Brevet FR2822290A1 — publié le 20020920

DISPOSITIF DE DECLENCHEMENT THERMIQUE AVEC UNE COMPENSATION DE TEMPERATURE L'invention concerne un dispositif de déclenchement thermique d'appareils électriques de commutation, constitué par une bande bimétallique de travail associée respectivement à une voie de courant, un étrier de déclenchement, qui peut être chargé par les bandes bimétalliques de travail et s'étend transversalement au-dessus des voies de courant, un poussoir de réglage, qui peut être chargé par un moyen de réglage et est disposé de manière à être déplaçable parallèlement à l'étrier de déclenchement, un levier à cliquet, qui peut être relié, en réalisant un déclenchement au moins indirect, de manière à coopérer avec un verrou de commutation ou un transmetteur de déclenchement, et une bande bimétallique de compensation. De tels dispositifs sont utilisés pour assurer la protection contre les surcharges dans des appareils de commutation multipolaires, notamment dans des disjoncteurs, des interrupteurs de protection de moteurs, et des relais de protection. D'après le document DE-C-4202049, on connaît un dispositif de déclenchement thermique qui est constitué par une bande bimétallique de travail associée respectivement à une voie de courant et servant à réaliser la détection thermique du courant dans la voie de courant respectivement, un étrier de déclenchement agissant en tant qu'organe de transmission, une bande métallique de compensation pour compenser des variations de la température extérieure et un dispositif de réglage pour régler la valeur de déclenchement. Un poussoir de réglage est disposé de manière à être déplaçable parallèlement à l'étrier de déclenchement et un levier à cliquet et un levier de serrage sont montés sur ce poussoir et sont précontraints l'un contre l'autre au moyen d'un ressort de serrage, le ressort de serrage agissant sur un verrou de commutation ou sur un transmetteur de déclenchement. La bande bimétallique de compensation est disposée dans la zone d'une voie de courant extérieure, est reliée par une extrémité à un levier particulier de déplacement, qui est séparé et monté sur un axe du dispositif de réglage et agit, par son autre extrémité, sur le poussoir de réglage. Un inconvénient réside dans le fait que la bande bimétallique de compensation est en outre influencée thermiquement par l'une des voies extérieures de courant, ce qui conduit à fausser la détection de température et requiert comme compensation un coudage plus important de la bande bimétallique de travail. Une autre influence thermique nuisible de la bande bimétallique de compensation disposée sur la paroi extérieure est produite par des appareils voisins dégageant une chaleur propre. Grâce à la liaison d'extrémité de la bande bimétallique de compensation avec le levier de déplacement, la bande est en outre très sensible aux chocs. C'est pourquoi l'invention a pour but d'améliorer, à bon marché, la précision de la compensation de température et de réduire sa sensibilité vis-à-vis d'influences thermiques et mécaniques extérieures nuisibles. Le problème est résolu conformément à l'invention à partir d'un dispositif de déclenchement thermique du type indiqué plus haut grâce au fait que le levier à cliquet est monté directement dans le boîtier de l'appareil de coupure, qu'un levier de déviation monté sur le poussoir de réglage est relié de manière à coopérer, d'une part, avec l'étrier de déclenchement et, d'autre part, avec la première extrémité de la bande bimétallique de compensation, et que la bande bimétallique de compensation est montée dans le boîtier de l'appareil de coupure à proximité du centre de gravité et de manière à pouvoir pivoter transversalement par rapport à son axe longitudinal, - s'étend essentiellement transversalement au- dessus et à une distance importante des voies de courant, est reliée de manière à coopérer, par sa seconde extrémité, avec le levier à cliquet, et est entraînée conjointement par le poussoir de réglage dans la direction de déplacement. En raison du montage de la bande bimétallique de compensation à proximité de son centre de gravité, la compensation de température est nettement plus stable vis- à-vis d'impacts et de chocs. Etant donné que la bande bimétallique de compensation s'étend transversalement par rapport aux voies de courant tout en en étant suffisamment distante, l'influence thermique par des voies de courant individuelles est réduite de façon notable et une influence thermique produite par des appareils voisins est presque exclue. Le support de la bande bimétallique de compensation s'effectue à bon marché, sans qu'il faille utiliser notamment des pièces à cet effet. Selon une variante de réalisation avantageuse, le levier de déviation est agencé sous la forme d'un levier à deux bras pour la transmission antiparallèle du mouvement de déplacement depuis l'étrier de déclenchement à la bande bimétallique de compensation. Une possibilité appropriée et simple d'entraînement de la bande bimétallique de compensation au moyen du poussoir de réglage est obtenue au moyen d'un organe d'entraînement et d'une fente d'entraînement. Pour obtenir la force de déclenchement nécessaire, il est avantageux que le levier à cliquet soit relié au levier de serrage au moyen d'un ressort de serrage. La disposition des axes de pivotement du levier à cliquet et du levier de serrage parallèlement à la direction de déplacement du poussoir de réglage permet une liaison de coopération avantageuse avec le verrou de commutation ou le transmetteur de déclenchement de l'appareil de commutation. Selon une autre caractéristique de l'invention, les axes de pivotement du levier à cliquet et du levier de serrage sont disposés parallèlement à la direction de déplacement du poussoir de réglage. D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention ressortiront de la description donnée ci-après prise en référence aux dessins annexés, sur lesquels : - la figure 1 est une vue de face de l'appareil de commutation ouvert comportant un dispositif de déclenchement thermique selon l'invention ; la figure 2 montre une représentation en perspective de l'objet de la figure 1 ; et la figure 3 représente de façon détaillée le dispositif de la figure 2. Les figures 1 et 2 représentent un appareil de commutation ou de coupure ouvert sous la forme d'un disjoncteur avec vue arrière de l'un des côtés de raccordement de l'appareil. La partie représentée de l'appareil de coupure tripolaire contient aussi bien des déclencheurs thermiques que des déclencheurs électromagnétiques. Chaque déclencheur électromagnétique comporte une culasse magnétique fixe 2 ainsi qu'une ancre battante mobile 4 et forme une unité avec le déclencheur thermique associé à la voie de courant respectif 6, ce qui cependant n'a aucune importance pour l'invention, et c'est la raison, dans ce qui suit, on ne prendra pas en considération les déclencheurs électromagnétiques. Une bande de travail bimétallique 8 est associée à chaque voie de courant 6 qui est reliée à un rail de raccordement 5 qui ressort à l'extérieur. Au-dessus des voies de courant 6 et transversalement au-dessus des bandes bimétalliques de travail 8 s'étend un étrier de déclenchement 10 qui est chargé par les extrémités libres 82 des bandes bimétalliques de travail 8, lors de leur fléchissement, et est monté de manière à être déplaçable longitudinalement dans le boîtier 12 de l'appareil de coupure. Au-dessus de l'étrier de déclenchement 10 et parallèlement à ce dernier est monté de manière à être déplaçable longitudinalement, dans le boîtier 12 de l'appareil de coupure, un poussoir de réglage 14 qui peut être déplacé à l'aide d'un moyen de réglage monté pour pouvoir tourner dans le boîtier 12 de l'appareil de coupure. Dans le boîtier 12 de l'appareil de coupure, un levier à cliquet 18 et un levier de serrage 20 sont en outre montés de façon fixe à l'aide d'axes respectifs de pivotement 182 et 202. Les axes de pivotement 182 et 202 sont disposés au-dessous de l'étrier de déclenchement 10 et parallèlement à l'étendue longitudinal de ce dernier. Le levier à déclic 18 et le levier de serrage 20 sont précontraints l'un contre l'autre à l'aide de ressorts de serrage 22 et sont encliquetés l'un à l'autre lorsque l'appareil de coupure est dans l'état non déclenché. Le ressort de serrage 22, qui est agencé sous la forme d'un ressort hélicoïdal de pression, prend appui d'une part sur le boîtier 12 de l'appareil de coupure et d'autre part sur le levier de serrage 20. Dans le cas d'une surcharge ou dans le cas d'un court-circuit, le levier de serrage 20 se dégage du levier à cliquet 18 et agit sous l'influence du ressort de serrage 22, en exécutant un déclenchement au moyen de son bec 204, sur le verrou de commutation non représenté de l'appareil de coupure. Une bande bimétallique de compensation 24 est disposée au-dessous de l'étrier de déclenchement 10, mais suffisamment au-dessus des voies de courant 6 et transversalement par rapport à ces dernières. La bande bimétallique de compensation 24 est montée de manière à pouvoir pivoter, au voisinage de son centre de gravité, dans un élément de support en forme de fourche 26 de l'appareil de coupure 1, de manière à pouvoir tourner autour d'un axe qui perpendiculaire au plan du dessin de la figure 1. La bande bimétallique de compensation 24 est pourvue d'une fente d'entraînement transversale 242, avec laquelle elle engrène dans un organe d'entraînement 142 en forme de barrette, qui fait saillie hors du poussoir de réglage 14, pour être entraîné conjointement par le poussoir de réglage 14 dans sa direction de déplacement 28. Sur l'extrémité du poussoir de réglage 14 est monté, sur un prolongement en forme de barrette 144, un levier de déviation à deux bras 30, dont l'axe 302 est perpendiculaire au plan du dessin de la figure 1. Le levier de déviation 30 est relié de manière à coopérer d'une part par l'intermédiaire d'un premier bras de levier 200 au premier bras 304 avec l'étrier de déclenchement 10 et d'autre part, par l'intermédiaire de son second bras 306, avec la première extrémité 244 de la bande bimétallique de compensation 24. La bande bimétallique de compensation 24 est reliée de manière à coopérer par sa seconde extrémité 246 avec le levier à déclic 18. Dans le cas d'un cintrage suffisant d'au moins l'une des bandes bimétalliques de travail 8 sous l'effet d'une surcharge, l'extrémité libre 82 de cette bande fléchit vers la gauche conformément à la figure 1 et charge l'étrier de déclenchement 10 dans la direction de déplacement vers la gauche 28. Pour sa part l'étrier de déclenchement 10 charge le levier de déviation 30 en sens inverse des aiguilles d'une montre de sorte que ce levier fait pivoter la bande bimétallique de compensation 24 en sens inverse des aiguilles d'une montre, ce qui a pour effet que sa seconde extrémité 246 abaisse le levier à cliquet 18 de la figure 1 jusqu'à ce que ce levier libère le levier de serrage 20 pour le déclenchement du verrou de commutation. Pour régler la valeur de déclenchement désirée dans le cas d'une surcharge, on fait pivoter le moyen de réglage 16 jusqu'à ce qu'une aiguille 162 installée sur le moyen de réglage en forme de bouton 16, concorde avec une valeur d'échelle située sur le couvercle 122 de l'appareil de coupure. Lors de la rotation, le moyen de réglage 16 charge, au moyen d'un téton disposé de façon excentrée et qui n'est pas visible sur le dessin, le poussoir de réglage 14 et déplace ce dernier dans l'une des deux directions de déplacement 28. Lors du déplacement du poussoir de réglage 14, le levier de déviation 30 et la bande bimétallique de compensation 24 sont déplacés dans le même sens et à un même degré. De ce fait l'association spatiale entre le poussoir de réglage 14, le levier de déviation 30 et la bande bimétallique de compensation 24 reste inchangée. Au contraire, sous l'effet du déplacement du poussoir de réglage 14, l'association spatiale à l'intérieur de la chaîne d'action entre la bande bimétallique de travail 8 et le levier à cliquet 18 varie, par modification de la distance entre l'étrier de déclenchement 10 et l'axe 302 du levier de déviation 30, qui est relié au poussoir de réglage 14. Les bandes bimétalliques de travail 8 sont soumises, en raison de la modification de la température ambiante, à une composante de flexion supplémentaire, qui apparaît lors de l'accroissement ou de la réduction de la température ambiante en étant dirigée vers la gauche ou vers la droite sur la figure 1. Sous l'effet de la modification de la température ambiante, la bande bimétallique de compensation change également de forme. Lors d'un accroissement de la température ambiante, la bande bimétallique de compensation 24 se cintre vers le haut conformément à la figure 1 avec une forme de plus en plus concave ou de moins en moins convexe. Lorsque la température ambiante diminue, la bande métallique de compensation 24 se cintre au contraire vers le haut en prenant une forme de plus en plus convexe ou de moins en moins concave. Grâce à ce cintrage ou à cette variation de cintrage de la bande bimétallique de compensation 24, l'association spatiale à l'intérieur de la chaîne d'action entre l'axe 302 du levier de déviation 30 et le levier à cliquet 18 varie de telle sorte qu'une compensation de la variation de l'association spatiale à l'intérieur de la chaîne d'action entre la bande bimétallique de travail 8 et l'axe 302 du levier s'effectue sur la base de la modification de la température ambiante et que par conséquent l'association spatiale reste conservée à l'intérieur de l'ensemble de la chaîne d'action entre la bande bimétallique de travail 8 et le levier à déclic 18. La disposition transversale éloignée des voies de courant 6 de la bande bimétallique de compensation 24 a pour effet que le dispositif de déclenchement thermique n'est dans une large mesure pas influencé par les influences de température, qui faussent le résultat, de la température de voies de courant individuelles ainsi que d'appareils voisins. Le montage de la bande bimétallique de compensation 24 dans le point de support 26 à proximité de son centre de gravité réduit à un degré important la sensibilité aux chocs du dispositif. Grâce au support décrit du levier de renvoi ainsi qu'au soutien et entraînement de la bande bimétallique de compensation 24, il est possible d'obtenir une fabrication et un montage bon marché du dispositif de déclenchement thermique à compensation de température selon l'invention, sans que des composants supplémentaires soient nécessaires à cet effet. La présente invention n'est pas limitée aux formes de réalisation décrites précédemment, mais englobe également, toutes les formes de réalisation équivalentes au sens de l'invention. Ainsi l'invention peut être également utilisé pour un appareil de coupure, dans lequel le levier de serrage 20 ou directement le levier à cliquet 18 agit sur un transmetteur de déclenchement, se présentant par exemple sous la forme d'un interrupteur auxiliaire. REVENDICATIONS 1. Dispositif de déclenchement thermique d'appareils électriques de commutation ou de coupure, constitué par - une bande bimétallique de travail (8) associée respectivement à une voie de courant (6), - un étrier de déclenchement (10), qui peut être chargé par les bandes bimétalliques de travail (8) et s'étend transversalement au-dessus des voies de courant (6), - un poussoir de réglage (14), qui peut être chargé par un moyen de réglage (16) et est disposé de manière à être déplaçable parallèlement à l'étrier de déclenchement (10), - un levier à cliquet (18), qui peut être relié, en réalisant un déclenchement au moins indirect, de manière à coopérer avec un verrou de commutation ou un transmetteur de déclenchement, et - une bande bimétallique de compensation (24), caractérisé en ce que - le levier à cliquet est monté directement dans le boîtier (12) de l'appareil de coupure, - un levier de déviation (30) monté sur le poussoir de réglage (14) est relié de manière à coopérer, d'une part, avec l'étrier de déclenchement (10) et, d'autre part, avec la première extrémité (244) de la bande bimétallique de compensation (24), et - la bande bimétallique de compensation (24) est montée dans le boîtier (12) de l'appareil de coupure à proximité du centre de gravité et de manière à pouvoir pivoter transversalement par rapport à son axe longitudinal, . s'étend essentiellement transversalement au-dessus et à une distance importante des voies de courant (6), . est reliée de manière à coopérer, par sa seconde extrémité (246), avec le levier à cliquet (18), et . est entraînée conjointement par le poussoir de réglage (14) dans la direction de déplacement (28). 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le levier de déviation (30) est réalisé avec deux bras. 3. Dispositif selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le poussoir de réglage (14) engrène par un organe d'entraînement (142) dans une fente d'entraînement (242) de la bande bimétallique de compensation (24). 4. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le levier à cliquet (18) et un levier de serrage (20) monté également dans le boîtier (12) de commutation sont précontraints l'un contre l'autre au moyen d'un ressort de serrage (22), le ressort de serrage (20) pouvant être relié, avec un effet de déclenchement, de manière à coopérer avec le verrou de commutation ou le transmetteur de déclenchement. 5. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que les axes de pivotement (182,202) du levier à cliquet (18) et du levier de serrage (20) sont disposés parallèlement à la direction de déplacement (28) du poussoir de réglage (14).