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Interrupteur bai-métallique
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Les interrupteurs bi-métalliques comportent une paire de contacts qui se déplacent l'un par rapport à l'au-
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tre sous l'effet de lc:chauzfe.u.:nt d'une iaà,àe b1-iiiétalilque se trouvant dans l'interrupteur. Il est connu de chauffer 1 - lément bi-métallique â l'aide d'un corps thermique placé à proxi- mité de l'élénezm 11-ratallique
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L'interrupteur peut être construit de manière qu'il
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soit ouvert, c'est-à-dire que les contacts ne se touchent pas,
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lorsque le corps thermique n'est pas excite, donc lorsqu'au- cune chaleur n'est développée dans ce corps, en d'autres termes
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lorsque l'élément "o 1-nié.t ali i que 0:ot froid.
Lorsque relaient
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thermique est parcouru par un courant d't intensi té suffisante,
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l'élément ui-zilétalliqua s'échauffe et atteint une température telle que l'interrupteur se l'e1..1e I1 3=t possible d.ussi de piévoir le tout de manière que l'interrupteur soit farmé à l'état froid ut que les contacts ne sépo-rent qu'acres s i ' é- chauffemont de 11 dllelt b 1-ill,.ét ail de sorte que linter-
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rupteur soit ouvert et ieste ouvert aussi longtemps que le corps
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thermique ddit L'invention concerne un int31'X'UJ:!teuI' ùi-..10t;.;,11ique de ce dernier 6vDr8. Ces interrupteurs peuvent être utilisés par exemple en combinaison avec des tU0-.:S à d''ci1C;Ll';,e dans le t:;:;d.: et ce de la manière scnématisje sur la .Jj'lb. l uu dessin é:W1Ù0X.
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Sur cette figure, le tUJe à décharge dai'is le 6 1, Q8 forme allongée, comporte à ses extraites deux élactrodes 2 et 3" L'une des extrémités de l'électrode 2 est reliée à la borne 4 d'une source de courant alternatif, tandis que l'autre extrémité est reliée à une lampe bi-métallique 5, qui cohorte mi contact 6.
L'autre contact de l'interrupteur est relié à l'une des extré- mités de l'électrode 3, dont l'autre extrémité est reliée, par l'intermédiaire du c Jr p thermique d de l'interrupteur bi-méteLlll- que et de la 'bobine de self 9, à la ûorne 10 de la source de cou- rant. En général, 1'élément bi-métallique 5 avec les contacts 6 et ? et le corps thermique 8 sont logés dans une enveloppe fer- ,tWe 11, rersentée scilBLllatiqU8JAleût. r;;':-:-::-:l ..- . -. Î :à;.:, , 7..,,-<
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Le dispositif montra sur la Fig. 1 fonctionne de la manière suivante:
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Lorsque le ô.i:0.i!oSitif est mis sous tension, uu cou- rant. parcourt le circuit constitua par la borne 4, l'électro- cie 2, l'élément bi-métallique 5, les contacts tu et 7, l'électro- de 3, le oorp& tnermique 8, la oO'oine de sel± 9 et la borne 10. ce courant chauffe les électrodes 2 et 3, de sorte que celles-ci émettent des électrons, ce qui facilite l'amorçage du tube 1.
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En ".ê.ile temps, l'élément ùi-métallique 5 est chauffe par la chaleur dégagée dans le corps thermique 8. Au bout de quelques instants, l'élément "01-iuétalilque a atteint une température telle que l'extrémité de gauche se déplace vers le oas et que la contact 6 se détache du contact 7. De ce fait, le courant traversantle circuit précité est interrompu, ce qui provoque dans la bobine de self 9 une pointe de tension inductive qui contribue à l'amorçage du tube à décharge 1. Apiès l'amorçage de ce tube, l'interrupteur bi-métallique reste ouvert, car le corps thermique 8 est parcouru par le courant de décharge, de
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sorte que l'élément bii-raétallique reste chauffé.
L'utilisation de cet interrupteur bi-niéta,llique dans le dispositif décrit suscite des difficultés. Apres la mise hors circuit du dispositif, l'interrupteur ne se tiouve pas immédiatement à l'état requis pour le réenclenchement. En effet, pour ce 1 Interrupteur doit être fermé, alors que, lors du déclenchement de ce dispositif, il est ouvert et il ne se ferme que lorsque l'élément bi-métallique est suffi- samment refroidi.
L'invention permetd'obvier à cet inconvénient, elle fournit un interrupteur dans lequel le temps qui s'écoule après
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la mise hors circuit du corps tneiiiiiquet avant que les contacts ne se touchent est fortement raccourci.
Un interrupteur conforme à l'invention comporte deux
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parties bi-métalliques, dont l'une est plue rapidement chauffée par le corps thermique que l'autre; le rapide écnauffement de l'une des parties écarte les contacts et réchauffement de l'autre élément les rapproche de nouveau sans cependant les amener en contact.
Lorsqu'un courant parcourt le corps thermique, il se produit d'abord une déformation de la partie bi-métallique qui chauffe le plus rapidement. De ce fait, les contacts sont écartés, c'est-à-dire que 1?interrupteur est ouvert. Ensuite la température de l'autre partie bi-métallique augmente, de sorte qu'elle se déforme aussi et que les contacts se rapprochent,
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cependant sans se toucher. Lors de 1?Interruptlon du courant dans l'élément thermique l'écartement des contacts est plus e- tit que lorsqu'on n'utilise qu'un seul élément bi-métallique.
Le temps qui s'écoule, aprés l'interruption du courant dans le corps thermique, avant que les contacts ne se retouchent est donc notablement raccourci, en d'autres termes l'interrupteur est plus rapidement ramené dans son état initial.
L'échauffement plus rapide de l'une des parties bi- métalliques peut être ootenu de diverses manières. Le corps thermique peut, par exemple, se trouver plus près de l'une des parties bi-métalliques que de l'autre. On peut aussi entraver la transmission de chaleur du corps thermique vers la seconde partie bi-métallique, par exemple, en plaçant entre le corps @ -
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thermique et la seconde partie bi-métallique un écran qui absor- be une partie de la chaleur émise par le corps thermique. En outre, un choix judicieux des pouvoirs calorifiques des deux parties bi-métalliques permet d'influencer la vitesse d'échauf- fement de ces parties.
Enfin, une partie bi-métallique noircie absorbe mieux la chaleur qu'une partie métallique brillante.
On dispose de plusieurs moyens pour régler la dis- tance dont les contacts se rapprochent sans cependant se tou- cher. On peut faire en sorte que la seconde partie bi-métalli-- que, qui provoque la réduction de l'écartement initialement assez grand des contacts, chauffe plus lexiteiaent que l'autre partie bi-métallique et de plus que sa température finale soit moins élevée. On peut aussi utiliser des parties bi-métalliques de composition uifférente, c'est-à-dire des parties bi-métalli- ques en matières qui, pour de mêmes dimensions et la même tem- pérature des éléments bi-métalliques, provoquent des déforma- tions différentes de l'élément. En outre, il est possible de donner aux deux éléments bi-métalliques des longueurs différen- tes.
Les deux parties bi-métalliques peuvent être disposées indépendamment et éventuellement, chacune d'elles peut compor- ter une pièce de contact. On obtient une forme de construction particulièrement simple en assemblant en une seule pièce les deux parties bi-métalliques; dans ce cas, il faut évidemment veiller à ce que les deux parties exercent un effet différent sur l'écartement des contacts.
La description du dessin annexé, donné à titre d'exem- ple non-limitatif, fera bien comprendre comment l'invention peut être réalisée, les particularités qui 'ressortent tant du texte que du dessin faisant, bien entendu, partie de ladite invention.
Les Figs. 2 et 3 montrent, à titre d'exemple, une forme d'exécution de l'invention, la première en élévation, et la seconde, de profil. Les Figs. 4 et 5, ainsi que les Figs. 6 et ?, montrent, aussi en élévation et de profil, deux autres formes d'exécution.
L'interrupteur montré sur les figures 2 et 3 comporte deux éléments bi-métalliques 12 et 13, constituée par des ru- bans fixés, le premier à des fils de support 14, le second à des fils 15 et dont chacun porte une pièce de contact 16, res- pectivement 17, Du côté de l'élément 12, opposé à l'élément 13, se trouve un corps thermique 18, constitué par un fil de tungstène enroulé en hélice, et porté par les fils-supports 19 et 20.
Les éléments bi-métalliques sont disposés de manière que, lors de réchauffement il se déplacent dans le même sens et que, comme d'usage dans les interrupteurs bi-métalliques, les pièces de contact soient appuyées l'une contre l'autre avec une certaine pression, à l'état froid des éléments bi-mé- talliques. Les éléments 12 et 13 et le corps thermique 18 sont loôés dans une ampoule en verre 21, dans laquelle on a pratiqué le vide, mais qui peut éventuellement aussi être remplie de gaz. Les fils-supports 14, 15, 19 et 20 sont fixés dans le pinçage 22 et sont reliés aux fils d'alimentation.
Comme le corps thermique se trouve à une distance plus grande de l'élément bi-métallique 13 que de l'élément 12, et que, de plus, ce dernier est isolé par rapport a l'é- @
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lément 13, lorsqu'on met le corps thermique 18 en circuit, l'é- lément 12 s'échauffe plus rapidement et atteint une température plus élevée que l'élément 13. Par suite du rapide échauffèrent de 1 élément 12, le contact 16 se déplace sur une distance assez grande vers la gauche (Fig. 3), de sorte que l'interrupteur est ouvert.
Par suite de réchauffement plus lent de l'élément bi-métallique 13, ce dernier se déforma par la suite, de sorte que la pièce de contact 17 se déplace aussi vers la gauche, maie cependant pas suffisamment loin pour qu'elle touche de nouveau le contact 16. Le grand écartement initial des contacts, requis pour assurer une interruption efficace et sûre, même lorsque l'intensité du courant dans le corps thermique 18 s'écarte de
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sa valeur normale, est donc de nouveau réduit ,,7ax la déforma- tion de l'élément bl-métalliquc 1.
Apres l'intdnul)tion du courant par le corps thermique 18, pour toucher de nouveau le contact 17, le contact 16 doit parcourir vers la droite un chemin plus petit que celui qu'il devrait parcourir dans le
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cas où le contact 17 serait immobile. Le teiiips nécessaire pour refermer l'interrupteur est donc raccourci.
Le fait que le contact 16 touche de nouveau l'autre
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contact avant que l'élément ai-métallique 13 n'ait repris son état initial, provient de ce que, comme il adéjà été mentionné,
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les éléments bl-métalliques sont usuellement disposés de manière qu'à l'état froid, les contc1.cts de l'interrupteur appuient l tu.. contre l'autre avec une certaine 1)rê-tension, Dans l'interrupteur l1lontlé sur les Figs. 4 et 5, les deux parties bi-métalliques 23 et 24 constituent un ensemble par le fait qu'elles sont soudées l'une à l'autre et ce, de ma- nière que lors de réchauffement, elless'incurvent en sens inverse.
Lors de réchauffement, l'extrémité supérieure de l'élément 24 se déplace versla droite (Fig. 5) et la partie supérieur de l'élément 23 vers la gauche. L'élément 24 est fixé à un fil-support 25, tandis que l'élément 23 comporte une pièce de contact zb. L'autre contact 2? de l'interrupteur est immobile par le faitqu'il est fixé à la tige-support rigide 28. Lorsque les parties bi-métalliques sont froides, les contacts appuient l'un contre l'autre avec une certaine pré-tension. Le corps thermique 29 est disposé entre la partie
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bi-métallique 23 et la tige-support 28, apprclimativement au milieu de l'élément 23.
Par suite de remplacement du cosys thermique, lorsque ce corps est parcour@ par du courant, la
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partie -0 l-aétall ique 23 s'échauffe plus rapidement que la partie 24. De ce fait, il se produit une rapide ouverture de l'inter- rupteur et par la déformation y consécutive de l'élément 24, le contact 26 est ramena de nouveau vers le contact 27. La construction est cependant telle qu'aussi longtemps que le corps thermique est excité, les électrodes 26 et 27 restent écartés.
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Dans i'1;teziuj>teur représenté sur les Figs. 6 et 7, les deux parties bi-métalliques sont constituées par les bras
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30, respectivement 31 d'une lame b1-iiiétaliique pliée en forme d'U à bras inégaux. La partie bi-métallique 31 comporte une pièce de contact 32, tandis que l'autre contact 33, porté par le support rigide 34, est fixe. Le corps thermique 35 se trouve sur la face du bras 30 écartée du bras 31 et à proxi- mité du pinçage, donc à. une assez grande distance de la partie bi-métallique 31. Grâce à cette disposition, la partie bi- métallique 30 s'échauffe plus rapidement que la partie 31.
Sous l'effet du rapide échauffement de la partie 30,ltinter- rupteur s'ouvre, tandis que réchauffement y consécutif de la partie 31 rapproche de nouveau les contacts 32 et 33.
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Les interrupteurs représentes peuvent avantageusement être utilisés dans le montage représenté sur la Fig. 1. Si l'on désire utiliser ce montage en courant continu, il y a lieu de remplacer la bobine de self-induction par une résistance ohmi- que. Dans ce cas, le circuit doit aussi comporter une bobine de self-induction de façon à engendrer la pointe de tension inductive lors de l'ouverture de l'interrupteur. Les interrup-- teurs conviennent évidemment aussi pour d'autres montages, car la diminution du temps de fermeture raccourci de l'interrupteur peut oconstituer un avantage pour de nombreuses applications.