Brevet FR2671906A1 — publié le 19920724

DISJONCTEUR MAGNETOTHERMIQUE COMPENSE EN TEMPERATURE La présente invention concerne les disjoncteurs et en particulier les disjoncteurs magnétothyermiques. En général, les disjoncteurs comportent une bilame qui est traversée par le courant du disjoncteur. La bilame est calculée pour avoir une certaine résistance électrique telle que, lorsque le courant dépasse un niveau predéterminé, la bilame se déforme et actionne un mécanise qui déclenche le disjoncteur. Dans les disjoncteurs de faible calibre, c'est-à-dire de oourant nominal inférieur à 2 ampères, la réalisation de la bilame pose des problèmes. En effet, la bilame doit présenter une résistance relativement élevée pour que le courant qui la traverse la chauffe suffisamment. On est amené à la concevoir de trés faible épaisseur (environ 0,1 milimètre) et/ou en plusieurs parties connectées en série. Des bilames ainsi obtenues fournissent un effort faible quand elles se déforment, par oéquent le mécanisme qu'elles actionnent doit être très sensible. I1 en résulte que des disjoncteurs comprenant des bilames de ce type sont très sensibles aux vibrations. Il existe des disjoncteurs de faible calibre comprenant des bilames plus épaisses. Alors, pour que la bilame se déforme suffisamment, elle est chauffée par une résistance additionnelle reliée en série avec la bilame. Néanmoins, de tels disjoncteurs présentent une grande inertie, notamment pour les fortes surcharges, car la résistance met un certain temps à chauffer la bilame. Pour diminuer l'inertie, on a créé des disjoncteurs, tomme par exemple ceux du type U du fabricant Legrand, compre- nant, outre le système à résistance de chauffage, un électro- aimant traversé par le courant du disjoncteur, qui est susceptible d'actionner aussi le mécanisme de déclenchement. Pour des faibles surcharges, c'est la bilame qui actionne le mécanisme de déclenchement, et pour les fortes surcharges c'est le mécanisme à électre-aimant qui assure un déclenchement rapide. Toutefois, de tels disjoncteurs sont complexes et encombrants. Un objet de la présente invention est de prévoir un disjoncteur magnétothermique simple et dont l'encombrement n'excède pas celui d'un disjoncteur classique. Cet objet est atteint grâce à un disjoncteur magnétothermique comprenant une bilame octuplée à des mayens de déclenchement du disjoncteur et un électro-aimant constitué d'un enroulement bobiné autour d'un noyau ferromagnétique, également susceptible d'agir sur les moyens de déclenchement, le noyau de l'électro-aimant étant formé par ladite bilame et l'enroulement constituant une résistance qui chauffe la bilame. Selon un mode de réalisation de la présente invention, la bilame est aussi chauffée par un courant qui la traverse. Selon un mode de réalisation de la présente invention, le disjoncteur comprend un intact mobile et un contact fixe, et il comporte des moyens pour canaliser entre les contacts le flux créé par l'électro-aimant, de manière à souffler un arc naissant entre ces s contacts lorsqu'ils se séparent. Un avantage de la présente invention est que l'enrou- lament de 1 'électro-aimant sert aussi de résistance de chauffage de la bilame. Ces objets, caractéristiques et avantages ainsi que d'autres de la présente invention seront exposés plus en détail dans la description suivante de modes de réalisation particuliers faite en relation avec les figures jointes parmi lesquelles La figure 1 illustre sous forme simplifiée un mode de réalisation d'un disjoncteur selon la présente invention à l'état enclenché ; la figure 2 illustre le disjoncteur de la figure 1 à l'état déclenché par une faible surcharge ; et la figure 3 illustre le disjoncteur de la figure 1 à l'état déclenché par une surcharge brutale et intense. La figure 1 illustre un schéma simplifié d'un mode de réalisation d'un disjoncteur selon la présente invention à l'état enclenche. Le disjoncteur comprend une bilame 10 reliée à sa partie inférieure à une première cosse 11. Une deuxième cosse 12 se trouve à côté (à droite) de la cosse 11 et comporte sur sa partie supérieure un contact fixe 13. Un contact mobile 14 monté sur un levier 15 articulé en A sur le boîtier du disjoncteur, est appliqué sur le contact 13. Un ressort 16 tend à séparer le contact 14 du contact 13 mais la position est maintenue par l'extrémité droite du levier 15, qui vient se loger dans une encoche N d'une bilame de compensation 17 parallèle à la bilame 10.Des bilames de compensation sont utilisées dans la plupart des disjoncteurs et servent à annuler les effets des variations de la température ambiante. Une tige 18 s'appuie entre les extrémités supérieures des bilames 10 et 17. Selon la présente invention, la bilame 10 est entourée d'un enroulement 19 traverse par le courant du disjoncteur. Un levier coudé 20 est articulé au niveau d'un coude B sur le boîtier du disjoncteur et comprend un premier bras 21 en un matériau ferromagnétique, sur lequel peut agir le flux créé dans la bilame 10 par l'enroulement 19, et un deuxième bras 22. L'extrémité 23 de la tige 18 du côté de la bilame 10, est en matériau isolant et canporte un orifice dans lequel se loge le bras 22 du levier coudé 20. Le bras 21 du levier coodé s'étend, carme cela est représenté, au-dessus de l'extrémité supérieure de la bilame 10. L'enroulement 19 a une résistance choisie et assure une double fonction, à savoir chauffer la bilame 10 et créer dans cette bilame un flux magnétique qui tend à attirer le bras 21 du levier 20. On notera que les matériaux habituellement utilisés pour fabriquer une bilame ont des caractéristiques ferromagnéti- ques. Pour optimiser en fonction du calibre les tepps de coosuta- tien, l'enroulement 19 peut être connecté selon l'une des manières suivantes - en série avec la bilame 10 et le contact 14 - en parallèle sur la bilame 10, oet t ensemble parallèle étant connecte entre la cosse 11 et le contact 14 ; ou - entre la cosse 11 et le contact 14, la bilame 10 pouvant alors être isolée électriquement. La figure 2 représente le disjoncteur de la figure 1 à l'état déclenché par une faible surcharge, par exemple par un courant atteignant 1,4 fois le courent nominal du disjoncteur. Le courant traversant l'enroulement 19 a chauffé la bilame 10 qui s'est courbée en poussant la bilame 17 vers la droite par l'intermédiaire de la tige 18-23. Ainsi, l'extrémité du levier 15 qui était engagée dans l'encoche N de la bilame 17 est libérée et le ressort 16 sépare le contact mobile 14 du contact fixe 13. La figure 3 illustre le disjoncteur selon la présente invention à l'état déclenché par une surcharge brutale, par exemple par un pic de courant dépassant 20 fois le curant nominal. Le courant traversant l'enroulement 19 n'a pas eu le temps de chauffer la bilame 10 mais a provoqué un flux suffisamment important pour attirer le bras 21 du levier 20. Le levier 20 a basculé et son bras 22 a poussé la bilame 17 vers la droite par 1'intermediaire de la tige 18-23, en libérant 1'extremité du levier 15 engagée dans l'encoche N de la bilame 17. De préférence, les bilames 10 et 17 comportent à leur extrémité inférieure des extensions perpendiculaires 24 et 25 en matériau ferrrnagnétique venant en regard l'une de l'autre au niveau de l'interface entre les contacts 13 et 14. Ainsi, le flux créé par l'enrculement 19 est canalisé par ces extensions dans l'interface entre les contacts 13 et 14. Ce flux circule préfé- rentiellement selon le circuit suivant : bilame 10, levier 20, tige 18, bilame 17, extension 25, et extension 24 ; tous ces éléments étant en des matériaux ferromagnétiques. Ainsi, quand l'ouverture des contacts est provoquez par une surcharge brutale résultant par exemple d'un court-circuit et qu'il peut se produire un arc nocif ente les contacts, le flux créé par l'enroulement 19, qui a servi à déterminer le déclenchement du disjoncteur, sert aussi à souffler l'arc. mode de réalisation particulier a été décrit à titre d'exemple pour illustrer le fonctionnement de la présente invention. L'homme de l'art pourra y apporter diverses variantes et modifications, par exemple en oe qui concerne la liaison entre les bilames et le maintien et la libération du contact mobile. REVENDICATIONS 1. Disjoncteur magnétothermique comprenant une bilame (10) couplée à des moyens de déclenchement du disjoncteur et un électro-aimant constitué d'un enroulement (19) bobiné autour d'un noyau ferromagnétique, également susceptible d'agir sur les moyens de déclenchewent, caractérisé en ce que le noyau de l'électro-aimant est forme par ladite bilame et en ce que l'enroulement constitue une résistance qui chauffe la bilame. 2. Disjoncteur selon la revendication 1, caractérisé en ce que la bilame (10) est aussi chauffée par un courant qui la traverse. 3. Disjoncteur selon la revendication 1, ccnprocant un contact mobile (14) et un contact fixe (13), caractérisé en oe qu'il comporte des moyens (24, 25) pour canaliser entre les contacts le flux créé par l'électro-aimant, de manière à souffler un arc naissant entre ces contacts lorsqu'ils se séparent.