FR2521770A1 - Fast-acting thermal cut=out for heating appliance - has fusible solder plug which causes two contacts to separate when its melting temp. is reached - Google Patents
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Abstract
Description
La présente invention concerne un coupe-circuit thermique pour appareils à chauffage électrique comprenant une plaque chauffante, tels que fes à repasser, grilleviande, friteuses électriques etc. The present invention relates to a thermal circuit breaker for appliances with electric heating comprising a heating plate, such as iron, iron grill, electric fryers etc.
Ce coupe-circuit thermique est destiné à couper de façon irréversible l'alimentation électrique de la plaque chauffante de ces appareils lorsque celleci atteint un certain seuil de température. Ce coupecircuit s'applique notamment au cas où la température de chauffage de la plaque chauffante est réglée par un thermostat. En cas de défaillance de ce thermostat, le coupe-circuit interrompt le chauffage à une température inférieure à la température admissible et évite ainsi la détérioration de l'appareil et les accidents pouvant être causés par une surchauffe de celui-ci. This thermal circuit breaker is intended to irreversibly cut the electrical supply to the heating plate of these devices when it reaches a certain temperature threshold. This circuit breaker applies in particular to the case where the heating temperature of the heating plate is regulated by a thermostat. In the event of a fault with this thermostat, the circuit breaker interrupts heating to a temperature below the admissible temperature and thus prevents damage to the appliance and accidents which may be caused by overheating of the appliance.
Les coupe-circuits connus, encore appelés communément fusibles thermiques sont constitués par des dispositifs indépendants de la plaque chauffante de l'appareil. Ils comprennent une douille métallique contenant une matière tellequ'un sel ou un alliage fusible à la température requise. Cette matière fusible est reliée par ùn ressort de compression à une pièce métallique monté de façon mobile dans la douille et établissant une liaison électrique avec un conducteur électrique isolé de la douille. La douille qui est sous tension électrique est isolée de la plaque chauffante à protéger par une feuille ou un manchon en matière plastique. Known circuit breakers, also commonly called thermal fuses, are constituted by devices independent of the appliance's heating plate. They include a metal sleeve containing a material such as a salt or an alloy fusible at the required temperature. This fusible material is connected by a compression spring to a metal part movably mounted in the socket and establishing an electrical connection with an electrical conductor isolated from the socket. The socket which is under electric voltage is isolated from the heating plate to be protected by a plastic sheet or sleeve.
L'insertion de cette matière plastique isolante entre la douille et la plaque chauffante affecte notablement la transmission thermique entre la plaque chauffante, la douille et la matière fusible, de sorte que le fonctionnement du coupe-circuit intervient nécessairement à une température où la plaque chauffante est à une température supérieure à la température de fusion de la matière précitée.The insertion of this insulating plastic material between the socket and the heating plate significantly affects the thermal transmission between the heating plate, the socket and the fusible material, so that the operation of the circuit breaker necessarily occurs at a temperature where the heating plate is at a temperature above the melting temperature of the aforementioned material.
Ainsi, dans le cas des plaques chauffantes telles que les semelles chauffantes de fers à repasser, présentant une vitesse de montée en température très rapide, on risque en cas de détérioration du thermostat, de porter ces plaques à des températures trop élevées, pendant des durées trop prolongées avant qu'intervienne la fusion de la matière du coupe-circuit. Thus, in the case of heating plates such as the heating soles of irons, having a very rapid rate of temperature rise, there is a risk in the event of deterioration of the thermostat, of bringing these plates to excessively high temperatures, for periods of time. too long before the fuser material melts.
On comprend donc que dans de tels appareils, il est essentiel d'assurer des conditions de transmission thermiques optimales entre la plaque chauffante et la matière fusible du coupe-circuit. It is therefore understood that in such devices, it is essential to ensure optimal thermal transmission conditions between the heating plate and the fuse material of the circuit breaker.
Par ailleurs, le fait qu'on soit obligé d'insérer une matière isolante entre le coupe-circuit et la plaque chauffante, a une incidence défavorable sur le coût de montage. Furthermore, the fact that it is necessary to insert an insulating material between the circuit breaker and the heating plate, has an unfavorable effect on the mounting cost.
Lorsque les plaques chauffantes portées à des températures relativement élevées, comme dans le cas des fers à repasser, des grille- viande et des friteuses électriques, les coupe-circuits comportent en tant que matière fusible des alliages tels que plomb-étain ou plomb-zamac présentant un point de fusion compris entre 290 et 4000C. When the hotplates brought to relatively high temperatures, as in the case of irons, toasters and electric fryers, the circuit breakers include as fusible material alloys such as lead-tin or lead-zamac with a melting point between 290 and 4000C.
Ces alliages tendent à fluer sous l'effet de la compression du ressort interposé entre eux et
a la pièce de transmission ng l'interrupteur ainsi qutà la suite des élévations successives de température.These alloys tend to creep under the effect of the compression of the spring interposed between them and
at the transmission part ng the switch as well as following successive temperature rises.
Il s'ensuit que le fonctionnement du coupe-circuit intervient souvent avant la-température souhaitée et ce, sans qu'une défaillance du thermostat ne soit en cause.It follows that the operation of the circuit breaker often occurs before the desired temperature, without a fault in the thermostat being involved.
Le but de la présente invention est de remédier aux inconvénients des réalisations précitées en créant un coupe-circuit fonctionnant d'une manière optimale et parfaitement fiable, tout en étant de réalisation plus simple et moins onéreuse que les dispositifs connus. The object of the present invention is to remedy the drawbacks of the abovementioned embodiments by creating a circuit breaker operating in an optimal and perfectly reliable manner, while being of simpler and less expensive embodiment than the known devices.
Le coupe-circuit thermique visé par l'invention comprend un interrupteur du circuit d'alimentation électrique de la plaque chauffante de l'appareil, une matière fusible placée près de cette plaque chauffante et un organe de transmission en contact avec la matière fusible et avec l'interrupteur, maintenant ce dernier en position de fermeture contre l'action d'un ressort de rappel. The thermal circuit breaker targeted by the invention comprises a switch for the electrical supply circuit of the appliance's heating plate, a fusible material placed near this heating plate and a transmission member in contact with the fusible material and with the switch, keeping the latter in the closed position against the action of a return spring.
Suivant l'invention, ce coupe-circuit thermique est caractérisé en ce que la matière fusible est logée dans une cavité ménagée directementdansla plaque chauffante. According to the invention, this thermal circuit breaker is characterized in that the fusible material is housed in a cavity formed directly in the heating plate.
Ainsi, la matière fusible est directement en contact avec la plaque chauffante, de sorte qu'il n'existe aucun écart de température entre cette dernière et la matière fusible. De ce fait, la fusion de celleci et la coupure de l'alimentation électrique interviennent dès que la température de la plaque atteint la température de fusion de la matière précitée. Thus, the fusible material is directly in contact with the heating plate, so that there is no difference in temperature between the latter and the fusible material. As a result, the melting of this and the interruption of the electrical supply occur as soon as the temperature of the plate reaches the melting temperature of the aforementioned material.
Le coupe-circuit conforme à l'invention fonctionne ainsi dans des conditions de sécurité et de fiabilité optimales. The circuit breaker according to the invention thus operates under optimum safety and reliability conditions.
De plus, ce coupe-circuit est de réalisation très simple puisqu'il évite en particulier l'insertion d'un isolant entre lui et la plaque chauffante, ce qui en même temps limite les risques d'erreur de montage. In addition, this circuit breaker is very simple to produce since it in particular avoids the insertion of an insulator between it and the heating plate, which at the same time limits the risks of assembly error.
Selon une version préférée de l'invention, la matière fusible est une pastille d'un matériau ductile qui est fixée à demeure dans la cavité par matage au moyen d'un poinçon ou analogue. According to a preferred version of the invention, the fusible material is a pellet of ductile material which is fixed permanently in the cavity by stamping by means of a punch or the like.
Ce mode de fixation de la matière fusible est très efficace et permet d'obtenir des conditions d'échange thermique optimales entre cette matière et la plaque chauffante. This method of fixing the fusible material is very effective and makes it possible to obtain optimal heat exchange conditions between this material and the heating plate.
Selon une version avantageuse de l'invention, l'organe de transmission est une tige en matière électriquement isolante dont la section est légèrement inférieure à celle de la cavité, l'espace compris entre la tige et la face latérale de la cavité étant suffisant pour permettre à la matière à l'état fondu de passer dans cet espace. According to an advantageous version of the invention, the transmission member is a rod of electrically insulating material whose cross section is slightly less than that of the cavity, the space between the rod and the lateral face of the cavity being sufficient to allow the melted material to pass through this space.
Ainsi, on évite qu'après fusion de la matière cette tige reste immobile dans la cavité et maintienne l'interrupteur en position fermée. On évite également l'enfoncement de la tige dans la matière avant fusion complète de cette dernière lorsqu'elle est seulement à l'état ramolli. Thus, it is avoided that after melting of the material this rod remains immobile in the cavity and keeps the switch in the closed position. It also prevents the sinking of the rod in the material before complete melting of the latter when it is only in the softened state.
Le matage de la pastille fusible peut être obtenu de façon simple au moyen d'un poinçon de section sensiblement égale à celle de la tige de transmission. The fusible pad can be stamped in a simple manner by means of a punch of section substantially equal to that of the transmission rod.
De préférence, l'extrémité de cette tige est centrée dans l'empreinte résultant de l'opération précitée de matage.Preferably, the end of this rod is centered in the imprint resulting from the above-mentioned matting operation.
Ainsi la position de cette tige par rapport à la pastille en matière fusible est parfaitement définie et ne risque pas d'être modifiée lors de l'utilisation de l'appareil équipé du court-circuit conforme à linven- tion. Thus, the position of this rod relative to the disc of fusible material is perfectly defined and is not likely to be modified when using the device equipped with the short circuit according to the invention.
D'autres particularités et avantages de l'invention apparattront encore dans la description ci-après. Other features and advantages of the invention will become apparent in the description below.
Aux dessins annexés, donnés à titre d'exemples non limitatifs:
- la figure 7 est une vue en coupe transversale partielle d'une plaque chauffante comprenant une cavité qui renferme la matière fusible d'un coupe-circuit conforme à l'invention;
- la figure 2 est une vue en coupe montrant l'ensemble du coupe-circuit, en position de service;
- la figure 3 est une vue similaire à la figure 2, montrant le coupe-circuit en position de coupure de l'alimentation électrique;
- la figure 4 est une vue en coupe suivant le plan IV-IV de la figure 2;
- la figure 5 est une vue en coupe suivant le plan V-V de la figure 3.In the appended drawings, given by way of nonlimiting examples:
- Figure 7 is a partial cross-sectional view of a heating plate comprising a cavity which contains the fusible material of a circuit breaker according to the invention;
- Figure 2 is a sectional view showing the entire circuit breaker in the service position;
- Figure 3 is a view similar to Figure 2, showing the circuit breaker in the cut-off position of the power supply;
- Figure 4 is a sectional view along the plane IV-IV of Figure 2;
- Figure 5 is a sectional view along the plane VV of Figure 3.
Dans la réalisation des dessins annexés, la référence 1 désigne une plaque chauffante par exemple en aluminium, appartenant à un appareil de chauffage électrique, tel que fer à repasser, grille-viande, friteuse et analogue. In the production of the accompanying drawings, the reference 1 designates a heating plate, for example made of aluminum, belonging to an electric heating appliance, such as an iron, a grill, a fryer and the like.
Dans cette plaque chauffante 1 est noyée une résistance électrique de chauffage 3. In this heating plate 1 is embedded an electrical heating resistance 3.
Près de cette résistance 3, est disposée une protubérance 4 moulée d'une seule pièce avec la plaque chauffante 1. Near this resistor 3, a protuberance 4 is molded in one piece with the heating plate 1.
Dans cette protubérance 4 est ménagée une cavité cylindrique 5 dont l'axe est perpendiculaire à la plaque 1. In this protuberance 4 is formed a cylindrical cavity 5 whose axis is perpendicular to the plate 1.
A une certaine distance de la plaque chauffante 1 (voir figures 2 et 3) s'étend parallèlement à cette dernière, une paroi 6 en matière thermiquement et électriquement isolante, telle que bakélite ou polypropylène, constituant un écran thermique. Cette paroi 6 comporte en regard de la cavité 5 une ouverture 7 (voir également figure 5). At a certain distance from the heating plate 1 (see FIGS. 2 and 3) extends parallel to the latter, a wall 6 of thermally and electrically insulating material, such as bakelite or polypropylene, constituting a thermal screen. This wall 6 comprises, opposite the cavity 5, an opening 7 (see also FIG. 5).
Sur les bords opposés de cette ouverture 7, sont fixées respectivement une lame conductrice fixe 8 et une lame conductrice élastique et mobile 9, par exemple en bronze à ressort, connectées au circuit d'alimentation électrique de la résistance chauffante 3. On the opposite edges of this opening 7 are fixed respectively a fixed conductive strip 8 and an elastic and movable conductive strip 9, for example made of spring bronze, connected to the electrical supply circuit of the heating resistor 3.
Ces deux lames 8 et 9 constituent ainsi un interrupteur.These two blades 8 and 9 thus constitute a switch.
Sur la figure 2, les extrémités libres 8a et 9a des lames 8 et 9 sont maintenues en contact contre l'action de la force de rappel exercée par la lame conductrice 9. Cette force de rappel tend à ramener la lame conductrice mobile 9 vers la butée 10 (voir figure 3) qui s'étend entre l'ouverture 7 et la protubérance 4. In FIG. 2, the free ends 8a and 9a of the blades 8 and 9 are kept in contact against the action of the restoring force exerted by the conductive blade 9. This restoring force tends to bring the movable conductive blade 9 towards the stop 10 (see FIG. 3) which extends between the opening 7 and the protrusion 4.
Cette butée 10 est constituée par une traverse reliée
à l'un des bords de l'ouverture 7 de la cloison 6, comme indiqué notamment sur la figure 5. Cette butée 10 présente un trou circulaire 11.This stop 10 is constituted by a cross member connected
at one of the edges of the opening 7 of the partition 6, as indicated in particular in FIG. 5. This stop 10 has a circular hole 11.
Dans la cavité 5 de la protubérance 4 est engagée une pastille cylindrique 12 en matière fusible et ductile, telle qu'un alliage de plomb et d'étain dont le point de fusion est compris entre entre 290 et 4000C. In the cavity 5 of the protuberance 4 is engaged a cylindrical pellet 12 of fusible and ductile material, such as an alloy of lead and tin, the melting point of which is between 290 and 4000C.
Cette pastille 12 est fixée à demeure dans la cavité 5 par matage au moyen d'un poinçon ou analogue. This patch 12 is fixed permanently in the cavity 5 by stamping by means of a punch or the like.
Cette pastille cylindrique 12 présente initialement un diamètre légèrement inférieur à celui de la cavité cylindrique 5 de façon à faciliter son introduction dans cette dernière. This cylindrical patch 12 initially has a diameter slightly smaller than that of the cylindrical cavity 5 so as to facilitate its introduction therein.
La matage de cette pastille 12 au moyen d'un poinçon entrasse une déformation de celle-ci qui a pour effet d'assurer une liaison intime entre cette pastille et la surface latérale de la cavité 5. The stamping of this patch 12 by means of a punch leads to a deformation thereof which has the effect of ensuring an intimate connection between this patch and the lateral surface of the cavity 5.
Le matage de la pastille 12 qui est réalisé au moyen d'un poinçon de diamètre inférieur à la cavité 5 a également pour effet de former sur la face supérieure de la pastille 12 une empreinte 13 en forme de cuvette cylindrique (voir figure 1) bordée par un bourrelet annulaire 14 en appui contre la face latérale de la cavité 5. The stamping of the patch 12 which is produced by means of a punch of diameter smaller than the cavity 5 also has the effect of forming on the upper face of the patch 12 an imprint 13 in the form of a cylindrical bowl (see FIG. 1) bordered by an annular bead 14 bearing against the lateral face of the cavity 5.
Compte tenu des tolérances sur les dimensions de la pastille 12, on s'arrange lors de l'opération de matage au moyen du poinçon, pour que la distance
L comprise entre le fond de l'empreinte 13 et la face exté rieure de la plaque chauffante 1 soit constante.Taking into account the tolerances on the dimensions of the pad 12, it is arranged during the stamping operation by means of the punch, so that the distance
L between the bottom of the imprint 13 and the outer face of the heating plate 1 is constant.
Dans l'empreinte 13 de la pastille 12 est centrée une tige 15 en matière électriquement isolante telle que la stéatite, qui est engagée dans le trou circulaire 11 de la butée 12 et prend appui contre la lame conductrice mobile 9 en maintenant celle-ci en contact avec la lame conductrice fixe 8, comme indiqué sur la figure 2. In the imprint 13 of the patch 12 is centered a rod 15 of electrically insulating material such as soapstone, which is engaged in the circular hole 11 of the stop 12 and bears against the movable conductive strip 9 while maintaining the latter in contact with the fixed conductive strip 8, as shown in Figure 2.
Le diamètre de la tige isolante 15 est inférieur d'environ 2 à 5/10ème de millimètre au diamètre de la cavité 5. The diameter of the insulating rod 15 is approximately 2 to 5 / 10ths of a millimeter less than the diameter of the cavity 5.
Le fonctionnement du coupe-circuit que l'on vient de décrire est le suivant:
Lorsqu'en cas d'anomalie de fonctionnement du thermostat qui est chargé de régler la température de la plaque chauffante 1, cette dernière s'échauffe anormalement et atteint la température de fusion de la pastille 12. Celle-ci fond brusquement; decefaJt,1a tige isolante 15 s'enfonce sous l'effet de la force de rappel exercé par la lame conductrice 9, dans ia matière fondue de la pastille 12.The operation of the circuit breaker just described is as follows:
When, in the event of an abnormality in the operation of the thermostat which is responsible for adjusting the temperature of the heating plate 1, the latter heats up abnormally and reaches the melting temperature of the tablet 12. The latter suddenly melts; decefaJt, the insulating rod 15 sinks under the effect of the restoring force exerted by the conductive strip 9, in the molten material of the pellet 12.
Lors de l'enfoncement de la tige isolante 15, le métal fondu remonte dans l'espace annulaire existant entre la tige 15 et la face latérale de la cavité 5. When the insulating rod 15 is driven in, the molten metal rises in the annular space existing between the rod 15 and the lateral face of the cavity 5.
Cet espace annulaire est en effet suffisamment large pour permettre le passage du métal fondu, mais est en même temps suffisamment étroit pour éviter le fluage de la matière dans cet espace, avant sa fusion complète, lorsqu'elle est seulement à l'état ramolli.This annular space is indeed wide enough to allow the passage of the molten metal, but is at the same time sufficiently narrow to prevent the creep of the material in this space, before its complete melting, when it is only in the softened state.
Lors de l'enfoncement de la tige 15 dans la cavité 5, la lame conductrice 9 s'écarte de la lame fixe 8, comme indiqué sur la figure 3, ce qui entraîne immédiatement l'interruption de l'alimentation électrique de la plaque chauffante 1. Cette dernière ne risque alors plus de s'échauffer davantage, de sorte que la détérioration de cette plaque est évitée. When the rod 15 is inserted into the cavity 5, the conductive blade 9 moves away from the fixed blade 8, as indicated in FIG. 3, which immediately causes the electrical supply to the heating plate to be interrupted 1. The latter then no longer risks overheating, so that the deterioration of this plate is avoided.
En fin de course, la lame conductrice 9 repose sur la butée 10. At the end of the race, the conductive blade 9 rests on the stop 10.
Pour rendre le coupe-circuit à nouveau opérationnel, il suffit d'enlever la pastille fondue 12 et la remplacer par une pastille neuve qui est fixée dans la cavité 5 par matage comme précédemment. La tige isolante 15 est ensuite remise en place de façon à rétablir le contact entre les lames conductrices 8 et 9. To make the circuit breaker operational again, it suffices to remove the melted pad 12 and replace it with a new pad which is fixed in the cavity 5 by stamping as before. The insulating rod 15 is then replaced so as to restore contact between the conductive strips 8 and 9.
Les principaux avantages du coupe-circuit conforme à l'invention sont les suivants:
- sa construction et son montage dans l'appareil sont extrêmement simples,
- le contact thermique entre la matière fusible 12 et la plaque chauffantWest optimal, de sorte que la fusion de cette matière intervient sans délai, dès que la température de la plaque chauffante 1 atteint cette température de fusion,
- la coupure du circuit d'alimentation électrique de la plaque chauffante 1 intervient de façon précise au moment de la fusion de la matière précitée, de sorte que l'on évite à la fois les risques de coupure du circuit électrique avant ou après la température de fusion de la matière 12,
- le mode de fixation par matage de la pastille 12 dans la cavité 5 permet d'ajuster avec précision la distance L comprise entre la surface d'appui de la tige 15 sur cette pastille et la surface extérieure de la plaque 1, de sorte que lors du montage de cette tige 15 dans des appareils fabriqués en série, on assure dans tous les cas un contact optimal entre les lames conductrices 8 et 9.The main advantages of the circuit breaker according to the invention are as follows:
- its construction and installation in the device are extremely simple,
the thermal contact between the fusible material 12 and the heating plate is optimal, so that the melting of this material occurs without delay, as soon as the temperature of the heating plate 1 reaches this melting temperature,
- The interruption of the electrical supply circuit of the heating plate 1 occurs precisely at the time of the melting of the aforementioned material, so that we avoid both the risk of interruption of the electrical circuit before or after the temperature material 12,
the method of fixing by matting the patch 12 in the cavity 5 makes it possible to precisely adjust the distance L between the bearing surface of the rod 15 on this patch and the outer surface of the plate 1, so that during the mounting of this rod 15 in apparatuses produced in series, one ensures in all cases an optimal contact between the conducting blades 8 and 9.
Bien entendu, l'invention n'est pas limitée à l'exemple de réalisation que l'on vient de décrire et on peut apporter à celui-ci de nombreuses modifications, sans sortir du cadre de l'invention. Of course, the invention is not limited to the embodiment which has just been described and many modifications can be made to it, without departing from the scope of the invention.
Ainsi, dans le cas où la plaque chauffante 1 est constituée par une feuille métallique portant des résistances de chauffage serties dans cette feuille, la cavité portant la matière fusible peut être ménagée dans un bloc de métal bon conducteur de la chaleur, fixé par soudage ou analogue à la feuille précitée. Thus, in the case where the heating plate 1 is constituted by a metal sheet carrying heating resistances crimped in this sheet, the cavity carrying the fusible material can be formed in a block of metal which is a good conductor of heat, fixed by welding or analogous to the aforementioned sheet.
Cette cavité pourrait également être emboutie directement dans cette feuille. This cavity could also be stamped directly into this sheet.
Le cas échéant, un ressort pourraît être inséré entre la lame 9 et une butée fixe de l'appareil pour augmenter la force de rappel de cette lame vers la matière fusible 12. If necessary, a spring could be inserted between the blade 9 and a fixed stop of the device to increase the return force of this blade towards the fusible material 12.
Claims (7)
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|---|---|---|---|
| FR8202563A FR2521770B1 (en) | 1982-02-17 | 1982-02-17 | THERMAL CIRCUIT BREAKER FOR ELECTRIC HEATERS |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR8202563A FR2521770B1 (en) | 1982-02-17 | 1982-02-17 | THERMAL CIRCUIT BREAKER FOR ELECTRIC HEATERS |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| FR2521770A1 true FR2521770A1 (en) | 1983-08-19 |
| FR2521770B1 FR2521770B1 (en) | 1986-10-17 |
Family
ID=9271057
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| FR8202563A Expired FR2521770B1 (en) | 1982-02-17 | 1982-02-17 | THERMAL CIRCUIT BREAKER FOR ELECTRIC HEATERS |
Country Status (1)
| Country | Link |
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| FR (1) | FR2521770B1 (en) |
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Also Published As
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|---|---|
| FR2521770B1 (en) | 1986-10-17 |
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