Interrupteur thermique pour courant alternatif. Cette invention se rapporte aux intc#rrup- teurs thermiques pour courant alternatif et ;t pour but de réaliser un tel interrupteur, d<B>e</B> dimensions rPduites et d'un prix peu élevé. susceptible d'être actionné par de faibles oliangements de température et capable néan moins de couper des courants alternatifs re lativement intenses.
L'interrupteur thermique selon la pré sente invention comporte un élément tliermo- sensible combiné avec un aimant et des con tacts.
Il est caractérisé én ce que les con tacts en relation l'un avec l'autre en matière (le conductibilité thermique élevée et de gran- des dimensions dans le bat que la chaleur dégagée par l'arc de rupture soit rapi(Iement répartie, l'écliauffeinent (les contacts restant. limité,
afin d'empêcher l'arc de persister e1. que le mouvement (le séparation (les contacts e 't,
ant de durée é1gale ou mo*ndre <B>1</B> à une alter- nance du courant et en outre de grandeur li mitée par un arrêt situé à une distance toua juste suffisante pour prévenir sîirement lit rupture éleetrique du milieu isolant inter- venant en regard de la. différence (le
l:ote>ii- tiel régnant entre les contacts ouvert:,.
La quantité d'énergie développée dans un arc dépend (le la longueur de cc dernier. moins qiv- l'on n'évite un arc de brande lon- rytieur les contacts brûlent dans un(, forte mi- Sur@, mais si l'on maintient l'éner;;
ie d'un aile < < une valeur très faible c@n limitant l longueur de l'arc. les contacts ne brîilent alors que peu. Tj'intcrrupteur selon la. présente in vention n'a pas seulement pour effet (le main tenir l'énercie (le l'arc à une valeur minime.
mai. il a. également pour but (le ne faire per- sistcr l'arc que pen(lant un espace < le temps très court et l'on a trouvé qu'ainsi il (,
t pos- sible de couper (les courants (l'une ci@rtaüie intensité directement aux contacts actionnés par l'action thermique. En outre la forma tion de l'arc à proximité d'un organe dilata- ble <RTI
ID="0001.0117"> thermiquement est maintenue à un mini- riiuni, ce qui est. avantageux si l'on veut évi- ter un chauffage local qui petit affecter l'exactitude de l'instrument.
En ce qui concerne les contacts à grande niasse et de haute conductibilité tliermlqilv, on a. trouvé qu'en utilisant des contacts de dimensions relativement grandes et en une matière de liautïe conductibilité thermique tulles que le cuivre, l'argent, l'or, le platine ou certains de leurs alliages, de forts petits interstices de rupture,
par exemple de l'ordre Lie 0.25 ilim cil moins peuvent être prévus pour des courants relativement puissants. On i1 trouvé que des courants de 10 ampères, 250 volts, 50 périodes, peuvent être interrom pus successivement plusieurs milliers de fois, en utilisant uni distance de rupture (le 0,13 nim, les contacts étant en argent, :l'un diamètre de 6,35 mm et cle 6,35 mut <B>d'é-</B> paisseur.
Ces dispositions permettent de couper des murants relativement intenses en profitant (le la période zéro des courants alternatif.
Quelques l'ovines d'exécution de l'objet r1t# l'invention sont décrites ci-après, à titre d'exemples, avec référence aux dessins an nexés, niai;
les dispositifs décrits et repré- serités ndoivent pas être considére,s comme limitant l'invention, car il existe (l'autres dis- positions possibles faisant. partie dal domaine clt# l'invention.
Les fig. 1, ? et 3 des dessins représentent un exemple (l'exécution de l'invention, la fig. 1 étant une vue de face avec le couver cle de l'appareil enlevé, la. fig. 2 une vue de face avec le couvercle en place, et la fi,(-Y. aine vile' de côte avec 11' couvercle cri coupe;
Les fig. -1, 5 et 6 représentent un autre exemple d'exécution, fi. 4 montrant l'appa- #M r<B>"I</B> en v-u(# <B>de</B> face. ficr. <B>5</B> étant une vue df, el #S face avec le couvercle enlevé et fig. 6 une élévation (le côté avec le couvercle et le so- ele en coupe;
La fig. 7 est une coupe transversale d'un <B>,</B> -itit .re exemple d'exécution et la fin. 8 uno vue de face de cette dernière; La fil. 9 est une représentation scliéniati- que d'une forme d'exécution simplifiée Les fig. 10 et 11 représentent schémati quement deux autres formes d'exécution.
Dans tous les cas, sauf sur la fiz. 10, on c@ représente un élément bimétallique pour plus de simplicité. mais toute autre forme convenable d'élément thermo-sensible peut être employée.
Dans la, forme <B>(le</B> construction re#pré#sentéi@ sur les fig. 1, 2 et 3, un socle 1 porte les différents organes et est fermé par le cou vercle 2. Un levier rigide 3, articulé en -1, est pourvu (l'une bande bimétallique 5 qui V est fixée. Les vis -1 qui forment. pivot sont.
portées par un bloc 6 rigidement assujetti ail socle 1 et portant un ressort 7 dont l'extré mité libre appuie sur le levier 3 de manière que ce dernier soit repoussé contre 1,1 vis de réglage 8, de sorte que la position angulaire du levier 3 est toujours réglée par cette vis 8.
1J n aimant 9 est fixé au socle et porte une vis de contact réglable 10 qui est pourvue d'un contact formé d'une niasse relativement grande 11 d'un métal très bon conducteur, tel que l'argent. Lit bande bimétallique 5 porte une armature (le fer 12 et un contact 13 c,galement formé d'une masse relativement, ,grande de métal très bon conducteur, tel que l'argent.
Le déplacement de l'armature 12 et iii contact 13 est limité dans un sens par le contact 11 et dans l'autre sens par une vis d'arrêt 1-1 qui est pourvue d'un filetage fin pour permettre (le régler exactement l'ampli tude du déplacement. Dans ce mode d'@xé- cution simple du thermostat, l'orage dilata- ble proprement;
dit agit comme un ressort et lorsque la. température s'élève il tend à écar ter son armature en surmontant. l'action l'aimant et à ouvrir ainsi les contacts 11 et 1:3, Le temps que met le ressort bimétallique avec son armature et son contact pour exé cuter sa course est déterminé de telle manière que la distance est parcourue dans un très faible espace de temps égal ou inférieur à .la période de temps qlli s'écoule entre deux pas- sages consécutifs du courant por zéro.
Comme c'est représenté, des bornes ,sont établies en 15 et un levier 16 nilisi qu'un index 17 sont aménagés de manière qu'on puisse actionner la vis de réglage 8 de l'ex térieur de la boîte ou du couvercle 2. La boîte peut être convenablement graduée sur un arc, en degrés, ou bien, comme c'est re présenté, un thermomètre courbe est employé, de telle sorte que l'index 17 puisse être com paré à la colonne de mercure du thermomètre.
Pour changer la température à laquelle l'in terrupteur doit fonctionner, on déplace l'index 1 7 jusqu'au degré de température désiré sur l'échelle du thermomètre et la température du dispositif, de 1a chambre, du corps ou de tout objet soumis au chauffage et au contrôle s'élève ou tombe finalement au degré désiré, et la colonne de mercure s'établit en un point en regard de l'index 17.
Les fi,-. 4. 5 et 6 représentent un autre interrupteur suivant l'invention. Cet inter rupteur est une variante du dispositif déjà décrit, bien que construit. sous une forme générale différente. Un aimant 43 est fixQ par des plaques de serrage 44 à une plaque postérieure 45 qui porte une borne 46. L'au tre borne 47 est portée par la plaque anté rieure 48 qui est écartée et isolée de la pla- clue postérieure 45 par des pièces d'écarte ment 49 et 50 et des rondelles isolantes 51. Les pièces d'écartement 50 portent également une barre 52 sur laquelle pivote une plaque recourbée 53 à laquelle sont fixés la bande bimétallique 54 et un levier 55.
Au sommet du levier 55 est fixé un ressort plat 56 des tiné à appuyer par son extrémité supérieure contre la tête de la vis d'arrêt 57 qui est vissée dans la plaque 48. Une armature de fer 58 et un contact 59 ayant une grande masse et une conductibilité thermique élevée sont fixés à l'extrémité supérieure de la bande bimétallique 54 de façon à se trouver dans le prolongement des pôles de l'aimant 43 et du contact fixe 60, .de grande masse et de conductibilité thermique élevée, qui est fixé à la plaque postérieure 45. Une vis 61 pour le réglage clé la. température est vissée dans une douille de la plaque antérieure 48 et porte contre le levier 54.
Un bouton isolant approprié 6? est fixé à la vis 61 et permet, au moyen d'une goupille entrant en prise avec une roue dentée sur la vis 61, d'effec tuer un calibrage aisé.
Les pièces d'écartement 49 et 50 et des vis 6;3 dépassent derrière la plaque posté rieure 45 de manière à permettre de la fier au socle 64 qui porte deux montants 65, sur lesquels le couvercle 66 est fixé. L'élévation de face de la fia. 4 montre le thermostat complet avec le couvercle en place, l'échelle thermique étant gravée sur le couvercle de telle manière qu'un index ménagé sur le bou ton de réglage 62 puisse facilement être amené en regard de toute température désirée.
L'appareil fonctionne sous l'action des variations de flexion de la bande métallique entre la vis de délimitation postérieure 57 et 1P contact principal 60. Une augmentation continue de la température a pour effet. d'augmenter cette flexion jusqu'à ce que l'ac tion de l'aimant maintenant le contact mo bile contre le contact fixe soit surmontée; l'extrémité de l'organe mobile se déplace .du- rant une période de temps inférieure à celle d'une alternance complète, aussi loin que le lui permet la vis postérieure et dès que le courant atteint sa valeur zéro le circuit. est interrompu.
Lorsque le refroidissement se produit, l'extrémité de l'organe thermo sensible réduit sa pression sur la, vis posté rieure dans une mesure suffisante pour per mettre à l'aimant de l'attirer en avant dans sa position initiale.
On remarquera qu'il est essentiel si l'on désire tirer parti de ces points importants que l'armature de fer ne puisse jamais venir en contact avec son aimant, mais soit tou jours maintenue à une distance raisonnable de celui-ci par le contact fixe dont le réglage est absolument essentiel pour faire varier la sensibilité à volonté. .
Au point de vue de la sensibilité, l'un ou l'autr,- -des deux appareils déjà décrits, dans lesquels la. bande bimétallique est disposé de manière à amener le courant aux contacts; eut être aménagé de manière qu'un certain degré de changement de température puisse être provoqué dans la bande bimétallique par le courant qui traverse celle-ci, mais cet échauffement ne devra jamais être suffisant pour provoquer !e fonctionnement de l'inter rupteur, car celui-ci fonctionnerait alors quelle que soit la. température de l'espace ou du corps qu'il s'agit de contrôler.
Par exem ple, si l'on désire contrôler la température d'une chambre ou d'une autre espace clos avec une approximation de 1 , la bande ther- mostatiqiic peut être aménagée de façon à fonctionner pour un changement de 2', sa température se modifiant de la moitié de cette quantité par l'effet calorifique du cou rant qui la travers(,
et de l'autre moitié pair le changement de température qui se produit dans la chambre. Par conséquent, on obtient un réâlabe exact et précis avec un appareil plus fruste et plus robuste que ce ne serait possible autrement.
On comprendra qu'on peut établir (les formes de construction clans lesquelles l'or- I;aiie tliermo-sensible ne fait qu'actionner nié- caniquement un interrupteur séparé et n'est pas utilisé pour amener dit courant et, dans <B>(lu</B> eas. il est possible d'aménager Forcanc Zensible de manière qu'il puisse se déplacer lil;
rf-nicat dans un sens pour éviter ainsi<B>(le</B> trop ;;rand efforts ut repousser lorsqu'il se déplace dans<B>le</B> sens opposé, l'interrupteur ou une vis de réglage appropriée portée par celui-ci, et ces constructions sont particulière ment applicable- lorsqu'il s'agit d'un cou- rant intense par rapport -i la section de 1,
or- :;a.11c tlici'mo-scnsiblc qu'on pourrait être amené ;i employer.
une tulle disposition est montrée dans la vue partiellement en coupe représentée sur la fig.. 7 ut. dans la vue de face avec la pla- que extérieure enlevée représentée sur la fi.â. R, dans lesquellus un bloc 1.
(le préfé- rence en matïèri, isolatitc. porte 11n aimant 0 fi\é par dies vis ?0, ?1,
un organe interrup- teur flexible 10' rigidement assujetti < tu bloc à l'une<B>de</B> ses extrémités par des vis 11' et portant<B>il</B> son autre extrémité une armaitire (le fer .1? et un contact 13 présentant iinc ,grande masse et une conductibilité thermique élevée,
une vis d'arrêt postérieure 14 et des bornes 15, qui sont raccordées l'une à l'ex trémité fixe de l'int.errupteur et l'autre à l'aimant au moyen de la vis '?1. Des entrées de câbles appropriées sont constituées par des rainures 17' ménagées dans le bloc. A l'ai inant 9 est fixée une boîte métallique \32 constituant un Iobement pour un disque thermo-sensible 5', ait centre duquel est fixée une broche 18 pourvue d'un chapeau isolé ?3.
A l'organe interrupteur 10' est fixée une pla que métallique rigide 19 taraudée pour rece voir une vis de réglage. L'aimant porte un contact fixe réglable présentant une brande masse et une conductibilité thermique élevée. Le bloc 1, qui porte tout le mécanisme, est supporté dans une boîte appropriée 2 par des vis 24.
Le fonctionnement se fait comme suit: Tors d'une réduction on d'une augmentation (le la température, le disque 5' se bombe dans lin sens 011 dans l'autre et si cette déforma- tion se produit dans un sens opposé au mé canisme il ne rencontre aucun obstacle,
mais dans l'autre -sens le chapeau ?3 s'appuie con tre la vis d'a,ju#tciiient 8 et t'ait fléchir l'or- i;71ne litterrnptent flexible 10' .11sf-tu <B>il Ce</B> q110 son armature soit (cartée (le l'aimant 9;
les contacts 11, et 1:3 sont alors amenés à s'ou vrir d'une.- quantité strictement limitée. dé- wrminée par la vis postérieure 1-1.
et par .suite de leur grande masse et rie leur con- iiiictibilité thermique élevée ainsi qui, de la 'incitation do l'énergie de l'arc due à la ]on- très réduite de ce dernier le circuit. petit encore persister, mais seulement jusqu'à <B>OC'</B> etiic l'énergie atteigne sa.
valeur zéro. comme il a été décrit précédemment.. Lors que le clian'nment de température inverse se proiltut, la pression communiquée a l'organe interrupteur flexible est rétluiti, ut finale- nwnt l'aimant petit rétablir 1e circuit en at- iir;
int l'armature porte-contact.
L -t \1 montre encore un autre type d'interrupteur.
Sur cette figure, les organes 18' et 19' représentent un circuit magnétique complet Divisé en dent parties, une articulation à pi vot \?0' étant établie de manière que l'une des deux parties semi-circulaires ou ses deux parties peuvent basculer autour du pivot.
Les pièces 18', 19' peuvent être toutes deux des aimants ou bien l'une d'elles seulement peut être un aimant et l'autre peut constituer une armature de fer doux, La pièce 18' est disposée de manière à porter un contact '21' Présentant une grande masse et une con ductibilité thermique élevée et 19' possède un contact fixe 22' qui y est fixé mais en est isole:. Des bornes \?3', 24' sont utilisées, 23' étant reliée au contact mobile \31' par un conducteur flexible.
Un arrêt pour limiter le déplacement est ménagé en 25 et finalement lin organe thermostatique est disposé en 26. La figure est uniquement donnée schémati quement et n'est pas destinée à représenter un appareil complet.
Son fonctionnement ressort des explica tions précédentes.
t'ne modification des fig. 7 et 8 est re présentée sur la fi-. 1(l, le mécanisme et son mode de fonctionnement étant exactement le même à l'exception d'une forme différente de l'orÛane thermo-sensible communément connu. La boîte 2 est pourvue d'lln tube saillant 4' qui renferme une tige ou un tube 5' d'une matière présentant un coefficient de dilata tion différent du tube enveloppant.
Tout changement de la température provoque un cliancement dans les longueurs relatives du tube -1;' et de <B>la</B> tige 5' et provoque ainsi<B>le</B> fonctionnement de l'interrupteur thermique.
Dans les exemples de construction ci- ckssus décrits, la pression entre les contacts varie toujours par suite des changements de température jusqu'au moment<B>(le</B> l'ouverture (les contacts et immédiatement. avant ce mo ment les pressions dues à la force magnéti que et à la flexion (le l'organe thermo- sensible ou de l'organe interrupteur doivent être égales et de sens opposé.
L'exemple d'exécution représenté sur la 11 évite cette condition.
L'aimant 9 en forme de fer à cheval ou autre forme appropriée est supportée clans la boite ? et un contact fixe 11 présentant une grande masse et une conductibilité thermique élevée est située au pôle de l'aimant. Un or gane interrupteur flexible 10' est fixé à l'une de ces extrémités, tandis qu'il porte à son autre extrémité une armature de fer 12 r-.t un contact 13 !de grande masse et de con ductibilité thermique élevée. Un arrêt posté rieur réglable est; disposé en 14 pour limiter l'ouverture -des contacts.
L'organe thermo- sensible 5 qui peut aussi présenter tout forme approprié;. différente de celle représen tée, est disposé de telle manière qu'une ar mature de fer 15' portée par son extrémité libre se rapproche et s'écarte des pôle., de l'aimant, mais est empêchée de les toucher par une pièce isolante 16'.
L'attraction et la répulsion (le l'armature sous le contrôle ther mique se produisent d'une manière absolu ment nette comme il a été décrit ci-dessus, mais, dans le but de faire varier le flux ma gnétique, elles se font aux pôles de l'aimant de manière que l'armature flexible séparée aménagée pour établir et rompre effective ment le circuit fonctionne à l'unisson de son mouvement. Normalement, les contacts 11 et 13 sont maintenus fermés par l'élasticité de l'organe interrupteur 10' et le flux magnéti que qui passe à travers son armature, l'ar mature contrôlée thermiquement étant alors éloignée de .l'aimant.
L'aimant peut, comme c'est représenté, être aménagé (le manière que sa, position puisse être ,ajustée par rapport à l'organe coiltrc')lé thermiquernent en vue du réglage de la, température de fonctionnement.
Une augmentation de la température a pour effet de rapprocher l'armature 15' de l'aimant ce qui produit brusquement une di minution du flux à travers l'armature 12. permettant à celle-ci de se retirer vivement d'une distance limitée par la vis 1-1 de fa çon à produire la. rupture du circuit ale la manière précédemment décrite. Une réduc tion de température a pour effet d'écarter vivement l'armature contrôlée thermiquement <B>15'</B> de l'aimant, et l'aub nentation du flux qui en résulte à travers l'armature 1? attire celle-ci en avant et rétablit la connexion.
On comprendra que cet exemple de fonc tionnement peut être réalisé par des disposi tions du circuit magnéti[lue différentes <B>de,</B> celles représentées, dans lesquelles le déplace ment d'une armature primaire provoq,ie une brusque variation du flux ma,bnétiqu#, dans ne armature secondaire, cette dernière arma ture étant disposée polir rompre le circuit suivant la méthode précédemment décrite en connexion avec les différents exemples d'exé cution de cette invention.
Dans tous les exemples représentés, on a montré u.ne vis de limitation postérieure con tre laquelle la partie postérieure du contact mobile s'appuie dans sa position d'ouverture. Cette vis peut être isolée du bâti de façon qu'elle puisse être employée pour établir et rompre un second circuit.