Brevet FR2817391A1 — publié le 20020531

Dispositif de déclenchement en cas de surcharge pour un disioncteur La présente invention se rapporte à un dispositif de déclenchement en cas de surcharge à bilame installé dans un disjoncteur tel qu'un dispositif de coupure automatique. En prenant le dispositif de coupure automatique en tant qu'exemple, une configuration d'un disjoncteur dans lequel la présente invention est mise en oeuvre est décrit en référence aux figures 3(a) et 3(b). Dans ces figures, la référence numérique 1 désigne un boîtier de corps principal d'un disjoncteur (aux figures, le capot a été retiré du boîtier) , la référence numérique 2 une borne de circuit principal du côté de l'alimentation en puissance, la référence numérique 3 une borne de circuit du côté de la charge, la référence numérique 4 une poignée pour des opérations d'ouverture et de fermeture et la référence numérique 5 un cadran d'ajustement pour ajuster un courant passant par un dispositif de déclenchement en cas de phase ouverte/surcharge thermique à une valeur nominale (décrite ci-dessous). Le boîtier 1 comporte à l'intérieur une section 8 de coupure constituée d'un patin 8a de contact mobile, d'un patin 8b de contact fixe, et une chambre 8c d'extinction d'arc, une section 9 formant mécanisme d'ouverture et de fermeture pour entraîner le patin 8a de contact mobile de la section 8 de coupure vers une position ouverte ou fermée, un dispositif 10 de déclenchement en cas de phase ouverte/de surcharge thermique, un dispositif 11 de déclenchement instantané électromagnétique et d'autres pièces. Le dispositif 10 de déclenchement en cas de phase ouverte/de surcharge thermique est constitué d'une combinaison d'un bilame 12 principal 2 2817391 monté sur un dispositif de chauffage connecté à chaque phase d'un circuit principal, d'un mécanisme 13 décaleur différentiel lié à une extrémité d'actionnement du bilame principal de chaque phase pour détecter des déplacements fonctionnels du bilame, et d'un bilame 14 à compensation de température interposé entre le mécanisme 13 décaleur différentiel et un récepteur de verrou incorporé dans la section 9 formant mécanisme d'ouverture et de fermeture pour transmettre un signal de sortie du mécanisme décaleur différentiel au récepteur de verrou afin de déclencher la section 9 formant mécanisme d'ouverture et de fermeture, le bilame à compensation de température agissant également en tant qu'un levier de déclenchement. En outre, le mécanisme 13 décaleur différentiel est constitué d'une combinaison d'un décaleur 15 de poussée coulissant et d'un décaleur 16 de tirée situés sur des côtés opposés de la disposition du bilame 12 principal de chaque phase, et adaptés et supportés dans une rainure dans une paroi Ilb de séparation d'interphase du boîtier 1, un levier 17 de sortie s'étendant à travers les surfaces supérieures du décaleur 15 de poussée et du décaleur 16 de tirée et étant couplé à ces décaleurs 15 et 16 par des broches de manière à augmenter le domaine de mouvement. Des parties de bras faisant saillies du décaleur 15 de poussée et du décaleur 16 de tirée se font face mutuellement, le bilame 12 principal de chaque phase se trouvant entre les parties de bras. Le bilame 14 à compensation de température dans l'exemple illustré est formé en courbant une pièce d'un bilame en épingle à cheveu, et a une de ses extrémités qui est montée pivotante sur un palier 18 lié au cadran d'ajustement et l'autre extrémité faisant face au levier 17 de sortie du mécanisme décaleur différentiel décrit ci-dessus. En outre, une pièce d'actionnement s'étendant à partir de la proximité du palier en direction de la section 9 formant mécanisme d'ouverture et de fermeture fait face au récepteur de verrou de la section formant mécanisme d'ouverture et de fermeture. Lorsque le dispositif de déclenchement de surcharge configuré comme ci-dessus est actionné, un courant de surcharge passe dans le circuit principal pour courber le bilame 12 principal suivant une direction fixe, et le décaleur 15 de poussée et le décaleur 16 de tirée du mécanisme 13 décaleur différentiel sont déplacés de manière à suivre la courbure du bilame 12 3 2817391 principal. Ensuite, le levier 17 de sortie pousse une pointe du bilame 14 à compensation de température. Par conséquent, le bilame 14 à compensation de température tourne dans le sens des aiguilles d'une montre autour d'un point de support d'arbre du palier 18, faisant en sorte que sa pièce d'actionnement pousse le récepteur de verrou vers une position de libération. En synchronisme avec ce mouvement, la section 9 formant mécanisme d'ouverture et de fermeture est déclenchée pour ouvrir le patin 8a de contact mobile de la section 8 de coupure, pour ainsi interrompre le courant de circuit principal. En outre, si une phase ouverte a lieu dans le circuit principal, le décaleur 15 de poussée et le décaleur 16 de tirée du mécanisme 13 décaleur différentiel fonctionnent de manière différentielle pour faire en sorte que le levier 17 de sortie tourne en sens inverse des aiguilles d'une montre par rapport à la broche qui couple le levier de sortie au décaleur de tirée. Ainsi, le bilame 14 à compensation de température est poussé pour déclencher le disjoncteur, comme décrit ci-dessus. Comme la force d'entraînement, ou le déplacement du bilame principal, qui a lieu lorsque le bilame principal est courbé pour faire basculer le bilame 14 à compensation de température, est petit, le récepteur de verrou de la section 9 formant mécanisme d'ouverture et de fermeture est conçu pour se déplacer vers sa position de libération sous l'effet d'une force d'entraînement faible. Au contraire, le dispositif 11 de déclenchement instantané électromagnétique est constitué d'une bobine 11 a de déclenchement connectée au circuit principal, d'une culasse 11b, d'un plongeur 11c et d'un levier 11 d de déclenchement suivant le mouvement du plongeur 11c. Lorsqu'un surcourant passe par le circuit principal en raison d'un courtcircuit ou analogue, le plongeur 11c réalise une opération d'aspiration, ce qui fait que le levier 1 1d de déclenchement libère le récepteur de verrou de la section 9 formant mécanisme d'ouverture et de fermeture, ce qui instantanément déclenche le disjoncteur. En outre, le bilame 14 à compensation de température, dans l'exemple illustré, est courbé en forme d'épingle à cheveu et a une extrémité montée sur pivot. Cependant, le bilame compensé en température peut être formé linéairement de manière à avoir un point intermédiaire longitudinalement qui est monté pivotant au niveau du palier de manière à augmenter le domaine de déplacement, une de ses extrémités faisant face au 4 2817391 levier de sortie du mécanisme décaleur différentiel et l'autre extrémité faisant face au récepteur de verrou de la section formant mécanisme d'ouverture et de fermeture par l'intermédiaire du levier intermédiaire. En variante, la pointe du bilame à compensation de température peut être étendue en direction du récepteur de verrou sans utiliser le levier intermédiaire, ou une autre partie de bras métallique peut être soudée à la pointe du bilame à compensation de température de manière à pousser directement le récepteur de verrou, pour ainsi permettre à des signaux d'être transmis de manière plus efficace. Dans la configuration classique mentionnée ci-dessus pour un bilame à compensation de température, agissant également en tant que le levier de déclenchement, des côtés opposés s'étendant à partir de son point de support d'arbre de basculement en direction du décaleur différentiel et du récepteur de verrou respectivement, ont des longueurs et des masses différentes. Dans ce cas, si le bilame à compensation de température est formé de manière linéaire de manière à avoir son point intermédiaire longitudinalement qui est monté pivotant au niveau du palier de manière à augmenter le domaine de déplacement, et que la pointe du bilame à compensation de température est étendue en direction du récepteur de verrou ou qu'une autre partie de bras métallique est soudée à la pointe du bilame à compensation de température de manière à faire face au récepteur de verrou, alors le côté de pointe par rapport au point de support d'arbre de basculement a une masse plus grande et ainsi un moment d'inertie plus grand que l'extrémité opposée. Par conséquent, les côtés opposés du bilame à compensation de température par rapport au point de support d'arbre de basculement sont déséquilibrés. Par conséquent, si un stimulus externe, par exemple une vibration ou un choc, est appliqué à un disjoncteur pendant l'utilisation, le bilame à compensation de température est basculé autour du point de support d'arbre de basculement comme un pendule en raison de la différence des moments d'inertie décrite ci-dessus, poussant le récepteur de verrou de la section formant mécanisme d'ouverture et de fermeture vers sa position de libération. Ainsi, bien qu'aucun courant de surcharge ne passe par le circuit principal, le disjoncteur peut être déclenché pour interrompre le circuit principal. La présente invention est conçue pour résoudre ces problèmes, 2817391 et pour mettre à disposition un dispositif de déclenchement en cas de surcharge pour un disjoncteur caractérisé par une performance à la résistance aux vibrations améliorée de façon à empêcher le disjoncteur d'être déclenché par inadvertance en raison d'un stimulus externe tel qu'une vibration ou un choc. Pour atteindre cet objectif, la présente invention met à disposition un dispositif de déclenchement de surcharge pour un disjoncteur constitué d'une combinaison d'un bilame principal pour détecter des surcharges, d'un mécanisme décaleur différentiel lié au bilame principal, et d'un bilame à compensation de température interposé entre une extrémité de sortie du mécanisme décaleur différentiel et une section formant mécanisme d'ouverture et de fermeture pour transmettre un signal de sortie en provenance du décaleur différentiel vers un récepteur de verrou de la section formant mécanisme d'ouverture et de fermeture, le bilame à compensation de température agissant également en tant qu'un levier de déclenchement, et étant monté pivotant en une position intermédiaire longitudinalement de manière à augmenter le domaine de déplacement, et ayant une de ses extrémités faisant face à un levier de sortie du mécanisme décaleur différentiel, un bras d'actionnement réalisé en un matériau de moulage, tel que du plastique qui a une densité plus faible que le métal, étant fixé à une pointe du bilame à compensation de température de sorte que la pointe du bilame à compensation de température fait face au récepteur de verrou de la section formant mécanisme d'ouverture et de fermeture par l'intermédiaire du bras d'actionnement. Avec cette configuration, le côté de pointe du bilame à compensation de température est plus léger que la structure classique (la partie poussant le récepteur de verrou est en métal), réduisant ainsi la différence de moments d'inertie entre les côtés opposés du bilame par rapport au point de support d'arbre basculant pour maintenir un équilibre sensiblement égal entre ces côtés. Ceci à son tour réduit la vibration de basculement du bilame à compensation de température, induite par un stimulus externe, pour ainsi permettre au disjoncteur de résister convenablement à des vibrations lorsqu'il est déclenché par inadvertance. En outre, conformément à la présente invention, afin d'améliorer encore plus la résistance à la vibration du dispositif de déclenchement de surcharge, le bilame à compensation de température a un poids d'équilibrage 6 2817391 installé en supplément sur lui pour corriger le déséquilibre entre des moments d'inertie sur les côtés opposés de celui-ci par rapport à un point de support d'arbre de celui-ci. En ajoutant le poids d'équilibrage au bilame à compensation de température, l'équilibre décrit ci-dessus des moments d'inertie peut être encore plus amélioré. Le poids d'équilibrage est une broche métallique et est fixé à une position optimale, en, fonction du degré d'écartement du centre de gravité du bilame à compensation de température par rapport à sa position correcte. La figure 1 représente une configuration de parties essentielles d'un dispositif de déclenchement de surcharge conformément à une variante d'un mode de réalisation de la présente invention. Les figures 1(a), 1(b) et 1(c) constituent une vue de dessus, une vue de face et une vue de côté respectivement. La figure 2 illustre un fonctionnement effectué par le dispositif représenté à la figure 1. Les figures 2(a) et 2(b) sont constituées de vues de dessus du dispositif de déclenchement illustrant un état d'attente et un état en fonctionnement de déclenchement respectivement. Les figures 2(c) et 2(d) sont constituées de vues de côté du dispositif de déclenchement, illustrant un état d'attente et un état de fonctionnement en déclenchement, respectivement. La figure 3 représente la structure complète d'un dispositif de coupure automatique dans lequel un dispositif de déclenchement en cas de surcharge classique est installé. Les figures 3(a) et 3(b) sont constituées d'une vue de dessus et d'une vue en coupe latérale illustrant le mécanisme interne. Un mode de réalisation de la présente invention est décrit ci-dessous sur la base d'une variante du mode de réalisation, comme représenté aux figures 1 et 2. Aux figures illustrant la variante, les éléments qui correspondent à ceux de la figure 3 sont désignés par les mêmes références numériques et leur description est omise. Tout d'abord aux figures 1(a) à 1(c), le bilame 14 à compensation de température, qui agit également en tant qu'un levier de déclenchement en cas de surcharge du disjoncteur, est constitué d'une pièce d'un bilame en forme de plaque, eta sa position intermédiaire longitudinalement qui est montée sur pivot sur un support 5b de bilame 7 2817391 assemblé sur un support 5a pour le cadran 5 d'ajustement de sorte que le bilame peut être basculé dans la direction indiquée par les flèches aux figures. Le bilame 14 à compensation de température a son extrémité droite qui fait face au levier 17 de sortie du mécanisme décaleur différentiel, comme décrit à la figure 3. En outre, une extrémité gauche du bilame 14 à compensation de température a un bras 19 d'actionnement qui est adapté sur lui et qui est réalisé en moulage par plastique, par exemple en nylon, qui est plus léger que le métal, et la pointe du bras 19 d'actionnement pousse le récepteur 9a de verrou de la section formant mécanisme d'ouverture et de fermeture située sous le bras 19 d'actionnement. Le support 5b de bilame est lié à une partie de came (non représentée) du cadran 5 d'ajustement pour déplacer et régler la position d'un point A de support d'arbre du bilame 14 à compensation de température conformément à une valeur réglée pour le courant nominal. Un fonctionnement de déclenchement de la configuration ci-dessus est décrit en référence aux figures 2(a) à 2(d). Les figures 2(a) et 2(c) illustrent un état d'attente, et les figures 2(b) et 2(d) illustrent un état de déclenchement en cas de surcharge. C'est-à-dire, dans l'état d'attente, le levier 17 de sortie est arrêté dans une position en retrait o il est séparé du bilame 14 à compensation de température. Par conséquent, le bilame 14 à compensation de température est dans un état neutre libre dans lequel le bras 19 d'actionnement, installé à la pointe du bilame, ne pousse pas le récepteur 9a de verrou, de sorte que la section de coupure du disjoncteur, représentée à la figure 3, reste fermée. D'autre part, lorsque le bilame principal décrit à la figure 3 détecte une surcharge ou une phase ouverte dans le circuit principal, le mécanisme décaleur différentiel suit la courbure du bilame principal pour faire en sorte que le levier 17 de sortie pousse le bilame 14 à compensation de température. Ainsi, le bilame 14 à compensation de température est basculé dans le sens des aiguilles d'une montre autour du point A de support d'arbre de basculement, et une pointe 19a du bras 19 d'actionnement pousse ainsi le récepteur 9a de verrou dans la direction représentée par les flèches aux figures. Il en résulte que le récepteur 9a de verrou se déplace vers sa positon de libération en utilisant un arbre 9a-1 de support en tant qu'un point de support, pour ainsi déclencher la section formant mécanisme d'ouverture et de fermeture. De manière simultanée à cette opération de déclenchement, la 8 2817391 section de coupure est ouverte. Dans ce cas, comme le bras 19 d'actionnement, installé à la pointe du bilame 14 à compensation de température, est réalisé en moulage plastique, qui a une densité plus faible que le métal, comme décrit ci-dessus, l'équilibre entre des moments d'inertie sur les côtés gauche et droit du bilame 14 à compensation de température, incluant le bras 19 d'actionnement, par rapport au point A de support d'arbre de basculement est sensiblement maintenu afin de restreindre le centre de gravité vis-àvis d'un écartement par rapport à sa position correcte. Par conséquent, même si un stimulus externe, tel qu'une vibration ou un choc est appliqué au disjoncteur, le bilame 14 à compensation de température ne va pas être stimulé et basculer comme un pendule autour du point A de support d'arbre pour pousser le récepteur 9a de verrou de la section formant mécanisme d'ouverture et de fermeture vers sa position de libération, pour ainsi déclencher par inadvertance le disjoncteur. Ainsi, le dispositif de déclenchement peut résister à des vibrations de manière plus appropriée. La section suivante décrit une variante appliquée d'un mode de réalisation de l'invention, dans lequel le dispositif de déclenchement décrit ci-dessus a une résistance à la vibration encore plus améliorée. C'est-à-dire, dans la configuration ci-dessus, si la masse n'est toujours pas bien équilibrée entre les côtés gauche et droit du bilame 14 à compensation de température par rapport au point A de support d'arbre de basculement lorsque le bras 19 d'actionnement, fixé à la pointe du bilame 14 à compensation de température, est réalisé en moulage par plastique, qui est plus léger qu'un métal, un poids d'équilibrage est fixé en supplément à un emplacement du bilame 14 à compensation de température dans son côté droit par rapport au point A de support d'arbre, comme représenté dans la variante illustrée du mode de réalisation, de sorte que le moment d'inertie par rapport au point A de support d'arbre peut être corrigé afin de maintenir un équilibre entre les côtés gauche et droit du bilame. Le poids 20 d'équilibrage est une broche métallique et est fixé à un endroit optimum, tandis que l'équilibre du bilame 14 à compensation de température est conservé. Comme décrit ci-dessus, conformément à la configuration de la présente invention, pour le bilame à compensation de température interposé entre l'extrémité de sortie du mécanisme décaleur différentiel et la section 9 2817391 formant mécanisme d'ouverture et de fermeture pour transmettre un signal de sortie du décaleur différentiel vers le récepteur de verrou de la section formant mécanisme d'ouverture et de fermeture, le bilame à compensation de température agissant également en tant qu'un levier de déclenchement, le bras d'actionnement réalisé en un matériau de moulage léger est fixé à la pointe du bilame à compensation de température, de sorte que la pointe du bilame à compensation de température fait face au récepteur de verrou de la section formant mécanisme d'ouverture et de fermeture par l'intermédiaire du bras d'actionnement. Par conséquent, la différence en moments d'inertie entre les côtés opposés du bilame à compensation de température par rapport au point de support d'arbre de basculement est réduite afin de maintenir un équilibre sensiblement stable entre ces côtés. Ceci réduit la vibration en pendule du bilame à compensation de température induite par un stimulus extérieur, permettant ainsi au disjoncteur de résister à des vibrations plus convenablement lorsqu'il est déclenché par inadvertance. En ajoutant le poids d'équilibrage au bilame à compensation de température pour corriger le déséquilibre entre les moments d'inertie sur les côtés opposés du bilame par rapport à son point de support d'arbre, I'équilibre des moments d'inertie peut être encore plus amélioré pour améliorer la résistance aux vibrations. 2817391 REVENDICATIONS 1. Dispositif (10) de déclenchement en cas de surcharge pour un disjoncteur constitué d'une combinaison d'un bilame (12) principal pour détecter des surcharges, d'un mécanisme (13) décaleur différentiel lié au bilame (12) principal, et d'un bilame (14)à compensation de température interposé entre une extrémité de sortie du mécanisme (13) décaleur différentiel et une section (9) formant mécanisme d'ouverture et de fermeture pour transmettre un signal de sortie du décaleur différentiel vers un récepteur (9a) de verrou de la section (9) formant mécanisme d'ouverture et de fermeture, le bilame (14) à compensation de température agissant également en tant qu'un levier de déclenchement, étant monté pivotant en une position intermédiaire longitudinalement pour augmenter le domaine de mouvement, et ayant une de ses extrémités faisant face à un levier (17) de sortie du mécanisme (13) décaleur différentiel, le dispositif (10) de déclenchement en cas de surcharge étant caractérisé en ce qu'un bras (19) d'actionnement réalisé en matériau de moulage léger est fixé à une pointe du bilame (14) à compensation de température, de sorte que la pointe du bilame (14) à compensation de température fait face au récepteur (9a) de verrou de la section (9) formant mécanisme d'ouverture et de fermeture par l'intermédiaire du bras (19) d'actionnement. 2. Dispositif (10) de déclenchement en cas de surcharge pour un disjoncteur suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le bilame (14) à compensation de température comporte un poids (20) d'équilibrage disposé en supplément sur lui pour corriger tout déséquilibre entre des moments d'inertie sur ses côtés opposés par rapport à son point de support d'arbre.