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REGULATEUR AUTOMATIQUE ELECTRO-THERMIQUE.
La présente invention se rapporte à un régula- teur automatique électro-thermique permettant de régler automa- tiquement l'intensité calorifique ou frigorifique développée dans un appareil ou enceinte déterminée.
Le nouveau régulateur maintient automatique- ment une température réglée d'avance dans l'appareil d'utilisa- tion, en relisant l'ouverture et la fermeture alternatives d'un circuit électrique relié au dispositif de chauffage de
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l'appareil considéré, les alternances d'établissement et de rupture du courant étant de durées inégales et réglables à vo- lonté. On pourrait donc utiliser ce régulateur à la commande à distance de circuits électriques, comportant, par exemple, des combinateurs, des enseignes lamine uses, ou encore pour actionner tout dispositif dont on veuille régler à volonté la mise en oa hors circuit,, ce qui comprend de multiples applioa- tions .
Le régulateur conforme à l'invention comporte essentiellement deux dispositifs dilatables soumis à la tem- pérature à régler, par exemple deux lames bimétalliques en al- liages spéciaux, actionnant deux systèmes mécaniques destinés : a) le premier, à entretenir le mouvement osoil- latoire d'une roue horizontale, qui fonctionne suivant le sens de l'oscillation tantôt comme disjoncteur et tantôt comme oon- joncteur électrique automatique, à durée de rupture réglable, provoquant l'ouverture et la fermeture brusques d'un circuit électrique relié au dispositif de chauffage,
de manière à réa- liser la conjonction ou la disjonction suivant que la tempéra- ture devient inférieure ou supérieure à la température voulue, la roue oscillante étant normalement bloquée par un aliquet- frein se déclenchant lorsque la température atteint la valeur désirée .
@ '.' @ b) le second, à permettre de diminuer la vites- @ se d'cscillation de la roue avant la conjonction, en agissant sur le qui vient s'appuyer sur un profil appro- prié découpé dans la couronne de la roue oscillante , de maniè- re à freiner à volonté le mouvement de retour de la roue tout en maintenant une conjonction brusque des contacts ,
On comprendra plus clairement l'objet de l'in- vention en se reportant à la description et au dessin annexé représentant le dispositif régulateur et son application,à
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titre d'exemple, à un fer électrique à repasser .
Au de sein annexé
La. figure 1 est une vue en plan de la partie supérieure du régulateur avec ses organes de réglage .
La figure 2 est une vue partie en élévation, partie en coupe du régulateur .
La figure 3 est une vue en plan de la fige 2.
La figure 4 est une coupe partielle transver- sale suivant la ligne A-B de la fige 2 .
La figure 5 est une vue en élévation d'un fer à repasser électrique auquel est adapté le régulateur .
La figure 6 est la 'vue en plan correspondante.
La figure 7est une vue en élévation, partie en coupe, d'une autre forme d'exécution de régulateur, en sup- posant la roue oscillante enlevée .
La figure 8 est la vue en plan correspondante.
La figure 9 est une vue de détail.
La figure 10 est un croquis expliquant le fonctionnement du ressort de rappel de la roue oscillante .
La figure 11 est un schéma des connexions électriques reliant le régulateur précédent aux résistances de chauffage, dans le cas où il s'agit d'un fer à repasser .
On a désigné autant que possible dans ces fi- gures les mêmes organes par les mêmas chiffres de référence .
Comme on le voit en se reportant aux figures 1 à 4, le régulateur est installé dans un bâti constitué par deux plaques horizontales 1 et 2 reliées par des montants 3 .
La plaque inférieure 1 porte, fixée par des vis et éorous 4, une cornière 5 en forme d'U. à Laquelle est reliée, par des vis 6, une plaque 7 de forme appropriée . La plaque supérieu- re 2 (fig. 1) porte une ouverture 8 et une échancrure 9, ain-
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si qu'un cadran 10 gradué en degrés devant lequel se déplace une aiguille-manette 11 . Cette aiguille, dont la pointe indique la température de chauffage, comporte un ajourage 12, à travers lequel peuvent se lire les indications relatives aux applications de l'appareil .
L'aiguille 11 est solidaire d'une vis 13 (fig. 4), se déplaçant dans un filetage ménagé dans la plaque fixe 7 . A l'intérieur de la vis creuse 13 vient se loger l'extrémité 14 d'une tige 15 portant une gou- pille ou vis pointeau 16 traversant la vis 13 dans une gorge circulaire 17 prévue à cet effet . La tige 15 est traversée dans sa partie cubique 18 par un arbre 19, dont l'une des extrémités 191 se déplace dans une coulisse verticale 5' por- tée par la cornière 5 et sert de guide à la tige 15 .On voit immédiatement qae la rotation de l'aiguille 11, et par suite celle de la vis 13, provoque le déplacement vertical sans rotation de la tige 15 èt communiqua donc à l'arbre 19 un mouvement vertical de soulèvement ou d'abaissement .
Autour de l'autre extrémité 192 de l'arbre 19 peut pivoter un levier-déclancheur 20, auquel est articulés, pràs de l'arbre 19, ane biellette verticale 21 articulée à son tour à une lame bimétallique dilatable 22 fixée à un support fixe 23 .Grâce à ce montage, la variation de longueur de la lame 22, 'sous l'influenoe des variations thermiques, provoque- ra son incurvation et entraînera par la biellette 21 le dépla- cement du levier-déclancheur 20 autour de 192,une augmenta- tion de température correspondant à un abaissement du levier et une diminution de température à un soulèvement.
On voit également que le déplacement préalable de l'arbre 19, sous l'influence d'une rotation de l'aiguille-manette 11, permet de faire varier à volonté l'amplitude du déplacement de l'extré- mité du levier 20.
A côté de la lame 22 est prévue une lame 22'
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également bimétallique, mais non identique à la précédente, fixée au support 23 et articulée à son extrémité libre à une biellette 21' articulée elle-même sur une manivelle 24 calée sur un arbre 25 monté dans les ailes latérales de la cornière 5 . Sur cet arbre 25 est fixé un ressort droit 28, dont le rôle sera décrit plue loin .
Dans un fraisage de la plaque 7 est monté mainte. nant l'axe 89 d'une roue horizontale 30 : cet axe traverse la plaque supérieure 2 et porte au-dessus de cette plaque une petite aiguille 31 se déplaçant devant un secteur gradué 32.
La roue horizontale 30 comporte un bras 33 percé d'un orifioe 33' dans lequel vient passer l'extrémité libre du ressort 28 fixé sur l'arbre 25 . D'après oe qui précède, on voit que les variations de la température provoqueront des variations de position de la lame 22' et, grâce au système de bielle et ma- nivelle 21' et 24, des rotations de l'arbre 25, modifiant ainsi la pression du ressort 28 sur le bras 33 . Cette pres- sion tend à faire tourner la roue 30 dans le sens des aiguil- les d'une montre dans le cas d'une élévation de température, et dans le sens inverse dans le cas d'un abaissement.
Sur la couronne de la roue 30 sont prévus : 1 ) un ressort plat 34 que viendra pousser le petit bras 20' du levier-déclencheur 80 arrivé à fin de course, poussée qui vient s'ajouter à la pression du ressort 28 sur le bras 33 2 ) un support 35 isolé électriquementde la roue 30 et portant un contact flex- ble 36, 37 .A la partie inférieure de ce support est artiou- lée une bielle conductrice 38 reliée à un maneton 39 tournant sur une vis conductrice 40 et isolée de la masse.
3 ) une denture 41 formant came comprenant deux encoches 42 et 43 séparées par deux rampes inclinées en sens contraire 44 et 45 Avec cette denture coopère un oliquet-frein 46, monté sur un axe 47 disposé dans la cornière 5, et portant une butée
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fixe 48 6 La pression de ce cliquet contre la came 41 est assurée par un ressort 49 fixé à son autre extrémité à un le- vier 50 articulé en 51 dans un prolongement de la plaque 7 et accessible au-dessus de la plaque supérieure 2 . En dépla- gant le levier 30 dans l'échancrure 9 de la plaque 2, il est possible de régler la pression du oliquet-frein 47 sur la roue 30 .
Avec le contact 37 relié à la roue coopère un contact 52 porté par une borne 53 fixée à la plaque 1. A l'une des extrémités de la cornière 5 sont disposés de part et d'autre les logements 54 et 55 des fiches d'amenée de oou- rant .Entre la borne 53 et le logement 55 est montée en dé- rivation une lampe-témoin 56 visible à travers l'ouverture 8 de la plaque supérieure 2 .Les connexions des circuits sont les suivantes
Le circuit de chauffage développant la tempéra- ture à. régler par le régulateur est monté par exemple entre le. borne 53 et le logement 55 .
Le courant arrivant au loge- ment 54 passe par un conducteur 54' à la vis 40, et de là par le maneton 39 et la bielle 38 au support 35, se rend en- suite par la lame 36 aux contacts 37 et 52, et de 1à à la bor- ne 53 .Il traverse ensuite à la fois le circuit de chauffage, et la lampe 56 montée en dérivation et ressort par le loge- ment 55 . On voit donc que l'établissement et la rupture du courant dépendent de la position des contacts 37 et 52, et sont signalés par la lampe 56, et par l'aiguille 31 sur le secteur 32 .
Le fonctionnement du régulateur est le suivant:
L'aiguille-manette 11 étant placée sur l'indi- cation voulue du cadran des températures 10, ou bien sur l'in- dication lue à travers l'ajourage 12, le levier-déclencheur 20 occupe, grâce à la vis 13 et à la tige 15, une position
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bien déterminée . La position des contacts 37 et 52 est oel- le de la fig. 3 . Le circuit de chauffage est fermé, comme on l'a vu plus haut, et la lampe-témoin 56 s'éclaire . La température développée dans l'enceinte ou dans l'appareil d'utilisation orott, ce qui entraîne la dilatation et par suite l'incurvation des lames 22 et 88' .
La lame 22 en s'in- curvant provoque, comme on l'a vu, grâce à la biellette 21, l'abaissement du levier 20, qui pivote autour de 192 ,son extrémité se rapprochant de la butée 48 .En même temps, le petit bras 20' de ce levier vient presser sur le ressort 34, tendant à faire tourner la roue 30 dans le sens des aiguilles d'une montre .Pendant ce temps, la lame 22', qai s'est dila- tée, provoque l'abaissement de la bielle 21', qui entraîne avec elle la manivelle 24 calée sur l'arbre 25 . Cet arbre 25 tourne sur lui-même et met en tension le ressort 28, dont l'extrémité appuyant en 33' sur le bras 33, tend à fai- re tourner la roue 30 également dans le sens des aiguilles d'une montre .
L'abaissement du levier-déclencheur 20 se poursuivant, celui-ci vient au contact de la butée 48 du cliquet-frein 46, et dégage ce dernier de l'encoche 42 de la
30 roueen le faisant pivoter autour de l'axe 47 . A ce moment, le ressort 28, aidé du ressort 34, provoque la rotation brusque de la roue 30 dans le sens des aiguilles d'une mon- tre, ce qui entraîne la rupture brusque du circuit de chauf- fage par éoartement des contacts 37 et 52, l'encoche 43 vient se placer en regard du cliquet-frein 46 . La lampe 56 s'éteint et l'aiguille 31 indique la rupture du courant sur le secteur 32 .
Parallèlement à l'abaissement de température, la roue 30 commence sous l'influence de la réaction des res- sorts une oscillation en sens inverse . Cette oscillation
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est d'abord lente, tant que le cliquet 46 se déplace oontre la rampe 45 . Le cliquet tend en effet dans cette position à freiner le mouvement de la roue, et l'intensité de ce frei- nage peut être facilement réglée en agissant sur le levier 50 qui agit sur le ressort 49 da cliquet . Le cliquet s'engage ensuite sur la rampe inverse 44 sur laquelle il exerce une pression d'abord supérieure, mais qui va en décroissant sur la dite rampe .
La roue 30 termine donc rapidement son oscil- lation, jusqu'à ce que le cliquet tombe dans l'encoche 42, et il y a conjonction brusque des contacts 37 et 52 et réta- blissement du courant . Le levier 20 eet revenu entre temps à une position propsrtionnelle à la durée voulue et réglée d'avance de l'ouverture du circuit, et le dispositif se re- tro uve à la position de départ
On voit donc que le dispositif est entièrement automatique et basé uniquement sur la dilatation thermique des lemes 22 et 22'.Ces lames pourraient évidemment être remplacées par des ressorts à boudin en métal spécial ou par des tiges de petits pistons mobiles dans des cylindres renfermant des liquides ou des gaz .
La liaison par bielle et manivelle entre le support 35 et la vis 40 sert unique- ment à assurer le passage du courant tout en permettant l'os- cillation de la roue 30 .Cette liaison pourrait être réali- sée par d'autres moyens, par exemple en reliant la vis 40 aa pivot 29 de la roue 30 et en établissant une connexion entre ce pivot 29 et le support 35 . Enfin, le mouvement oscilla- toire de la roue 30 qui commande l'établissement du courant peut entretenir également un Combinateur on un dispositif à contacts alternatifs
On a représenté dans les fige. 5 et 6 un dis- positif du type de celui des figures 1 à 4 supposé adapté à. un fer électrique à repasser .
La plaque supérieure 2 est
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constitue ioi par la moitié supérieure du fer ; le cadran 10 est gradué en degrés, et les indications correspondant aux conditions d'utilisation de l'appareil et lisibles radiale- ment à travers l'ajourage 12 sont par exemple les suivantes! " minimum, mousseline, lingerie fine, lainage, linge humide, linge mouille, maximum "correspondant à des températures croissantes . Le secteur 32 indique "courant coupé" ou "cou- rant donné" suivant la position de l'aiguille 31 .
Les con- nexions de la fig. 3 sont oomplétées comme indiqué fige 6 ; le courant parvenant à la borne 53 par les contacts 37 et 52 passe par le conducteur 57 à l'extrémité 58 d'une moitié des résistances de chauffage 59, traverse ensuite cette résistan- ce 59 (figurée schématiquement en traite mixtes), ressort en 60, passe par le conducteur 61 à l'extrémité 60' de 1& secon- de moitié 59' des résistances, et ressort en 58' pour aboutir par le conducteur 55' au logement 55 . La lampe 56 est montée en dérivation entre la borne 53 et l'extrémité 60 grâce aux conducteurs 62 et 63 .La prise de courant d'alimentation , non figurée, qui a une forme d'équerre, vient s'adapter aux logements 54 et 55 .
Le fonctionnement est le même que précédemment.
La manette 11 permet de régler l'oscillation d'aller de la roue 30, et le levier 60 de freiner l'oscillation de retour sur le parcours 45 suivant la durée d'ouverture du circuit dé- sirée . La pression du cliquet 46 sur la rampe 45 devra être d'autant plus forte que cette durée aura été plue longue . En poussant à fond vers la gauche le levier 50, on peut mainte- nir à volonté le cliquet 46 dans l'encoche 45 de la roue 30, et par suite le courant coupé . Le mouvement inverse provoque au contraire la fermeture immédiate et prématurée du courant.
Dans la variante représentée figures 7 à 10, la biellette vertioale 71, qui joue le même rôle que la biel-
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lette 21 des figures précédentes, est articulée en 72 à l'u- ne des branches 73' d'un levier 74, lequel pivote autour d'un axe 75 monté dans les joues 76 de la cornière en forme d'U 77, et dont l'autre branche 732 porte perpendiculaire- ment à son plan une goupille 78 .
Le cliquet-frein , qui peut pivoter autour d'un axe 79 monté dans les joues 76, oomporte deux bran- ches 801 et SO2; la branche 801 porte à son extrémité su- périeure la dent 81 du oliquet , laquelle est taillée en biseau ; elle comporte; de plus, perpendioulairement à, son plan une palette 82 de seotion triangulaire, dont l'arête est placée vers le bas ;
la branche 802 comporte également, perpendiculairement à son plan, une palette d'orientation réglable 83 . :La dent 81 du cliquet est maintenue normale- ment contre le pourtour de la roue oscillante 84 grâce au ressort 85, dont une extrémité est fixée à la vis 86 portée par la branohe 801, et dont l'autre extrémité vient s'insé- rer dans une tige 87 pouvant tourner à frottement dur dans un logement ménagé dans la plaque supérieure88 du bâti du régulateur, de telle sorte que la rotation du bouton mole- té 89 terminant la tige 87 permet de régler facillement la torsion du ressort 85 et par suite la pression de la dent 81 sur la roue .
La roue 84 comporte deux encoches 90 et 91 analogues respectivement aux encoches 42 et 43 de la forme d'exécution précédente, l'encoche 90 comportant un cran d'arrêt 901.
La liaison entre le oliquet-frain et la gou- pille 78 actionnée, indirectement comme on l'a vu , par la biellette 71, est obtenue à l'aide d'une glissière articu- lée que l'on va maintenant décrire (voir figs. 7 et 9 ); cette glissière, dont la forme est nettement indiquée figure
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7 se oompose de deux parties 921 et 922, assemblées par te- non et mortaise, mais pouvant pivoter légèrement l'une par rapport à l'autre autour d'un axe 93, de manière à former on V ouvert vers le haut : dans leur position normale, les deux parties 921 et 922 sont maintenues dans le prolongement l'u- ne de l'autre par un ressort 94 . L'une des extrémités 95 de la partie 921 est taillée en biseau et bute contre la face latérale de la palette 82 .
Cette même partie 921 repose par sa face inférieure oontre l'arête de la palette 83 . La par- tie 922 de la glissière comporte une portion 96 en forme de U renverse, dont la branche horizontale porte un pivot mobi- le 97 muni d'un logement 98, dans lequel peut coulisser une goupille 99 articulée sur un axe 100 parallèle à la goupil- le 78 et porté latéralement par un levier de réglage 101 Ce levier 101 pivote à frottement dur autour de l'axe 75 du levier 74, et se déplace dans l'appareil complètement monté dans une rainure dont les bords portent la graduation néoes- saire au maniement de l'appareil , La partie 922 de la glissiè- re, et par suite la glissière tout entière peut glisser, grâ- ce à des fenêtres 102 et 102' par rapport à des guides fixes 103, 103' assujettis ,
l'un au pivot central 104, l'autre à la borne 104' . Un ressort 105 rappelle constamment la glis- sière vers la droite de la figure 7 .
Enfin la biellette verticale 106, qui joue le même rôle que la biellette 22 des figures 1 à 6, agit, grâce au levier à deux branches 1071, 1072. sur un ressort 108 re- lié 4 la roue oscillante 84 .
Le fonctionnement très simple de l'appareil résulte immédiatement de ce qui précède : La. biellette 71, actionnée par la lame dilata- ble correspondante, s'abaisse, et grâce au levier 731, 732,
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amène la goupille 78 au contact de la goupille 99 . Cette dernière, pivotant autour de l'axe 100 et aoulissant dans le logement 98, entraîne le pivot 97 et par suite la glis- sière tout entière vers la gauche de la figure 7.
Le biseau 95 de la partie 921 de la glissière vient presser sar la faoe latérale de la palette 82 du oli- qaet-frein et vient écarter la branche 801 de la roue oscil- lante, la dent 81 se dégageant da cran 90 . Le léger écarte- ment de la branohe 801 da cliquet-frein, provoque le pivote- ment de ce dernier autour de l'axe 79 ; la palette 83 por- tée par la branohe 802 soulève alors la partie 921 de la glissière , qui pivote autour de l'axe 93, et dont le bi- seau 95 passe au-dessus de la palette 82-(voir fig.9), libé- rant ainsi le cliquet qui vient reposer immédiatement sur le pourtour de la roue oscillante .
A ce moment le ressort 108, mis en tension grâce au système' 106, 1071, 1072 par la dila- tation de la lame correspondante, provoque larotation brus- que de la roue 84 dans le sens des aiguilles d'une montre, la dent 81 glissant sur la rampe qui suit l'encoche 90, ce qui provoque la disjonction brusque des contacte .
Le système dilatable se refroidissant, la gou- pille 78 cesse sa pression sur la goupille 99. Les ressorts 94, 105 ramènent la glissière dans sa position initiale ; et la conjonction brusque Se produit, le s rampes des enco- ches 90 et 91 jouent le même rôle que dans les figures 1 à 6, le ressort 85 réglant la pression du cliquet-frein sur la roue, et le ressort de rappel 108 de la roue favorisant cons- tamment le déplacement de cette dernière dans le sens voulu.
Il est indispensable à ce sujet de préciser le fonctionnement de ce ressort, comme on l'a fait sohémati- quement fig. 10 .
Le'ressort 108 est fixé en deux points mobiles, l'un A appartenant à la roue 84 et décrivant une circonférence
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C de oentre 0, l'autre a appartenant à la branche 107 du levier relié à la biellette 106, et décrivant en plan une droite D figurée en traits mixtes .Dans la position de conjonction initiale, le point a est placé à gauohe du rayon OA . Les lames dilatables s'échauffant, le point a parvient jusqu'en a à droite du rayon OA. A ce moment le cliquet-frein ayant été libéré, le ressort 108 fait pivo- ter brusquement la roue dans le sens des aiguilles d'une montre et parvient à la position a1, A1 qu'on peut? appeler position de point mort, les pointe o, a1, A1 étant en ligne droite .
La disjonction s'étant produite, et le système de lames se refroidissant, le point al revient en a2, de sorte que le ressort tend à faire pivoter la roue dans le sens inverse des aiguilles d'une montre . Le cliquet ayant per- mis an léger déplacement de la roue en glissant le long de la rampe montante de l'encoche 91, le ressort prend la po- sition de point mort a2, A2;le refroidissement se poursui- vant, le point a vient en a3. le ressort est tendu de nou- veau et ainsi de suite .
On voit donc que l'on utilise constamment, pour la s'areté et la. rapidité de la disjonction ou conjonc- tion des contacts, la réaction automatique du ressort 108, après chaque passage au point mort de l'ensemble roue 84, levier 731, 732 et ressort 108; ce qui est une des caraeté- ristiques essentielles de cette forme d'exécution .
On aura intérêt.', avec cette forme de réalisa- tion, à utiliser le montage électrique de la figure 11, dans le cas où on applique l'invention à un fer à repasser.
Dans ce montage 1091 et 1092 sont les bornes de la prise de courant, 1101 et 1102 les résistances de chauffage, 111 le dispositif indicateur et 112 le rupteur commandé par la roue
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oscillante . La lampe indicatrice 56 des figures 1 à 6 est remplacée ici de préférence par un simple filament métallique 111 porté au rouge cerise et observé à travers un verre coloré encastré dans la partie supérieure de l'appareil .
Oette disposition présente sur celle des figures 3 et 6 ,le triple avantage que le filament indioateur reçoit le maximan d'intensité, l'étincelle de rupture au rupteur 112 est minima, et l'ensemble des résistances peut être disposé plas aisément entre deux plaques isolantes par exemple en mica, formant ainsi dans l'appareil un tout facilement amovible.
Les formes de réalisation précédentes ne sont données qu'à titre d'exemple et les régulateurs décrits dans les figures de 1 à 10 peuvent recevoir les applications si- gnalées, sana que l'on s'écarte du cadre de ltinvention .
REVENDICATIONS.
1. Régulateur automatique électro-thermique. permettant de maintenir automatiquement une température ré- glée dtavance dans un appareil ou encinte d'utilisation, en réalisant l'ouverture et la fermeture alternatives d'un cir- cuit électrique relié au dispositif de chauffage au dit ap- pareil ou de la dite enceinte, lee alternances d'établisse- ment et de rupture du courant étant de durées inégales et ré- glables à volonté .
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ELECTRO-THERMAL AUTOMATIC REGULATOR.
The present invention relates to an electro-thermal automatic regulator making it possible to automatically adjust the calorific or refrigerating intensity developed in a given appliance or enclosure.
The new regulator automatically maintains a pre-set temperature in the user device, by re-reading the alternate opening and closing of an electrical circuit connected to the heating device of the device.
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the apparatus considered, the alternations of establishment and interruption of the current being of unequal durations and adjustable at will. This regulator could therefore be used for the remote control of electrical circuits, comprising, for example, combiners, laminated signs, or again to actuate any device whose switching off, which is to be adjusted at will, which includes multiple applications.
The regulator according to the invention essentially comprises two expandable devices subjected to the temperature to be regulated, for example two bimetallic blades in special alloys, actuating two mechanical systems intended: a) the first, to maintain the osoil- latory movement. a horizontal wheel, which operates in the direction of the oscillation, sometimes as a circuit breaker and sometimes as an automatic electrical unjunctor, with adjustable breaking time, causing the sudden opening and closing of an electrical circuit connected to the control device. heater,
so as to achieve the conjunction or disjunction depending on whether the temperature becomes lower or higher than the desired temperature, the oscillating wheel being normally blocked by a brake aliquet triggered when the temperature reaches the desired value.
@ '.' @ b) the second, to make it possible to decrease the speed of @ oscillation of the wheel before the conjunction, by acting on the which comes to rest on an appropriate profile cut out in the crown of the oscillating wheel, to so as to brake at will the return movement of the wheel while maintaining a sudden conjunction of the contacts,
The object of the invention will be understood more clearly by referring to the description and to the appended drawing showing the regulating device and its application, to
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for example, to an electric iron.
Within annexed breast
Figure 1 is a plan view of the upper part of the regulator with its adjusting members.
Figure 2 is a partly elevational, partly sectional view of the regulator.
Figure 3 is a plan view of Fig 2.
Figure 4 is a partial cross section taken along line A-B of fig 2.
FIG. 5 is an elevational view of an electric iron to which the regulator is fitted.
Figure 6 is the corresponding plan view.
Figure 7 is an elevational view, partly in section, of another embodiment of a governor, with the oscillating wheel removed.
Figure 8 is the corresponding plan view.
Figure 9 is a detail view.
Fig. 10 is a sketch explaining the operation of the swing wheel return spring.
Figure 11 is a diagram of the electrical connections connecting the previous regulator to the heating resistors, in the case of an iron.
The same components have been designated as far as possible in these figures by the same reference numbers.
As can be seen by referring to Figures 1 to 4, the regulator is installed in a frame consisting of two horizontal plates 1 and 2 connected by uprights 3.
The lower plate 1 carries, fixed by screws and éorous 4, an angle 5 in the form of a U. To which is connected, by screws 6, a plate 7 of suitable shape. The upper plate 2 (fig. 1) has an opening 8 and a notch 9, thus
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if a dial 10 graduated in degrees in front of which moves a hand lever 11. This needle, the tip of which indicates the heating temperature, has a cutout 12, through which the indications relating to the applications of the device can be read.
The needle 11 is integral with a screw 13 (fig. 4), moving in a thread formed in the fixed plate 7. Inside the hollow screw 13 is housed the end 14 of a rod 15 carrying a pin or needle screw 16 passing through the screw 13 in a circular groove 17 provided for this purpose. The rod 15 is traversed in its cubic part 18 by a shaft 19, one of the ends 191 of which moves in a vertical slide 5 'carried by the angle iron 5 and serves as a guide for the rod 15. the rotation of the needle 11, and consequently that of the screw 13, causes the vertical movement without rotation of the rod 15 and therefore communicates to the shaft 19 a vertical movement of raising or lowering.
Around the other end 192 of the shaft 19 can pivot a lever-trigger 20, to which is articulated, near the shaft 19, a vertical rod 21 articulated in turn to an expandable bimetal blade 22 fixed to a fixed support 23. Thanks to this assembly, the variation in length of the blade 22, under the influence of thermal variations, will cause its curvature and will cause by the rod 21 the displacement of the trigger lever 20 around 192, a an increase in temperature corresponding to a lowering of the lever and a decrease in temperature to a lifting.
It can also be seen that the prior displacement of the shaft 19, under the influence of a rotation of the needle-lever 11, makes it possible to vary the amplitude of the displacement of the end of the lever 20 at will.
Beside the blade 22 is provided a blade 22 '
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also bimetallic, but not identical to the previous one, fixed to the support 23 and articulated at its free end to a link 21 'itself articulated on a crank 24 wedged on a shaft 25 mounted in the side wings of the angle iron 5. On this shaft 25 is fixed a right spring 28, the role of which will be described further on.
In a milling plate 7 is mounted many. nant the axis 89 of a horizontal wheel 30: this axis passes through the upper plate 2 and carries above this plate a small needle 31 moving in front of a graduated sector 32.
The horizontal wheel 30 comprises an arm 33 pierced with an orifioe 33 'in which the free end of the spring 28 fixed to the shaft 25 passes. From the foregoing, it can be seen that the variations in temperature will cause variations in the position of the blade 22 'and, thanks to the system of connecting rod and handle 21' and 24, rotations of the shaft 25, modifying thus the pressure of the spring 28 on the arm 33. This pressure tends to rotate the wheel 30 clockwise in the case of a rise in temperature, and in the reverse direction in the case of a lowering.
On the crown of the wheel 30 are provided: 1) a flat spring 34 that will be pushed by the small arm 20 'of the trigger lever 80 when it reaches the end of its travel, a thrust which is added to the pressure of the spring 28 on the arm 33 2) a support 35 electrically insulated from the wheel 30 and carrying a flexible contact 36, 37. At the lower part of this support is articulated a conductive rod 38 connected to a crank pin 39 rotating on a conductive screw 40 and insulated of the mass.
3) a toothing 41 forming a cam comprising two notches 42 and 43 separated by two ramps inclined in opposite directions 44 and 45 With this toothing cooperates a brake oliquet 46, mounted on a pin 47 disposed in the angle iron 5, and carrying a stop
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fixed 48 6 The pressure of this pawl against the cam 41 is ensured by a spring 49 fixed at its other end to a lever 50 articulated at 51 in an extension of the plate 7 and accessible above the upper plate 2. By moving the lever 30 in the notch 9 of the plate 2, it is possible to adjust the pressure of the brake lever 47 on the wheel 30.
With the contact 37 connected to the wheel cooperates a contact 52 carried by a terminal 53 fixed to the plate 1. At one end of the bracket 5 are arranged on either side the housings 54 and 55 of the plugs. lead-in. Between terminal 53 and housing 55 is mounted a pilot lamp 56 visible through the opening 8 of the top plate 2. The circuit connections are as follows
The heating circuit developing the temperature to. set by the regulator is mounted eg between the. terminal 53 and housing 55.
The current arriving at the housing 54 passes through a conductor 54 'to the screw 40, and from there through the crank pin 39 and the connecting rod 38 to the support 35, then passes through the blade 36 to the contacts 37 and 52, and from 1 to terminal 53. It then passes through both the heating circuit, and the lamp 56 mounted in bypass and exits through housing 55. It can therefore be seen that the establishment and breaking of the current depend on the position of the contacts 37 and 52, and are signaled by the lamp 56, and by the needle 31 on the sector 32.
The operation of the regulator is as follows:
The hand-lever 11 being placed on the desired indication of the temperature dial 10, or else on the indication read through the perforation 12, the trigger lever 20 occupies, thanks to the screw 13 and at rod 15, a position
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well determined. The position of the contacts 37 and 52 is that of FIG. 3. The heating circuit is closed, as seen above, and the indicator lamp 56 lights up. The temperature developed in the enclosure or in the orott use apparatus, which causes the expansion and consequently the curvature of the blades 22 and 88 '.
The blade 22 by curving causes, as we have seen, thanks to the rod 21, the lowering of the lever 20, which pivots around 192, its end approaching the stop 48. At the same time, the small arm 20 'of this lever presses on the spring 34, tending to rotate the wheel 30 in the direction of clockwise. During this time, the blade 22', which has expanded, causes the lowering of the connecting rod 21 ', which brings with it the crank 24 wedged on the shaft 25. This shaft 25 rotates on itself and puts in tension the spring 28, the end of which pressing at 33 'on the arm 33 tends to turn the wheel 30 also in the direction of clockwise.
The lowering of the trigger lever 20 continuing, the latter comes into contact with the stop 48 of the pawl-brake 46, and disengages the latter from the notch 42 of the
30 wheel making it pivot around axis 47. At this moment, the spring 28, helped by the spring 34, causes the sudden rotation of the wheel 30 in the direction of clockwise, which causes the sudden rupture of the heating circuit by spacing the contacts 37. and 52, the notch 43 is placed opposite the pawl 46. The lamp 56 goes out and the needle 31 indicates the failure of the current on the sector 32.
At the same time as the temperature is lowered, the wheel 30 begins to oscillate in the opposite direction under the influence of the reaction of the springs. This oscillation
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is initially slow, as long as the pawl 46 moves against the ramp 45. The pawl tends in fact in this position to slow down the movement of the wheel, and the intensity of this braking can be easily adjusted by acting on the lever 50 which acts on the spring 49 of the pawl. The pawl then engages on the reverse ramp 44 on which it exerts a pressure which is initially greater, but which decreases on said ramp.
The wheel 30 therefore rapidly ends its oscillation, until the pawl falls into the notch 42, and there is a sudden conjunction of the contacts 37 and 52 and re-establishment of the current. The lever 20 has meanwhile returned to a position proportional to the desired time and set in advance of the opening of the circuit, and the device returns to the starting position.
It can therefore be seen that the device is fully automatic and based solely on the thermal expansion of lemes 22 and 22 '. These blades could obviously be replaced by coil springs made of special metal or by rods of small pistons movable in cylinders containing cylinders. liquids or gases.
The connection by connecting rod and crank between the support 35 and the screw 40 serves only to ensure the passage of the current while allowing the oscillation of the wheel 30. This connection could be achieved by other means, for example by connecting the screw 40 to a pivot 29 of the wheel 30 and by establishing a connection between this pivot 29 and the support 35. Finally, the oscillating movement of the wheel 30 which controls the establishment of the current can also maintain a combiner or a device with alternating contacts.
We have represented in the figs. 5 and 6 a device of the type of that of Figures 1 to 4 assumed to be suitable for. an electric iron.
The top plate 2 is
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constitutes ioi by the upper half of the iron; the dial 10 is graduated in degrees, and the indications corresponding to the conditions of use of the apparatus and readable radially through the cutout 12 are for example as follows! "minimum, muslin, fine lingerie, woolen, damp linen, wet linen, maximum" corresponding to increasing temperatures. Sector 32 indicates "current cut" or "current given" depending on the position of needle 31.
The connections in fig. 3 are completed as indicated in fig 6; the current reaching terminal 53 via contacts 37 and 52 passes through conductor 57 at the end 58 of one half of the heating resistors 59, then passes through this resistor 59 (shown schematically in mixed processes), spring in 60, passes through conductor 61 at the 60 'end of 1 & second- half 59' of the resistors, and comes out at 58 'to terminate through conductor 55' at housing 55. The lamp 56 is mounted in branch between the terminal 53 and the end 60 thanks to the conductors 62 and 63. The power outlet, not shown, which has a square shape, fits into the housings 54 and 55.
The operation is the same as before.
The lever 11 makes it possible to adjust the forward oscillation of the wheel 30, and the lever 60 to brake the return oscillation on the path 45 according to the desired opening time of the circuit. The pressure of the pawl 46 on the ramp 45 should be all the stronger the longer this duration has been. By pushing lever 50 fully to the left, the pawl 46 can be kept in the notch 45 of the wheel 30 at will, and therefore the current cut off. On the contrary, the reverse movement causes the immediate and premature closure of the current.
In the variant shown in Figures 7 to 10, the vertical link 71, which plays the same role as the link
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lette 21 of the preceding figures, is articulated at 72 at one of the branches 73 'of a lever 74, which pivots about an axis 75 mounted in the cheeks 76 of the U-shaped angle bracket 77, and the other branch 732 of which carries a pin 78 perpendicularly to its plane.
The pawl-brake, which can pivot about an axis 79 mounted in the cheeks 76, has two branches 801 and SO2; branch 801 carries at its upper end tooth 81 of the oliquet, which is bevelled; it involves; moreover, perpendicular to its plane, a pallet 82 of triangular seotion, the edge of which is placed downwards;
the branch 802 also comprises, perpendicular to its plane, an adjustable orientation pallet 83. : The tooth 81 of the pawl is held normally against the periphery of the oscillating wheel 84 thanks to the spring 85, one end of which is fixed to the screw 86 carried by the branohe 801, and the other end of which is inserted. rer in a rod 87 which can rotate with hard friction in a housing made in the upper plate 88 of the frame of the regulator, so that the rotation of the knurled knob 89 terminating the rod 87 makes it possible to easily adjust the torsion of the spring 85 and by following the pressure of tooth 81 on the wheel.
The wheel 84 has two notches 90 and 91 respectively similar to the notches 42 and 43 of the previous embodiment, the notch 90 comprising a stopper 901.
The connection between the oliquet-grain and the pin 78 actuated, indirectly as we have seen, by the connecting rod 71, is obtained using an articulated slide which will now be described (see figs. 7 and 9); this slide, whose shape is clearly indicated in figure
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7 consists of two parts 921 and 922, assembled by te- non and mortise, but being able to pivot slightly with respect to one another around an axis 93, so as to form a V open upwards: in their normal position, the two parts 921 and 922 are held in line with one another by a spring 94. One of the ends 95 of the part 921 is bevelled and abuts against the side face of the pallet 82.
This same part 921 rests by its lower face against the edge of the pallet 83. Part 922 of the slide comprises a portion 96 in the shape of an inverted U, the horizontal branch of which carries a movable pivot 97 provided with a housing 98, in which can slide a pin 99 articulated on an axis 100 parallel to the slide. the pin 78 and carried laterally by an adjustment lever 101 This lever 101 swivels with hard friction around the axis 75 of the lever 74, and moves in the device completely assembled in a groove whose edges bear the neoes graduation - in the handling of the apparatus, the part 922 of the slide, and consequently the entire slide, can slide, thanks to windows 102 and 102 'with respect to fixed guides 103, 103' attached,
one at central pivot 104, the other at terminal 104 '. A spring 105 constantly recalls the slide to the right of FIG. 7.
Finally, the vertical link 106, which plays the same role as the link 22 of FIGS. 1 to 6, acts, thanks to the lever with two branches 1071, 1072. on a spring 108 connected 4 to the oscillating wheel 84.
The very simple operation of the apparatus results immediately from the foregoing: The. Rod 71, actuated by the corresponding expandable blade, is lowered, and thanks to the lever 731, 732,
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brings the pin 78 into contact with the pin 99. The latter, pivoting around the axis 100 and sliding in the housing 98, drives the pivot 97 and consequently the entire slide to the left of FIG. 7.
The bevel 95 of the part 921 of the slideway presses the lateral side of the pallet 82 of the brake lever and moves the branch 801 of the oscillating wheel away, the tooth 81 disengaging from the notch 90. The slight separation of the branohe 801 of the pawl-brake causes the latter to pivot around the axis 79; the pallet 83 carried by the arm 802 then lifts the part 921 of the slide, which pivots around the axis 93, and the rod 95 of which passes above the pallet 82- (see fig. 9) , thus releasing the pawl which immediately rests on the periphery of the oscillating wheel.
At this moment the spring 108, tensioned by the system '106, 1071, 1072 by the expansion of the corresponding blade, causes the abrupt rotation of the wheel 84 in the direction of clockwise, the tooth 81 sliding on the ramp which follows the notch 90, which causes the sudden disjunction of the contacts.
As the expandable system cools, the pin 78 ceases its pressure on the pin 99. The springs 94, 105 return the slide to its initial position; and the sudden conjunction occurs, the ramps of the notches 90 and 91 play the same role as in Figures 1 to 6, the spring 85 regulating the pressure of the pawl-brake on the wheel, and the return spring 108 of the wheel constantly favoring the movement of the latter in the desired direction.
In this regard, it is essential to specify the operation of this spring, as was done previously in fig. 10.
The spring 108 is fixed at two movable points, one A belonging to the wheel 84 and describing a circumference
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C of o between 0, the other a belonging to the branch 107 of the lever connected to the rod 106, and describing in plan a line D shown in phantom lines. In the initial conjunction position, the point a is placed to the left of the radius OA. As the expandable blades heat up, point a reaches up to a to the right of radius OA. At this moment, the pawl-brake having been released, the spring 108 causes the wheel to pivot abruptly in the direction of clockwise and reaches the position a1, A1 which one can? call neutral position, points o, a1, A1 being in a straight line.
The disjunction having occurred, and the system of blades cooling, the point al returns to a2, so that the spring tends to make the wheel pivot in the anti-clockwise direction. The pawl having allowed a slight movement of the wheel by sliding along the rising ramp of the notch 91, the spring assumes the neutral position a2, A2; cooling continues, point a comes in a3. the spring is tensioned again and so on.
We therefore see that we are constantly using, for the sarety and the. rapidity of the disjunction or conjunction of the contacts, the automatic reaction of the spring 108, after each shift to neutral of the wheel assembly 84, lever 731, 732 and spring 108; which is one of the essential characteristics of this embodiment.
It will be advantageous, with this embodiment, to use the electrical assembly of FIG. 11, in the case where the invention is applied to an iron.
In this assembly 1091 and 1092 are the terminals of the socket, 1101 and 1102 the heating resistors, 111 the indicating device and 112 the switch controlled by the wheel
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oscillating. The indicator lamp 56 of FIGS. 1 to 6 is replaced here preferably by a simple metallic filament 111 brought to cherry red and observed through a colored glass embedded in the upper part of the apparatus.
This arrangement presents on that of Figures 3 and 6, the triple advantage that the indiator filament receives the maximum intensity, the breaking spark at the breaker 112 is minimum, and all the resistors can be placed easily between two plates. insulating materials, for example in mica, thus forming an easily removable whole in the device.
The foregoing embodiments are given by way of example only and the regulators described in Figures 1 to 10 can accommodate the applications indicated, without departing from the scope of the invention.
CLAIMS.
1. Automatic electro-thermal regulator. making it possible to automatically maintain a temperature set in advance in an appliance or enclosure for use, by carrying out the alternate opening and closing of an electrical circuit connected to the heating device to said appliance or to said enclosure , the alternations of establishing and breaking of the current being of unequal durations and adjustable at will.