Brevet FR2622739A1 — publié le 19890505

L'invention concerne un déclencheur à maintien magnétique pour interrupteur automatique basse tension, en particulier pour interrupteur différentiel, consistant en un circuit de fer de forme générale en U, avec deux noyaux polaires se dressant sur une base, une palette mobile par rapport aux deux noyaux polaires, un aimant de maintien coopérant avec le circuit de fer afin de créer un flux magnétique de retenue de la palette, au moins en enroulement disposé sur l'un des noyaux polaires et destiné à affaiblir le flux de maintien, ainsi qu'un bottier en deux parties logeant les éléments cités plus haut et présentant un joint de séparation dans un plan horizontal par rapport aux deux noyaux polaires. On connatt de tels déclencheurs à maintien magnétique, par exemple d'après le document EP-A-O 154 619 et le dépôt de brevet allemand P 36 40 971.5. Dans ces déclencheurs, la palet- te peut basculer sur la surface frontale d'un des noyaux polai- res au moyen d'un pivot en matériau non magnétique, laiton en particulier, et repose dans la position de veille sur la surfa- ce frontale du second noyau polaire sous l'influence du flux de maintien et en opposition à la force de traction d'un ou de plusieurs ressorts de déclenchement tendus à la platine de bas- culement. Lorsque dans le cas de déclenchement, le flux de maintien se trouve affaibli sous l'action de l'enroulement par- couru par un courant opposé, le déclencheur bascule sous l'in- Z5 fluence du ressort de rappel vers la position d'ouverture, et actionne par l'intermédiaire d'un poussoir traversant et cou- lissant dans la paroi- supérieure du bottier, le mécanisme de déclenchement de l'interrupteur. D'autres formes de construction auxquelles se réfère éga- lement l'invention, fonctionnent avec des palettes appliquées latéralement aux noyaux polaires et basculant horizontalement. En outre, la palette peut Otre prévue mobile linéairement vers le haut ou latéralement. Le point commun à tous ces modes de construction de dé- clencheurs, c'est que les pièces mobiles sont situées dans la partie supérieure du bottier, dont le joint de séparation se trouve dans les déclencheurs connus plus ou moins proche de la base du bottier, pour des raisons de montage. L'assemblage des diverses pièces et leur montage dans le boîtier s'effectuent par utilisation de moyens de liaison clas- siques tels que boulons et écrous, rivets, ou encore par colla- ge, étant précisé que plusieurs de ces moyens peuvent tre em- ployés en parallèle. Or il s'est avéré que lors de la fabrication de tels dé- clencheurs à maintien magnétique, deux sérieux inconvénients apparaissent ensemble ou séparément, à savoir: - l'encrassement de l'appareil lors de la fabrication, I0 par exemple par les limailles en cours de rectification des sur- faces polaires ou par d'autres particules de matériaux; - la vulnérabilité des composants à la corrosion. En outre, les procédés d'assemblage et de montage dans le bottier sont complexes et exigent beaucoup de temps, sans cepen- dant garantir une sécurité suffisante contre un desserrage for- tuit pendant la durée de service. L'invention a pour objet par conséquent de réaliser un déclencheur à maintien magnétique dont le montage soit simple et qui puisse être consciencieusement nettoyé sans risques pour les composants, avant la fermeture du boîtier, le danger de corro- sion étant d'autre part sérieusement diminué. Conformément à l'invention, le problème a été résolu par le fait que le joint de séparation est prévu à proximité des extrémités supérieures des noyaux polaires, et que la partie inférieure du boîtier avec les composants qui y sont logés est remplie de résine à mouler. En variante à la deuxième partie de la solution, suivant l'invention, le problème peut aussi être résolu par le fait que le joint de séparation étant prévu à proximité des extrémités supérieures des noyaux polaires, la partie inférieure du bottier est constituée d'un bloc de résine moulée, dans laquelle les composants de la partie inférieure sont enrobés. Grâce à l'invention, le volume d'air emprisonné dans le bottier est notablement réduit, et des composants risquant la corrosion comme la plus grande partie du circuit de fer et de l'enroulement, ainsi que l'aimant permanent, sont protégés con- tre la corrosion grace à l'enrobage de résine. Simultanément ces composants restent assemblés fiablement même après une longue durée de service, et peuvent être nettoyés correctement, après 3 Z 2622739 le montage et l'enrobage de résine, par simple trempage dans un bain de dégraissage et/ou par soufflage à l'air comprimé. Simultanément, le montage du déclencheur se trouve consi- dérablement simplifié grâce à l'élimination des moyens mécani- ques d'assemblage ou des procédés spéciaux de soudage ou de col- lage, ce qui représente notamment un avantage lorsque selon une première caractéristique d'exécution de l'invention, le déclen- cheur à maintien magnétique est pourvu d'une platine de retenue ou de pivotement en matériau non magnétique tel que la tale de [0 laiton, servant de support à la palette et/ou à tendre le res- sort de rappel, étant donné que dans ce cas, l'élément de rete- nue ou de pivotement est solidarisé avec le noyau de fer par le remplissage de résine à mouler. Selon une autre caractéristique d'exécution avantageuse [5 de l'invention, la résine à mouler est d'un type qui de préfé- rence se distingue par les propriétés suivantes: - faible viscosité lors de la coulée, - durcissement rapide, - absence de gaz corrosifs, W0 - pas, ou du moins peu de dégagement de chaleur lors de la polymérisation, - élasticité suffisante après la polymérisation afin d'é- viter des contraintes mécaniques sur les pièces noyées, en particulier lors des variations de température, !5 - conservation de l'élasticité sur toute la plage des températures de service. Les résines à mouler possédant ces propriétés sont essen- tiellement les élastomères, le polyuréthane étant particulière- ment approprié. Selon l'invention, utilisant une partie inférieure de bottier remplie de résine, il est par ailleurs avantageux que cette partie inférieure soit d'un plastique dont le coefficient de dilatation thermique est proche de celui des noyaux de fer, de façon à ne pas exercer de fortes contraintes sur celui-ci par $5 l'intermédiaire de la résine à mouler. De telles résines, selon une autre caractéristique de l'invention, peuvent servir simultanément de matériau imperméa- ble pour l'étanchéité du joint de séparation entre les parties de bottier, du fait que la partie inférieure du bottier présente sur le bord de séparation une rigole périphérique ouverte vers le haut, destinée à recueillir lors du remplissage la résine en excès qui déborde, servant alors de joint d'étanchéité. Une autre caractéristique encore, concernant une exécu- tion avantageuse de l'invention, prévoit que les conducteurs de raccordement de l'enroulement ou des enroulements, sont conduits à l'extérieur par un orifice à la base du bottier inférieur, rendu étanche par la résine. De ce fait, d'une part on maintient une étanchéité impeccable des entrées de courant et d'autre part, grâce à l'enrobage de résine, on évite des courbures méca- niques aig es des conducteurs lors de leur branchement, avec comme conséquence une rupture possible. Un procédé- de fabrication avantageux d'un tel déclencheur est caractérisé selon l'invention par le fait que le circuit de fer, l'aimant permanent, l'enroulement électrique et le cas échéant la platine de retenue ou de pivotement, sont tout d'abord fixés en position correcte dans la partie inférieure du bottier, respectivement à l'intérieur d'un moule, la résine étant ensuite déversée dans la partie inférieure du bottier. Pour la fixation, on utilise de préférence un adhésif à action rapide, en particulier du cyanoacrylate. En combinaison avec la caractéristique d'exécution indi- quée plus haut prévoyant une rigole périphérique sur le bord de séparation de la partie inférieure du bottier, il est prévu que la résine est déversée lors du remplissage jusqu'à un niveau tel, qu'elle déborde dans la rigole. Un exemple de réalisation de l'invention sera exposé plus loin au moyen du dessin annexé, qui représente une coupe verti- cale d'un déclencheur à maintien magnétique conçu et réalisé conformément à l'invention. Sur le dessin, le bottier désigné par le repère 10 com- prend une partie inférieure 11 et une partie supérieure 12, en- tre lesquelles se trouve un joint de séparation 13. Un circuit de fer 14 en forme de U, consistant de préfé- rence en ferronickel, est posé par sa base 15 sur des saillies 16 du fond de bottier, et s'étend vers le haut par ses deux noyaux polaires 17, 18, au-dessus du plan du joint de sépara- tion. Le noyau polaire 17 porte une bobine 19 avec un enroule- ment d'excitation, dont les conducteurs de branchement 20 tra- versent un orifice 21 au fond de la partie inférieure 11 du boit- tier. Les surfaces frontales des deux noyaux-polaires 17, 18, sont situées dans un m me plan horizontal et sont rectifiées. Du côté extérieur du noyau polaire 18 -se trouve l'appendice 22 d'une platine en laiton 23 ayant plusieurs languettes repliées servant de pivot et de retenue, et qui au milieu porte une ou- 0 verture pour la palette 24; cette dernière pivote sur des lan- guettes 25 disposées de chaque côté de l'ouverture en biais, à la surface frontale du noyau polaire 18. La palette 24 porte à sa partie supérieure un bras de levier 26, soumis à l'action d'un ressort de traction 28 tendu à un appendice 27 de la plati- ne de retenue et de pivotement 23. Le noyau polaire 18 est divisé (de façon non illustrée) et loge entre ses deux parties un aimant permanent 29, qui repo- se par son pèle inférieur sur un prolongement médian 30 de la base 15 du circuit de fer 14, et qui par son pale supérieur est 0 limité à une distance telle de la palette, que le flux magnéti- que engendré par l'aimant permanent 29 ferme un circuit magnéti- que de maintien lorsque, en position de veille, la palette 24 est rabattue sur l'autre surface polaire 17, et qu'elle y reste maintenue avec une force supérieure à celle exercée par la trac- :5 tion de déclenchement du ressort de rappel 28. Si par contre, l'enroulement d'excitation de la bobine 19 est parcouru par un courant affaiblissant le flux de maintien, la force du ressort de rappel 28 est prédominante, et la palette 24 bascule sous l'influence de ce ressort de rappel en position d'ouverture in- O0 diquée dans la figure, en actionnant un poussoir 31 coulissant dans la partie supérieure 12 du bottier, position dans laquelle le poussoir 31 actionne de son cOté le mécanisme de coupure (non représenté) de l'interrupteur. Comme visible sur la figure, toute la partie inférieure du bottier avec les composants qui y sont logés, est remplie jusqu'à la ligne de niveau 32 du bord supérieur de la partie inférieure du bottier 11 de résine à mouler, telle que le polyu- réthane de préférence, qui emprisonne tous les composants montés dans la partie inférieure du bottier après expulsion de la ré- 6 2622739 serve d'air s'y trouvant précédemment, et qui simultanément obture l'orifice 21 servant de traversée des conducteurs de branchement 20. Avant le remplissage de résine, le circuit de fer 14 avec la bobine 19 est amené en position correcte dans la partie infé- rieure du bottier, et la platine de retenue et de pivotement 23 est fixée au noyau polaire 18 au moyen d'un adhésif à action rapide, de préférence du cyanoacrylate, afin que les composants soient maintenus en bonnes positions réciproques lors du rem- plissage. Sur le bord de séparation de la partie inférieure Il du bottier est prévue une rigole périphérique 33 ouverte vers le haut, dans laquelle lors du remplissage de la partie inférieure du bottier, la résine peut déborder en formant ainsi un joint- périphérique, sur lequel vient se poser le bord de séparation de la partie supérieure du bottier lors de la fermeture du bottier. La partie inférieure du bottier est pourvue d'appendices en forme de chevilles 34, qui s'insèrent dans des orifices pré- vus au bord de séparation de la partie inférieure du bottier et qui sont ensuite rivetés. Au cas o le bottier est réalisé en matière thermoplastique, ce qui paraTt judicieux, l'opération de rivetage des appendices 34 peut être exécutée par une brève fu- sion. D'après l'exemple d'exécution de la découverte décrite précédemment, on voit bien qu'il est alors possible de remplacer la partie inférieure du bottier par un moule approprié recevant les pièces et la résine de manière à obtenir après polymérisa- tion et démoulage, un ensemble compact adaptable à la partie supérieure du bottier. REVENDICATIONS 1. Déclencheur à maintien magnétique pour interrupteur autocmatique basse tension, en particulier pour interrupteur dif- férentiel, consistant en un circuit de fer de forme générale en U, avec deux noyaux polaires se dressant sur une base, une pa- lette mobile par rapport aux deux noyaux polaires, un aimant de maintien coopérant avec le circuit de fer afin de créer un flux magnétique de retenue de la palette, au moins un enroulement disposé sur l'un des noyaux polaires et destiné à affaiblir le flux de maintien, ainsi qu'un bottier en deux parties logeant 0 les éléments cités plus haut et présentant un joint de sépara- tion dans un-plan horizontal par rapport aux deux noyaux polai- res, caractérisé en ce que le joint de séparation (13) se trouve à proximité des extrémités supérieures des noyaux polaires (17, 18) et que la partie inférieure (11) du bottier, y compris les composants qui y sont logés (14, 19, 23, 29), est remplie de résine. 2. Déclencheur à maintien magnétique pour interrupteur automatique basse tension, en particulier pour interrupteur dif- férentiel, consistant en un circuit de fer de forme générale en o U, avec deux noyaux polaires se dressant sur une base, une pa- lette mobile par rapport aux deux noyaux polaires, un aimant de maintien coopérant avec le circuit de fer afin de créer un flux magnétique de retenue de la palette, au moins un enroulement disposé sur l'un des noyaux polaires et destiné à affaiblir le flux de maintien, ainsi qu'un bottier en deux parties logeant les éléments cités plus haut et présentant un joint de sépara- tion dans un plan horizontal par rapport aux deux noyaux polai- res, caractérisé en.ce que le joint de séparation (13) se trouve à proximité des extrémités supérieures des noyaux polaires (17, o 18) et que la partie inférieure (11) du bottier est formée d'un bloc de résine dans lequel les composants (14, 19, 23, 29) de la partie inférieure sont enrobés. 3. Déclencheur à maintien magnétique selon la revendica- tion 1 ou 2, avec une platine de retenue ou de pivotement en matériau non magnétique, comme en particulier la t8le de laiton, servant-de pivot à la palette et/ou de point d'attache d'un res- sort de rappel, caractérisé en ce que la platine de retenue ou 8 2622739 de pivotement (23) est maintenue fixée au circuit de fer (14) par le remplissage de résine. 4. Déclencheur à maintien magnétique selon les revendica- tions 1 ou 2, caractérisé en ce que la résine de remplissage possède les propriétés suivantes: - faible viscosité lors de la coulée, - durcissement rapide, - absence de gaz corrosifs, - pas, ou du moins peu de dégagement de chaleur lors de la polymérisation, - élasticité suffisante après la polymérisation afin d'é- viter des contraintes mécaniques sur les pièces noyées, en particulier lors des variations de température, - conservation de l'élasticité sur toute la plage des températures. 5. Déclencheur à maintien magnétique selon la revendica- tion 4, caractérisé en ce que la résine déversée est un élasto- mère. 6. Déclencheur à maintien magnétique selon la revendica- tion 5, caractérisé en ce que la résine déversée est du polyuré- thane. 7. Déclencheur à maintien magnétique selon l'une des revendications 1 ou 3 à 6, caractérisé par le fait que la partie inférieure du boîtier est réalisée en matériau plastique ayant un coefficient de dilatation thermique voisin de celui des pièces magnétiques. 8. Déclencheur à maintien magnétique selon la revendication 1 ou l'une des revendications 3 à 7, caractérisé par le fait que la partie inférieure (11) du bottier présente sur le bord de séparation une rigole périphérique (33) ouverte vers le haut, destinée à recueillir lors du remplissage la résine en excès qui déborde, servant alors de joint d'étanchéité. 9. Déclencheur à maintien magnétique selon la revendication 1 ou l'une des revendications 3 à 8, caractérisé par le fait que les conducteurs de raccordement (20) de l'enroulement ou des enroulements sont conduits à l'extérieur par un orifice (21) à la base du bottier inférieur (11), rendu étanche par la résine. 10. Procédé de fabrication d'un déclencheur à maintien magnétique selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le circuit de fer, l'aimant permanent, l'enroulement électrique et le cas échéant la platine de retenue ou de pivotement sont tout d'abord fixés en position correcte à l'intérieur de la partie inférieure (11), respectivement à l'intérieur d'un moule du bottier, la résine étant ensuite déversée dans la partie inférieure (11) du bottier, respectivement du moule. D 11. Procédé de fabrication selon la revendication 10, caractérisé par le fait que pour la fixation on utilise un adhésif à action rapide. 12. Procédé de fabrication selon l'une des revendications ou 11 pour la réalisation d'un déclencheur à maintien magnétique conforme à la revendication 8, caractérisé par le fait que lors du remplissage de la partie inférieure (11) du bottier, la résine est déversée jusqu'à un niveau tel qu'elle déborde dans la rigole.