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" Perfectionnements apportés ou relatifs au système de com- mande d la température des dispositifs électri ques."
L'invention en question se rapporte à la comman- de ou réglage de la température des dispositifs électriques et vise particulièrement à des perfectionnements aux systèmes de commande de la température pour les fers à repasser élec- triques et d'autres systèmes de chauffage dans lesquels la chaleur est transmise par des pièces de corps thermiquement dilatables et contractables.
Le système de commande de la présente invention utilise la dilatation et la contraction thermique d'une pièce de corps transmettant la chaleur (la plaque de base dans le cas d'un fer à repasser )pour.'actionner'un interrupteur de commande pour le dispositif de chauffage électrique, et pour régler de ce fait la température dé la pièce de corps ou pla- que,de base, transmettant.la chaleur.
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La présente invention comprend un accouplement de neutralisation de la dilatation placé entre la plaque de base et l'interrupteur par lequel, la dilatation et la con- traction thermiques de l'accouplement lui-même peuvent être réduites à n'importe quel degré ou être complètement neutra- lisées pour autant qu'il s'agisse du fonctionnement de l'in- terrupteur, de sorte que la dilatation et la contraction to- tales entre deux points choisis sur la pièce de corps ou pla- que de base peuvent.être utilisées pour actionner l'interrup-. leur sans modification résultant d'une dilatation ou contrac- tion inévitable de l'accouplement.
La présente invention a parmi ses objectifs im- portants, le fait de procurer un accouplement de neutralisa- tion à auto-dilatation perfectionné placé entre les pièces de corps ou parties de la plaque de base, thermiquement di- latables et contractables, de dispositifs électriques, tels que les fers à repasser, et l'interrupteur de commande de leur moyen de chauffage électrique, qui atteindra tous les objectifs visés avec un plus petit nombre de pièces, plus vi- te assemblées, donnant pour résultat une plus grande facilité de fabrication et un coût moins élevé de celle-ci.
Un autre avantage important cependant de l'appa- reil de la présente invention, est constitué par une forme et une dispositipn perfectionnées de l'accouplement de neutra- lisation, permettant le remplacement de l'élément de chauffa- ge sans devoir enlever, ou, de toute autre façon déranger les éléments principaux de l'accouplement de neutralisation.
D'une manière générale, on peut dire que cette invention comprend des pièces nouvelles, un nouveau rapport entre les pièces et une nouvelle disposition des pièces dé- crites et définies ci-après.
Les buts et avantages cités ci-dessus et d'autres buts et avantages de la présente invention, tous extrêmement
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importants, seront rendus évidents d'après la description, les revendications suivantes, et les dessins ci-annexés.
Dans les dessins ci-annexés, des caractères sem- blables indiquent les pièces semblables dans tbutes les vues.
En se référant aux dessins :
La fig. 1 est une vue. en plan de dessus, après enlèvement de certaines parties par brisure, certaines par- ties étant montrées en coupe, d'un fer à repasser auquel est incorporée une forme de réalisation préférée de l'invention.
La fig. 2 est une coupe transversale suivant, la ligne 2 - 2 de la fig. 1, comprenant certaines des parties enlevées par brisure à la fig. 1 et indiquant seulement en trait interrompu,quelques pièces montrées dans la fig. 1.
.La fig. 3 est une vue en coupe, agrandie, suivant la ligne 3 - 3 de la fig. 1;
La fig. 4 est une vue en coupe, de détail, sui- vant la ligne 4 - 4 de la fig. 3 ; et
La fig. 5 est une vue en coupe de détail, suivant la ligne 5 - 5 de la fig. 3.
Dans les dessins, une forme de réalisation pré- férée de l'invention est représentéecomme étant incorporée dans un appareil électrique de la nature d'un fer à repasser.
La partie de corps principale de ce fer à repasser est la plaque de base qui est une structure composite comprenant une plaque inférieure ou principale 1 et une plaque supérieu- re ou auxiliaire 2. Les plaques 1 et 2 de la plaque de base sont ancrées ensemble rigidement mais de façon amovible, sau moyen de vis d'ancrage 3.
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Dans la forme de réalisation de l'invention re- présentée, le moyen de chauffage pour la plaque de base com- porte l'élément de chauffage habituel du type à résistance dans lequel une,bobinede résistance 4 est enroulée sur une feuille de matière isolante convenable telle que du mica.
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D'après le présent exemple, cet élément de résistance est in- terposé entre des couches convenables de feuille isolante , telle que du mica, et le tout est fermement serré entre l'es parties 1 et 2 de la plaque de base.
Le moyen de chauffage donné en exemple comporte ' en outre, un interrupteur de commande 5 qui est connecté en série avec l'élément de chauffage. Cet interrupteur 5 compor- te une tige de contact à ressort , relativement fixe, munie, à son extrémité libre, d'une pièce de contact 5' et une tige de contact à ressort 6, relativement mobile, munie, à son extrémité libre, d'une pièce de contact 6'.
Les autres extré- mités des tiges de contact 5 et 6 de l'interrupteur sont fi- xement ancréesà la partie postérieure du membre 2 de la pla- que de base, par l'intermédiaire d'un support de fixation 7 et d'un boulon de fixation 8 muni d'un écrou. n se référant en particulier à la fig. 5, on remarquera que le boulon 8 muni d'un écrou 8 est électriquement isolé du support 7 au moyen d'une rondelle 9 et est isolé, de la!tige de contact 5 par des rondelles appropriées ou des équivalents 10. En se réfé- rant également en particulier à la fig. 5, on remarquera que le boulon 8 est pourvu, à une extrémité, d'un manchon 11 fi- leté à l'intérieur et muni d'une tête à l'extérieur.
Ce man- chon coopère avec un manchon d'écartement 12, pour fixer la tige de contact 6 en relation d'écartement fixe par rapport à l'extrémité adjacente de la tige de contact 5 et du sup- port 7, sur resserrement de l'écrou opposé 8'.
De par la disposition décrite, la tige de contact 6 de l'interrupteur est électriquement connectée au boulon 8, par le manchon 11, de sorte que ledit boulon 8 sert de borne de contact pour la tige de contact 6. L'autre borne de l'in- terrupteur 5 est fournie par une rallonge de la tige de con- tact 5 pourvue d'un boulon de borne 3'muni d'un écrou.
Une extrémité :de l'élément de chauffage est..
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connecté au boulon de borne 5" par un conducteur 13, et l'au- tre extrémité de l'élément de chauffage est connecté un bou- lon de borne 8", isolé et.muni d'un écrou, par un conducteur 13'. La tige de contact relativement fixe 5 est soumise à la tension de son propre ressort pour s'écarter de la tige de contact 6, mais est maintenue dans n'importe laquelle des dif- férentes positions choisies à l'avance, au moyen d'un mécanis- me de réglage approprié, dont une forme préférée sera décrite immédiatement.
Ce mécanisme de réglage fait varier.la tempé- rature à laquelle les contacts de l'interrupteur s'ouvriront et, se fermeront, ét comprend une goupille de butée 14, faite d'une matière isolante appropriée, telle que de la porcelai- ne, montée sur une extrémité d'un levier 15. :Le levier 15 est indirectement pivoté en 16, sur l'applique de fixation 7 et est pourvu d'une tige 15 s'étendant vers l'arrière, laquelle vient en dessous se mettre en prise avec l'extrémité infé- rieure d'une vis de réglage 16' qui la traverse, et est en prise par son filet avec un manchon 17 monté sur le support 7.
La vis 16" porte une denture à flancs droits 18 qui s'engrè- ne avec une denture à flancs droits 19. La denture à flancs droits 19 est montée de façon rotative et de manière axiale- ment' coulissante sur une goupille 20 formant arbre, s'éle- vant du support 7 et porte un disque de manoeuvre ou roue 21.
L'unité consistant en l'engrenage 19 et le dis- que 21 est pressée de manière flexible vers le haut par un ressort d'engrenage de compression 22 jusqu'aux limites pour- vues par un collet d'arrêt 23 amovible, portant un doigt in- dicateur fixe 24 qui coopère avec les indices de température du fonctionnement sur le disque 21 ( voir particulièrement fig. 1) Le ressort 22 maintient normalement l'engrenage 19 dans la position de mise en prise avec l'engrenage 18 mais cède sous une pression vers le bas pour permettre le débraya- ge des engrenages 18 et 19 dans le but de placer ou de ...
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replacer le disque 21 dans la position requise.
Dans les dessins, l'enveloppe ou boîte habituel- le du fer à repasser est indiquée par 25 et elle est repré- sentée en partie fortement brisée à la fig. l, et en trait pointillé seulement à la fig. 2. En pratique, cependant tout le mécanisme décrit et l'accouplement compensateur, qui va être décrit ci-dessous, seront contenus dans la boite 25, à l'exception du disque 21 de réglage de l'interrupteur et por- tant les indices, qui se trouvera placé en saillie au-dessus de ladite boîte et sera prémuni par là contre un mouvement accidentel vers le bas. Evidemment dans la pratique commer- ciale, le fer à repasser décrit serait pourvu du manche ha- bituel, mais celui-ci a été complètement laissé de côté dans le dessin.
L'accouplement compenateur nouveau, connectant la plaque de base à l'interrupteur, comprend, dans sa forme préférée, donnée en exemple, .une paire de liens parallèles et fixes 26 et 27 et un levier de compensation 28. Les liens
26 et 27 sont superposés, le dernier au dessus du premier, dans un canal 29 se trouvant dans ladite plaque de base.
Ce canal 29 est primitivement formé dans la pla- que de base inférieure ou principale 1 et s'ouvre vers le haut par la partie supérieure de celle-ci, mais il est norma- lement fermé par la plaque de base supérieure 2 et l'élément , de chauffage interposé, excepté à la partie de son extrémité arrière, où ledit canal 29 s'ouvre vers le haut à travers la partie 2 de la plaque de base, au point 30, à forte proximité de l'endroit de fixation de l'interrupteur sur la plaque de ba.se. Le canal 29 est d'une longueur considérable et s'étend par conséquent, de préférence, le long de la plaque de base.
Les liens rigides 26 et 27 sont fortement ancrés ensemble et à la partie 1 de la plaque de base, près de leur extrémité de devant, par une goupille, rivet, ou similaire 31, mais
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sont , sous d'autres rapports, libres de se contracter ou se dilater indépendamment l'un de l'autre et indépendamment de la plaque de base, et lesdits liens sont de métaux différents, présentant des coefficients de dilatation et de contraction thermiques différents.
Quant à leurs extrémités arrières ou libres, les liens 26 et 27 se terminent dans l'ouverture du canal 29 dans la partie supérieure 2 de la plaque de base,où ils sont connectés en liaison de fonctionnement au levier de neutralisation de la dilatation 28. ' L'extrémité arrière ou libre du lien 27 est recourbée et vient en prise de pivote- ment avec une goupille de pivot 32, sur la partie intermédiai- re inférieure du levier 28 et entrafne, comme on le verra pi- après, ledit levier sous un certain effort de tension. L'ex- trémité libre du lien 26, d'autre part, bute contre l'extré- mité inférieure du levier 28 et est en prise de compression avec celle-ci.
Le levier 28 s'étend vers le haut jus qu'à un point situé derrière la tige de contact à ressort 6, où il est pourvu d'une goupille de butée isolante 33, mettant en .prise le coté arrière de ladite tige de contact, à mi-chemin entre ses extrémités.
Selon le présent exemple, la plaque de base est faite de fonte du genre habituel, incorporant de préférence cinq pour cent ( 5% ) environ de nickel de façon à obtenir une surface quelque peu plus lisse que du fer pur, mais la petite quantité de nickel mentionnée n'a pas d'effet sur les caractéristiques de dilatation et de contraction thermiques de la plaque de base.
Il est important cependant, que la pla- , que'de base, qui constitue dans l'appareil, l'élément de corps de transmission de la chaleur, étant faite de fonte, ait ap- proximativement un degré égal de dilatation par degré de chan- gement de température, sur toute la variation de température de fonctionnement du fer, qui va approximativement de deux cents (200) à'approximativement cinq cent cinquante (550)
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degrés. n fait, une plaque de base du genre de celle décrite, aura approximativement un taux égal de dilatation et de con- traction thermiques par degré de changement de température, des températures ordinaires de la chambre jus qu'à environ mille trois cents ( 1300 ) degrés Fahrenheit (chade rouge).
le lien rigide supérieur 27, est,conformément au présent exemple , composé d'.un alliage comprenant approximativement cinquante-huit pour cent ( 58% )d'acier et quarante-deux pour cent de nickel, et présenté un degré de dilatation et de con- traction thermique relativement bas, qui est pratiquement uniforme par degré de changement de température dans la tem- pérature de fonctionnement du fer. Conformément encore au présent exemple , le lien rigide inférieur..'26 est composé d'un alliage comprenant dix-huit pour cent (18%) de chrome, huit pour cent (8%) de nickel, et le reste, c-a-d, environ septante-quatre pour cent ( 74% ) d'acier.
Ce dernier alliage a un taux de. dilatation relativement élevé qui est approxi- mativement le double de celui du lien supérieur 27, et qui est approximativement égal par degré de changement de tempé- rature pendant-toute la variation de fonctionnement du fer.
Tandis que les alliages mentionnés ont été reconnus comme hautement satisfaisants poux le but à atteindre; il faut re- marquer. que les liens 26 et 27 peuvent être faits de n'impor- te quelle matière capable de résister à la température à la- quelle ils sont soumis et présentant approximativement les mêmes caractéristiques de dilatation et de contraction, pen- dant toute la température de fonctionnement du fer ou d'au- -tres dispositifs.
EMPLOI
Préparatoirement au fonctionnement du fer, l'opé- rateur tournera d'abord le.disque 21 dans une position où est indiquée la température désirée de la plaque de base, et cette action poussera la goupille de butée 14 à mouvoir la
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tige de contact relativement fixe 5 si le réglage de la tem- pérature est dirigé vers le haut et à permettre un mouvement de celle-ci sous sa propre tension fléchissante si le régla- ge est dirigé vers le bas. Ce mouvement de réglage de la tige de contact à ressort 5 par rapport à la tige de contact mo- bile 6 règlera l'interrupteur pour s'ouvrira la température prédéterminée.
Supposant maintenant que l'élément de chauf- fage 4 est connecté à un circuit de fonctionnement convenable comprenant les tiges de contact 5 et 6, la température de la plaque de base s'élèvera graduellement à la température choi- sie et comme la température de la plaque de base augmente, la plaque de base va se dilater, accroissant, de ce fait, pro- gressivement la distance entre le point de fixation 31 des, liens 26 et 27 et le point de fixation de la tige de contact fixe 5 de l'interrupteur à la plaque de base. En d'autres mots, cette augmentation de température de la plaque de base provoquera un mouvement vers l'arrière de la partie de l'ex- trémité arrière de la plaque de base et des parties ancrées de l'interrupteur S par rapport au point de fixation éloigné
31 de' la plaque de base.
Il va de soi, alors, que si l'accou- plement, comprenant les liens 26 et 27 et le levier 28 était privé de dilatation et de contraction lors d'un changement de température, la dilatation et la contraction totale de la plaque de base serait transmise à la tige de contact mobile
6 de l'interrupteur, tendant à écarter le point 6' du point
5' de la tige de contact fixe 5. Tandis qu'il n'est pas con- nu de matière de ce genre disponible pour. ce but, le résul- tat désiré peut néammains être atteint, en employant l'accou- .plement décrit, puisque la dilatation et la contraction inhé- rente des liens sont , pratiquement, compensées ou annulées par suite de l'action suivante.
Quand la température de la plaque de base augmente, les températures des liens 26 et 27 augmenteront également, et-par suite, les liens eux-mêmes se
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dilateront à des degrés différents, indépendamment l'un de l'autre et de la plaque de base. Par la disposition décrite, le lien inférieur se dilatera à un:plus haut degré que le lien supérieur, ce qui provoquera un mouvement de pivotement vers l'avant (cf fig. 2) du levier 28, sur la goupille de pivot
32.
Maintenant,si l'on désire annuler ou neutraliser complê- tement l'auto-dilatation inhérente à l'accouplement, ceci peut être réalisé en proportionnant la composition du levier
28, de telle façon,que l'extrémité libre de la goupille de butée de celui-ci restera en tous temps à une distance cons- tante du point de fixation 31 des liens 26 et 27 par un mou- vement de pivotement sur la goupille 32, produit par la dif- férence de dilatation et de contraction entre les deux liens 26 et 27. Evidemment, quand ceci est fait, le résultat net sera exactement le même que si l'accouplement de connection entre le point 31 et la tige 6 de l'interrupteur n'était pas susceptible de dilatation, ni de contraction lors des change- ments de température, et la dilatation et contraction totale de la plaque de base sera utilisée pour faire fonctionner
1'interrupteur.
On comprendra, évidemment , que la tige de con- tact 6 de l'interrupteur se trouve toujours sous sa propre tension de ressort pour fermer le circuit et que la goupille de butée 33 exerce une pression d'ouverture sur la tige de contact à ressort 6, comme résultat de la dilatation de la plaque de base, et provoquera une ouverture des points de con- tact 5' et 6' d'interrupteur, quand la température primiti- vement choisie est atteinte. évidemment, lorsque les tempéra- tures diminuent, les contacts d'interrupteur seront fermés par l'action élastique de la tige de contact G.