BE433122A - - Google Patents

Description

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  DISPOSITIFS A   CONDUCTIBILITE     ASYMETRIQUE   
La présente invention concerne des dispositifs à conduc- tibilité asymétrique et plus particulièrement des éléments de re- dresseurs secs. 



   Il est connu que les éléments de redresseurs métalliques transforment une partie de l'énergie électrique qui leur est appli- quée en chaleur qui doit être fournie au milieu environnant. Ce 

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 transfert de chaleur au milieu   environnant   est   généralement   accompli par des plaques métalliques qui portent l'élément redresseur actif et par suite ces plaques doivent être de dimensions telles, s'il n'y a pas de plaques de refroidissement spéciales, que la dissipation de chaleur soit suffisamment grande pour protéger   l'élément   redresseur contre une détérioration ou destruction par échauffement excessif. 



  A ce point de vue, les propriétés de la partie active du redresseur sont impérieuses. Par exemple, la température la plus élevée qui peut être admise pour des éléments redresseurs au sélénium est d'en- viron 75  centigrade. Pour cette raison,les plaques de fer qui por -tent l'élément de sélénium actif sont de dimensions telles que, pour une énergie appliquée normale et une température ambiante nor- male, l'élément ne dépasse pasune température supérieure à 40  envi- ron au-dessus de la température ambiante normale. En pratique, des éléments redresseurs métalliques sont souvent soumis à des surchar- ges électriques de sorte que l'échauffement peut être considérable- ment plus élevé si ces surcharges sont de durée relativement longue. 



  Par exemple dans le cas d'une surtension qui n'entraîne pas une dé- térioration directe de l'élément, le courant dans le sens inverse du sens de conduction peut atteindre   un²valeur   nuisible. En général,on emploie des   ooupe-cirouits   comme dispositifs protecteurs contre de telles surtensions.

   La protection ainsi obtenue n'est cependant pas complète car il est facile de concevoir que pour une raison quelcon -que la   température   du milieu qui entoure l'élément peut atteindre des valeurs grâce auxquelles la température de fonctionnement dépasse le maximum admissible également pour une charge   normale,à   moins que les portions qui fournissent .effectivement la chaleur au milieu am- biant ne soient prévues de dimensions supérieures à celles stricte- ment nécessaires,ce qui de nouveau n'est pas économique. 



   Le principal objet de l'invention en conséquence est de pré- voir des éléments redresseurs métalliques qui soient dans tous les cas effectivement protégés contre une destruction par échauffement excessif. 



   Un élément redresseur métallique incorporant des caractéris- tiques de l'invention comprend notamment un dispositif de coupure qui 

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 met l'élément hors circuit pour un échauffement excessif. 



   L'invention sera exposée en détail dans la description sui- vante de quelques exemples de réalisation représentés dans les des- sins   annexé s,dans   lesquels : 
La figure 1 représente un circuit contenant un interrupteur ou coupe-circuit thermique; 
La figure 2 est une vue en perspective d'un coupe-circuit thermique comportant un fusible; 
La figure 3 est une vue en coupe d'une portion d'élément redresseur pourvu d'un interrupteur bi-métallique; 
La figure 4 représente un circuit redresseur des lieux alter- nances dans lequel chaque élément est protégé par un coupe-circuit thermique individuel; 
Les figures 5, 6 et 7 montrent des vues d'une forme: modifiée de coupe-circuit thermique comprenant un fusible;

   et, 
Les figures 8,9 et 10 montrent des vues d'une autre forme modifiée de coupe-circuit thermique pourvu   d'un   élément   bi-métallique   
Dans le circuit redresseur d'une alternance de la figure 1, R représente un élément redresseur métallique, L un élément de charge et F un coupe-circuit thermique qui est relié à l'élément R d'une manière convenable pour assurer une bonne conductivité thermique à la portion du coupe-circuit sensible à la température. cette fin, le support des pièces du coupe-circuit peut être par exemple monté de toute manière convenable directement sur une plaque de l'élément qui porte une portion active du redresseur ou sur une plaque de refroidissement, si de   'elles   plaques de refroidis- sement sont prévues. 



   Le coupe-circuit de la figure 2 utilise comme élément sensi- ble à la température un élément commandé par un alliage fusible. Cet élément consiste en une roue à rochet W montée sur un arbre pivoté sur deux bras A et B passant à travers un manchon Z contenant l'al- liage fusible M. Cet alliage et la substance de l'arbre et du manchon sont choisis de talle manière que l'alliage est solide et en liaison 

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 intime avec l'arbre et le manchon à des températures inférieures à la température admissible maximum,de sorte que l'arbre et la roue ne peuvent tourner. 



   Le support S qui porte les deux bras A et B est monté par des vis ou des rivets ou d'une autre manière sur la partie P de l'élé -ment redresseur et porte à son extrémité libre une plaquette J en sul -stance isolante sur laquelle est monté le ressort de contact C com- prenant le tenon L. Le bras du ressort de contact en forme de J, dési- gné par 0, engage à son extrémité libre une dent de la roue à rochet W et est ainsL maintenu sous tension. Dans l'exemple représenté, le circuit électrique passe par le bras du ressort de contact C à la roue   W   et par suite à la portion P de l'élément. Il est clair qu'un deuxiè- me ressort de contact pourrait être prévu, ce ressortde contact s'ap- puyant sur le ressort C lorsque ce dernier est sous tension.

   Dans ce cas, la roue à roohet serait en substance isolante ou bien la partie du bras de ressort C qui est en prise avec la roue   W   serait pourvue d'une plaque isolante. Le circuit de l'élément redresseur passerait alors par les deux ressorts. 



   Un tel coupe-circuit fonctionne de la manière suivante: 
Lorsque la   portion P   dépasse la température maximum admissi-   bles, l'alliage   L dans le cylindre Z fond de sorte que l'arbre devient libre. La tension du bras de ressort C fait tourner la roue W et cette dernière libère le bras de ressort   C, qui   s'écarte de la roue et inter- rompt d'une manière pratiquement instantanée le circuit du redresseur. 



  L'élément redresseur est maintenant sans courant et se refroidit en mê -me   temps   que l'alliage de sorte que   l'alliage   se solidifie de nouveau. 



  Le nombre et les dimensions des   derts   sont tels qu'après rotation de la roue par le bras de ressort C,la dent suivante occupe pratiquement la même position que la dent précédente avant que la libération n'ait eu lieu. En poussant de nouveau en position le bras C, le coupe-circuit se trouve de nouveau en état de fonctionnement. Le coupe-circuit peut évidemment être pourvu de moyens tels qu'un mécanisme à le- vier permettant de rétablir la condition de fonctionnement 

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   d;:   l'oignent redresseur métallique sans qu'il soit nécessaire de tou- cher le bras de ressort C dans lequel passe le courant.

   De plus le coupe-circuit peut être   réalise   de manière que le bras de ressort C ou un dispositif actions lorsque le ressort est libéré ,actionne un dispositif   d'alarme mécanique   ou électrique. 



   Le coupe-circuit   représenté   sur la figure 3 utilise un disque bi- métallique concave-convexe D qui., pour la clarté du dessin, est repré- senté avec une courbure fortement exagérée. Ce disque dont le côté nor- malement concave consiste en un   métal   à coefficient de température élevé, est monté de préférence sur l'axe A de l'élément redresseur qui porte les plaques du redresseur et les   éléments   de contact et de fixation associés, un manchon isolant J étant enfilé sur cet axe. 



  Dans   c   but, le disque bi-métallique est pourvu   d'une   ouverture centrale et est   inséré entre   deux portions en forme   de     plaque   Dl et D2 de l'élé- ment, entre lesquelles sont montées uni   douille'   isolante B   présen-'   tant un rebord et une rondelle de contact métallique W. Ces deux der- nières pièces permettent un assemblage étroit des portions de   1''élément   sans agir sur le disque bi-métallique d'une manière telle qu'il ne puisse plus fonctionner.

   Le disque D, lorsque l'élément est assemble, est monté. d'une manière telle que sa portion   centrale   bute contre la rondelle W et sa périphérie contre le disque Dl, interconnectant ainsi électrique- ment les   dis ques   ou plaques D1 ou D2. Cette connexion est maintenue tant que la température   de   l'élément ne dépasse pas une certaine valeur admissible. Lorsque la température dépasse cette valeur, la tension intérieure du disque bi-métallique   augmente   à un point tel qu'il change subitement de forme de manière que son   cote   concave devienne   maintenant   le côté convexe et que le côté convexe devienne le côté concave comme   représenté   sur   1::   figure .

   La portion centrale du disque D porte maintenant  contre   le rebord isolant de la douille B et la périphérie du disque contre le disque D2 de sorte que la connexion électrique 

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 entre les deux disques Dl et D2 est   Interrompue.   Lorsque l'élément et le disque bi-métallique se refroidissent, un état de tension interne état inverse est produit dans ce   derniers/qui   devient effectif à peu près subi- tement, faisant ainsi revenir le disque à sa forme originale et ratas-. blissant ainsi la connexion entre les disques Dl et D2. 



   Il est clair que ce type de coups-circuit   thermique   accomplit automatiquement la mise en circuit et hors circuit de lélément   redresseur,   
Le disque bi-métallique pourrait   évidemment   être   monte   sur un axe dis- tinct fixé par exemple sur une plaque de   Isolement   ou sur une   plaqua   de refroidissement. 



   La figure 4 représente un circuit redresseur des deux alternances pourvu d'éléments redresseurs incorporant dos caractéristiques de l'invention. D'après la figure il est clair flue ces éléments assurent une protection complète de tous les éléments contre les surcharges par le fait que, lorsque l'un d'eux est chauffé à un point excessif, la mise hors circuit de cet élément supprime également l'alimentation de tous les autres éléments. 



   Tout autre type convenable de coupe-circuit thermique peut être employé, par exemple un coupe-circuit danslequel un ruban ou lame bi- métallique libère un ressort de contact sous tension. 



   Se référant maintenant aux figures 5, 6 et 7, on remarquera que le coupe-circuit thermique est fixé à une extrémité de l'ensemble 
De manière redresseur./générale , le coupe-circuit comprend un fusible à basse tem- pérature en contact intime avec un disque du redresseur et dispose pour fondre par suite de l'échauffement des disques afin de provoquer l'ouverture des ressorts de contact et d'interrompre le courant. Le métal du fusible, par exemple de la soudure, est choisi de manière à fondre à une température inférieure d'un nombre de degrés désirés à la température de détérioration des disques.

   Les diverses parties du coupe-circuit sont fixées sur la face négative du disque terminal 1 de l'ensemble redresseur, les disques du redresseur étant montés 

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 sur un axe ou boulon   d'assemblage   ( non représenté) dont ils sont isolas par une douille isolante.   Le,   coupe-circuit comprend deux ressorts plats 
3 et 6 montas sur le boulon d'assomblage   isole que   les   disquos,     ce boulon passant ii travers le trou 5 représente sur les dessins. Le     mécanisme   de   coupe-circuit   peut être presse contre le   cote   négatif du   disque   1 par un écrou visse sur   l'extraite   du boulon.

   Les   d.:ux   ressorts 
3 et 6 ont des dimensions sensiblement onalogues   Biais le   ressort 3   aura   une certaine rigidité tandis que le ressort 6 sera plus flexible et les deux ressorts seront bons conducteurs ( de la chaleur et de l'élec- tricité) par   exemple   seront en une   substance   telle que le cuivre ou un alliage du cuivre. Le ressort 6 devra être flexible et devra conserver une   élasticité   suffisante pour se déplacer brusquement en s'écartant du décrit ressort 3   lorsque   le métal fusible fond comme il   sera/plus   en détail ci-- après.

   Les ressorts 3 et 6 :lui sont montres en détail sur la figure 6 sont chacun pourvu d'une pièce de contact 7, par exemple en argent, ces pièces 7 en position normale du coupe-circuit conduisant le cou- rant et h'interrompant le courant que lorsque l'ensemble redresseur prend un échauffement trop   grand.     A   1'extrémité inférieure de chaque ressort   @ et  6 on prévoit un trou pour recevoir un rivet 8 en un métal devra de point de fusion bas par exemple de la soudure ;

   cette soudure/consis- ter en un alliage outectique ayant un point de fusion légèrement inférieur à la température de détérioration des disques du redresseur et avoir un intervalle de plasticité compris entre des températures très rapprochées, c'est-à-dire qu'elle devra passer presque   directement sans   transition   prolongea   à   l'état   plastique, de   l'état   solide à l'état liqui- de .

   Afin de compléter l'ensemble représEnté sur les figures 5, 6 et7, on prévoit des pièces de) contact 2 ot 4 qui sont, comme  Montré ..des   bornes en cuivre usuellement   employées   pour   interconnecter   des disques redres- seurs, les connexions -nécessaires étant réalisées à leurs extrémités par 

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 soudure ou autre procédé. Dans la structure représentée, le contact 2 est latéralement en prise avec le ressort 3 et le contact 4 avec 10 ressort 6, 
Pour assembler le coupe-circuit , les éléments sont enfilés sur le boulon d-assemblage dans l'ordre suivant : ressort 3, pièce de contact 2, rondelle isolante 9, pièce de contact 4 et ressort 6, ces éléments étant maintenus en position par une vis à l'extrémité du bou- lon d'assemblage isolée du ressort 6.

   Le rivet 8 en métal à basse tem- pérature de fusion est alors enfilé à travers les deux trous des ressorts 3 et 6 et les extrémités du rivet sont aplaties ou écrasées afin de main- tenir les ressorts lfun contre l'autre et d'assurer ainsi un bon contact entre les contacts 7. 



   En fonctionnement normale le courant passe à travers le disquf. au ressort 3 et en parallèle avec les autres disques (non représentés) à la pièce de contact 2 et de là au ressort   5,puis   à travers les contacts 7 au ressort 6 et à la pièce de contact 4, le fil de sortie étant relié à l'extrémité de la pièce de contact 4 .

   Lorsque pour une raison quelconque, les disques redresseurs prennent un échauffement exagéré et atteignent la température de fusion du rivet 8, le ressort 3 est éga- lement échauffé à cette température par suite de son contact intime avec le disque 1 et transmet la chaleur au rivet 8 qui fond , permettant au ressort 6 de s'écarter du ressort 3 et par suite d'ouvrir les contacts 7 Lorsque les contacts 7 sont ouverts, le circuit est interrompu et les disques protégés 
Se référant maintenant aux figures 8, 9 et 10 , une forme modi- fiée de coupe-circuit thermique est représentée dans laquelle un ruban ou bande bi-métallique est chauffé par conduction et convection par un disque de l'ensemble redresseur,

   la disposition étant telle que lorsque les disques de l'ensemble redresseur atteignent une température qui se 

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 rapproche de la   température   de détérioration, il se produit une défor- mation du ruban   bi-métallique   qui libère un groupe de ressorts de con- tact et interrompt le courant , protégeant ainsi les disques du redresseur, Le dispositif est logé dans un boîtier isolant 12 (par exemple en une substance connue sous la marque déposée "Bakélite" ) en forme de fer à   cheval   et pourvu d'un fond 19 en une substance bonne conductrice de la chaleur (par oxemple en cuivre ou en aluminium), Un contact 14, par exemple du type à bouton poussoir est prévu pour commander le fonc- tionnement de deux contacts 13 qui fournissent des moyens de ferme- ture et de rupture,

   la rupture étant   commodémment   utilisée pour couper directement le courant et la fermeture pour fermerle circuit d'un inter.- rupteur dans le cas où le courant a une intensité trop grande pour être coupé par le contact 13 du coupe-circuit thermique lui-même, La posi- tion de non-fonctionnement des contacts   (c'est-à-dire   la position du redresseur normalement, chargé) est   celle Qui   correspond à l'enfonce- ment du bouton 14, position dans laquelle il est maintenu par l'extré- mité retournée ou incurvée 20 d'un levier 16 .

   Le levier 16 est main- tenu dans la position représentée sur la figure 8 par la pression de   l'e.-'   trémité 21 du ruban bi-métallique   désigné   par la   référence   17 qui portn contre la partie supérieure du levier 20 lorsque la température des disques  nt   du ruban bi-métallique correspond à une valeur normale de courant, 
Lorsque la température de détérioration des disques est presque atteinte (comme conséquence normale d'une surcharge ) la chalourtransmise des dasques   au   ruban bi-métallique 17 par convection et par conduction du fond 19 du boîtier 12 à un élément d'espacement métallique 22 qui se trouve en contact direct avecle ruban 17 , entraî- ne la déformation du ruban bi-métallique,

   comme indique sur la figure 9 La déformation du ruban libère son extrémité 21 du levier 16 tandis que 

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 la portion 23 du ruban presse sur le bras inférieur du levier 16 de manière que la partie recourbée du levier 16 libère le plongeur 15 du bouton 14 qui est déplacé vers le haut par un ressort ou autre dispositif, ce qui ferme les contacts 13A (contacts de fermeture) et ouvre les contacts 13B (contacts de rupture). Ces contacts sont re- présentés en détail sur la figure 10 en position normale. 



   Pour remettre en circuit le redresseur, le bouton 14 doit âtre enfoncé, ce qui fait glisser le plongeur 15 contre la partie incurvée 20 du levier 16. Par cette action, le levier 16 sera de nouveau verrouillé en position normale pourvu évidemment que la température du ruban bi-métallique 17 soit revendue à la normale. 



   Bien que l'invention ait été décrite dans le cas de cer- tains cas particuliers de réalisation, il est clair qu'elle n'y est en rien limitée mais est au contraire susceptible de nombreuses modifications et adaptations sans sortir de son domaine.      



   REVENDICATIONS. 



   1 - Elément de redresseur métallique, caractérisé en ce qu'il comporte un dispositif coupe-circuit sensible à la tempéra- ture qui fonctionne pour interrompre le circuit du redresseur quand celui-ci prend un échauffement excessif. 



   2 - Elément de redresseur métallique, caractérisé en ce qu'il comporte un dispositif coupe-circuit sensible à. la température renfermant un contact à ressort normalement maintenu sous tension dans une position de fermeture par un organe contrôlé par un al- liage qui est choisi de manière à rester à l'état solide à la tem- pérature normale de fonctionnement du rectificateur et qui fond pour une élévation de température, l'arrangement étant tel que l'alliage en fondant provoque les ruptures du 'circuit par suite de la libération de l'organe maintenant le contact à ressort. 

**ATTENTION** fin du champ DESC peut contenir debut de CLMS **.

Claims (1)

1. 3 - Elément de redresseur métallique suivant les revendi- cations 1 ou 2, caractérisé en ce que le dispositif coupe-circuit est construit de manière à permettre à rétablir manuellement le cir -cuit après le fonctionnement du dispositif lors d'une élévation de <Desc/Clms Page number 11> température.

   4 - Elément de redresseur métallique suivant les revendica- tions 1 ou 2 ou 3, comprenant au moins une plaque de refro.idissement, caractérisé en ce que le dispositif coupe-circuit est monté sur la dite plaque de refroidissement.

   5 - Elément de redresseur métallique tel que revendiqué en 2, caractérisé en ce que l'organe commandant le contact à ressort comprend une roue à rochet montée rigidement sur un axe maintenu en position par l'alliage à la température normale de fonctionnement du redresseur, ce contact engageant une dent de la roue quand l'élément est en condition de travail.

   6 - Elément de redresseur métallique tel que revendiqué en 5, caractérisé en ce que les dents de la roue: sont espacées de ma- nière que lors du fonctionnement du dispositif coupe-circuit la roue est angulairement déplacée par le contact le long d'un arc suffisant pour amener une aucre dent ' ans une position de retrait, de manière que le dispositif peut .être normalement remis en action en amenant le contact avec la dent suivante.

   7 - Elément de redresseur métallique, caractérisé en ce qu'il comprend un dispositif coupe-circuit sensible à la température, comprenant une paire de bras normale êlent maintenus en contact élec- trique par un fusible adapté pour fondre lors d'une élévation de te pérature du redresseur, afin ce permettre à un des bras, qui joue le rôle de contact, de se déplacer vers l'autre bras et de rompre ainsi le circuit électrique.

   8 - Elément de redresseur métallique, suivant la revendica- tion 7, caractérisé en ce que les bras sont montés sur le boulon d' assemblage des disques redresseurs.

   9 - Elément de redresseur métallique, caractérisé en ce qu' il comprend un dispositif coupe-circuit sensible à la température, comprenant des organes bi-métalliques fonctionnant pour rompre le circuit électrique dans lequel le redresseur est situé si la tempéra- ture de celui-ci augmente. <Desc/Clms Page number 12>

   10 - Elément de redresseur métallique, suivant les reven- dications 1 ou 9, caractérisé en ce que le dispositif coupe-circuit est construit de manière qu'il est actionné automatiquement pour reconnecter le circuit-quand le redresseur se refroidit.

   11 - Elément de redresseur métallique tel que revendiqué en 10, caractérisé en ce que le dispositif coupe-circuit consiste en entre les un disque bimétallique concave-convexe disposé cieux parties, en forme de plaque,, et touchant les dites parties, le dit disque inter -connectant les parties électriquement à la température permise et changeant de forme instantanément quand une température prédéter- minée est atteinte, de manière que le côté concave devient convexe, et que lecôté convexe devient concave, ce qui supprime la connexion avec une des dites parties, et par suite la connexion électrique en -tre les deux parties, de manière à interrompre la fourniture du courant au dit élément.

   12 - Elément de redresseur métallique tel que revendiqué en 11, caractérisé en ce que le disque bi-métallique est monté sur l'axe de l'élément.

   13 - Elément de redresseur métallique, tel que revendiqué en 9, caractérisé en ce que le dispositif coupe-circuit comprend un commutateur à bouton poussoir normalement maintenu dans une position abaissée, de manière à compléter le circuit, et que lors d'une élé- vation de température un des organes bi-métalliques libère le bouton poussoir qui se meut de manière à effectuer la rupture du circuit, oelui-ci peut être rétablit après refroidissement en abaissant ma- nuellement le commutateur.

   14 - Elément de redresseur métallique pourvu d'un disposi- tif coupe-circuit tel que décrit ci-dessus en connexion avec les figures 2, 3, 5,6 et 7, 8, 9 et 10, des dessins ci-joints.

   RESUME.

   La présente invention concerne des dispositifs à conduti- bilité asymétrique et plus particulièrement des éléments de redres- seurs secs, comportant un dispositif coupe-circuit sensible à la <Desc/Clms Page number 13> température qui fonctionne pour interrompre le circuit du redres- seur lorsque ce dernier prend un échaufrement excessif.

   De tels dispositifs coupe-circuits peuvent être montés soit sur une plaque de refroidissement d'un élément redresseur, soit sur l'axe ou boulon d'assemblage du redresseur, soit encore entre deux plaques du redresseur et peuvent utiliser soit des élé -ments fusibles, soit des éléments bi-métalliques. Leur action peut être prévue soit unilatérale, la reconnexion du circuit étant manuellement effectuée après une coupure par le dispositif coupe- circuit, soit bilatérale, la reconnexion étant automatique par la structure de ce dispositif, une fois que le redresseur s'est refroidi à une température convenable.