Brevet FR2679377A1 — publié le 19930122

I La présente invention a pour objet un dispositif d'amortissement mécanique d'un tore magné- tique dans un boîtier, utilisé notamment dans un dis- positif de détection d'une variation de courant élec- trique. Il est connu d'utiliser des tores magnéti- ques bobinés dans des dispositifs de détection d'une variation de courant électrique, comme par exemple des interrupteurs différentiels et il est indispensable que de tels appareils soient en parfait état de fonc- tionnement, ceci afin de garantir la sécurité des personnes physiques et la protection des installations électriques. Ainsi, les composants électriques et notam- ment les tores magnétiques bobinés utilisés dans de tels appareils doivent être extrêmement fiables. Or, on sait que les tores magnétiques sont sensibles aux contraintes mécaniques, sous l'effet de ces dernières, leurs propriétés magnétiques se dégra- dent. De telles contraintes apparaissent la plupart du temps lors du transport des tores et égale- ment dans des ambiances difficiles comme par exemple sur des chantiers de construction. Pour éviter ces contraintes, plusieurs solutions ont été envisagées jusqu'à présent. Une première solution consiste à enrober les tores avec une résine époxydique pour les proté- ger, mais cette résine en se polymérisant, apporte des contraintes mécaniques supplémentaires aux tores. De plus, des contraintes thermomécaniques apparaissent dans le polymère au cours de la mise en service des bobinages toriques et de leur échauffe- ment. Ainsi, on a pu constater une perte de 40 % des caractéristiques mécaniques des tores. Une autre solution consiste à isoler les tores dans des boîtiers formés par exemple de deux demi-boîtiers et autour desquels des spires sont bobi- nées. Or, les tores sont soumis aux vibrations mécaniques transmises par les boîtiers et perdent ainsi rapidement leurs caractéristiques magnétiques. Pour éviter cet inconvénient, un calage des tores à l'intérieur des boîtiers est prévu afin de les isoler des contraintes mécaniques, des chocs ainsi que des vibrations. Ce calage consiste à remplir les tores d'une graisse siliconée Mais, il s'est avéré diffi- cile de maîtriser la quantité de graisse nécessaire et cette graisse peut avoir des réactions préjudiciables avec l'isolant des spires du tore. De plus, sous l'action de variations de température, le volume de graisse peut évoluer et exercer des contraintes mécaniques. Le calage peut également être effectué par une rondelle de mousse que l'on positionne dans un demi-boîtier ou dans chaque demi-boîtier et dont les dimensions doivent être telles qu'il n'y ait pas de jeu entre le tore et le boîtier. Cependant, cette solution présente encore des inconvénients majeurs. En effet, lorsque le tore est posé sur la rondelle de mousse les bords de celle-ci se relèvent sous l'action du poids dudit tore et se placent entre les parois latérales du demi-boîtier et le tore. Ainsi, les contraintes mécaniques exercées sur le boîtier, notamment par les spires du bobinage, et qui sont distribuées selon une direction radiale, sont transmises au tore par l'intermédiaire des bords relevés de la rondelle. Or, les contraintes radiales sont celles qui affectent le plus les caractéristiques magnétiques des tores. Par ailleurs, l'évolution des procédés de fabrication conduit à adopter une production automati- sée des produits finis La réalisation automatisée de la mise sous boîtier d'un tore présente des difficul- tés importantes du fait de la légèreté de la rondelle de mousse, et jusqu'à ce jour la pose des rondelles dans les demi-boîtiers reste une opération manuelle. La présente invention vise à remédier aux inconvénients précédemment cités, en proposant un dispositif d'amortissement du tore à l'intérieur du boîtier permettant de filtrer les contraintes mécani- ques qui peuvent endommager ledit tore ainsi que d'au- tomatiser l'opération de mise en place de ces tores dans leurs boîtiers. La présente invention a donc pour objet un dispositif d'amortissement mécanique d'un tore magné- tique logé dans un boîtier formé de deux demi-boîtiers et sur lesquels sont enroulés plusieurs bobinages, un premier bobinage étant alimenté par un courant élec- trique d'entrée et relié à un réseau d'utilisation d'équipements électriques et un deuxième bobinage étant relié audit réseau et fournissant un courant électrique de sortie, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens élastiques de solidarisation du tore à au moins un des demi-bo tiers. Selon d'autres caractéristiques de l'inven- tion: les moyens élastiques sont disposés sur une face du tore perpendiculaire à l'axe de révolution de celui-ci, les moyens élastiques sont en élastomè- re, les moyens élastiques sont formés par plusieurs plots régulièrement espacés, les moyens élastiques sont formés par au moins un joint en forme d'anneau, le joint est placé sensiblement sur le diamètre moyen du tore. Le dispositif selon la présente invention trouve plus particulièrement son application pour un dispositif de détection d'une variation de courant électrique. L'invention sera mieux comprise à l'aide de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d'exemple et faite en se référant aux dessins annexés, et sur lesquels: la Fig 1 est une vue schématique d'un interrupteur différentiel muni d'un tore magnétique, la Fig 2 est une vue schématique en coupe longitudinale d'un tore magnétique muni du dis- positif d'amortissement mécanique selon la présente invention, la Fig 3 est une vue schématique en coupe selon la ligne 3-3 d'un premier mode de réalisa- tion du dispositif d'amortissement selon l'invention, la Fig 4 est une vue schématique en coupe d'un second mode de réalisation du dispositif d'amortissement selon l'invention. Comme représenté sur la Fig 1, le disposi- tif électromagnétique de détection d'une variation de courant électrique due à un courant de fuite est un interrupteur différentiel, désigné dans son ensemble par la référence 1. Ce dispositif comprend un coffret de pro- tection non représenté sur la Fig 1, dans lequel est disposé un tore magnétique 2 logé dans un boîtier 3. Sur ce boîtier 3, trois bobinages 4, 6, 7 sont enroulés. Le premier bobinage 4, constitué de Ni spires par exemple trois spires, est alimenté par un courant électrique d'entrée Ie et est relié à un ré- seau 5 d'utilisation d'équipements électriques. Le deuxième bobinage 6, constitué également de Ni spires par exemple trois spires, est relié au réseau 5 d'utilisation et fournit un courant électri- que de sortie Is- Le troisième bobinage 7, constitué de N 2 spires par exemple deux spires, est relié à un relais 8 ou déclencheur magnétique qui comporte également un bobinage 9. Le relais un actionneur 10 qui des contacts mobiles rupteurs 11. 8 est associé, mécaniquement à comprend un serrure mécanique et permettant l'ouverture d'inter- Lorsqu'un courant de fuite If compris entre par exemple 15 et 30 m A, prend naissance dans le ré- seau d'utilisation 5, une tension Ue est délivrée aux bornes du troisième bobinage 7 commandant indirecte- ment l'ouverture des interrupteurs 11, mettant ainsi le circuit hors tension. Comme représenté sur la Fig 2, le tore magnétique 2 est logé dans le boîtier 3 qui est formé de deux demi-boîtier 3 a et 3 b encliquetés et également de forme torique. Ce tore magnétique 2 est rendu solidaire à un des demi-boîtiers 3 a ou 3 b par des moyens élasti- ques 12 disposés sur une des deux faces 13 ou 14 dudit tore 2 qui sont perpendiculaires à son axe de révolu- tion. Ces moyens élastiques 12 ne servent ni à isoler le tore magnétique 2 du boîtier 3, comme avec la graisse siliconée, ni à le caler dans ledit boîtier 3, comme avec la rondelle de mousse. Au contraire, ces moyens élastiques 12 font avantageusement office de filtres mécaniques permet- tant ainsi d'amortir les contraintes comme par exemple les chocs, les secousses et les vibrations mécaniques transmises au boîtier 3 selon une direction parallèle à l'axe de révolution. Selon un premier mode de réalisation représenté à la Fig 3, les moyens élastiques 12 sont en élastomère et sont formés par trois plots 12 a, 12 b et 12 c régulièrement espacés, par exemple sur la face 13 du tore magnétique 2. Pour des tores magnétiques 2 d'un diamètre extérieur de 30 mm et d'une hauteur de 20 mm, les trois plots 12 a, 12 b et 12 c sont placés tous les centimè- tres linéaires. Selon un second mode de réalisation repré- senté à la Fig 3, les moyens élastiques 12 en élas- tomère sont formés par un joint 12 d en forme d'anneau, placé sensiblement sur le diamètre moyen du tore ma- gnétique 2, par exemple la face 13 dudit tore magné- tique. L'élastomère est choisi pour qu'il se polymérise sans transmettre de contraintes au tore magnétique 2. De plus, le fait d'avoir disposé les moyens élastiques 12 parallèlement à l'axe de révolution permet de manière avantageuse de supprimer les con- traintes radiales sur le tore magnétique 2 qui peu- vent endommager gravement ces caractéristiques magné- tiques. Des tores magnétiques 2, munis de ces moyens élastiques en élastomère les solidarisant du demi-boîtier 3 b ont été soumis à des tests de résis- tance aux secousses, aux vibrations et à des tests de tenue aux chocs conformément aux normes respectives suivantes NFC 61420 paragraphe 22, CEI 68 2 6 ni- veau F 4, CEI 68 2 27. Selon la norme CEI 68 2 6 niveau F 4, on a soumis un lot de six tores magnétiques solidarisés dans leurs boîtiers par trois plots en élastomère, comme représenté sur la Fig 3. Ces tores magnétiques sont équipés de deux bobinages dont le premier est alimenté par un courant électrique d'intensité déterminée. Le test consiste à relever la tension aux bornes du second bobinage, après avoir soumis les tores à des vibrations suivant un axe confondu avec leur axe de révolution et à une accélération de 5 g. Au bout de cinq sollicitations en vibra- tions, on constate sur le tableau ci-dessous que la tension secondaire n'a presque pas variée, ceci signi- fie donc que les tores magnétiques ont conservé leur caractéristiques magnétiques. LOT 1 2 3 4 5 6 Valeur de 4,5 4,8 4,1 4,4 4,1 4,6 U 2 (en m V) ler essai 4,5 4,8 4,3 4,5 4,2 4,7 2 essai 4,6 4, 8 4,3 4,5 4,3 4,7 3 essai 4,4 4,8 4,2 4,4 4,2 4,6 4 essai 4,6 5,0 4,3 4,6 4,3 4,8 essai 4,6 4,8 4,3 4,5 4,3 4,7 Par conséquent, avec un dispositif d'amor- tissement mécanique du tore magnétique, selon la pré- sente invention, les interrupteurs différentiels ga- rantissent une totale sécurité des personnes physiques et des équipements électriques. Avantageusement, les plots 12 a, 12 b et 12 c en élastomère ainsi que le joint 12 d en forme d'anneau peuvent être disposés dans le boltier de manière auto- matisée ce qui n'est pas possible avec des dispositifs d'amortissement constitués par des rondelles de mous- se. REVENDICATIONS 1 Dispositif d'amortissement mécanique d'un tore magnétique ( 2) logé dans un boîtier ( 3) formé de deux demi-boîtiers ( 3 a, 3 b) et sur lesquels sont enroulés plusieurs bobinages, un premier bobinage ( 4) étant alimenté par un courant électrique d'entrée et relié à un réseau ( 5) d'utilisation d'équipements électriques et un deuxième bobinage ( 6) étant relié audit réseau ( 5) et fournissant un courant électrique de sortie, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens élastiques ( 12) de solidarisation du tore magnétique ( 2) à au moins un des demi-boîtiers ( 3 a, 3 b). 2 Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens élastiques ( 12) sont disposés sur une face ( 13, 14) du tore magnétique ( 2), perpendiculaire à l'axe de révolution de celui-ci. 3 Dispositif selon les revendications 1 et 2, caractérisé en ce que les moyens élastiques ( 12) sont en élastomère. 4 Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que les moyens élastiques ( 12) sont formés de plusieurs plots ( 12 a, 12 b, 12 c) régulièrement espacés. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que les moyens élastiques ( 12) sont formés par au moins un joint ( 12 d) en forme d'anneau. 6 Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que le joint ( 12 d) est placé sensi- blement sur le diamètre moyen du tore magnétique ( 2). 7 Application du dispositif d'amortisse- ment mécanique d'un tore magnétique ( 2) selon l'une quelconque des revendications précédentes à un dispo- sitif de détection d'une variation de courant électri- que.