Brevet FR2536581A1 — publié le 19840525

La présente invention concerne des relais thermiques tempori- séS, en particulier des relais thermiques temporisés comportant un élément de bimétal etun él 1 ment chauffant constitué par une tablet- te d _e matière présentant un coefficient de température positif (OMP) en ce qui concerne sa résistivitéo 0 o Fole on le sait dans les moteurs monophasés à induction ou 1 mot eu 3 gsync}sones il faut user d expédients particuliers pour scrmoner les difficu-ltés de mise en marche notamment dans des condîtioms de charge@ avant que ne s'établisse un état de fonction- nement normal Le eobléme du démarrage a été résolu jusqu à main- tenant par diverses approches, dont lune fait appel à lemploi d'un enroulement supplementaire qui est exclu à la mise en marche du moteuro Dans le but d'obtenir ce résultat, on utilise un relais comportant des contacts normalement fermés qui seouvrent à l'expi- ration d'un certain temps de retardement O Bien que l'invention soit décrite dans, sa forme, d'application a un relais destine à l'usage expose ci-dessus 9, il est bien entendu que le démarrage de moteurs monophasés à induction par exemple de moteurs de commande de groupes compresseurs de c-ongélateurs ou simi- laires n'lest qu'un exemple des possibilités d'application de tels relais an fait, ils peuvent être utilisés dans tous les cas oh une action différée du relais est nécessaire 9 c-est-àadire dans tous lea circuits o tul temps de retardement doit intervenir entre laction= nement et la réponseo il convient aussi de faire remarquer que 2 bien que l'invention soit décrite à propos de contacts normalement fermé 6 S on ne ren contrer auecine difficulté à modifier la structure décrite dans le but de réaliser un relais thevmique temporisé à contacts normale- ment ouverts pour d'autres applications o cela pourrait être 2 253658 '9 nécessaire. Dans son mode de réalisation préféré, la présente invention fournit un relais qui comprend un boitier de matière isolante, une première, une deuxième et une troisième bornes, un ensemble d'ac- tionnement comprenant une tablette de matière à coefficient de température positif et un disque de bimétal, un premier élément de contact monté sur l une des bornes et un second élément de contact monté sur le disque de bimétalq l'ensemble d'actionnement étant fixé par montage à force entre les deux autres bornes, de maniere à pouvoir fonctionner et à pouvoir âtre régléo La fixation par montage à force de l'ensemble tablette-disque de biméal est égalmet destiné à garantir un couplage therique optim 1 19 qri garantit à son tour une grande constance de fonction- nement dans le temps Une telle f Lxati-on par montage à force est caractérisée en ce que l'assemblages entre la tablette eû la borne qui lui est essoci 56 e seffecteue au moyen d'une partie d Vappui défor mable d certse borne; d'autre part, le réglage d'une telle fixation par montage à force peut être effectué par exemple au moyen d'une vio qui fait varier la prise entre le disque de bimétal et la borne associée à ce dernier O En tout cas, une possibilité supplémentaire de réglage peut âtre utilisés sn agissant sur l'élément de contact, sans que la borne soit d'riase Dans la f-c rme de réalisation préférée, la course de l'élément des bimétal est définie par des éléments de butée fixes, incorporés dans lae bwetier Cette limitation a pour but, non seulement de fac&iiter la rúe rmeture des contacts lorsque le dispositif est déco:necte de son alimentation, mais aussi de réduire de façon appréciabla e les e fforts-, mécaniques que l'élément de bimétal doit supporter, ce qui prolonge sa durée utile, exprimée par le nombre de cycles de fonctionnement avant sa défaillance Le disque de bimétal utilisé dans le relais de la présente invention est du type pré-form Sé, caractérisé par deux températures critiques distinctes auxquelles se produit l'inversion de sa cour- bure mécanique. 3 -253658 '9 Contrairement à tous les dispositifs de démarrage déjà connus, dont la plupart sont du type électromagnétiques, leur fonctionnement dépendant du courant qui passe à travers eux, le fonctionnement du relais thermique différé suivant la présente invention est indépen- dant du courant de charge et, en mame temps, i L est effectivement insensible aux variations normales de la tension du secteur. D:autres buts et avantages de la présente invention appara tront aux ye du spécialiste à la lecture de la description détaillés qui suit et des dessins ci-annexés, relatifs à la forme de réali- sation préférée 9 présentée à titre d'illustration et non de limita= tion. La fig 1 des dessins est une vrue en plan de lintérieur d un relais avec tous ses éléments constituantso Da fig 2 est une vrue en coupe, faite suivant la ligne A-A de la fig 1 o Da fig 3 est une vue en coupe, faite suivant la ligne B-B de la fig 11 La fig 4 est une vue en coupes faite suivant la ligne C=- de la fig 1. la fig 5 est une vue en coupe, faite suivant la ligne D-D de la fig 1 o En se référant aux dessins et en particulier à la fig O 1 on peut voir que le relais thermique suivant la présente invention comprend un boîtier I ds matière isolante 9 fermé au moyen d'un cou- vercle llo Trois bornes 22 6 et 7 sont logées dans le boltier l et font saillie à lextétri Our de celui-ci par trois pattes de connexion 3 V 5 et 8 respectivement Un ensemble d'actionnement% comprenant une tablette 10 de matière à coefficiesnt de temperature positif (OTP) et un disque de bimetal 4, est interpose fonction- nellement entre la première borne 2 " 3 et la dauxième borne 59 60 La troisième borne 7 p 8 porte une pastille de contact 9 qui peut Ètre considérée comme un contact fixe et qui est agencée de manière à se mettre en prise avec une pastille de contact 9 a qui peut atre appelée contact mobile et qui est fixée à la partis d'extrémité du disque de bimétal 40 4 2536581 A l'état de repos les deux pastilles de contact 99 9 a sont fermées Lorsque les bornes 2 et 6 sont branchées sur le secteur, la tablette 10 s'échauffe et transmet une partie de la chaleur ainsi produite au disque de bimétal 40 , Par la mise à profit des caractéristiques de la tablette 10 et du disque de bimétal 4 qui est couplé thermiquement à cette dernière, la chaleur transmise au disque de bimetal 4 à partir de la teblette fait que le disque de bimétal atteint sa première température d'intervention, ce qui fait qu'il se produit un déclenchement brusque du disque de bimétal, se traduisant par une inversion de la courbure qui lui a été donnée par pré-formageo Il en résulte que le circuit des deux pastilles de contact 9, 9 a est ouvert. Comme on peut le voir en particulier sur la fig 1 Q le montage du disque de bimetal 4 dans le boîtier 1 est effectué par insertion de ses extrémités dans des espaces bien définis de manière à constituer des points fixes de butée de référenceo par lesquels la course du disque de bimetal est limitée Comme on l'a déjà exposé ci-dessus, une telle limitation de la course a pour but de maintenir le disque de bimétal dans une position de préparation -0 aà la remis eà l'état initial Q ce qui facilite la refermeture des contacts lorsque le branchement du dispositif sur le secteur est interrompu et que la tablette 10 est froide Un second but est de garantir des efforts mécaniques très faibles sur le disque de bim'tal ce qui prolonge sa durée utileo 2-5 En ce qui concerne l'interposition de l'ensemble tablettes disque de bimétal entre les bornes 29 3 et 5, 69 il convient de noter que cette interposition doit être conçue de manière à assurer un couplage thermique optimal entre la tablette et le disque de bimétalt et que ce résultat est atteint au moyen de la pression que l'élément d'appui élastique 12 de la borne 2 sxerce sur une face de la tablette 10, en conséquence de sa déformation due au montage à force Par cette disposition, les éventuelles tolérances mécaniques des éléments constituants sont compensées et ces éléments constituants exercent la pression nécessaire pour réduire au minimum les pertes thermiques Grâce à ce couplage thermique 2536-58 1 ainsi optimisé, la constance de fonctionnement dans le temps est garantie. De temps qui S écoule depuis le branchement sur le secteur Jtsqu'à ce que les contacts s'ouvrent est prédéterminé par une opération d'étalonnage de la température d'intervention du disque de bimétsal que l'on effectue en agissant sur la borne 5, dont la partie d'appui 13 est appliquée contre le disque de bimetal 4 (fig 3)i au moyen d'une vis de réglage (non representée> qui ait sur le centre do l'élément de bimétal I L'talonnage peut 8 tre effectue par une deéformation appropriée de la borne 50 La present i nvention a été décrite ci-dessus sous ses formes de ra 1 isa' on préeeérées, mais il est bien entendu que des varian- te e' modif Loatiîns pourront être introduites dans les détails de construction par le specialistes sans qu'il s'écarte pour autant dt cadre des la présente invention 6 2536581 __ R eais t 12 ermique temporiséq convenant particvlièrenent bien onur la nr-,: or, march e de moteurs életriques monophsés à i duc- tir cae-r-e ce qu -il comprend unir boîtier (I 1, Il) de, iar ière 1 ne une premiok'e ( 29 3 è' ue dauxiàme ( 52, G) et, rne troisième éG 7:L) rne de cornnxion électriciue; un en-Obe d'ac- tionnemet enan n E, tab-lette chauffante (Io) etunise de bimétal ( 4) une première pastille de contact ( 9) f 2 bxée à la troiièmborne ( 79 8) et une seconde pastille de contact ( 9 a) fizée au dîsqsue de bimétal ( 4) l'ensemble d 2 a'ctionnement ( 10, 4) étant fixé,ar montage cà force entre la première et la & euxièm bornes, de Maniète, à pouvoir fonctionner et à pouvoir être réglé. 2 Relais temporisé selon la revendication 1, caractérisé en ce -q 7 e la tsb 1 î;t'e c 1 a-fante ( 10) est f Cai-te d' une matière présentant un coefficie-1 re de tilempérature positif en ce qui concerne sa résis- t ivit 4. 3 e Rlai teorsé elo larevendication 1, caractérisé an ce aue le disecue de bimétal ( 4) est pré=-foxmé. Esluis temporisé selon la revendication 3, caractérisé en ce' quea le disque de bimétal ()est monté dans le boîtier (l, 11) par nseticnde ses îxtr'mitéz dans des espaces éte tsfrésdn le boitiezr, cez espaces étroits, constituant des points fixes de buteiée de référence pour limiter la course du disque de bimétal. Relais temuorisé selon la revendication l caractérisé en ce quae la fixation par montage à force de l'neml d'actior Lnem-ent' (la, 4) entre la première et la deuxième bornes ( 2, 5)p visant à optimiser le couplage thermique des éléme nts de cet ensemble, est effectuée par déformation d'une partie d'appui ( 12) de la première borne qui est appliquée contre une face de la tablette chauffante 7 2536581 ( 1 o) Relais temporisé selon la revendication 5 p, caractérisé en ce quie la fixation par montage à force de 19 neml d'actionn ement ( 109 4) entre la première et la deuxième bornes ( 2, 5) est réglable av moyen d'une vis de réglage qui fait varier l'état de prise entre unc partie d'appui ( 13) de le, dquxième borne