Brevet FR2516300A1 — publié le 19830513

DISPOSITIF DIFFERENTIEL POUR UN RELAIS THERMIQUE POLYPHASE L'invention concerne un dispositif différentiel pour un relais thermique polyphasé comprenant - un interrupteur de sécurité, - une pluralité de bilames qui sont chauffées chacune par une chaufferette placée en série avec l'un des conducteurs de phase du réseau d'alimentation d'un appareil consommateur et dont les extrémités mobiles présentent chacune une première face et une seconde face opposée à la première, - une première et une seconde réglettes mobiles présentant chacune une pluralité de premiers, respectivement de seconds points d'association aptes à coopérer avec les premières faces, respectivement avec les secondes faces, - un levier de transmission qui est relié transversalement à ces réglettes par un premier point d'appui et, respectivement par un second point d'appui et qui présente un bras opposé à ce premier point et apte à coopérer avec une pièce de déclenchement de l'interupteur dont il est séparé par une distance réglable, cette coopération résultant - soit d'un déplacement parallèle du levier, lorsque les deux réglettes se déplacent de façon égale par suite d'un échauffement identique des bilames, - soit d'un déplacement du levier combiné à un basculement lorsque les deux réglettes ne se déplacent pas de façon égale par suite d'un échauffement différent d'au moins deux bilames. De tels relais thermiques sont, par exemple, utilisés en association avec des contacteurs pour effectuer l'alimentation et la protection d'appareils consommateurs de diverses natures. Dans les dispositifs connus répondant à la constitution générale définie ci-dessus, aucune mesure n'est prise pour compenser les influences que peuvent avoir les dispersions de fabrication, les différences de propriétés des bilames et les variations de rendement thermique ou mécanique sur le point de déclenchement de l'interrupteur de sécurité. Toutes ces variations qui se traduisent par une modification aléatoire de la distance entre le bras du levier et la pièce de déclenchement, produisent des incertitudes sur le fonctionnement correct de l'appareil, notamment lorsque des courants équilibrés à surveiller sont faibles devant les intensités normales supérieures qui peuvent traverser l'appareil ; en effet, dans ce dernier cas, les modifications aléatoires mentionnées ci-dessus deviennent importantes devant la faible course que doit parcourir le bras de levier avant de rencontrer la pièce de déclènchement surtout lorsque cette pièce est placée à proximité du levier en vue de réagir à de faibles surcharges ; de plus, on doit prendre en compte le fait que la fonction d'amplification qui est opérée par le levier, provoque une amplification des défauts mécaniques et thermiques, déjà signalés ci-dessus, qui sont eux-mêmes assimilables à des dissymétries de courant. L'invention se propose par suite, de porter remède aux inconvénients présentés par les dispositifs connus en utilisant des moyens mécaniques aptes à réduire ou inhiber l'évolution de la course du bras du levier uniquement lorsque les déplacements de ce levier résultent soit de dispersion de fabrication soit encore de faibles déséquilibres de courants. Selon l'invention le but visé est atteint grâce au fait qu'une liaison entre le levier de transmission et l'une des réglettes n'est opérée, par appui de deux surfaces appartenant à ce levier et respectivement à l'une des réglettes, que lorsque la différence existant entre les courses particulières des deux réglettes est supérieure à un certain seuil. L'invention sera mieux comprise à l'aide de la description détaillée ci-après. Au dessin annexé La figure 1 représente un premier mode de réalisation de l'invention associé à un circuit d'utilisation, et au repos La figure 2 montre un détail de réalisation d'un inter rupteur pouvant être associé à l'invention Les figures 3a et 3b représentent deux étapes de fonc tionnement de l'appareil lorsque le chauffage des bilames est équilibré La figure 4 illustre un dispositif selon la figure 1 mais en cours du fonctionnement correspondant à un chauffage déséquilibré des bilames La figure 5 représente la position extrême que peut prendre le dispositif au cours d'un chauffage déséquili bré t et, La figure 6 illustre un second mode de réalisation de l'invention. Le dispositif différentiel visible à la figure 1 comprend dans un bottier 1, une première réglette 2 mobile dans les sens S, S et présentant une pluralité de premiers points d'association 3, 4, 5 alignés. Cette réglette porte une pièce mobile 6 qui peut se déplacer , par exemple, par coulissement, par rapport à elle, et qui comporte une portée 7 appuyée sur une butée 8 de la réglette 2 par un ressort 9. Cette pièce mobile porte une surface d'appui 10 qui peut se déplacer dans le sens S par rapport à la première réglette. Ces premiers points d'association sont placés contre des premières faces 11, 12, 13 qui sont situées aux extrémités mobiles 14, 15, 16 d'une pluralité de bilames 17, 18, 19 et qui sont opposées à des secondes faces d'association 20, 21, 22. Ces bilames qui sont placées habituellement dans des plans sensiblement perpendiculaires au plan de la figure pourraient aussi être placées de manière telle que leurs axes longitudinaux soient parallèles à cette figure, ainsi que cela a été représenté pour plus de commodité. Des chaufferettes respectives 23, 24, 25 sont placées contre les bilames et sont parcourues par des courants respectifs i1, i2, i3 qui circulent chacun entre deux bornes telles que 26 et 27, chacune de ces bornes étant reliée à une phase d'un réseau polyphasé RST et l'autre étant reliée à une charge ou appareil consommateur d'énergie 28 qu'il faut protéger contre des sur intensités accidentelles Une seconde réglette 29 mobile parallèlement à S et S présente une pluralité de seconds points d'association 30, 31, 32 alignés, qui sont placés contre les secondes faces 20, 21, 22 mentionnées ci-dessus, et un doigt 33 sur lequel est enfilée une ouverture 34 appartenant à un levier de transmission 35.Ce levier dont une surface 38' est appuyée en un point 36 de la seconde réglette 29 pour constituer un second point d'appui 60' présente de part et d'autre de ce second pointd'appui, un bras 37 et une portion d'extrémité 38, cette dernière se trouvant disposée en regard de la surface d'appui 10, pour constituer, comme expliqué ci dessous, un premier point d'appui 60. Le bras 37 est placé en alignement dans le sens S, avec une extrémité 39 appartenant à une pièce de déclenchement 40 dont la position peut être ajustée dans le sens S et S pour modifier la distance d séparant l'extrémité 39 et le bras 37. Au repos cette extrémité 39 vient en appui élastique contre une butée 61 solidaire de 40 grâce au ressort 62. Lorsque le levier 35 est dans une position représentée à la figure 1, le bras 37 est placé en regard d'une portée 57 de la seconde réglette 29 qui est placée du côté opposé à l'extrémité 39 et en regard de celle-ci pour constituer un troisième appui possible 73 ; le doigt 33 est placé entre le second appui 60' et ce troisième appui. La pièce 40 peut être, soit un levier de déclenchement dont les mouvements angulaires sont transmis à un interrupteur 41 de sécurité normalement fermé et par l'intermédiaire d'un élément de transmission 42, soit un autre organe de déclenchement 43, voir figure 2, dont le pivotement libère un dispositif à déclenchement brusque réarmable 44, 45 apte à ouvrir directement ou indirectement un interrupteur de sécurité 46 et pouvant se déplacer en sens S ou S comme précédent. Ces interrupteurs de sécurité présentent chacun des bornes 47, 48 respectivement 49, 50 destinées par exemple à l'alimentation d'une bobine 51 appartenant à un contacteur 52 contenu ou non dans le bottier 1, dont les interrupteurs de puissance 53, 54, 55 contrôlent l'alimentation de la charge 28, lorsqu'un interrupteur de commande 56 est manoeuvré. A l'état de repos du dispositif représenté à la figure 1 des courants il, i2, i3 égaux et d'intensité normale circulent dans les chaufferettes t le levier 35 et les réglettes 2, 29 ne sont soumis à aucun mouvement particulier autre que celui dû aux légères déflections des bilames consécutives à un léger échauffement. Dans cet état de repos, un petit intervalle P sépare la portion 38 et la surface 10. Le fonctionnement de ce dispositif est le suivant - si des courants il, i2, i3, égaux et d'intensité importante, circulent de façon prolongée dans les chaufferettes, les bilames reçoivent des quantités de chaleur importantes et subissent des déflections identiques de sens S ; la seconde réglette 29 se déplace donc dans le même sens en effectuant une certaine course ; si l'intensité est trop importante pour le réglage qui a été choisi et donné par la distance d, le bras de levier 37 vient s'appuyer contre l'appui 57 lorsque ce bras 37 rencontre l'extrémité 39, ce qui provoque le basculement du levier 40 et l'ouverture de l'interrupteur 41 et donc la désexcitation du contacteur.Pendant un tel déplacement, la première réglette ne joue aucun rôle, car lorsque le point d'appui 38 rencontre la surface 10, la position inclinée que prend temporairement le levier 35, ne peut communiquer aucun effort à l'extrémité 39 (voir figure 3a). En effet, lorsque la course de'la seconde réglette amène le bras 37 contre l'extrémité 39, le levier 35 reprend progressivement une orientation parallèle à celle illustrée à la figure 1, et le point d'appui 38 entraîne la première réglette dans le sens S, sans rencontrer d'effort résistant (voir figure 3b) jusqu'au moment où le levier redevient parallèle à sa première position. Si, accidentellement un courant il d'intensité très faible ou nulle circule dans la chaufferette 23, tandis que des courants i2 et i3 prennent leur valeur nominale et circulent dans les chaufferettes 24, 25, la bilame 17 ne se déforme pas et la première surface 11 qui retient le premier point d'association 3, empêche la première réglette 2 de se dépla cer en sens S, tandis que la seconde réglette est normalement déplacée par les bilames 18 et 19 dans le sens S. I1 en résulte que la portion 38 du levier 35 va être retenue par la surface d'appui 10 et que le bras 37 va ajouter un mouvement de pivotement de sens antihoraire à la course propre de la seconde réglette, ce qui aura pour effet de faire rencontrer l'extrémité 39 par le bras 37 plus tôt et plus rapidement que dans le cas précédent (voir figure 4) Comme un intervalle P existe à l'origine entre la portion 38 et la surface 10, un léger déséquilibre entre les courants il, i2, i3, fréquemment rencontré dans les moteurs, ne produira ni un effet d'accouplement entre les deux réglettes, ni un basculement efficace du levier 35, tant que cet intervalle P n'aura pas été comblé. Si l'on donne à cet intervalle P une valeur égale à la limite supérieure de l'écart ou à la différence e course que peuvent prendre les deux réglettes, en raison des tolérances de fabrication et des dispersions thermiques, lorsque les intensités il, i2, i3 sont égales et de faibles valeurs, on retarde le fonctionnement du différentiel jusqu'à un certain seuil, ce qui permet d'éviter le déclenchement intempestif de l'interrupteur. Lorsque une ou deux des bilames sont soumises à un échauffement très important, par exemple à la suite d'un courtcircuit en aval de l'appareil, la seconde réglette 29 effectue un déplacement de sens S très important qui sera amplifié, ce qui risque de soumettre les bilames ou l'interrupteur à une contrainte mécanique anormale, F. Une telle situation, illustrée à la figure 5, devrait se traduire par une traction de sens S communiquée par la portion 38 sur la surface 10 de la première réglette 2. En raison de la liaison élastique établie entre la pièce mobile 6 et la réglette 2 une telle contrainte est absorbée par la déformation du ressort de laison 9. Une variante de réalisation dans laquelle les premier et second points d'appui et de pivotement sont réalisés d'une autre manière est visible à la figure 6 où une première réglette 74 présente, avec un levier de transmission 63, un premier point d'appui 64 qui est réalisé à l'aide d'un téton cylindrique 65 et d'une ouverture oblongue 66 parallèle à S, tandis que le second point d'appui 67 de la seconde réglette 70 est constitué par une articulation comprenant un pivot cylindrique 68 et un trou cylindrique 69. Comme dans l'exemple de réalisation précédent, le bras 71 du levier de transmission 63 peut s'appuyer contre une portée 72 de la réglette 70, ce troisième appui 73' étant placé sensiblement en regard de la pièce de déclenchement 39 de l'interrupteur. Revendications de brevet 1. Dispositif différentiel pour un relais thermique polyphasé comprenant - un interrupteur de sécurité - une pluralité de bilames qui sont chauffées chacune par une chaufferette placée en série avec l'un des conducteurs de phase du réseau d'alimentation d'un appareil consommateur et dont les extrémités présentent chacune une première face et une seconde face opposée à la première ;; - une première et une seconde réglette mobiles présentant chacune une pluralité de premiers, respectivement de seconds points d'association aptes à coopérer avec les premières faces, respectivement avec les secondes faces, - un levier de transmission qui est relié transversalement à ces réglettes par un premier, respectivement par un second point d'appui sur ces première et seconde réglettes et qui présente un bras, opposé à ce premier point d'appui par rapport au second point d'appui et apte à coopérer avec une pièce de déclenchement de l'interrupteur dont il est séparé par une distance réglable, cette coopération résultant - soit d'un déplacement parallèle du levier, lorsque les deux réglettes se déplacent de façon égale par suite d'un échauffement identique des bilames, - soit d'un déplacement combiné à un basculement du levier lorsque les deux réglettes ne se déplacent pas de façon égale par suite d'un échauffement différent d'au moins deux bilames, caractérisé en ce qu'une liaison (60) respectivement (60') entre le levier (35) et l'une des réglettes (2) ou (29) n'est opérée, par appui de deux surfaces (38 ou 38') et (36 ou 10) appartenant à ce levier (35) respectivement à l'une de ces réglettes, que lorsque la différence existant entre les courses particulières des deux réglettes, est supérieure à un certain seuil (P). 2. Dispositif différentiel pour un relais thermique selon la revendication 1, caractérisé en ce que la première réglette (2) comporte une surface d'appui (10) qui est placée en regard d'une portion (38) du levier (35) opposée au bras (37) de celui-ci par rapport au second point d'appui (36) et qui est séparée de cette portion par une faible distance (P) correspondant à la différence de déplacement maximum qui peut exister entre les deux réglettes par suite des tolérances de fabrication, lorsque toutes les chaufferettes (23, 24, 25) des bilames (17, 18, 19) sont parcourues par un même courant (il, i2, i3), cette portion et cette surface venant en contact pour constituer le premier point d'appui (60) lorsqu'une différence de déplacement entre ces réglettes consécutive à un déséquilibre déterminé entre deux quelconques de ces courants provoque une différence de course entre les réglettes qui atteint cette valeur (P). 3. Dispositif différentiel pour un relais thermique selon la revendication 1, caractérisé en ce que le levier de transmission (63) est pivoté par un téton (68) et un trou (69) sur l'une des réglettes (70) tandis que la liaison (64) entre ce levier et l'autre réglette (62) est opérée par un téton (65) placé dans une ouverture allongée (66) du levier dont la direction est parallèle à la direction de déplacement (S) des réglettes. 4. Dispositif différentiel pour un relais thermique selon la revendication 1, caractérisé en ce que cette surface d'appui (10) est portée par une pièce mobile (6) appuyée élastiquement (9) contre une butée (8) de la première réglette (2) de façon à pouvoir se déplacer par rapport à celle-ci dans le même sens S que celui qui est suivi par cette seconde réglette (29) lors d'un échauffement déséquilibré, ce déplacement ayant lieu lorsque le bras (37) du levier (35) rencontre une résistance mécanique (F) supérieur à un certain seuil 5. Dispositif différentiel pour un relais thermique selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le bras (37) respectivement (71) du levier de transmission (35) respectivement (63) peut s'appuyer sur une portée (57) respectivement (72) de la seconde réglette (29) respectivement (70), placée sensiblement en regard de la pièce de déclenchement (39) de l'interrupteur. 6. Dispositif différentiel pour un relais thermique selon l'une des revendications 1, 2, o ou 5, caractérisé en ce que le levier de transmission (35) présente une ouverture (34) qui est emmanchée sur un doigt de la seconde réglette (29) placé entre le second point d'appui (60') et une portée (57) apte à recevoir l'appui du bras (37) de ce levier.