Brevet FR2561818A1 — publié le 19850927

256181g DISPOSITIF DE DECLENCHEMENT RAPIDE A MAXIMUM DE COURANT. L'invention se rapporte aux dispositifs déclencheurs rapides utilisés dans les petits appareils de protection contre les court-circuits. Ces dispositifs comprennent un bobinage associé à un circuit magnétique comportant une culasse, un noyau fixe et un noyau mobile à faible inertie pour la commande mécanique de la coupure de l'appareil de protection associé, ces noyaux étant séparés par un entrefer placé dans la région de flux maximum. Il est connu de réaliser des dispositifs déclencheurs à noyau mobile plat afin de diminuer l'épaisseur du dispositif de protection associé. Toutefois, ces dispositifs ont besoin d'être perfectionnés sur le plan de la simplicité et du coût de fabrication. De plus, il est souhaitable d'obtenir, dans un déclencheur rapide, un effort d'attraction sensiblement constant en fonction de la variation de l'entrefer entre le noyau fixe et le noyau mobile; or, dans les déclencheurs connus, ce niveau constant de l'effort d'attraction ne peut pas être réalisé en raison de la présence, sur le côté des noyaux, de parois parallèles au sens de déplacement du noyau mobile; ou bien il ne peut s'obtenir qu'au prix de dispositions complexes. - 2 - La présente invention a notamment pour but d'optimiser d'une manière très simple l'évolution de la force d'attraction produite entre le noyau fixe et le noyau mobile en fonction de leur entrefer. Elle a également pour but de faciliter la réalisation, sous un encombrement et avec un coût réduits, d'un dispositif de déclenchement rapide pour appareil de protection de faible épaisseur. Suivant l'invention, ce résultat est atteint dans un dispo- sitif du type décrit en préambule du fait que les deux noyaux sont obtenus par découpe à plat et présentent des profils complémentaires de forme générale curviligne, celui des deux noyaux qui est saillant comprenant un nez et un corps, le nez étant raccordé au corps par des côtés dont la pente par rapport à l'axe principal du noyau saillant augmente progressivement du nez vers le corps. Le noyau à nez saillant présente ainsi une extrémité relati- vement effilée selon un axe principal et inscrite à l'inté- rieur d'un triangle dont la base est de dimension égale à la largeur du corps du noyau et dont la hauteur est sensible- ment portée par l'axe principal du noyau. Il en résulte que, lorsque l'entrefer diminue au cours d'un actionnement du dispositif déclencheur, l'effort d'attrac- tion entre les noyaux reste sensiblement constant dans une large plage grâce à la progressivité de variation de la pente de leurs côtés, la variation de cette pente étant par exemple comprise entre environ 50 près du nez et 900 près du corps du noyau saillant. L'absence sur chaque noyau de côtés parallèles à leur axe principal supprime de la courbe effort/entrefer toute bosse préjudiciable à l'accélération du noyau mobile. L'extrémité du nez du noyau saillant peut présenter une largeur - et/ou les côtés curvilignes de ce noyau peuvent présenter des pans coupés de longueur - au moins égale à l'épaisseur de la tôle dans laquelle est découpé le noyau. - 3 - Le noyau fixe peut avantageusement présenter au moins un méplat qui se loge dans une ouverture correspondante d'une face de la culasse ou de l'appareil de protection, tandis que le noyau mobile est monté dans une fenêtre oblongue de guidage ménagée dans une face parallèle de la culasse. Lorsque la culasse a la forme d'un U, le noyau fixe découpé forme par exemple un pont de fermeture du flux dont les extrémités constituent les méplats d'appui. Les avantages ainsi que les particularités de l'invention apparaîtront clairement à la lumière de la description ci- apres. Au dessin annexé: la figure 1 représente en perspective le circuit magnétique d'un dispositif déclencheur conforme à un premier mode d'exécution de l'invention; les figures 2 à 5 illustrent des variantes; la figure 6 montre schématiquement la disposition de la bobine; la figure 7 représente diverses courbes de variation de la force d'attraction en fonction de l'entrefer; les figures 8 et 9 représentent en vue de face l'extrémité du noyau fixe saillant dans des modes de réalisation préférés. Le dispositif déclencheur représenté sur les figures comprend un circuit magnétique à culasse 1, par exemple en acier cuivré électrolytique ou en acier et cuivre colaminés, et un noyau mobile plat 2, ainsi qu'un noyau fixe plat 3, de profils complémentaires obtenus par découpage et situés dans un même plan. 256181-8 4 - Le noyau mobile 2 joue le rôle d'organe déclencheur magnéti- que rapide susceptible d'agir, en fonction du courant circulant dans une bobine 4 supportée par une carcasse isolante en forme de fourreau 5, sur un appareil de protec- tion non représenté au moyen d'un mécanisme de transmission également non représenté. Le noyau mobile est logé de manière à pouvoir coulisser dans une fenêtre 6 ménagée dans une branche 7 de la culasse, celle-ci présentant d'autre part selon les cas une branche parallèle opposée 8 et deux branches latérales 9, 10 (figu- res 1 et 2) ou seulement deux branches latérales 9, 10 (figures 3 et 4). Dans tous les cas, le noyau fixe 3 présen- te une extrémité en forme de nez ou de téton ila, un corps llb et un profil curviligne particulier de raccordement du nez au corps dont le rôle, en liaison avec un évidement 12 à profil complémentaire du noyau mobile 3, sera explicité plus loin. Il va de soi que le noyau saillant ici représenté par le noyau fixe peut aussi bien être constitué par le noyau mobile; les deux noyaux pourraient également être mobiles. Dans les formes d'exécution des figures 1 et 2, le noyau fixe 2 est engagé et serti au moyen d'un méplat 13 dans une fenêtre 14 de, la branche 8 de la culasse; celle-ci offre donc une forme de U refermée par la branche 7 constituée par une barrette emboîtée et sertie sur les branches 9, 10 (figure 1) ou se compose de deux L, la, lb, emboîtés et comportant l'un les branches 7, 10 et l'autre les branches 8, 9 (figure 2). Dans les formes d'exécution des figures 3 et 4, la culasse est constituée d'une seule pièce en forme de U comportant les trois branches 7, 9, 10; le noyau fixe 2 présente, à sa partie arrière, un pont 15 de fermeture du flux muni de deux méplats latéraux 16, 17 permettant la fixation du noyau 2 par soudage sur des épaulements 18, 19 (figure 3) ou par sertissage et/ou soudage dans des fentes 20, 21 (figure 4), les épaulements ou les fentes venant de découpage aux extrémités des branches 9, 10 de la culasse découpée 1. -- 5 6-- -5- Il est prévu dans la branche 10 de la culasse une encoche 22 de passage pour un fil de connexion de la bobine 4 et dans la branche 9 de la culasse, une encoche 23 de passage de l'autre fil de connexion de la bobine. Dans le mode d'exécu- tion de la figure 4, le premier fil de connexion est soudé à l'encoche 22 et la branche correspondante de la culasse joue le rôle de support du contact fixe de l'appareil de protec- tion, dont le support non représenté du contact mobile coopère directement avec la face extérieure de la branche 9; la sortie de la bobine par l'encoche 23 est évidemment isolée. Des encoches telles que 24 sont prévues dans le noyau fixe 2 pour faciliter le positionnement de la bobine 4 et de sa carcasse 5. Dans le mode d'exécution de la figure 5, la carcasse de la bobine et le noyau fixe 2 sont supportés par une pièce isolante non représentée venant éventuellement de moulage avec l'appareil de protection, et la culasse 1 prend une forme simplifiée en L dont l'une des branches 25 comprend la fenêtre 6 de guidage du noyau mobile 3 et dont l'autre branche 26 sert de support au contact fixe de l'appareil de protection. L'un des fils de connexion peut être soudé sur la branche 25 de.la culasse en 27, l'autr? sur une encoche 28 ménagée sur le noyau fixe. On constate sur la figure 6 que la bobine 4 en fil plat supportée par la carcasse isolante 5 est placée autour des noyaux 2, 3 et passe dans l'intervalle réalisé entre ceux-ci et les branches latérales 9, 10 de la culasse. Il est clair que les réalisations décrites sont de fabrica- tion simple et peuvent avantageusement présenter une faible épaisseur. La forme plate des noyaux fixe et mobile augmente le périmètre de circulation des courants de Foucault, donc réduit leur intensité et leur effet perturbateur, d'o une augmentation de la rapidité du déclencheur. - 6 - Par une découpe optimale des noyaux, on peut conférer au déclencheur la caractéristique représentée figure 7 d'évo- lution de l'effort d'attraction F en fonction de l'entrefer e". Par rapport à une courbe I en tirets relative à un déclencheur classique à noyau de section triangulaire ou à une courbe II en tirets relative à un noyau dont une partie des côtés est parallèle à l'axe, la courbe III en trait plein obtenue grace au déclencheur de l'invention produit une zone de travail Z d'effort sensiblement constant. Un profil préférentiel de l'extrémité du noyau saillant fixe 2 est illustré par la figure 8 o l'on voit le nez lla relié au corps llb du noyau par un profil à flancs curvilignes 29; ce profil est inscrit à l'intérieur d'un triangle dont la base 30 est de dimension égale à la largeur "1" du noyau et dont la hauteur est portée par l'axe principal XX du noyau. Comme illustré par la figure 9, la pente des c8tés curvili- gnes 29 de raccordement du nez lla au corps llb du noyau saillant augmente progressivement d'environ 5 à 900 du nez vers le corps; la largeur "el" de l'extrémité du nez lla est au moins égale à l'épaisseur "e" de la tôle dans laquelle est découpé le noyau; de même, la largeur "e2" de pans coupés prévus à la base des c8tés curvilignes 29 est au moins égale à l'épaisseur "e" de la tôle. L'effort et l'accélération communiqués au noyau mobile lors d'un actionnement du déclencheur sont ainsi rendus sensible- ment constants sur une large plage au moyen de dispositions extrêmement simples. Il va de soi que l'on peut apporter des modifications aux modes de réalisation décrits sans pour autant sortir du cadre de l'invention. -7- Revendications de brevet 1. Dispositif de déclenchement rapide à maximum de courant pour appareil de protection contre les court- circuits, comprenant un bobinage associé à un circuit magné- tique comportant une culasse et deux noyaux dont l'un au moins est mobile pour la commande de la coupure de l'appa- reil de protection, les noyaux étant de formes complémentai- res et disposés dans un même plan en délimitant entre eux un entrefer, caractérisé en ce que les deux noyaux sont obtenus par découpe à plat et présentent des profils complémentaires de forme générale curviligne, celui (2) des deux noyaux (2, 3) qui est saillant comprenant un nez (11a) et un corps (llb), le nez étant raccordé au corps par des c8tés (29) dont la pente par rapport à l'axe principal (X-X) du noyau saillant augmente progressivement du nez vers le corps. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le noyau (2) à nez saillant (lla) a une extrémité inscrite à l'intérieur d'un triangle dont la base est de dimension égale à la largeur du corps du noyau et dont la hauteur est sensiblement portée par l'axe princi- pal du noyau. 3. Dispositif selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que la variation progressive de la pente des côtés curvilignes (29) du noyau saillant (2) s'effectue dans un intervalle compris entre environ 5 près du nez (11a) et 90 près du corps (11b) du noyau. 4. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que l'extrémité du nez (11a) du noyau saillant présente une largeur (el) au moins égale à l'épais- seur de la tôle dans laquelle est découpé le noyau. - 8 - 5. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que les côtés curvilignes (29) du noyau présentent au raccordement avec le corps 1llb) du noyau des pans coupés de longueur (e2) au moins égale à l'épaisseur de la tôle. 6. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que le noyau fixe présente au moins un méplat (13, 16, 17) qui se loge dans une ouverture corres- pondante (14, 18, 19) d'une face (8) de la culasse (1) ou de l'appareil de protection, tandis que le noyau mobile (3) est monté dans une face parallèle (7, 25) de la culasse. 7. Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que la culasse (1) a la forme d'un U, le noyau fixe plat (2) formant un pont (15) de fermeture du flux dont les extrémités constituent les méplats (16, 17) de logement sur des épaulements (18, 19) ou dans des fentes (20, 21) des branches latérales (9, 10) de la culasse. 8. Dispositif selon la revendication 7, caractérisé en ce que l'une support de contact fixe de l'appareil de protection. 9. Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que la culasse (1) a la forme d'un L dont l'une des branches (25) présente la fenêtre de guidage (6) du noyau mobile (3) et dont l'autre branche (26) constitue le support du contact fixe de l'appareil de protection et est électriquement reliée à l'un des fils de connexion de la bobine (4), tandis que le noyau fixe (2) est isolé de la culasse en L, constitue le support de la carcasse (5) de la bobine et est électriquement relié à l'autre fil de conne- xion de la bobine. - 9 - 10. Appareil de protection contre les court-circuits comprenant le dispositif de déclenchement rapide selon l'une des revendications 1 à 9.