CA1292762C - Relais thermique - Google Patents

Abstract

DE DIVULGATION Le relais thermique selon l'invention comprend, dans une première cavité d'un boîtier, des bilames traversés par des courants d'un réseau polyphasé alimentant une charge par l'intermédiaire d'un contacteur électromagnétique et, dans une seconde cavité, un sous-ensemble électromagnétique incluant des interrupteurs d'ouverture et de signalisation, dont les contacts mobiles présentent des axes de pivotement et des points d'actionnement coopérant avec une pièce commune, l'ensemble formant un parallélogramme déformable. Cette seconde cavité contient également des moyens de transmission à passage de point mort entre les bilames et la pièce ainsi que des moyens de sélection du mode de fonctionnement des interrupteurs. Des ressorts de passage de point mort sont associés aux contacts mobiles. Ce relais peut: présenter des dimensions réduites et offrir au montage une grande simplicité de contrôle dimensionnel et visuel.

Description

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L'invention concerne un relais thermique comportant, d'une part, une multiplicité de bilames 104és dans une première cavité d'un boîtier et échauffés par des courants d'un reseau polyphasé qui alimentent une charge, et qui traversent un contacteur électromagnétique séparé, placé en série, ces bila-mes agissant, lorsque ces courants dépassent un certain seuil de façon prolongée, sur un dispositif interrupteur à ouverture brusque placé en série avec la bobine du contacteur et, d'autre part, des moyens de transmission et de sélection du mode de 10 fonctionnernent de cet interrupteur entre deux modes de travail à ouvertures brusques/ dont l'un s'établit avec une refermeture automatique, et l'autre avec une refermeture commandée par voie manuelle, cet interxupteur et ces moyens se trouvant placés dans un sous~ensemble électromécanique apte à se loger dans une seconde cavité du boltier.

Ces relais thermiques qui sont utilisés à très grande échelle dans les circuits d'alimentation des moteurs polyphasés, dont ils assurent la protection en cas d'apparition de surcharges 20 prolongées, peuvent 8tre illustrés par le brevet fran~ais No 2 536 906 de la Demanderesse.

Dans cet appareil connu, dont la taille et la fonction n'impli-quent pas nécessairement qu'il soit incorporé dans un système d'automatisme complexe, un seul interrupteur est disposé dans un sous-ensemble amovible.

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On sait que, dans certains relais thermi~ues connus, un second interrupteur à fermeture brusque est associé aux moyens de transmission qui actionnent l'intlerrupteur à ouverture de facon à mettre en évidence l'apparit:ion d'un défaut grâce à son incorporation dans un circuit de signalisation qui est électri-quement indépendant de celui concernant la bobine du contac-teur.

Si l'on souhaite qu'une telle fonction de signalisation soit 10 accomplie par un sous-ensemble électromécanique tel que celui défini ci-dessus, on augmente nécessairement son volume et on se trouve en outre confronté au problème de ne pas surcharger le mécanisme de transmission afin de lui conserver les proprié-tés de sensibilité qui en font son intérêt. On demande par ailleurs fréquemment que la signalisation électrique pouvant être communiquée à distance grâce à des conducteurs de grande longueur, soit accompagnée d'une signalisation optique locale qui mette également en évidence l'apparition d'un défaut, et que des moyens de contrôle manuels locaux soient prévus afin de 20 s'assurer du bon fonctionnement du ou des interrupteurs en simulan~ par voie mécanique l'apparition d'un défaut de cou-: rant L'invention se propose d'apporter à un sous-ensemble de relais thermique dont la constitution répond à celle mentionnee ci-dessus, des perfectionnements qui soient de nature à lui faire conserver des dimensions relativement réduites, tout en

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n'introduisant pas de frottements supplémentaires notables lors de l'incorporation d'un interrupteur de signalisation à
fermeture et en offrant par ailleurs au montage, une grande simplicité de contrôle dimensionnel et visuel.

L'invention parvient à ce résultat grâce au fait que parallèle-ment à une cloison portant dans sa région supérieure une première paire de bornes associées à l'interrupteur d'ouverture et une seconde paire de bornes associées à l'interrupteur de 10 signalisation, sont disposées les deux pièces de contact mobi-les de ces interrupteurs qui présentent, d'une part, des axes de pivotement et, d'autre part, des points d'actionnement recevant les poussées et relâchements d'une pièce mobile commu-ne, formant sensiblement un parallélogramme déformable dans lequel les deux ressorts de passage de point mort sont simulta-nément, l'un tendu et l'autre détendu lors d'un déclenchement.

L'invention, ainsi que dlautres mesures propres à conférer au sous-ensemble nu une grande facilité de montage, et au relais 20 thermique complet une disposition rigoureuse de ses différents constituants, seront mieux comprises à la lecture de la des-cription ci-dessous, et a l'examen des huit figures annexées qui illustrent :

à la figure 1, un schéma de principe du relais thermique dans lequel a été représentée la manière dont ses prin-.. . . . . .. , . . - ,, ........ , ~ .

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cipaux éléments fonctionnels sont géographiquement séparés ;

à la figure 2, un schéma électrique de branchement du relais ;

à la figure 3, un autre schéma de principe du relais représentant, de manière p.lus réelle, la disposition des éléments fonctionnels ;
à la figure 4, une vue avant en élévation de la dispo-sition des pières de contact fixes et mobiles placées :~ sur une face avant de cloison appartenant à un sous-ensemble amovible ;

à la figure 5, une vue de côté du relais thermique montrant un mode préféré d'arrangement et de localisa-tion du sous-ensemble amovible portant l'équipage de contacts ;
: 20 ~ à la figure 6, une vue arrière du relais thermique :~ montrant des organes placés sur une face arrière d'une cloison du sous-ensemble ;
:~;
: a la figure 7, une vue arrlère du sous-ensemble montrant des éléments de transmission de réglage et de~déclenche- :

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7~;2 ment brusques venant se superposer à ceux de la figure 6 ; et à la figure 8, une vue en perspective partielle d'une partie du boîtier du relais montrant la cavité destinée à recevoir le sous-ensemble et des détails de formes propres à coopérer avec des pièces de bornes.

Un relais thermique 1 représenté schématiquement à la figure 1, 10 comprend un boitier isolant 2 à l'intérieur du~uel se trouve ménagées deux cavités 3, 23 séparées par une cloison 45. Dans la cavité 23 sont placés trois bilames 4, 6, 8 qui sont respec-tivement reliés à des broches d'entrée 5, 7, 9 et à des bornes de sortie de courant 10, 11, 12 ; les extrémités llbres de ces bilames coopèr~nt de façon connue avec un système de réglettes parallèles 13 qui est apte à recevoir et exploiter tant des déflexions identiques de bilames également échau~fés que des déflexions différentes de bilames échauffés de fa~on dissymé-trique.

En réponse à des défauts de courant parcourant une charge placée en série, ce système 13 transmet un mouvement par sa sortie mécanique 22 à des moyens:de transmission 14 se trouvant disposés sur ou dans un sous-ensemble amovible 20 qui est disposé dans la cavité 23. Un tel système comporte, de préfé-~ : rence, un dlspositif à déclenchement brusque 46, un moyen de : signalisation mécanlque 15 des états de ce dernier, un sélec-:;: ,. . . .

~9~7~i2 teur de mode de fonctionnement 16 pour mettre en oeuvre, soit un mode de fonctionnement à réarmement manuel, soit un mode` de fonctionnement à réarmement automatique, un organe de test ou : de controle 18 qui permet d'appliquer aux moyens de transmis-sion une simulation mécanique d'un défaut de courant, et un bouton de réglage de l'intensité 17 nominale de fonctionnement.

La sortie mécanique de ce mécanisme de transmission 46 transmet par un moyen de liaison 21 des déplacements à un jeu de deux 10 interrupteurs 27, 28 ~ui est par exemple géométriquement séparé
du mécanisme par une cloison 47 du sous-ensemble 20.

Un organe de commande tel qu'un bouton-poussoir de contrôle 19 distinct, permet à tout instant d'opérer l'ouverture d'un interrupteur 28 se trouvant normalement à l'état fermé.

Qu'il soit séparé ou non, ce jeu d'interrupteurs comprend un interrupteur à fermeture 27 ayant des bornes de raccordement 33, 34 et un interrupteur à ouverture 28 ayant des bornes 35, 20 36, le premier de ceux-ci se trouvant par exemple placé dans un circuit de signalisation à distance 50, et le second se trou-vant généralement placé en série dans un circuit de commande 51 avec une bobine d'électro-aimant 52 appartenant à un contacteur 53 dont les interrupteurs 54, 55, 56 sont placés en série avec les bilames et avec un moteur 57 ou autre charge, voir la figu-re 2.

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Selon une disposition préférée 60, visible à la figure 3, où
les mêmes repères sont repris et accompagnés d'un indice, pour représenter de façon schématique plus réaliste un relais ther-mique comparable au précédent, les organes 15', 16', 17', 18', 19' et les bornes 33', 34', 35', 36' des interrupteurs sont accessibles sur une même face supérie~re 58 du boitier de relais 59.

Ainsi qu'on peut l'observer à la figure 1, les pièces de 10 contact mobiles 37, 39 des interrupteurs à rupture brusque 27, 28 coopérant avec les pièces de contact fixes 38, 40 re~oivent en des points 31, 32 l'action de moyens de liaison 21 de la sortie mécanique qui leur font effectuer des mouvements oscil-lants autour de pivots 29, respectivement 30.

Selon le mode de réalisation de l'invention, représenté figure 4, ces moyens 21, ces points 31, 32 et ces pivots 29, 30 suivent sensiblement les contours d'un parallélogramme déformable 41 dont la base fixe se retrouve en 42 et son côté parallèle : 20 mobile en 43 ; cette mobilité provient de la liaison entre ce dernier et les moyens 21 et de la liaison entre ces moyens 21 et le dispositif 46, voir figures 1 et 4.

On remarque également sur cette figure 1 que l'interrupteur 28 peut faire l'objet d'une ouverture manuelle volontaire grâce à

la présence d'un poussoir 19 dont l'actionnement n'entraine pas la fermeture de l'interrupteur 27 ; ce poussoir permet de .- , ,. . ~ , ~

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- . , 3Z~i2 provoquer une ouverture volontaire du circuit de commande 51 du contacteur 53 associé au relais thermique 1, voir figure 2.

En se reportant à la figure 4, qui correspond à une phase de fonctionnement intermédiaire, où un exemple de réalisation matérielle 65 est représenté en utilisant partiellement les mêmes références que celles de la figure 1, on constate que les deux interrupteurs à rupture brusque 27, 28 font chacun appel à
une disposition à passage de point mort mettant en oeuvre des 10 ressorts de traction 66, respectivement 67, qui sont ancrés, d'une part, dans des é~uerres 68, respectivement 69, au voisi-nage de sillons 71, respectivement 72, aptes à recevoir des couteaux 73, respectivement 74, disposés aux extrémités des pièces mobiles 37, 40 en forme de levier et sont, d'autre part, ancrés en des points appropriés de ces leviers.

Ces équerres, ainsi que des équerres 75, 76 portant les contacts fixes 38, 39, sont repliées à partir de conducteurs plats 77, 78, respectivement 791 81, dont les extrémités oppo-20 sées sont cambrées pour former des plages de raccordement élec-trique 82, 83, respectivement 84, 85, pour les bornes 33, 34, respectivement 35, 36~ .

Une réglette guidée 70, pouvant se déplacer parallèlement à un plan passant par les couteaux, se trouve placée entre deux points 31, 32 des leviers de contact, l'un de ces poin~s recevant un appui communiqué au talon 86 par le ressort 66 du 1~2~7~i~

levier 37 en sens -D-, tandis que l'autre talon 87 communique une poussée au levier 40 dans le même sens, lorsque le mécanis-me 46 agit dans le même sens.

Il apparalt clairement que lorsque sous l'action du mécanisme 46, cette réglette se déplacera en sens -D- lors de l'appari-tion d'un défaut, l'interrupteur 27 qui était ouvert se ferme-ra, tandis que l'interrupteur 28 qui était fermé s'ouvrira.

10 Ce mouvement simultané de la réglette et des leviers identiques 37, 40 permet de communiquer au levier 40 non seulement la force de percussion qui a été communiquée à la réglette par le mécanisme 46, mais encore celle qui est fournie par le ressort 66 du levier 37. Cette disposition procure donc un équilibrage dynamique des leviers, ainsi qu'un allègement des forces devant être développées par le mécanisme 45 pour ouvrir l'interrupteur 28.

On tiendra compte, par ailleurs du fait que, lorsque la réglet-20 te 70 n'a pas été actionnée par le mécanisme 46, et que le levier 37 se trouve donc dans la position illustrée en pointil-lés, les positions relatives du couteau, du ressort, et de ce levier, ne confèrent pas à ce dernier une position sta~le au-delà du point mort, ceci est également vrai dans un sens opposé
pour le levier 40 lorsque celui-ci prend sa position en poin tilLés.

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Selon un mode de réalisation avantageux du dispositif d'inter-rupteurs selon les figures 4 et 5, les pièces 77, 79, 81, 78 recevant les leviers mobiles et respectivement les contacts fixes 37, 40 sont fixées sur la surface 89 d'une cloison 86 appartenant au sous-ensemble amovible 80 en occupant un volume 92 visible à la figure 5, tandis que les bornes 33, 34, 35, 36 se retrouvent dans la région supérieure 87 du sous-ensemble qui est voisine de la région supérieure 90a du boîtier du relais 90 .

Le mécanisme à percussion 46, faisant appel à un dispositif à
passage de point mort, ainsi que la réglette 70 sont disposés contre la face opposée 91 de la cloison 86 dans un volume 93. Ce dernier volume 93 du sous-ensemble est par ailleurs occupé, voir figure 6, par un sélecteur de mode 16 qui consiste ici en un poussoir orientable servant à la sélection du mode de ~onctionnement, par l'organe rotatif de réglage d'intensité 17 représenté en pointillés, par un poussoir de si~ulation de défaut 18, par le bouton-poussoir d'ouverture volontaire 19, et 20 par une pièce colorée 15 qui constitue le voyant d'état, et qui est portée par un organe mobile du mécanisme 460 .

Ces diverses pièces sont disposées dans des logements appro-priés, qui sont ménagés entre des portions saillantes de la cloison, telles que 94, 95, 96, 97, voir figure 6.

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En se reportant à la figure ~, on remarque qu'un0 extrémité 92 de la réglette 70 se présente dans son mouvement de sens -D- en regard d'une surface à deux niveaux 98, 99 séparés par une rampe 65, et appartenant au poussoir orientable et coulissant (sélecteur de mode 16). Selon que ce poussoir se trouve dans l'état ou position A, qui arrête l'extrémité 92 avant que le point mort du mécanisme 46 soit dépassé, ou dans l'état M pour lequel ce point mort est dépassé de façon stable, on obtient (après refroidissement des bilames) les modes de fonctionnement 10 à réarmement automatique ou, respectivement, à réarmement manuel.

Le réarmement manuel est opéré lorsque, l'extrémité 92 étant en contact avec la surface 99, on exerce manuellement sur le sélecteur de mode 16 une poussée de sens -G~ qui, grâce au passage de cette extrémité contre la rampe 65, provoque un mouvement de la réglette 70 de sens opposé à -D-.

Dans les deux cas possibles de réarmement manuel ou automati-~0 que, un refroidissement insuffisant des bilames, qui n'interdit pas ce mouvement de la réglette, empêche néanmoins d'établir le changement d'état du mécanisme 46.

Un exemple de réalisation 100 du dispositif de transmission à

percussion 14 est représenté à la figure 7, où l'on constate que le bouton de réglage rotatif d'intensité 17 est associé à
une came 101 dont la position angulaire définit celle d'un .;

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bilame de compensation cambre en forme de V ou de U, 102 qui est pivoté en 103 dans le corps 104 de sous-ensemble 80 et dont l'extrémité 105 donne une orientation particulière à un levier de support 106 pivoté en 107 également dans le corps.

Une extrémité 108 de ce levier de support porte une articula-tion 109 autour de laquelle peut osciller un levier de commande 110 dont une extrémité 111 coopère! avec le système de réglettes différentielles 13 pour en transmettre le déplacement à une 10 extrémité opposée 112 ; cette dernière est placée en regard d'un levier de transmission 113 qui est pivoté dans le corps en 114 et dont l'extrémité 115 reçoit l'une des extrémités d'un ressort de traction 116 dont l'autre extrémité est accrochée à
une bascule bistable 118 se trouvant pivotée à l'aide d'un couteau 119 dans le corps, le levier 113 se trouve donc placé
en traction permanente.

L'équipage mobile bistable à passage de point mort 46 comprend, par suite, les organes 113, 115, llÇ, 118 ainsi qu'un prolonge~
20 ment 120 de la bascule 118 dont. l'extrémité coopère sans jeu avec une encoche appropriée 121 de la réglette 70.

Un déplacement angulaire en sens du bilame de compensation 102 ré~ultant de la rotation du bouton 17, augmente donc l'intervalle -e- qui sépare l'extrémité 112 du levier de commande 110, et le levier de transmission 113, ce qui a pour effet d'élever le seuil de l'intensité de déclenchement.

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Comme il ressort clairement de la figure 4, les pièces fixes conductrices 77, 78 et 81, 79 présentant les équerres 68, 69, ou recevant respectivement les contacts fixes 38a~ 39a' circu-lent parallèlement à une direction G et perpendiculairement à
une direction D qui est elle-même parallèle à celle du déplace-ment de la réglette. Ces pièces sont fixées sur la face 89 par exemple à l'aide de rivets tels ~ue 139, 141, 142, 143 et sont alignées par coopération d'ergots et/ou de rainures avec le corps 104 du sous-ensemble 80. On peut avantageusement substi-10 tuer à des rivets des portions repoussées et creuses de cespièces, dont les extrémités seront serties.

Les extrémités opposées repliées 82, 84, xespectivement 83, 85, de ces pièces fixes munies de bornes 33, 36, respectivement 34, 35, présentent des profils en forme de T inversé 131, 132, 133, 134 qui viennent s'engager dans des logements ajustés de formes correspondantes 135, 136, 137, 138 qui appartiennent à la cavité 3 du boltier 90 recevant le sous-ensemble 80 et qui sont séparés par des cloisons d'isolement et de raidissement 144, 20 145, 146.

Ces mesures confèrent au sous-ensemble, non seulement une localisation géométrique précise et stable par rapport aux reglettes différentielles 13, portées elles-memes par le boltier, mais concourent également à rendre les bornes solidai-- ~

-~ . . ~ .

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res de celui-ci pour écarter des possibilités de déformation des pièces fixes au moment du vissage de ces bornes ; ~n couvercle 90' vient appliquer le sous-ensemble en fermant la cavité 3.

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Claims (5)

1. Relais thermique comportant, d'une part, une multi-plicité de bilames logés dans une première cavité d'un boîtier et échauffés par des courants d' un réseau polyphasé qui alimen-tent une charge, et qui traversent un contacteur électromagné-tique séparé, placé en série, ces bilames agissant, lorsque ces courants dépassent un certain seuil de façon prolongée, sur un dispositif interrupteur à ouverture brusque placé en série avec la bobine du contacteur et, d'autre part, des moyens de trans-mission et de sélection du mode de fonctionnement de cet inter-rupteur entre deux modes de travail à ouverture brusque, dont l'un s'établit avec une refermeture automatique, et l'autre avec une refermeture commandée par voie manuelle, cet interrup-teur et ces moyens se trouvant placés dans un sous-ensemble électromécanique apte à se loger dans une seconde cavité du boîtier, caractérisé en ce que, parallèlement à une cloison (86) de ce sous-ensemble (80) portant dans sa région supérieure (87) une première paire de bornes (35, 36) associées à un interrupteur d'ouverture (28) et une seconde paire de bornes (33, 34) asso-ciées à un interrupteur de signalisation (27), sont disposées les deux pièces de contact mobiles (37, 38) de ces interrup-teurs qui présentent, d'une part, des axes de pivotement (73, 74) et, d'autre part, des points d'actionnement (31, 32) rece-vant les poussées et relâchements d'une pièce mobile commune (70), formant sensiblement un parallélogramme déformable (41) dans lequel deux ressorts (66, 67) de passage de point mort sont simultanément, l'un tendu et l'autre détendu lors d'un déclenchement.

2. Relais thermique selon la revendication 1, caractérisé en ce que cette cloison (86) reçoit sur une surface sensiblement plane (89) les bornes (33...36), les pièces (37, 38) et des pièces conductrices fixes (77, 79, 81, 78), ces dernières circulant sensiblement parallèlement vers la région supérieure (87) et portant, dans des équerres repliées, des rainures (29, 30) aptes à recevoir des couteaux de pivotement (73, 74) des contacts mobiles, tandis qu'une surface opposée (91) de cette cloison sert de guide à une réglette (70) qui est placée perpendiculairement auxdites pièces fixes (77, 78, 79, 81).

3. Relais thermique selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'un volume (93) de ce sous-ensemble (80) limité par cette surface opposée (91) et par des nervures (94, 95, 96, 97) reçoit les pièces mobiles (113, 116, 118) formant un dispositif à ouverture brusque (46) dont la sortie (120) coopère avec la réglette (70).

4. Relais thermique selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'un volume (93) de ce sous-ensemble (80) limité par cette surface opposée (91) et par des nervures (94, 95, 96, 97) reçoit les pièces ajustables (16, 17) du relais ainsi que celles (15) servant à la signalisation, à la simula-tion de défaut (18) au réarmement manuel (16), et à la comman-de d'ouverture volontaire (13) du circuit de commande (51) d'un contacteur associé (53).

5. Relais thermique selon la revendication 2, caractérisé en ce que des portions repliées (82, 84 ; 83, 85) des pièces fixes conductrices munies de bornes (33, 36 ; 34, 35) dans des régions opposées aux rainures (29, 30) respective-ment aux contacts fixes (38a, 39a), présentent des profils en forme de T inversé (131, 132, 133, 134).