FR2853760A1

FR2853760A1 - Thermostatic device for electric household apparatus, has sliding unit including thermal conducting bar with its respective ends in contact with one strip and deformable unit, to change position of mobile contact stud

Info

Publication number: FR2853760A1
Application number: FR0304338A
Authority: FR
Inventors: Manfred Kurt Klaus Muller
Original assignee: ETLS
Current assignee: ETLS
Priority date: 2003-04-08
Filing date: 2003-04-08
Publication date: 2004-10-15
Anticipated expiration: 2023-04-08
Also published as: FR2853760B1

Abstract

The device has an elastic strip (14) arranged between a elastic strip (9) and a deformable unit (12), where the strip (14) is electrically connected to a fixed contact stud (7). A sliding unit has a resistor (16) with positive temperature co-efficient and a thermal conducting bar. Respective ends of the bar are in contact with the deformable unit and the strip (14), to change position of a mobile contact stud.

Description

La présente invention concerne un dispositif thermostatique àThe present invention relates to a thermostatic device with

maintien d'ouverture après déclenchement. hold open after release.

Par le document FR-2 730 856, on connaît un contacteur thermique à déclenchement retardé, comportant - un plot de contact fixe; - un plot de contact mobile monté sur une lame métallique élastique et pouvant occuper l'une ou l'autre de deux positions, pour l'une desquelles ledit plot de contact mobile est en appui contre ledit plot de contact fixe en établissant un contact électrique entre lesdits plots de contact 10 fixe et mobile, tandis que, pour l'autre desdites positions, ledit plot de contact mobile est écarté dudit plot de contact fixe en ouvrant le contact électrique entre lesdits plots de contact fixe et mobile; et - un élément déformable sensible à la température, par exemple un disque bimétallique, susceptible d'agir sur ladite lame élastique pour faire 15 changer ledit plot de contact mobile de position, par l'intermédiaire d'une tige coulissante, constituée par une résistance électrique, dont les extrémités conductrices sont respectivement en appui contre ledit élément déformable et contre ladite lame élastique. Document FR-2 730 856 discloses a delayed-release thermal contactor, comprising - a fixed contact pad; a mobile contact pad mounted on an elastic metal blade and which can occupy one or the other of two positions, for one of which said movable contact pad bears against said fixed contact pad by establishing an electrical contact between said fixed and movable contact pads, while, for the other of said positions, said movable contact pad is moved away from said fixed contact pad by opening the electrical contact between said fixed and movable contact pads; and - a deformable element sensitive to temperature, for example a bimetallic disc, capable of acting on said elastic blade to cause said movable contact pad to change position, by means of a sliding rod, constituted by a resistor electric, the conductive ends of which respectively bear against said deformable element and against said elastic blade.

Ainsi, lorsqu'une tension est appliquée entre lesdits plots de 20 contact fixe et mobile, ladite résistance est parcourue par un courant électrique qui, par effet Joule, augmente la température de ladite résistance et, par conséquent, chauffe ledit disque bimétallique. Thus, when a voltage is applied between said fixed and movable contact pads, said resistance is traversed by an electric current which, by the Joule effect, increases the temperature of said resistance and, consequently, heats said bimetallic disc.

L'apport progressif de chaleur par ladite résistance entraîne la déformation progressive du disque bimétallique, de sorte que celui-ci, à une 25 température déterminée, subit une déformation telle qu'il repousse la résistance à l'encontre de l'action élastique de la lame métallique, de sorte que le plot de contact mobile est écarté du plot de contact fixe, ce qui interrompt la liaison électrique entre lesdits plots de contact fixe et mobile. The progressive addition of heat by said resistance causes the progressive deformation of the bimetallic disc, so that the latter, at a determined temperature, undergoes a deformation such that it pushes the resistance against the elastic action of the metal strip, so that the movable contact pad is spaced from the fixed contact pad, which interrupts the electrical connection between said fixed and movable contact pads.

Lorsque le courant traversant ladite résistance cesse, le disque bimétallique se refroidit progressivement, de sorte qu'il reprend sa position 5 initiale, la lame élastique ramenant le plot de contact mobile contre le plot de contact fixe et repoussant la résistance contre le disque bimétallique. When the current passing through said resistor ceases, the bimetallic disc gradually cools, so that it returns to its initial position, the elastic blade bringing the movable contact pad against the fixed contact pad and pushing the resistance against the bimetallic disc.

L'objet de la présente invention est d'adapter le contacteur thermique décrit ci-dessus à la réalisation d'un dispositif thermostatique permettant d'éviter la refermeture du contact entre lesdits plots de contact 10 mobile et fixe après une ouverture déclenchée par une élévation de température. The object of the present invention is to adapt the thermal contactor described above to the production of a thermostatic device making it possible to avoid reclosing of the contact between said movable and fixed contact pads 10 after an opening triggered by an elevation of temperature.

A cette fin, selon l'invention, le dispositif thermostatique comportant: un plot de contact fixe - un plot de contact mobile monté sur une lame élastique conductrice de l'électricité et pouvant occuper l'une ou l'autre de deux positions, pour l'une desquelles ledit plot de contact mobile est en appui contre ledit plot de contact fixe en établissant un contact électrique entre lesdits plots de contact fixe et mobile, tandis que, pour l'autre desdites posi20 tions, ledit plot de contact mobile est écarté dudit plot de contact fixe en ouvrant le contact électrique entre lesdits plots de contact fixe et mobile; et - un élément déformable sensible à la température, susceptible d'agir sur ladite lame élastique pour faire changer ledit plot de contact mobile de 25 position, par l'intermédiaire d'une tige coulissante, dont les extrémités sont respectivement en appui contre ledit élément déformable et contre ladite lame élastique, est remarquable: - en ce qu'il comporte une lame élastique additionnelle conductrice de l'électricité, disposée entre ladite lame élastique et ledit élément déformable et électriquement reliée audit plot de contact fixe; et - en ce que ladite tige coulissante est constituée de deux parties successives alignées, dont: l'une est constituée par une résistance électrique et est disposée entre ladite lame élastique et ladite lame élastique additionnelle, avec ses extrémités conductrices respectivement en contact avec lesdites lames élastiques; et 10. l'autre est constituée par un barreau de matière thermiquement conductrice, mais électriquement non conductrice, et est disposée entre ledit élément déformable sensible à la température et ladite lame élastique additionnelle, avec ses extrémités au moins sensiblement au contact dudit élément déformable et de ladite lame élastique 15 additionnelle, respectivement. To this end, according to the invention, the thermostatic device comprising: a fixed contact pad - a movable contact pad mounted on an elastic blade conductive of electricity and being able to occupy one or the other of two positions, for one of which said movable contact pad is in abutment against said fixed contact pad by establishing an electrical contact between said fixed and movable contact pads, while, for the other of said positions, said movable contact pad is separated of said fixed contact pad by opening the electrical contact between said fixed and movable contact pads; and a deformable element sensitive to temperature, capable of acting on said elastic blade to cause said movable contact pad to change position, by means of a sliding rod, the ends of which are respectively in abutment against said element. deformable and against said elastic blade, is remarkable: - in that it comprises an additional elastic blade electrically conductive, disposed between said elastic blade and said deformable element and electrically connected to said fixed contact pad; and - in that said sliding rod consists of two successive aligned parts, one of which: one consists of an electrical resistance and is disposed between said elastic blade and said additional elastic blade, with its conductive ends respectively in contact with said blades elastic; and 10. the other is constituted by a bar of thermally conductive, but electrically non-conductive material, and is disposed between said deformable element sensitive to temperature and said additional elastic strip, with its ends at least substantially in contact with said deformable element and of said additional elastic blade 15, respectively.

Ainsi, en l'absence d'apport de chaleur important audit élément déformable, le courant peut passer normalement entre les plots de contact fixe et mobile. En revanche, après déformation thermique dudit élément déformable, le courant passe à travers la résistance, qui, par effet Joule, 20 chauffe ledit élément déformable, en l'empêchant de reprendre sa forme normale. Thus, in the absence of significant heat input to said deformable element, the current can pass normally between the fixed and movable contact pads. On the other hand, after thermal deformation of said deformable element, the current passes through the resistor, which, by the Joule effect, heats said deformable element, preventing it from returning to its normal shape.

Afin d'obtenir un dispositif thermostatique miniaturisé, par exemple pour un appareil électroménager, il est avantageux que ladite résistance électrique soit du type miniature, dit MELF. De plus, pour assurer le 25 blocage de l'élément déformable en position déformée, il est préférable que ladite résistance soit du type à coefficient de température positif. In order to obtain a miniaturized thermostatic device, for example for a household appliance, it is advantageous for said electrical resistance to be of the miniature type, known as MELF. In addition, to ensure the blocking of the deformable element in the deformed position, it is preferable that said resistance is of the type with positive temperature coefficient.

Par ailleurs, ledit barreau est de préférence réalisé en une matière céramique, par exemple à la base d'oxyde d'aluminium. Furthermore, said bar is preferably made of a ceramic material, for example based on aluminum oxide.

Dans un mode de réalisation préféré, ledit dispositif thermostatique comporte un boîtier, en une ou plusieurs pièces, comportant: - un premier évidement dans lequel est logé ledit élément déformable, sensible à la température; - un second évidement contenant ledit plot de contact fixe et ladite lame élastique pourvue du plot de contact mobile; et - une partie intermédiaire qui sépare lesdits premier et second évidements et dans laquelle: est logée au moins partiellement ladite lame élastique additionnelle est réalisée la connexion électrique entre ladite lame élastique additionnelle et ledit plot de contact fixe; et est aménagé un conduit de guidage pour le coulissement de ladite tige coulissante, ladite lame élastique additionnelle pénétrant transversalement dans ledit conduit de guidage. In a preferred embodiment, said thermostatic device comprises a housing, in one or more parts, comprising: - a first recess in which is housed said deformable element, sensitive to temperature; - a second recess containing said fixed contact pad and said elastic blade provided with the movable contact pad; and - an intermediate part which separates said first and second recesses and in which: is housed at least partially said additional elastic blade is made the electrical connection between said additional elastic blade and said fixed contact pad; and a guide duct is arranged for the sliding of said sliding rod, said additional elastic blade penetrating transversely into said guide duct.

1 5 Les figures du dessin annexé feront bien comprendre comment l'invention peut être réalisée. Sur ces figures, des références identiques désignent des éléments semblables. 1 5 The figures of the accompanying drawing will make it clear how the invention can be realized. In these figures, identical references designate similar elements.

La figure 1 est une vue en coupe axiale schématique d'un mode de réalisation du dispositif thermostatique conforme à la présente invention, 20 ce dispositif thermostatique étant représenté à l'état non déclenché et monté dans un circuit électrique. Figure 1 is a schematic axial sectional view of an embodiment of the thermostatic device according to the present invention, this thermostatic device being shown in the non-tripped state and mounted in an electrical circuit.

La figure 2 est une vue schématique semblable à la figure 1, dans laquelle le dispositif thermostatique se trouve à l'état déclenché. Figure 2 is a schematic view similar to Figure 1, in which the thermostatic device is in the tripped state.

Dans l'exemple de réalisation schématique de la figure 1, le dispo25 sitif thermostatique conforme à l'invention comporte un boîtier 1, définissant deux évidements 2 et 3 séparés par une partie intermédiaire 4 et respectivement obturés par des capsules de sertissage 5 et 6. De ce qui suivra, on comprendra aisément que la structure représentée n'est que schématique, à des fins de simplification, et que ledit boîtier 1 pourrait être constitué d'au moins deux parties assemblables, ce qui permettrait alors éventuellement de supprimer l'une ou l'autre des capsules de sertissage 5 et 6. In the schematic embodiment of FIG. 1, the thermostatic device according to the invention comprises a housing 1, defining two recesses 2 and 3 separated by an intermediate part 4 and respectively closed by crimping capsules 5 and 6. From what follows, it will be readily understood that the structure shown is only schematic, for the sake of simplification, and that said housing 1 could consist of at least two assemblable parts, which would then eventually make it possible to remove one either of the crimp caps 5 and 6.

Dans l'évidement 2 sont disposés un plot de contact fixe 7, un 5 plot de contact mobile 8 et une lame métallique élastique 9, sur laquelle est monté ledit plot de contact mobile 8. Le plot de contact fixe 7 et la lame métallique élastique 9 sont respectivement connectés à des bornes 1i0 et 11, fixées au boîtier 1 de toute manière connue et faisant saillie à l'extérieur de celui-ci. In the recess 2 are disposed a fixed contact pad 7, a 5 movable contact pad 8 and an elastic metal blade 9, on which is mounted said movable contact pad 8. The fixed contact pad 7 and the elastic metal blade 9 are respectively connected to terminals 1i0 and 11, fixed to the housing 1 in any known manner and projecting outside of it.

Dans l'évidement 3 est disposé un disque bimétallique 12, dont la concavité est dirigée vers la partie intermédiaire 4, lorsque ledit disque est à une température inférieure à sa température de déformation. In the recess 3 is disposed a bimetallic disc 12, the concavity of which is directed towards the intermediate part 4, when the said disc is at a temperature below its deformation temperature.

Dans la partie intermédiaire 4 est pratiqué un conduit rectiligne 13, reliant lesdits évidements 2 et 3. In the intermediate part 4 a rectilinear conduit 13 is formed, connecting said recesses 2 and 3.

Par ailleurs, conformément à la présente invention, le dispositif thermostatique de la figure 1 comporte une lame élastique additionnelle 14 conductrice de l'électricité, dont l'extrémité libre 14L débouche transversalement dans le conduit 13 et est disposée entre ladite lame élastique 9 et ledit disque bimétallique 12. La lame élastique additionnelle 14 est 20 fixée à la partie intermédiaire 4 et reliée électriquement au plot de contact fixe 7, par exemple par l'intermédiaire d'un rivet 15. Furthermore, in accordance with the present invention, the thermostatic device of FIG. 1 comprises an additional elastic blade 14 electrically conductive, the free end 14L of which opens transversely into the conduit 13 and is disposed between said elastic blade 9 and said bimetallic disc 12. The additional elastic blade 14 is fixed to the intermediate part 4 and electrically connected to the fixed contact pad 7, for example by means of a rivet 15.

Entre les lames élastiques 9 et 14 est disposée une résistance électrique 16, par exemple de type MELF et/ou à coefficient de température positif, qui est logée au moins partiellement dans le conduit 13 et 25 dont les extrémités conductrices sont respectivement en appui sur la lame élastique 9, éventuellement par l'intermédiaire d'un plot 17 fixé à cette dernière, et sur la lame élastique additionnelle 14. Between the elastic blades 9 and 14 is disposed an electrical resistance 16, for example of the MELF type and / or with a positive temperature coefficient, which is housed at least partially in the conduit 13 and 25 whose conductive ends are respectively supported on the elastic blade 9, possibly via a stud 17 fixed to the latter, and on the additional elastic blade 14.

Entre ladite lame élastique additionnelle 14 et le disque bimétallique 12, est disposé un barreau 18 logé au moins partiellement dans ledit conduit 13. Le barreau 18 est en une matière, par exemple de type céramique, qui est électriquement isolante, mais thermiquement conductrice. Between said additional elastic blade 14 and the bimetallic disc 12, is disposed a bar 18 housed at least partially in said conduit 13. The bar 18 is made of a material, for example of ceramic type, which is electrically insulating, but thermally conductive.

Les extrémités du barreau 18 sont au moins sensiblement au contact du disque bimétallique 1 2 et de la lame élastique additionnelle 14. The ends of the bar 18 are at least substantially in contact with the bimetallic disc 1 2 and the additional elastic blade 14.

Sur les figures schématiques 1 et 2, le diamètre du conduit 1 3 est représenté beaucoup plus grand que celui de la résistance 1 6 et du barreau 18, à des fins de clarté. En réalité, le diamètre est juste suffisant pour que la résistance 1 6 et le barreau 1 8 puissent coulisser dans ledit conduit 1 3, en étant guidés par la paroi interne de celui-ci. In schematic figures 1 and 2, the diameter of the pipe 1 3 is shown much larger than that of the resistor 1 6 and the bar 18, for clarity. In reality, the diameter is just sufficient so that the resistance 1 6 and the bar 1 8 can slide in said conduit 1 3, being guided by the internal wall thereof.

Au repos, la lame élastique 9 presse les contacts mobiles 8 et 17 contre le contact fixe 7 et la résistance 16, respectivement (voir la figure 1). At rest, the elastic blade 9 presses the movable contacts 8 and 17 against the fixed contact 7 and the resistor 16, respectively (see Figure 1).

Comme cela est illustré sur la figure 1, le dispositif thermostatique selon l'invention peut être monté en série avec une charge 1 9, par exem15 ple un appareil électroménager, alimenté par une source de tension 20, par l'intermédiaire d'un interrupteur 21. As illustrated in FIG. 1, the thermostatic device according to the invention can be mounted in series with a load 19, for example a household appliance, supplied by a voltage source 20, by means of a switch. 21.

Lorsque l'interrupteur 21 est fermé, le courant d'alimentation de la charge 19 parcourt le dispositif thermostatique de la borne 10(11) à la borne 11(10), en se divisant en deux courants parallèles à l'intérieur dudit 20 dispositif, à savoir un courant principal passant par la lame 9, le contact mobile 8 et le contact fixe 7 et un courant négligeable, à cause de la résistance 1 6, passant par le contact 1 7, la résistance 1 6, la lame additionnelle 14 et le rivet 15. When the switch 21 is closed, the supply current of the load 19 flows through the thermostatic device from terminal 10 (11) to terminal 11 (10), dividing into two parallel currents inside said device. , namely a main current passing through the blade 9, the movable contact 8 and the fixed contact 7 and a negligible current, because of the resistance 1 6, passing through the contact 1 7, the resistance 1 6, the additional blade 14 and rivet 15.

Si, maintenant, le disque bimétallique 1 2 est soumis à un apport 25 de chaleur important (symbolisé sur la figure 2 par la flèche 22 et engendré par exemple par la charge 1 9), il se déforme et devient convexe en regard de la partie intermédiaire 4. Ce faisant, il repousse le barreau 1 8 qui coulisse dans le conduit 1 3 en y étant guidé. A son tour, le barreau 1 8 repousse l'extrémité libre 14L de la lame élastique additionnelle --qui se déforme-- et la résistance 1 6, qui coulisse également dans le conduit 1 3 en y étant guidé et en restant au contact de ladite lame 14. Par suite, la résistance 1 6 repousse la lame élastique 9 et écarte le plot 8 du plot fixe 7 (voir la figure 2). If, now, the bimetallic disc 1 2 is subjected to a significant contribution of heat 25 (symbolized in FIG. 2 by the arrow 22 and generated for example by the load 1 9), it deforms and becomes convex opposite the part intermediate 4. In doing so, it pushes back the bar 1 8 which slides in the duct 1 3 while being guided there. In turn, the bar 1 8 pushes the free end 14L of the additional elastic blade - which deforms - and the resistance 1 6, which also slides in the conduit 1 3 while being guided therein and remaining in contact with said blade 14. As a result, the resistor 1 6 repels the elastic blade 9 and spreads the pad 8 from the fixed pad 7 (see FIG. 2).

La totalité du courant d'alimentation de la charge 1 9 passe maintenant, de la borne 1 0(11) à la borne 11(10), par la lame élastique 9, la résistance 1 6, la lame élastique additionnelle 14 et le rivet 1 5. Il en résulte que, par effet Joule, la résistance 16 dégage de la chaleur qui est transmise au disque bimétallique 12 par le barreau 18, de sorte que, même 10 dans le cas o l'apport de chaleur 22 cesse, le disque bimétallique 12 garde sa forme déformée avec sa convexité vers le haut. The entire supply current for load 1 9 now passes from terminal 1 0 (11) to terminal 11 (10), through the elastic blade 9, the resistor 1 6, the additional elastic blade 14 and the rivet 1 5. It follows that, by the Joule effect, the resistor 16 gives off heat which is transmitted to the bimetallic disc 12 by the bar 18, so that, even 10 in the case where the heat supply 22 ceases, the bimetallic disc 12 keeps its deformed shape with its convexity upwards.

Ainsi, le contact entre les plots 7 et 8 est maintenu ouvert, quoi qu'il arrive après son ouverture due à l'apport de chaleur 22. Thus, the contact between the pads 7 and 8 is kept open, whatever happens after it has opened due to the addition of heat 22.

Pour ramener le dispositif thermostatique à l'état initial de la figure i 5 1, il est indispensable de couper le courant d'alimentation de la charge 1 9 par actionnement à l'ouverture de l'interrupteur 21, comme cela est illustré en pointillés sur la figure 2, de façon à faire cesser l'émission de chaleur par la résistance 1 6 et, donc, à laisser le disque bimétallique 1 2 reprendre sa forme de repos (voir figure 1). To return the thermostatic device to the initial state of FIG. 5 1, it is essential to cut off the supply current to the load 1 9 by actuation at the opening of the switch 21, as illustrated in dotted lines in Figure 2, so as to stop the emission of heat by the resistor 1 6 and, therefore, to let the bimetallic disc 1 2 resume its form of rest (see Figure 1).

Claims

1. Thermostatic device comprising - a fixed contact pad (7); a movable contact pad (8) mounted on an elastic blade (9) conducting electricity and being able to occupy one or the other of two positions, for one of which said movable contact pad (8) is in abutment against said fixed contact pad (7) by establishing an electrical contact between said fixed and movable contact pads, while, for the other of said positions, said movable contact pad (8) is moved away from said contact pad fixed (7) by opening the electrical contact between said fixed and movable contact pads; and - a deformable element (12) sensitive to temperature, capable of acting on said elastic blade (9) to cause said movable contact pad (8) to change position, by means of a sliding rod disposed between said deformable element (12) and said elastic blade (9), characterized: - in that it comprises an additional elastic blade (14) conductive of electricity, disposed between said elastic blade (9) and said deformable element (12 ) and electrically connected to said fixed contact pad (7) 20 and - in that said sliding rod consists of two successive aligned parts, one of which: (16) consists of an electrical resistance and is disposed between said elastic blade (9) and said additional elastic strip 25 (I14), with its conductive ends respectively in contact with said elastic strips; and the other (18) consists of a bar of thermally conductive, but electrically non-conductive, material and is disposed between said deformable temperature-sensitive element (12) and said additional elastic strip (14), with its ends at least substantially in contact with said deformable element (1 2) and said additional elastic blade (1 4), respectively.

2. Thermostatic device according to claim 1, characterized in that said electrical resistance (1 6) is of the miniature type, called MELF.

3. Device according to one of claims 1 or 2, characterized in that said electrical resistance (1 6) is of the type with positive temperature coefficient.

4. Device according to one of claims 1 to 3, characterized in that said bar (1 8) is made of ceramic material.

5. Device according to claim 4, characterized in that said ceramic material is based on aluminum oxide.

6. Device according to one of claims 1 to 5, provided with a housing (1), characterized in that said housing (1) comprises - a first recess (3) in which said deformable element (12) is housed, sensitive to temperature; - a second recess (2) containing said fixed contact pad (7) and said elastic blade (9) provided with the movable contact pad (8); and - an intermediate part (4) which separates said first and second recesses and in which: is housed at least partially said additional elastic blade 25 (14); is made the electrical connection (1 5) between said additional elastic blade (14) and said fixed contact pad (7); and a guide duct (13) is arranged for the sliding of said sliding rod (16, 18), said additional elastic blade (14) penetrating transversely into said guide duct (13).