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"Perfectionnements aux interrupteurs thermostatiques pour le contrôle de circuits électriques"
La présente invention se rapporte aux interrupteurs thermos- tatiques de protection destinés aux systèmes distributeurs d'élec- tricité, et vise à établir des interrupteurs perfectionnés du type fonctionnant de manière à s'ouvrir dans le cas d'un défaut ou d'une autre circonstance ayant pour effet un flux anormal de courant dans un circuit contenant un tel interrupteur, le dispositif suivant l'in- vention étant en outre établi de manière à ne pas se refermer au- tomatiquement.
L'invention oomporte la combinaison d'un dispositif sensible à la chaleur, destiné à séparer une paire de plots normalement fermés, avec un électro-aimant dont l'enroulement est appelé à être connecté en permanence aux deux plots ou à des organes asso- ciés à ceux-ci, la disposition étant telle que, dans le cas d'une séparation des plots par le dispositif sensible à la chaleur, ces plots sont maintenus écartés l'un de l'autre par l'électro-aimant-
L'invention comporte en outre la combinaison d'une série de dispositifs sensibles à la chaleur, dont chacun est appelé à séparer une paire de plots normalement fermés, avec un électro- aimant comprenant plusieurs enroulements, dont chacun est connecté à des plots correspondants ou à des organes associés à de tels plots, la disposition étant telle que,
dans le cas d'une sépara- tion d'une paire quelconque de plots par le dispositif sensible à la chaleur qui lui est associé, l'électro-aimant provoque la @
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séparation des autres plots et maintient tous les plots dans la position écartée.
Dans les dessins explicatifs annexés :
Fig. 1 et 2 sont des vues schématiques montrant respective- ment deux modes de réalisation de l'invention.
Fig. 3 est une vue latérale en coupe d'un mécanisme interrup- teur comprenant la présente invention.
Lors de la mise en oeuvre de l'invention comme montré dans la Fig. 1, il est fait usage d'un plot fixe à et d'un plot mobile b supporté ou actionné par une lame bimétallique c, ces deux plots étant normalement fermés. Un électro-aimant d est disposé de manière à coopérer avec la lame c, les extrémités de l'enroulement e de cet électro-aimant étant connectés respectivement aux plots et b ou à des organes associés à ces plots, cet enroulement présentant une résistance relativement élevée et étant normalement court-circuité par les dits plots. L'électro-aimant ¯4 est pourvu d'une armature f soumise à l'action d'un ressort et à laquelle la lame bi-métallique c est réunie au moyen d'une biellette g ou de toute autre manière appropriée.
La lame bimétallique 2 est prévue pour être connectée au circuit h, qui doit être contrôlé, ou est pourvue d'une bobine de chauffage destinée à être connectée à ce circuit, la disposition étant telle qu'aussi longtemps que des conditions normales existent dans ce circuit, les plots à et b restent fermés et du courant peut être fourni aux appareils d'utili- sation (désignés par une résistance j) compris dans ce circuit, mais que dans le cas d'un court-circuit ou d'un autre incident ayant pour effet de provoquer un échauffement anormal de la lame bimétallique, les plots 11 et b sont séparés par la déformation thermique de cette lame. A partir de ce moment, le courant par- court l'enroulement e de l'électro-aimant d, en provoquant l'exci- tation de ce dernier.
Cette excitation produit un double effet: En premier lieu, l'armature f opère une séparation rapide et complète des plots 11 et b, suffisante pour empecher toute forma- tion d'arc qui, sans cela, pourrait se produire ; endeuxième lieu, elle empêche les dits plots de se refermer à la suite du refroi- disse.ment de la lame c.
Lorsqu'on procède à l'élimination du défaut ou d'une autre condition qui a provoqué la séparation des plots 11 et b, le circuit h est interrompu soit par l'actionnement d'un interrupteur princi- pal i, soit par toute autre manoeuvre dont l'effet consiste à séparer le circuit d'avec la source d'alimentation en courant.
L'électro-aimant d se trouve ainsi mis hors d'action, et la lame c, désormais refroidie, permet aux plots à et b d'entrer de nouveau
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en contact. A titre de variante, la lame bimétallique c peut être déplacée mécaniquement en vue de fermer les plots à et b, et de faire disparaître l'excitation de l'électro-aimant d; à ce moment, l'armature f retourne à sa position normale.
L'exemple représenté dans la Fig. est destiné à une paire de circuits h et h1 connectés en parallèle et contenant des appa- reils d'utilisation désignés par les résistances j. Dans cet exemple de réalisation, il est fait usage de deux paires de plots normalement fermés à et b, et a1 et b1, et de deux lames bimétalli- ques c et c1. La lame c et la paire de plots SI,. et b contrôlent le circuit h, tandis que l'autre lame c1 et les plots à et b1 con- trôlent l'autre circuit h1. Un électro-aimant d est associé aux lames c. c1, cet électro-aimant comportant deux enroulements e et e1. L'électro-amiant d est en outre pourvu d'une armature (non représentée) soumise à l'action d'un ressort et réunie à chacune des lames c et c1.
Les extrémités de l'enroulement e sont connec- tées respectivement aux plots A et b ou à des éléments associés à ces plots, tandis que les extrémités de l'autre enroulement e1 sont connectées respectivement aux autres plots et b1 oua des élé- ments associés à ceux-ci. Dans le cas où l'une des paires de plots et b ou a1 et b1 viendrait à être séparée à la suite de réchauffement de la lame ou c1 y associée, l'électro-aminat d se trouve excité, ce qui produit non seulement l'effet décrit ci- dessus, mais provoque aussi la séparation de l'autre paire de plots. Les circutis h et sont pourvus d'interrupteurs princi- paux i et il à mouvements solidaires.
Un double interrupteur comprenant les caractéristiques repré- sentées dans la Fig. est particulièrement indiqué dans le cas où les circuits h et h1 qui doivent être contrôlés fonctionnent à une même tension, 12 volts par exemple, et sont alimentés depuis une batterie 1. qui fournit le double de cette tension, ce circuit étant constitué par trois conducteurs connectés aux bornes et au point milieu de la batterie. Comme l'ouverture de chacune des paires de plots à et b ou a1 et b1 par.? un effet thermique est accompagnée de la séparation de l'autre paire par l'action électro- magnétique, on évite un excès de tension ou un renversement de polarité dans un de ces circuits sous l'effet d'un court-circuit ou d'un autre défaut survenu dans l'autre de ces circuits.
Un interrupteur thermostatique construit suivant l'invention peut être combiné d'une manière appropriée quelconque avec un interrupteur principal de manière à constituer un ensemble monobloc.
Un exemple d'une telle construction est représenté dans la Fig. 3, où les organes similaires ou analogues à ceux décrits ci-dessus sont désignés par les mêmes signes de référence que dans les Fig.
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1 et 2. Dans l'exemple de la Fig. 3, un électro-aimant ¯4 est fixé d'une manière appropriée quelconque à une plaque de support n pourvue d'un orifice central, cet électro-aimant étant renfermé dans un boitier m en tôle ou autre matière, le dit boîtier compor- tant une extrémité ouverte, fixée à la dite plaque de support, l'autre extrémité du boîtier étant fermée. L'électro-aimant d comprend une carcasse o, un enroulement e et une armature f. soumise à l'action d'un ressort, cette armature étant réunie à oscillation, par une de ses extrémités, et au moyen d'une lame metallique élas- tique p, à l'extrémité intérieure de la carcasse, un plot à étant prévu à l'autre extrémité de la dite armature.
A proximité de l'armature f, on prévoit, à l'intérieur du bottier m, une lame bimétallique c dont une extrémité est fixée à une pièce métallique q, tandis que sur l'autre extrémité de la lame bimétallique est monté un plot b, destiné à coopérer avec le plot a. Les extrémités de l'enroulement de l'électro-aimant sont connectées électrique- ment à la pièce métallique q et à, la carcasse o de l'électro-aimant respectivement. La pièce métallique q est située en partie entre un côté de la carcaase o de l'électro-aimant et une deuxième pièce métallique r et est isolée de ces deux éléments, la dite pièce étant fixée et connectée électriquement, à la dite carcasse au moyen de vis s, qui servent également à fixer en position la pièce métallique mentionnée en premier lieu.
Une troisième pièce métalli- que t est fixée, au moyen de vis u, à l'autre coté de la carcasse o de l'électro-aimant, mais est isolée électriquement de cette carcas- se d'une manière appropriée quelconque. Les pièces métalliques r et t, décrites ci-dessus en deuxième et en troisième lieu, s'éten- dent à travers la cloison qui constitue l'extrémité fermée du dit boîtier, les extrémités extérieures de ces deux dernières pièces métalliques étant pourvues de vis-bornes v pour la connexion au circuit à contrôler.
Pour établir la connexion électrique entre les pièces métal- liques q et t, décrites ci-dessus en premier et en troisième lieu, on fait usage d'un interrupteur i à commande axiale, comportant une paire de contacts fixes w et une paire de contacts mobiles x, complémentaires aux premiers. Les contacts fixes 1 sont fixés respectivement aux pièces métalliques q et t en des points rappro- chés de la plaque de support n, les faces en regard de ces contacts étant pourvus d'évidements y en V, destinés à recevoir des parties, de forme complémentaire, des contacts mobiles..
Ces derniers sont réunis entre eux au moyen d'une pièce de liaison élastique z en métal et sont actionnés au moyen d'une tige ,2 à déplacement axial, qui traverse un orifice central prévu dans la plaque de support n et dont l'extrémité extérieure porte un bouton de manoeuvre 3 éta- bli en matière isolante.
Le bouton 3 présente une extension tubu-
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laire 4 montée à coulissement dans un guidage tubulaire fixe 5, prévu sur la plaque de support n. La tige 2 traverse un orifice central prévu dans la pièce de liaison A et est entourée par deux ressorts de compression hélicoïdaux 6, par l'intermédiaire desquels un mouvement peut être imprimé, à l'aide de la tige, à la pièce de liaison, en vue d'actionner les contacts mobiles x, l'un des dits ressorts étant interposé entre la dite pièce de liaison et le bouton 3, tandis que l'autre ressort est interposé entre cette pièce de liaison et une tête 7 prévue sur l'extrémité intérieure de la dite tige.
Une paire de pièces isolantes 8 est fixée à la plaque de support n et située entre cette dernière et les contacts fixes w, les faces en regard de ces pièces isolantes présentant également des évidements 9 en V, destinés à recevoir les contacts mobiles x.
Tout comme dans l'exemple de réalisation décrit en premier lieu, les plots à. et 1 sont normalement fermés. Dans cette posi- tion, ils court-circuitent l'enroulement e de l'électro-aimant, cet enroulement présentant une résistance relativement élevée.
En supposant que l'interrupteur principal i est fermé et que les pièces métalliques r et t sont connectées au circuit à contrôler, les plots à et b restent fermés aussi longtemps que des conditions normales existent dans le dit circuit. Toutefois, dans le cas d'un court-circuit ou d'un autre incident qui provoque un échauffe- ment anormal de la lame c, les dits plots se séparent, à la suite de quoi le courant parcourt l'enroulement e et excite l'électro- aimant ¯4. Ceci provoque une séparation rapide et complète des plots et b et empêche la refermeture de ceux-ci ensuite du refroidissement de la lame c. Après élimination du défaut, on ouvre l'interrupteur principal i. L'électro-aimant 4 se trouve ainsi rendu inopérant et la lame c, désormais refroidie, permet une nouvelle rencontre des plots , et b.
Lorsque l'interrupteur i est fermé, ses contacts mobiles x s'engagent dans les évidements y des contacts fixes 1. Pour ouvrir cet interrupteur, on exerce une poussée sur le bouton 3. Ceci a pour effet de comprimer le ressort 6 interposé entre la pièce de liaison et la tête 7 de la tige 2, jusqu'au moment où ce ressort amène les contacts mobiles x à se dégager des évidements y formés dans les contacts fixes w, et à s'engager dans les évidements 9 formés dans les pièces isolantes 8. La refermeture de l'interrup- teur i est obtenue en exerçant une poussée sur le bouton 3. Ceci a pour effet de comprimer l'autre ressort 6 jusqu'à ce que ce dernier amène les contacts mobiles à se dégager des évidements 9 et à s'engager à nouveau dans les évidements y.
Un constate donc que tant les mouvements d'ouverture que ceux de fermeture
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des contacts s'effectuent avec rapidité, sous l'action de ressorts.
Si on le désire, la position du plot 1 peut être réglée au moyen d'une vis d'arrêt 10, supportée par la pièce métallique q et agissant sur la lame bimétallique c.
Il va de soi qu'on peut combiner dans un même interrupteur de protection n'importe quel nombre voulu de paires de plots sépa- rables par une lame bimétallique échauffée, et un seul électro- aimant ayant un nombre correspondant d'enroulements. D'autre part, et bien qu'il soit préférable d'utiliser une ou plusieurs lames bimétalliques en vue de la séparation de plots normalement fermé,%., vu la simplicité et la facilité qu'offrent'de telles lames, on peut cependant, dans certains cas, employer pour la séparation des plots n'importe quel autre moyen approprié, déformable par la chaleur.
REVENDICATIONS.
1 - Interrupteur thermo statique du genre décrit, comprenant, en combinaison, un dispositif sensible à la chaleur et appelé à séparer une paire de plots normalement fermés, et un électro-aimant dont 1'enroulement est destiné à être connecté ea permanence aux dits plots ou à des éléments associés à ceux-ci, la disposition étant telle que, dans le cas d'une séparation des dits plots par le dispositif sensible à la chaleur, ces plots sont maintenus écartés par le dit électro-aimant.
2 - Interrupteur thermostatique du type spécifié, comprenant, en combinaison, plusieurs dispositifs sensibles à la chaleur, dont chacun est destiné à séparer une paire de plots normalement fermés, et un électro-aimant comportant plusieurs enroulements dont chacun est connecté à des plots correspondants ou à des éléments associés à ces plots, la disposition étant telle que, dans le cas d'une séparation d'une paire de plots par le dispositif sensible à la chaleur y associé, l'électro-aimant provoque la séparation des autres paires de plots et maintient tous les plots dans la position écartée.
3 - Construction monobloc, comprenant, en combinaison, un interrupteur thermostatique comme revendiqué sous 1 et un interrup- teur de contrôle à commande axiale.
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"Improvements to thermostatic switches for controlling electrical circuits"
The present invention relates to thermostatic protection switches intended for electricity distribution systems, and aims to establish improved switches of the type operating in such a way as to open in the event of a fault or another. circumstance having the effect of an abnormal flow of current in a circuit containing such a switch, the device according to the invention being moreover established so as not to close automatically.
The invention involves the combination of a device sensitive to heat, intended to separate a pair of normally closed pads, with an electromagnet, the winding of which is called to be permanently connected to the two pads or to associated members. ciés to these, the arrangement being such that, in the case of a separation of the pads by the heat-sensitive device, these pads are kept apart from each other by the electromagnet.
The invention further comprises the combination of a series of heat sensitive devices, each of which is called upon to separate a pair of normally closed pads, with an electromagnet comprising several windings, each of which is connected to corresponding pads or to members associated with such studs, the arrangement being such that,
in the case of a separation of any pair of pads by the heat-sensitive device associated with it, the electromagnet causes the @
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separation of the other studs and keeps all the studs in the separated position.
In the accompanying explanatory drawings:
Fig. 1 and 2 are schematic views showing respectively two embodiments of the invention.
Fig. 3 is a sectional side view of a switch mechanism comprising the present invention.
When carrying out the invention as shown in FIG. 1, use is made of a fixed pad at and of a movable pad b supported or actuated by a bimetallic strip c, these two pads being normally closed. An electromagnet d is arranged so as to cooperate with the blade c, the ends of the winding e of this electromagnet being connected respectively to the pads and b or to members associated with these pads, this winding having a relatively resistance high and being normally short-circuited by said pads. The electromagnet ¯4 is provided with an armature f subjected to the action of a spring and to which the bi-metallic blade c is joined by means of a connecting rod g or in any other suitable manner.
The bimetallic strip 2 is intended to be connected to circuit h, which is to be checked, or is provided with a heating coil intended to be connected to this circuit, the arrangement being such that as long as normal conditions exist in this circuit. circuit, the pads a and b remain closed and current can be supplied to the user devices (designated by a resistor j) included in this circuit, but only in the event of a short-circuit or another incident having the effect of causing an abnormal heating of the bimetallic strip, the pads 11 and b are separated by the thermal deformation of this strip. From this moment, the current flows through the winding e of the electromagnet d, causing the latter to be energized.
This excitation produces a double effect: Firstly, the armature f operates a rapid and complete separation of the pads 11 and b, sufficient to prevent any arcing which, otherwise, could occur; in the second place, it prevents the said studs from closing again following the cooling of the blade c.
When the fault or other condition which caused the separation of the pads 11 and b is removed, the circuit h is interrupted either by the actuation of a main switch i, or by any other operation the effect of which is to separate the circuit from the current supply source.
The electromagnet d is thus put out of action, and the blade c, now cooled, allows the pads a and b to enter again
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in touch. As a variant, the bimetallic strip c can be moved mechanically in order to close the pads α and b, and to remove the excitation of the electromagnet d; at this time, the armature f returns to its normal position.
The example shown in FIG. is intended for a pair of circuits h and h1 connected in parallel and containing devices for use designated by resistors j. In this exemplary embodiment, use is made of two pairs of normally closed pads at and b, and a1 and b1, and of two bimetallic strips c and c1. The blade c and the pair of studs SI ,. and b control circuit h, while the other blade c1 and the pads a and b1 control the other circuit h1. An electromagnet d is associated with the blades c. c1, this electromagnet comprising two windings e and e1. The electro-asbestos d is furthermore provided with an armature (not shown) subjected to the action of a spring and joined to each of the blades c and c1.
The ends of the winding e are respectively connected to the pads A and b or to elements associated with these pads, while the ends of the other winding e1 are respectively connected to the other pads and b1 or to the associated elements. to these. In the event that one of the pairs of pads and b or a1 and b1 should come to be separated following heating of the slide or c1 associated therewith, the electro-aminate d is excited, which not only produces the 'effect described above, but also causes the separation of the other pair of pads. Circutis h and are fitted with main switches i and il with integral movements.
A double switch comprising the characteristics shown in FIG. is particularly indicated in the case where the circuits h and h1 which must be checked operate at the same voltage, 12 volts for example, and are supplied from a battery 1.which supplies twice this voltage, this circuit being made up of three conductors connected to the terminals and to the midpoint of the battery. As the opening of each of the pairs of pads a and b or a1 and b1 by.? a thermal effect is accompanied by the separation of the other pair by electromagnetic action, an excess of voltage or a reversal of polarity in one of these circuits under the effect of a short-circuit or of another fault has occurred in the other of these circuits.
A thermostatic switch constructed in accordance with the invention may be combined in any suitable manner with a main switch so as to constitute a one-piece assembly.
An example of such a construction is shown in Fig. 3, where members similar or analogous to those described above are designated by the same reference signs as in FIGS.
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1 and 2. In the example of FIG. 3, an electromagnet ¯4 is fixed in any suitable manner to a support plate n provided with a central hole, this electromagnet being enclosed in a housing m made of sheet metal or other material, said housing comprising both an open end, fixed to said support plate, the other end of the housing being closed. The electromagnet d comprises a carcass o, a winding e and an armature f. subjected to the action of a spring, this armature being joined together in oscillation, by one of its ends, and by means of an elastic metal strip p, at the inner end of the carcass, a stud being provided at the other end of said frame.
Near the frame f, there is provided, inside the casing m, a bimetallic strip c, one end of which is fixed to a metal part q, while on the other end of the bimetallic strip is mounted a stud b , intended to cooperate with the stud a. The ends of the coil of the electromagnet are electrically connected to the metal part q and to the frame o of the electromagnet respectively. The metal part q is located in part between one side of the casing o of the electromagnet and a second metal part r and is isolated from these two elements, the said part being fixed and electrically connected, to the said carcass by means screws s, which also serve to fix the first mentioned metal part in position.
A third metal part t is fixed, by means of screws u, to the other side of the carcass o of the electromagnet, but is electrically insulated from this carcass in any suitable manner. The metal parts r and t, described above in second and third place, extend through the partition which constitutes the closed end of said housing, the outer ends of these last two metal parts being provided with screws. - v terminals for connection to the circuit to be controlled.
To establish the electrical connection between the metal parts q and t, described above first and thirdly, use is made of an axially operated switch i, comprising a pair of fixed contacts w and a pair of contacts mobiles x, complementary to the former. The fixed contacts 1 are fixed respectively to the metal parts q and t at points close to the support plate n, the facing faces of these contacts being provided with V-shaped recesses y, intended to receive parts, of the shape complementary, mobile contacts.
These are joined together by means of an elastic connecting piece z made of metal and are actuated by means of a rod, 2 with axial displacement, which passes through a central orifice provided in the support plate n and whose end outside carries an operating button 3 made of insulating material.
Button 3 has a tubular extension.
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laire 4 slidably mounted in a fixed tubular guide 5, provided on the support plate n. The rod 2 passes through a central orifice provided in the connecting piece A and is surrounded by two helical compression springs 6, by means of which a movement can be imparted, using the rod, to the connecting piece, in order to actuate the movable contacts x, one of said springs being interposed between said connecting piece and the button 3, while the other spring is interposed between this connecting piece and a head 7 provided on the inner end of said rod.
A pair of insulating parts 8 is fixed to the support plate n and located between the latter and the fixed contacts w, the opposite faces of these insulating parts also having V-shaped recesses 9, intended to receive the mobile contacts x.
As in the embodiment described first, the pads. and 1 are normally closed. In this position, they short-circuit the winding e of the electromagnet, this winding having a relatively high resistance.
Assuming that the main switch i is closed and that the metal parts r and t are connected to the circuit to be controlled, the pads a and b remain closed as long as normal conditions exist in said circuit. However, in the event of a short-circuit or other incident which causes abnormal heating of the blade c, the said pads separate, following which the current flows through the winding e and excites l 'electromagnet ¯4. This causes a rapid and complete separation of the pads and b and prevents their reclosing after cooling of the blade c. After rectifying the fault, the main switch i is opened. The electromagnet 4 is thus rendered inoperative and the blade c, now cooled, allows the pads to meet again, and b.
When the switch i is closed, its movable contacts x engage in the recesses y of the fixed contacts 1. To open this switch, a push is exerted on the button 3. This has the effect of compressing the spring 6 interposed between the connecting piece and the head 7 of the rod 2, until the moment when this spring causes the movable contacts x to disengage from the recesses y formed in the fixed contacts w, and to engage in the recesses 9 formed in the parts insulating 8. The reclosing of the switch i is obtained by exerting a push on the button 3. This has the effect of compressing the other spring 6 until the latter causes the movable contacts to disengage from the recesses. 9 and engage again in the recesses y.
One therefore notes that both the opening and closing movements
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contacts are made quickly, under the action of springs.
If desired, the position of stud 1 can be adjusted by means of a stop screw 10, supported by the metal part q and acting on the bimetallic strip c.
It goes without saying that it is possible to combine in a single protection switch any desired number of pairs of pads separable by a heated bimetallic strip, and a single electromagnet having a corresponding number of windings. On the other hand, and although it is preferable to use one or more bimetallic blades for the separation of normally closed studs, in view of the simplicity and ease offered by such blades, it is nevertheless possible to , in certain cases, to use for the separation of the pads any other suitable means, deformable by heat.
CLAIMS.
1 - thermostatic switch of the type described, comprising, in combination, a device sensitive to heat and called to separate a pair of normally closed pads, and an electromagnet whose winding is intended to be permanently connected to said pads or to elements associated therewith, the arrangement being such that, in the case of a separation of said pads by the heat sensitive device, these pads are kept apart by said electromagnet.
2 - Thermostatic switch of the type specified, comprising, in combination, several heat sensitive devices, each of which is intended to separate a pair of normally closed pads, and an electromagnet comprising several windings each of which is connected to corresponding pads or to elements associated with these pads, the arrangement being such that, in the case of a separation of a pair of pads by the heat sensitive device associated with it, the electromagnet causes the separation of the other pairs of pads and maintains all the pads in the spread position.
3 - One-piece construction, comprising, in combination, a thermostatic switch as claimed in 1 and an axially controlled control switch.
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