation de température dépassant celle du seuil thermique minimal du ressort (7a). 2. Thermostat à sonde suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le ressort (7a) prend appui sur une rondelle percée (7b) disposée à proximité du sertissage permettant la fixation du tube (3a) avec la tige (4). 3. Thermostat à sonde suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le ressort (7a) prend appui directement sur la partie conique (3k) du tube (3a), de la sonde (3). 4. Thermostat à sonde suivant la revendication 1, caractérisé en ce que l'entretoise (7c) dépasse au-dessus de la cuvette (3b) pour venir en contact avec le coulisseau (8). 5. Thermostat à sonde suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le coulisseau (8) comporte une partie centrale (8a) solidaire de deux ailes (8b) et (8c) diamétralement opposées se prolongeant chacune par une butée verticale (8d) et (8e). 6. Thermostat à sonde suivant la revendication 5, caractérisé en ce que le coulisseau (8) comporte sur son aile (8c) et à proximité de sa butée (8e) un doigt de réarmement (8f) s'étendant verticalement suivant l'axe de dépacement dudit coulisseau.