Brevet FR2665797A1 — publié le 19920214

DISJONCTEUR À BO TIER MOULÉ MODULE D'ALARME À SONNERIE La tendance dans l'industrie de protection de circuits est actuellement à la protection complète de circuits, qui est accomplie par lradjonction d'appareils de protection supplémentaires à des dispositifs classiques de protection en surintensité, tels que des disjoncteurs à boîtier moulé Dans le passé, quand de tels appareils auxiliaires de protection ou d'autres accessoires de disjoncteur étaient combinés à un disjoncteur classique, les accessoires étaient habituellement installés à la demande au moment de la fabrication Le dispositif de protection combiné, lorsqu'il était installé ultérieu- rement sur le lieu d'utilisation, n'était pas extérieu- rement accessible pour une inspection, un remplacement ou une réparation sans détruire l'intégrité des parties15 internes du disjoncteur Un exemple d'un tel accessoire de disjoncteur installé à la fabrication est décrit dans le brevet des Etats-Unis d'Amérique N O 4297663 intitulé "Circuit Breaker Accessories Packaged in a Standardized Molded Case". Un exemple plus récent d'un disjoncteur compre- nant des accessoires supplémentaires est décrit dans le brevet des EtatsUnis d'Amérique No 4622444 intitulé "Circuit Breaker Housing and Attachment Box" qui permet aux accessoires d'être installés sur le lieu d'utilisation à l'intérieur du disjoncteur sans interférer avec l'inté- grité des composants internes du disjoncteur Ceci est réalisé en montant les accessoires dans un logement formé dans le couvercle du boîtier du disjoncteur. Un déclencheur électronique qui est monté dans le boîtier du disjoncteur est décrit dans le brevet des Etats-Unis d'Amérique N 04679019 intitulé "Trip Actuator for Molded Case Circuit Breakers" Le déclencheur du disjoncteur répond à des signaux de déclenchement générés par un circuit de déclenchement électronique entièrement compris dans un circuit intégré tel que celui décrit dans le brevet des Etats-Unis d'Amérique N O 4589052 La concep- tion d'un déclencheur combiné de protection en surinten- sité et ayant une fonction d'accessoire est décrit dans le brevet des Etats-Unis d'Amérique N O 4700161 intitulé "Combined Trip Unit and Accessory Module for Electronic Trip Circuit Breakers". Un module accessoire à déclencheur à shunt permet au mécanisme du disjoncteur d'être articulé pour séparer les contacts du disjoncteur, habituellement pour effectuer une fonction de déclenchement pour la commande et la protection électrique d'un système Un tel module accessoire à déclencheur à shunt est décrit dans le brevet des Etats- Unis d'Amérique N O 4786885 intitulé "Molded Case Circuit Breaker Shunt Trip Unit" Un module accessoire d'interrupteur auxiliaire permet à un opérateur de déter- miner les conditions "fermé" ou "ouvert" des contacts d'un disjoncteur à boîtier moulé placé en un endroit éloigné, au moyen d'une alarme audible ou d'un affichage visible. Un tel module d'interrupteur auxiliaire est décrit dans le brevet des Etats-Unis d'Amérique NI 4794356 intitulé "Molded Case Circuit Breaker Auxiliary Switch Unit" Un exemple plus récent d'un dispositif combinant un déclen- cheur en surintensité et un module accessoire multiple est décrit dans le brevet des Etats-Unis d'Amérique No 4788621 intitulé "Molded Case Circuit Breaker Multiple Accessory Unit" dans lequel le dispositif nécessite un logement de montage séparé dans le couvercle du disjoncteur pour abriter le circuit imprimé qui supporte le circuit de commande d'accessoire. Le brevet des Etats-Unis d'Amérique N O 4806893 décrit un module d'accessoire et d'actionnement de disjoncteur à boîtier moulé dans lequel le déclencheur en surintensité intégré et le module accessoire multiple comprenant l'électronique de commande et des composants d'une interface mécanique sont contenus dans une seule structure montée dans un seul logement. Ci-après, par "disjoncteur électronique" on entendra un disjoncteur à boîtier moulé contenant un module de déclenchement électronique dans un boîtier commun au mécanisme d'actionnement et aux contacts inter- ruptibles Un module d'alarme à sonnerie est un accessoire utile lorsqu'un tel disjoncteur électronique est utilisé dans un environnement industriel et lorsqu'il est impor- tant de savoir quand un élément d'un équipement de fabri- cation a été mis hors tension à la suite d'une inter- ruption de l'alimentation électrique par une intervention manuelle ou automatique Il se présente un problème d'espace disponible lorsqu'on veut prévoir un disjoncteur électronique avec un module d'alarme à sonnerie quand le disjoncteur électronique comprend déjà plus d'un dispo- sitif accessoire Souvent, un utilisateur doit sélec- tionner des accessoires au détriment d'autres en raison de l'espace disponible. Le brevet des Etats-Unis d'Amérique No 4939490 intitulé "Molded Case Circuit Breaker Bell Alarm Unit" décrit un module compact d'alarme à sonnerie qui est fixé sur le côté du dispositif combinant le module de déclen- chement et le module accessoire décrit dans le brevet des Etats-Unis d'Amérique N O 4700161 Le module d'alarme à sonnerie est relié à une alarme à sonnerie éloignée au moyen de trois fils conducteurs qui peuvent s'étendre sur une distance considérable à partir de l'emplacement du disjoncteur Cette importante longueur de fils conducteurs entraîne d'importantes contraintes au niveau des connexions entre les extrémités des fils conducteurs et les cosses de connexion sur le microrupteur utilisé dans le module d'alarme à sonnerie En encapsulant les connexions et le microrupteur, on diminue peu les contraintes au niveau des connexions Sur de longues périodes d'utilisation continue, les fils conducteurs deviendraient plus lâches dans la matière plastique et exerceraient des contraintes plus importantes sur les connexions électriques Tous les brevets américains susmentionnés qui représentent le dernier état de la technique seront considérés ici comme connus. Un objet de la présente invention est de prévoir un module d'alarme à sonnerie qui est montable sur des modules de déclenchement et d'accessoire, qui ne génère pas de contraintes au niveau des connexions électriques entre les fils conducteurs et les cosses de connexion du microrupteur. Selon la présente invention, dans un module d'alarme à sonnerie comprenant un microrupteur et des fils conducteurs externes connectés au microrupteur, on limite les contraintes au niveau des connexions électriques entre le microrupteur et les conducteurs électriques au moyen d'une carte de circuit imprimé intermédiaire La carte de circuit imprimé, le microrupteur et les extrémités des fils conducteurs sont alors encapsulés pour former un boîtier de module d'une seule pièce. Ces objets, caractéristiques et avantages ainsi que d'autres de la présente invention seront illustrés plus en détail dans la description suivante de modes de réalisation particuliers faite en relation avec les figures jointes parmi lesquelles: la figure 1 représente une vue en perspective de dessus d'un disjoncteur électronique comprenant le module d'alarme à sonnerie selon la présente invention; la figure 2 représente une vue explosée de dessus en perspective du disjoncteur de la figure 1 avec sa fiche de détermination de courant nominal, son module de déclenchement, son module d'accessoire et d'action- nement et son couvercle d'accessoire; la figure 3 représente une vue explosée de dessus en perspective de module d'accessoire et d'action- nement de la figure 2 avec son module d'alarme à son- nerie; et la figure 4 est une vue de dessus agrandie en perspective du module d'alarme à sonnerie de la figure 3 avant son montage et son encapsulation. Un disjoncteur électronique 10 ayant un cou- vercle moulé en matière plastique 12 fixé sur un boîtier moulé en matière plastique 11 est représenté à la figure 1 avec son couvercle d'accessoire 13 fixé sur le couvercle de disjoncteur au moyen de vis 14 Le boîtier comprend un dégagement de câblage 18 pour permettre la connexion externe à un interrupteur disposé à distance ou une alarme Une manette 19 du disjoncteur s'étend à partir d'une ouverture d'accès 20 formée dans le couvercle Une fiche de détermination de courant nominal 15 telle que décrite dans le brevet des Etats-Unis d'Amérique No 4728914 intitulé "Rating Plug Enclosure for Molded Case Circuit Breakers", est représentée comme étant montée dans 6 le couvercle d'accessoire et est connectée au module de déclenchement 23 Deux trappes d'accessoire 16, 17 sont formées dans le couvercle d'accessoire pour prévoir un accès au dispositif combinant l'actionneur électro- 5 magnétique et le module accessoire multiple 21, ci-après "module d'actionnement et d'accessoire", et à l'inter- rupteur auxiliaire 22 représenté derrière les trappes d'accessoire La fiche de détermination de courant nominal est montée dans un logement 26 formé dans le couvercle d'accessoire 13 et le couvercle d'accessoire est fixé sur le couvercle 12 du disjoncteur au moyen de vis 14, de trous traversants 8 et de filetages 9 comme cela est représenté à la figure 2. En se référant toujours à la figure 2, le module de déclenchement 23 du disjoncteur est représenté avant son insertion dans son logement 25 La fiche de détermi- nation de courant nominal 15, lorsqu'elle est insérée dans son logement 26 se connecte au module de déclenchement au moyen de fiches 24 s'étendant vers le haut et au moyen de prises femelles 27 formées à la partie inférieure de la fiche de détermination de courant nominal Les fiches 28 s'étendant vers le haut à partir du module de déclen- chement se connectent au module d'actionnement et d'acces- soire 21 au moyen de prises femelles 46 formées à la partie inférieure du module d'actionnement et d'acces- soire Une connexion électrique extérieure avec le module d'actionnement et d'accessoire est effectuée au moyen de fils conducteurs 32 L'interrupteur auxiliaire 22 est positionné à l'intérieur de son logement 22 A et est simi- laire à celui décrit dans le brevet des Etats-Unis d'Amé- rique susmentionné No 4794356 Quand l'interrupteur auxi- liaire et le module de déclenchement ont été montés dans leurs logements respectifs, le module d'actionnement et d'accessoire 21 qui comprend un verrou 29 au niveau de l'actionneur 31 et du module d'alarme à sonnerie 30, est alors installé dans son logement 21 A Comme cela est représenté à la figure 3, le module d'actionnement et d'accessoire 21 est constitué par un actionneur 31 qui commande le verrou 29 du déclencheur comme cela est décrit dans le brevet des Etats-Unis d'Amérique susmentionné N O 4806893 et par une bobine 45 du module d'actionnement et d'accessoire Un boîtier 41 en matière plastique du module d'actionnement et d'accessoire contenant l'élec- tronique d'actionnement et d'accessoire est fixé sur l'actionneur 31 Un ressort de réinitialisation 47 et un ressort de verrouillage 48 commandent le fonctionnement du verrou d'actionneur 29 La bobine 45 du module d'action- nement et d'accessoire est connectée aux circuits électro- niques du module d'actionnement et d'accessoire contenus dans le boîtier en matière plastique 41 par des fils conducteurs 44 Les circuits électroniques contenus dans le boîtier en matière plastique 41 sont connectés au mo- dule de déclenchement au moyen des prises femelles 46 for- mées à la partie inférieure d'une protubérance avant 42, comme cela a été décrit précédemment Le module d'alarme à sonnerie 30 est fixé au module d'actionnement et d'acces- soire en logeant un couple d'ergots 39 formant partie intégrante du boîtier en matière plastique 41, dans un couple de trous traversants 37 formés à travers le boîtier en matière plastique 33 de l'alarme à sonnerie Le module d'alarme à sonnerie 30 comprend un microrupteur 38 qui est encapsulé dans un boîtier en matière plastique 33 de telle manière que le bouton d'interrupteur 36 s'étende en dehors du boîtier Un ressort de rappel en forme de S 35 est positionné sous le bouton d'interrupteur et est solidaire du module d'alarme à sonnerie par son surmoulage dans le boîtier en matière plastique 33 de l'alarme à sonnerie La connexion électrique de l'alarme à sonnerie est effectuée par des fils conducteurs 32 qui sont aussi surmoulés dans le boîtier en matière plastique de l'alarme à sonnerie. Quand l'alarme à sonnerie est maintenue par les ergots 39, toute contrainte extérieure appliquée aux fils conducteurs est transmise à travers le boitier en matière plastique de l'alarme à sonnerie contre la surface intérieure du cou- vercle du disjoncteur 12, représenté précédemment à la figure 2. Selon la présente invention, un sous-assemblage 38 ' de microrupteur est représenté à la figure 4, dans lequel les fils conducteurs 32 qui assurent la connexion électrique au module d'alarme à sonnerie de la figure 3 sont davantage libérés des contraintes par l'interposition d'un circuit imprimé 50 formé d'une composition isolante de fibres de verre et qui comprend des ouvertures 51 pour loger des cosses de connexion 49 s'étendant vers le haut à partir de la surface supérieure du microrupteur 38 du côté opposé du ressort de rappel 35 Les extrémités exposées des fils conducteurs 32 sont soudées ou brasées sur le circuit imprimé à l'endroit désigné par la référence 53 et sont connectées électriquement aux cosses de connexion 49 au moyen de pistes conductrices 52 faisant partie inté- grante du circuit imprimé Quand les cosses de connexion sont insérées dans les ouvertures, elles sont aussi soudées ou brasées pour prévoir une bonne connexion élec- trique avec les pistes conductrices Le sous-assemblage de microrupteur 38 ' est encapsulé dans de la matière plas- tique pour former un module d'alarme à sonnerie 33 précé- demment représenté qui est ultérieurement fixé au module d'actionnement et d'accessoire au moyen des trous traver- sants 37 Quand le sous-assemblage est encapsulé avec une partie des fils conducteurs dans la matière plastique pour former le module d'alarme à sonnerie complet, un maintien supplémentaire mécanique et électrique en résulte entre les fils conducteurs et le circuit imprimé ainsi qu'entre le circuit imprimé et le microrupteur, ce qui diminue les contraintes sur les fils conducteurs. REVENDICATIONS 1 Interrupteur modulaire d'alarme à sonnerie comprenant: un microrupteur ( 38) muni d'un plongeur externe s'étendant à partir d'une première face et actionnant un couple de contacts internes; un couple de cosses de connexion ( 49) s'étendant à partir d'une face opposée reliées auxdits contacts; caractérisé en ce qu'il comprend: une carte de circuit imprimé ( 50) ayant des premières et deuxièmes ouvertures de connexion électrique, lesdites cosses de connexion étant disposées dans les premières ouvertures ( 51); et des fils conducteurs électriques ( 32) connectés auxdites deuxièmes ouvertures ( 53) pour assurer une connexion électrique entre les fils conducteurs et les cosses de connexion. 2 Interrupteur d'alarme à sonnerie selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend un ressort ( 35) disposé sur ladite première face, à proximité dudit plongeur, contactant le plongeur pour connecter lesdits contacts et libérant le plongeur pour déconnecter lesdits contacts. 3 Interrupteur d'alarme à sonnerie selon la revendication 1, caractérisé en ce que le microrupteur, le circuit imprimé et une partie des conducteurs électriques sont encapsulés dans de la matière plastique. 4 Interrupteur d'alarme à sonnerie selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend des ouvertures ( 37) à travers ledit microrupteur pour monter le microrupteur sur un support. Disjoncteur à boîtier moulé ayant une fonc- tion de signalisation à distance comprenant: un boîtier et un couvercle en matière plas- tique; un couple de contacts dans le boîtier prévus pour se séparer automatiquement lors d'une condition de surintensité à travers lesdits contacts: caractérisé en ce qu'il comprend: un interrupteur d'alarme à sonnerie dans le couvercle disposé pour fournir une indication à distance d'état "fermé" ou "ouvert" des contacts, l'interrupteur d'alarme à sonnerie comprenant un microrupteur ( 38) muni d'une carte de circuit imprimé ( 50) sur une face, le circuit imprimé assurant une connexion électrique entre les cosses de connexion ( 49) s'étendant à partir du microrupteur et des fils conducteurs ( 32) s'étendant à partir du circuit imprimé vers l'extérieur du couvercle du disjoncteur. 6 Disjoncteur selon la revendication 5, carac- térisé en ce que le microrupteur, le circuit imprimé et une partie des fils conducteurs sont encapsulés dans de la matière plastique. 7 Disjoncteur selon la revendication 5, carac- térisé en ce qu'il comprend un actionneur électromagné- tique ( 31) disposé dans le boîtier, ledit interrupteur d'alarme à sonnerie étant fixé sur l'actionneur. 8 Disjoncteur selon la revendication 7, carac- térisé en ce que l'actionneur comprend des ergots s'éten- dant à travers des trous complémentaires formés dans le microrupteur.