Brevet FR2010933A1 — publié le 19700220

i 2010933 I A cette fin, l'invention apporte un relais de commutation 15 d'énergie à fil chaud dans lequel les efforts de traction s'exerçant sur le fil chaud sont soulagés pendant l'excitation du relais, de façon à éviter un fluage de ce fil quand le fil est chauffé• L'invention apporte aussi un relais de commutation à fil 20 chaud qui utilise la dilatation linéaire d'un fil chauffé électriquement pour produire un mouvement relativement petit, tout en exerçant une force relativement grande. L'invention apporte aussi un relais de commutation du type spécifié dans lequel des moyens de limitation de course sont pré-25 vus pour diminuer les efforts de traction s'exerçant sur le fil chauffé pendant l'excitation du relais, afin d'éviter un fluage de ce fil sous l'action des efforts de traction qui s'exercent pendant qu'il est chauffé. Enfin, l'invention se propose de réaliser un relais à fil 30 chaud du type spécifié comportant des moyens de réglage ou d'ajustage prédis permettant une répartition uniforme des efforts entre les divers brins du fil, ainsi que l'établissement de l'angle de travail voulu entre ce dernier et l'organe d'actionnement et aussi le réglage de la course totale de l'organe d'actionne-35 ment supportant le fil. Selon l'invention, un relais de commutation à fil chaud comporte un boîtier creux supportant un fil chaud de forme sinueuse, un mécanisme de ressort à action brusque et un interrupteur a-vec des contacts fixes et mobiles. Entre le fil chaud et le mé-40 canisme à ressort est interposé un organe d'actionnement qui 69 19823 2 2010933 transmet la force développée par le fil chaud au mécanisme à ressort. L'une des extrémités du mécanisme à ressort est reliée aux contacts mobiles, de sorte que l'action brusque du mécanisme à ressort provoque le déplacement des contacts mobiles de l'in-5 terrupteur. L'invention comporte un moyen pour limiter la course de l'organe d*actionnement, de façon à limiter les efforts de traction exercés sur le fil chaud pendant qu'il est excité, après une course prédéterminée. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention res-10 sortiront de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d'exemple nullement limitatif, en référence au dessin annexé, dans lequel : la fig. 1 est une vue en plan d'un relais à fil chaud conforme- à l'invention, les deux couvercles étant arrachés le long 15 de leur partie inférieure pour montrer la forme sinueuse des brins du fil chaud du côté gauche du dispositif, et l'interrupteur installé du côté droit de celui-ci ; la fig. 2 est une coupe longitudinale suivant la ligne 2-2 de la fig. 1, qui montre les quatre éléments principaux du re-20 lais logés dans son enveloppe, à savoir le fil chaud, dans l'état non excité, un organe d'actionnement réglé ou étalonné sous le fil chaud, un mécanisme à ressort à action brusque sur lequel a-git l'organe d'actionnement et un interrupteur normalement ouvert ayant des contacts fixes et mobiles, les contacts mobiles étant 25 reliés à l'une des extrémités du mécanisme à ressort et actionnés par celui-ci ; la fig. 3 est une coupe transversale suivant la ligne 3-3 de la fig. 2 qui montre la manière dont le fil chaud est supporté et sa relation avec l'organe d'actionnement, ainsi que la coopé-30 ration de ce dernier avec le mécanisme à ressort à action brusque la fig. 4 est une coupe longitudinale analogue à la fig»2, sauf que le fil chaud a été excité et que le mécanisme à ressort a sauté à sa position opposée pour fermer l'interrupteur ; la fig. 5 est une coupe transversale analogue à la fig.3, 35 mais prise suivant la ligne 5-5 de la fig» 4, quand le fil chaud a été excité ; la fig. 6 est une coupe transversale suivant la ligne 6-6 de la fig. 4, prise dans la région de l'interrupteur et montrant la nature de celui-ci et comment ses contacts mobiles sont re-40 liés a l'une des extrémités du mécanisme à ressort ; BAD ORIGINAL 69 19823 3 2010933 la fig. 7 est un plan du mécanisme à ressort à action brusque qui peut être décrit comme constitué par une lame élastique composite. En se référant au dessin et plus particulièrement à la 5 fig. 2, on voit l'enveloppe du relais de commutation à fil chaud de la présente.invention, qui comprend un boîtier 11 en matière isolante et deux couvercles métalliques 13 et 14 fermant pratiquement ce boîtier et complétant l'enveloppe. En plus de l'enveloppe 10, ce relais comprend trois éléments principaux, savoir : 10 un fil chaud 16 de forme sinueuse ayant de multiples brins comme le montre clairement la vue en plan de la fig. 1, et un mécanisme à action brusque 18 que l'on voit clairement sur la vue latérale de la fig. 2 et sur la vue en plan de la fig. 7, ainsi qu'un interrupteur de puissance 20 qui est un interrupteur bipolaire a-15 yant deux contacts mobiles 21 et deux paires de contacts fixes 22 et 23. Le boîtier 11 est un élément en caisson fait d'une matière plastique moulée telle qu'une résine phénolique ou analogue, tandis que les deux couvercles 13 et 1^ sont découpés dans une 20 feuille de métal. Le boîtier 11 présente, vu en plan, une forme générale rectangulaire et est divisé en deux compartiments sensiblement égaux par une cloison centrale 24. Le premier compartiment, situé à droite de la cloison 24 sur la fig. 1, est destiné à recevoir l'interrupteur de puissance 20, tandis que le second 25 compartiment 19, situé à gauche de la cloison 1, sert à loger le fil chaud 16. De plus, le premier compartiment est subdivisé en un compartiment supérieur 26 et en un compartiment inférieur 28 par une cloison horizontale 30. Il est à noter que la cloison verticale 24 ne s'étend pas 30 jusqu'à la base du boîtier 11, mais se termine au bord de la cloison horizontale 30, de sorte que le compartiment inférieur 28 communique avec la partie inférieure du compartiment 19 destiné au fil chaud 16. Dans le fond du boîtier est logé un mécanisme à action brusque 18 qui s'étend sur presque toute la lon-35 gueur de celui-ci. Ce mécanisme 18 se présente sous la forme d'un ressort complexe, comme le montre clairement La fig. 7. Vu en plan, ce ressort a une forme générale rectangulaire est est fait d'une mince tôle à ressort, par exemple, en cuivre au béryllium ou en une matière analogue. Cette lame présente deux 40 fentes parallèles longitudinales 34, 34 qui s'arrêtent à peu de 69 19S23 4 2010933 distance de ses extrémités, de façon à délimiter trois bandes longitudinales, savoir : une bande centrale 36 et deux bandes latérales identiques 38, 39» L'examen de la fig. 4 montre que quand le fil chaud 16 est excité et que la force exercée sur la lame 5 élastique 18 est faible ou nulle, la configuration plus ou moins naturelle ou non contrainte de celle-ci lui confère une forme incurvée avec une convexité tournée vers le haut. On peut considérer que l'extrémité de gauche 42 de la lame élastique est son extrémité de support, tandis que l'extrémité 10 de droite 44 peut être considérée comme son extrémité libre ou bistable. La lame doit être empêchée de se déplacer horizontalement et ceci est accompli en reliant son extrémité de support 42 au boîtier 11. En considérant les fig. 1 et 7, on voit que l'extrémité supportée 42 de la lame présente deux oreilles orientées 15 à l'opposé 46, dont chacune est adaptée à s'ajuster étroitement dans une fente verticale 47 formée dans le fond du boîtier, comme l'indiquent les fig. 1 et 2. Ainsi, pour mettre en place la lame élastique 18, on introduit d'abord son extrémité libre 44 dans le compartiment 19 du fil chaud, sous la cloison 24, et dans le 20 compartiment inférieur 28 jusqu'à ce que ses oreilles 46 s'engagent dans les fentes verticales opposées 47 du boîtier 11. La lame élastique 18 est supportée en trois points. Le premier point, qui est destiné à l'ajustage, est représenté par une vis de réglage différentielle verticale 49, qui s'élève à 25 travers une ouverture taraudée de la paroi de fond du boîtier 11, près de l'extrémité supportée de la lame 42, comme le montre clairement la fig. 2o Cette vis 49 coupe une droite imaginaire reliant les deux oreilles de support 46 de la lame. Ces deux points de support restants de la lame élastique 18 sont créés 30 par ses deux bandes latérales 38 et 39 dont certaines parties sont pliées vers le bas, de manière à(former une section en V 51, comme le montre la fig. 4, les arêtes 52 résultant de ces sections en V étant situées sur une droite transversale imaginaire et adaptées à prendre appui sur des blocs de support 53 situés 35 sur le fond du boîtier 11. Cela étant, il est nécessaire de relier l'extrémité libre 44 de la lame élastique 18 à l'interrupteur 20. Cet interrupteur est un mécanisme bipolaire à simple course ayant deux paires de contacts fixes 22, 23 et une paire de contacts mobiles 21o 40 Les contacts mobiles sont actionnés conjointement par un support 69 19823 5 2010933 isolant 52 que l'on voit clairement sur la fig. 6 et qui se présente sous la forme d'un élément en T ayant une jambe verticale 56 et deux branches latérales surplombantes 57. Chaque branche latérale 57 présente une découpe 58 qui produit deux doigts é-5 lastiques opposés 59 et 60 ayant chacun une encoche 61 pour recevoir le bord du contact mobile 21, à la partie centrale de celui-ci. Comme le montre clairement la vue en plan de la fig. 1, la cloison horizontale 30 présente une fente verticale centrale 63 pour le passage de la jambe 56 du support 55, de sorte qu'une 10 liaison peut être établie entre l'extrémité libre de la lame é-lastique 18 et les contacts mobiles 21,21 par l'intermédiaire du support isolant 55. La liaison entre la jambe 56 du support 55 et l'extrémité libre 44 de la lame élastique 18 est réalisée en découpant une 15 petite fente 65 dans la partie inférieure de la jambe 56 et en formant une fente en C 67 près de l'extrémité libre de la lame élastique 18, de sorte qu'un doigt orienté vers l'intérieur ou un élément de blocage 68 est créé pour être introduit dans la fente 65 de la jambe 56 comme le montre clairement la fig0 6. 20 En continuant d'examiner la fig. 6, on remarque que les contacts fixes 23 présentent des cosses perpendiculaires 70 qui sortent à travers la paroi de fond du boîtier 11 et qui sont découvertes pour permettre d'établir une connexion électrique, comme tous les techniciens le comprendront aisément. 25 il convient de fermer le compartiment de l'interrupteur 26 du boîtier pour empêcher les saletés et l'humidité de s'accumuler sur les contacts électriques et, éventuellement, de provoquer des pannes. Ceci est assuré par le couvercle 14 qui glisse au-dessus de l'extrémité supérieure ouverte du compartiment d'in-30 terrupteur. En réalité, le compartiment inférieur 28, situé sous le compartiment d'interrupteur 26 est, lui aussi, ouvert par le fait que la paroi de fond du boîtier est découpée dans cette région. En conséquence, le couvercle 14 est constitué par un élément en U, vu de côté, qui s'emboîte comme le montre la fig. 2, 35 de sorte qu'une partie horizontale supérieure 7 et une partie verticale 8 s'étendent au-dessus du côté, du sommet à la base du boîtier, une partie horizontale inférieure 9 fermant le compartiment inférieur 28. On va décrire maintenant le fonctionnement du fil chaud 16 40 en regard de la fig. 1. Le fil chaud 16 est constitué par un sim- 19823 6 2010933 pie brin allongé de forme sinueuse et est relié à ses deux extrémités 72 et 73 respectivement à des cosses 74 et 75 qui sont situées sur la même paroi latérale du boîtier 11. La partie intermédiaire du fil chaud s'étend à travers le boîtier d'une paroi 5 latérale à l'autre et s'enroule autour de trois piliers 76,77 et 78, dans l'ordre, pour se terminer aux cosses opposées 74 et 75. En fait, les piliers 76, 77 et 78 sont identiques aux cosses é-. lectriques 74 et 75, sauf qu'ils ne sont pas destinés à établir des contacts électriques. C'est la raison pour laquelle la partie 10 inférieure de chaque pilier a été coupée, comme en 79 sur la fig. 3. Dans l'exemple représenté, le fil chaud a une forme sinueuse et comporte quatre longueurs, mais tous les techniciens comprendront aisément que, dans certains cas, ce fil pourrait ne comporter que deux longueurs et, éventuellement, dans certains autres 15 cas, plus de quatre. On laisse un certain mou dans le fil chaud 16 et un organe d'actionnement isolant 80 est disposé au centre sous la portée du fil, comme le montre clairement la fig. 1 et est intercalé entre ce fil 16 et la lame élastique 18. Le bord supérieur de l'organe 20 d'actionnement 80 présente quatre rainures transversales 82 dont chacune est conçue pour recevoir l'un des brins ou l'une des longueurs du fil 16, brin qui s'étend d'une paroi latérale à l'autre du boîtier 11. Vue en plan, chaque rainure 82 est relativement étroite au centre et s'élargit vers les deux extrémités, ce 2 5 qui lui donne la forme générale d'un sablier, et permet à l'or gane d'actionnement 80 de se déplacer légèrement autour d'un axe vertical sans que les parois latérales des rainures viennent au contact des brins du fil chaud, afin d'éviter de créer une action de grippage. De plus, le fond de chaque rainure 82 comporte 30 une arête centrale 84, comme le montre clairement la fig. 3, de sorte que le contact est presque ponctuel entre chaque brin du fil 16 et l'organe d'actionnement 80, au fond de chaque rainure 82. L'organe d'actionnement 80 comporte au centre une vis de réglage verticale 86 qui est accessible par le haut et dont l'ex- 3 5 trémité inférieure prend appui dans une fossette 88 formée au centre de la bande 36 de la lame élastique 18. La vis de réglage 86 comporte un bout pointu destiné à s'engager dans la fossette 88, de manière à établir un contact pratiquement ponctuel avec elle. Il est important de partager de façon égale les efforts 40 entre les divers brins du fil, ainsi que d'établir un angle de 69 19823 7 2010933 travail correct du fil et de la course totale de l'organe d1actionnement 80 qui le supporte. La vis de réglage est placée, par conséquent, pour créer les conditions de la fig. 2, quand le fil chaud n'est pas excité. 5 Le couvercle 13 est propre à couvrir le compartiment 19 contenant le fil chaud. Des vis de fixation 90 voisines des quatre coins du couvercle sont propres à s'engager dans des ouvertures taraudées de la paroi supérieure du boîtier. Le couvercle 13 est pourvu de moyens pour guider ou confiner l'organe d'ac-10 tionnement 80, ainsi que pour limiter son mouvement. C'est ainsi, par exemple, que deux pattes descendantes 92 et 94 sont formées dans la partie centrale du couvercle, produisant ainsi une fenêtre rectangulaire 93 au centre de celui-ci. La partie inférieure de chaque patte 92 et 94 présente une fourche allongée 95 qui 15 est adaptée à s'enfiler au-dessus de l'extrémité voisine 98 de l'organe d'actionnement 80, limitant ainsi le mouvement de celui-ci aux déplacements verticaux qui sont fonction de l'allongement des brins du fil 16, allongement qui résulte de 1'échauffement de ce fil par le passage du courant électrique. La partie supé-20 rieure de la fourche 95 constitue une butée 97 qui entre en action quand le fil chaud est excité et s'allonge, permettant - ainsi de surpasser la résistance à la compression de la lame élastique 18 et d'élever l'organe d'actionnement 80 jusqu'à ce que les extrémités 98 de celui-ci viennent s'appliquer contre les butées 25 97 du couvercle 13. Ensuite, lors d'un nouvel allongement des brins de fil, ceux-ci sont soulagés des efforts de traction de l'organe d'actionnement du fait que les déplacements de celui-ci sont terminés, empêchant ainsi un "fluage" du fil dû aux efforts - de traction auxquels il est soumis pendant qu'il est chaud. 30 La présente invention s'attache à diminuer les efforts de traction s'exerçant dans le fil chaud pendant l'excitation du relais. Ceci évite un fluage inopiné du fil sous l'action des efforts de traction quand il est échauffé. Le procédé de réglage ou d'ajustage adopté atteint non seulement cet objectif, mais 35 assure encore une répartition uniforme des efforts entre les divers brins, en établissant en même temps l'angle de travail convenable du fil par rapport à l'organe d'actionnement, et en déterminant la course totale de l'organe d'actionnement qui supporte le fil. 40 On règle le relais en appliquant une tension alternative 69 19823 8 2010933 d'environ 4 V entre les cosses 74 et 75. Ensuite, on allonge uniformément les quatre brins du fil en agissant sur la vis 86 de l'organe d'actionnement 80, jusqu'à ce que ce dernier se soit élevé au point que ses extrémités 98, 98 s'appliquent contre les 5 butées 97, 97 des fourches 95 du couvercle 13. Un couple limite de 135 à 180 grammes/cm devrait s'exercer sur la vis. Ensuite, on dévisse la vis 86 entre un et deux tours complets. On manoeuvre aussi la vis de réglage différentielle 49 pendant que le fil chaud 16 est alimenté par une tension alternative de 5 à 6 volts, 10 et qu'une charge électrique est branchée entre les contacts 21, 22 et 23 de l'interrupteur. On tourne la vis 86 jusqu'à ce que les contacts 21, 22 et 23 se ferment, après on tourne la vis de réglage différentielle en arrière jusqu'à ce qu'ils se rouvrent. Comme il va de soi, et comme il résulte d'ailleurs déjà 15 de ce qui précède, l'invention ne se limite nullement à ceux de ses modes d'application, non plus qu'à ceux des modes de réalisation de ses diverses parties, ayant été plus spécialement envisagés ; elle en embrasse, au contraire,toutes les variantes. 69 19823 9 2010933 REVENDICATIONS 1. Un relais à action brusque à fil chaud qui comprend un boîtier pour loger un mécanisme de ressort à action brusque relié à un interrupteur électrique et un organe d'actionnement 5 au contact dudit mécanisme à ressort, afin d'actionner ainsi 1•interrupteur électrique, caractérisé par un fil conducteur allongé de forme sinueuse, qui a un coefficient de dilatation thermique élevé et qui est propre à se déplacer dans une mesure déterminée en réponse à une variation prédéterminée de son exci-10 tation électrique, ledit fil s'appliquant contre ledit organe d'actionnement, de sorte qu'un mouvement de ce fil est reflété par "une force variable s'exerçant sur le mécanisme à ressort, ledit fil, quand il se dilate, diminuant la force maintenant l'or gane d'actionnement contre le mécanisme à ressort. 15 2. Relais selon la revendication 1, caractérisé en ce que le fil conducteur s'enroule en une forme sinueuse autour d'un certain nombre de piliers situés de part et d'autre du fond dudit boîtier, le milieu de la portée dudit fil sinueux s'appliquant contre certaines parties dudit organe d*actionnement. 20 3. Mécanisme selon la revendication 2, caractérisé en ce que ledit organe d'actionnement est constitué par un pont isolant présentant des fentes pour recevoir certaines parties du milieu de la portée du fil sinueux, ledit pont étant fendu pour espacer entre elles lesdites parties du fil. 25 4. Relais selon la revendication 3, caractérisé en ce qu'une vis de réglage est prévue dans ledit pont, vis qui sort par le fond de celui-ci pour s'appliquer contre le mécanisme à ressort, ladite vis de réglage étant accessible par le dessus du pont pour changer son réglage. 30 5. Relais selon la revendication 4, caractérisé en ce que le boîtier comprend des moyens de limitation de mouvement pour le pont, ce qui fait que quand le fil sinueux est excité, il s'allon ge, ce qui permet à la force du mécanisme à ressort de surpasser la force du fil conducteur en déplaçant le pont contre les mo-35 yens de limitation de mouvement, soulageant ainsi le fil conducteur des efforts de tension pendant qu'il est excité.