Brevet FR2939958A1 — publié le 20100618

B09-3887FR Société dite : ABB AG Dispositif thermique de protection contre les surcharges et module de déclencheur à bilame Invention de : KOMMERT Richard SCHWEITZER Rüdiger RAULE Corinna Priorité d'une demande de brevet déposé en Allemagne le 16 décembre 2008 sous le n° 10 2008 062 528.0 Dispositif thermique de protection contre les surcharges et module de déclencheur à bilame L'invention concerne un dispositif thermique de protection contre les surcharges comprenant un module de déclencheur à bilame fixé dans un boîtier. L'invention concerne en outre un module de déclencheur à bilame pour un dispositif de protection contre les surcharges. Un dispositif thermique de protection contre les surcharges du type générique est par exemple connu d'après le document EP 0 828 276 A2. Celui-ci présente un support conducteur électrique fixé dans un boîtier pour un déclencheur à bilame, qui est pressé sous forme de connexion par serrage dans le boîtier. Le déclencheur à bilame en forme de ruban de bilame est monté directement sur le support. En outre, un raccord de serrage est également monté sur le support, en forme de plaque avec un filetage dans lequel une vis de serrage peut être vissée. La direction de vissage de la vis de serrage est perpendiculaire à la direction d'étendue longitudinale du ruban de bilame. Malgré la fixation du support dans le boîtier par le biais de pattes de serrage, il peut se produire, lors d'un vissage de la vis de serrage, une contrainte du support sous forme de couples de torsion parasites qui s'exercent alors sur le ruban de bilame et peuvent le décaler hors de sa position ajustée. De ce fait, la précision du déclenchement est réduite. Afin d'éviter ce problème, on a proposé de réaliser le raccord de serrage et la fixation du bilame sous forme de modules séparés et de les assembler par le biais d'un toron conducteur flexible. Ainsi, il ne se produirait plus d'influence sur la position du bilame par le raccord de serrage, mais la construction du boîtier est alors plus compliquée, car trois composants doivent être insérés et connectés les uns aux autres. L'objet de la présente invention est par conséquent de fournir un dispositif thermique de protection contre les surcharges dans lequel le raccord de serrage et la fixation du bilame sont intégrés dans un unique module préfabriqué, en évitant que le bilame ne soit influencé par des couples de torsion parasites provoqués par la vis de serrage. Cet objet est atteint par le dispositif thermique de protection contre les surcharges comprenant un module de déclencheur à bilame fixé dans un boîtier selon l'invention et par le module de déclencheur à bilame pour un dispositif thermique de protection contre les surcharges selon l'invention, dans lesquels le module de déclencheur à bilame comprend une plaque de base, sur laquelle sont montés un bras de serrage avec une patte de raccordement portant un raccord de serrage, un bras de bilame avec une patte de fixation de bilame portant le ruban de bilame, ainsi qu'une branche de fixation avec une patte de fixation retenant le module de déclencheur à bilame dans le boîtier. L'effet avantageux de la configuration selon l'invention d'un dispositif thermique de protection contre les surcharges du type générique réside dans le fait que la patte de raccordement et la patte de fixation de bilame prévues selon l'invention permettent un désaccouplement du bilame du raccord de serrage en termes de couples, qui sont exercés par la vis de serrage sur le raccord de serrage lors du vissage de la vis de serrage. Un couple de torsion, qui est exercé sur le raccord de serrage, est d'abord reçu par la patte de raccordement, de sorte que la plaque de base ne soit pas influencée par celui-ci. Si une partie du couple de torsion se transmettait toutefois quand même à la plaque de base, il serait reçu entre la plaque de base et le bras de bilame par la patte de fixation de bilame. En outre, la plaque de base est maintenue dans le boîtier par le biais des branches de fixation et de la patte de fixation. Normalement, le couple qui est exercé par la vis de serrage sur le raccord de serrage est reçu par le biais de la fixation au boîtier. Dans le cas d'un couple particulièrement fort, qui ne peut plus être reçu totalement par la fixation de la patte de fixation dans le boîtier et qui, dans un cas extrême, peut même entraîner une déformation du boîtier sur le site de la fixation de la patte de fixation, la troisième zone de protection de la patte de fixation de bilame intervient alors et reçoit aussi ces couples de torsion parasites, de sorte qu'une torsion du bras du bilame lui-même soit évitée. De ce fait, on évite un transfert du couple de torsion au bras du bilame lui-même en cas de couples très importants lors du vissage de la vis de serrage, et l'on dispose toutefois d'une possibilité de montage simple, car il est prévu un seul module unique qui est complètement pré-monté avec le raccord de serrage et le ruban de bilame, et qui peut être inséré dans le boîtier en une seule passe de travail. D'autres configurations et améliorations avantageuses de l'invention font l'objet des revendications secondaires. L'invention ainsi que d'autres configurations et améliorations avantageuses et d'autres perfectionnements de l'invention vont être expliqués et décrits plus en détail à l'aide du dessin qui illustre un exemple de réalisation de l'invention, et dans lequel : - les figures la - d illustrent un module de déclencheur à bilame selon l'invention en vues sur les faces large, supérieure, inférieure et étroite, et - la figure 2 illustre schématiquement une vue dans un dispositif thermique triphasé de protection contre les surcharges selon l'invention, dans lequel, pour chaque phase, un module de déclencheur à bilame selon la figure 1 est utilisé. La figure 2 illustre une vue de dessus dans le boîtier thermoplastique ouvert 40 d'un dispositif thermique de protection contre les surcharges. Celui-ci est divisé par deux parois intermédiaires 50 en trois chambres de chauffage 42, 44, 46. Dans chaque chambre de chauffage se trouve un module de déclencheur à bilame 1, qui est illustré et décrit plus en détail dans les figures 1 a - d. Le dispositif thermique de protection contre les surcharges selon la figure 2 est un dispositif thermique triphasé de protection contre les surcharges de construction à embase, le couvercle de l'embase étant enlevé, de sorte que l'on puisse voir dans la base ouverte de l'embase. Au niveau d'un côté étroit de chaque chambre de chauffage se trouve le raccord de serrage qui est accessible depuis l'extérieur du boîtier pour raccorder un conducteur de raccordement pour chaque phase de chaque chambre de chauffage. Au niveau du côté étroit opposé au raccord de serrage, l'extrémité libre de chaque ruban de bilame agit conjointement avec un coulisseau 60. Le coulisseau 60 transfère une flexion thermique d'un ou de plusieurs rubans de bilame à un système d'interrupteur à déclic (non illustré ici), de sorte que dans le cas d'une flexion thermique importante en conséquence, du ruban de bilame, un ou plusieurs circuits de courant auxiliaires soient ouverts ou fermés. Le système d'interrupteur à déclic et les contacts auxiliaires se trouvent dans une partie de l'appareil qui se situe dans la direction de l'observateur au-dessus du plan du dessin de la figure 2. On y prévoit également des raccords de serrage de contacts auxiliaires. Le coulisseau 60 est un composant d'une seule pièce et traverse chacune des parois intermédiaires 48, 50. En l'occurrence, le seuil de déclenchement de chaque module de déclencheur à bilame est ajusté de telle sorte que la commutation s'effectue seulement lors du dépassement d'un seuil de flexion critique déterminé prédéfinissable du ruban de bilame thermique. La flexion critique correspond à une surcharge dans au moins l'une des trois phases, qui s'applique pendant une période prolongée, et qui est nettement supérieure au courant nominal, pour lequel le dispositif de protection contre les surcharges est conçu. L'ajustement du seuil de déclenchement de chaque module de déclencheur à bilame peut se produire par un ajustement de la position du ruban de bilame par rapport au coulisseau 60. I1 est nécessaire, pour un fonctionnement fiable et reproductible du dispositif thermique de protection contre les surcharges, que la position ajustée au départ du ruban de bilame par rapport au coulisseau ne varie pas, notamment ne varie pas lors du montage du conducteur de raccordement aux raccords de serrage. Afin de s'assurer de cela, les modules de déclencheur à bilame 1 sont par exemple construits comme illustré dans les figures la-d. Chaque module de déclencheur à bilame 1 a, en tant que partie centrale, une plaque de base 10 en forme de plaque de métal rectangulaire. Au niveau d'un côté longitudinal de celle-ci est formée tout d'abord une branche de fixation 30, qui a ici approximativement la moitié de la longueur de la plaque de base et qui est aussi réalisée sous forme rectangulaire. Celle-ci porte une patte de fixation 32 qui est tournée en forme de ruban métallique, dans la direction du côté étroit inférieur de la plaque de base. Avec la patte de fixation 32, la plaque de base 10 et ainsi le module de déclencheur à bilame 1 sont maintenus dans une cavité de boîtier 52, 54, 56 par une connexion par serrage. Les cavités du boîtier 56, 54 sont montées sur les parois intermédiaires 48, 50, la cavité de boîtier 52 est montée sur le côté intérieur d'une paroi extérieure du boîtier. Les cavités du boîtier sont moulées lors de la fabrication du boîtier dans un procédé de moulage par injection en une seule passe de travail avec les autres pièces du boîtier. Sur le côté longitudinal de la plaque de base 10 opposé à la branche de fixation 30 est façonné en haut un bras de serrage 12 et en bas un bras de bilame 22. Les deux bras sont réalisés sous forme de pattes cintrées, qui sont cintrées d'environ 90° et qui présentent ainsi chacune une branche libre 13, 23, qui dépasse approximativement perpendiculairement par rapport au plan de la plaque de base 10. Verticalement sur la branche libre 13 du bras de serrage s'étend, dans la direction parallèle à l'étendue longitudinale de la plaque de base 10, une patte de raccordement 14, à l'extrémité libre de laquelle est monté un raccord de serrage 16 en forme de plaque filetée. La plaque filetée formant le raccord de serrage 16 s'étend avec son côté large parallèlement au côté étroit de la plaque de base 10. Elle porte approximativement au centre un alésage fileté 17. Dans celui-ci peut être vissée une vis de serrage avec laquelle un conducteur de raccordement, ici non illustré, peut être vissé fermement sur le raccord de serrage 16. Verticalement sur la branche libre 23 du bras de bilame, dans la direction parallèle à l'étendue longitudinale de la plaque de base 10, fait saillie une patte de fixation de bilame 32. Sur celle-ci est fixé le ruban de bilame 20. Celui-ci s'étend avec sa direction d'étendue longitudinale parallèlement au plan de la plaque de base 10 et approximativement parallèlement à son côté large. Le ruban de bilame 20 est enroulé par un conducteur de courant 21, dont la chaleur de courant le chauffe et qui peut de ce fait fléchir perpendiculairement à sa direction d'étendue longitudinale et à son côté large. Le bras de serrage 12 et le bras de bilame 22 sont aussi orientés verticalement et le côté large de la plaque de base 10 est orienté parallèlement à la direction d'étendue longitudinale du ruban de bilame 20. La patte de raccordement (14) et la patte de fixation de bilame (24) sont orientées perpendiculairement au plan sous-tendu par la direction d'étendue longitudinale du ruban de bilame (20) et par la direction d'orientation du bras de serrage (12) ou du bras de bilame (22). Une vis de serrage, qui est vissée dans l'ouverture filetée 17, a une direction de pas perpendiculaire à la direction d'étendue longitudinale du ruban de bilame 20. Lorsque cette vis est vissée très fermement sur le raccord de serrage 16, le couple de vissage est transmis à la plaque filetée formant le raccord de serrage 16 et cherche à faire également tourner cette dernière. Le couple de torsion parasite qui s'exerce ainsi sur la plaque filetée 16 conduit ainsi à une rotation de la plaque filetée autour de l'axe de la patte de raccordement. La patte de raccordement est en soit tordue, et reçoit le couple de torsion de la plaque filetée. Plus aucun couple de torsion n'est transmis à la plaque de base 10. La plaque de base reste dans sa position, qui est prédéfinie par sa fixation sur la paroi du boîtier ou sur l'une des parois intermédiaires. Même si un faible couple résiduel était encore transmis à la plaque de base 10, et aurait tendance à la déformer dans ses cavités de boîtier par rapport au boîtier, ceci n'aurait aucun effet sur la position du ruban de bilame 20. En effet, un couple résiduel de la plaque de base 10 conduirait à une torsion de la patte de fixation du bilame 24. Celle-ci recevrait complètement le couple résiduel et plus aucun couple de torsion parasite ne serait transmis au ruban de bilame 20, qui resterait alors dans sa position ajustée sans être affecté par la force de vissage de la vis de serrage. Du point de vue de la technique de fabrication, il est avantageux que l'unité partielle comprenant la plaque de base (10), le bras de serrage (12) avec la patte de raccordement (14) portant le raccord de serrage (16), le bras de bilame (22) avec la patte de fixation du bilame (24), la branche de fixation (30) et la patte de fixation (32), soit fabriquée sous forme d'une pièce estampée cintrée en métal, par exemple en laiton ou en cuivre. I1 ne reste plus à monter sur celle-ci que le ruban de bilame 20, par exemple par soudage ou brasage. Le module de déclencheur à bilame complet 1 est alors fourni sous forme de composant préfabriqué et peut être inséré en une seule passe de travail lors du montage dans le boîtier 40. REVENDICATIONS1. Dispositif thermique de protection contre les surcharges comprenant un module de déclencheur à bilame fixé dans un boîtier (40), caractérisé en ce que le module de déclencheur à bilame (1) comprend une plaque de base (10), sur laquelle sont montés un bras de serrage (12) avec une patte de raccordement (14) portant un raccord de serrage (16), un bras de bilame (22) avec une patte de fixation de bilame (24) portant le ruban de bilame (20), ainsi qu'une branche de fixation (30) avec une patte de fixation (32) retenant le module de déclencheur à bilame (1) dans le boîtier (40). 2. Dispositif thermique de protection contre les surcharges selon la revendication 1, caractérisé en ce que la patte de fixation (32) est pressée dans une cavité de boîtier (52, 54, 56) réalisée sur le boîtier (40) en forme de connexion par serrage. 3. Module de déclencheur à bilame pour un dispositif thermique de protection contre les surcharges, caractérisé en ce que le module de déclencheur à bilame (1) comprend une plaque de base (10) sur laquelle sont montés un bras de serrage (12) avec une patte de raccordement (14) portant un raccord de serrage (16), un bras de bilame (22) avec une patte de fixation de bilame (24) portant le ruban de bilame (20), ainsi qu'une branche de fixation (30) avec une patte de fixation (32) retenant le module de déclencheur à bilame (1) dans le boîtier (40). 4. Module de déclencheur à bilame selon la revendication 3, caractérisé en ce que le côté large de la plaque de base est orienté parallèlement à la direction d'étendue longitudinale du ruban de bilame (20). 5. Module de déclencheur à bilame selon la revendication 4, caractérisé en ce que le bras de serrage (12) et le bras de bilame (22) sont orientés perpendiculairement à la direction d'étendue longitudinale du ruban de bilame (20). 6. Module de déclencheur à bilame selon la revendication 5, caractérisé en ce que la patte de raccordement (14) et la patte defixation de bilame (24) sont orientées perpendiculairement au plan sous-tendu par la direction d'étendue longitudinale du ruban de bilame (20) et par la direction d'orientation du bras de serrage (12) ou du bras de bilame (22). 7. Module de déclencheur à bilame selon la revendication 3, caractérisé en ce qu'une unité partielle comprenant la plaque de base (10), le bras de serrage (12) avec la patte de raccordement (14) portant le raccord de serrage (16), le bras de bilame (22) avec la patte de fixation du bilame (24), la branche de fixation (30) et la patte de fixation (32), est fabriquée sous forme d'une pièce estampée cintrée en métal.