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7~:/ Z
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.
. . . ~ , : :
- .
.~ ~ ' . ,. ~ .
-: :
.
.
.
76Z
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
- 2 -
" . , .- . ~
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-
.. . . . . .. , . . - ,, ........ , ~ .
.
', ; ~ ,
125~ 6;~
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- :
- 4 -
: ~ .
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.
-- 6 --
~L2~2~76~
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
.- , ,. . ~ , ~
, . . . ~ , , .
.'.'~
- . ,
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
-- 8 --
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.
g _
12~
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.
-- 10 --
~z~
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
.;
lZ~
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.
. - 12 -
' ~ ~
~2~Z~76Z
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-
- 13 -
- ~
-~ . . ~ .
~2~Z~7~
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.
~ 14 -
