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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 .