Brevet FR2623327A1 — publié le 19890519

La présente invention a pour objet un disjoncteur thermique pour plaque à circuits imprimés. Le document US-A-3.321.597 décrit et repré- sente un disjoncteur thermique du type comportant un boitier à l'intérieur duquel est monté coulissant longitudinalement un coulisseau qui délimite une chambre supérieure du boitier dans laquelle est monté un bilame à action brusque raccordé à l'une des deux bornes d'un circuit de puissance et portant un plot mobile en vis-à-vis duquel est agencé un plot fixe raccordé à la seconde borne du circuit de puissance, le coulisseau comportant une fenêtre à travers laquel- le s'étend le plot mobile pour venir en contact avec le plot fixe et immobiliser axialement le coulisseau, à l'encontre de l'effort qui lui est appliqué par un ressort de déclenchement agencé à l'extérieur du boltier, lorsque le disjoncteur est dans sa position enclenchée, le contact mobile étant dégagé de la fenêtre du coulisseau lorsque le disjoncteur est dans sa position déclenchée. Bien qu'il présente toutes les qualités de fonctionnement souhaitable quant à la protection du circuit de puissance, et qui soit notamment du type à déclenchement libre, c'est-à-dire que la protection du circuit de puissance continue d'être assurée même en cas de maintien en position enclenchée du bouton de réarmement, le disjoncteur proposé dans ce document est de dimensions trop importantes pour permettre son intégration en-grande série sur des plaques à circuits imprimés, et sa structure n'en permet pas un montage aisé. Le document US-A-4.068.203 décrit un disjon- cteur thermique du même type dans lequel le coulisseau sépare le boitier en deux chambres longitudinales dans une desquelles est agencé un bilame du type Taylor décrit d'une façon générale dans le document GB-B-657.434 qui procure d'excellentes performances de déclenchement en cas de surtension. Toutefois ce document décrit et représente un disjoncteur de très grandes dimensions qui ne permet en aucun cas son intégration sur une plaque à circuits imprimés et dont la structure interne est particulièrement complexe et coûteuse à réaliser. Le document FR-A-2.543.734 décrit un disjon- cteur thermique de petites dimensions pour plaque à circuits imprimés qui comprend deux bornes fixes d'un circuit de puissance ainsi qu'un contact fixe d'un circuit de signalisation. Toutefois le circuit de si- gnalisation n'est pas isolé électriquement du circuit de puissance puisqu'il utilise une borne de ce dernier en cas de déclenchement du disjoncteur. De plus, contrairement au dispositif décrit dans les deux pre- miers documents mentionnés plus haut, ce disjoncteur n'est pas du type à déclenchement libre. Afin de remédier aux inconvénients des dispositifs connus qui viennent d'être mentionnés, la présente invention propose un disjoncteur thermique pour plaque à circuits imprimés essentiellement caractérisé en ce qu'il comporte un circuit électrique de signalisation du déclenchement du disjoncteur isolé électriquement du circuit de puissance. Selon d'autres caractéristiques de l'inven- tion: 30. - le circuit de signalisation comporte deux contacts fixes agencés dans le boitier, espacés longi- tudinalement et avec lesquels coopère un contact mobile monté sur le coulisseau; - les contacts fixes de signalisation sont constitués par deux lames métalliques coplanaires faisant saillie transversalement à l'intérieur du bottier, le contact mobile étant un élément en forme de pince élastique dont les mors en vis-à-vis coopé- rent avec les faces opposées des lames; - le boîtier comporte' une cloison transver- sale qui divise la chambre inférieure du boútier en une première cavité longitudinale dans laquelle est agencé le circuit électrique de signalisation, et une seconde cavité longitudinale contigue dans laquelle est agencé le plot fixe; - de préférence les deux contacts fixes du circuit de signalisation sont agencés dans la première cavité longitudinale à l'intérieur de laquelle s'étend un prolongement inférieur du coulisseau sur lequel est monté le contact mobile, le ressort de déclenchement pouvant être constitué par un ressort de compression agencé dans la première cavité longitudinale et pre- nant appui d'une part sur la cloison transversale et -20 d'autre part sur une face en vis-à-vis du prolongement inférieur du coulisseau. Afin de constituer un témoin visuel du déclenchement du disjoncteur et d'en permettre son réarmement manuel, le coulisseau comporte un bouton longitudinal de réarmement disposé en vis-à-vis d'ouvertures correspondantes formées dans le boútier et dans le capot entourant ce dernier, à travers lesquelles il fait saillie vers l'extérieur lorsque le disjoncteur est dans sa position déclenchée. L'assemblage et la réalisation d'un disjoncteur de ce type de très petites dimensions sont ainsi rendus possibles notamment par le fait que le boitier peut être constitué par deux demi-boitiers, séparés par un plan longitudinal perpendiculaire à la face inférieure d'appui du disjoncteur sur la plaque à circuits imprimés, et coiffés par le capot, i'un des deux demi-boitiers portant les deux contacts fixes de signalisation et l'autre portant les deux bornes du circuit de puissance. La liaison définitive entre les deux demi- boitiers et le capot peut être assurée au moyen d'une couche de revêtement adhésif et d'étanchéité appliquée à la face inférieure du disjoncteur. Cette couche protège l'ensemble des composants internes du disjon- cteur contre les remontées de flux lors de l'opération de soudage du disjoncteur sur une plaque à circuits imprimés, par exemple au moyen d'un procédé de soudage dit "à la vague" En outre le disjoncteur peut être rendu "lavable' par la mise en place, avant les opérations de soudage et de lavage, d'une portion de ruban adhésif amovible-qui obture l'ouverture formée dans le capot. La portion de ruban adhésif doit normalement être enlevée avant la mise en service du disjoncteur toutefois si l'utilisateur omettait d'enlever le ruban, la longueur du bouton de réarmement est telle qu'elle permet une ouverture protégée du circuit de puissance en présence de la portion de ruban adhésif. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la descrip- tion détaillée qui va suivre pour la compréhension de laquelle on se reportera aux dessins annexés dans lesquels: - La figure 1 est une vue en perspective d'un disjoncteur réalisé conformément aux enseigne- ments de la présente invention, dont une partie du capot et du boitier ont été arrachées, et qui est représenté en position enclenchée; - la figure 2 est une vue similaire à celle de la figure I dans laquelle le disjoncteur est représenté en position déclenchée; - la figure 3 est une vue en coupe longitu- dinale selon la ligne 3-3 de la figure 9, le disjonc- teur étant représenté en position enclenchée; - la figure 4 est une vue similaire à celle de la figure 3 dans laquelle le disjoncteur est représenté en position déclenchée; - les figures 5, 6, 7 et 8 sont des vues en section transversale selon les lignes 5-5, 6-6, 7-7 et 8-8 de la figure 3; - la figure 9 est une vue en coupe selon la ligne 9-9 de la figure 3 et; - la figure 10 est une vue en coupe selon la ligne 10-10 de la figure 3. Le, disjoncteur 12 représenté aux figures comporte une enveloppe 14, formant capot, de forme générale parallélépipédique rectangle. Le capot 14 enveloppe un boitier de dis- joncteur formé par deux demi-boitiers complémentaires 16 et 18 séparés par un plan longitudinal perpendi- culaire à la face inférieure plane 20 du disjoncteur correspondant à une plaque à circuits imprimés non représentée. L'appui du disjoncteur sur la plaque se fait par des parties en saillie 21 appelées pieds de lavage. Une pièce formant coulisseau 22, de forme générale plane allongée, divise l'espace interne délimité par les deux demi-boitiers 16 et 18 en une chambre supérieure 24 et une chambre inférieure elle-même divisée en deux cavités longitudinales 26 et 28 par une cloison transversale 30 formée pour l'es- sentiel dans le demi-boitier 16. Le demi-boitier 16, à gauche en considérant les figures 5 à 8, reçoit les deux bornes 32 et 34 prévues pour être reliées au circuit électrique de puissance que doit protéger le disjoncteur 12. La première borne 32 s'étend le long de la face latérale 36 du demiboitier 16 puis se prolonge à l'intérieur de la seconde cavité longitudinale 28 par une patte transversale 38 repliée à 90' qui porte le plot bimétallique fixe 40 du circuit de puissance. De la même manière la borne de puissance 34 s'étend verticalement le long de la face latérale 36 du demi-boitier 16 jusqu'à l'intérieur de la chambre supérieure 24. Dans cette chambre elle se prolonge par une patte transversale 42, repliée à 90', qui porte un bilame thermique 44 qui lui est fixé par un rivet métallique 46. Le bilame de Taylor 44 comporte un profil général sensiblementÀ rectangulaire à l'intérieur du- quel est formée une découpe en U de manière à consti- tuer un bras déformable bistable 48 qui porte à son extrémité libre leplot mobile bimétallique 50 du circuit de puissance.. Le coulisseau 22, réalisé en matériau élec- triquement isolant, de même que les demi-boitiers 16 et 18 ainsi que le capot 14, est pour l'essentiel constitué par une plaque rectangulaire 52 qui coulisse entre des parties planes en vis-à-vis des demi-boi- tiers 16 et 18 tels que par exemple les portions 54 à repérées sur les figures. Le coulisseau 22 coulisse ainsi axialement dans un plan parallèle à la face inférieure 20 du disjoncteur. La portion en forme de plaque 52 du coulis- seau 22 comporte une fenêtre rectangulaire 62 à l'in- térieur de laquelle s'étend le plot mobile 50 lorsque le disjoncteur est dans sa position enclenchée. Dans cette position le plot mobile 50 est en contact élec- trique avec le plot fixe 40 de manière à fermer le circuit de puissance auquel sont reliées les bornes 32 et 34. La face latérale de droite, en considérant les figures 1 à 4, du plot mobile 50 est en contact avec le bord en vis-à-vis de la fenêtre 62 du coulisseau 22 de manière à immobiliser axialement ce dernier à l'encontre de la force de déclenchement qui lui est appliquée par un ressort 64. Afin de permettre la miniaturisation du disjoncteur, le ressort 64 est un ressort hélicoïdal de compression agencé à l'intérieur de la première cavité longitudinale inférieure 26 et qui prend appui d'une part sur la face en vis-à-vis de la cloison transversale 30 et d'autre part un prolongement inférieur 66 s'étendant verticalement vers le bas depuis la plaque 52 et qui fait saillie à l'intérieur de la première cavité longitudinale 26. Conformément à l'invention, le demi-boitier de droite 18 porte deux contacts fixes 68 et 70 d'un circuit de signalisation de déclenchement du disjon- cteur. Les deux contacts fixes de signalisation 68 et sont agencés dans la première cavité longitudinale inférieure 26 du boitier et sont espacés longitudina- lement l'un de l'autre en délimitant entre eux une fente 72. Comme on peut le constater aux figures, les deux contacts fixes sont deux lames métalliques copla- naires faisant saillie transversalement à l'intérieur de la première cavité longitudinale inférieure 26 dans un plan parallèle à celui de la plaque 52. Chaque contact métallique fixe se prolonge verticalement hors du demi-boitier 18 pour se terminer à sa partie infé- rieure par une borne de raccordement 74 et 76 respec- tivement. Le prolongement inférieur 66 du coulisseau 22 comporte un prolongement latéral 78 qui constitue un réceptacle de forme parallélépipédique rectangle dont la face tournée en vis-à-vis des contacts fixes de signalisation 68 et 70 est ouverte. Le réceptacle 78 reçoit un contact mobile de signalisation 80 en forme de pince double dont les mors en vis-à-vis sont susceptibles de coopérer avec la lame métallique constituant le contact fixe de signalisation 70, lorsque le disjoncteur est dans sa position enclenchée représentée à la figure 1, ou avec les deux lames métalliques 68 et 70 lorsque le disjoncteur est dans sa position déclenchée représentée à la figure 2, de manière à établir un contact électrique de signa- lisation entre les bornes 74 et 76 du circuit de signalisation de déclenchement du disjoncteur. Le coulisseau 22 comporte un bouton de réarmement 82 qui s'étend longitudinalement en prolon- gement de la plaque 52, vers la gauche en considérant les figures. Dans la position assemblée du disjoncteur représentée aux figures, le bouton de réarmement 82 est disposé en vis-à-vis d'ouvertures correspondantes 84 et 86 formées respectivement dans les deux demi- boitiers 16 et 18 et dans le capot 14. Dans la posi- tion déclenchée du disjoncteur, le bouton 82 fait saillie à travers les ouvertures 84 et 86 vers l'extérieur comme on peut le constater aux figures 2 et 4. La fixation définitive des composants du disjoncteur à l'intérieur de l'enveloppe 14 et l'étanchéité de l'ensemble peut être assurée à l'aide d'une couche de revêtement adhésif et d'étanchéité, non représentée sur la figure, qui s'étend à la face inférieure d'appui 20 du disjoncteur 12. Afin de compléter cette étanchéité, et de permettre notamment une opération de lavage après soudage, le disjoncteur 12 peut, conformément à l'invention être muni d'une portion de ruban adhésif 88 représentée en traits mixtes à la figure 9 qui vient obturer l'ouverture 8,6 du capot 14. La portion de ruban adhésif 88 doit bien entendu être retirée du disjoncteur après l'opération de lavage. Toutefois afin d'assurer une plus grande sécurité pour l'utili- sateur, et au cas o ce dernier oublierait d'6ter la portion de ruban adhésif 88, le déclenchement du disjoncteur en cas de surintensité est néanmoins rendu possible. A cet effet, la longueur du bouton 82, est choisie en combinaison avec l'épaisseur "e" du capot 14, de manière à permettre néanmoins une course de déclenchement suffisante du coulisseau 22 jusqu'à la face avant 90 du bouton 82 vienne buter contre la portion de ruban adhésif 88. Comme on peut le constater aux figures 3 et 4, la plaque 52 comporte un second prolongement infé- rieur 92, rabattu à 9O' vers le bas. Ce second prolon- gement 92 a pour but d'assurer une très bonne protec- tion diélectrique entre les deux plots 40 et 50 du circuit de puissance dans la position déclenchée et notamment afin d'éviter un phénomène d'arc électrique entre ces deux éléments. On décrira maintenant brièvement le mode de fonctionnement classique du disjoncteur selon l'invention. En partant de la position enclenchée, re- présentée aux figures 1 et 3, et en cas de surinten- sité de puissance, cette dernière provoque un échauffement du bilame 44 jusqu'à ce que son bras 46 se déforme entrainant avec lui le plot mobile 50 verticalement vers le haut. Au cours de son déplace- ment le plot mobile 50 se dégage brusquement de la fenêtre 62 pour permettre, sous l'action du ressort de déclenchement 64, le coulissement brutal vers la gauche du coulisseau 22. Le coulisseau 22 se déplace jusqu'à ce que la face avant du prolongement inférieur 66 vienne en appui contre la face correspondante des deux demi-boitiers 16 et 18 comme cela est représenté aux figures 2 et 4. Dans la position déclenchée qui vient d'être atteinte, c'est une portion pleine de la partie en forme de plaque 52 qui est disposée entre les deux plots 40 et 50 du circuit de puissance, et qui les isole électriquement l'un de l'autre. Le bouton de réarmement 82 fait alors saillie hors de l'enveloppe en forme de capot 14 afin de permettre le réarmement manuel du disjoncteur 12. L'opération de réarmement se fait simplement en agissant sur le bouton de réarmement 82, vers la droite en considérant les figures 2 et 4, à l'encontre de l'effort exercé par le ressort de compression 64, jusqu'à ce que le plot mobile 50 pénètre à nouveau dans la fenêtre 62 du coulisseau 22 de manière à immo- biliser axialement le coulisseau. On comprend aisément, que dans le cas o le défaut, ayant provoqué une surintensité puis le déclenchement du disjoncteur, n'a pas disparu, le réarmement par poussée sur le bouton 82 du coulisseau 52 jusqu'à une position de butée de son rebord 92 dans la paroi correspondante du capôt 14 amène la lumière 62 en regard du plot mobile 50 et lui permet ainsi librement soit de venir en contact sur le plot fixe 40 correspondant à la position enclenchée soit au con- traire en cas de surintensité d'ouvrir le circuit par éloignement brusque du plot mobile par rapport au plot fixe. La fonction de protection du disjoncteur conti- nue donc d'être assurée même si le dispositif de réarmement est maintenu volontairement ou non en position enclenchée. REVENDICATIONS 1. Disjoncteur thermique (12) pour plaque à circuits imprimés du type comportant un capot (14) recevant un boîtier (16-18) de forme complémentaire, à l'intérieur duquel est monté coulissant longitudinalement un coulisseau (22) qui délimite une chambre supérieure (24) du bottier dans laquelle est monté un bilame à action brusque (44) raccordé à l'une (34) des deux bornes d'un circuit de puissance et portant un plot mobile (50), et une chambre inférieure (26-28) dans laquelle est agencé, en vis à vis du plot mobile (50), un plot fixe (40) raccordé à la seconde borne (32) du circuit de puissance, le coulisseau comportant une fenêtre (62) à travers laquelle s'étend le plot mobile (50) pour venir en contact avec le plot fixe (40) et immobiliser axialement le coulisseau (22), à l'encontre de l'effort qui lui est appliqué par un ressort de déclenchement (64) prenant appui dans le boîtier (16-18), lorsque le disjoncteur est dans sa position déclenchée,.caractérisé en ce qu'il comporte un circuit électrique de signalisation (68-70) du déclenchement du disjoncteur isolé électriquement du circuit de puissance.. 2. Disjoncteur selon la revendication 1, caractérisé en ce que le circuit de signalisation comporte deux contacts fixes de signalisation (68-70) agencés dans le boitier, espacés longitudinalement et avec lesquels coopère-un contact mobile (80) monté sur le coulisseau (22). 3. Disjoncteur selon la revendication 2, caractérisé en ce que les contacts fixes de signalisa- tion sont constitués par deux lames métalliques copla- naires (68-70) faisant saillie transversalement à l'intérieur du boîtier (26) et en ce que le contact mobile (80) est un élément en forme de pince élastique dont les mors en vis à vis coopèrent avec les faces opposées desdites lames. 4. Disjoncteur selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce-que le boútier comporte une cloison transversale (30) qui divise la chambre inférieure en une première cavité longitudina- le (26) dans laquelle est agencé le circuit électrique de signalisation (68-70) et une seconde cavité longi- tudinale (28) contigue dans laquelle est agencé le plot fixe (40). 5. Disjoncteur selon la revendication 4, prise en combinaison avec l'une des revendications 2 ou 3, caractérisé-en ce-que les deux contacts (68-70) du circuit de signalisation sont agencés dans la première cavité longitudinale (26) à l'intérieur de laquelle s'étend un prolongement inférieur (66) du coulisseau (22) sur lequel est monté le contact mobile (80). 6. Disjoncteur selon la revendication 5. caractérisé en ce que le ressort de déclenchement ú64) est un ressort de compression agencé dans la première cavité longitudinale (26) et prenant appui d'une part sur la cloison transversale (30) et d'autre part sur une face en vis à vis du prolongement inférieur (66) du coulisseau. 7. Disjoncteur selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que le coulisseau (22) comporte un bouton longitudinal de réarmement (82) disposé en vis à vis d'ouvertures correspondantes (84-86) formées dans le boîtier et dans le capot (14) à travers lesquelles il fait saillie vers l'extérieur lorsque le disjoncteur est dans sa position déclenchée. 8. Disjoncteur selon l'une quelconque des revendications 2 à 7 caractérisé en ce que le boútier est constitué par deux demi-boitiers (26-28), séparés par un plan longitudinal perpendiculaire à la face inférieure (20) du disjoncteur correspondant à la plaque à circuits imprimés, et coiffés par ledit capot, l'un (18) des deux demi-boitiers portant les deux contacts fixes de signalisation (68-70) et l'autre (18) portant les deux bornes (32-34) du circuit de puissance. 9. Disjoncteur selon la revendication 8 caractérisé en ce que la liaison définitive entre les deux demi-boitiers (16-18) et le capot (14) est assu- rée au moyen d'une couche de revêtement adhésif et d'étanchéité appliquée à la face inférieure du disjon- cteur. 10. Disjoncteur selon l'une quelconque des revendications 7 à 9 caractérisé en ce qu'il comporte une portion de ruban adhésif (88) amovible qui obture ladite ouverture (86) formée dans le capot (14), et en ce que la longueur du bouton de réarmement (82) est telle qu'elle permet une ouverture protégée du circuit de puissance en présence de ladite portion de ruban adhésif.