Brevet FR2605798A1 — publié le 19880429

La DISJONCTEUR PLAT A BILAME La présente invention concerne un disjoncteur plat à bilame et, plus particulièrement un disjoncteur plat dont la bilame est cloquante et utilisable dans l'industrie automobile. De nombreux disjoncteurs plats:sont utilisés depuis des décennies et pour diverses applications. Cer- tains, comme ceux décrits dans les brevets GB 657 434 et 1 542 252 ou le brevet FR 2 531 264 comportent des bilames munies de découpes particulières délimitant au moins une lamelle centrale flexible. D'autres, comme ceux décrits dans les brevets FR I 361 950, 2 385 216 et 2 466 846, comportent soit des bilames à découpes particulières soit une bilame rectangulair.e et une pièce mobile suscep- tible d'être placée entre un contact fixe et un contact mobile porté par la bilame. Dans tous les disjoncteurs connus, la pièce mobile constituée généralement par un poussoir est dépla- cée entre un contact de la bilame et un contact porté par une languette de connexion assurant une continuité électrique avec la bilame de manière à interrompre une alimentation électrique lorsque la bilame se déforme par suite d'une élévation de la température développée dans ladite bilame, par effet Joule. L'inconvénient majeur de ces disjoncteurs est d'interposer un organe entre le contact fixe et le con- tact mobile. De plus, la nécessité de découper la bilame suivant une configuration spéciale implique non seule- ment un outillage très spécial mais également d'accep- ter des tolérances de fabrication de la bilame assez peu précises en raison de la nature des métaux utilisés pour la réalisation des bilames. Enfin, les disjoncteurs ne sont pas extrêmement plats du fait de la superposition d'au moins trois éléments, de tels disjoncteurs pouvant difficilement être utilisables sur les véhicules automo- biles dans lesquels très peu de place est disponible dans les zones de connexion électrique. La présente invention a pour but de remédier aux inconvénients précités et de proposer un disjoncteur plat, extrêmement fiable et dont le volume est réduit au maximum. Un objet de la présente invention est un dis- joncteur du type comprenant un boîtier dans lequel sont logés un actionneur bimétallique à action brusque, sous forme de dôme et portant un contact mobile, un premier orifice cylindrique étant ménagé au centre dudit dôme; des languettes de connexion coplanaires et reliées audit actionneur bimétallique, une desdites languettes portant un contact fixe coopérant avec le contact mobile, et il est caractérisé en ce que le contact mobile et la liaison de l'autre languette de connexion avec l'actionneur bi- métallique sont diamétralement opposés suivant un diamè- tre qui est incliné par rapport au plan médian passant par le centre dudit actionneur bimétallique et entre les languettes de connexion coplanaire. En décalant latéralement le contact fixe porté par une languette de connexion et la liaison entre l'autre languette et l'actionneur bimétallique, il devient possible d'utiliser l'espace situé sous l'actionneur bimétallique pour le passage éventuel d'un autre organe de commande du disjoncteur sans que cela influe sur le volume global occupé par ledit disjoncteur. Suivant une autre caractéristique de l'inven- tion, l'actionneur bimétallique comprend un orifice cy- lindrique central dont les dimensions déterminent le calibrage du disjoncteur, et deux autres petits orifi- ces dont l'un coopère avec un ergot monté sur un pous- soir de commande et maintenant l'actionneur bimétallique en position écartée d'ouverture électrique de son con- tact par rapport au contact fixe tant qu'un réarmage dudit actionneur ne s'est pas produit, tandis que l'au- tre sert au positionnement correct, lors du montage, dudit actionneur dans le boitier et par rapport aux lan- guettes de connexion. D'autres avantages et caractéristiques res- sortiront mieux à la lecture de la description de deux modes de réalisation préférés de l'invention, donnés à titre indicatif mais non limitatifs, ainsi que des des- sins annexés sur lesquels: La figure 1 est une vue de dessus du disjonc- teur selon la présente invention, la partie capot du boftier ayant été enlevée. La figure 2 est une vue en coupe suivant II-II de la figure 1. La figure 3 est une vue en élévation de l'actionneur bimétallique représenté sur la figure 1. La figure 4 est une vue schématique de dessus de l'actionneur bimétallique relié à une languette de connexion, suivant une variante de l'invention. Le disjoncteur selon l'invention représenté sur les figures 1 et 2, comprend un bottier 1 constitué par deux parties 2 et 3, l'une, par exemple 2, servant à loger les différents éléments du disjoncteur, l'autre 3 étant utilisée comme capot de fermeture. La liaison des deux parties 2 et 3 est assurée par quatre tétons 4 et 5 venus de moulage avec la partie 2 et s'introdui- sant dans des orifices correspondants ménagés dans le 26U5798 capot de fermeture 3, dont un seul 6 est représenté sur la figure 2. Deux languettes de connexion plates et copla- naires 7 et 8 comportent chacune un orifice 9 dans le- quel s'emmanche à force un téton 5 qui présente, à cet effet, une extrémité biseautée permettant une meilleure introduction dans l'orifice correspondant 9 et une base élargie 5a qui empêche la languette de connexion de se déplacer le long du téton. Des projections latérales 7a et 8a logées dans des gorges 10 et 11 ménagées dans la partie de fond 2 empêchent lesdites languettes de se déplacer latéralement ou suivant la direction d'un plan médian du disjoncteur matérialisé par les tirets 12; les languettes de connexion 7 et 8 sont disposées symé- triquement par rapport audit plan médian. La languette 7 est plus longue que la lan- guette 8 et présente une configuration suivant deux plans parallèles situés l'un au-dessus de l'autre, de manière à se conformer à la configuration du bottier 1 qui est conçu pour occuper un volume le plus faible possible. Les parties delanguette-13-et 14 situées dans des plans différents sont reliées par une partie inclinée 15. Les extrémités libres 16 des languettes 7 et 8 sont biseautées de manière à permettre une intro: duction aisée dans des clips de réception non représen- tés. Un actionneur bimétallique 17 est constitué, figures 3 et 4, par un disque bombé cloquant., de manière à constituer ce qu'il est convenu d'appeler une bilame à action brusque. La bilame 17 est obtenue à partir d'un disque de diamètre égal à par exemple 17 mm que l'on a déformé suivant deux sphères de rayons différents de ma- nière à obtenir une partie centrale 18 de rayon R1 bor- dée par une couronne 19 de rayon R2. Dans la partie Centrale 18 est ménagé un orifice cylindrique 20 dont 26u5798 le diamètre qui varie de 0 à 10 mm permet de calibrer le disjoncteur en fonction des intensités de fonction- nement sous lesquelles le disjoncteur doit fonctionner. Bien évidemment, on peut faire varier soit le diamètre de l'orifice central soit l'épaisseur de la bilame pour affiner davantage les conditions de fonctionnement du disjoncteur, soit faire varier ensemble les deux para- mètres qui viennent d'être indiqués. La bilame 17 est précalibrée en température et doit supporter des tempé- ratures allant jusqu'à 140 C. Parmi les matériaux sus- ceptibles d'être utilisés pour la fabrication de la bi- lame 17, on préfère utiliser, pour la face interne 22 un matériau à coefficient de dilatation nul, comme par exemple l'INVAR qui comprend 64 % de fer, 36 % de nickel et de 0,25 à 0,30 % de chrome. La face externe 21 est un alliage à coefficient de dilatation positive élevé, à base de fer, nickel et manganèse ou fer, nickel et chrome. Eventuellement, entre les deux faces, interne et externe, on interpose une très faible couche de nickel ou de cuivre pour ajuster la résistivité de la bilame 17. La bilame 17 qui est représentée en pointil- lés sur la figure 1, comporte suivant le plan médian 12, deux petits orifices 23 et 24, de faible diamètre, qui peuvent être indifféremment ménagés sur la partie cen- trale 18, sur la couronne 19 ou à la jonction de ces deux parties et ce, en fonction des dimensions desdites parties 18 et 19. L'orifice 23 sert à positionner conve- hablement la bilame 17 lors de son montage dans la par- tie 2 au moyen d'un outillage approprié de montage non représenté. Un contact mobile 25 est prévu sur la face interne 22 de la bilame 17 et coopère avec un contact fixe 26 prévu, en regard, sur la languette 7. La lan- guette 8 est reliée, par exemple par un point de soudure 27. Lorsque les contacts mobile 25 et fixe 26 sont en appui l'un sur l'autre, la continuité électrique entre les languettes 7 et 8 est assurée par lesdits contacts et 26, la bilame 17 et le point de soudure 27. Le contact fixe 26 et le point de soudure 27 sont alignés suivant un diamètre de la bilame 17, incliné par rapport au plan médian 12, suivant un angle de 36 par exemple. Un poussoir de réarmement 28 est monté dans la partie de fond 2 du boitier 1. La tête élargie 29 est guidée dans une échancrure 30 ménagée dans ladite partie 2, tandis que la tige de poussoir 31 qui est plate, est guidée par deux rebords latéraux 32 ménagés au-dessus d'une gorge 33 dans laquelle se déplace la tige de poussoir. De cette manière, la tige de poussoir 31 ne peut sortir de sa gorge de guidage autrement que par coulissement. Tout dégagement perpendiculaire à la direction de coulissement est empêché par les rebords 32. De manière à améliorer l'introduction au montage de la tige de poussoir 31 dans la gorge 33, l'extrémité 34 de la tige de poussoir 31 est également biseautée. Deux ergots 35 et 36 sont montés chacun de façon symétrique sur une face de la tige de poussoir 31. L'ergot 36 est susceptible de venir se loger dans l'orifice 24 de la bilame pour maintenir cette dernière dans une position donnée. L'ergot 35 sert d'appui à une branche 38 d'un ressort 37 en forme d' épingle à cheveux. Le ressort 37 est disposé à plat sous la bilame 17, autour d'un léger relief 40 et entre deux petits rebords 41 et 42 prévus au-dessus de petites ouvertures 43 ménagées dans la partie de fond 2, la branche 39 du ressort passée sous le rebord 42 et en appui sur une petite paroi verticale 44. L'ergot 35 est susceptible de se déplacer dans une ouverture rectangulaire 45 qui est alignée avec une autre ouverture rectangulaire 46 ménagée entre les re- bords latéraux 32. Les différentes ouvertures 43, 45 et 46 ainsi ménagées dans la paroi de fond 2 permettent une aération de l'intérieur du bottier ce qui évite d'élever inconsidérément la température à l'intérieur du boîtier lors de la production des étincelles de rupture des contacts. Enfin, le bottier comprend des attaches la- térales sectionnables 50 qui relient entre eux les bot- tiers 1 de manière à permettre une fabrication en série sous la forme d'un chapelet susceptible d'être enroulé en bande. Le fonctionnement du disjoncteur selon l'in- vention est le suivant. En position de repos, les contacts 25 et 26 en appui l'un sur l'autre, le poussoir 28 est dans la position enfoncée, l'ergot 36 étant alors engagé dans l'orifice 24 de la bilame 17. Lorsque par le passage d'un courant électri- que, la température de la bilame 17 atteint une valeur prédéterminée en fonction du calibrage du disjoncteur, la bilame 17 se déforme brusquement dans le sens opposé au bombement de la calotte sphérique centrale, coupant ainsila liaison électrique entre les contacts 25 et 26. Le mouvement de la bilame 17 a pour effet de libérer l'ergot 35 et le poussoir 28 est sollicité vers une position dégagée par l'action du ressort 37 qui se dé- tend,maintenant ainsi les contacts 25, 26 ouverts quand la bilame se refroidit, la bilame, après refroidissement, restant en butée sur l'ergot 36. Le réarmement manuel du disjoncteur est effectué par un enfoncement du pous- soir 28 afin d'amener l'ergot 35 dans l'orifice 24 de la bilame. Comme on peut le constater, le poussoir 28 ne se déplacenullement entre les contacts 25 et 26 et ne touche donc pas ces derniers. Il s'ensuit que le pous- soir ne peut être déformé ou usé par les étincelles de rupture des contacts 25 et 26. De plus, les contacts et 26 sont eux-mêmes protégés et ne peuvent être pollués par de la matière qui se glisserait entre eux. La variante représentée schématiquement sur la figure 4 montre que la liaison entre la languette courte 8 et la bilame 17 peut être réalisée par tout moyen approprié sur un appendice 50 de la bilame 17 de manière à améliorer, si besoin était, la densité de courant dans ladite bilame 17. Bien entendu, l'invention n'est nullement limitée aux modes de réalisation décrits et représentés, elle est susceptible de nombreuses variantes accessi- bles à l'homme de l'art, suivant les applications en- visagées et sans s'écarter pour cela du cadre de l'in- vention. REVENDICATIONS 1. Disjoncteur plat, du type comprenant un bottier (1) dans lequel sont logés un actionneur bimé- tallique (17) à action brusque, sous forme de dôme et portant un contact mobile (25), un premier orifice cylindrique (20) étant ménagé au centre dudit dôme; des languettes de connexion (7, 8) coplanaires et re- liées audit actionneur bimétallique, une desdites lan- guettes (7) portant un contact fixe (26) coopérant avec le contact mobile (25), caractérisé en ce que le con- tact mobile (25) et la liaison (27) de l'autre languette de connexion (8) avec l'actionneur bimétallique (17) sont diamétralement opposés suivant un diamètre qui est incliné par rapport au plan médian (12) passant par le centre dudit actionneur bimétallique et entre les lan- guettes de connexion coplanaires (7, 8). 2. Disjoncteur plat selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'actionneur bimétallique est réa- lisé à partir d'un disque plat déformé suivant deux sphères de rayons différents de manière à obtenir une bilame présentant une partie centrale (18) bordée par une couronne (19). 3. Disjoncteur plat selon la revendication 2, caractérisé en ce que la liaison (27) et le contact mobile (25) sont réalisés sur la couronne (19). 4. Disjoncteur plat selon l'une des revendi- cations 1 à 3, caractérisé en ce que la bilame (17) est précalibrée en température, de préférence à 140 . 5. Disjoncteur selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que la bilame (17) comprend au moins un second orifice (23) de plus faible diamètre que l'orifice central (20), pour le calage et le posi- tionnement au montage de ladite bilame. 6. Disjoncteur selon la revendication 1, du type comprenant un poussoir de réarmement (28) de l'ac- tionneur bimétallique (17), un organe élastique (37) de rappel du poussoir (28) vers une position de dégage- ment, caractérisé en ce que le poussoir (28) est plat et comprend deux ergots (35, 36) disposés chacun sur une face dudit poussoir, un des ergots (35) étant en appui sur l'organe élastique (37) et l'autre étant sus- ceptible d'être introduit dans un troisième orifice (24) ménagé dans l'actionneur bimétallique (17). 7. Disjoncteur plat selon les revendications 5 et 6 caractérisé en ce que les second et troisième orifices (23, 24) sont diamétralement opposés et situés dans le plan médian (12) passant entre les languettes de connexion (7, 8). 8. Disjoncteur plat selon la revendication 6, caractérisé en ce que le poussoir (28) comprend une tête élargie (29) qui est guidée dans une échancrure (30) ménagée dans le boîtier, l'extrémité (34) de la tige (31) de poussoir (28) étant biseautée et guidée dans une gorge (33) ménagée dans ledit bottier (1). 9. Disjoncteur plat suivant les revendica- tions 6 et 8, caractérisé en ce que le bottier (1) com- prend des premiers moyens (32) d'accrochage et de gui- dage de la tige (31) du poussoir (28). 10. Disjoncteur plat suivant les revendica- tions 1 et 6, caractérisé en ce que le bottier (1) com- prend des seconds moyens (41, 42) d'accrochage pour l'organe élastique (37) qui est en forme d'épingle à cheveux. 11. Disjoncteur selon la revendication 1, du type dans lequel les languettes de connexion (7, 8) sont pourvues chacune d'un orifice (9) dans lequel s'in- troduit un téton de positionnement (5), caractérisé en ce que chaque téton (5) comprend une extrémité supérieu- re biseautée et une base (5a) élargie). 12. Disjoncteur plat suivant la revendication 1, caractérisé en ce que l'actionneur bimétallique (17) est constitué sur sa face interne par un matériau à coefficient de dilatation nul, notamment à base de fer, nickel et chrome, la face externe étant constituée par un alliage à coefficient de dilatation positive élevé. 13. Disjoncteur plat suivant la revendica- tion 12, caractérisé en ce qu'une couche de nickel ou de cuivre est interposée entre les matériaux consti- tuant les faces externe et interne. 14. Disjoncteur plat selon la revendication 1, caractérisé en ce que les languettes de connexion (7, 8) comportent des projections latérales (7a, 8a) logées dans des gorges (10, 11) ménagées dans le boi- tier (1). 15. Disjoncteur plat selon l'une des reven- dications 1 ou 14, caractérisé en ce que le boîtier (1) comporte des rattaches latérales sectionnables (50).