Brevet FR2496976A1 — publié le 19820625

L'invention concerne un déclencheur électromagnétique pour un appareil de coupure électrique , l'armature mobile basculant autour de l'une des extrémités,en phase d'excitation,en sens contraire à la force exercée par un ressort de rappel, et venant, avec l'autre extrémité reliée à l'organe méca- nique de commande, s' appuyer extérieurement sur une butée fixe. Les déclencheurs de ce type réagissent dès que le courant de déclenchement est atteint. Plus le courant de déclenchement réel est supérieur au courant de declenchement nominal, plus la rapidité de réponse de l'armature basculante est grande, et par conséquent, aussi la rapidité de déclenchement de l'appareil de coupure électrique. Cependant, dans certains cas, un retardement de la réponse de déclenchement est souhaité, par exemple dans le cas de circuits courant de court-circuit élevé où des fusibles sont montés en amont de l'appareil dont la capacité de coupure est limitée. Ces fusibles ont pour fonction d'interrompre tout courant de court-circuit dépassant la capacité de coupure de l'appareil. Pour avoir la certitude que, dans le cas de courants élevés, les fusibles assurent l'interruption, le déclenchement doit avoir lieu avec un léger retardement. L'objet de l'invention est d'assurer le retardement du déclenchement avec un genre de déclencheur tel que cité plus haut à l'aide d'une solution technique simple, dont le fonctionnement reste sûr et précis. Selon cette invention, le problème est résolu du fait que l'armature mobile s'appuie librement au moment de l'attraction, côté pivotement sur une butée fixe de l'armature fixe et, en position de repos, se trouve écar tée de cette butée en s'appuyant extérieurement sur une autre butée. Suivant cette conception, l'armature fonctionne en deux phases successives - une première phase, la "phase de retardement" pendant laquelle, le courant de déclenchement ayant été atteint ou dépassé, l'armature est simplement attirée vers la butée de pivotement sans que, à l'autre extrémité, l'organe de commande ne soit actionné. - une deuxième phase, la "phase de travail" pendant laquelle l'armature pivote autour de la butée et entraîne l'organe de commande et provoque ainsi le déclenchement de l'appareil. Ceci détermine un retard dans la commande d'ouverture de l'appareil de coupure. Ainsi par exemple dans le cas de courants très supérieurs au courant nominal de déclenchement, ce retard suffit pour assurer la fusion des fusibles avant l'ouverture des contacts de l'appareil de coupure. L'importance du retard dépend de la grandeur de l'intervalle, en posi- tion de repos, entre la partie intérieure de l'armature mobile et la butée de pivotement ainsi que de la force de rappel exercée par le ressort sur l'armature pendant la phase de retardement, force qui doit être surmontée par la force d'attraction de l'électro-aimant. Une modification de la grandeur de cet intervalle et de la tension du ressort de rappel permet de régler ce retardement de façon simple. En fin de phase dè retardement, l'armature mobile se trouve soumise à des conditions d'attraction favorables, du fait que la force d'attraction de l'électro-aimant en présence de courant de court-circuit est très élevée et donne lieu à un déroulement très rapide de la phase de travail, provoquant ainsi le déplacement énergique et rapide de l'organe de commande de l'appareil de coupure, pouvant ainsi en plus, suivant la conception de l'appareil, favoriser l'ouverture des contacts. Des aménagements avantageux de l'invention dans le but d'augmenter la sécurité de fonctionnement du declencheur conforme à l'invention, tout en permettant une réalisation simple et non onéreuse, sont indiqués dans les revendications. Le dessin illustre de façon schématique un exemple d'application préférentiel. La fig. 1 montre le declencheur en position de repos. La fig. 2 montre le declencheur dans la position intermediaire après la "phase de retardement", l'actionnement ntayant pas encore eu lieu. La fig. 3 montre le declencheur en position finale de fonctionnement, apyres la "phase de travail". Le declencheur representé par le dessin se compose d'un électro-aimant avec un noyau de fer 12 entouré d'une bobine 10 et fixé sur une culasse 14 en matière magnétique remontant le long d'un côté du bobinage. L'extrémité supérieure de la culasse 14 est coudée pour former une butée 16 pour l'extrémité recourbée 18 de l'armature mobile 20. L'armature mobile 20 par son extrémité en forme de boucle 22 est articulée autour de la branche 24 d'un levier 26 tournant autour d'un axe du palier fixe 28. Un ressort 30 avec point d'attache fixe agit par son autre extrémité sur la branche 24 du levier 26 et maintient, en position de repos montrée par la fig. 1, l'armature 20 dont l'extrémité 34 comporte un élé- ment d'actionnement 32, contre une butée fixe 36. La partie intérieure de l'armature 20 s'appuie contre le levier 26. La fonction du déclencheur est la suivante En position de repos illustrée par la fig. 1, entre l'armature mobile 20 d'une part et le noyau de fer 12 et la culasse 14 d'autre part, se trouvent deux entrefers 38 et 40. En fonctionnement normal de l'appareil de coupure, la force d'attraction magnétique s'exerçant sur l'armature mobile 20 est insuffisante pour déplacer celle-ci, qui reste donc en position de repos ig. 1). Dès que le courant dans le bobinage 10 atteint une certaine valeur, valeur de réglage du déclenchement, par exemple la suite d'une surinten sité ou d'un court-circuit dans l'appareil de coupure, la force exerce par ltélectro-aimant sur l'armature 20 est supérieure à la force par laquelle le ressort 30 maintient l'armature 20 en position de repos et l'extremite intérieure 18 de l'armature mobile 20 est attirée dans un premier temps contre la butée 16 sur la culasse 14 (fig. 2.) par réduction et finalement élimination de l'entrefer 40. Pendant ce mouvement, l'extrémité exterieure 34 de l'armature mobile 20 reste appuyée contre la butee fixe 36 et, par consequent, l'element d'actionnement 32 reste également dans sa position initiale. Dès que l'extremite interieure 18 de l'armature mobile 20 touche la butee 16, qui dans cette position donne lieu à un axe de pivotement pour l'armature qui pivote alors autour de cet axe sous l'effet de la force d'attraction magnetique accrue suite à ltelimination de l'entrefer 40 et à la reduction progressive de l'entrefer 38, agissant l'encontre du ressort 30 et, sur la figure, dans le sens inverse des aiguilles de montre, jusqu' ce qu'elle vienne s'appuyer contre le noyau de fer 12 (fig. 3). L'extremité extérieure 34 quittant la butée 36, entraîne l'élément d'actionnement 32 vers le bas et, par là-m8me, le déclenchement de l'appareil de coupure (non montré) et l'ouverture de ses contacts. Dès que le courant est interrompu et que, par consequent, aucun courant ne traverse plus la bobine 10, l'armature mobile 20 revient en position de repos sous l'effet du ressort 30. Lorsque le courant contrôle par le declencheur atteint dans l'appareil de coupure une valeur telle que les fusibles en amont de l'appareil fonctionnent, ces fusibles peuvent fondre en raison du retardement du mouvement de ltelement d'actionnement 32 avant que l'appareil de coupure n'ouvre ses contacts. Pour agir par l'intermédiaire de l'entrefer 38 sur le courant de fonctionnement du déclencheur, la bute 36 est susceptible d'être modifiée. De même, il est possible de régler la tension du ressort 30 dans le même but. Ainsi que le montre la partie en pointille du-croquis, le noyau de fer 12 peut être divise de façon telle que sa partie supérieure 12' soit fixée solidairement à l'armature mobile 20. L'exemple d'application de l'invention décrit ci-dessus et illustre par le dessin, n'est pas limitatif et peut faire l'objet de variantes dans le cadre du principe de l'invention conforme à la revendication 1. REVENDICATIONS 1. Déclencheur électromagnétique rapide pour appareil de coupure électrique constitué par un electro-aimant dont, au moment du fonctionnement, l'armature mobile en forme de levier bascule sur I'extrémité intérieure en sens opposé à l'action de force d'un ressort de rappel, caractérisé par le fait que l'axe de pivotement de l'armature mobile (20) est obtenu par un appui libre de son extrémité intérieure (18) contre une butée fixe (16) sur ltélectro-aimant (10, 12, 14) et par le fait qu'une autre butée (levier 26) donnant lieu à une distance d'entrefer prévue, contre laquelle s'appuie l'extrémité intérieure (18) de l'armature mobile (20) en position de repos après avoir quitté la butée (16) sous l'effet du ressort de rappel (30) relié à l'armature mobile (20) à proximité de la butée (36). 2. Déclencheur selon revendication 1, caractérisé en ce que le ressort de rappel est un ressort de traction (30). 3. Déclencheur selon revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que l'armature mobile (20) ne subit aucun décalage longitudinal lors de I'opéra- tion d'attraction ou de rappel. 4. Déclencheur selon revendication 3, caractérisé en ce que l'armature mobile (20) est articulée à proximité de la première butée (36) à un levier (26) dont l'axe de rotation est fixe. 5. Déclencheur selon revendication 4, caracterisé en ce que le levier (26) se place parallèlement à l'armature mobile (20) en position de repos et constitue ainsi la deuxième butée. 6. Déclencheur selon revendications 4 ou 5, en rapport avec la revendication 2, caractérisé en ce que le ressort de traction (30) est attaché au levier (26) sur la branche d'articulation (24) de l'armature mobile (20). 7. Déclencheur selon l'une des revendications précitées, caractErisé en ce que le noyau de fer (12) de ltélectro-aimant est divisé en deux, l'une des deux parties (12') étant fixée à l'armature mobile (20).