Brevet FR2580873A1 — publié le 19861024

La présente invention concerne un module de pro- tection contre les mises accidentelles à la masse pour dis- joncteur. Un module de traitement de signal pour disjoncteur de protection contre les mises accidentelles à la masse, de construction automatique, décrit l'agencement d'un transfor- mateur de courant différentiel, d'un transformateur dtexci- tation de neutre, d'un circuit de traitement de signal et d'un solénoïde de déclenchement qui sont supportés sur la plaquette de circuit imprimé de traitement de signal. Les composants sont assemblés automatiquement de manière à for- mer un module monobloc de traitement de signal pour essai et étalonnage indépendants avant d'être inséré dans le module de protection contre les mises accidentelles à la masse, lequel fait l'objet de la présente invention. Dès que le module de traitement de signal et le module de protection contre les mises accidentelles à la masse ont été assemblés, étalonnés et essayés, on dispose alors le sous-ensemble mo- dulaire combiné à l'intérieur du module de disjoncteur afin de former un disjoncteur de protection contre les mises ac- cidentelles à la masse totalement opérationnel qui assure la protection contre les mises à la masse, les courts-circuits *et les surcharges. Les disjoncteurs de protection contre les mises accidentelles à la masse de l'art antérieur ne pouvaient -2- être assemblés de manière automatique. Néanmoins, on s'est aperçu depuis qu'en prévoyant des modules fonctionnels sépa- rés tels que le module de traitement de signal, le module de protection contre les mises accidentelles à la masse et le module de disjoncteur, lesquels sont préassemblés indivi- duellement sur un équipement automatique, on peut alors réu- nir les modules de composants, en les montant à partir d'une position verticale, pour former le disjoncteur complet de protection contre les mises accidentelles à la masse. La présente invention prévoit un module de protec- tion contre les mises accidentelles à la masse destiné à être utilisé dans un disjoncteur de protection disposant un module de traitement de signal, qui contient la logique de protection contre les mises accidentelles à la masse,- à l'intérieur du compartiment d'un boîtier moulé présentant des moyens permettant de recevoir les composants mécaniques nécessaires pour transférer le mouvement d'amorce du déclen- chement provenant du solénoïde de déclenchement du circuit de traitement de signal au mécanisme de commande du disjonc- teur. Dans le module de protection contre les mises acciden- telles à la masse se trouvent également un bouton d'essai, l'organe d'ancrage d'un ressort d'essai ainsi que la borne du neutre. La suite de la description se réfère aux figures annexées qui représentent respectivement: - Figure 1, une vue en plan du sous-ensemble cons- tituant le module de traitement de-signal; - Figure 2, une vue en perspective de dessus du module de protection contre les mises accidentelles à la masse selon la présente invention dans une projection isomé- trique avant son insertion dans le boîtier moulé; et - Figure 3, une vue de c8té du module de protec- tion contre les mises accidentelles à la masse assemblé à l'intérieur du boîtier avant son montage à l'intérieur-du module de disjoncteur. -. -3- Le module 10 de traitement de signal représenté en figure 1 comporte une plaquette 11 de circuit imprimé qui contient les circuits électroniques fournissant la logique d'interruption en cas de mise accidentelle à la masse. Un solénoïde 12 de déclenchement est également monté sur la plaquette de circuit imprimé, lequel comprend un plongeur 13 répondant aux signaux de déclenchement en provenance du cir- cuit de traitement de signal. Un transformateur 14 d'excita- tion de neutre est relié électriquement au circuit de trai- tement de signal ainsi qu'un transformateur de courant dif- férentiel 15. Les deux transformateurs sont reliés au moyen d'une lamelle de connexion 16 de manière à fournir un pre- mier trajet de passage du courant électrique à travers les ouvertures des transformateurs en combinaison avec des con- ducteurs tubulaires 17 disposés au centre des ouvertures. Un second trajet de passage du courant électrique est formé par un conducteur isolé 24 dont les extrémités se terminent par un clip 25 de ligne et un connecteur 26 à cosse à plage ou- verte. L'isolement du conducteur assure l'isolement électri- que des premier et second trajets de passage du courant. Une connexion est réalisée avec le conducteur tubulaire 17 tra- versant le transformateur 15 au moyen d'un connecteur à la- melle 19 de charge du neutre agencé de manière à réaliser la liaison électrique avec le circuit extérieur par l'intermé- diaire d'une extrémité coudée 20 et d'une borne 9. La liai- son électrique entre le connecteur de charge du neutre et la plaquette de circuit imprimé s'effectue au moyen d'une bro- che 21 s'étendant à travers la plaquette de circuit imprimé et emprisonnée dans une ouverture 22 découpée dans ce con- necteur. Un connecteur similaire de ligne à lamelle 18 est relié au conducteur tubulaire 17 traversant le transforma- teur 14 et aux conducteurs du circuit extérieur par une ex- trémité coudée 23. La liaison électrique entre le connecteur de ligne et la plaquette de circuit imprimé est effectuée par la broche 21 s'étendant à travers la plaquette à cir- -4- cuits imprimés et emprisonnée dans l'ouverture découpée 22 commme représenté. On assemble alors le module préassemblé 10 de traitement de signal à l'intérieur du bottier 36 du module de protection contre les mises accidentelles à la masse de la manière indiquée en figure 2 de façon à constituer une partie de ce module de protection 37. Le module 10 de trai- tement de signal est inversé par rapport à la figure 1 avant insertion de manière à montrer plus clairement la lamelle de connexion 16 qui relie les conducteurs tubulaires 17 s'éten- dant à travers le transformateur de courant différentiel 15 et le transformateur d'excitation de neutre 14 représentés figure 1. On a également représenté le fil isolé 24 qui fournit le second trajet de passage du courant à travers les ouvertures des deux transformateurs. Avant de monter le mo- dule de traitement de signal à l'intérieur du boîtier 36 du module de protection contre les maises accidentelles à la masse, on dispose dans celui-ci le levier de déclenchement au moyen d'une ouverture 31 ménagée dans le levier et d'un pivot 35 d'une seule pièce avec le boîtier. On dispose le levier de manière qu'il tourne librement autour du pivot pour que le bras 32 situé à son extrémité puisse être heurté par le plongeur 13 du solénoïde, représenté en figure 1, ce qui provoque le déplacement d'une partie 33 prolongeant l'extrémité opposée du levier dans une fente 34 ménagée dans la partie inférieure du boîtier 36. Le levier transfert le mouvement d'amorce de déclenchement du plongeur du solénoïde au mécanisme du disjoncteur lorsque le module de ce dernier, représenté dans ses grandes lignes en 60 de la figure 3, est monté sur le cSté opposé du boîtier 36. Un organe 48 d'an- crage d'un ressort d'essai, présentant un déport 50 s'éten- dant à partir du bas et une ouverture 49 découpée au sommet est inséré dans une fente 45 ménagée dans le bottier. Un bouton d'essai 54 est disposé, par l'intermédiaire de ses extrémités en déport 54A, 54B, à l'intérieur d'une fente 62 définie par une paire de prolongements opposés 46 ayant la forme d'un L qui sont également en une seule pièce avec le boîtier à proximité de la fente 45. Le déport 50 de l'organe d'ancrage du ressort d'essai s'étend au-dessous du bottier 36 et ancre le ressort d'essai 63 situé à l'intérieur d'une fente 64 ménagée dans le bottier 65 du module de disjonc- teur, comme cela est également représenté en figure 3. Le ressort d'essai 63 est monté à l'intérieur d'une paire com- plémentaire de prolongements 66 en forme de L qui sont dis- posées dans le bottier 65 et ont la même longueur que les prolongements 46 se trouvant dans le boîtier 36 du module de protection contre les mises accidentelles à la masse, et le ressort reçoit pour le supporter le bouton d'essai 54. Les deux paires de prolongements 46, 66 s'étendent à partir du sommet de leurs boîtiers respectifs 36, 65 en étant dans le même plan et jusqu'à proximité d'une poignée de manoeuvre 61 du module de disjoncteur de manière à faciliter le fonction- nement du bouton 54. Lorsque le module 10 de traitement de signal est placé à l'intérieur du boîtier 36 par montage sur un pilier 47 de positionnement et de support, représenté en figure 2, une broche de contact 51 s'étendant à partir de la partie inférieure de la plaquette de circuit imprimé 11 se trouve à proximité, mais en en étant séparé, du ressort d'essai 63. La broche de contact 52 s'étendant également à partir de la partie inférieure de la plaquette est emprison- né dans l'ouverture 49 ménagée dans l'organe d'ancrage 48 du ressort d'essai. Lorsqu'on procède à un essai, on appuie latéralement sur le bouton 54 se trouvant à l'intérieur de la fente 62, ce qui a pour effet de provoquer une liaison électrique temporaire du ressort 63 avec la broche de con- tact 51 à l'encontre de la sollicitation exercée par la fle- xion du ressort 63 représenté en figure 3. Lorsqu'on libère le bouton, celui-ci revient à sa position initiale de repos sous l'effet du ressort 63. Le boîtier 36 du module de protection contre les - 6 - mises accidentelles à la masse comporte en outre une paire de parois latérales opposées 39, 40 et une paire de parois extrêmes opposées 41, 42. Une ouverture 44 est ménagée dans la pari extrême 41 pour permettre l'accès électrique au clip de ligne 25 ainsi que son support, et une ouverture 38 est pratiquée dans la partie inférieure du boStier pour per- mettre le passage du connecteur 26 du type cosse à plage ouverte. Une cavité 43 est intégralement formée à l'inté- rieur du boîtier pour renfermer et supporter la borne 9, tous ces éléments ayant été décrits en liaison avec la figu- re 1. Lorsque le module 37 de protection contre les mises accidentelles à la masse est entièrement monté dans le boî- tier 36, on place le couvercle 55 sur le boîtier et l'y fixe avec des rivets 57 s'étendant dans des ouvertures 58 du cou- vercle et dans des ouvertures 59 ménagées dans le boîtier. Le couvercle présente une partie en prolongement 56 qui re- couvre la cavité 43 et protège électriquement le connecteur 28 à cosse à plage ouverte qui est fixé à l'embout 23 du connecteur à lamelle 19 du neutre. Le couvercle emprisonne également le connecteur à cosse à plage ouverte entre lui même et le fond 67 du boîtier 36 de manière à éviter son enlèvement de l'extrémité 23. La borne 9 qui est fixée à l'extrémité 20 du connecteur à lamelle 18 de charge du neu- tre est supportée dans une cavité séparée 68. Pour faciliter la connexion du circuit de protection contre les mises acci- dentelles à la masse au neutre du système, on monte à ce moment-là plusieurs spires 27 de fil isolé se terminant par un embout dénudé 29, comme cela est courant dans l'assembla- ge des disjoncteurs de protection de ce type. En figure 3, on a représenté le module terminé 37 de protection contre les mises accidentelles à la masse, le couvercle 55 étant fixé au boîtier 36 de sorte que l'extré- mité 20 est exposée pour permettre l'accès électrique, et les spires 27 et l'embout 29 sont d'un accès facile. Comme discuté précédemment, le bouton d'essai 54 s'étend du des- - 7 sous du boîtier 36 du module de protection jusqu'à l'inté- rieur du module 60 qui renferme le mécanisme du disjoncteur. La partie en prolongement 33 du levier de déclenchement est dirigée vers le bas en étant en saillie à l'intérieur du module de disjoncteur afin de permettre l'interaction avec le mécanisme de déclenchement du disjoncteur, et le connec- teur 26 du type à cosse à plage ouverte s'étend dans le mo- dule de disjoncteur et s'emboîte sur la borne 69 du disjonc- teur de manière à réaliser l'interconnexion électrique entre le module 37 et le module 60. La présence du connecteur 26 à cosse à plage ouverte qui est différent du connecteur 28 à cosse à plage rectiligne connecté à l'extrémité 23 du con- necteur à lamelle 19, permet le montage du connecteur dans les limites étroites de l'enceinte du module de protection contre les mises accidentelles à la masse et aide à conférer à la présente invention sa caractéristique importante d'as- semblage à partir d'une position verticale. On vient de montrer qu'on peut facilement assem- bler dans -un module de protection contre les mises acciden- telles à la masse un sous-ensemble de disjoncteur de protec- tion contre ces mises accidentelles à la masse, constitué du module de traitement de signal et d'un moyen mécanique pour interaction avec le mécanisme de commande du disjoncteur ainsi qu'un moyen électrique pour l'interconnexion du module de traitement du signal et des bornes du disjoncteur. L'uti- lisation d'un seul fil ainsi que de connecteurs électriques du type enfichable sertis mécaniquement simplifie grandement le processus de montage et élimine virtuellement l'emploi de soudures ou d'assemblages soudés. Le présent agencement per- met de procéder à un étalonnage et à un essai complet des composants qu'il renferme, avant de les relier au module de protection contre les mises accidentelles à la masse afin de compléter le montage du circuit du protection. Bien qu'on ait décrit le module de protection contre les mises acciden- telles à la masse de la présente invention comme étant relié -8 d'abord au module de traitement de signal, puis au module de disjoncteur, cette description n'a été donnée qu'à titre d'exemple. On pourrait, le cas échéant, procéder à un pré- assemblage du module du disjoncteur et du module de protec- tion contre les mises accidentelles à la masse avant l'in- sertion du module de traitement de signal. -9- REVENDICATIONS 1. Module de protection contre les mises acciden- telles à la masse (37) pour disjoncteur de protection contre les mises accidentelles à la masse, caractérisé en ce qu'il comprend: - un moyen de traitement de signal (10) à l'inté- rieur d'un boîtier (36) afin de détecter le courant de mise à la masse dans un circuit protégé et de fournir une impul- sion d'amorce de déclenchement dans le but d'entraîner un mécanisme de commande de disjoncteur à l'intérieur d'un boî- tier séparé (65) et interrompre le courant de défaut; - un levier de déclenchement (30) monté de manière à pouvoir tourner à l'intérieur du boîtier à proximité d'un solénoïde de déclenchement (12) du moyen de traitement de signal afin de transmettre l'impulsion d'amorce de déclen- chement entre le solénoïde et le mécanisme de commande du disjoncteur; au moins une broche de contact (51) s'étendant entre la partie inférieure du moyen de traitement de signal (10) afin de fournir un signal d'essai, par enfoncement d'un bouton-poussoir (54) au moyen de traitement de signal; et - un ressort d'essai (63) à l'intérieur du boîtier séparé (65) à proximité du bouton d'essai ayant pour effet de mettre le ressort en relation électrique avec le contact de la broche. 2. Module de protection selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte en outre une paire de pro- longements en forme de L (46) qui sont en une seule pièce avec l'intérieur du boîtier (36) et définissent une fente (62), le bouton d'essai étant supporté à l'intérieur de la fente. 3. Module de protection selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte un moyen (48) d'ancrage de ressort d'essai présentant une ouverture (49) découpée dans une extrémité supérieure opposée à un déport inférieur (50) pour emprisonner une autre broche (52) s'étendant à partir de la partie inférieure du moyen de traitement de signal et fournissant une liaison électrique avec ce moyen de traite- ment de signal. 4. Module de protection selon la revendication 1, caractérisé en ce que le bouton d'essai (54) est disposé de manière à coulisser à l'intérieur de la fente (62) grâce à deux extrémités en déport (54A, 54B). 5. Module de protection selon la revendication 1, caractérisé en ce que le levier de déclenchement (30) com- porte un passage (31) entre deux bras (32, 33), ce passage pouvant pivoter autour d'un pilier vertical de support (35) d'une seule pièce avec l'intérieur (67) du boîtier. 6. Module de protection selon la reyendication 5, caractérisé en ce que l'un des bras du levier de déclenche- ment comporte une partie en prolongement (33) traversant une ouverture en forme de fente (34) qui est ménagée dans le bottier. 7. Module de protection selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte en outre un connecteur (28) à cosse à plage ouverte fixant un fil isolé à une borne du moyen de traitement de signal, d'o il résulte qu'un couver- cle (55) fixé au bottier emprisonne ce connecteur entre le couvercle et le boîtier afin d'éviter son enlèvement de la borne du moyen de traitement de signal. 8. Module de protection selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend un connecteur (26) à cosse à plage ouverte, relié au moyen de traitement de signal et s'étendant à partir d'une partie inférieure du boîtier (36) pour liaison électrique avec une borne électrique (69) si- tuée à l'intérieur du bottier séparé (65). 9. Module de protection selon la revendication 1, caractérisé en ce que le ressort d'essai (63) est disposé à l'intérieur du bottier séparé (65) à l'arrière du bouton d'essai afin de soumettre ce bouton à une sollicitation - il - élastique et le ramener à la position initiale de non-enfon- cement. 10. Procédé de montage d'un module de disjoncteur de protection contre les mises accidentelles à la masse, caractérisé en ce qu'il consiste à: - fournir un boîtier moulé (36) présentant une surface inférieure (67) de support d'une paire de parois extrêmes opposées (39, 40) et d'une paire de parois latéra- les opposées (41, 42), des fentes (43, 44) pour accès élec- trique étant ménagés dans les parois latérales; - agencer un levier rotatif de déclenchement (30) sur un pilier (35) d'une seule pièce avec l'intérieur du boîtier, et aligner une partie en prolongement (33) formée sur le levier à travers une ouverture (34) pratiquée dans la partie inférieure du bottier; - insérer un organe (48) d'ancrage de ressort d'essai et un ressort d'essai (63) dans une fente (64) ména- gée à l'intérieur de l'une des parois extrêmes; - insérer un bouton d'essai (54) dans une fente (62) formée dans ladite paroi extrême; et disposer un module de traitement de signal (10) à l'intérieur du bottier, d'o il résulte qu'une broche (51) d'une paire de broches de contact (51, 52) s'étendant dans le sens descendant à partir de la partie inférieure du moyen de traitement de signal à proximité du ressort d'essai four- nit une relation électrique temporaire avec le module de traitement de signal. 11. Procédé selon la revendication 10, caractérisé en ce qu'il comprend l'étape d'emprisonnement de l'autre broche (52) de la paire de broches de contact à l'intérieur d'une ouverture (49) découpée dans l'organe d'ancrage du ressort d'essai de manière à relier électriquement le moyen de traitement de signal à cet organe d'ancrage. 12. Procédé selon la revendication 10, caractérisé en ce qu'il comporte l'étape consistant à étendre une partie - 12 - inférieure (50) de l'organe d'ancrage du ressort d'essai dans la surface inférieure du boîtier moulé de manière à emprisonner le ressort dans un boîtier séparé (65) de dis- joncteur. 13. Procédé selon la revendication 12, caractérisé en ce qu'il comprend l'étape consistant à étendre un connec- teur à cosse à plage ouverte (26) dans la surface inférieure du bottier moulé afin de réaliser une liaison électrique entre le module de traitement de signal (10) et une borne électrique du boîtier séparé de disjoncteur. 14. Procédé selon la revendication10, caractérisé en ce qu'il comprend en outre l'étape consistant à insérer le bouton d'essai (54) dans une fente (64) ménagée dans le boîtier séparé (65) de disjoncteur.