Brevet FR2676592A1 — publié le 19921120

La présente invention se rapporte à un appareil interrupteur de courant, comprenant dans un boîtier, au moins un chemin de courant polaire, établi entre deux bornes de raccordement, avec, en série, un pôle de rupture formé par au moins un contact fixe et au moins un contact mobile, un déclencheur de protection thermique constitué d'un bilame entouré d'une chaufferette et un déclencheur de protection magnétique constitué par un bobinage enroulé autour d'une carcasse-bobine dans laquelle coulisse un noyau mobile, le fil du bobinage étant relié par un conducteur intermédiaire à l'extrémité de la chaufferette. Dans certains appareils de protection tels que les disjoncteurs ou contacteurs-disjoncteurs, on trouve un module de protection magnétique et thermique assurant une protection contre les surcharges Ce module magnéto- thermique comporte un déclencheur thermique à bilame apte à commander l'ouverture des contacts via un mécanisme de déclenchement, en réponse à un courant de surcharge. Le module magnéto-thermique comporte également un déclencheur électromagnétique pourvu d'un noyau mobile coulissant dans une carcasse- bobine dont la bobine est parcourue par le courant polaire Le déplacement du noyau, en réponse à une surcharge ou à une surintensité, actionne l'ouverture des contacts. Les deux déclencheurs (magnétique et thermique) sont logés d'un même côté du pont de contacts comme par exemple dans le brevet EP-0 237 607. Toutefois cet agencement allonge les liaisons conductrices entre le contact fixe et le bilame et entre le déclencheur magnétique et la borne de raccordement. La présente invention a pour but de fournir un agencement de module de protection thermique et magnétique qui permet de relier facilement les composants sans que les fils soient cambrés et qui réduit la longueur des liaisons électriques s'étendant entre le contact fixe et la borne de raccordement Cet agencement permet l'installation d'une boucle de soufflage d'arc entre les deux déclencheurs du module L'invention permet un bon maintien en position des déclencheurs par rapport au boîtier. L'industrialisation du module est facilitée par l'agencement des pièces le composant et par l'accessibilité des soudures assurant la continuité électrique. L'appareil selon l'invention est caractérisé par le fait que le fil de la chaufferette présente une extrémité inférieure sensiblement droite et sans courbure et soudée au conducteur intermédiaire lequel est soudé à une extrémité sensiblement droite, sans courbure, du fil de bobinage dont l'autre extrémité sensiblement droite et sans courbure est soudée à une patte s'étendant parallèlement à l'axe du bobinage et se prolongeant par une plage portant la borne de raccordement, les deux déclencheurs étant montés sur deux plages conductrices reliées l'une au contact fixe, l'autre à une borne et portées par un support amovible du boîtier. Selon une caractéristique, le bilame du déclencheur thermique est fixé à son pied à une plage du conducteur portant le contact fixe et ayant une forme en U enveloppant un support du boîtier de manière que le contact fixe soit disposé sous le bilame et que celui-ci soit positionné vers le centre de l'appareil par rapport au déclencheur de protection magnétique. Selon une caractéristique, le conducteur intermédiaire réunissant le déclencheur thermique au déclencheur magnétique réunit l'extrémité inférieure de la chaufferette à l'extrémité inférieure du fil de bobinage et a la forme d'une boucle de manière à servir au soufflage d'arc. Selon une autre caractéristique, le support est un tiroir qui se compose d'un tablier porte-conducteur et de deux parois latérales ménageant une chambre interne débouchant dans le canal formé par deux cloisons du boîtier, du côté de la partie centrale, ces parois s'insérant entre ces cloisons de manière à leur être adjacentes. L'invention va maintenant être décrite avec plus de détail en se référant à un mode de réalisation donné à titre d'exemple et représenté par les dessins annexés sur lesquels: 3 - la figure 1 est une vue schématique en élévation d'un appareil de protection conforme à l'invention; la figure 2 est une vue schématique de l'appareil de la figure 1, le module de protection magnéto-thermique étant séparé du boîtier; la figure 3 est une vue de détail du module magnéto-thermique associé à un pôle de l'appareil des figures 1 et 2; la figure 4 est une vue de dessus de la figure 3 la figure 5 est une vue en élévation des déclencheurs magnétique et thermique représentés séparés de leur support du boîtier la figure 6 est une vue de dessus de la figure 5. L'appareil interrupteur illustré par les dessins est un appareil de protection multipolaire du type contacteur-disjoncteur dont un seul pôle a été représenté. L'appareil comprend un boîtier monobloc 1 associé à un couvercle 93. Le boîtier 1 et le couvercle 93 sont réalisés par moulage en matériau électriquement isolant (plastique). Le socle Il de fixation du boîtier est directement solidaire de cloisons d'isolement 18 qui constituent, deux à deux avec le fond Il du boîtier, un canal 15 délimitant la chambre de coupure d'un pôle Ces cloisons 18 s'étendent perpendiculairement au fond ou socle plat 11 et parallèlement entre elles. Le canal 15 coopère avec un support-tiroir 3 qui, d'une part, délimite la chambre de coupure 33 avec le boîtier et qui, d'autre part, porte un module de déclenchement magnétique et thermique 10. Le pôle de l'appareil qui est représenté est du type à double coupure Il comporte deux contacts fixes 41 et 51 disposés sur deux conducteurs 4 et 5 les reliant respectivement à des bornes de raccordement 48 ou 58 destinées à être raccordées à une ligne de puissance Un pont 63 4 - de contacts mobiles 61 et 62 coopère avec les contacts fixes pour interrompre le courant entre les bornes Ces contacts mobiles 61 et 62 se déplacent en translation par rapport aux contacts fixes 41 et 51, perpendiculairement à la ligne passant par ces contacts fixes Le plan de déplacement et de symétrie des contacts mobiles 61 et 62 est repéré PP' En position de fermeture, les contacts mobiles sont plaqués contre les contacts fixes En position d'ouverture, les contacts mobiles sont séparés des contacts fixes suite à un déclenchement automatique en cas de surcharge ou de surintensité ou à une commande manuelle. Le pont mobile 63 portant les contacts mobiles 61 et 62 est monté sur un module porte-contacts 6 Le pont 63 se déplace entre les contacts fixes et le fond 11 du boîtier. Le module porte-contacts 6 comprend un support mobile 64 dans lequel sont montés les ponts de contact 63 des différents pôles et des coulisseaux de manoeuvre 65 associés Chaque pont de contact 63 est logé coulissant dans une fenêtre du support 64 Un ressort de compression des contacts sollicite chaque pont 63 associé, vers le haut, dans le sens de fermeture des contacts A titre indicatif, le ressort est logé dans la fenêtre. Chacun des ponts 63 peut être déplacé dans le sens d'ouverture des contacts par le coulisseau associé 65 Ce module 6 comporte autant de coulisseaux qu'il y a de pôles. Le module 6 s'introduit, selon le plan PP', dans un logement du boîtier Le support 64 présente des fentes dans lesquelles pénètrent les cloisons du boîtier Le support mobile 64 peut coulisser, selon le plan PP', par rapport au boîtier, en étant guidé contre les cloisons du boîtier. Les ponts 63 du module 6 peuvent être déplacés suite à un défaut détecté par l'ensemble de déclenchement magnétique et thermique 10 et ce après déclenchement de la serrure 92 dont il sera question plus loin Les ponts 63 du module 6 peuvent également être déplacés par répulsion électrodynamique ou par un bouton de commande tel que 91 qui agit sur la serrure et l'électroaimant. - Les pastilles des contacts fixes 41 et 51 sont disposées sur les conducteurs 4 et 5, du côté du fond 11 du boîtier Les contacts fixes 41 et 51 se positionnent vers la partie centrale de l'appareil tandis que les bornes de raccordement 48 ou 58 se positionnent sur les côtés du boîtier. Le conducteur 4 relie directement le contact fixe 41 à la borne 48. Le contact fixe 51 est relié en série à la borne 58 via le conducteur 5, un déclencheur thermique à bilame, désigné globalement en 7, pour la protection contre les courants de surcharge et un déclencheur électromagnétique, désigné globalement en 8, pour la protection contre les courants de court-circuit. Les déclencheurs 7 et 8, le conducteur 5 et le contact fixe 51, la borne 58 et les connexions intermédiaires font partie d'un même sous- ensemble monobloc désigné par le repère général 10. Le module de déclenchement magnétique et thermique 10 est représenté en détail aux figures 3 et 4 Ce module 10 est disposé du côté opposé à l'électro-aimant 94 par rapport au plan PP' Le déclencheur à bilame 7 est positionné entre le déclencheur de protection magnétique 8 et le plan de translation PP' du pont de contacts mobiles 63 Les axes du bilame et du déclencheur 8 sont parallèles à PP'. Le module 10 comporte un tiroir 3 en matériau électriquement isolant (plastique) qui porte les déclencheurs 7 et 8. Le tiroir 3 présente un tablier supérieur 31 raccordé à deux parois latérales 32 Ces parois ménagent dans chaque tiroir une chambre interne 33 formant une chambre de coupure. La chambre interne 33 du tiroir 3 débouche dans le canal associé 15, du côté de la partie centrale repérée par le plan PP'. 6 - Les deux parois latérales 32 et le tablier supérieur 31 attenant ont une section transversale (parallèlement à PP') en forme de U Les parois 32 du tiroir s'insèrent entre deux cloisons voisines 18 du boîtier de manière à leur être adjacentes Du fait de la section transversale en U du tiroir 3, la chambre interne 33 ménagée dans celui-ci débouche dans le fond du canal correspondant. Les déclencheurs 7 et 8 se logent entre deux cloisons 18 du boîtier. Le déclencheur thermique 7 associé à chaque pôle comprend un bilame plat 71 s'étendant dans un plan parallèle au plan repéré QQ' parallèle aux cloisons 18 et perpendiculaire au plan PP' Par son pied 75, il est fixé solidairement à la plage 54 du conducteur 5 portant le contact fixe 51. Autour du bilame est enroulé une chaufferette 73 isolée du bilame Cette chaufferette est reliée électriquement par son extrémité supérieure à l'extrémité libre 72 du bilame Les extrémités libres 72 des déclencheurs sont susceptibles d'actionner, par l'intermédiaire du mécanisme à serrure 92, les coulisseaux 65 du module 6. Le plan du bilame 71 est sensiblement parallèle aux cloisons 18. Le déclencheur électromagnétique 8 de chaque pôle comporte une carcassebobine 81 autour de laquelle est enroulée un bobinage de commande 82 Il comporte également un noyau mobile 83 coulissant à l'intérieur de la carcasse-bobine 81 Un ressort de rappel est monté entre le noyau et la carcasse-bobine Le noyau mobile 83 se prolonge axialement hors de la carcasse-bobine et agit sur le mécanisme 92 agissant lui-même sur les coulisseaux 65 du module 6. Le conducteur 5 présente une partie ou lame 52, située sous le tablier du tiroir 3, qui porte le contact fixe 51 et se prolonge par une portion latérale 53 et par une plage 54 rabattue sur le dessus du tiroir 3. Cette plage 54 est solidaire du pied 75 du bilame 71. L'extrémité inférieure 74 sensiblement droite et sans courbure de la chaufferette 73 s'étend parallèlement au plan du bilame, vers le plan PP'. Cette extrémité 74 est connectée, par un conducteur intermédiaire 56 en forme de boucle, à l'extrémité inférieure 85 du fil de bobinage 82. L'extrémité supérieure 84 du fil de bobinage est soudée à une pièce conductrice 57 réalisée en matière ferromagnétique et constituée d'une patte 571 et d'une plage 572 portant la borne 58 et le déclencheur magnétique 8 La patte 571 s'étend parallèlement à l'axe du bobinage et se prolonge par la plage 572 portant la borne 58 L'extrémité inférieure 85 sensiblement droite et sans courbure du fil de bobinage s'étend parallèlement au plan du bilame tandis que l'extrémité supérieure 84 sensiblement droite et sans courbure s'étend perpendiculairement à ce plan. L'extrémité supérieure 84 du fil de bobinage est soudée à n'importe quelle hauteur de la patte 571 suivant la sortie naturelle de cette extrémité après bobinage. Les plages 54 et 572 sont plaquées contre le dessus du tiroir 3 alors que la lame 52 est plaquée sous ce tiroir 3. La pièce 57 présente une partie repliée 573 se logeant dans la carcassebobine 81 de manière à constituer le noyau fixe La patte 571 en matière ferromagnétique participe également à la circulation du flux créé par la bobine. Le conducteur intermédiaire 56 en forme de boucle présente un étrier central 563 s'étendant au-dessus du tiroir et soudé à l'extrémité 74 de la chaufferette Cet étrier central 563 se raccorde à deux boucles latérales 561 et 562 s'étendant verticalement contre les flancs du tiroir 3 Les deux boucles latérales 561 et 562 se réunissent à un étrier latéral 564 s'étendant au-dessus du tiroir et au-dessous de la carcasse-bobine 81. L'étrier 564 se prolonge par une barrette 565 à laquelle se soude l'extrémité inférieure 85 du fil de bobinage. -8- Le noyau mobile 83 se prolonge par un élément d'attelage 86 relié par un mécanisme de renvoi 87 à la serrure 92. Les bords latéraux de la plage 54 s'engagent dans des glissières 182 ménagées sur les cloisons 18 du boîtier Les bords latéraux de la plage 572 s'engagent dans des glissières 183 ménagées sur les cloisons 18. La plage 572 s'engage dans une gorge 811 de la carcasse-bobine 81 de manière que celle-ci soit immobilisée en translation. L'appareil comprend également un mécanisme de déclenchement à serrure commun à l'ensemble des pôles et logé dans un compartiment du boîtier Le mécanisme 92 est accouplé à un bouton de commande manuelle et de réarmement 91 qui sert au réarmement, à la fermeture et à l'ouverture des contacts. Un électro-aimant 94 d'entraînement des contacts se logeant dans le boîtier 1, agit sur le module 6 Cet électroaimant comprend, de manière connue en soi, un circuit magnétique fixe, une armature mobile 95 et une bobine reliée à des bornes par un interrupteur Ce dernier est commandable de manière connue en soi L'armature mobile 95 de l'électro-aimant est assujettie à un ressort de rappel et agit par l'intermédiaire du bouton 91 et/ou d'une autre commande. L'armature mobile 95 de l'électro-aimant agit sur un palonnier mobile 19, articulé autour d'un axe 191 sur le boîtier et actionnant le support mobile 64 du module 6 Ce palonnier permet le déplacement du support 64 pour manoeuvrer les contacts. Des plaquettes dites "de désionisation" peuvent être disposées à proximité des contacts pour faciliter l'interruption rapide du courant Ces plaquettes peuvent être montées sur les tiroirs ou sur le boîtier. Le fonctionnement de l'appareil va maintenant être décrit. 9 - Le déclencheur thermique 7 agit sur un système différentiel 76 qui actionne, par l'intermédiaire du mécanisme à serrure 92, les contacts mobiles. Le déclencheur magnéto-thermique 8 agit, par l'intermédiaire du mécanisme à renvoi 87 et du mécanisme à serrure 92, sur les contacts mobiles. - REVENDICATIONS 1 Appareil interrupteur de courant comprenant, dans un boîtier ( 1), au moins un chemin de courant polaire, établi entre deux bornes de raccordement ( 48,58), avec, en série, un pôle de rupture formé par au moins un contact fixe ( 41,51) et au moins un contact mobile ( 61, 62), un déclencheur de protection thermique ( 7) constitué d'un bilame ( 71) entouré d'une chaufferette ( 73) et un déclencheur de protection magnétique ( 8) constitué par un bobinage ( 82) enroulé autour d'une carcasse-bobine ( 81) dans laquelle coulisse un noyau mobile ( 83), le fil du bobinage étant relié par un conducteur intermédiaire ( 56) à l'extrémité de la chaufferette ( 73), caractérisé par le fait que le fil de la chaufferette ( 73) présente une extrémité inférieure ( 74) sensiblement droite et sans courbure et soudée au conducteur intermédiaire lequel est soudé à une extrémité sensiblement droite ( 85), sans courbure, du fil de bobinage dont l'autre extrémité sensiblement droite et sans courbure ( 84) est soudée à une patte ( 571) s'étendant parallèlement à l'axe du bobinage et se prolongeant par une plage ( 572) portant la borne de raccordement ( 58), les deux déclencheurs ( 7,8) étant montés sur deux plages conductrices ( 54,572) reliées l'une au contact fixe, l'autre à une borne et portées par un support ( 3) amovible du boîtier. 2 Appareil selon la revendication 1, caractérisé par le fait que le bilame ( 71) du déclencheur thermique ( 7) est fixé à son pied ( 75) à une plage ( 54) du conducteur ( 5) portant le contact fixe ( 51) et ayant une forme en U enveloppant un support ( 3) du boîtier de manière que le contact fixe ( 51) soit disposé sous le bilame ( 71) et que celui-ci soit positionné vers le centre de l'appareil par rapport au déclencheur de protection magnétique ( 8). il - 3 Appareil selon la revendication 1 ou 2, caractérisé par le fait que le conducteur intermédiaire ( 56) réunissant le déclencheur thermique au déclencheur magnétique réunit l'extrémité inférieure ( 74) de la chaufferette ( 73) à l'extrémité inférieure ( 85) du fil de bobinage et a la forme d'une boucle de manière à servir au soufflage d'arc. 4 Appareil selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que le support ( 3) est un tiroir qui se compose d'un tablier ( 31) porte-conducteur et de deux parois latérales ( 32) ménageant une chambre interne ( 33) débouchant dans le canal ( 15) formé par deux cloisons ( 18) du boîtier, du côté de la partie centrale, ces parois ( 32) s'insérant entre ces deux cloisons ( 18) de manière à leur être adjacentes. 5 Appareil selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé par le fait que le plan du bilame ( 71) est perpendiculaire au plan (P-P') de symétrie et de translation des contacts mobiles, le pôle étant à double rupture. 6 Appareil selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que le conducteur ( 5) réunissant le déclencheur thermique ( 7) au déclencheur magnétique ( 8) présente deux boucles de soufflage d'arc ( 561,562) qui sont plaquées chacune contre une face latérale du tiroir de support ( 3), en vis-à-vis d'une cloison ( 18) du boîtier ( 1) et se rejoignent sur une partie de lame ( 52) portant le contact fixe ( 51) et positionnée dans la chambre du tiroir ( 33) formant la chambre de coupure. 7 Appareil selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé par le fait que la patte ( 571) soudée au fil de bobinage et la plage attenante ( 572) font partie d'une pièce conductrice ( 57) présentant une partie ( 573) qui se loge dans la carcasse-bobine ( 81) de manière à constituer le noyau fixe. 8 Appareil selon l'une quelconque des revendications précédentes, 12 - caractérisé par le fait que les cloisons ( 18) du boîtier présentent des glissières ( 182,183) de centrage et de positionnement de chaque déclencheur ( 7, 8). 9 Appareil selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que les boucles de soufflage d'arc ( 461,462) sont isolées entre le tiroir ( 3) et les cloisons ( 18) du boîtier. Appareil selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé par le fait que la pièce ( 57) présentant une patte ( 571) soudée au fil de bobinage et une plage ( 572) supportant le déclencheur magnétique ( 8) est réalisée en matériau ferromagnétique.