Brevet FR2823003A1 — publié le 20021004

Dispositif de déclenchement en cas de phase ouverte et de surcharge pour un disjoncteur La présente invention se rapporte à un dispositif de déclenchement en cas de phase ouverte et de surcharge du type bilame à utiliser avec un disjoncteur tel qu'un dispositif de coupure automatique. En prenant le dispositif de coupure automatique en tant qu'exemple, une configuration d'un disjonsteur dans lequel la présente invention est mise en oeuvre est décrit en référence aux figures 4 (a) et 4 (b). La référence numérique 1 est un boîtier principal pour un disjoncteur (dans ces figures, le capot a été retiré du boîtier) ; la référence numérique 2 est une borne de circuit principal d'un dispositif d'alimentation en puissance ; la référence numérique 3 est une borne de circuit principal d'une charge ; la référence numérique 4 est une poignée pour ouvrir et fermer le fonctionnement ; et la référence numérique 5 est un cadran d'ajustement pour ajuster le courant nominal d'un dispositif de déclenchement en cas de phase ouverte et de surcharge thermique. Le boîtier 1 principal comporte à l'intérieur une partie 8 de coupure constituée d'un contact 8a mobile, d'un contact 8b fixe et d'une chambre 8c d'extinction d'arc, un mécanisme 9 d'ouverture et de fermeture pour attaquer le contact 8a mobile vers une position ouverte ou fermée, un dispositif 10 de déclenchement en cas de phase ouverte et de surcharge thermique, un dispositif 11 de déclenchement instantané électromagnétique, et d'autres pièces. Le dispositif 10 de déclenchement en cas de phase ouverte et de surcharge thermique est un assemblage comportant des bilames 12 principaux ayant chacun un dispositif de chauffage connecté à chaque phase du circuit principal, un mécanisme 13 formant décaleur différentiel destiné à détecter un déplacement fonctionnel de chaque bilame principal en liant le mécanisme à la pointe fonctionnelle de chaque bilame principal pour chacune des trois phases, et un bilame 14 de compensation pour transmettre un signal de sortie provenant du mécanisme 13 formant décaleur différentiel à un récepteur de verrou. Le bilame 14 de compensation se trouve entre le mécanisme 13 formant décaleur différentiel et le mécanisme 9 d'ouverture et de fermeture. Le bilame de compensation sert également en tant que levier de déclenchement pour déclencher le mécanisme 9 d'ouverture et de fermeture. Le mécanisme 13 formant décaleur différentiel comporte 1) un décaleur 15 de poussée et un décaleur 16 de traction disposés sur des côtés opposés le long d'une ligne de bilames 12 principaux pour les phases, et 2) une plaque 17 de liaison de décaleur connectée de manière rotative aux faces supérieures du décaleur 15 de poussée et du décaleur 16 de traction. Le décaleur 15 de poussée et le décaleur 16 de traction sont adaptés dans une rainure formée sur un bord supérieur d'une paroi 1 b de séparation d'interphase du boîtier 1, et sont supportés en guidage coulissant, des bras faisant saillie des décaleurs 15 et 16, faisant face à chacun des bilames 12 principaux pour chaque phase et prenant chacun de ces bilames 12 principaux pour chaque phase en sandwich. Le bilame 14 de compensation représenté aux figures 4 (a) et 4 (b) est courbé en forme d'épingle à cheveux. L'une de ses extrémités est supportée par un palier 18 lié au cadran 5 d'ajustement, tandis que son autre extrémité fait face à la plaque 17 de liaison de décaleur du mécanisme 13 décaleur différentiel. La plaque 17 de liaison de décaleur comporte des parties 17a d'actionneur qui s'étendent à partir du côté du palier en direction du mécanisme 9 d'ouverture et de fermeture et qui sont en face d'un récepteur de verrou. Il est un fait bien connu qu'un dispositif de déclenchement en cas de surcharge ayant la structure mentionnée ci-dessus agit de telle manière que le bilame 12 principal pour chacune des phases se courbe dans une direction déterminée à l'avance lorsqu'un courant de surcharge passe dans un circuit principal, à la suite d'un déplacement à la fois du décaleur 15 de poussée et du décaleur 16 de traction du mécanisme 13 formant décaleur différentiel dans la direction indiquée par la flèche, pour ainsi faire en sorte que la plaque 17 de liaison de décaleur pousse une pointe du bilame 14 de compensation. Cette action force le bilame 14 de compensation à tourner par rapport à un support axial du palier 18, entraîne alors les parties d'actionneur de poussée les récepteurs de verrou dans une position de libération, ce qui résulte en un déclenchement par le mécanisme 9 d'ouverture et de fermeture et finalement par une coupure du contact 8a mobile de la partie 8 de coupure pour arrêter le courant dans le circuit principal. Lorsqu'une phase ouverte apparaît dans le circuit principal, le décaleur 15 de poussée et le décaleur 16 de traction du mécanisme 13 formant décaleur différentiel se déplacent de manière différentielle, entraînant en rotation la plaque 17 de liaison de décaleur dans le sens inverse des aiguilles d'une montre par rapport à une broche de liaison du décaleur de traction et pousse le bilame 14 de compensation pour déclencher un disjoncteur comme décrit ci-dessus. Comme la courbure du bilame principal soi-même exerce une petite force d'entraînement et un petit déplacement sur le bilame 14 de compensation, les récepteurs de verrou du mécanisme 9 d'ouverture et de fermeture comportent une structure qui permet à la petite force et au petit déplacement de se déplacer vers la position de libération. Dans la structure mentionnée ci-dessus, comme le décaleur de poussée, le décaleur 16 de traction et la plaque 17 de liaison de décaleur, en tant qu'éléments du mécanisme 13 à liaison différentielle, doivent être placés à proximité d'une partie de charge à l'intérieur du disjoncteur, il est nécessaire que ces éléments soient réalisés en un matériau isolant pour maintenir une certaine distance d'isolation et une certaine résistance mécanique. Ainsi, ces éléments sont préparés par poinçonnage à la presse en une forme déterminée à l'avance d'une plaque laminée réalisée à partir d'un mélange époxy ou de résine phénol et de fibres de verre à titre de renforcement. Lorsqu'une plaque laminée en résine est utilisée pour réaliser un élément formant décaleur du mécanisme 13 formant décaleur différentiel d'un disjoncteur principal comme décrit ci-dessus, le problème lié au fait que les caractéristiques de déclenchement ont tendance à ne pas être les mêmes d'un produit à l'autre, fait que certains de ces produits présentent des rendements non satisfaisants en termes des spécifications. Les inventeurs de la présente demande ont fait des recherches sur ce problème et ont trouvé les faits suivants. Le poinçonnage par presse d'une plaque laminée réalisée en mélange de résine et de fibres de verre à titre de renforcement met à nu les fibres, montrant une vue en coupe rugueuse microscopiquement. Ainsi, pendant le fonctionnement du mécanisme 13 formant décaleur différentiel, un effet d'écorchure a lieu sur la face de coulissement de chacune des broches de liaison de la plaque 17 de liaison de décaleur contre les trous de broche formés dans le décaleur 15 de poussée et le décaleur 16 de traction. En outre, un effet d'écorchure apparaît sur la face de coulissement d'une rainure formée sur un bord supérieur d'une paroi 1a de séparation d'interphase du boîtier de disjoncteur contre le décaleur 15 de poussée et le décaleur 16 de traction qui sont supportés par la rainure. Des effets d'écorchure de ce genre entraînent une grande perte et une dispersion de la transmission dans un trajet de transmission pour des signaux mécaniques entre les bilames 12 principaux et le bilame 14 de compensation, affectant de manière défavorable les caractéristiques de déclenchement du disjoncteur. Un polissage de précision de la section découpée à la suite du poinçonnage d'un matériau de décaleur peut être une mesure à l'encontre du problème mentionné ci-dessus, mais n'est pas pratique en terme de coût de polissage. L'application de graisse en tant que lubrifiant aux faces de coulissement du mécanisme formant décaleur (tel que les parties à liaison de broche et de guidage de coulissement) s'est avérée inacceptable en raison du durcissement de la graisse due à la détérioration créée par le temps, à l'utilisation dans un environnement en dessous de la température zéro, et en raison de la chaleur de l'arc produit pendant l'interruption de courant par le disjoncteur. Un objectif de la présente invention consiste à résoudre les problèmes mentionnés ci-dessus par un procédé simple et mettre à disposition un dispositif de déclenchement en cas de phase ouverte et de surcharge ayant des caractéristiques de déclenchement améliorées et des stabilités améliorées pour l'utilisation avec un disjoncteur. Pour atteindre l'objectif mentionné ci-dessus, conformément à la présente invention, un dispositif de déclenchement en cas de phase ouverte et de surcharge est fourni pour l'utilisation avec un disjoncteur, comportant des bilames principaux correspondant à chaque phase d'un circuit principal, un mécanisme formant décaleur différentiel connecté aux bilames principaux, et un bilame de compensation également utilisé en tant que levier de déclenchement pour transmettre une sortie du mécanisme formant décaleur différentiel à un mécanisme d'ouverture et de fermeture, le mécanisme formant décaleur différentiel comportant 1) un décaleur de poussée et un décaleur de traction disposés sur des côtés opposés le long d'une ligne de pointes fonctionnelles de bilames principaux, et 2) une plaque de liaison de décaleur connectée par broche rotative au décaleur de poussée et au décaleur de traction, le décaleur de poussée et le décaleur de traction étant supportés en guidage sur une paroi de séparation d'interphase du boîtier de disjoncteur ; et tout ou partie des faces de coulissement du décaleur de poussée, du décaleur de traction et de la plaque à liaison de décaleur qui constituent le mécanisme formant décaleur différentiel sont revêtus d'un lubrifiant solide. Le revêtement mentionné ci-dessus des faces coulissantes du mécanisme formant décaleur différentiel avec un lubrifiant solide modifie des sections rugueuses résultant du poinçonnage par presse d'une plaque laminée en résine en des sections lisses revêtues d'un lubrifiant solide, et réduit le coefficient de frottement de coulissement des sections. Contrairement à la graisse et d'autres lubrifiants similaires, le lubrifiant solide n'est pas soumis à une détérioration due au temps ou à des rendements diminués dus à une modification de la température ambiante, réduisant ainsi les pertes de transmission et maintenant une stabilité satisfaisante des caractéristiques de déclenchement. Conformément à la présente invention, le lubrifiant solide appliqué aux faces de coulissement du décaleur de poussée et du décaleur de traction qui sont préparés par poinçonnage par presse d'une plaque laminée en résine contient, à titre de liant, le même type de résine que la plaque laminée en résine. Le lubrifiant solide ainsi appliqué donne une résistance satisfaisante et une fiabilité améliorée de l'adhésion entre les éléments formant décaleur du décaleur différentiel et le lubrifiant solide. Un dispositif de déclenchement en cas de surcharge et de phase ouverte à utiliser avec un disjoncteur de modes de réalisation de la présente invention est décrit plus en détails ci-dessous en référence aux figures 1 à 4. Les mêmes éléments que ceux de la figure 4 sont désignés par les mêmes références numériques et leur description est omise. La figure 1 illustre un dispositif de déclenchement en cas de surcharge et de phase ouverte d'un premier mode de réalisation de la présente invention, la figure 1 (a) étant une vue en plan de dessus d'un mécanisme formant décaleur différentiel, la figure 1 (b) et 1 (c) étant des vues en coupe X-X et Y-Y représentées à la figure 1 (a), respectivement, et la figure 1 (d) étant une vue en coupe d'une face revêtue formée par revêtement de la face coulissante représentée à la figure 1 (a) avec du lubrifiant solide. La figure 2 illustre l'action de déclenchement en cas de phase ouverte par le dispositif de déclenchement représenté à la figure 1. La figure 3 est une vue en plan de dessus d'un mode de réalisation appliqué du mécanisme formant décaleur différentiel de la présente invention représenté à la figure 1. La figure 4 illustre un disjoncteur à appliquer à la présente invention, la figure 4 (a) étant une vue en plan de dessus d'un mécanisme interne du disjoncteur avec son capot retiré et la figure 4 (b) étant une vue en coupe en élévation de la figure 4 (a). En se référant au mécanisme 13 formant décaleur différentiel représenté à la figure 1 (a), aux parties A et B de connexion par broche entre la plaque 17 de liaison de décaleur et des décaleurs 15 et 16 de poussée, des broches 17a faisant saillie de la plaque 17 de liaison de décaleur coopèrent avec une fente 15a préparée par poinçonnage par presse du décaleur 15 de poussée, et avec un trou 16a axial formé dans le décaleur 16 de traction, comme représenté à la figure 1 (b). A une partie C coulissante entre les décaleurs 15 et 16 et la paroi 1a de séparation d'interphase du boîtier de disjoncteur pour supporter par guidage coulissant les décaleurs, le décaleur 15 de poussée coopère de manière coulissante avec une rainure formée sur un bord supérieur de la paroi 1 a de séparation d'interphase, comme représenté à la figure 1 (c). Le décaleur 16 de traction coopère également d'une manière similaire comme représenté à la figure 1 (c). Comme représenté à la figure 1 (d), du lubrifiant solide est appliqué pour former la face 20 revêtue qui recouvre la section 19a rugueuse formée sur le matériau 19 de base pour les éléments décaleurs (décaleur 15 de poussée, décaleur 16 de traction, et plaque 17 de liaison de décaleur) dans la procédure de poinçonnage par presse. La face 20 revêtue est préparée en appliquant un procédé tel que pulvérisation, brossage, trempage ou laquage pour revêtir un mélange de lubrifiant solide (sous forme pulvérulente) tel que du tétrafluoroéthylène, du disulfure de molybdène, ou du graphite, et un liant et un solvant sur les faces de coulissement des éléments décaleurs, puis en durcissant le mélange à température ambiante ou par durcissement à la chaleur. Si le matériau 19 de base des éléments formant décaleur est une plaque laminée en résine phénol ou en résine époxy, le liant est de manière souhaitable réalisé en la même substance que le matériau de base, à savoir de la résine époxy ou de la résine phénol, pour améliorer l'adhésion entre le lubrifiant solide et les éléments formant décaleur. Le procédé par trempage se traduit par un revêtement de la surface complète du lubrifiant solide, tandis que le procédé par pulvérisation permet le revêtement sélectif de parties A, B et C, réduisant ainsi la consommation de lubrifiant. Comme représenté à la figure 1 (d), la face 20 revêtue, recouvrant la section rugueuse due au processus de poinçonnage par pression, est lisse et a un coefficient de frottement en surface faible en raison des propriétés du lubrifiant solide. Ainsi, le revêtement complet ou partiel mentionné ci-dessus des parties A, B et C de face de coulissement du mécanisme 13 formant décaleur différentiel avec du lubrifiant solide diminue les pertes et les dispersions dans la transmission dans un trajet de transmission pour des signaux entre les bilames 12 principaux et le bilame 14 de compensation, stabilisant et améliorant ainsi les caractéristiques de déclenchement d'un dispositif de déclenchement en cas de phase ouverte et de surcharge à utiliser avec un disjoncteur représenté à la figure 4. La figure 2 décrit l'action de déclenchement lorsqu'un courant de phase ouverte passe dans un circuit principal. Lorsque la phase R est ouverte dans un circuit triphasé (phases R, S et T), un déséquilibre apparaît dans la courbure entre le bilame 12R principal et les bilames 12S et 12T principaux, faisant que le bilame 12R principal se courbe très légèrement et que les bilames 12S et 12T principaux se courbent dans une plus grande mesure. Il en résulte que le décaleur 16 de traction est restreint par le bilame 12R principal, tandis que le décaleur 15 de poussée est poussé par les bilames 12S et 12T principaux pour se déplacer vers la gauche à la figure 2. Par conséquent, la plaque 17 de liaison de décaleur tourne dans le sens inverse des aiguilles d'une montre par rapport à une broche de liaison du décaleur 16 de traction par l'intermédiaire d'une broche de liaison du décaleur 15 de poussée, pour ainsi transmettre un déplacement des bilames principaux au bilame 14 de compensation. Ainsi, le revêtement des parties à face de coulissement du mécanisme 13 formant décaleur différentiel avec du lubrifiant solide, comme représenté à la figure 1, peut diminuer les pertes de transmission dans le trajet de transmission de signaux et transmettre de manière précise des signaux (d'une courbure) des bilames principaux vers le bilame 14 de compensation, pour ainsi déclencher un mécanisme d'ouverture et de fermeture du disjoncteur. La figure 3 illustre un mode de réalisation appliqué d'un mécanisme formant décanteur différentiel d'un deuxième mode de réalisation de la présente invention. Des fentes 15b et 16b sont formées par poinçonnage par presse dans les décaleurs 15 de poussée et 16 de traction dans la direction de coulissement des décaleurs. Des broches 1 a-1 de guidage formées sur la paroi 1a de séparation d'interphase d'un boîtier de disjoncteur coopèrent avec les fentes et supportent en guidage les décaleurs. Les faces D de coulissement entre les fentes 15b et 16b et les broches 1a-1 de guidage sont revêtues de lubrifiant solide pour former des faces revêtues, de la même manière que dans le premier mode de réalisation. Ce revêtement diminue les pertes et la dispersion dans la transmission dans le mécanisme formant décaleur différentiel. Conformément à la présente invention, comme décrit ci-dessus, dans un dispositif de déclenchement en cas de phase ouverte et de surcharge pour un disjoncteur muni d'un mécanisme formant décaleur différentiel constitué de décaleurs de poussée et de traction et d'une plaque de liaison de décaleur connectée en rotation au décaleur de poussée ainsi qu'au décaleur de traction, par lequel un signal de surcharge ou de phase ouverte (d'une courbure) détecté par les bilames principaux, est transmis à un bilame de compensation pour déclencher un mécanisme d'ouverture et de fermeture, une partie ou l'ensemble des parties de face de coulissement du décaleur de poussée, du décaleur de traction et de la plaque de liaison de décaleur sont revêtues de lubrifiant solide pour former des faces revêtues, pour ainsi rendre possible la réduction de perte et de dispersion de la transmission dans un trajet de transmission pour des signaux entre les bilames principaux et le bilame de compensation, sans influence des sections rugueuses formées par le poinçonnage par presse de matériaux de base pour le mécanisme formant décaleur différentiel, et pour stabiliser et améliorer les caractéristiques de déclenchement du dispositif de déclenchement en cas de phase ouverte et de surcharge à utiliser avec un disjoncteur. Conformément à la présente invention, un mécanisme formant décaleur différentiel réalisé à partir d'un isolant de plaque laminée en résine est également fourni par poinçonnage par presse, comportant un décaleur de poussée et un décaleur de traction, du lubrifiant solide étant appliqué au décaleur de poussée et au décaleur de traction, le lubrifiant solide contenant, à titre de liant, le même type de résine que la plaque laminée en résine, pour ainsi obtenir une grande résistance de l'adhésion entre les éléments décaleurs du mécanisme formant décaleur différentiel et le lubrifiant solide, améliorant ainsi la durée de vie du mécanisme formant décaleur différentiel. REVENDICATIONS 1. Dispositif de déclenchement en cas de phase ouverte et de surcharge à utiliser avec un disjoncteur, comportant des bilames principaux correspondant à chaque phase d'un circuit principal, un mécanisme (13) formant décaleur différentiel connecté aux bilames (12) principaux, et un bilame (14) de compensation également utilisé en tant que levier de déclenchement pour transmettre une sortie provenant du mécanisme (13) formant décaleur différentiel à un mécanisme (9) d'ouverture et de fermeture, le mécanisme (13) formant décaleur différentiel comportant 1) un décaleur (15) de poussée et un décaleur (16) de traction disposés sur des côtés opposés le long d'une ligne de pointes fonctionnelles des bilames principaux, et 2) une plaque de liaison de décaleur connectée de manière rotative au décaleur de poussée et au décaleur de traction, le décaleur de poussée et le décaleur de traction étant supportés en guidage sur une paroi de séparation d'interphase du boîtier de disjoncteur, caractérisé en ce que tout ou partir des faces de coulissement du décaleur (15) de poussée, du décaleur (16) de traction et de la plaque (17) formant liaison de décaleur qui constituent le mécanisme (13) formant décaleur différentiel sont revêtus d'un lubrifiant solide pour former des faces revêtues. 2. Dispositif de déclenchement en cas de surcharge et de phase ouverte à utiliser avec un disjoncteur conforme à la revendication 1, caractérisé en ce que le décaleur (15) de poussée et le décaleur (16) de traction du mécanisme (13) formant décaleur différentiel sont des plaques laminées en résine et le lubrifiant solide contient, à titre de liant, de la résine du même type que la résine des plaques laminées en résine et constitue la surface revêtue.