Brevet FR2939957A1 — publié le 20100618

B09-3897FR Société dite : ABB AG Commutateur électrique multiphase avec un coulisseau de déclenchement Invention de : KOMMERT Richard SCHWEITZER Rüdiger KEILBACH Thomas Priorité d'une demande de brevet déposée en Allemagne le 16 décembre 2008 sous le n°10 2008 062 527.2 Commutateur électrique multiphase avec un coulisseau de déclenchement L'invention concerne un commutateur électrique avec un coulisseau de déclenchement qui comprend un premier et un deuxième élément de coulisseau plat allongé, qui peuvent être déplacés l'un par rapport à l'autre dans un plan de coulissement, ainsi qu'un levier d'accouplement articulé au premier et au deuxième élément de coulisseau. L'invention concerne en particulier un commutateur électrique multiphase avec un déclencheur thermique, en particulier un bilame thermique, pour chaque phase, qui coopère avec un coulisseau de déclenchement pour transmettre le mouvement de déclenchement d'au moins l'un des déclencheurs thermiques à un interrupteur à déclic, le coulisseau de déclenchement comprenant un premier et un deuxième élément de coulisseau plat allongé, qui peuvent être déplacés l'un par rapport à l'autre dans un plan de coulissement, ainsi qu'un levier d'accouplement articulé au premier et au deuxième élément de coulisseau. L'invention concerne en outre un coulisseau de déclenchement pour un commutateur électrique, comprenant un premier et un deuxième élément de coulisseau plat allongé, les éléments de coulisseau pouvant être déplacés l'un par rapport à l'autre dans un plan de coulissement, et comprenant un levier d'accouplement articulé au premier et au deuxième élément de coulisseau. Un commutateur électrique du type générique peut par exemple être un relais de surcharge thermique, qui présente pour chaque phase à chaque fois un bilame thermique, qui est accouplé par le biais d'un coulisseau de déclenchement approprié à une serrure de commutation sous forme d'un interrupteur à déclic pour l'ouverture de contacts. Un commutateur électrique du type générique peut aussi être un disjoncteur de protection de moteur, qui présente pour chaque phase à chaque fois un bilame thermique, qui est accouplé par le biais d'un coulisseau de déclenchement approprié à une serrure de commutation sous forme d'un système de commutation mécanique coopérant avec un pont de contact pour l'ouverture de contacts. Lorsque, dans le cas d'une surcharge, tous les déclencheurs thermiques qui sont normalement réalisés sous forme de bilames thermiques, réagissent et fléchissent, le mouvement des bilames thermiques est alors transmis par le biais d'un levier de transfert accouplé au coulisseau de déclenchement à la serrure de commutation, et en réaction à tous les bilames thermiques, une force déterminée est exercée par le biais de l'élément de transfert sur la serrure de commutation, de sorte qu'un déclenchement sûr a lieu. En l'occurrence, les bilames thermiques sont normalement disposés de telle sorte que leurs axes médians longitudinaux se situent dans un plan et que leurs côtés plats soient perpendiculaires à ce plan ; la flexion de tous les bilames thermiques se produit dans la direction de l'étendue dans le plan, c'est-à-dire de l'arrière vers l'avant. Le coulisseau de déclenchement est déplacé dans un plan de coulissement, qui se situe perpendiculairement au plan sous-tendu par les axes médians longitudinaux des bilames thermiques. Afin qu'un déclenchement se produise aussi lorsqu'un bilame thermique ne fléchit pas, parce que la tension ou le courant dans la phase a chuté, le coulisseau de déclenchement est composé de deux éléments de coulisseau qui peuvent être déplacés l'un par rapport à l'autre dans le plan de coulissement. En outre, un levier d'accouplement est prévu, lequel est connecté de manière articulée aux éléments de coulisseau, de sorte que lorsqu'un élément de coulisseau est maintenu fixement en raison de l'absence de réaction du bilame thermique, l'autre déplace et actionne le levier de transfert, de sorte que le bout du levier d'accouplement qui agit par le biais de l'élément de coulisseau mobile sur le levier de déclenchement de la serrure de commutation, parcourt une plus grande course de sorte que l'on obtient un déclenchement sûr en raison de la plus grande course du levier de transfert. Ceci s'explique comme suit Quand tous les bilames thermiques de toutes les phases fléchissent, ils produisent une force déterminée qui est constituée de toutes les forces individuelles des bilames thermiques individuels. En cas de chute de phase, seulement la force de flexion de deux bilames thermiques agit, de sorte que la course du levier de transfert, c'est-à-dire du point d'intervention sur la serrure de commutation, doit être augmentée afin d'obtenir pratiquement la même valeur force multipliée par distance. Un tel commutateur électrique multiphase du type générique est par exemple décrit dans le document DE 199 49 530 Al, et en particulier dans la figure 2 et la description associée. Le coulisseau de déclenchement est ici retenu fermement par une plaque de recouvrement qui est encliquetée fixement sur le boîtier du relais de surcharge. Ceci rend le montage coûteux. On connaît aussi un agencement d'un coulisseau de déclenchement dans lequel le levier d'accouplement est réalisé en forme de fourche et les deux éléments de coulisseau sont reçus entre les dents de la fourche. Un tel agencement connu est notamment coûteux à achever, notamment dans un processus de montage automatisé. L'objet de la présente invention est par conséquent de fournir un commutateur électrique multiphase avec un coulisseau de déclenchement qui puisse être assemblé simplement et qui permette d'améliorer le processus de montage automatisé tout en assurant un comportement sûr et sans perturbations des commutateurs. Cet objet est réalisé selon l'invention par un commutateur électrique, notamment un commutateur électrique multiphase, comprenant un coulisseau de déclenchement qui comprend un premier et un deuxième élément de coulisseau plat allongé, qui peuvent être déplacés l'un par rapport à l'autre dans un plan de coulissement, ainsi qu'un levier d'accouplement articulé au premier et au deuxième élément de coulisseau, et par un coulisseau de déclenchement, du même type que ci-dessus, pour un commutateur électrique, en particulier pour un commutateur électrique multiphase, dans lesquels le levier d'accouplement présente deux bras disposés sur des côtés différents du plan de coulissement, lesquels sont connectés à une âme traversant le plan de coulissement. Le levier d'accouplement a de ce fait approximativement une forme en S. Le premier bras se trouve au-dessus des éléments de coulisseau, le deuxième bras se trouve en dessous des éléments de coulisseau. Chacun des bras peut être accouplé à l'un des éléments de coulisseau. L'effet avantageux de la configuration selon l'invention du coulisseau de déclenchement réside dans la plus grande facilité de montage. Pour le montage, le premier élément de coulisseau est d'abord inséré dans le boîtier du commutateur à un emplacement prévu à cet effet. Dans la deuxième étape, le levier d'accouplement est alors mis en place. Ceci s'effectue de telle sorte que le premier bras du levier d'accouplement soit placé depuis le haut sur le premier élément de coulisseau. Du fait de la forme en S, le deuxième bras du levier d'accouplement se trouve en dessous du plan de coulissement. Dans la troisième étape, le deuxième élément de coulisseau est alors posé. Celui-ci vient alors avec le premier élément de coulisseau dans le plan de coulissement commun, et le deuxième bras de l'élément d'accouplement s'accouple du côté du plan de coulissement opposé au premier bras avec le deuxième élément de coulisseau. On obtient alors trois pièces disposées successivement les unes sur les autres, ce qui est très avantageux pour un montage automatique. La construction du coulisseau de déclenchement peut s'effectuer directement dans le boîtier à l'emplacement prévu et dans la position pré-ajustée et ajustée. De ce fait, on n'a plus besoin de placer précisément à l'emplacement exact un coulisseau de déclenchement fabriqué en dehors du boîtier et de devoir l'ajuster ensuite de manière coûteuse. Selon une forme de réalisation avantageuse, un commutateur électrique multiphase est caractérisé en ce que l'on dispose sur chacun des bras du levier d'accouplement un tourillon qui coopère avec un élément d'accouplement sur chacun des éléments de coulisseau pour l'articulation du levier d'accouplement. Dans une forme de réalisation particulièrement avantageuse, un trou est pratiqué en tant qu'élément d'accouplement dans le premier et le deuxième élément de coulisseau, au moins l'un des trous étant un trou oblong. 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 ainsi que d'autres perfectionnements de l'invention vont être expliqués et décrits plus en détails à l'aide des dessins, qui illustrent un exemple de réalisation de l'invention, dans lesquels : - la figure 1 illustre un coulisseau de déclenchement selon l'invention, et - les figures 2a-c illustrent une vue dans le boîtier ouvert d'un commutateur triphasé selon l'invention pendant les trois étapes de montage du coulisseau de déclenchement selon la figure 1. Considérons d'abord la figure 1. Elle illustre un coulisseau de déclenchement 1 selon l'invention, destiné à être inséré dans un commutateur électrique triphasé, par exemple dans un relais de surcharge thermique triphasé. Le coulisseau de déclenchement 1 est formé de deux éléments de coulisseau 14, 13 et d'un levier d'accouplement 15. L'élément de coulisseau 14 possède une portion plate allongée 21, sur laquelle sont façonnées des saillies 22, 23 et 24 en forme de L, perpendiculaires à celle-ci, dont les branches libres 25 à 27 sont alignées et s'étendent chacune dans la même direction. L'élément de coulisseau 13 possède également une portion allongée 28, sur laquelle sont également façonnées des saillies 29, 30 et 31 en forme de L, dont les extrémités de branches libres 32 à 34 s'étendent aussi dans une direction, les extrémités des branches 25, 32 ; 26 ; 33 ; 27, 34 s'étendant à chaque fois dans des directions opposées, comme on peut le voir dans la figure, dans l'état monté. Les extrémités de branches 25, 32 ; 26 ; 33 ; 27, 34 forment à chaque fois entre elles un espace de réception 10, 11, respectivement 12, pour recevoir l'extrémité d'un ruban de bilame thermique, lorsque le coulisseau de déclenchement est inséré dans un commutateur, par exemple un relais de surcharge thermique avec des éléments de déclenchement thermiques prévus en conséquence. Les rubans de bilames thermiques, ici non illustrés, sont alors reçus entre les extrémités de branches 25, 32 ; 26 ; 33 ; 27, 34 et s'appliquent contre elles. Les éléments de coulisseau 14, 13 sont déplaçables dans un plan de coulissement le long d'une ligne imaginaire, qui s'étend parallèlement aux côtés longitudinaux étroits des éléments de coulisseau 13, 14. Le levier d'accouplement 15 s'étend perpendiculairement aux portions allongées 21 et 28 et est articulé de manière rotative à la fois à l'élément de coulisseau 13 et à l'élément de coulisseau 14. Lorsque le coulisseau de déclenchement 1 est incorporé dans un commutateur, par exemple un relais de surcharge thermique et que les bilames thermiques fléchissent sous l'effet d'une surcharge, par exemple dans la direction de la flèche P, ils entraînent alors l'élément de coulisseau 14 également dans la direction de la flèche, de sorte que le levier d'accouplement 15 se déplace également dans la direction de la flèche P et actionne avec son extrémité libre un levier 16 et donc la serrure de commutation du commutateur. Le levier d'accouplement 15 a un premier bras 36, à l'extrémité libre 16 duquel se trouve le point d'interaction avec la serrure de commutation, et qui se situe au-dessus du plan de coulissement, c'est- à-dire au-dessus de l'élément de coulisseau 14. A l'autre extrémité du premier bras 36 est formée une âme 38 qui s'étend approximativement perpendiculairement au premier bras 36 vers le bas à travers le plan de coulissement. A l'extrémité de l'âme 38 est monté un deuxième bras 40 - non visible dans l'illustration de la figure 1, mais se reporter à la figure 2b -, qui s'étend en dessous du plan de coulissement, c'est-à-dire sous le deuxième élément de coulisseau 13, et qui s'étend approximativement dans un prolongement vers l'arrière du premier bras 36 et parallèlement à celui-ci. Le premier bras 36, l'âme 38 et le deuxième bras 40 forment ainsi un contour en forme de S, qui est enfilé d'une certaine manière entre les deux éléments de coulisseau 13, 14. A l'extrémité libre du deuxième bras 40 se trouve un tourillon 42 tourné vers le haut avec lequel le levier d'accouplement 15 vient en prise dans un trou 44 dans l'élément de coulisseau 13, et est de ce fait articulé à l'élément de coulisseau 13. Au niveau du premier bras 36 se trouve, dissimulé dans l'illustration de la figure 1, un autre tourillon avec lequel le levier d'accouplement 15 vient en prise dans un trou oblong 46, non visible dans la figure 1, mais voir la figure 2a, dans l'élément de coulisseau 14, et est de ce fait articulé à l'élément de coulisseau 14. Considérons à présent les figures 2a à c. Elles illustrent une vue partielle dans la partie d'embase inférieure d'un relais de surcharge thermique 50 de construction en forme d'embase. On voit une partie d'une paroi longitudinale 52 et d'une paroi transversale 54 du boîtier, ainsi que les bouts de deux parois de séparation 56, 58, qui divisent l'espace interne du boîtier en trois chambres 60, 62, 64. A chacune des chambres est associé un déclencheur bilame thermique, qui n'est pas illustré. En outre, on ne reviendra pas sur la description des éléments et modules individuels ainsi que sur le fonctionnement d'un relais de surcharge thermique, car cela est en principe connu. La figure 2a illustre la première étape lors du montage du coulisseau de déclenchement 1 dans le boîtier du relais de surcharge 50. L'élément de coulisseau 14 est posé sur les bouts des parois de séparation 56, 58. En l'occurrence, des tourillons de guidage 66, 68, qui sont montés sur les côtés étroits des bouts de la paroi de séparation, viennent en prise dans des trous oblongs 47, 48 dans l'élément de coulisseau, qui s'étendent dans la direction d'étendue longitudinale de l'élément de coulisseau 14, et provoquent, en coopérant avec les tourillons de guidage 66, 68, un guidage de type coulisse et une mobilité transversale de l'élément de coulisseau 14 parallèlement à la paroi transversale 54 du boîtier. Le trou oblong 46, qui reçoit ultérieurement le deuxième tourillon du levier d'accouplement, est ouvert vers le côté longitudinal inférieur de l'élément de coulisseau 14. La figure 2b illustre la deuxième étape lors du montage du coulisseau de déclenchement 1 dans le boîtier du relais de surcharge 50. Sur l'élément de coulisseau 14 a maintenant été placé le levier d'accouplement 15, et ce de telle sorte que le tourillon dissimulé par le premier bras 36 vienne en prise dans le trou oblong 46, de sorte que le levier d'accouplement 15 soit articulé à l'élément de coulisseau 14. Le tourillon 42 à l'extrémité libre du deuxième bras 40 est tourné vers le haut, hors du plan de coulissement. On reconnaît que le deuxième bras 40 présente une forme en L, le bras partiel portant le tourillon 42 formant la longue branche du L, et le bras partiel façonné sur l'âme et orienté parallèlement à la direction d'étendue longitudinale de l'élément de coulisseau 14 formant la branche courte du L. La figure 2c illustre la troisième étape lors du montage du coulisseau de déclenchement 1 dans le boîtier du relais de surcharge 50. L'élément de coulisseau 13 est placé sur les bouts des parois de séparation 56, 58, et ce en dessous de l'élément de coulisseau 14, de sorte que les éléments de coulisseau 13, 14 puissent glisser l'un devant l'autre dans le plan de coulissement. En l'occurrence, d'autres tourillons de guidage 69, 70, qui sont également montés sur les côtés étroits des bouts de paroi de séparation, viennent en prise en dessous des tourillons de guidage 66, 68 mentionnés précédemment, dans des trous oblongs 45, 49 dans l'élément de coulisseau 13, qui s'étendent dans la direction d'étendue longitudinale de l'élément de coulisseau 13 et qui provoquent, en coopérant avec les tourillons de guidage 69, 70, un guidage de type coulisse et une mobilité transversale de l'élément de coulisseau 13 parallèlement à la paroi transversale 54 du boîtier et à l'élément de coulisseau 14. La distance des éléments de coulisseau 13, 14 l'un de l'autre est fixée par le guidage dans les tourillons de guidage 66, 68 ; 69, 70. Lors de la pose de l'élément de coulisseau 13, le tourillon 42 du levier d'accouplement 15 vient en prise dans un trou 72 dans l'élément de coulisseau 13, de sorte que le levier d'accouplement 15 est articulé à l'élément de coulisseau 13. Le fonctionnement du coulisseau de déclenchement monté dans le boîtier conformément aux figures 2a-c en coopération avec les éléments de déclenchement thermiques, est le suivant. Lorsque tous les trois bilames thermiques fléchissent, les deux éléments de coulisseau 13, 14 sont alors déplacés ensemble, par exemple vers la gauche dans la direction de la flèche P, et le levier d'accouplement 15 est également déplacé parallèlement dans la direction de la flèche P selon la figure 1. La course de déplacement est donnée par la course de fléchissement des bilames thermiques. Les deux éléments de coulisseau 13, 14 sont déplacés parallèlement de la même distance. Lorsque toutefois l'un des bilames thermiques, par exemple celui qui est reçu dans l'espace de réception central 11 entre les extrémités libres des branches 26 et 33, ne fléchit pas, par exemple parce que le courant dans la phase associée a chuté, ce bilame thermique retient alors fixement l'élément de coulisseau 13 par le biais de l'extrémité de branche libre 33. L'élément de coulisseau 14 est maintenant déplacé transversalement par rapport à l'élément de coulisseau 13, par les deux bilames thermiques restants qui fléchissent. I1 se produit alors un mouvement de cisaillement entre les deux éléments de coulisseau 13 et 14. Dans ce cas, le levier d'accouplement 15 est tourné dans le sens inverse des aiguilles d'une montre. L'axe de rotation pour ce mouvement de rotation du levier d'accouplement 15 est le tourillon 42, qui est fixé de manière rotative dans le trou 72 dans l'élément de coulisseau 13. La configuration en forme de L du deuxième bras de levier 40 du levier d'accouplement 15 fait en sorte que dans le cas de ce mouvement de rotation, l'extrémité libre 16 du premier bras 36 du levier d'accouplement 15 parcoure dans l'ensemble dans la direction de la flèche P un multiple de la course qui a été parcourue dans le cas précédent en cas de déplacement uniforme parallèle des deux éléments de coulisseau 13, 14. De ce fait, on obtient une protection contre les chutes de phase, pour une construction dans l'ensemble très simple et facile à monter du coulisseau de déclenchement 1 directement dans le boîtier du commutateur électrique multiphase, ici un relais de surcharge thermique triphasé. Liste des références 1 Coulisseau de déclenchement 10 Espace de réception 11 Espace de réception 12 Espace de réception 13 Elément de coulisseau 14 Elément de coulisseau 15 Levier d'accouplement 21 Portion plate 22 Saillie en forme de L 23 Saillie en forme de L 24 Saillie en forme de L 25 Branche libre 26 Branche libre 27 Branche libre 28 Portion allongée 29 Saillie en forme de L 30 Saillie en forme de L 31 Saillie en forme de L 32 Branche libre 33 Branche libre 34 Branche libre 36 Premier bras 38 Ame 40 Deuxième bras 42 Tourillon 44 Trou 45 Trou oblong 46 Trou oblong 47 Trou oblong 48 Trou oblong 49 Trou oblong REVENDICATIONS1. Commutateur électrique, notamment commutateur électrique multiphase, comprenant un coulisseau de déclenchement qui comprend un premier et un deuxième élément de coulisseau plat allongé, qui peuvent être déplacés l'un par rapport à l'autre dans un plan de coulissement, ainsi qu'un levier d'accouplement articulé au premier et au deuxième élément de coulisseau, caractérisé en ce que le levier d'accouplement présente deux bras disposés sur des côtés différents du plan de coulissement, lesquels sont connectés à une âme traversant le plan de coulissement. 2. Commutateur électrique selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'on dispose sur chacun des bras du levier d'accouplement un tourillon qui coopère avec un élément d'accouplement sur chacun des éléments de coulisseau pour l'articulation du levier d'accouplement. 3. Commutateur électrique selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'un trou est pratiqué en tant qu'élément d'accouplement dans le premier et le deuxième élément de coulisseau, au moins l'un des trous étant un trou oblong. 4. Coulisseau de déclenchement pour un commutateur électrique, en particulier pour un commutateur électrique multiphase, comprenant un premier et un deuxième élément de coulisseau plat allongé, les éléments de coulisseau pouvant être déplacés l'un par rapport à l'autre dans un plan de coulissement, et comprenant un levier d'accouplement articulé au premier et au deuxième élément de coulisseau, caractérisé en ce que le levier d'accouplement présente deux bras disposés sur des côtés différents du plan de coulissement, lesquels sont connectés à une âme traversant le plan de coulissement. 5. Coulisseau de déclenchement selon la revendication 4, caractérisé en ce que l'on dispose sur chacun des bras du levier d'accouplement un tourillon qui coopère avec un élément d'accouplement sur chacun des éléments de coulisseau pour l'articulation du levier d'accouplement. 6. Coulisseau de déclenchement selon la revendication 5, caractérisé en ce qu'un trou est pratiqué en tant qu'élément d'accouplement dans le premier et le deuxième élément de coulisseau, au moins l'un des trous étant un trou oblong.