Brevet FR2599553A1 — publié le 19871204

La présente invention a pour objet un disjoncteur. Elle vise plus particulièrement un disjoncteur de faibles dimensions insérable et soudable sur une pl plaque de circuits imprimés. Dans ce but l'invention propose un disjoncteur caractérisé en ce qu'il comprend un boîtier électriquement isolant dans lequel est monté un coulisseau qui peut coulisser entre deux positions extrêmes dans chacune desquelles il est maintenu par des moyens de rappel a deux positions stables , deux pâles fixes d'un circuit de puissance mouvant etre électriquement fermé par un organe de contact mobile monté sur le coulisseau, un module de déclenchement commandant le déplacement du coulisseau, lorsque le circuit de puissance est traversé par un courant supérieur à un courant nominal de déclenchement, depuis sa première position stable dans laquelle le circuit de puissance est ouvert, et des moyens de réarmement permettant de ramener le coulisseau vers sa première position stable. Sel on une autre caractéristique de 'invention, l'organe de contact mobile et le module de déclenchement sont constitués par un élément métallique déformable en fonction de la température dont les extrémités prennent appui sur les poles de puissance lorsque le coulisseau est dans la première position. Lesdits moyens de rappel sont constitués par une lame élastique à deux positions stables couplée en son milieu au coulisseau et dont les extrémités prennent appui dans le bottier. En plus d'une structure compacte il est le plus souvent nécessaire que de tels disjoncteurs assurent une signalisation électrique du déclenchement. Dans ce but le disjoncteur comprend également deux bornes fixes d'un circuit de signalisation pouvant être électriquement fermé par une lame de conctact mobile également montée sur le coulisseau. Rfin de conserver une grande compacité, la lame élastique est une lame métallique qui constitue la lame de contact mobile et ses extrémités prennent appui sur les bornes de signalisation lorsque le coulisseau occupe l'une de ses deux positions stables Les différents objets et caractéristiques de l'invention seront maintenant détaillés dans la description qui va suivre, faite à titre d'exemple non limitatif, en se reportant aux figures annexées qui représentent - la figure 1 une vue en coupe partielle, selon la ligne 1-1 de la figure 2, d'un mode de réalisation de 1 'invention; - la figure 2 une vue en coupe partielle, selon la ligne 2-2 de la figure li et - la figure 3 une vue en perspective a échelle réduite d'un des deux demi-bottiers constituant le disjoncteur représenté aux figures 1 et 2. La figure 1 se compose de deux demi-vues. La demivue de gauche représente un disjoncteur réalisé selon les enseignements de la présente invention et dont les composants sont illustrés dans la position qu'ils occupent lorsque le circuit de puissance. est fermé; la demi-vue de droite est une demi-vue similaire, le circuit de puissance étant ouvert. Le disjoncteur représenté aux figures comprend un bottier en matériau électriquement isolant 1C). Le bottier 10 est constitué de deux demi-boftiers, gauche et droit, 12 et 14 de formes complémentaires positionnés l'un par rapport à 1 'autre par des pions 16 montés dans des trous 18. Les deux demi-boitiers assemblés sont recouverts par un couvercle 20 emmanché sur ceux-ci auxquels il peut être collé ou serti. Chaque demi-boitier comprend un pôle fixe de puissance 22 et une borne fiee de signalisation 24. Les pôles 22 et les bornes 24 sont réalisés par découpage et cambrage d'une feuille métallique conductrice et peuvent etre pourvus de grains de contact 26 rivetés ou soudés. Le montage et la fixation des pales 22 et bornes 24 est réalisé par une opération de surmoulage du corps du demi bottier. Les deux piles fixes de puissance 22 appartiennent à un circuit de puissance qui peut être fermé électriquement par un organe de contact mobile 28. De la même manière les deux bornes fixes de signalisation appartiennent à un circuit de signalisation qui peut être fermé électriquement par une lame de contact mobile 30. Le disjoncteur comprned un coulisseau 32, réalisé en matériau isolant, qui peut coulisser dans le bottier 10 gracie au deux demi-coulisses de formes complémentaires 34 formées dans chacun des deux demi-bo$tiers 12 et 14. Le coulisseau 32 peut coulisser axialement entre deux positions extrêmes dans chacune desquelles il est maintenu par des moyens de rappel å deux positions stables. Le coulisseau 32 peut se déplacer depuis une première position stable (demi-vue de gauche de la figure 1), dans laquelle le circuit de puissance est fermé électriquement par l'organe de contact électrique 28 vers une seconde position stable (demi-vue de droite de la figure 1) dans laquelle le circuit de puissance est ouvert. Le déplacement vertical (en considérant les figures) d coulisseau 32 est commandé par un module de déclenchement thermique lorsque un courant, - dont l'intensité est supérieure à celle d'un courant nominal de déclenchement, traverse le circuit de puissance. Conformément a la présente invention, l'organe de contact mobile 28 et le module de déclenchement sont constitués par un élément métallique déformable en fonction de la température tel que par exemple un bilame. Le bilame 28 représenté aux figures, est une lame bi-métallique de forme allongée qui est couplée en son milieu au voisinage de l'extrémité inférieure 36 du coulisseau 32. Dans le mode de réalisation-representé aux figures, le bilame 28 est monté dans une fente évasée 38 du coulisseau 32; ce couplage mécanique pourrait également être réalisé b l'aide d'une goupille traversant le corps en matériau isolant du coulisseau 32. Le bilame 28 est pourvu å chacune de ses extrémités d 'un grain de contact 40 qui prennent respectivement appui sur chacun des piles de puissance 22 lorsque le coulisseau occupe sa première position stable dans laquelle le circuit de puissance est fermé. Les moyens de rappel du coulisseau 32 sont constitués par une lame métallique élastique qui constitue également la lame de contact mobile 30. La lame élastique 30 est une lame a deux positions stables couplée en son milieu a l'extrémité supérieure 42 du coulisseau 32. Son montage sur 1 'extrémité 42 est assurée par la coopération de ses deux branches centrales 44 et 46 avec des indentations correspondantes 48 et 50 formées sur les parois latérales du coulisseau. Les branches centrales incurvées 42 et 44 sont obtenues par découpage et cambrage de la partie médiane de lame élastique de forme allongée 30. L'effet de rappel élastique vers les deux positions stables est obtenu d'une part par la forme incurvée des branches centrales et d'autre part par les extrémités libres 52 de lame élastique 30. En effet ces extrémités libres sont alternativement en appui élastique sur deux renflements 54 du couvercle 20 ou sur les deux bornes de signalisation 24, selon que le coulisseau occupe sa première position stable ou sa seconde position stable. Conformément à l'invention, la lame métallique 30 faisant fonction de lame de contact mobile prend appui par ses extrémités 52 sur les bornes de signalisation 54 lorsque le coulisseau occupe sa deuxième position stable.Dans cette position le circuit de signalisation est fermé tandis que le circuit de puissance est ouvert. Conformément à l'inventions le disjoncteur comporte également des moyens de réarmement 56 permettant de ramener le coulisseau vers sa première position stable en agissant a l'encontre de l'effort exercé par les moyens de rappel élastique qui tendent à le maintenir dans la seconde position stable qu'il occupe à l'issue du déclenchement. Les moyens de réarmement sont constitués par un levier du premier type 56 monté pivotant dans le bottier 10 par deux demi-axes 58 qui pénètrent chacun dans un des deux orifices de montages 60 formés dans les deux demi boiitiers 12 et 14. L'axe de pivotement du levier de réarmement 56 est ainsi perpendiculaire au plan de la feuille (en considérant la figure 1) c'est à dire perpendiculaire au plan parallèlement auquel s'étendent le bilame 28 et la lame élastique 30. Le levier 56 peut pivoter librement dans un dégagement, constitué par deux demi-dégagements complémentaires 62 formes dans les demi-boftiers I et 44, qui se prolongent par une fenêtre 64 formée dans le couvercle 2. Une première extrémité 66 du levier 56 présente la forme d'une rotule cylindrique qui pénètre dans une lumière transversale 68 du coulisseau afin d'assurer la liaison fonctionnelle entre le coulisseau 32 et le levier 56. 6face aux dégagements 69 et a la fenêtre 64, la seconde extrémité 70 du levier 56 est accessible depuis I 'extérieur du boftier afin d'effectuer la réarmement ou pour ouvrir manuellement le circuit de puissance c'est a dire pour déclencher mécaniquement le disjoncteur. Dans ce but la seconde extrémité comporte une fente 72 dans laquelle l'extrémité d'un outil peut etre introduite. La seconde extrémité se prolonge par un appendice 74 qui obture la fenêtre 64 lorsque le disjoncteur est en position enclenchée. Les deux positions extrêmes du levier 56. sont définies par les deux positions extrêmes stables du coulisseau 32 auquel il est lié par son extrémité 66. On décrira maintenant le fonctionnement du disjoncteur en partant de la position initiale, représentée a la demi-vue de gauche de la figure 1 et à la figure 2, dans laquelle le circuit de puissance est fermé. Si le courant traversant le circuit de puissance est inférieur ou égal au courant nominal de déclenchement, l'équilibre thermique rapidement atteint provoque une légère incurvation vers le haut de la portion médiane du bilame et des mouvements correspondants du coulisseau et du levier de réarmement. Cette flèche du bilame est toutefois insuffisante pour entrarner le basculement élastique de la lame 3O vers sa seconde position stable. Si le courant devient supérieur au courant nominal, la flèche du bilame augmente et provoque le basculement de la lame élastique qui simultanément assure, par le mouvement correspondant du coulisseau 36, l'ouverture du circuit de puissance et la fermeture du circuit de signalisation (demi-vue de droite de la figure 1). Le réarmement s'effectue en agissant sur le levier 56 de manière a provoquer un nouveau basculement de la lame élastique à deux positions stables 30 et aussi un rétablissement de la continuité électrique du circuit de puissance. Le disjoncteur qui vient d'être décrit est d'une structure particulièrement compacte permettant son implantation sur des plaques a circuits imprimés. Le réarmement se fait en accédant a la petite face latérale du disjoncteur ce qui facilite également son implantation dans des baies comportant des plaques de circuits imprimés très proches les unes des autres. I1 est également possible de rendre le disjoncteur totalement étanche afin d'en permettre le soudage en mode automatisé suivi d'une opération de lavage. L'étanchéité de la face inférieure pouvant être obtenu par une cruche de résine époy tandis que la fenêtre 64 peut être bouchée par un ruban adhésif pelable. Le disjoncteur présente par ailleurs une très grande rigidité diélectrique entre les deu circuits qui sont ainsi parfaitement isolés galvaniquement. Une variante (non représentée) à déclenchement très rapide peut être réalisée en adjoignant au disjoncteur un module de déclenchement électromagnétique agissant sur le coulisseau par des moyens de liaison mécanique constitués par exemple par un bras d'actionnement lié au coulisseau et pouvant coulisser de concert avec ce dernier grace à une fente prévue dans le bottier à cet effet. Selon une autre variante (non représentée) l'élément métallique 28 peut être constitué par une lame métallique réalisée dans un alliage Nickel-Titane. Ce type de matériau connu sous le nom d'alliage a mémoire thermique de forme présente l'avantage de posséder des caractéristiques de changement brusque de forme pour une élévation, ou une chute déterminée de la température du matériau. REVENDICATIONS 1) Disjoncteur caractérisé en ce qu'il comprend un bottier électriquement isolant (1) dans lequel est monté un coulisseau (32) qui peut coulisser entre deux positions extrêmes dans chacune desquelles il est maintenu par des moyens de rappel a deux positions stables (30) , deux polies fixes (22) d'un circuit de puissance pouvant être électriquement fermé par un organe de contact mobile (28) monté sur le coulisseau, un module de déclenchement (28) commandant le déplacement- du coulisseau, lorsque le circuit de puissance est traversé par un courant supérieur a un courant nominal de déclenchement, depuis sa première position stable dans laquelle le circuit de puissance est ouvert, et des moyens de réarmement (56) permettant de ramener le coulisseau vers sa première position stable. 2) Disjoncteur selon la revendication 1 caractérisé en ce que ledit organe de contact mobile (28) et ledit module de déclenchement sont constitués par un élément métallique déformable en fonction de la température. 3) Disjoncteur selon la revendication 2 caractérisé en ce que 1 'élément déformable (28) est une lame métal li que allongée couplée en son milieu au coulisseau (32) et dont les extrémités- (40) prennent appui sur lesdits pâles de puissance (22) lorsque le coulisseau est dans ladite première position. 4) Disjoncteur selon 1 'une quelconque des revendications i a 3 caractérisé en ce que lesdits moyens de rappel sont constitués par une lame élastique a deux positions stables (3fa) couplée en son milieu au coulisseau (32) et dont les e > : trémi tés (52) prennent appui dans ledit bottier (in). 5) Disjoncteur selon 1 'une quelconque des revendications 1 à 4 caractérisé en ce qu'il comprend également deux bornes fixes (24) d'un circuit de signalisation pouvant être électriquement fermé par une lame de contact mobile 6) Disjoncteur selon la revendication 5 prise en combinaison avec la revendication 4 caractérisé en ce que ladite lame élastique est une lame métallique (30) qui constitue ladite lame de contact mobile et en ce que ses extrémités (52) prennent appui sur lesdites bornes de signalisation (24) lorsque le coulisseau occupe l'une de ses deux positions stables 7) Disjoncteur selon la revendication 6 caractérisé en ce que ledit circuit de signalisation est fermé lorsque le coulisseau occupe sadite deuxième position stable. 8) Disjoncteur selon 1 'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que lesdits moyens de réarmement sont constitués par un levier du premier type (56) monté pivotant dans ledit boftierz dont une première extrémité (68) est liée audit coulisseau et dont l'autre extrémité (70) est accessible depuis l'extérieur du bottier pour permettre de ramenener le coulisseau dans sa première position. 9) Disjoncteur selon la revendication 8 caractérisé en ce que l'axe de pivotement dudit levier de réarmement est perpendiculaire au plan parallèlement auquel s'étend ledit élément déformable. 10) Disjoncteur selon l'une quelconque des revendications 5 a 9 caractérisé en ce que ledit organe de contact mobile t28) et ladite lame de contact mobile (30) sont respectivement fixés chacun au voisinage de 1 'une des extrémités axiales du coulisseau (36, 42). 11) Disjoncteur selon l'une quelconque des revendications 5 à 10 caractérisé en ce que ledit circuit de signalisation est isolé galvaniquement dudit circuit de puissance. 12) Disjoncteur selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que ledit bottier est constitué par deux demi-botiers complémentaires (12, 14)- comportant chacun un pôle de puissance (22), une borne de signalisation (94), des moyens de guidage (34) du coulisseau, et des moyens de montage (60) du levier de réarmement.