FR2616266A1

FR2616266A1 - Dispositif de regulation ou limitation de temperature

Info

Publication number: FR2616266A1
Application number: FR8807345A
Authority: FR
Inventors: Helmut Bayer
Original assignee: Electrovac AG
Current assignee: Electrovac AG
Priority date: 1987-06-05
Filing date: 1988-06-02
Publication date: 1988-12-09
Anticipated expiration: 2008-06-02
Also published as: DE3817450A1; GB8813111D0; US4889971A; IT8820852A0; GB2205687A; AT386690B; GB2205687B; ATA144387A; IT1217777B; FR2616266B1; DE3817450C2

Abstract

Le dispositif de régulation de température comporte un boîtier de contacts muni d'un organe élastique de contact mobile pour l'interruption d'un circuit de courant, et dont est solidaire une ferrure de fixation. Un tube 7 en matière à faible dilatation thermique est en outre prévu, tube dans lequel est disposée une tige 6 mobile suivant la direction longitudinale, réalisée en une matière à forte dilatation thermique. L'extrémité du tube 7 située du côté du commutateur s'appuie dans un logement 12 bombé en saillie en direction du boîtier de contacts et de forme concave.

Description

_ i _

DISPOSITIF DE REGULATION OU LIMITATION DE TEMPERATURE.

La présente invention concerne les dispositifs de régulation ou

limitation d'au moins une valeur de température ou d'un domaine de tempé-

ratures d'éléments chauffants par rayonnement ou par contact d'appareils électriques de cuisson, en liaison avec des surfaces de cuisson constituées de métal, de vitrocéramique ou analogue, du type dans lequel, pour la régulation ou la limitation de la température de l'élément chauffant ou des éléments chauffants, il est disposé entre le ou les éléments chauffants et la surface du cuisson au moins une sonde de température qui comprend une tige à dilatation thermique élevée, laquelle tige est disposée dans un tube à dilatation thermique plus faible, l'une des extrémités de cette tige faisant l'objet d'une liaison avec un système de contacts servant à la régulation ou la limitation de la température de

l'élément chauffant.

Dans un dispositif du type mentionné, la régulation ou la limi-

tation de la température s'obtient en se servant du déplacement axial de la sonde de température en forme de tige,qui est dû à la température,pour actionner le système de contacts, et ceci de manière que le circuit de

courant de chauffage soit mis sous tension pour une température détermi-

née et soit à nouveau mis hors tension pour une température supérieure déterminée. Le tube entourant la tige est formé d'un matériau à résistance élevée à la température et à faible coefficient de dilatation thermique

et il maintient la tige à l'encontre de la résistance d'un ressort héli-

coldal s'étendant dans le sens axial, de sorte que le tube se trouve sous

une contrainte de compression axiale.

Ceci conduit à des difficultés en particulier lors du montage, étant donné qu'à cette occasion, il peut se produire une mise en biais du bottier des contacts par rapport à la sonde de température, c'est-à-dire

39 à l'ensemble tige/tube.

Ce mouvement de mise en biais provoque toutefois dans de nom-

breux cas un éclatement du tube formé de verre quartzeux à son extrémité

située du c8té du bottier des contacts, et donc un déréglage de la tempé-

rature de régulation qui avait été réglée.

On connait aussi - d'après le brevet US-A-4.215.332 - un dispo-

sitif de ce type dans lequel le tube de verre quartzeux est placé dans

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- 2 - une monture en métal qui prend appui sur un élément bombé en forme de calotte sphérique. Toutefois, lorsque le tube en verre se met en biais, il peut se produire un éclatement du fait des tolérances entre ce tube de verre et la monture en métal. Par ailleurs, en raison des coefficients de frottement élevés entre les montures métalliques et l'élément bombé également réalisé en métal, on doit prévoir une lubrification. Si, du fait d'un défaut de lubrification, les coefficients de frottement sont trop

élevés, une rupture du tube est souvent inévitable.

C'est pourquoi la présente invention a pour but de fournir un

dispositif de régulation ou de limitation d'au moins une valeur de tempé-

rature ou d'un domaine de températures d'éléments chauffants par rayonne-

ment ou par contact, du type décrit au début, qui, tout en conservant la forme d'origine du tube, notamment de ses zones extremes, permette une mise en biais sans problème de la sonde de température, c'est-à-dire de l'ensemble tige/tube, surtout sans endommagement de celle-ci. On doit en

outre être assuré que, malgré une mise en biais de la sonde de températu-

re se produisant involontairement lors de l'assemblage, ou bien effectuée

à l'atelier, l'organe de transmission, c'est-à-dire le poussoir de con-

tact, demeure essentiellement au même niveau, de façon qu'il ne se produise aucun déplacement axial de cet organe de transmission et aucune

modification de la température de commutation.

A cet effet, l'invention a pour objet un dispositif du type précité, caractérisé en ce que l'extrémité du tube située du côté du commutateur s'appuie dans un logement bombé en saillie en direction du système bottier de contacts et de forme concave, ce logement comportant

en son centre une ouverture permettant le passage de la tige.

Un tel appui du tube, réalisé dans la plupart des cas en verre

quartzeux, dans un logement concave permet, avec une réalisation particu-

lièrement simple du tube lui-même, une mise en biais absolument sans

problème de la sonde de température, c'est-à-dire de l'ensemble tige-

tube, sans éclatement de la zone extrême du tube se trouvant en contact avec ce logement concave. Ainsi, du fait des surfaces d'appui du logement qui sont disposées sous un certain angle par rapport à l'axe du tube, il

n'existe suivant la direction de cet axe du tube aucun effort de trac-

tion, mais exclusivement des efforts de compression, que l'on sait être 3-

mieux absorbés par le verre que les efforts de traction.

Suivant un mode de réalisation particulièrement avantageux de l'invention, le logement est bombé suivant la surface de l'enveloppe d'un corps de révolution. Une telle conformation du logement permet, après l'assemblage, un angle particulièrement élevé de mise en biais de la tige sans déréglage important du dispositif de régulation. Le corps de révolution peut par exemple être un ellipsoïde, un parabololde,

ou encore une sphère.

De préférence et conformément à l'invention, dans le cas de la réalisation du corps de révolution sous forme d'une sphère, il peut être prévu que le centre de la surface sphérique constituant la surface du logement prévue pour l'extrémité du tube située du c6té du commutateur coïncide avec le centre d'une surface sphérique délimitant l'extrémité de la tige située du coté des contacts. Cette forme de réalisation donne l'assurance que, indépendamment de l'angle de mise en biais de la tige,

il ne se produit pas de modification de niveau de l'organe de transmis-

sion ou poussoir de contact, et donc pas de déréglage du dispositif de régulation.

Toutefois, conformément à un autre mode avantageux de réalisa-

tion de l'invention, le logement peut présenter une forme tronconique.

Dans ce cas, il s'est avéré que, lors d'une mise en biais de la tige de *5 , il se produit simplement des modifications de niveau de l'organe de transmission si faibles que les erreurs de température qui leur sont dues sont de l'ordre de grandeur d'environ 3 C, ce qui se trouve à l'intérieur

des limites de tolérance du dispositif de régulation.

Ceci peut en particulier s'obtenir d'une manière sure lorsque, conformément à une réalisation particulière de l'invention, il est prévu que - vu dans un plan en section transversale -, dans tout le domaine (2gS - de mise en biais du tube et en chaque point de contact de l'extrémité du

tube située du coté du commutateur avec la surface du logement, la surfa-

ce tangentielle à l'endroit de cette surface du logement fait avec l'axe longitudinal de la tige se trouvant dans le tube un angle O d'environ 40 à 800, de préférence environ 65 à 75 . Ceci est aussi valable de la même manière pour le cas o le bombement dulogement a la forme. d'un corps

de révolution quelconque (ellipsoide, parabcloîde, etc..) et cette con-

- 4 - dition angulaire est valable pour chaque point de contact du domaine de

mise en biais.

Il s'est avéré particulièrement avantageux de prévoir que l'angle (P) que la surface tangentielle fait avec la perpendiculaire à l'axe longitudinal de la tige soit supérieur à l'angle de frottement statique entre le tube et la surface du logement. Ceci assure un appui glissant de l'extrémité du tube dans le logement et l'absence, pour toute

position angulaire en biais, du risque que l'arête du tube demeure accro-

chée à la surface du logement, que la tige se mette en biais en même temps

que le tube et que cela conduise à une modification de niveau de l'or-

gane de transmission, et donc à un déréglage du dispositif de régulation.

Suivant un autre mode avantageux de mise en oeuvre de l'objet de l'invention, il peut être prévu que, entre le bottier de contacts ou une ferrure de fixation et une surface d'appui située à l'extrémité de la tige située du côté du commutateur, par exemple un collet de la tête de la tige, il soit disposé un ressort à lame en U dont les ailes s'appuient l'une sur le bottier de contacts ou la ferrure de fixation et l'autre sur la surface d'appui. Cet agencement permet d'obtenir un encombrement en

hauteur extrêmement faible et de maintenir relativement faible le dépla-

cement latéral de la tige qui provoquerait un petit déréglage du disposi-

tif de régulation. Il est dans ce cas avantageux que les ailes du ressort à lame soient perpendiculaires à l'axe longitudinal du dispositif de régulation.

Suivant des variantes de mise en oeuvre de l'invention, le loge-

ment lui-même peut se réaliser dans l'aile du ressort à lame en U qui vient en appui sur le bottier de contacts ou la bride de fixation, ou sur

une ferrure de fixation se trouvant en liaison avec le bottier de con-

tacts, ou encore sur une pièce séparée en forme de douille et reliée de manière amovible au bottier de contacts, la première possibilité s'étant

avérée particulièrement avantageuse.

D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressorti-

ront de la description qui va suivre, à titre d'exemples non limitatifs

et en regard des dessins annexés sur lesquels: la Fig. 1 représente une vue de dessus, et en coupe suivant la

direction longitudinale de la tige, d'une partie d'un dispositif de régu-

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lation de température conforme à l'invention, la Fig. 2 représente une vue de c8té de ce dispositif de la Fig. 1, les Fig. 3 et 4 illustrent chacune, à plus grande échelle, une possibilité d'appui du tube conforme à l'invention,

la Fig. 5 représente une vue partielle d'un autre mode de réali-

sation d'un dispositif conforme à l'invention et les Fig. 6 et 7 sont chacune une représentation schématique d'un

appui de tube.

Un dispositif de régulation ou de limitation de température 1 représenté seulement en partie aux Fig. 1 et 2 se compose d'un bottier de contacts 2 représenté en traits interrompus pour des raisons de simplicité et d'une ferrure de fixation 3 solidaire de ce bottier. Ce bottier de contacts 2 comportant un organe élastique de contact mobile servant à l'interruption du circuit de courant, correspond au bottier de

contacts qui a déjà été décrit de manière détaillée dans le brevet Autri-

chien 383.708 ou le brevet US 4.555.688 de la même demanderesse. Un

organe de transmission de forme cylindrique 4, guidé dans le sens de sa -

longueur dans le bottier de contacts 2 et servant au déplacement de -

l'élément élastique de contact, est prévu pour s'appuyer sur une tête en

forme de collet 5 d'une tige 6 réalisée en métal. Cette tige 6 est entou-

rée sur sa plus grande partie par un tube 7 réalisé an quartz à faible dilatation thermique. Comme également décrit dans les brevets précités, l'extrémité de ce tube 7 qui est éloignée du bottier de contacts 2 s'appuie sur une calotte reliée de manière amovible à l'extrémité de la tige. Un ressort à lame an forme de U 8 comportant deux ailes 9 et 10 est disposé entre la tête 5 de la tige 6 et la ferrure de fixation 3 reliée au bottier de contacts 2. L'aile 9 de ce ressort à lame 8 qui est voisine de l'organe de transmission 4 comporte une lumière 11 à travers laquelle est guidée la tige 6. L'aile 10 du ressort à lame 8 qui est prévue pour s'appuyer sur la ferrure de fixation 3 comporte un logement de forme concave 12 qui est bombé en saillie vers le bottier de contacts 2 et comporte en son centre une lumière 13 servant à recevoir la tige 6 ou

permettre son passage. Ce logement 12, réalisé suivant une forme tronco-

nique, comporte, dans sa zone tournée vers l'extrémité du tube 7, une

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-6- surface 14 qui se trouve au contact de ce tube et qui - vue en coupe transversale - fait avec l'axe longitudinal de ce tube 7 ou de la tige 6 un angle ( d'environ 40 à environ 80 , de préférence de 65 à 75 . Etant donné que aussi bien le trou 11 que l'évidement 13 du ressort à lame 8 sont plus grands que le diamètre de la tige 6, celle-ci peut, en commun avec le tube 7, se placer en biais sans être gênée. A cette occasion, les

arêtes du tube 7 qui se trouvent dans le logement 12 se déplacent légère-

ment en translation le long du plan de contact 14, tandis que, par l'intermédiaire du plan de contact 14 qui est concave par rapport à l'extrémité du tube, et en direction de l'axe longitudinal de ce tube, ce sont uniquement des efforts de compression qui sont transmis au tube 7,

comme l'illustre le parallélogramme de vecteurs de la Fig. 6.

Les deux ailes 9 et 10 du ressort à lame 8 se trouvent sous précontrainte l'une par rapport à l'autre, de sorte que, lorsqu'une aile 10 s'appuie sur la ferrure de fixation 3, ce sont des efforts de traction

qui sont transmis à la tige 6 par l'autre aile 9, en direction de l'orga-

ne de transmission 4. Grâce à la réalisation de ce ressort à lame sous forme d'un ressort plat offrant des plans s'étendant perpendiculairement à la direction longitudinale de la tige, on peut obtenir un encombrement

en hauteur particulièrement faible pour le boîtier de contacts 2.

L'invention n'est pas limitée à la réalisation du logement 12, de forme concave et bombé en saillie vers le bottier de contacts, dans l'aile ellemême du ressort, comme ceci est le cas pour le mode de réalisation représenté à la Fig. 1. Conformément à la Fig. 3, on peut

aussi envisager que ce logement 12 destiné au tube 7 soit prévu directe-

ment dans la ferrure de fixation 3. Conformément à l'autre forme de réalisation de la Fig. 4, le logement 12 destiné à l'appui du tube 7 peut être réalisé sous la forme d'une pièce en forme de douille 15, qui est

par exemple disposée de manière amovible dans la ferrure de fixation 3.

Par ailleurs, l'invention n'est pas limitée au fait que le logement 12 soit réalisé avec une forme conique. C'est ainsi que la forme de ce logement peut aussi être un corps de révolution, de préférence une sphère - comme le montre plus particulièrement la Fig. 5 - ou encore être

un ellipsoïde ou un parabololde.

Dans le cas du mode d'exécution conforme à la Fig. 5, il s'agit

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-7- pour le logement 12 d'une calotte sphérique, auquel cas il est important que le centre M de la surface sphérique 14 de rayon R1 soit aussi le centre de la sphère de rayon R2 dont une calotte constitue l'extrémité supérieure de la tête de tige qui coopère avec l'organe de transmission 4. Cette condition assure ainsi l'absence de toute variation de la posi- tion en hauteur + h de l'organe de transmission 4 lors d'une mise en biais de la tige 6, en même temps que du tube 7, suivant un angle 9. Dans le cas d'un ellipsoïde ou d'un parabololde, cette corrélation des centres est valable au niveau des sphères auxiliaires tangentes au sommet de

l'enveloppe de l'ellipsolde ou du parabololde.

Si la surface de logement 14 conforme à l'exemple de réalisation de la Fig. 1 est de forme tronconique et si les génératrices du cône font

avec l'axe longitudinal du tube 7 un angle de 40 à environ 80 , se trou-

vant dans le domaine indiqué plus haut, on est alors assuré que, lors d'une mise en biais de par exemple Y = $ 5 , la variation de niveau + h de l'organe de transmission 4 est si faible que ceci ne correspond qu'à

des erreurs de température d'environ - 3 C,-ce qui se trouve à l'inté-

rieur des limites de tolérance.

Dans la représentation de la Fig. 6, l'angle que le plan tangen-

tiel au logement 12 au point de contact du tube fait avec la perpendicu-

laire à l'axe longitudinal de la tige est désigné par p. Tant que cet angle est supérieur à l'angle de frottement statique, une mise en biais

de la tige 6 en même temps que du tube 7 peut être exclue.

En vue de réduire les forces de frottement, l'extrémité du tube peut s'appuyer dans le logement 12 avec interposition d'un disque 21, par exemple en Téflon. Ce disque peut être encastré dans la pièce constituant

le logement (Fig. 6), mais peut aussi être posé en applique sur celui-ci.

Il ressort du diagramme vectoriel de forces représenté que la force résultante P agit en direction de l'axe longitudinal de la tige et ne

provoque donc dans le tube que des contraintes de compression.

Dans la variante représentée à la Fig. 7, une douille 20 en

métal est disposée à l'extrémité du tube 7 située du c8té du commutateur.

- 8-

Claims

REVENDICATIONS

1. Dispositif de régulation ou limitation d'au moins une valeur de température ou d'un domaine de températures d'éléments chauffants par rayonnement ou par contact d'appareils électriques de cuissot, en liaison avec des surfaces de cuisson constituées de métal, de vitrocéramique ou analogue, du type dans lequel, pour la régulation ou la limitation de la température de l'élément chauffant ou des éléments chauffants, il est disposé entre le ou les éléments chauffants et la surface du cuisson au

moins une sonde de température qui comprend une tige à dilatation thermi-

que élevée, laquelle tige est disposée dans un tube à dilatation thermi-

que plus faible, l'une des extrémités de cette tige faisant l'objet d'une

liaison avec un système de contacts servant à la régulation ou la limita-

tion de la température de l'élément chauffant, caractérisé en ce que l'extrémité du tube (7) située du c8té du commutateur s'appuie dans un logement (12) bombé en saillie en direction du système bottier de contacts (2) et de forme concave, éventuellement avec interposition d'une

couche intermédiaire, comme par exemple un disque, une douille ou analo-

gue en matière plastique ou métal, ce logement (12) comportant en son

centre une ouverture (13)permettant le passage de la tige (6).

2. Dispositif suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le logement (12) est bombé suivant la surface de l'enveloppe

d'un corps de révolution.

3. Dispositif suivant la revendication 2, caractérisé en ce que le corps de révolution est une sphère et en ce que le centre (M) de la surface sphérique constituant la surface (14) du logement prévu pour l'extrémité du tube (7) située du côté du commutateur coïncide avec le centre (M) d'une surface sphérique délimitant l'extrémité de la tige (6)

située du côté des contacts.

4. Dispositif suivant la revendication 1, caractérisé en ce que

le logement (12) est réalisé avec une forme tronconique.

5. Dispositif suivant l'une des revendications 1, 2 ou 3, carac-

térisé en ce que - vu dans un plan en section transversale -, dans tous le domaine de mise en biais (2g) du tube (7) et en chaque point de - 9 contact de l'extrémité du tube située du côté du commutateur avec la surface (14) du logement, la surface tangentielle à l'endroit de cette surface (14) du logement fait avec l'axe longitudinal de la tige (6) se trouvant dans le tube (7) un angle (Ỏ d'environ 40 à 80 , de préférence environ 65 à 75 .

6. Dispositif suivant la revendication 5, caractérisé en ce que l'angle (t) que la surface tangentielle fait avec la perpendiculaire à l'axe longitudinal de la tige est supérieur à l'angle de frottement

statique entre le tube et la surface du logement.

7. Dispositif suivant l'une des revendications 1 à 6, carac-

térisé en ce que, entre le bottier de contacts (2) ou une ferrure de fixation (3) et une surface d'appui située à l'extrémité de la tige située du côté du commutateur, par exemple un collet de la tête (5) de la tige, est disposé un ressort à lame en U (8) dont les ailes (9, 10) s'appuient l'une sur le bottier de contacts (2) ou la ferrure de

fixation (3) et l'autre sur la surface d'appui..

8. Dispositif suivant la revendication 7, caractérisé en ce que les ailes (9, 10) du ressort à lame (8) sont orientés perpendiculairement

à l'axe longitudinal du dispositif.

9. Dispositif suivant la revendication 7 ou 8, caractérisé en ce que le logement (12) est réalisé dans l'aile (10) du ressort à lame en U

(8) qui vient en appui sur le bottier de contacts ou la bride de fixa-

tion.

10. Dispositif suivant l'une des revendications 1 à 8,

caractérisé en ce que le logement (12) est réalisé sur une ferrure de

fixation (3) se trouvant en liaison avec le bottier de contacts (2).

11. Dispositif suivant l'une des revendications 1 à 8, carac-

térisé en ce que le logement (12) est disposé sur une pièce séparée (15) en forme de douille et reliée de manière amovible au bottier de contacts (2).