Brevet FR2535895A1 — publié le 19840511

RELAIS THERMIQUE AY NT DES BILAMES AJUSTABLES EN POSITION. L'invention concerne un relais thermique ayant une pluralité de dispositifs détecteurs de courant placés parallèlement dans un bottier et aptes à transmettre par l'intermédiaire d'une réglette commune, un déplacement d'ouverture à un interrupteur de sécurité, chacun de ces dispositifs détecteurs comprenant - une bilame qui est portée par un support métallique angulairement ajustable en position autour d'un pivot par rapport au bottier sur lequel il est fixé et dans un plan de réglage - ce suppor-t présentant d'une part une borne pour l'-alimen- tation électrique d'une résistance de chauffage de la bilame, tandis qu'une seconde borne d'alimentation est reliée à cette bilame par un conducteur déformable - et coopérant d'autre part avec une vis de blocage apte à solidariser le support avec le boîtier dans une position ajustée, l'axe de cette vis de blocage étant parallèle à l'axe du pivot. Ces relais qui sont destinés à effectuer la surveillance des courants alimentant notamment des moteurs doivent être en mesure de maintenir les bilames dans la position d'alignement qui leur a été donnée au cours d'un réglage en usine pour que leur fonctionnement soit insensible au vieillissement. Chaque fois que comme dans l'art antérieur, la position d'un organe réglable est assurée par l'application d'une pièce métallique contre une surface qui ne l'est pas on peut craindre un fluage du matériau de cette surface surtout si celui-ci est une matière plastique. On peut également reprocher à certaines dispositions utilisées antérieurement le fait que le couple de serrage, communiqué à la vis de blocage, risque de provoquer en fin d'opération et en raison de la transmission d'un couple parasite un déréglage de la position que l'on devait justement conserver. L'invention se propose par suite de fournir un relais thermique dans lequel la position donnée aux bilames au cours de leur réglage dXalignement ne soit pas perturbée au cours de l'opération de blocage et puisse se conserver longtemps grace à une utilisation particulière de l'élasticité du support de bilame. Selon l'invention, le résultat visé est atteint grace au fait que le support possède la forme d'un levier susceptible de se déformer élastiquement dans un plan perpendiculaire au plan de réglage de façon telle que la force d'application Itf n communiquée à une seconde extrémité du levier par la vis de blocage se trouve amplifiée à une première extrémité du levier de façon qu'une dent de celle-ci exerce sur une surface du boîtier une force de blocage "F" qui s'oppose au couple parasite K exercé par cette vis de blocage sur ce support. L'invention ainsi que des mesures complémentaires intéressantes destinées à éviter la transmission de contraintes mécaniques à la chaufferette d'une bilame seront mieux comprises à la lecture de la description et à l'examen des cinq figures qui lui sont annexées et parmi lesquelles, la figure 1 représente un relais thermique dans une vue en élévation coupée par un plan PP' passant par un support de bilame et sensiblement par celle-ci ;; la figure 2 montre le relais thermique dépourvu de son couvercle dans une vue du côté gauche, ou un alvéole placé à gauche est représenté vide de tout dispositif détecteur, tandis quiun alvéole central comporte un dispositif détecteur complet et qu'un alvéole placé à droite ne comporte qutun support de bilame la figure 3 illustre dans une vue de perspective un dispositif détecteur complet qui est séparé du boîtier du relais thermique la figure 4 représente un schéma de branchement A" relais thermique avec un appareil utilisateur et avec un interrupteur dsalimentation à commande électro magnétique tel qu'un contacteur ; et la figure 5 illustre un détail du support dans une phase suivant le réglage et précédant le blocage des bilames en position. Un relais thermique 1 visible à la figure 1 comprend un boîtier 2 et un couvercle 3 fermant un volume intérieur, dans des alvéoles 4, 5, 6 duquel sont disposés des organes détecteurs de courant 7, 8, 9, voir aussi la figure 2 Ces alvéoles sont séparés par ou respectivement limités par des cloisons intérieures 10, Il et des parois extérieures 12, 13 ainsi que par un plafond 14 et une base 15 A l'opposé du couvercle 3 un mur 16 qui lui est sensiblement parallèle porte sur sa surface 17 dirigée vers l'alvéole 5 et placée dans un plan RR' un téton 18 d'axe XX' perpendiculaire à ce plan.Un prolongement 19 de ce mur 16 qui se trouve plus éloigné du couvercle que lui, présente une première ouverture 20 donnant accès à un logement 21 qui débouche vers l'extérieur et une seconde ouverture ovalisée 22 qui traverse ce prolongement entre une surface interne 23 et une surface externe 24. Le toit 14 comporte dans sa région dirigée vers l'alvéole 5 un logement 25 de faible hauteur qui débouche vers le couvercle 3 par une ouverture 26 et qui s'étend sur une majeure partie de la largeur de l'alvéole en circulant dans un plan TT' parallèle à XX'; voir aussi la figure 2. Une paroi 27 sensiblement parallèle au toit limite vers le bas ce logement 25. Une région 28 du toit, voisine du fond du logement porte une surface 29, qui est sensiblement parallèle à la surface 17 vers le plan RR' de laquelle elle est dirigée, et qui est placée en regard d'une lumière 30 débouchant vers l'extérieur du boîtier. Un couloir 31 placé entre le plan RR' et la surface 29 est donc accessible de l'extérieur et communique également avec l'alvéole 5. Un élément détecteur de courant 8 qui est identique aux autres éléments 7 et 9 comprend un support orientable 32, une bilame 33 à laquelle peut être associée une chaufferette isolée 34 Si cette bilame n'est pas à chauffage direct, un conducteur déformable 35, une vis de blocage 36 et une vis 45 de borne 53. Le support de bilame 32, voir aussi la figure 3, présente une ouverture 37 épart et d'autre de laquelle s'étendent deux bras 38, 39 de façon à former un levier qui soit orientable autour de l'axe (XX') de l'ouverture et qui soit élastiquement déformable dans un plan PPP passant par cet axe, le pourtour de cette ouverture formant un point d'appui de ce levier sur la surface 17. Une première extrémité 40 du bras 3g présente une patte coudée 41, tandis qu'une seconde extrémité 42 du-bras 39 est recourbée dans un plan parallèle à PP' de façon à se diriger vers l'axe XX' dans une direction sensiblement parallèle au bras 39. Cette seconde extrémité 42 présente une première ouverture filetée 43 pour recevoir la vis de blocage et une seconde ouverture filetée 44 pour recevoir la vis de borne 45. Une extrémité immobile 46 de la bilame 33 est soudée sur la patte 41 de façon que son axe longitudinal soit sensiblement parallèle au support 32 tandis qu'une extrémité mobile 47 de cette bilame est placée en regard d'un poussoir 48 appartenant à une réglette 49 ; cette dernière est disposée dans des rainures des cloisons, telles que la rainure 50 de la cloison 10 et est guidée entre cette rainure et le couvercle de façon à pouvoir coulisser dans un plan QQ' perpendiculaire au plan RR' et sensiblement parallèle à TT'. Lorsqu l'élément détecteur 8 est placé dans son alvéole 5 l'ouverture 37 est emmanchée sur le téton 18 jusqu'au contact du support avec la surface 17, une dent 51 de l'extrémité 40 du support est placée dans le couloir 31, l'ex- trémité 42 du support est placée en regard de la surface 23 de façon que la vis de blocage 36 traverse l'ouverture 22, et l'ouverture filetée 44 ainsi que l'extrémité de la vis de borne 45 sont placées dans le logement de borne 21. On remarquera que l'ouverture filetée 44 est disposée dans une patte repliée 52 de l'extrémité 42 de façon que son axe ZZ' soit parallèle au plan RR' alors que l'axe YY' de la vis de blocage 36 est perpendiculaire à ce plan. Cette disposition de l'axe ZZ' facilite l'accès à la borne sa comprenant également un étrier 54 pour une orientation particulière du relais thermique -qui résulte de son association avec un contacteur, comme cela est expliqué ci-dessous. Dans le mode de réalisation illustré aux dessins, la bilame 33 est chauffée indirectement par la chaufferette 34 qui est elle-même isolée de celle-ci par une gaine 55. Une première extrémité 56 de cette chaufferette est soudée en 57 avec l'extrémité mobile 47 de la bilame, tandis qu'une seconde extrémité 58 visible à la figure 3 est soudée sur une extrémité interne 59 du conducteur déformable et élastique 35. Le conducteur déformable dont la conformation est particulièrement visible à cette figure 3 est obtenu par pliage d'un fil de section ronde réalisé à l'aide d'un matériau métallique élastique tel que le laiton. Ce fil est plié de façon telle que sa portion centrale 60 comprise entre 11 extrémité interne 59 et une extrémité externe 61 présente d'une part une boucle 62 ayant deux branches 63, 64 sensiblement parallèles et un coude 65, placés tous trois dans un même plan TT' et d'autre part deux prolongements des branches 66, 67 sensiblement parallèles entr'eux et aux plans PP' et RR', PP' étant le plan de la figure 1. Le prolongement 67 est relié à l'extrémité interne 59, qui circule parallèlement à la bilame, par le coude 68 tandis que le prolongement 66 est directement relié à l'extrémité externe 61, ce coude et cette extrémité circulant eux mêmes sensiblement parallèlement au plan TT'. Ainsi qu'on le voit à la figure 1 la boucle 62 est engagée dans le logement 25 par l'ouverture 26 et est maintenue dans ce logement grace à une pression élastique des branches 63, 64 exercée dans la plan TT' sur des surfaces internes oppo- sées 72, 73 de ce logement, voir aussi la figure 2. Comme on peut le voir à la figure 1 l'extrémité externe 61 représentée ici en pointillé traverse un canon 69 du couvercle isolant 3 et perpendiculairement au plan de celui-ci pour constituer une borne d'entrée ou de sortie de courant lorsque celle-ci est serrée dans une borne 70 de contacteur 71 tels que représentés en pointillé. Le rôle des surfaces 72, 73 et du logement est non seulement de maintenir le conducteur déformable 35 mais encore de permettre que d'une part l'extrémité interne 59 de ce conducteur applique bien l'extrémité 58 de la dernière spire de la chaufferette contre la gaine isolante 55 et que d'autre part l'extrémité externe 61 puisse se déplacer légèrement pour s'adapter à diverses bornes de contacteur. Par ailleurs, comme cela apparaîtra ci-dessous l'élasticité de l'extrémité interne 59 permettra d'obtenir une application de l'extrémité de chaufferette 58 malgré les légers déplacements auxquels la bilame peut être soumise. Lorsque le boîtier du relais thermique 1 vient d'être équipé de ses dispositifs détecteurs 7, 8,-9 et de sa réglette 49, il est nécessaire de procéder à un alignement des bilames qui procure simultanément un appui de même degré de chacune des extrémités telles que 47 sur chacun des poussoirs de réglette tels que 48. Ceci est obtenu au cours d'une opération de réglage en usine et à l'aide d'un outil non représenté qui pénètre dans une ouverture telle que 30 pour exercer sur la dent 51 un couple provoquant une rotation du support autour de l'axe XX' et dans le plan RRD, qui est le plan de réglage. Cette rotation n'est évidemment possible que si la vis de blocage 36 est desserrée légèrement de façon à ne pas réaliser 19appui de la seconde extrémité 42 du support contre la seconde surface d'appui 23. On peut aussi provoquer cette rotation en introduisant un outil dans le fenêtre 83 pour agir sur le coude 84 du support de bilame, ce qui procure une plus grande sensibilité, voir figure 1. Dans cet état de desserrage de la vis 36 la dent 51 n'est que très légèrement appuyée contre la première surface d'appui 29 et un faible intervalle "e" sépare la seconde surface d'appui 23 de l'extrémité 42, voir figure 5. Lorsque une bonne orientation du support 32 a été trouvée, une rotation est communiquée à la vis 36 pour provoquer un appui ferme de l'extrémité 42 sur la surface 23, ce qui ne provoque qu'une déformation élastique du support dans le plan PP' et principalement autour Bun axe parallèle à ce plan RR' ; une légère pénétration de la dent 51 dans la surface 29 est opérée grace à l'effet de levier amplificateur procuré par le rapport des longueurs des bras 38, 39, ce qui immobilise le support dans l'orientation choisie La force "f" communiquée au bras 42 est transmise élastiquement au levier et est amplifiée autour du point d'appui 17i de la surface 17 jusqu'à une valeur ""F" aparaissant sur la dent 51. Un couple parasite "R" communiqué au support 32 autour de l'axe XX' lors du serrage de la vis 36 est contrecarré par l'effet de couple de frottement apparaissant sur la dent 51. Afin que la dent 51 morde bien dans la surface 29 on utilise avantageusement une arête aigüe 75 qui apparaît naturellement lors du découpage de la pièce 32 dans une tôle. Au cours de la rotation d'alignement, l'extrémité interne 59 du zaducteur 35 reste élastiquement appuyée vers la bilame de sorte qu'aucune dispersion de transfert thermique n'est à craindre entre celle-ci et la dernière spire 58 de la chaufferette 34. Par ailleurs la borne 53 subit elle-meme un léger changement d'orientation et un déplacement qui reste peu important en raison de sa proximité de l'axe XX' la vis 36 étant plus éloignée de cet axe ; le logement de borne 21 présente par suite entre deux cloisons isolantes telles que 74 un jeu suffisant pour permettre ce déplacement. Le boîtier 2 du relais thermique 1 représenté à la figure 2 et qui délivre par l'extrémité 76 de la réglette 49 un déplacement vers la gauche lorsque des courants intenses et prolongés circulent dans les bilames, est associé à un boîtier 77 contenant un interrupteur de sécurité normalement fermé 78 qui est relié à deux bornes 79, 80 t ces bornes font partie d'un circuit de commande 82 de la bobine 81 d'un relais ou contacteur 71 pour que l'alimentation d'une charge ou d'un moteur M soit interrompue lors de l'apparition d'une surcharge, ainsi que représenté à la figure 4. Revendications de brevet 1. Relais thermique ayant une pluralité de dispositifs détecteurs de courant placés parallèlement dans un boîtier et aptes à transmettre, par l'intermédiaire d'une réglette commune, un déplacement d'ouverture à un interrupteur de sécurité, chacun de ces dispositifs détecteurs comprenant - une bilame qui est portée par un support métallique angulairement ajustable en position autour d'un pivot par rapport au boîtier sur lequel il est fixé et dans un plan de réglage - ce support présentant d'une part une borne pour l'alimentation électrique d'une résistance de chauffage de la bilame, tandis qu'une seconde borne d'alimentation est reliée à cette bilame par un conducteur déformable ;; - et coopérant d'autre part avec une vis de blocage apte à solidariser le support avec le boîtier dans une position ajustée, l'axe de cette vis de blocage étant parallèle à l'axe du pivot, caractérisé en ce que le support (32) possède la forme d'un levier susceptible de se déformer élastiquement dans an plan PP' perpendiculaire au plan de réglage RR' de façon telle que la force d'application "F" communiquée à une seconde extrémité (42) du levier par la vis de blocage (36), se trouve amplifiée à une première extrémité (40) du levier de façon qu'une dent (51) de celle-ci exerce sur une surface (29) du boîtier (2) une force de blocage "F" qui s'oppose au couple parasite "K" exercé par cette vis de blocage sur ce support. 2. Relais thermique selon la revendication 1, caractérisé en ce que le support (32) formant levier amplificateur pivote autour d'un point d'appui (17') du boîtier (2) qui est voisin du pivot (18) autour duquel se déplace ce support pour son ajustement en position. 3. Relais thermique selon la revendication 1 ou 2 caractérisé en ce que la dent-(51) présente une arête (75) susceptible de-pénétrer dans la surface (29) du boîtier (2). 4. Relais thermique selon l'une des revendications 2 ou 3, caractérisé en ce que la première extrémité (42) du support (32) est recourbée de façon à se diriger d'une part parallèlement au plan de réglage RR' vers l'axe de pivotement XX' de ce support et du côté opposé à la bilame (33) et à circuler d'autre part en regard d'une surface d'appui (23) du boîtier (2), une faible distance "e" séparant cette extrémité de cette surface d'appui lorsque la vis de blocage (36) n'est pas serrée. 5. Relais thermique selon la revendication 4, caractérisé en ce que cette première extrémité porte la vis de blocage (36) et la vis (45) de la borne d'alimentation (53), cette dernière étant plus près de l'axe XX' que ne l'est ladite vis de blocage. 6. Relais thermique selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que le réglage de l'orientation du support par rapport à l'axe XX' est opéré par un outil coopérant indifféremment avec la dent (51) respectivement avec un coude (84) reliant l'extrémité (42) à un bras (39) du support (32) opposé à la dent. 7. Relais thermique selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce qu'au voisinage de l'axe XX' se trouve placée une extrémité interne (59) d'un conducteur élastique de section circulaire (35) qui est fixé élastiquement dans un logement (25) du boîtier (2), et une patte (41) du support (32) sur laquelle est fixée la bilame (33), cette extrémité interne étant reliée à une chaufferette (34) de la bilame (33). 8. Relais thermique selon la revendication 7, caractérisé en ce qu'une boucle (60) du conducteur élastique (35), placée entre l'extrémité interne (59) et une extrémité externe (61) servant de seconde.borne d'alimentation, est engagée à force dans le logement (25), cette boucle étant reliée aux deux extrémités (61, 59) par des portions défor mables (66p 67) de façon telle que d'une part extrémité externe ne transmette aucun effort à l'extrémité interne et que d'autre part l'orientation du support (32) ne modifie pas le transfert thermique de la chaufferette (56, 34) vers la bilame (33).