Brevet FR2943455A1 — publié le 20100924

Déclencheur magnétothermique. La présente invention concerne d'une part un actionneur ou déclencheur magnétothermique par exemple pour appareil électrique de type disjoncteur, permettant la coupure d'au moins une ligne en cas de court-circuit ou de surcharge dans un circuit, et d'autre part les appareils qui en sont munis. Les disjoncteurs de protection de lignes comportent, par ligne et entre deux bornes de connexion, un contact fixe et un contact mobile pouvant être séparés notamment par action d'un actionneur magnétothermique sur une serrure mécanique de déclenchement. La partie magnétique de l'actionneur comprend essentiellement un élément conducteur réalisant l'induction, qui coopère avec un circuit magnétique à culasse fixe et partie mobile jouant le rôle d'organe déclencheur ou coopérant avec un percuteur pour assurer, en cas de court- circuit, la disjonction de l'appareil par basculement de la serrure mécanique qui provoque l'ouverture du contact mobile. Le déclenchement thermique est classiquement réalisé par un bilame, à chauffage direct ou indirect. Dans certains actionneurs magnétothermiques, en particulier dans les appareils électriques à boîtiers moulés dans lesquels chaque ligne en est équipée, le bilame parcouru par un courant sert de conducteur d'induction du circuit magnétique. En cas de court circuit, le courant est suffisant pour que la force magnétique induite dans le circuit magnétique provoque un déplacement de sa partie mobile û à l'encontre de moyens de rappel û permettant le déclenchement de la serrure. Ces moyens de rappel sont prévus pour que ladite partie mobile, constituée en général d'une palette rotative pour ce type d'appareils, revienne en position de repos à distance de la serrure lorsque le courant parcourant le bilame est inférieur à un seuil signifiant clairement l'existence d'un court-circuit. Les déclencheurs magnétothermiques sont par exemple raccordés entre le contact mobile de chaque ligne et une borne de sortie coopérant avec un dispositif de connexion de type à cage et vis. La portion de circuit est alors en fait électriquement constituée du contact mobile, du bilame et de la borne de sortie, qui sont raccordés par exemple par des tresses souples soudées à leurs extrémités aux composant qu'elles relient. L'actionneur magnétique est disposé au niveau du bilame de façon que ce dernier puisse jouer son rôle d'inducteur. La nécessité de faire coopérer les différents composants des fonctions magnétique et thermique, qui doivent de surcroît être imbriqués sans se gêner pour pouvoir fonctionner ensemble, conduit à des problématiques de conception à chaque fois particulières, fonctions par exemple du contexte technique (calibre des appareils, volume disponible dans les boîtiers..), de nécessités industrielles (degré d'automatisation du montage..) et évidemment économiques. Dans la présente invention, destinée à des appareils dits à boîtier moulé dans lesquels chaque ligne est équipée d'un actionneur magnétothermique, celui-ci comporte classiquement un circuit magnétique à palette mobile pivotant par rapport à une culasse fixe formant le reste du circuit magnétique, ladite culasse étant à section en U et entourant un bilame thermique électriquement relié à une borne de l'appareil, des moyens de rappel maintenant la palette en position ouverte par rapport à la culasse en l'absence de courant de court-circuit. Selon l'invention, à titre essentiel, la borne et la culasse sont fixées l'une à l'autre et à une pièce intermédiaire dotée de paliers de pivotement pour la palette, l'ensemble formant un sous-ensemble d'un seul tenant. L'avantage d'un tel sous-ensemble est notamment patent en phase d'industrialisation, puisque ledit sous-ensemble peut être prémonté puis manipulé en une seule opération au moment du montage. Plus précisément, selon une configuration propre à l'invention, la borne est en forme de L au dos duquel est solidarisée le fond de la culasse en forme de gouttière, la pièce intermédiaire étant fixée entre ledit fond et le dos de la borne, ladite pièce enveloppant au moins partiellement l'extérieur de la culasse et comportant deux branches en dépassant dans une direction d'allure axiale, les extrémités desdites branches présentant des orifices en regard dans lesquels pivote la palette. Par ailleurs, les moyens de rappel sont constitués d'un ressort de compression interposé entre la palette, via une patte dépassant de l'extrémité libre de celle-ci à l'opposé de la charnière avec la pièce intermédiaire, et un crochet prolongeant ladite pièce au delà de la culasse, dont dépasse une seconde patte. L'emploi d'un ressort de compression pour effectuer le réglage magnétique présente plusieurs avantages : il s'agit d'une solution qui est moins chère et plus précise que les ressorts de traction ou de torsion habituellement utilisés dans cette application. Le ressort de compression est adapté au calibre de l'appareil de coupure. Deux butées sont au surplus disposées à proximité de l'axe de pivotement en vue de limiter l'amplitude du basculement de la palette sous l'effet du ressort de compression, qui sollicite en permanence ladite palette en direction desdites butées. Ces butées permettent de prépositionner la palette en vue de constituer un sous-ensemble prévu pour être intégré au boîtier. Selon une configuration possible, la palette mobile comporte au moins deux épaisseur obtenues par pliage sur elle même de la tôle magnétique constituant ladite palette. L'augmentation d'épaisseur ainsi facilement obtenue au niveau du passage du flux magnétique permet de retarder la saturation magnétique du matériau. Le nombre de pliage est multipliable et dépend du contexte techniques et des contraintes qui y sont associées. La palette présente par ailleurs de préférence une languette de réglage de l'amplitude de son basculement, dont l'extrémité libre coopère avec le boîtier de l'appareil électrique. Une paroi du logement du sous-ensemble de l'invention dans le boîtier est positionnée pour servir de butée à cette languette, dont la position par rapport à la palette est facilement modifiable en vue de régler l'amplitude du mouvement de pivotement. Ladite languette est à cet effet constituée d'une portion de la tôle de la palette voisine d'un bord perpendiculaire à l'axe de pivotement, obtenue par découpe d'un segment parallèle audit bord et subissant un pliage dont l'angle est variable et constitue le paramètre de réglage de l'amplitude du basculement de la palette. Plus le pliage est important, augmentant ledit angle, plus la patte arrivera vite en butée contre la paroi du logement mentionnée ci-dessus, et moins le déplacement angulaire sera important. Selon l'invention, le bilame passe dans la gouttière formant la culasse, dans laquelle il est orientée sensiblement parallèlement à l'axe de ladite gouttière. Classiquement, ledit bilame est par ailleurs électriquement connecté à la borne en sortie de la culasse par au moins une tresse conductrice souple soudée d'une part à l'extrémité libre du bilame et d'autre part au dos de ladite borne. Dans la configuration de préférence adoptée pour l'invention, le bilame est fixé à la semelle du boîtier de l'appareil au niveau de son extrémité opposée à l'extrémité libre, et relié à ce niveau à un contact mobile de l'appareil de coupure également via au moins une tresse conductrice souple. L'invention concerne également les appareils électriques de coupure du type disjoncteur qui sont équipés d'actionneurs magnétothermiques tels qu'ils ont été décrits ci-dessus, c'est à dire comportant pour chaque ligne à protéger un contact mobile apte à coopérer avec un contact fixe, une serrure mécanique de disjonction apte à basculer pour séparer le contact mobile du contact fixe en cas de surintensité dans une ligne, l'actionneur magnétothermique étant alors apte à agir sur ladite serrure pour la faire basculer. L'invention va à présente être décrite plus en détail, en référence aux figures, pour lesquelles : la figure 1 est une vue en perspective d'une première version à chauffage direct d'un actionneur magnétothermique selon l'invention ; - la figure 2 montre une vue en coupe de la version de la figure 1 ; - la figure 3 représente une vue en perspective d'une seconde version à chauffage indirect d'un actionneur magnétothermique selon 30 l'invention ; et - la figure 4 en montre une vue en coupe. A titre essentiel, l'actionneur magnétothermique de l'invention se compose d'une culasse magnétique fixe (1) en � gouttière � et d'une palette (2) mobile également en matériau magnétique, la culasse (1) et la palette (2) entourant un bilame (3) thermique. Dans la version des figures 1 et 2, le bilame (3) est électriquement relié à une borne (4) de l'appareil électrique via une tresse conductrice (5). La palette (2) est rotative par rapport à une pièce intermédiaire (6) dotée de paliers de pivotements (7, 7'). Deux butées (8, 8') disposées à proximité de l'axe de pivotement permettent de limiter l'amplitude du basculement de la palette (2) sous l'effet du ressort de compression (9), qui sollicite en permanence ladite palette (2) en direction desdites butées (8, 8'). Le ressort (9), adapté à chaque calibre, est disposé entre la palette (2) et la culasse fixe (1), plus précisément sur deux pattes (10, 11) solidaires respectivement d'un crochet (13) dépassant de la pièce intermédiaire (6) et de la palette (2). Cette dernière présente deux couches ou épaisseurs repliées (2', 2") dont l'une est dotée d'une languette (12) destinée au réglage de l'amplitude du basculement, par coopération avec une paroi du boîtier de l'appareil (non représenté). Les butées (8, 8') servent donc uniquement à permettre l'établissement d'un sous-ensemble prémonté, prêt à être intégré dans le boîtier, et ne servent pas au réglage une fois que le sous-ensemble est inséré dans le socle du boîtier. Le positionnement précis de la pièce intermédiaire (6) par rapport à la culasse fixe (1) apparaît plus clairement à la figure 2 : elle épouse au moins partiellement la surface extérieure de la culasse (1) et se trouve par conséquent placée en sandwich entre ladite culasse (1) et la borne (4). Selon une possibilité, Il s'agit d'une pièce en laiton. La coupe de la figure 2 montre également clairement le support inférieur (14), inséré dans le socle du boîtier, sur laquelle est fixée l'une des extrémités du bilame (3) relié au reste du circuit par une tresse souple (non représentée). La version des figures 3 et 4 est très similaire à la précédente, la seule différence résidant dans l'existence d'un chauffage indirect du bilame (3) par une tôle conductrice (15) mince disposée dans le volume enclos par la culasse fixe (1) en forme de gouttière, entre le fond de ladite gouttière et le bilame (3). L'extrémité inférieure de celui-ci y est fixée, et non plus directement au support inférieur (14) comme dans la version précédente. La partie supérieure de ladite tôle (15) est solidarisée à la borne (4). Sa portion médiane (16) se développant parallèlement et à proximité du bilame (3) (voir en figure 4) réalise l'essentiel du chauffage par rayonnement du bilame (3). Une telle configuration peut avoir un intérêt lorsque, par exemple pour les calibres élevés, le courant traversant le bilame (3) est élevé et conduirait à le chauffer de manière déraisonnable. La configuration de l'invention permet d'obtenir, pour une largeur faible qui est compatible avec son introduction dans des modules, un rendement magnétique suffisant pour que le percuteur puisse faire déclencher la serrure magnétique en cas de court-circuit dans la ligne protégée par le disjoncteur équipé d'un tel actionneur. 5 10 15 25 30 REVENDICATIONS1. Déclencheur magnétothermique pour appareil électrique de coupure de type disjoncteur, comportant un circuit magnétique à palette mobile (2) pivotant par rapport à une culasse fixe (1) formant le reste du circuit magnétique, ladite culasse (1) étant à section en U et entourant un bilame thermique (3) électriquement relié à une borne (4) de l'appareil, des moyens de rappel (9) maintenant la palette (2) en position ouverte par rapport à la culasse (1) en l'absence de courant de court-circuit, caractérisé en ce que la borne (4) et la culasse (1) sont fixées l'une à l'autre et à une pièce intermédiaire (6) dotée de paliers de pivotement (7, 7') pour la palette (2), l'ensemble formant un sous-ensemble d'un seul tenant. 2. Déclencheur magnétothermique selon la revendication précédente, caractérisé en ce que la borne (4) est en forme de L au dos duquel est solidarisée le fond de la culasse (1) en forme de gouttière, la pièce intermédiaire (6) étant fixée entre ledit fond et le dos de la borne (4), ladite pièce (6) enveloppant au moins partiellement l'extérieur de la culasse (1) et comportant deux branches en dépassant dans une direction d'allure axiale, les extrémités desdites branches présentant des orifices (7, 7') en regard dans lesquels pivote la palette (2). 3. Déclencheur magnétothermique selon la revendication précédente, caractérisé en ce que les moyens de rappel sont constitués d'un ressort de compression interposé entre la palette (2), via une patte (11) dépassant de l'extrémité libre de celle-ci à l'opposé de la charnière avec la pièce intermédiaire (6), et un crochet (13) prolongeant ladite pièce au delà de la culasse, dont dépasse une seconde patte (10). 4. Déclencheur magnétothermique selon la revendication précédente, caractérisé en ce que deux butées (8, 8') sont 10 15 20 25 30disposées à proximité de l'axe de pivotement en vue de limiter l'amplitude du basculement de la palette (2) sous l'effet du ressort de compression (9), qui sollicite en permanence ladite palette (2) en direction desdites butées (8, 8'). 5. Déclencheur magnétothermique selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la palette mobile (2) comporte au moins deux épaisseurs (2', 2") obtenues par repli de la tôle magnétique constituant ladite palette (2). 6. Déclencheur magnétothermique selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la palette (2) présente une languette (12) de réglage de l'amplitude de son basculement, dont l'extrémité libre coopère avec le boîtier de l'appareil électrique. 7. Déclencheur magnétothermique selon la revendication précédente, caractérisée en ce que ladite languette (12) est constituée d'une portion de la tôle de la palette (2) voisine d'un bord perpendiculaire à l'axe de pivotement, obtenue par découpe d'un segment parallèle audit bord et subissant un pliage dont l'angle est variable et constitue le paramètre de réglage de l'amplitude du basculement de la palette (2). 8. Déclencheur magnétothermique selon l'une quelconque des revendications 2 à 6, caractérisée en ce que le bilame (3) passe dans la gouttière formant la culasse (1), dans laquelle il est orientée sensiblement parallèlement à l'axe de ladite gouttière. 9. Déclencheur magnétothermique selon la revendication précédente, caractérisée en ce que le bilame (3) est électriquement connecté à la borne (4) en sortie de la culasse par au moins une tresse (5) conductrice souple soudée d'une part à l'extrémité libre du bilame (3) et d'autre part au dos de ladite borne (4). 10. Déclencheur magnétothermique selon l'une des revendications 7 et 8, caractérisé en ce que le bilame (3) est fixé à la 10semelle du boîtier de l'appareil au niveau de son extrémité opposée à l'extrémité libre, et relié à ce niveau à un contact mobile de l'appareil de coupure via au moins une tresse conductrice souple. 11. Appareil de coupure de type disjoncteur comportant pour chaque ligne à protéger un contact mobile apte à coopérer avec un contact fixe, une serrure mécanique de disjonction apte à basculer pour séparer le contact mobile du contact fixe en cas de surintensité dans une ligne, caractérisé en ce qu'il comporte un déclencheur magnétothermique selon l'une des revendications précédentes apte à agir sur ladite serrure pour la faire basculer.