Brevet FR2667979A1 — publié le 19920417

-1- DECLENCHEUR THERMIQUE DIFFERENTIEL A BILAMES. La présente invention concerne un déclencheur thermique différentiel à bilames pour un interrupteur, notamment un disjoncteur de protection de moteur. On connaît, d'après la demande de brevet français N O 90 11307 déposée le 13 septembre 1990 au nom de la Demanderesse, pour: "Procédé de réglage de bilames pour interrupteur de protection thermique différentielle", un déclencheur thermique différentiel pour un disjoncteur- moteur polyphasé, comprenant plusieurs bilames disposés en série l'un derrière l'autre et deux réglettes coulis- santes en matière isolante, adjacentes dans un plan com- mun, pourvues de butées respectives s'appuyant de part et d'autre des bilames et articulées l'une à l'autre par un levier différentiel pour transmettre la flexion des bilames, consécutivement à une surcharge ou à un déséqui- libre de phases, à un organe d'actionnement d'une serrure associée. Selon cette demande de brevet, le processus permettant de régler simultanément les bilames d'un tel déclencheur thermique différentiel pour un disjoncteur-moteur, consiste: -2 - à mesurer les différentes distances entre le point utile des différents bilames et le point de déclenche- ment de la serrure; à réaliser une unique pièce sur mesure en matière isolante, conformée de manière à constituer les deux réglettes liées l'une à l'autre par des zones intermé- diaires de liaison, en nombre égal à celui des bilames, formées perpendiculairement au plan des bilames, et à monter le levier différentiel sur ladite pièce; à mettre en contact le levier contre un appui fixe préalablement positionné par rapport au point de déclenchement de la serrure à une distance prédétermi- née correspondant à la course électrique de déclenche- ment du disjoncteur pour un courant de déclenchement thermique donné; à découper transversalement les différentes zones de liaison de ladite pièce aux différentes distances mesu- rées sur des portions de zone correspondant à l'épaisseur des bilames, les deux réglettes étant par cette découpe séparées l'une de l'autre; à monter les deux réglettes ainsi séparées et équipées du levier dans le disjoncteur logeant les bilames, les- quels viennent simultanément chacun en contact bilaté- ral dans la portion de zone découpée correspondante. Dans ce procédé, il est indispensable que la séparation par découpe des deux réglettes en matière isolante à par- tir de la même pièce sur mesure, soit la plus précise possible Pour ce faire, et compte tenu du fait qu'il est toujours difficile de découper un matériau isolant d'autant que les réglettes sont des pièces relativement fragiles, on utilise alors des outils de découpe évolués, donc onéreux, tel qu'un outil de découpe aux rayons laser ou une meule diamant. 3 - L'invention a pour but de réaliser un déclencheur ther- mique différentiel à bilames qui soit conçu de telle manière qu'au cours du réglage des bilames par mise en oeuvre du procédé du type décrit ci-dessus, la séparation par découpe des deux réglettes en matière isolante soit précise et facile à exécuter à l'aide d'outils de découpe classiques. A cet effet, l'invention a pour objet un déclencheur thermique différentiel pour un interrupteur, notamment un disjoncteur de protection de moteur, comportant: plusieurs bilames disposés en série l'un derrière l'autre; deux réglettes coulissantes soumises à l'action des bilames, réalisées en matière isolante, disposées l'une en face de l'autre et articulées l'une à l'autre par un levier de déclenchement. Selon l'invention, ce déclencheur thermique différentiel est plus particulièrement caractérisé en ce que chaque réglette est munie de plusieurs armatures métalliques associées aux bilames, en nombre égal à celui des bilames, indépendantes les unes des autres, réparties le long de la réglette et se composant chacune d'une pre- mière branche noyée dans l'épaisseur de la réglette et d'une seconde branche prolongeant la première en faisant saillie de la réglette et étant tournée dans une direc- tion perpendiculaire au bilame associé, les extrémités respectives des secondes branches des armatures des deux réglettes s'appuyant de part et d'autre des bilames. Ainsi, le fait que les deux réglettes en matière isolante soient munies d'armatures métalliques dont les secondes branches respectives sont en saillie, laisse entendre qu'au cours du réglage des bilames suivant le procédé 4 - décrit précédemment, la séparation des deux réglettes s'effectuera non plus par une découpe du matériau isolant constituant les deux réglettes, mais désormais par une découpe du métal constituant les secondes branches en saillie des armatures métalliques; l'emploi du métal présente, dans ce cas, d'indiscutables avantages, à savoir: une découpe facile au moyen d'outils classiques (cisaille par exemple), une très faible relaxation des réglettes armées lors de leur séparation, et une absence de détérioration thermique au contact des bilames. De préférence, les deux réglettes sont réalisées par sur- moulage des premières branches de leurs armatures métal- liques respectives avec une matière plastique. Selon une autre caractéristique de l'invention, les arma- tures métalliques des deux réglettes sont plates et de faible épaisseur, ce qui facilitera d'autant la sépara- tion par découpe des deux réglettes. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront mieux dans la description détaillée qui suit et se réfère aux dessins annexés donnés uniquement à titre d'exemple non limitatif et dans lesquels: La figure 1 est une vue en plan du déclencheur thermique différentiel à bilames conforme à l'invention, pour un interrupteur dont la ser- rure est illustrée sous forme d'un schéma- bloc; La figure 2 est une vue partielle en plan d'une bande de métal pourvue de plusieurs grilles prédécoupées servant chacune à la formation des armatures métalliques, certaines de ces grilles étant représentées avec les deux réglettes en matière isolante obtenues par surmoulage; -5La figure 3 représente une grille métallique prédécoupée et surmoulée, après détachement de celle-ci de la bande de la figure 2; et Les figures 4 et 5 représentent les principales étapes du processus de réglage des bilames du déclencheur thermique différentiel, à savoir: la mesure des différentes distances entre le point utile des différents bilames et le point de déclenchement de la serrure (figure 4), la mise en contact du levier contre un appui fixe prépositionné suivie de la séparation par découpe des deux réglettes (figure 5). Sur la figure 1, on a représenté en 1 un déclencheur thermique différentiel à bilames conforme à l'invention, qui est utilisé pour un interrupteur de protection tel que, par exemple, un disjoncteur-moteur triphasé à retard thermique assurant notamment une protection thermique du moteur contre les surcharges et les déséquilibres de phases. Dans cet exemple, le déclencheur thermique différentiel 1 comprend trois bilames 2 a, 2 b, 2 c de même épaisseur utile donnée e, qui sont disposés en série l'un derrière l'autre et qui sont électriquement reliés respectivement aux trois phases du moteur par des conducteurs de phase. Le déclencheur 1 comprend également deux réglettes cou- lissantes 3, 4 réalisées en matière isolante et disposées de façon opposée l'une à l'autre dans un plan commun. Dans l'exemple illustré à la figure 1, chacune des deux réglettes en matière isolante 3, 4 présente un corps lon- gitudinal 3 a, respectivement 4 a, pourvu d'un même côté, perpendiculairement à celui-ci, de deux bras rectilignes parallèles 3 b, 3 c, respectivement 4 b, 4 c. 6 - Conformément à l'invention, les deux réglettes en matière isolante 3, 4 sont par ailleurs armées chacune de trois armatures métalliques plates 6, 7, 8 associées respecti- vement aux trois bilames 2 a, 2 b, 2 c et composées respec- tivement: d'une part, de trois premières branches 6 a, 7 a, 8 a illustrées en pointillés sur la figure 1, qui sont noyées dans l'épaisseur de la réglette correspondante en étant réparties le long de ladite réglette et qui sont séparées les unes des autres d'une distance suffi- sante pour assurer l'isolement électrique entre phases; et d'autre part, de trois secondes branches 6 b, 7 b, 8 b qui prolongent respectivement les trois premières branches 6 a, 7 a, 8 a en faisant saillie de la réglette correspon- dante et qui sont tournées dans une direction perpendi- culaire aux bilames associés, de manière qu'après réglage des trois bilames, les extrémités respectives des trois secondes branches 6 b, 7 b, 8 b des armatures métalliques respectives 6, 7, 8 des deux réglettes s'appuient de part et d'autre des trois bilames 2 a, 2 b, 2 c, comme visible à la figure 1. Les trois armatures métalliques plates 6, 7, 8 de chaque réglette 3, 4 sont par exemple en acier inoxydable pour éviter tout risque de corrosion et présentent une faible épaisseur, de l'ordre de quelques dixièmes de millimètre. Avantageusement, les deux réglettes 3, 4 sont réalisées par surmoulage des trois premières branches 6 a, 7 a, 8 a de leurs armatures métalliques respectives 6, 7, 8 avec une matière plastique thermodurcissable. Comme le montre la figure 1, les deux réglettes 3, 4 sont reliées entre elles par un levier déclencheur 11, égale- ment en matière isolante, monté sur deux pivots 12, 13 7 - prévus sur les deux corps longitudinaux respectifs 3 a, 4 a des deux réglettes. Le levier 11, figure 1, présente une extrémité lia qui, en service normal, est en appui sur un organe d'actionnement 15, sous forme d'un bilame de compensation thermique, lequel organe 15 étant destiné à commander, comme illustré par la flèche 16 à la figure 1, une ser- rure mécanique 17 apte à provoquer le déclenchement de l'interrupteur de protection. En relation avec les figures 2 et 3, on va décrire ci- après la manière de réaliser en une seule pièce sur mesure les deux réglettes 3, 4 munies de leurs armatures métalliques plates respectives 6, 7, 8, pièce qui sera utilisée par la suite lors du processus de réglage des bilames. Comme il apparaît à gauche de la figure 2, les deux séries d'armatures métalliques 6, 7, 8 dont les trois paires de premières branches 6 a, 7 a, 8 a, opposées deux à deux, sont respectivement reliées entre elles par les trois secondes branches 6 b, 7 b, 8 b, sont réalisées par prédécoupe d'une grille métallique plate 20 dans une bande de métal 22, de forme rectangulaire. Avantageusement, la bande 22 est entraînée en transla- tion, suivant le sens de la flèche T, par tout moyen d'entraînement approprié, de sorte qu'une pluralité de grilles identiques 20 sont successivement prédécoupées dans ladite bande 22 en étant maintenues sur celle-ci au moyen de points d'attache appropriés tels que 23. Après la prédécoupe des diverses grilles métalliques 20, la bande 22 passe dans un poste de moulage o les grilles sont successivement surmoulées, au niveau des trois premières branches 6 a, 7 a, 8 a des deux séries d'armatures 6, 7, 8, avec une matière plastique thermodurcissable 8 - pour former les deux réglettes 3, 4, comme visible à la figure 2 pour trois d'entre elles désignées par le repère En sortie du poste de moulage, la grille prédécoupée et surmoulée 25 est détachée de la bande 22 par rupture des points d'attache 23. La figure 3 montre la pièce 25 une fois détachée de la bande 22, laquelle pièce 25 comprend les deux réglettes en matière isolante 3, 4 munies des deux séries d'armatures métalliques 6, 7, 8 et reliées entre elles par les secondes branches 6 b, 7 b, 8 b desdites armatures, de manière à former un ensemble unitaire autonome. La pièce 25, figure 3, comprend également les deux pivots 12, 13 venus de moulage avec les deux réglettes 3, 4 et sur lesquels est ensuite monté le levier déclencheur en matière isolante 11 (figure 1) Ce levier peut être moulé soit séparément, soit de préférence en même temps que les deux réglettes 3, 4 lors du passage de la bande 22 (figure 2) au poste de moulage, le levier étant alors moulé sur l'un des bords longitudinaux de la bande 22 et étant ensuite facilement sécable. Après obtention de la pièce 25 et montage du levier déclencheur 11 sur cette pièce, le processus permettant de régler simultanément les trois bilames 2 a, 2 b, 2 c de la figure 1 s'effectue ainsi qu'il suit, les bilames étant montés fixement dans l'interrupteur. Comme le montre la figure 4, on détermine les positions relatives respectives des trois bilames 2 a, 2 b, 2 c par rapport au point de déclenchement prédéterminé O de la serrure 17; pour cela, on mesure les différentes dis- tances A, B, C entre le point de déclenchement O définis- sant un point de référence zéro et les différents points utiles U, V, W des bilames respectifs 2 a, 2 b, 2 c Ces différentes distances A, B, C sont ensuite mémorisées. 9 - L'ensemble unitaire constitué par la pièce sur mesure 25 telle qu'obtenue précédemment et par le levier déclen- cheur 11 une fois monté, voir figure 5, est alors amené à un poste de réglage o l'extrémité lla du levier 11 est mise en contact contre un appui fixe 27 qui est préala- blement positionné par rapport au point de déclenchement 0 de la serrure à une distance prédéterminée D correspon- dant en fait à la course électrique connue de déclenche- ment de l'interrupteur pour un courant de déclenchement thermique donné. Après cette mise en contact du levier 11 contre l'appui fixe prépositionné 27, toujours sur le même poste de réglage, on découpe transversalement les trois secondes branches 6 b, 7 b, 8 b des armatures métalliques plates de la pièce 25 aux différentes distances mesurées A, B, C, voir figure 5; ces découpes consistent en des enlève- ments de métal correspondant à l'épaisseur e des bilames et sont effectuées facilement à l'aide d'outils de découpe classiques, tel que par exemple une cisaille ou un poinçon. Sur la figure 5, on a représenté en 29 les trois portions de zone métalliques découpées. Ainsi, par cette découpe d'ajustage exécutée sur la même pièce sur mesure 25, on obtient avantageusement en une seule opération la séparation ajustée des deux réglettes 3, 4 permettant d'assurer le réglage simultané des bilames. L'ensemble constitué par les deux réglettes 3, 4 disso- ciées l'une de l'autre au niveau des trois portions de zone métalliques découpées 29 (figure 5) et par le levier déclencheur 11 solidaire desdites réglettes, est ensuite dirigé vers un poste de montage d'o il est mis en place dans l'interrupteur; lors de cette mise en place, les trois bilames 2 a, 2 b, 2 c viennent simultanément chacun en - contact bilatéral dans la portion de zone découpée cor- respondante 29, tandis que le levier 11 vient en appui sur l'organe d'actionnement 15, comme illustré à la figure 1. On indiquera que les deux réglettes 3, 4 peuvent être avantageusement pourvues chacune d'une nervure longitudi- nale (non figurée) venue de moulage et apte à coopérer avec une rainure correspondante pratiquée dans le boîtier de l'interrupteur, de manière à assurer un guidage en translation des réglettes lors de leur montage dans l'interrupteur. Le fonctionnement du déclencheur thermique différentiel 1 à bilames une fois réglés, tel qu'illustré à la figure 1, est le suivant: Dans le cas d'une surcharge de courant apparaissant dans chacune des phases équilibrées d'un moteur par exemple, les trois bilames 2 a, 2 b, 2 c s'échauffent et se déforment d'une manière identique; ils entraînent alors en trans- lation, suivant le sens de la flèche F, les deux réglettes 3, 4 via les trois secondes branches 6 b, 7 b, 8 b de leurs armatures métalliques respectives 6, 7, 8; le levier 11 solidaire des deux réglettes mobiles 3, 4 agit sur l'organe d'actionnement 15 qui provoque le déclenche- ment de la serrure 17, et donc celui de l'interrupteur. Dans le cas d'un déséquilibre entre les courants de phase du moteur (fonctionnement en mode différentiel), les trois bilames 2 a, 2 b, 2 c s'échauffent et se déforment d'une manière inégale; la réglette 3 entraînée par le bilame dont la déformation est la plus importante, via la seconde branche de son armature métallique associée au bilame en question, subit un déplacement en translation, il - suivant la flèche F, qui est plus grand que celui de la réglette 4 Le levier 11 pivote en sens horaire et agit sur l'organe d'actionnement 15 commandant le déclenche- ment de la serrure 17, et donc celui de l'interrupteur. 12 - Revendications 1 Déclencheur thermique différentiel pour un interrupteur, notamment un disjoncteur de protection de moteur, comportant: plusieurs bilames ( 2 a, 2 b, 2 c) disposés en série l'un derrière l'autre; deux réglettes coulissantes ( 3, 4) soumises à l'action des bilames, réalisées en matière isolante, disposées l'une en face de l'autre et articulées l'une à l'autre par un levier de déclenchement ( 11); caractérisé en ce que chaque réglette ( 3, 4) est munie de plusieurs armatures métalliques ( 6, 7, 8) associées aux bilames ( 2 a, 2 b, 2 c), en nombre égal à celui des bilames, indépendantes les unes des autres, réparties le long de la réglette et se composant chacune d'une première branche ( 6 a, 7 a, 8 a) noyée dans l'épaisseur de la réglette ( 3, 4) et d'une seconde branche ( 6 b, 7 b, 8 b) prolongeant la première en faisant saillie de la réglette ( 3, 4) et étant tournée dans une direction perpendicu- laire au bilame associé, les extrémités respectives des secondes branches ( 6 b, 7 b, 8 b) des armatures ( 6, 7, 8) des deux réglettes ( 3, 4) s'appuyant de part et d'autre des bilames ( 2 a, 2 b, 2 c). 2 Déclencheur selon la revendication 1, caractérisé en ce que les deux réglettes ( 3, 4) sont réa- lisées par surmoulage des premières branches ( 6 a, 7 a, 8 a) de leurs armatures métalliques respectives ( 6, 7, 8) avec une matière plastique. 3 Déclencheur selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que les armatures métalliques ( 6, 7, 8) des deux réglettes ( 3, 4) sont plates et de faible épais- seur.