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INTERRUPTEUR ELECTRIQUE.
L'invention se rapporte aux Interrupteurs à positions multiples tels que ceux que l'on utilise pour la connexion des circuits dans les systèmes de chauffage comprenant un certain nombre de résistances branchées de diverses manières suivant l'importance du chauffage que l'on veut obtenir. La présente invention permet de construire un tel interrupteur d'une façon économique et avec des qualités mécaniques et électriques perfectionnées.
On comprendra mieux les caractéristiques nouvelles et les avantages de l'invention en se référant à la description suivante ainsi qu'aux dessins qui l'accompagnent, donnés simplement à titre d'exemple et dans lesquels
La Fig.l est une coupe d'un interrupteur électrique à positions multiples construit conformément à l'invention;
La Fig.2 est une vue de face de l'interrupteur de la Fig.1;
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La Fig.3 représente l'arrière de cet interrupteur, certaines parties étant brisées pour la clarté;
La Fig,4 est une coupe semblable à la Fig.l mais représentant l'Interrupteur dans une autre position;
La Fig.5 est une coupe faite par la ligne 5-5 de la Fig.4 et en supposant que l'on regarde dans le sens des flèches;
La Fig.6 est une coupe faite par la ligne 6-6 de la fig.5 et en supposant que l'on regarde dans le sens des flèches;
Les Fig. 7, 8,9 et 10 sont des schémas d'un système de chauffage électrique comprenant deux éléments chauffants;
La Fig.11 est une coupe d'un interrupteur s'inspirant des principes de l'invention.
Se reportant particulièrement aux figures, on a représenté un Interrupteur destiné à contrôler les résistances d'un système de chauffage de manière à les connecter de différentes manières, suivant le degré de chauffage que l'on veut obtenir. chauffage faible, moyen ou fort corespondant aux positions 1, 2 et 3 (fig.2).
L'Interrupteur comprend un bottier isolant 10. Celui-ci est composé de deux pièces 11 et 12 en forme de coupe disposées en sens Inverses. La pièce 12 est plus petite que la pièce 11 dans laquelle elle rentre ainsi qu'on peut le voir aux figures 1 et 4. Les pièces 11 et 12 sont construites en un ma- tériau Isolant présentant une résistance mécanique suffisamment élevée. La paroi antérieure 11a qui constitue la partie de face de l'Interrupteur a des proportions relativement massives. La paroi 12a de la pièce intérieure 12 constitue la face arrière de l'interrupteur.
Un certain nombre de contacts 13, 13a, 13b, 13c sont disposés en arc de cercle du côté intérieur de la paroi 11a. La disposition de ces contacts est représentée schématiquement aux figures 7 à 10. Les contacts 13, 13a, 13b, 13c sont réunis à des conducteurs 14, 14a, 14b, 14c respectivement. Ceux-ci s'adaptent dans des évidements prévus sur la surface Intérieure de la pièce 11. Ils s'étendent depuis l'arrière jusqu'à l'avant de l'interrupteur où Ils sont incur- vés à angle droit ainsi que le montrent les fig. 1 et 4. Les parties recourbées sont placées dans les encoches 16 ménagées à la face de la paroi lla.
On constatera que lorsque la pièce intérieure 12 est insérée dans la pièce extérieure 11, les parois de la pièce 12 servent à maintenir solidement les conducteurs 14, 14a, 14b, 14c.
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Les contacts 13, 13a, 13b, 130 peuvent être réunis à leurs conducteurs respectif)! de n'impprte quelle manière convenable, par exemple par soudure; ils peuvent être fabriques en n'importe quel matériau convenablettel que l'argent* Les extrémités restantes des conducteurs sont munies de vis de fixation 16a serrant à les réunir aux+conducteurs extérieurs.
Des contacts mobiles 17 sont montés dans une pièce en forme de disque 18 dont le diamètre extérieur est sensiblement égal au diamètre intérieur de la pièce 12, Les contacts 17 sont placés du côté du disque situé en face des contacts fixes 13 à 13c et sont disposés sur une circonférence ainsi qu'on l'a représenté schématiquement aux fig. 7 à 10.
Les contacts 17 sont placés dans des évidements ménagés dans les disques 18. A la fig.6 on peut voir que chaque contact 17 est de forme allongée et possède des extrémités incurvées à angle droit 17a, qui viennent s'engager dans des évidements plus profonds. Dans les encoches 21 sont placés des ressoirts hélicoïdaux qui appliquent les contacts sur la surface de la pièce 11.
Le disque 18 est monté sur un arbre 22, Grâce à une glissière 23 l'arbre 22 peut faire tourner le disque mais peut également se déplacer dans une direction axiale.
A la surface Intérieure de la paroi 12a se trouve une paire de contacts de ligne 24. Ceux-ci , de proportions assez importantes, peuvent être fixés au bottier en les coulant dans l'isolant. Les contacts 24 sont munis de vis 25 à l'arrière du bottier (fig.3). Un des contacts 24, celui de droite à la fig.3, est réuni au contact fixe 13c par les conducteurs 14c et 25a.
Une pièce de connexion 26 est en contact avec les bornes 24 et sert à compléter le circuit. La pièce de connexion a la forme d'un disque de diamètre relativement grand et elle est fixée à des disques isolants 27 au moyen de broches 28. L'ensemble de la pièce de connexion et des disques de support 27 est monté, directement sur l'extrémité de l'arbre 22 (voir par exemple fig.l).
Entre le disque 27 et le disque 18 se trouve un ressort à compres- sion 29 dont une extrémité s'engage dans un évidement 30 et l'autre se place contre l'ensemble 27-26. Ce ressort appuie la pièce de connexion 26 contre les contacts de ligne 24 et le disque porteur 18 contre la paroi du boîtier.
On constatera que la tige 22 actionne en même temps le disque 18 et la pièce de connexion 26. Le disque 18 est actionné par la rotation de la tige 22 taudis que la pièce 26 est déplacée axialement. L'extrémité antérieure de la tige traverse la paroi de face du bottier et est manie à l'extérieur de celui-ci d'un
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d'un bouton de manoeuvre 31 qui sert à faire tourner la tige ou à la déplacer axialement.
Il importe que la pièce de connexion 26 eoupe les contacta de ligne 24 avant que la position du disque 18 ne change. En d'autres mots, le bouton 31 doit d'abord être tiré vers l'avant avant de permettre la rotation du disque 18. Ceci est assuré par un système de verrouillage disposé entre la tige 22 et le boîtier. Ce verrouillage comprend une pièce métallique 32 placée dans une encoche 33 (voir fig,1, 4 et 5). Une ouverture centrale permet le passage de la tige 22. A la face extérieure de la pièce 32 se trouve une série de rainures 34 disposées autour de l'ouverture centrale et correspondant aux diverses positions de l'interrupteur. Une clé 35 fixée à la tige 22 s'adapte dans ces rainures.
La profondeur des rainures est telle que lorsque l'interrupteur est à la position "0" la tige est maintenue dans la position représentée à la Fig,l. Dans une des positions 1, 2 ou 3, la tige peut s'avancer vers l'intérieur de manière à fermer le contact 24. Cependant, si l'on veut déplacer l'interrupteur depuis la position 0 jusqu'à. l'une des positions de fonctionnement l, 2 ou 3, il faut tirer le bouton 31 vers l'extérieur de manière à dégager la clé 35 de la rainure dans laquelle elle est maintenue.
Dans les fig.7 à 10, on a représenté l'interrupteur appliqué à un circuit de chauffage comprenant deux éléments chauffants 36 et 37. Ceux-ci sont alimentés par l'intermédiaire des conducteurs 38 et 39. Le conducteur 38 est connecté au conducteur 14a et, par conséquent, au contact fixe 13a tandis que l'autre conducteur 39 est connecté à l'un des contacts de ligne 24 notamment à celui de gauche ainsi qu'on peut le voir aux figures 3 et 7 à 10. L'autre contact de ligne est connecté au contact fixe 13c et en même temps à une extrémité de la résistance chauffante 37, cette même extrémité étant réunie au conducteur 14c. L'autre extrémité de cet élément chauffant 37 est réunie en même temps à une extrémité de l'élément chauffant 38 et, par l'intermédiaire du conducteur 14, au contact fixe 13.
L'extrémité restante de l'élément chauffant 36 est connectée au contact fixe 13b par l'Intermédiaire du conducteur 14b.
Dans la position 0 le circuit est ouvert tvoir figure 7). Si l'on déplace le bouton 31 vers l'extérieur et si on le fait tourner d'un quart de tour dans la direction du mouvement des aiguilles d'une montre, l'interrup- teur est amené dans la position représentée à la Fig. 8. On constatera que, dans cette position, les résistances 36 et 37 sont connectées en parallèle sur la source.
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Pour avoir un chauffage moyen on déplace l'Interrupteur d'un quart de circonférence pour l'amener dans la position de la fig.9. A ce moment la résistance 37 seule est en circuit,
En faisant tourner le bouton d'un nouveau quart de tour on amène l'interrupteur à la position représentée à la fig. 10 et correspondant au chauffa- ge faible. A ce moment, les deux résistances 36 et 37 sont connectées en série avec la source.
On constatera qu'à chacune de ces manoeuvres, avant de faire tourner l'interrupteur d'un quart de tour, le bouton doit d'abord être amené vers l'extérieur avant de pouvoir effectuer la rotation.
Pour pouvoir monter le boîtier de l'interrupteur dans un panneau
40, par exemple le panneau de face d'une cuisinière électrique, le panneau com- prend une ouverture circulaire 41 dont le diamètre est sensiblement égal au dia- mètre extérieur du boîtier. La pièce extérieure 11 de celui-ci comprend un rebord
42 appliqué contre la paroi du panneau (figures 1 et 5). A l'arrière du panneau se trouvent un certain nombre de languettes 43 disposées sur la périphérie da bottier et Insérées dans des entailles 44 ; celles-ci en% le même espacement que les languettes 43 et sont déplacées angulairement par rapport aux languettes.
Pour monter l'interrupteur on le fait passer par l'ouverture 41 du panneau en faisant passer les languettes 43 par les entailles 44; ensuite, on fait tourner cout l'interrupteur d'un angle convenable. Dans cette position, le bottier est maintenu par le rebord 42 et les languettes 43. Pour empêcher la rotation du bottier une fois mis en place, on prévoit un ressort 45 placé dans une entaille
46 qui est ménagée dans le fond du boîtier; le ressort est maintenu au moyen des rivets 47. Lorsque le bottier est amené par rotation dans sa position normale, le ressort s'engage dans une entaille 48 prévue dans le panneau.
Une des caractéristiques importantes de l'invention réside dans le disque Isolant 18 qui sépare d'Une part, les contacts fixes 13 à 13c et leur contact mobile correspondant 17 et d'autre part, les contacts de ligne 24 et 26.
En effet, le disque 18 partage le boîtier en deux chambres isolées l'une de l'au- tre. En outre, le circuit n'est interrompu que par une série de contacts,notam- ment les contacts 24 et la pièce de connexion 26.
Une autre caractéristique importante réside dans le fait que le contact entre 24 et 26 se fait par pression et non par frottement ; d'autre part, ces contacta sont de dimensions assez importantes, ce qui est nécessaire pour les
Installations de puissance relativement élevée : systèmes de chauffage importants,
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cuisinières électriques, etc.. La puissance peut atteindre 2 à 4.000 isatis et la tension peut s'élever jusqu'à 250 Toits.
Le système décrit empêche la production d'un arc au contacts de ligne; l'énergie d'un arc qui pourrait se former est négligeable, Ceci est vrai, que le bouton soit tiré vers l'extérieur lentement ou rapidement car la longueur de l'arc pouvant se former est limitée par la distancé qui peut exister entre les contacts 24 et la pièce de connexion. Cette distance est déterminée par la clé 35; elle ne doit pas dépasser 0,8 à 1,6 mm., même pour des tensions de 250 Volts. On a trouvé que cette faible distance suffit pour éviter toute détérioration par production d'arc, ce qui augmente évidemment la lon- gévité de l'appareil.
Toutes les parties mobiles du mécanisme d'Interruption sont renfermées à l'intérieur du boîtier, ce qui empêche la poussière d'atteindre le mé- canisme. Aucun graissage n'est donc nécessaire. En outre, il n'existe pas de contact par frottement. Le prix de fabrication est peu élevé. Enfin, l'Interrupteur peut aisément être retiré et replacé sur le panneau.
Certaines des caractéristiques de l'invention peuvent être appliquées à un interrupteur à deux pôles. Par exemple, l'interrupteur représenté à la figure 11 comprend un bottier en forme de coupe 50 dent fermé par une paroi 51.
Deux contacts relativement grands 52 sont montés dans cette paroi. A ces contacts est associée une pièce de connexion en forme de disque 53 montée sur un arbre 54.
La pièce de connexion est maintenue contre les contacts 52 au moyen d'un ressort 55. La tige 54 porte une clé 56 s'engageant dans une entaille 57 ménagée dans la paroi de face du boîtier. Pour mettre l'interrupteur dans la position ouverte, on tire la tige 84 vers l'extérieur pour dégager la clé de l'entaille 57; ensuite, on peut tourner la tige et la maintenir dans la position ouverte en comprimant le ressort 55. Cette manoeuvre est effectuée au moyen du bouton 58 fixé à la tige 54, Ici encore, les contacts sont relativement grands et la distance parcourue par la pièce de connexion 53 est limitée par une partie en saillie 59 prévue dans la paroi du boîtier.
Bien que l'on ait représenté et décrit plusieurs formes de réalisation de l'invention, il est évident qu'on ne désire pas se limiter à ces formes particulières données simplement à titre d'exemples et sans aucun caractère res- trictif et que, par conséquent, toutes les variantes ayant même prinoipe et même objet renfilent comme elles dans le cadre de l'invention.
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ELECTRICAL SWITCH.
The invention relates to multi-position switches such as those used for connecting circuits in heating systems comprising a number of resistors connected in various ways depending on the amount of heating desired. . The present invention makes it possible to construct such a switch in an economical manner and with improved mechanical and electrical qualities.
The new characteristics and the advantages of the invention will be better understood by referring to the following description as well as to the accompanying drawings, given simply by way of example and in which
Fig. 1 is a sectional view of an electrical multi-position switch constructed in accordance with the invention;
Fig.2 is a front view of the switch of Fig.1;
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Fig.3 shows the back of this switch, some parts broken for clarity;
Fig, 4 is a section similar to Fig.l but showing the switch in another position;
Fig.5 is a section taken through line 5-5 of Fig.4 and assuming one looks in the direction of the arrows;
Fig.6 is a section taken along line 6-6 of Fig.5 and assuming that one looks in the direction of the arrows;
Figs. 7, 8, 9 and 10 are diagrams of an electric heating system comprising two heating elements;
Fig. 11 is a sectional view of a switch inspired by the principles of the invention.
Referring particularly to the figures, there is shown a switch intended to control the resistances of a heating system so as to connect them in different ways, depending on the degree of heating that is to be obtained. weak, medium or strong heating corresponding to positions 1, 2 and 3 (fig. 2).
The switch comprises an insulating casing 10. This is made up of two cup-shaped pieces 11 and 12 arranged in opposite directions. The part 12 is smaller than the part 11 into which it fits, as can be seen in Figures 1 and 4. The parts 11 and 12 are made of an insulating material having a sufficiently high mechanical strength. The front wall 11a which constitutes the front part of the switch has relatively massive proportions. The wall 12a of the interior part 12 constitutes the rear face of the switch.
A certain number of contacts 13, 13a, 13b, 13c are arranged in an arc of a circle on the inner side of the wall 11a. The arrangement of these contacts is shown schematically in Figures 7 to 10. The contacts 13, 13a, 13b, 13c are joined to conductors 14, 14a, 14b, 14c respectively. These fit into recesses provided on the interior surface of part 11. They extend from the rear to the front of the switch where they are curved at right angles as shown. figs. 1 and 4. The curved parts are placed in the notches 16 formed in the face of the wall 11a.
It will be noted that when the inner part 12 is inserted into the outer part 11, the walls of the part 12 serve to securely hold the conductors 14, 14a, 14b, 14c.
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Contacts 13, 13a, 13b, 130 can be joined to their respective conductors)! in any suitable manner, for example by welding; they can be made of any suitable material such as silver * The remaining ends of the conductors are provided with fixing screws 16a tightening to join them to the + outer conductors.
Movable contacts 17 are mounted in a disc-shaped part 18, the outside diameter of which is substantially equal to the inside diameter of the part 12, The contacts 17 are placed on the side of the disc located opposite the fixed contacts 13 to 13c and are arranged on a circumference as shown schematically in FIGS. 7 to 10.
The contacts 17 are placed in recesses made in the discs 18. In fig.6 it can be seen that each contact 17 is of elongated shape and has ends curved at right angles 17a, which engage in deeper recesses. . In the notches 21 are placed helical ressoirts which apply the contacts to the surface of the part 11.
The disc 18 is mounted on a shaft 22, Thanks to a slide 23 the shaft 22 can rotate the disc but can also move in an axial direction.
At the inner surface of the wall 12a is a pair of line contacts 24. These, of fairly large proportions, can be fixed to the housing by casting them in the insulation. The contacts 24 are fitted with screws 25 at the rear of the casing (fig. 3). One of the contacts 24, the one on the right in FIG. 3, is joined to the fixed contact 13c by the conductors 14c and 25a.
A connection piece 26 is in contact with the terminals 24 and serves to complete the circuit. The connection piece is in the form of a relatively large diameter disc and it is fixed to insulating discs 27 by means of pins 28. The assembly of the connection part and the support discs 27 is mounted, directly on the disc. end of shaft 22 (see for example fig.l).
Between the disc 27 and the disc 18 is a compression spring 29, one end of which engages with a recess 30 and the other of which fits against the assembly 27-26. This spring presses the connection piece 26 against the line contacts 24 and the carrier disc 18 against the wall of the housing.
It will be seen that the rod 22 simultaneously actuates the disc 18 and the connection piece 26. The disc 18 is actuated by the rotation of the rod 22 slum that the piece 26 is displaced axially. The anterior end of the rod passes through the front wall of the casing and is handled outside it with a
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an operating button 31 which is used to rotate the rod or to move it axially.
It is important that the connection piece 26 cuts them off from the line 24 before the position of the disc 18 changes. In other words, the button 31 must first be pulled forward before allowing the rotation of the disc 18. This is ensured by a locking system disposed between the rod 22 and the housing. This locking comprises a metal part 32 placed in a notch 33 (see figs, 1, 4 and 5). A central opening allows the passage of the rod 22. On the outer face of the part 32 is a series of grooves 34 arranged around the central opening and corresponding to the various positions of the switch. A key 35 fixed to the rod 22 fits into these grooves.
The depth of the grooves is such that when the switch is in the "0" position the rod is held in the position shown in FIG, 1. In one of the positions 1, 2 or 3, the rod can advance inwards so as to close the contact 24. However, if we want to move the switch from position 0 to. one of the operating positions 1, 2 or 3, the button 31 must be pulled outwards so as to disengage the key 35 from the groove in which it is held.
In FIGS. 7 to 10, there is shown the switch applied to a heating circuit comprising two heating elements 36 and 37. These are supplied via the conductors 38 and 39. The conductor 38 is connected to the conductor. 14a and, consequently, to the fixed contact 13a while the other conductor 39 is connected to one of the line contacts 24 in particular to the left one as can be seen in Figures 3 and 7 to 10. The another line contact is connected to the fixed contact 13c and at the same time to one end of the heating resistor 37, this same end being joined to the conductor 14c. The other end of this heating element 37 is joined at the same time to one end of the heating element 38 and, via the conductor 14, to the fixed contact 13.
The remaining end of heating element 36 is connected to fixed contact 13b through conductor 14b.
In position 0 the circuit is open (see figure 7). If the button 31 is moved outward and turned a quarter of a turn in the direction of clockwise movement, the switch is moved to the position shown in Fig. . 8. It will be noted that, in this position, the resistors 36 and 37 are connected in parallel with the source.
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To have an average heating, move the Switch a quarter of a circumference to bring it to the position of fig. 9. At this moment only resistor 37 is in circuit,
Turning the knob a further quarter turn brings the switch to the position shown in fig. 10 and corresponding to low heating. At this time, the two resistors 36 and 37 are connected in series with the source.
It will be noted that at each of these maneuvers, before turning the switch a quarter of a turn, the button must first be brought outwards before being able to perform the rotation.
To be able to mount the switch housing in a panel
40, for example the front panel of an electric cooker, the panel comprises a circular opening 41 the diameter of which is substantially equal to the outer diameter of the housing. The outer part 11 thereof comprises a rim
42 applied against the wall of the panel (Figures 1 and 5). At the rear of the panel are a number of tabs 43 arranged on the periphery of the housing and inserted in notches 44; these in% the same spacing as the tongues 43 and are angularly displaced with respect to the tongues.
To mount the switch, it is passed through the opening 41 of the panel by passing the tabs 43 through the notches 44; then turn the switch to a suitable angle. In this position, the casing is held by the flange 42 and the tabs 43. To prevent the rotation of the casing once in place, a spring 45 is provided, placed in a notch.
46 which is provided in the bottom of the housing; the spring is maintained by means of rivets 47. When the casing is brought by rotation into its normal position, the spring engages in a notch 48 provided in the panel.
One of the important characteristics of the invention resides in the insulating disc 18 which separates, on the one hand, the fixed contacts 13 to 13c and their corresponding movable contact 17 and, on the other hand, the line contacts 24 and 26.
In fact, the disc 18 divides the housing into two chambers isolated from one another. Furthermore, the circuit is only interrupted by a series of contacts, in particular the contacts 24 and the connection piece 26.
Another important characteristic resides in the fact that the contact between 24 and 26 is made by pressure and not by friction; on the other hand, these contacta are of fairly large dimensions, which is necessary for the
Relatively high capacity installations: large heating systems,
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electric cookers, etc. The power can reach 2 to 4,000 isatis and the voltage can rise up to 250 Roofs.
The system described prevents the production of an arc at the line contacts; the energy of an arc that could form is negligible.This is true whether the button is pulled out slowly or quickly because the length of the arc that can form is limited by the distance that can exist between the contacts 24 and the connection piece. This distance is determined by key 35; it should not exceed 0.8 to 1.6 mm., even for voltages of 250 Volts. It has been found that this small distance is sufficient to avoid any damage by production of arcing, which obviously increases the longevity of the apparatus.
All moving parts of the Interrupt mechanism are enclosed within the housing, preventing dust from reaching the mechanism. No lubrication is therefore necessary. In addition, there is no frictional contact. The manufacturing price is low. Finally, the Switch can easily be removed and replaced on the panel.
Some of the features of the invention can be applied to a two pole switch. For example, the switch shown in Figure 11 comprises a cup-shaped housing 50 tooth closed by a wall 51.
Two relatively large contacts 52 are mounted in this wall. With these contacts is associated a disc-shaped connection part 53 mounted on a shaft 54.
The connection piece is held against the contacts 52 by means of a spring 55. The rod 54 carries a key 56 engaging in a notch 57 formed in the face wall of the housing. To put the switch in the open position, the rod 84 is pulled outwards to release the key from the notch 57; then, the rod can be rotated and held in the open position by compressing the spring 55. This maneuver is effected by means of the button 58 fixed to the rod 54. Here again, the contacts are relatively large and the distance traveled by the part connection 53 is limited by a projecting portion 59 provided in the wall of the housing.
Although several embodiments of the invention have been represented and described, it is obvious that one does not wish to limit oneself to these particular forms given simply by way of examples and without any restrictive character and that, consequently, all the variants having the same principle and the same object re-thread like them in the context of the invention.