Brevet FR2728914A1 — publié le 19960705

Description L'invention concerne un fer à-repasser comprenant une semelle destinée à glisser sur un tissu, des moyens de chauffage pour chauffer la semelle, un détecteur thermique pour mesurer une température du tissu au cours d'opérations de repassage et pour contrôler le fer à repasser, des moyens de fixation pour solidariser le détecteur avec la semelle en l'isolant thermiquement de celle-ci. Les fers à repasser du commerce mesurent la température de la semelle et non pas celle du tissu lui-même. Ceci est dû au fait qu'il est en effet difficile de mesurer une température de tissu sans qu'elle ne soit au moins partiellement influencée par la température de la semelle. Néanmoins, le contrôle de la température du tissu au cours du repassage constitue un paramètre important pour obtenir une bonne qualité de repassage. Le document JP 4-5998 décrit un fer à repasser comprenant notamment un détecteur thermique pour mesurer la température d'un tissu au cours du repassage. Le détecteur est inséré dans la semelle du fer. Pour que le détecteur ne soit pas trop fortement influencé par la température de la semelle du fer, un blindage thermique est disposé autour du détecteur. La constitution du blindage thermique n'est pas révélée dans le document. Lorsqu'un détecteur thermique, opérant par contact avec le tissu, est placé sur le tissu, la température du détecteur thermique doit tendre à s'équilibrer avec celle du tissu. Néanmoins, cet équilibre peut être perturbé par la température élevée de la semelle qui apporte des perturbations thermiques importantes. De plus, c'est au cours du glissement du fer sur le tissu que la mesure de température du tissu doit être réalisée. Le fer ne peut en effet rester immobile au risque de brler le tissu. De ce fait, pour le contrôle des paramètres du fer à repasser, les temps de réponse des détecteurs doivent être très faibles. Le détecteur doit donc disposer d'une faible inertie thermique sans être pour cela vulnérable aux apports thermiques de la semelle. Il n'est donc pas admissible que la température du détecteur soit trop influencée, en régime dynamique et en régime statique, par la température de la semelle. A ces problèmes, liés aux échanges thermiques, s'ajoutent plusieurs types de problèmes mécaniques. Premièrement, des problèmes de tenue mécanique du détecteur qui doivent être résolus sans fragiliser le détecteur par des flexions importantes et répétées du substrat supportant le détecteur. Deuxièmement, des problèmes mécaniques liés à l'encombrement. D'une part, le détecteur doit être inséré dans une semelle ayant quelques millimètres d'épaisseur. D'autre part, l'existence de l'élément chauffant, de la réserve d'eau, des conduits de vapeur, etc. ne laissent que peu d'espace pour fixer le détecteur et régler les problèmes d'échanges thermiques. Il est donc difficile de satisfaire en même temps toutes ces exigences et cela explique en partie les raisons faisant que les fers à repasser du commerce ne sont pas équipés de détecteur thermique de tissu. Le but de l'invention est donc de satisfaire ces exigences à l'aide de moyens de fixation spécifiques, d'un coût peu élevé, permettant d'assujettir le détecteur thermique à la semelle du fer. Pour cela les moyens de fixation comportent une lame souple alvéolée de faible effusivité, la lame étant destinée à maintenir le détecteur isolé thermiquement de la semelle et à presser souplement le détecteur contre le tissu au cours du repassage, la lame alvéolée étant assujettie à la semelle par un support isolant thermique rigide. Les moyens de fixation sont ainsi suffisamment rigides pour éviter des flexions importantes du détecteur, ce qui évite toute fragilisation, tout en appliquant correctement le détecteur sur le tissu pour assurer un bon contact thermique. Une faible effusivité se caractérise par une faible conductivité thermique, une faible masse spécifique, une faible capacité calorifique. A l'issue d'une période au cours de laquelle le détecteur thermique, placé dans la semelle chaude, n'a pas été mis en contact avec le tissu, on peut observer que le détecteur thermique prend une température d'équilibre plus proche de la température de la semelle (généralement nettement supérieure & C) que de la température du tissu (généralement proche de la température ambiante). A l'instant du démarrage du repassage, la température du détecteur doit décroître très rapidement jusqu'à la température du tissu. Selon l'invention, la constante de temps du détecteur se situe aux environs de 0,1 à 0,4 seconde. Selon l'invention, l'ensemble formé par le détecteur thermique et par les moyens de fixations présente les avantages suivants: - grâce aux faibles capacités calorifiques mises en jeu et à la faible effusivité des moyens de fixation, l'ensemble dispose d'un temps de réponse rapide et d'une aptitude à fournir une mesure adéquate de la température des tissus dans la gamme utile de température pour un contrôle d'un fer à repasser à vapeur: typiquement à partir d'environ 90'C et au-dessus, - très bonne isolation thermique entre le détecteur thermique et la semelle du fer, très bon comportement du détecteur thermique et de l'isolation thermique jusqu'à des températures de la semelle de l'ordre de 200'C qui sont celles qui peuvent étre mesurées sur la semelle du fer. Ainsi les moyens de fixation assurent un faible temps de réponse et une faible inertie thermique au détecteur et un contact à pression souple grâce à la lame souple alvéolée. Une rigidité d'ensemble est obtenue grâce au support assurant la robustesse de l'ensemble détecteur/moyens de fixation. Ces caractéristiques restent maintenues même après une longue séance de repassage car il ne se produit qu'une faible accumulation de chaleur dans la lame alvéolée. Préférentiellement la lame alvéolée est incrustée dans le support pour l'isoler thermiquement latéralement de la semelle et améliorer sa tenue mécanique. Ainsi les moyens de fixation donnent une bonne isolation latérale du détecteur parallèlement au plan de la semelle. Pour protéger le détecteur des phénomènes d'usure et pour assurer une bonne étanchéité notamment à la vapeur d'eau, on revêt le détecteur d'une couche de protection de faible épaisseur. Cette couche peut recouvrir le support, au moins partiellement, pour assurer l'étanchéité entre le détecteur et le support. Ces différents aspects de l'invention et d'autres encore seront apparents et élucidés à partir des modes de réalisation décrits ci-après. L'invention sera mieux comprise à l'aide des figures suivantes données à titre d'exemples non limitatifs qui représentent: Figure 1: un schéma d'un fer à repasser muni d'un détecteur thermique. Figure 2: un schéma d'un premier mode de réalisation des moyens de fixation du détecteur thermique selon l'invention. Figure 3: un schéma d'un second mode de réalisation des moyens de fixation du détecteur thermique selon l'invention. Figure 4: un schéma d'un exemple particulier de réalisation correspondant au second mode. Figure 5: une vue cavalière en coupe d'un détecteur placé dans des moyens de fixation qui donnent au détecteur une forme légèrement bombée vers l'extérieur. La figure 1 représente un fer à repasser 10 de type connu comprenant une semelle 11, des moyens de chauffage 12, un détecteur thermique 13 et des moyens de fixation 14 qui solidarisent le détecteur 13 avec la semelle 11 en les isolant thermiquement l'un de l'autre. Le détecteur thermique sert à régler les moyens de chauffage et/ou l'émission de vapeur dans le cas d'un fer à vapeur. Sur la figure 2 sont représentés, selon l'invention, les moyens de fixation 14 du détecteur 13. En combinant une lame alvéolée 110 avec un support 120, l'invention fournit une réponse aux problèmes de: - souplesse du contact détecteur-tissu, - isolation thermique du détecteur, - tenue mécanique et tenue aux températures élevées de l'ensemble, - encombrement réduit imposé par la faible épaisseur de la semelle et par l'existence des éléments chauffants, réserve d'eau, conduits de vapeur, etc. La lame alvéolée 110 est formée d'un premier matériau souple et isolant thermique, tel qu'un feutre, ayant par constitution une structure alvéolée donc très aérée procurant à la fois la souplesse requise et l'isolation thermique requise. Le feutre présente l'avantage de constituer un très bon isolant thermique. La température du feutre peut monter au-delà de 100'C lorsque le feutre n'est pas en contact avec le tissu. Grâce à sa faible capacité calorifique mise en jeu et à sa faible effusivité, il permet au détecteur de revenir très rapidement à une température proche de celle du tissu. D'autres matériaux alvéolés peuvent également être utilisés, par exemple une mousse de silicone de très faible densité (0,1 à 0,2 environ) ou des matériaux à structure en nid d'abeilles tels que le matériau en polyaramide appelé "Nomex". Ils peuvent être utilisés seuls ou préférentiellement en combinaison avec un feutre qui apporte une souplesse supplémentaire. De plus, le feutre évite au détecteur d'être détérioré par contact direct avec le nid d'abeilles. Le feutre peut être lui-même muni d'une couche intercalaire, par exemple d'une feuille de polyimide, pour éviter au matériau en nid d'abeilles de percer le feutre. On peut utiliser des feutres du commerce résistant à des températures atteignant 250'C environ et ayant une très faible densité de l'ordre de 0,1 à 0,2 environ. Utilisé seul, un support à base de feutre ne présente pas des propriétés mécaniques suffisantes pour être monté et maintenu isolément sur une semelle de fer à repasser sans que le détecteur ne soit détérioré soit au montage soit lors de l'utilisation. Pour surmonter cette difficulté, on place la lame de marque déposée feutre (environ quelques millimètres d'épaisseur) sur un support 120 qui apporte la rigidité mécanique requise et une isolation thermique complémentaire satisfaisante. Ce support est par exemple réalisé en "Téflon", matériau qui convient pour la gamme des températures habituellement rencontrées avec un fer à repasser. Une face de la lame alvéolée 110 reçoit le détecteur 13 qui est maintenu par exemple par pression ou par collage. Sur la face dirigée vers le tissu, le détecteur 13 est recouvert d'une couche de protection 150 de faible épaisseur, par exemple en polyimide, pour assurer l'étanchéité et la protection mécanique du détecteur. Pour éviter un transfert de chaleur dans la couche 150 vers l'élément sensible du détecteur, il est souhaitable que la distance entre l'élément sensible du détecteur et la semelle du fer, parallèlement au plan de semelle, soit assez grande pour avoir un gradient thermique élevé, de l'ordre de 50 C à 80'C par exemple, entre l'élément sensible et la semelle. L'autre face de la lame 110 est également maintenue par pression sur le support 120. A l'interface entre le détecteur et le feutre, on peut placer une mince feuille intercalaire 140 pour empêcher les frottements du détecteur contre le feutre. Le détecteur étant généralement déposé sur un substrat, ce dernier peut constituer soit la couche de protection 150 ou la feuille intercalaire 140 selon le sens de montage donné au détecteur. Le support 120 est muni d'un embout 130 destiné à traverser la semelle 11. L'embout est muni d'un passage pour guider et isoler des connexions électriques 15 reliées au détecteur 13. Une face B de la semelle est en contact avec le tissu. Une autre face A de la semelle est en contact au moins en partie avec une réserve d'eau (non représentée), l'eau se transformant en vapeur au contact de la semelle. La vapeur ainsi produite passe, au cours du repassage, à travers la semelle par des orifices 17. Le support 120 muni de son embout 130 doit assurer l'étanchéité à la vapeur d'eau du côté de la face A. Ceci est obtenu, par exemple, en l'introduisant légèrement à force dans la semelle et/ou en collant le support. La tenue mécanique du support sert donc à la fois pour marque déposée assurer une fixation rigide et étanche avec la semelle et pour maintenir la lame. La lame alvéolée étant assez fragile, on évite donc de la faire déboucher du côté de la face B. De ce fait, pour obtenir une isolation thermique latérale correcte, préférentiellement on incruste la lame dans le support. La couche de protection 150 est alors étendue pour recouvrir la jonction entre la lame et le support afin d'éviter le passage d'humidité ou de vapeur d'eau. L'association de la lame et du support rigide fournit donc une solution optimale aux problèmes rencontrés dans la fixation d'un détecteur thermique à la semelle d'un fer à repasser. Cette combinaison associe une lame alvéolée de très faible effusivité et de faible capacité calorifique mais qui n'a pas nécessairement de bonnes qualités mécaniques, avec un support ayant de très bonnes qualités mécaniques mais qui n'est pas nécessairement un aussi bon isolant thermique que le feutre, et qui, s'il était utilisé seul, serait insuffisant pour satisfaire les exigences demandées. Pour obtenir des mesures fiables de la température du tissu, il est souhaitable de réduire au maximum la capacité calorifique des moyens de fixation. Cette réduction peut conduire à réduire les dimensions des moyens de fixation. Il peut alors arriver que l'épaisseur souhaitable à donner au support devienne si faible que ses qualités mécaniques s'en trouvent amoindries. On résout cette difficulté en réalislant le support en deux parties: une première partie ayant comme qualité prépondérante son isolation thermique et une seconde partie ayant comme qualité prépondérante sa rigidité mécanique. Le matériau formant la seconde partie est alors sélectionné pour sa bonne rigidité même aux faibles épaisseurs. Un tel mode de réalisation est représenté sur la figure 3. Le support 120 est alors formé de deux parties: une partie externe 124, en contact avec la semelle, choisie en premier lieu pour ses qualités d'isolant, mais néanmoins rigide, par exemple du Téflon, et une partie interne 122, en contact avec la lame 110, formée par un matériau choisi en premier lieu pour ses qualités de rigidité, par exemple du Céléron. Ce dernier matériau, en marque déposée particulier, conserve une très bonne rigidité même pour une très faible épaisseur et ceci même après de longues périodes de maintien à température élevée. Ses qualités d'isolant thermique restent néanmoins moins bonnes que celles du Téflon. Il est par ailleurs plus apte à recevoir par collage la couche de protection 150. La complémentarité de ces deux matériaux permet d'obtenir un support ayant une isolation thermique suffisante et une rigidité mécanique suffisante même pour une très faible épaisseur, donc pour une faible capacité calorifique. Il est encore possible de réduire la capacité calorifique des moyens de fixation, pour réduire le temps de réponse du détecteur, et pour obtenir une mesure plus correcte de la température du tissu en pratiquant des évidemments aussi bien dans le support formé d'une partie unique (figure 2) que dans le support formé de deux parties (figure 3) pour réduire les surfaces d'appui des éléments entre-eux afin de réduire les échanges thermiques. Un exemple de réalisation dans le cas o le support est formé de deux parties est représenté sur la figure 4. La partie externe 124 et la partie interne 122 possèdent des évidements 125 qui allègent chacune des parties sur leurs périphéries. Les échanges thermiques entre la partie externe 124 et la partie interne 122 d'une part et les échanges thermiques entre la partie externe 124 et la semelle 11 d'autre part, sont ainsi réduits. Il est également possible de pratiquer des évidements à l'intérieur de la partie externe 124. D'autres manières de réduire les surfaces d'appui peuvent être envisagées par l'homme du métier. Afin de réduire les échauffements par rayonnement venant de la semelle, on peut rendre réfléchissantes les surfaces des supports 124 et 122 en particulier celles orientées vers la semelle. Ceci peut être réalisé par dépôt d'une couche réfléchissante dans l'infra-rouge (aluminium, or) par exemple par évaporation. Bien que cela ne soit pas apparent sur la figure 4, il doit être compris que la couche de protection 150 affleure légèrement vers l'extérieur de la semelle 11. Cette disposition est prévue pour que lors du repassage le détecteur 13 puisse être appliqué, par l'intermédiaire de la couche de protection 150, sur le tissu à repasser. Il est possible de favoriser ce contact avec le tissu en donnant à la lame 110 une forme légèrement bombée par exemple en son centre. Dans un mode particulier de réalisation, ce cas est représenté sur le schéma de la figure 5 qui représente une coupe des moyens de fixation selon une vue en perspective. Les moyens de fixation ont une forme générale d'aspect cylindrique à base circulaire. La partie externe 124 du support présente un aspect de coupelle (renversée sur la figure 5) remplie par une autre coupelle 122 en Céléron, elle-même remplie par un matériau en nid d'abeilles 123 formant la partie interne. Le feutre 110 est positionné sur le matériau 123. Il est préférable de placer une mince feuille de polyimide entre le feutre et la partie en nid d'abeilles pour éviter de détériorer la lame de feutre. Ce feutre est mis légèrement en compression par la pression exercée par la couche de protection 150 collée à la partie externe 124. Le feutre présente, en son centre, une forme bombée lui donnant un effet d'élasticité. Sur ce feutre sont fixés respectivement, une mince feuille intercalaire 140 (figure 4) (non représentée sur la figure 5 mais qui peut être le substrat du détecteur), le détecteur thermique 13 et la couche de protection 150. Ainsi lorsque le fer à repasser glisse sur le tissu, et malgré les irrégularités de surface de ce dernier, le détecteur reste en contact thermique constant permettant d'obtenir une mesure fiable de la température du tissu. Pour fournir une mesure adéquate de la température du tissu et disposer d'un temps de réponse court, il est nécessaire que le détecteur ait une faible capacité calorifique. Il peut s'agir d'un détecteur de température de surface formé d'un élément sensible tel qu'une couche résistive déposée par exemple sur un substrat formé d'une feuille mince de polyimide par une technique couche épaisse ou couche mince, ou d'une couche résistive maintenue par collage par exemple. Il peut s'agir aussi d'éléments sensibles tels que des thermocouples de surface formés, par exemple, de couches minces ou épaisses déposées par les techniques appropriées. La feuille mince utilisée doit pouvoir supporter sans se déformer des températures de l'ordre de 100OC et même au-dessus à cause de l'échauffement engendré par la semelle du fer. La feuille mince doit avoir une capacité calorifique suffisamment faible pour ne pas perturber la mesure de température. Des feuilles minces de polyimide ou de téflon de 20 à 100 micromètres d'épaisseur conviennent à cet usage. 1l REVENDICATIONS 1. Fer à repasser comprenant une semelle (11) destinée à glisser sur un tissu, des moyens de chauffage (12) pour chauffer la semelle, un détecteur thermique (13) pour mesurer une température du tissu au cours d'opérations de repassage et pour contrôler le fer à repasser, des moyens de fixation (14) pour solidariser le détecteur avec la semelle en l'isolant thermiquement de celle-ci caractérisé en ce que les moyens de fixation comportent une lame souple alvéolée (110) de faible effusivité, la lame étant destinée à maintenir le détecteur isolé thermiquement de la semelle et à presser souplement le détecteur contre le tissu au cours du repassage, la lame alvéolée étant assujettie à la semelle par un support isolant thermique rigide (120). 2. Fer à repasser selon la revendication 1 caractérisé en ce que la lame alvéolée est choisie parmi: une lame en feutre, une mousse silicone de faible densité, une lame en nid d'abeilles, ou une combinaison feutre/nid d'abeilles. 3. Fer à repasser selon une des revendications 1 ou 2 caractérisé en ce que la lame alvéolée est incrustée dans le support pour isoler la lame thermiquement et latéralement de la semelle. 4. Fer à repasser selon une des revendications 1 à 3 caractérisé en ce que le support possède des surfaces d'appui limitées pour réduire les échanges thermiques avec la semelle. 5. Fer à repasser selon la revendication 4 caractérisé en ce que le support comporte deux parties (122, 124) formées de matériaux de rigidité différente. 6. Fer à repasser selon une des revendications 1 à 5 caractérisé en ce que le détecteur est muni d'une couche de protection (150) de faible épaisseur pour assurer l'étanchéité et la protection mécanique du détecteur. 7. Fer à repasser selon une des revendications 1 à 6 caractérisé en ce que la lame alvéolée donne au détecteur une forme légèrement bombée vers l'extérieur. 8. Fer à repasser selon une des revendications 1 à 7 caractérisé en ce que le détecteur thermique présente une faible capacité calorifique, le détecteur thermique comportant soit des éléments sensibles résistifs sur support mince, soit des éléments sensibles formés de thermocouples de surface.