Brevet FR2137368A1 — publié le 19721229

La présente invention concerne les instruments du type "minuteries" permettant de mettre, couper ou inverser les courants d'un ou plusieurs pôles au bout d'un temps déterminé. Dans des dispositifs connus de ce genre, le retard est obtenu par un mécanisme d'horlogerie ou bien par un montage électronique. De tels dispositifs sont soit fragiles et peu fiables, soit d'un volume assez important. On connaît aussi d'autres dispositifs mais ils présentent les inconvénients d'être unipo lairds; délicats et volumineux. D'autre part, de nombreux modèles ne peuvent fonctionner pour de fortes intensités. - le dispositif suivant l'invention est multipolaire, de volume réduit, sur, fiable et peut Entre utilisé pour de fortes intensités. - le dispositif objet de l'invention comporte un télérupteur-inverseur multipolaire, ou 'un relais,associé à un contacteur ou inverseur à dilatation différentielle (bilame par exemple) qui est chauffé par un courant variable, obtenu parl'utiisation de circuits non linéaires équivalents à des résistan- ces non linéaires (résistances C.T.N. ou C.T.F > .) placés en série, en parallèle ou en série parallèle avec la résistance chauffante du bilame. Sur la figure 1 on distingue : le télérupteur (1), le contacteur à dilatation différentielle t2) chauffé par la résistance R qui a été placée en série avec un circuit équivalent à une résistance non linéaire R1 à coefficient de température négatif. Le réglage du temps peut se faire pour les modifications importantes par le déplacement du plot fixe et pour les variations moindres par une résistance variable par plots ou un rhéostat R2. On n'a pas fait figurer les utilisations des deux derniers pôles du télérupteur pour ne pas compliquer inutilement la figure. L'interrupteur (3) permet de couper le circuit de fonctionnement automatique.Les contacteurs manuels t43 permettent d'ouvrir le circuit de l'utilisation (5) et de fermer le circuit de l'utilisation (6). Le contacteur manuel t7) permet d'ouvrir le circuit de t63 et de fermer le circuit de (5) sans attendre l'échauffement du bilame (2). Il est donc possible avec ce montage, donné à titre d'exemple, après avoir, par (4), fermé le circuit de (6),d'ouvrir rapidement le circuit (5) ou au contraire de le laisser fermé en plaçant t33 en position non automatique,et réciproquement pour l'utilisation (5) si elie existe.L'utilisation d'un circuit non linéaire équivalent a une résistance non linéaire à coefficient de température négatif, en série avec la résistance chauffante du contacteur à dilatation différentielle, permet d'obtenir un courant variable, donc une puissance chauffante variable avec le temps. Il s'ensuit que la variation de température par unité de temps, de l'élément à dilatation différentielle, croit avec le temps , ce qui est le cas inverse des résultats obtenus avec un courant constant. C'est grâce à cette augmentation de l'accroissement de la température en fonction du temps que le contact est assuré quelles que soient les variations de la température ambiante et que l'on peut avoir un fonctionnement fiable jusqu'à plusieurs dizaines de minutes. En remplaçant, sur la figure 1, la portion de circuit placée entre les points A et 5 par la portion de circuit de la figure 2, on obtient un courant de chauffage variable du contacteur à dilatation différentielle, et l'on est conduit aux mêmes résultats que dans le cas précédent. Le circuit de la figure 2 est constitué par la résistance chauffante du bilame R, placée tout d'abord en parallèle avec un circuit non linéaire équivalent à une résistance R3, à coef- ficient de température positif, et éventuellement un rhéostat R4 (permettant de régler la temps) puis ensuite mise en série avec un rhéostat R5 (permettant également le réglage du temps. Une des caractéristiques de l'invention est de donner au plot mobile, un déplacement rapide au moment du contact, ce qui permet d'obtenir un contact franc. Les résistances non linéaires sont calculées suivant les lois classiques des circuits non linéaires pour que le courant dans R en fonction du temps, ait la forme de la courbe 3. La courbe du déplacement du plot mobile a une forme semblable et le temps au bout duquel le contact a lieu doit se situer dans la partie ascendante de la courbe ; on y parvient en réglant le ou les rhéostats et l'écartement avec le plot fixe. Il convient d'ailleurs de remarquer que l'on peut, par combinaison des circuits non linéaires parallèles et série, obtenir des temps de fonctionnement indépendants de la température ambiante. Il convient de remarquer aussi que dans le montage de la figure 1, la fermeture du seul courant,très faible,de commande du télérupteur est assurée par le contacteur à dilatation différentielle; sa coupure étant assurée par le télérupteur lui-même il n'y a, par suite, pas d'usure ni déterioration du contacteur à bilame et-il n'est pas nécessaire de prévoir un contacteur à dilatation différentielle à rupture brusque. Le télérupteur aura une intensité de coupure et un nombre de poles choisis en fonction du circuit d'utilisation, on pour ra donc couper ou inverser de fortes intensités , sur plusieurs circuits différents , isolés les uns des autres,ou sur un circuit polyphasé. Dans le cas d'une minuterie d'escalier par exemple, les lampes constitueront l'utilisation C63 et la branche C53 ne sera pas utilisée.En prenant un inverseur à n poles, on peut couper ou inverser [n - 13 circuits. Si l'on prend par exemple n = 4, on peut couper ou inverser un moteur triphasé ce qui présente un intérêt certain. Il est également possible d'avoir un circuit de commande totalement indépendant des circuits d'utilisation comme le montre la figure 4. On peut alors alimenter les différents circuits avec des tensions différentes en nature [continues ou alternatives) et en grandeur. On peut également isoler le contact du bilame du circuit de la résistance chauffante. Le dispositif objet de l'invention peut donc être utilisé dans de nombreux cas et se prêter à de nombreuses combinaisons. Il convient de signaler en particulier le montage double de la figure 5 qui permet de faire fonctionner alternativement et automatiquement tantôt l'utilisation (5), tentut l'utilisation (5) (pour des temps t1 et t2 qui peuvent être différants) en utilisant un second bilame dont la résistance chauffante R5 est associée à un circuit équivalent à une résistance non linéaire Rg et à un rhéostat R10. L'interrupteur [83 mettant le système doublement automatique en fonctionnement, ce système peut être utilisé comme inverseur cyclique pour des intensités importantes ou comme programmateur. Les fréquences d'extinction et d'allumage des différents circuits [si l'on prend n poles) étant fonction des réglages d'échauffement des contacteurs à bilame. On conçoit aisément les nombreuses applications intéressantes de ce dispositif dans le domaine de la publicité. Le dispositif objet de l'invention et les dispositifs directement dérivés peuvent être utilisés comme minuteries multipolaires pour fortes intensités ou comme inverseurs d'allumage automatiques multipolaires et cycliques, soit enfin comme programmateurs en combinant plusieurs dispositifs entre eux. Revendications a - Dispositif interrupteurs ou inverseurs multipolaires, à retard réglable obtenu par dilatation différentielle, pouvant être utilisés comme minuteries inverseurs automatiques, inverseurs cycliques automatiques ou programmateurs. Caractérisé par le fait qu'ils permettent d'obtenir par une combinaison de moyens, classiques ou non, en courant alternatif ou continu la coupure, la fermeture ou l'inversion d'un ou plusieurs circuits électriques indépendants, à fortes intensités, au bout de temps facilement réglables, fiables, allant jusqu'à quelques dizaines de minutes. 2 - Dispositif selon la revendication 1, Caractérisé par le fait que les minuteries ou inverseurs automatiques sont obtenus par la combinaison d'un télérupteur ou d'un relais à n poles, pour couper, fermer ou inverser En - 1) circuits, associé à un contacteur ou un inverseur à dilatation différentielle dont la résistance chauffante est placée dans un circuit à caractéristique, courant en fonction du temps, non linéaire pour une tension d'alimentation constante. 3 - Dispositif selon la revendication 1, Caractérisé par le fait que les inverseurs cycliques automatiques et les programmateurs sont obtenus par la combinaison d'un télérupteur à n poles ou d'un relais,pour (n - 13 circuits, associés à deux contacteurs ou inverseurs à dilatation différentielle dont les résistances chauffantes sont placées dans deux réseaux à caractéristiques courant-temps non linéaires. 4 - Dispositif selon la revendication 1, Caractérisé par le fait que pour chaque contacteur ou inverseur à dilatation différentielle, le courant dans la résistance de chauffage varie en fonction du temps, du fait des réseaux non linéeires, ce qui donne un accroissement de la température en fonction du temps de l'élément à dilatation différentielle qui augmente avec le temps. 5 - Oispositif selon la revendication 4, Caractérisé par le fait que, l'augmentation de la température par unité de temps de l'élément à dilatation différentielle allant croissant avec le temps, la fiabilité du contact est assurée pour des temps allant jusqu'à plusieurs dizaines de minutes. 6 - Dispositif selon la revendication 1, Caractérisé par le fait que le contacteur ou l'inverseur à dilatation différentielle n'assure que la fermeture du circuit du courant très faible de commande de la bobine du télérupteur. 7 - Dispositif selon la revendication 1, Caractérisé par le fait que l'ouverture du circuit du courant de com mande du télérupteur est assurée par le télérupteur lui-même. 8 - Dispositif selon la revendication 1, Caractérisé par le fait que grâce au télérupteur inverseur multipolaire (ou d'un relais) associé au contacteur à dilatation différentielle, il est possible de couper ou d'inverser de fortes intensités multipolaires. 9 - Dispositif selon la revendication 1, Caractérisé par le fait que le circuit de chauffage du contacteur à dilatation différentielle peut être totalement isolé ainsi que le circuit de commanda du télérupteur. 10 - Dispositif selon la revendication 9, Caractérisé par le fait que tous les circuits y compris le circuit de commande du télérupteur et le circuit de chauffage du contacteur à dilatation différentielle peuvent être alimentés par des tensions différentes en grandeur et en nature (continu ou alternatif).