Brevet FR2812448A1 — publié le 20020201

DISJONCTEUR COMPORTANT UN DISPOSITIF DE DÉCLENCHEMENT THERMOMAGNÉTIQUE L'invention concerne un disjoncteur comportant un dispositif de déclenchement thermomagnétique servant à réaliser un déclenchement dans le cas d'une surcharge ou d'un court-circuit pour chaque unité polaire de coupure, un mécanisme d'actionnement déclenchable, des contacts de coupure devant être actionnés par ce mécanisme, et un boî- tier, et dans lequel le dispositif de déclenchement est constitué par une culasse magnétique en forme de U, une armature battante, un élément bimétallique en forme de U et un shunt branché en parallèle avec cet élément bimétal- lique, ces éléments enserrant l'une des branches polaires de la culasse magnétique; l'élément bimétallique et le shunt sont reliés de façon fixe d'une part au rail de raccordement et d'autre part à un rail de contact; le rail de raccordement comporte au moins un premier prolongement et le rail de contact porte au moins un second prolongement. D'après les documents allemands DE-U-9203984 et DE-C-4202122, pour un disjoncteur multipolaire comportant un boîtier, on connaît un dispositif de déclenchement, qui contient, pour chaque pôle, un déclencheur thermique et un déclencheur magnétique. Le déclencheur thermique est constitué par une culasse magnétique en forme de U, une armature battante montée sur son extrémité éloignée des branches polaires de la culasse, et un enroulement d'excitation chargé par le courant principal de l'unité polaire. Le déclencheur magnétique utilisé pour le déclen- chement du disjoncteur en cas de court-circuit travaille en liaison avec un déclencheur bimétallique servant à réaliser le déclenchement en cas de surcharge et dont l'élément bimétallique approximativement en forme de U et un shunt branché en parallèle avec cet élément servent d'enroulement d'excitation pour le déclencheur magnétique. Lors de l'apparition d'un courant de court-circuit dans l'unité polaire, l'armature battante est rabattue à l'encontre de l'action de force d'un ressort de traction en direction de la culasse magnétique. L'armature battante engrène par son extremité, qui est située à l'opposé du point de support, dans un étrier de déclenchement, qui transmet le déplacement de l'armature battante au mécanisme à cliquet d'un verrou du disjoncteur. La position de repos de l'armature battante est fixée au moyen d'un curseur de réglage, afin que l'entrefer entre la culasse magnétique et l'armature battante soit déterminé et que par conséquent la sensibilité de déclenchement du déclencheur magnétique soit réglée. Le courant principal de l'unité polaire et par conséquent le courant d'excitation pour le déclencheur magnétique sont amenés par l'intermédiaire d'un rail de raccordement accessible de l'extérieur, se répartissent entre l'élément bimétallique et le shunt et circulent ensuite dans un rail intérieur de contact. Les dispositifs de déclenchement sont par conséquent montés dans une position précise, aussi bien par des parties saillantes du rail de raccordement que du rail de contact, dans des évidements correspondants du boîtier et du disjoncteur. On utilise une colle ou une masse de scellement et on prévoit par conséquent des fentes étroites de collage. De ce fait lors du montage, des contraintes sont transmises à un degré élevé au module de l'élément bimétallique shunté à un degré élevé et la cause de ces contraintes doit être imputée en premier lieu aux tolérances élevées qui apparaissent lors du préassemblage du dispositif de déclenchement. Les contraintes mécaniques entraînent une imprécision relativement élevée du déclenchement thermique en cas de surintensité ou une dépense élevée en travail complémentaire. C'est pourquoi l'invention a pour but de réduire fortement la sensibilité du déclencheur thermique aux tolérances, et ce pour un montage aussi correct en position que possible du dispositif de déclenchement. Le problème est résolu conformément à l'invention à partir d'un disjoncteur du type indiqué plus haut grâce au fait que - les prolongements du rail de raccordement et du rail de contact sont fixés à l'aide d'une colle ou d'une masse de scellement dans des premier et second évidements associés du boîtier, - que le ou les prolongements peuvent être introduits d'une manière serrée dans le ou les évidements et qu'il est prévu une première fente étroite de jonction, - que le ou les seconds prolongements peuvent être intro- duits avec un certain jeu dans le ou les seconds évide- ments et qu'il est prévu une seconde fente large de jonction, et - que le rail conducteur possède une épaisseur de matière aussi faible que possible, pour une section transversale efficace de passage du courant, qui est conservée pour l'essentiel. Ce qui est essentiel c'est que le dispositif de déclenchement puisse être inséré sans contrainte dans le boîtier, avec une position précise concernant son rail de raccordement et avec compensation de tolérances angulaires et de tolérances élevées sur les cotes en ce qui concerne ce rail de contact, et sont fixés par collage ou scellement. La faible épaisseur et la faible dureté de la matière des rails de raccordement et de contact empêchent qu'après le durcissement de la colle ou de la masse de scellement, un léger fléchissement de ces rails transmet- tent des contraintes mécaniques partant des points de jonction avec des modules voisins (c'est-à-dire des élé- ments de raccordement et des systèmes de contact). Par conséquent le montage du dispositif de déclenchement s'effectue sans que des contraintes mécaniques nuisibles s'appliquent au module bimétallique. Le disjoncteur équipé de dispositifs de déclenchement montés de cette manière possède un comportement de déclenchement thermique plus précis dans le cas d'une surcharge. Une variante de réalisation particulièrement avantageuse de l'invention consiste en ce qu'il est prévu au moins un premier prolongement, coudé à partir du rail de raccordement ou du rail de contact, et des seconds pro- longements coudés à partir du rail de raccordement ou du rail de contact et qui s'étendent parallèlement à la direction de montage du dispositif de déclenchement préas- semblé, dans le boîtier du disjoncteur. Avec une épaisseur de matière du rail de contact et du rail de raccordement, qui n'est pas supérieure à 2 mm, on peut, lors du montage du dispositif de déclenche- ment, des tolérances ou des contraintes mécaniques peuvent être encore compensées sans problème, dans une plage déterminée. Avec un rail de raccordement agencé de manière coudée au niveau de son extrémité côté raccordement, on obtient en cet endroit, côté raccordement, une épaisseur de matière double. D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention ressortiront de la description donnée ci-après prise en référence aux dessins annexés, sur les- quels: - la figure 1 représente la partie, essentielle pour l'invention, d'un disjoncteur tripolaire selon l'invention en coupe longitudinale, vu de l'intérieur en direction du côté de raccordement. - la figure 2 représente un détail de la figure 1, servant à représenter le montage d'un dispositif de déclenchement dans le boîtier du disjoncteur; - la figure 3 représente une unité de déclenche- ment entièrement préassemblée de la figure 1, selon une représentation en perspective; et - la figure 4 représente l'unité de déclenchement de la figure 3 sans déclencheur magnétique. Conformément à la figure 1, un disjoncteur tri- polaire 2 est situé à l'intérieur d'un boîtier 4 en maté- riau de moulage, et divisé en trois unités polaires 6. Un dispositif de déclenchement thermomagnétique 8 est monté dans chaque unité polaire 6. Le disjoncteur 2 contient en outre des contacts de coupure et un mécanisme d'actionnement pouvant être déclenché par le dispositif de déclenchement 8, ces éléments n'étant pas représentés - étant donné qu'ils ne sont pas importants pour l'invention. Sur la figure 3, on a représenté un dispositif de déclenchement complètement préassemblé 8, constitué par l'ensemble combiné d'un déclencheur thermique en cas de surintensité et d'un déclencheur magnétique en cas de court-circuit, avant le montage dans le boîtier 4, tandis que sur la figure 4 on a représenté une étape de préassemblage, uniquement jusqu'au déclencheur thermique en cas de surintensité. La référence 5 désigne la direction de montage du dispositif de déclenchement préassemblé 8 dans le boîtier 4. Le direction de montage 5 est dirigée vers le côté de raccordement du disjoncteur 2. Le dispositif de déclenchement 8 est constitué, pour ce qui concerne le déclencheur magnétique en cas de court-circuit, par une culasse magnétique 10 en forme de U, par une armature battante 12 et, en ce qui concerne le déclencheur thermique en cas de surintensité, par un élément bimétallique 14 en forme de U et par un shunt 16 branché en parallèle électriquement et disposé en parallèle du point de vue construction. L'élément bimétallique 14 et le shunt 16 enserrent l'une des branches polaires de la culasse magnétique 10 et serrent par conséquent simultanément d'enroulement d'excitation du déclencheur magnétique. Sur la figure 1, on a indiqué la coopération connue entre les extrémités supérieures de l'armature battante 12 et l'élé- ment bimétallique 14 avec le curseur associé de déclenchement d'un module 11 à coulisseau de déclenchement. L'élément bimétallique 14 et le shunt 16 sont reliés, d'un côté, à un rail de raccordement 22 par l'intermédiaire d'une liaison rivetée 18 et, de l'autre côté, au moyen d'une seconde liaison rivetée 20 à un rail de contact 24. Côté utilisateur, une phase d'une ligne de courant reliée au dispositif d'alimentation ou à l'appareil d'utilisation doit être raccordée au rail de raccordement 22. La liaison interne avec le contact de coupure de l'unité polaire 6 est établie par l'intermédiaire du rail de contact 24. L'épaisseur du matériau dl du rail de raccordement 22 est doublée par pliage au niveau de son extrémité 26 située côté raccordement. Conformément aux figures 1 à 4, le rail de rac- cordement 22 essentiellement plat est équipé de deux pre- miers prolongements 28 et 30, qui sont coudés à angle droit vers le bas et sont parallèles à la direction de montage 5 ainsi qu'à l'élément bimétallique 14 et au shunt 16 et sont symétriques l'un de l'autre. Le rail de contact 24 qui est essentiellement à angle droit est pourvu de deux secondes parties saillantes coudées 32 et 34. La seconde partie saillante 32 est coudée à angle droit latéralement par rapport au côté de raccordement à partir du rail de contact 24 et s'étend parallèlement à l'élément bimétallique 14 et au shunt 16. L'autre partie saillante, à savoir la seconde partie saillante 34, est coudée à angle droit en direction du côté de raccordement au niveau de l'extrémité inférieure 27 du rail de contact 24, située à l'opposé des contacts de coupure, et s'étend parallèlement au rail de raccordement 22. Les secondes parties saillantes 32, 34 s'étendent également parallèlement à la direction de montage 5. Le dispositif de déclenchement préassemblé 8 peut être inséré sans problème dans la direction de montage 5 grâce à cette configuration des parties saillantes 28, 30, 32, 34. La figure 1 et notamment la figure 2 montrent que dans la partie inférieure du boîtier 4 sont prévus deux premiers évidements 36 et 38, agencés de façon symétrique, qui s'étendent également dans la direction de montage 5, c'est-à-dire en direction du côté de raccordement. Les deux prolongements 28, 30 ont été serrés dans les premiers évidements 36, 38, et une première fente étroite de jonction 40 ou 42, qui subsiste entre les prolongements 28, et les premiers évidements 36, 38, a été remplie par une colle ou une masse de scellement. De ce fait, le dispositif de déclenchement 8 a été fixé par son rail de raccordement 22 d'une manière très précise dans le boîtier 4. Latéralement ou à la partie médiane inférieure de chaque unité polaire 6 est prévu dans le boîtier 4, un second évidement 44 ou 46 qui s'étend à nouveau dans la direction de montage 5. On a inséré le second prolongement 32 ou 34 dans le second évidement 44 ou 46 en laissant subsister un jeu, puis on a rempli la seconde fente de jonction rela- tivement large 48 et 50 par de la colle ou une masse de scellement. Ainsi le dispositif de déclenchement 8 a été fixé, au niveau de son rail de contact 24, dans le boîtier 4 et préalablement on n'a pas effectué un alignement plus précis du rail de contact 24, ce qui a permis d'éviter la transmission de contraintes mécaniques au groupe thermique, sensible aux contraintes, formé par l'élément bimétallique 14 et le shunt 16, a été évitée. Après durcissement de la colle ou de la masse de scellement, c'est-à-dire après la fixation permanente des premier et second prolongements 28, et 32, 34 dans les premier et second évidements 36, 38 et 44, 46, on peut couder légèrement, dans le cas o cela est nécessaire, le rail de contact 24 pour compenser des tolérances éventuellement trop faibles entre le rail de contact 24 et des parties aval véhiculant le courant, à l'intérieur du disjoncteur 2. Les contraintes mécaniques, qui en résultent, ne peuvent plus être transmises au groupe thermique formé de l'élément bimétallique 14 et du shunt 16. Pour pouvoir réaliser ce léger coudage de cette manière, le rail de contact en cuivre 24 possède seulement une épaisseur de matière d2 atteignant jusqu'à 2 mm (figure 4). De même le rail de raccordement en cuivre 22 possède seulement une épaisseur de matière dl atteignant jusqu'à 2 mm afin que des contraintes mécaniques, qui proviennent d'un système de raccordement devant être relié à l'extrémité 26 du rail de contact 22, ne puissent pas être transmises au groupe thermique. Dans le disjoncteur selon l'invention, on est certain que l'armature battante 12 et les éléments bimétalliques des dispositifs de déclenchement 8 sont disposés selon une relation spatiale précise par rapport au module 11 du curseur de déclenchement. REVENDICATIONS 1. Disjoncteur comportant un dispositif de déclenchement thermomagnétique (8) pour chaque unité polaire de coupure (6), un mécanisme d'actionnement déclen- chable, des contacts de coupure devant être actionnés par ce mécanisme, et un boîtier (4), et dans lequel - le dispositif de déclenchement (8) est constitué par une culasse magnétique en forme de U (10), une armature battante (12), un élément bimétallique en forme de U (14) et un shunt (16) branché en parallèle avec cet élément bimétallique, ces éléments enserrant l'une des branches polaires de la culasse magnétique (10); - l'élément bimétallique (14) et le shunt (16) sont reliés de façon fixe d'une part à un rail de raccordement (22) et d'autre part à un rail de contact (24); - le rail de raccordement (22) comporte au moins un pre- mier prolongement (28,30) et le rail de contact (24) porte au moins un second prolongement (32,34); caractérisé en ce que - les prolongements (28,30 et 32,34) du rail de raccorde- ment (22) et du rail de contact (24) sont fixés à l'aide d'une colle ou d'une masse de scellement dans des premier et second évidements associés (36,38 ou 44, 46) du boîtier (4), - que le ou les prolongements (28,30) peuvent être intro- duits d'une manière serrée dans le ou les évidements (36,38) et qu'il est prévu une première fente étroite de jonction (40,42), - que le ou les seconds prolongements (32,34) peuvent être introduits avec un certain jeu dans le ou les seconds évidements (44,46) et qu'il est prévu une seconde fente large de jonction (48,50), et - que le rail conducteur (24) possède une épaisseur de matière aussi faible que possible (dl), pour une section transversale efficace de passage du courant, qui est conservée pour l'essentiel. 2. Disjoncteur selon la revendication 1, carac- térisé en ce qu'il est prévu un ou plusieurs des premiers prolongements (28,30), qui sont coudés à partir du rail de raccordement (22), et un ou plusieurs des seconds prolon- gements (32,34), qui sont coudés à partir du rail de contact (24), ces prolongements s'étendant respectivement dans la direction de montage (5) du dispositif de déclen- chement (8). 3. Disjoncteur selon l'une ou l'autre des reven- dications 1 et 2, caractérisé en ce que l'épaisseur de matière (d2) du rail de contact (24) n'est pas supérieure à 2 mm. 4. Disjoncteur selon l'une quelconque des reven- dications 1 à 3, caractérisé en ce que l'épaisseur de matière (dl) du rail de raccordement (22) n'est pas supé- rieure à 2 mm. 5. Disjoncteur selon l'une quelconque des reven- dications 1 à 4, caractérisé en ce que le rail de raccor- dement (22) est coudé à l'extrémité (26) située côté rac- cordement.