Brevet FR2598023A1 — publié le 19871030

AGENCEMENT DE MONTAGE POUR TRANSFORMATEURS DE DETECTION DE COURANT DE DISJONCTEUR Des modules électroniques couramment utilisés dans les disjoncteurs industriels dimensionnés pour plus de 150 ampères et ayant des tensions alternatives supérieures à 600 volts nécessitent des transformateurs de détection de courant d'une dimension 5 proportionnelle au courant nominal du disjoncteur. Le brevet des Etats Unis d'Amérique N 4 482 877 au nom de Roger Castonguay et al., et les documents qui y sont cités, décrivent un disjoncteur industriel dans un boîtier moulé ayant un courant nominal dans la gamme de 10 à 150 ampères et une tension de 120 à 600 volts alter10 natifs. Jusqu'à présent, il a été impossible d'un point de vue économique d'utiliser un module électronique déclencheur avec des disjoncteurs pour des courants nominaux plus faibles, puisque les contraintes dimensionnelles et les exigences de coût des transformateurs de courant et des circuits électroniques étaient prohi15 bitives. De façon récente, le brevet des Etats Unis d'Amérique N 4 589 052 accordé à John Dougherty décrit un module électronique déclencheur miniaturisé dans lequel les composants électroniques sont mis en oeuvre sur une carte de circuit imprimé et qui est appelé "puce déclencheuse". La carte de circuit imprimé du 20 brevet de Dougherty s'adapte facilement dans les disjoncteurs de circuit à faible ampérage en tant qu'élément de remplacement des modules magnétiques thermiques utilisés couramment. La demande de brevet des Etats Unis d'Amérique N 679 660 déposée le 7 décembre 1984 ayant pour titre "Current Sensing Transformer Assembly" -au 25 nom de H. G. Willard et al., décrit un transformateur de détection de courant relativement peu coûteux qui est faisable de façon économique pour être utilisé avec des disjoncteurs de faible courant nominal. Quand des transformateurs détecteurs de courant sont utilisés avec les disjoncteurs en boîtier moulé à courant nominal 30 plus élevé susmentionnés, des moyens supplémentaires de connexion électrique sont nécessaires pour relier les transformateurs de détection de courant au module électronique déclencheur. Des fiches males et des récepteurs femelles ou analogues sont souvent utilisés pour la connexion qui est difficile à réaliser sur un équipement de montage automatisé. La présente invention concerne un agencement économique pour interconnecter mécaniquement et électriquement trois tels 5 transformateurs de détection de courant à l'aide d'une carte de circuit imprimé à puce déclencheuse selon un processus de montage complètement automatisé sans nécessiter un quelconque moyen de connexion supplémentaire. Une carte de circuit imprimé contenant un circuit 10 déclencheur électronique pour des disjoncteurs industriels en boltier moulé porte des montants encochés en saillie pour recevoir les bords complémentaires de la carte de circuit imprimé pour soutenir de façon fixe la carte de circuit imprimé dans l'enceinte du disjoncteur. Un autre but des montants, en relation avec des 15 fentes dans la carte de circuit imprimé, est de réaliser un autoalignement des commandes électriques pendant le processus de montage. En outre, le montage rigide ainsi créé comprenant les transformateurs de courant et la carte de circuit imprimé assure que l'alignement, et en conséquence l'intégrité électrique, des moyens 20 de connexion électrique est préservé dans toutes les conditions de fonctionnement. La connexion électrique avec les transformateurs détecteurs de courant est réalisée de façon automatique par l'insertion de contacts électriques élastiques tournés vers le haut sur le transformateur détecteur de courant à travers des 25 fentes complémentaires formées dans la carte de circuit imprimé pour entrer en contact avec des parties en saillie de montants métalliques sur la carte de circuit imprimé pour interconnecter électriquement le transformateur de courant au module déclencheur. Ces objets, caractéristiques et avantages ainsi que 30 d'autres de la présente invention seront exposés plus en détail dans la description suivante de modes de réalisation particuliers faite en relation avec les figures jointes parmi lesquelles: la figure 1 est une vue de dessus en perspective de la carte de circuit imprimé selon l'invention sous forme de projec35 tion isométrique à partir du montage de transformateur détecteur de courant selon l'invention; r la figure 2 est une vue en coupe du transformateur détecteur de courant connecté à la carte de circuit imprimé représentée en figure 1; la figure 3 est une vue de dessus du transformateur de 5 détection de courant et de la carte de circuit imprimé représentés en figure 2, en position assemblée; la figure 4 est une vue de dessus en perspective explosée de trois tels montages de transformateurs de courant avec la carte de circuit imprimé et des joints de matière plastique 10 isolante. Un transformateur détecteur de courant 10 est représenté en figure 1 et est du type comprenant un noyau 11 interposé entre une plaque avant plane munie d'une ouverture 15 et une plaque arrière en forme de L munie d'une ouverture 16. L'agen15 cement du noyau autour d'une ouverture centrale 14 définit une bobine 12 pour disposer un enroulement secondaire de transformateur 13 de la façon indiquée. Pour les disjoncteurs à circuit en bottier moulé présentant les valeurs de courant faible ci-dessus mentionnées, un transformateur de courant ayant la configuration 20 décrite dans la demande de brevet des Etats Unis d'Amérique N 679 660 ayant pour titre "Current Sensing Transformer Assembly" est utilisé. Le transformateur est muni d'une corniche 17 faisant partie intégrante de la plaque arrière en forme L 16 et soutient une paire de montants encochés 22, 23 formés d'une seule pièce 25 dans la plaque arrière et une paire de contacts élastique 18, 19 supportés dans une zone supérieure 26 de la corniche 17 et s'étendant vers le haut à partir de celle-ci. Les contacts élastiques sont logés dans une partie de la surface supérieure de la corniche pour être portés par celle-ci et sont électriquement connectés à 30 l'enroulement secondaire au moyen de fils 20, 21. Des fentes 24, sont formées dans les montants encochés pour recevoir une carte de circuit imprimé 27 munie de fentes de la façon exposée ciaprès. Les contacts élastiques 18, 19 sont insérés dans des ouvertures rectangulaires 29, 32 formées dans la carte de circuit 35 imprimé et viennent en contact avec une paire correspondante de 15 20 25 30 broches 30, 33 pour assurer une connexion électrique entre l'enroulement secondaire et les composants électroniques qui sont disposés sur la carte de circuit imprimé mais ne sont pas représentés par souci de clarté. Une paire de fentes opposées 28, 31 est formée le long des bords latéraux de la carte de circuit imprimé pour recevoir les montants encochés 22, 23 et venir en contact encliqueté avec les fentes 24, 25 qui y sont formées. L'ensemble de la plaque arrière en forme de L 16 est constitué d'une composition de matière plastique moulée telle que du polystyrène qui assure une flexibilité ainsi qu'une rigidité. Ainsi, de tels transformateurs détecteurs de courant sont utilisés par le circuit de module déclencheur miniaturisé décrit dans le brevet des Etats Unis d'Amérique 4 589 052 susmentionné, trois tels transformateurs étant requis pour la détermination de la valeur moyenne ainsi que de la valeur de crête du courant. La carte du circuit imprimé 27 est en conséquence équipée de trois paires analogues de broches, de trois paires d'ouvertures rectangulaires ainsi que de trois paires de fentes. La figure 2 représente le transformateur détecteur de courant 10 monté sur la carte de circuit imprimé 27, les contacts élastiques 18, 19 s'étendant à travers les ouvertures rectangulaires 29, 32 en bon contact avec les broches 30, 33. Le corps isolé 35 de la carte de circuit imprimé est fabriqué à partir d'une composition phénolique chargée au verre qui est soutenue de façon rigide entre les fentes 24, 25 dans les montants encochés 22, 23 sans distorsion. La connexion électrique entre les broches 30, 33 s'étendant à partir du corps de la carte de circuit imprimé 35 avec les contacts à ressort 18, 19 et le maintien du corps de carte de circuit imprimé dans les montants encochés 22, 23 sont représentés encore plus clairement dans la vue de dessus de la igure 3. Comme cela est représenté en figure 4, quand trois tels transformateurs détecteurs de courant 10A-10C doivent être assemblés et montés dans le disjoncteur à faible courant nominal susmentionné et décrit dans le brevet des Etats d'Amérique 4 482 877, à la fois la carte de circuit imprimé 27 et les trois transformateurs détecteurs de courant doivent être électriquement isolés des autres composants électriques du disjoncteur ainsi qu'être scellés hermétiquement par rapport à l'intérieur du disjoncteur 5 pour empêcher toute contamination des composants électriques portés par les transformateurs détecteurs de courant et la carte de circuit imprimé. Dans un tel but d'isolement, une feuille élastique épaisse 36 en une matière plastique de polypropylène présentant des ouvertures rectangulaires 38A-38C qui y sont percées est 10 d'abord assemblée sur les contacts élastiques 18A-18C, 19A-19C avant d'insérer ces contacts élastiques à travers les ouvertures rectangulaires 32A-32C, 29A-29C formées dans la carte de circuit imprimé 27. Les montants encochés 23A-23C, 22A-22C sont alors montés sur les fentes correspondantes 31A-31C, 28A-28C avant de 15 recouvrir tout le montage avec un joint au silicone 38 dans lequel est formée une fente longitudinale 39. Les broches 30A-30C, 33A-33C s'étendent à travers la fente horizontale 39 pour permettre d'y accéder électriquement près du haut du disjoncteur en boîtier moulé avant le montage du couvercle du disjoncteur (non 20 représenté) sur le boîtier du disjoncteur (également non représenté). L'ensemble complet dans le disjoncteur assure alors la fonction de détection du courant pour les composants du module déclencheur portés par la carte du circuit imprimé 27 avec un bon isolement électrique assuré par la feuille de matière plastique 36 25 et une bonne protection par rapport à l'environnement assuré pour les composants de la carte de circuit imprimé au moyen du joint de silicone 38. 15 25 REVENDICATIONS 1. Montage de transformateur détecteur de courant pour disjoncteur en boltier moulé comprenant une bobine de transformateur munie d'une plaque avant (15) et d'une plaque arrière (16) supportant un noyau de transformateur (11), et d'un enroulement de transformateur (13) autour du noyau du transformateur disposé entre la plaque avant et la plaque arrière, et caractérisé en ce qu'il comprend en outre: une paire de montants support encochés (22, 23) s'étendant à partir de la plaque arrière; une.carte de circuit imprimé (27) soutenue par les montants encochés; et une paire de contacts élastiques (18, 19) électriquement connectés à l'enroulement du transformateur et s'étendant à partir de la plaque arrière à travers la carte de circuit imprimé munie d'ouverture en contact avec une paire correspondante de broches (30, 33) s'étendant à partir de la carte de circuit imprimé et électriquement connectées à la carte de circuit imprimé pour assurer une connexion électrique entre l'enroulement de transformateur et la carte de circuit imprimé. 2. Montage de transformateur détecteur de courant selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend en outre des premier moyens de fentes (24, 25) sur les montants support encochés et des seconds moyens de fentes (28, 31) sur la carte de circuit imprimé, d'o il résulte que les montants support encochés s'étendent à travers les second moyens de fentes et que les premier moyens de fentes entrent en contact avec un bord de la carte de circuit imprimé. 3. Montage de transformateur détecteur de courant selon la revendication 1, caractérisé en ce que la plaque arrière (16) du transformateur comprend une configuration en forme de L formée d'une seule pièce définissant une corniche (17) à une extrémité. 4. Montage de transformateur détecteur de courant selon la revendication 3, caractérisé en ce que les montants support encochés (22, 23) sont formés d'une seule pièce dans une surface supérieure (26) de ladite corniche (17). 5. Montage de transformateur détecteur de courant selon la revendication 3, caractérisé en ce que les contacts élastiques (18, 19) sont fixés à la surface supérieure (26) de la corniche (17). 6. Montage de transformateur détecteur de courant selon 10 la revendication 5, caractérisé en ce que les contacts élastiques (18, 19) ont en partie une forme en cloche. 7: Montage de transformateur détecteur de courant selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'une carte de circuit imprimé (27) munie d'ouverture est associée à trois desdites bobi15 nes de transformateur (10A, 0lB, 10C). 8. Montage de tranformateur détecteur de courant selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend un joint (38) muni d'une fente (39) disposé sur une surface supérieure de la carte de circuit imprimé (27). 9. Montage de transformateur détecteur de courant selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend une feuille de matière plastique (36) disposée au dessus d'une surface supérieure de la bobine de transformateur.