Brevet FR2006122A1 — publié le 19691219

Le mode de fabrication des petits dispositifs étanches de protection pour moteurs électriques, comprenant des éléments thermosensibles à action brusque qui est actuellement le plus économique consiste à assembler les pièces des dispositifs par soudage. 5 Toutefois, l'adoption des techniques de soudage classiques pour la fabrication de ces dispositifs soumet fréquemment les éléments de ces dispositifs à l'action de forces et de températures excessives qui provoquent des variations incontrôlables des caractéristiques de réponse thermique des éléments à action brusque de ces disposi-10 tifs. Par ailleurs, même si initialement les pièces du dispositif sont placées correctement les unes par rapport aux autres avant le soudage, la compression que la matière des pièces subit dans les zones à souder et la reprise de forme élastique des pièces après exécution du soudage tendent à modifier les écartements entre piè-15 ces, de sorte que les caractéristiques de réponse thermique des dispositifs ainsi obtenus ne sont pas uniformes et qu'un grand nombre de ces dispositifs sont inacceptables pour l'application envisagée* Un but de la présente invention consiste à réaliser un nouveau 20 dispositif de protection perfectionné pour moteurs électriques, qui soit hermétiquement fermé et résistant à la pression, qui possède des caractéristiques de réponse thermique prédéterminées avec précision et qui soit d'une construction simple, robuste et économique. L'invention a également pour but de fournir un nouveau procédé 25 perfectionné permettant de fabriquer facilement avec précision ces dispositifs de protection pour moteurs en leur donnant des caractéristiques uniformes de réponse thermique. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront au cours de la description qui va suivre. 30 Au dessin annexé, donné uniquement à titre d'exemple : - la Fig. 1 est une vue en coupe suivant l'axe longitudinal du dispositif de protection suivant l'invention; - la Fig. 2 est une vue en coupe suivant la ligne 2-2 de la Fig. 1 ; 35 - la Fig. 3 est une vue en coupe suivant la ligne 3-3 de la Fig. 2; - la Fig. k est une vue en élévation de côté des éléments du dispositif de la Fig. 1 qui représente une phase de la fabrication du dispositif; ko - la Fig. 5 est une vue en élévation de côté d'éléments du 69 10221 2006122 dispositif, cette vue étant analogue à celle de la Fig. h mais représentant une phase ultérieure du procédé suivant l'invention; - la Fig. 6 est une vue en élévation de certains éléments du dispositif; analogue à celle des Fig. 4 et 5 et qui montre une autre 5 phase du procédé suivant l'invention. Dans l'exemple d'exécution représenté sur le dessin et plus particulièrement sur les Fig. 1 à 3t le dispositif de protection pour moteur électrique suivant l'invention, désigné dans son ensemble par la référence 10, comprend une plaquette d'embase 12, ayant 10 la forme générale d'un disque,' qui est percée d'une ouverture centrale 14 et qui porte une broche formant borne 16 fixée dans cette ouverture et isolée de la plaquette au moyen d'une matière d'étan— formant chéité 18. La plaquette et la broche borne sont de préférence formées d'une matière rigide conductrice de l'électricité telle que 15 l'acier ou équivalent. La broche est montée de façon étanche.et i-solée électriquement dans la plaquette d'embase grâce à l'utilisation d'une matière d'étanchéité vitreuse 18 ou d'une autre matière isolante de l'électricité classique. Etant donné que la broche est montée dams la plaquette d'embase de la façon décrite par une tech-20 nique quelconque bien connue, on ne décrira pas davantage le mode d'obtention de l'étanchéité du joint entre la broche formant borne et la plaquette d'embase. Dans la forme de réalisation représentée, le dispositif de protection 10 comprend de plus un bras de contact rigide 20 conduc-25 teur de l'électricité, en acier ou analogue, ce bras comprenant une aile 22, qui est soudée à un côté de la broche 16 comme représenté en 2k sur la Fig. 2 et une aile 26 coudée par rapport à la première, et qui s'étend en porte-à-faux par rapport à la broche 16 dans un plan à peu près parallèle à celui de la broche 16. Un contact 30 fixe 30, de préférence en une matière de conductibilité électrique élevée, telle que l'argent, est soudé ou fixé d'une autre façon à l'extrémité libre de la partie saillante du bras de contact, comme représenté. Le dispositif 10 comprend de plus tin élément chauffant 32 ayant 35 une aile jk soudée à la plaquette d'embase 12, comme représenté en 35, et une deuxième aile 36 qui fait saillie en porte-à-faux par rapport à la plaquette d'embase, dans une position telle qu'un bord 37 de l'aile en porte-à-faux soit dirigé vers la broche 16. L'élément chauffant comprend de préférence une butée ou partie ter-kO minale 38» qui se termine dans un plan parallèle à l'axe de la bro- 69 10221 2006122 che 16. L'élément chauffant comprend également de préférence une surface arrondie 39 formée sur le bord 37 de l'aile j6, comme représenté sur la Fig. 2. L'élément chauffant peut être fait de l'une quelconque de diverses matières présentant une conductibilité élec-5 trique choisie de façon que l'élément soit adapté pour dégager une quantité de chaleur prédéterminée en réponse au passage d'un courant électrique d'intensité déterminée à travers cet élément. Par exemple, cet élément chauffant est de préférence formé d'acier rigide laminé à froid, ce qui lui donne des caractéristiques d'é-10 chauffement déterminées. Suivant une variante, on peut également utiliser pour l'élément chauffant d'autres métaux rigides ou matériaux équivalents pour donner à cet élément des propriétés d'é— chauffement par passage du courant différentes de celles de l'acier laminé à froid, tout en restant dans le domaine de la présente in-15 vention. En outre, le dispositif 10 comprend un support 42, en équerre, conducteur de 1'électricité,en acier laminé à froid ou analogue, comprenant une première aile 44, soudée à l'aile 36 de l'élément chauffant, cornaie représenté en 46 sur la Fig. 2, et une autre aile 20 48 qui est soudée à un élément à action brusque 50, conducteur de l'électricité, élastique et thermosensible, comme représenté en 52 sur la Fig. 1. Un contact mobile 54, qui est de préférence formé de la même matière que le contact fixe 30, est soudé ou fixé d'une autre façon à l'élément thermosensible à l'opposé de 1'équerre 42. 25 Dans la forme de réalisation représentée, l'aile 44 de 1'équerre s'écarte de l'élément thermosensible en formant un angle à peu près droit par rapport au plan général de cet élément. Le soudage de 1'-équerre 42 sur l'élément chauffant 32 donne à la liaison entre l'élément thermosensible 50 et l'élément chauffant des caractéristi-30 ques prédéterminées de transmission de chaleur et place l'élément 50, qui est en porte-à-faux par rapport à l'élément chauffant, dans une position telle que le contact mobile 54 puisse s'appliquer sur le contact fixe 30 et s'en écarter en réponse au mouvement à action brusque de l'élément 50. C'est-à-dire que l'élément 50 est normaie-35 ment placé comme représenté en traits pleins sur la Fig. 2, de sorte que cet élément maintient élastiquement le contact mobile appliqué sur le contact fixe de façon à fermer un circuit qui part de la plaque d'embase 12, traverse l'élément chauffant 32, 1'équerre 42, l'élément à action brusque 50, les contacts 54 et 30 et le bras de 40 contact 20 pour aboutir à la broche formant borne 16. Lorsque ce 69 10221 4. 2006122 dispositif de protection pour moteur est interposé dans le circuit chauffant 32 du dispositif de protection ne dégage normalement pas une chaleur suffisante pour provoquer le mouvement de l'élément 5 thermosensible 50, de sorte que le dispositif de protection reste fermé. Par contre, lorsqu'un courant anormal traverse le circuit dra rioteur, l'accroissement de l'intensité qui traverse l'élément chauffant 32 dégage une quantité de chaleur suffisante pour faire passer l'élément 50, par action brusque, à la position 50.1 indiquée en 10 traits interrompus sur la Fig., 2, écarter les contacts 5k et 30 l'un de l'autre et ouvrir le dispositif de protection du moteur. Dans cette position de circuit ouvert, l'élément 50 à action brusque est appuyé élastiquement sur la butée 38 de l'élément chauffant qui sert à limiter la course d'écartement de cet élément par rapport au 15 contact fixe et à éviter tout déplacement indésirable de cet élément en réponse aux vibrations et analogues. Un corps 56, en forme de cloche, en acier ou en une autre matière rigide, est soudé par son rebord sur la plaquette d'embase 12, en contact électrique avec cette dernière, comme représenté en 20 58, pour former une chambre 59 qui contient le dispositif, la soudure servant à fermer la chambre à joint étanche de sorte que le dispositif 10 est ainsi complètement étanche et résistant à la pression. Le corps comprend de préférence un méplat 61 représenté sur la Fig. 3» qui sert à fixer le dispositif 10 lorsqu'on le monte 25 dans le circuit d'un moteur. Dans le procédé suivant l'invention, on monte la broche formant borne 16 à joint étanche et de façon isolée dans l'ouverture de la plaquette d'embase de façon classique, comme représenté, on place ensuite l'élément chauffant 32 de façon que la surface exter-30 ne de son aile 3^ soit appliquée sur la plaquette d'embase, le bord 37 de l'élément chauffant étant dirigé vers la broche et l'extrémité de la butée 38 étant disposée dans un plan convenablement espacé d'une distance a du plan de l'axe de la broche, comme on l'a représenté sur la Fig. 2. Ensuite, on soude l'élément chauffant sur la 35 plaquette d'embase comme représenté en 35* La compression ou la diminution d'épaisseur de la matière de la plaquette d'embase ou de la matière de l'élément chauffant, qui se produit éventuellement pendant la formation de la soudure 35 » de même que la reprise élastique de forme des ailes de l'élément chauffant après l'exécution ko de la soudure en 35» n'altèrent pas l'espacement a qu'on a prévu en d'un moteur électrique, le passage du courant à travers l'élément ORîQ!^ 69 10221 2006122 fixant la position de l'extrémité de la butée 38 dans le plan approprié. C'est-à-dire que le soudage de l'élément chauffant peut être réalisé facilement d'une façon qui dispose la butée dans le plan voulu, même si l'angle formé entre les ailes de l'élément chauffant 5 est différent de l'angle désiré. Dans le procédé suivant l'invention, on forme l'élément thermosensible 50 à action brusque à partir d'une ébauche 50.2 qui est formée d'une lamelle en une matière bimétallique comme représenté sur la Fig. 4. C'est-à-dire que la lamelle 50.2 comprend deux cou-10 ches métalliques réunies l'une à l'autre, les métaux étant caractérisés par des coefficients de dilatation thermique respectivement fort pour l'une et faible pour l'autre, de sorte que la lamelle tend à s'incurver en réponse aux variations de la température. Le contact mobile 54 est soudé ou fixé d'une autre façon à une extré-15 mité de la lamelle. En outre, l'une des ailes, 48, de l'équerre porteuse 42 est soudée en 52 sur l'extrémité opposée de la lamelle, l'aile 44 de cette équerre s'écartant du plan général de la lamelle et cette aile portant de préférence des saillies-46-19 prévues pour le soudage comme représenté sur la Fig. 4. Après la fixation 20 du contact et de l'équerre porteuse sur la lamelle, on déforme cette lamelle d'une façon classique, comme représenté sur la Fig. 5» pour former une partie en forme de cuvette 60 dans une position intermédiaire entre l'équerre et le contact, afin d'obtenir par ce moyen un élément 50 à action brusque qui possède des caractéristi-25 ques de réponse thermique déterminées. Etant donné que les procédés permettant de déformer ces matières bimétalliques pour former des éléments thermosensibles à action brusque qui possèdent des caractéristiques de réponse thermique déterminées avec précision sont bien connus , la déformation de la lamelle 50.2 ne sera pas décrite 30 plus complètement dans le présent mémoire, et, suivant l'invention, la déformation est exécutée après le soudage de l'équerre porteuse et du contact sur la lamelle. Dans le procédé suivant l'invention, on place l'élément à action brusque 50, sur lequel sont fixés le support et le contact, 35 dans une position telle que l'aile 44 de l'équerre soit appliquée sur l'aile 36 de l'élément chauffant et que le contact mobile 54 soit centré sur la butée 38 de l'élément chauffant et situé dans un plan espacé de la butée 38 d'une distance £, comme représenté sur la Fig. 6, Pour fixer le contact fixe à la distance désirée de la 40 butée de l'élément chauffant, il est avantageux d'appliquer l'aile sad original 69 10221 2006122 44 de l'équerre sur la surface arrondie 39 de l'élément chauffant et de la pousser contre cette surface arrondie pour pouvoir placer plus facilement le contact dans la position désirée par rapport à la butée de l'élément chauffant. L'aile 44 de l'équerre et l'aile 5 36 de l'élément chauffant sont ensuite assemblées par des soudures, comme représenté en 46, par exemple par serrage de l'aile de l'équerre et de l'aile de l'élément chauffant entre les électrodes d'une machine classique à souder par résistance (non représentée) ou d'une autre façon classique. 11 convient de remarquer que, du 10 fait que l'aile 44 de l'équerre fait saillie par rapport au plan général de l'élément thermosensible 50» aucune proportion notable de la chaleur normalement engendrée par le soudage n'est transmise à l'élément bimétallique et que les caractéristiques de réponse thermique de l'élément ne sont pas altérées pendant le soudage. En 15 outre, bien qu'il soit évident qu'il tendra à se produire une certaine diminution d'épaisseur de la matière de l'élément chauffant et de la matière de l'équerre, dans la zone où la soudure est formée, cette diminution d'épaisseur de la matière n'altère pas l'espacement ç. qui sépare le plan de la butée de l'élément chauffant 20 du contact 54. L'utilisation de l'équerre porteuse 42 permet donc d'assembler avec précision l'élément bimétallique et l'élément chauffant tout en conservant à l'élément bimétallique ses caractéristiques désirées de réponse thermique. Dans le procédé suivant 1'invention, on soude le contact 30 ou 25 on le fixe d'une autre façon sur le bras porte-contact 20 et on applique l'aile 22 de ce bras contre un côté de la broche 16 de façon que le contact 30 soit disposé dans un plan situé à une distance choisie d de la butée 38 et dans une position relative choisie par rapport au contact mobile 54. On assemble ensuite les parties du 30 bras de contact et de la broche formant borne qui sont soudées l'une à l'autre, comme représenté en 24, pour maintenir le contact fixe et le contact mobile dans les positions relatives désirées. Ici également, la compression éventuelle de la matière du bras de contact et celle de la broche formant borne qui peut se produire 35 dans la zone de la soudure 24 n'altère pas le positionnement du contact fixe dans un plan désiré. En outre, même si la disposition angulaire relative des ailes du bras porte-contact est différente de celle désirée, on peut facilement placer le contact 30 dans le plan désiré. On soude ensuite le corps en cloche 56 sur la plaquet-40 te d'embase pour terminer l'assemblage du dispositif 10. BAD ORIGINAL 69 10221 2006122 De cette façon, ce dispositif de protection peut être construit économiquement et de façon à posséder les propriétés de réponse thermique prédéterminées avec précision. Le dispositif est robuste et peu coûteux, il est enfermé sous capsule étanche et ré-5 sistant à la pression, il résiste aux vibrations de sorte qu'il ne tend pas à ouvrir ou à fermer involontairement un circuit, même s'il est exposé à des forces vibratoires importantes et il est particulièrement approprié pour être utilisé dans une atmosphère de fréon ou équivalent pour protéger des moteurs de divers types. 10 Bien entendu, l'invention n'est nullement limitée au mode de réalisation décrit et représenté, qui n'a été choisi qu'à titre d'exemple. En effet, on pourrait interchanger les configurations respectives de l'élément chauffant et du bras porte-contact, l'élément chauffant étant alors soudé sur la broche formant borne et le bras 15 porte-contact étant soudé sur la plaquette d'embase. 69 10221 2006122 - revendication S. - 1 - Dispositif de protection pour acteur électrique comprenant une plaquette d'embase sur laquelle uns broche formant borne est monté® isolée de la plaquette, un élésisnt chauffant rigide condue- 5 teur de l'électricité, un bras porte-contact rigide, conducteur de l'électricité, ce bras et cet élément étant fixés respectivement l'un à la plaquette d'embase et l'autre à la broche formant borne pour faire saillie en porte-à-faux siar ces deux éléments, un contact fixe monté à l'extrémité libre dudit bras, un élément thermo-10 sensible, conducteur de 1'électricité, à aetion br-msque, et un contact mobile fixé à une première extrémité de cet élément, le dispositif de protection étant caractérisé en ce qu'un support est fixé à l'extrémité opposée de 1'élément à action brusque, ce support comportant une partie qui fait saillie par rapport au plan général 15 dudit élément à action brusque et qui est soudée à l'élément chauffant pour établir une liaison capable de transmettre la chaleur entre l'élément à action brusque et l'élément chauffant et pour placer le contact mobile dans une position précise par rapport au contact fixe afin qu'il s'applique sur ce contact fixe ou s'en écarte 20 pour fermer et ouvrir respectivement aa circuit en réponse au mouvement à action brusque diad.it éléaaeat à action brusque. 2 - Dispositif suivsEaè la z-e-ytsmM.nation 1, caractérisé en ce qua 1© bras porte-contact eompread dewii ailes fosmaat tm angle en» tre elles, la première de ces ailes étant soudée à la broche de tel- 25 le façon qua l'autre aile s© tromre daas un plan choisi, la soudure qui assemble la première ail© à la broche étant agencée de façon qu'aae llgae perpendiculaire au plan do la soudure soit parallèle audit plan choisi. 3 - Dispositif suivant l'me quelconque des revendications 1 30 ou 2, caractérisé en ce que 1"élément chauffant comprend deux ailes qui ferment un angle entre elles, la première de ces ailes étant soudé© à la plaquette d'satease de façon que l'autre aile se trouve daas nn deuxième plan choisi, la soudure qui assemble la première aile à la plaquette d'ssbasa étant agencée de façon qu'une ligne 35 perpendiculaire au plan de cette soudure soit parallèle aûdit deuxième plan choisi. k - Dispositif suivant la revendication- 3» caractérisé en ce qu© 1® support comprend deux ailes qui forment un angle entre elles, l'un© de ces ailes étant soudée à l'élément thermosensible et l'au-40 tre aile étant soudée à ladite autre aile de l'élément chauffant, —T BAD ORIGINAL 69 10221 2006122 la soudure qui assemble ladite autre aile du support à ladite autre aile de l'élément chauffant étant agencée de façon qu'une ligne perpendiculaire au plan de la soudure soit parallèle au plein général de l'élément thermosensible. 5 5 - Dispositif de protection suivant la revendication 4, ca ractérisé en ce qu'un bord de ladite autre aile de l'élément chauffant est dirigé vers la broche formant borne, une partie de ce bord étant agencée pour former une butée afin de servir d'appui à l'élément thermosensible dans la position d'ouverture du circuit de ma-10 nière à limiter le mouvement d'action brusque de cet élément. 6 - Dispositif suivant l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'un corps métallique en forme de cloche et ayant une extrémité ouverte est soudé à joint étanche par son extrémité ouverte sur la plaquette d'embase pour enfermer l'élément chauffant, 15 les contacts et l'élément thermosensible. 7 - Procédé de fabrication d'un dispositif de protection pour moteur électrique, caractérisé en ce qu'on prévoit une plaquette d'embase conductrice de l'électricité sur laquelle une borne est montée à joint étanche et d'une façon qui l'isole électriquement de 20 cette plaquette, on soude une aile d'un bras porte-contact rigide coudé sur la borne, de façon que le bras fasse saillie en porte-à-faux sur cette borne, ce bras portant un contact fixe monté à son extrémité libre, on soude une aile d'un élément chauffant rigide, coudé, sur ladite plaquette, de façon que l'élément chauffant fasse 25 saillie en porte-à-faux sur la plaquette, dans une position relative choisie par rapport audit contact fixe, on soude un contact mobile conducteur de l'électricité sur une première extrémité d'une ébauche de lamelle bimétallique, on soude une aile d'un support coudé sur l'extrémité opposée de cette ébauche de lamelle de façon 30 qu'une autre aile du support fasse saillie sur le plan général de l'ébauche, on déforme l'ébauche de façon à la transformer en un é-lément thermosensible à action brusque qui possède des caractéristiques déterminées de réponse thermique et on soude ladite aile saillante du support sur l'élément chauffant pour disposer le con-35 tact mobile de façon qu'il s'applique sur le contact fixe ou qu'il s'en écarte en réponse au mouvement à action brusque de l'élément thermosensible.