Brevet FR3045931A1 — publié le 20170623

DISPOSITIF D'ASSEMBLAGE D'UN BILAME ET D'UNE PIECE FORMANT SUPPORT DE CE BILAME ET APPAREIL DE PROTECTION ELECTRIQUE LE COMPORTANT. DESCRIPTION DOMAINE TECHNIQUE La présente invention se rapporte d'une manière générale aux déclencheurs thermiques à bilames pour des appareils de coupure de courant, notamment des disjoncteurs. Elle concerne plus particulièrement un dispositif d'assemblage d'un bilame et d'une pièce servant de support à ce bilame dans un appareil de coupure de courant, ledit bilame étant relié électriquement par une première extrémité dite extrémité libre à une première plage de raccordement dite d'entrée, et par une autre extrémité par laquelle ce bilame est fixé au support précité, à une seconde plage de raccordement dite de sortie. ETAT DE LA TECHNIQUE ANTERIEURE Il est connu qu'un déclencheur thermique à bilame d'un appareil de coupure de courant assure une protection contre les surcharges, l'échauffement du bilame étant représentatif de l'échauffement de l'appareil ou de l'installation électrique protégée, de façon à déclencher l'appareil de coupure lorsque cet échauffement dépasse un seuil prédéterminé. L'échauffement du bilame peut être réalisé soit directement par passage du courant à travers le bilame, soit d'une manière plus usuelle, indirectement par passage du courant dans une chaufferette électrique isolée en contact thermique avec le bilame. Il est également connu d'assembler ce bilame avec une pièce de support réalisée en matériau électriquement conducteur. On connaît par exemple le document FR 2 669 144 décrivant un tel assemblage. Ce document décrit l'assemblage dans deux plans perpendiculaires d'un bilame et d'une pièce plate conductrice lui servant de support, cet assemblage étant réalisé par encastrement de la partie 3045931 2 inférieure du bilame conformé en tenon dans un évidement faisant office de mortaise prévu dans la pièce de support. Dans un tel dispositif, le courant circule à partir d'une borne d'entrée, à travers un ruban entourant le bilame, puis à partir de l'extrémité libre du 5 bilame, à travers la longueur du bilame, puis à travers le support de bilame, puis dans l'enroulement d'une bobine électromagnétique laquelle étant reliée électriquement à une borne de sortie de l'appareil. Dans un tel dispositif, le pied de bilame, correspondant au point de fixation du bilame sur le support, présente une section amoindrie correspondant à la 10 section du tenon précité. Cette section faible du bilame entraîne une puissance importante générée par le sous-ensemble comprenant le bilame et le support. Cette section de passage réduite est donc intéressante pour les faibles courants mais pénalisante pour les forts courants. Or, le problème se pose actuellement de faire passer un courant plus 15 important à volume constant. EXPOSE DE L'INVENTION La présente invention résout ce problème et propose un dispositif 20 d'assemblage d'un bilame sur son support permettant d'augmenter le courant d'emploi de l'appareil qui le comporte en conservant un même encombrement de cet appareil, ainsi qu'un appareil de coupure de courant comportant un tel dispositif d'assemblage. 25 A cet effet, la présente invention a pour objet un dispositif d'assemblage du genre précédemment mentionné, ce dispositif étant caractérisé en ce que ce bilame est monté traversant à travers le support précité de manière à pouvoir être fixé en différents endroits de la longueur de ce bilame, ledit bilame présentant ainsi une première et une seconde partie situées respectivement 30 d'un côté et de l'autre du support précité, la première partie située du côté de l'extrémité libre du bilame, correspondant à la surface dite utile de ce bilame, la longueur de cette surface utile étant variable en fonction de la longueur d'encastrement de ce bilame dans le support, cette longueur d'encastrement 3045931 3 étant déterminée en fonction du calibre de l'appareil afin d'obtenir une course thermique constante, quelque soit le calibre. Selon une caractéristique particulière, la plage de raccordement électrique 5 dite de sortie, est reliée électriquement à la seconde partie du bilame précitée. Selon une autre caractéristique, la fixation du bilame sur le support est réalisée par soudure. 10 La présente invention a encore pour objet un appareil de protection électrique comportant un dispositif de déclenchement thermique comportant un bilame, cet appareil comportant un dispositif d'assemblage du bilame sur son support comportant les caractéristiques précédemment mentionnées 15 prises seules ou en combinaison. Selon une autre caractéristique, cet appareil comporte un dispositif de déclenchement électromagnétique comportant une bobine, cette bobine comportant une première extrémité reliée électriquement à la seconde partie 20 de bilame précitée et une seconde extrémité reliée électriquement à la plage de sortie précitée. Selon une caractéristique, cet appareil est un disjoncteur basse tension. 25 Mais d'autres avantages et caractéristiques de l'invention apparaîtront mieux dans la description détaillée qui suit et se réfère aux dessins annexés donnés uniquement à titre d'exemple et dans lesquels : -La figure 1 est une vue en perspective éclatée d'un dispositif de 30 déclenchement magnétothermique selon l'invention, 3045931 4 -Les figures 2 et 3 sont deux vues en perspective illustrant ce même dispositif selon deux orientations différentes de manière à montrer deux faces opposées de ce dispositif, et 5 -Les figures 4 et 5 illustrent respectivement la déflexion du bilame pour deux appareils présentant respectivement un faible calibre et un fort calibre, lesdits appareils comportant un dispositif d'assemblage selon l'invention. Sur les figures 1 à 3, on a représenté dispositif de déclenchement dit 10 magnéto-thermique D appartenant à un disjoncteur basse tension, ce dispositif comportant de manière connue en soi, un dispositif de déclenchement thermique T comportant un bilame 1, et un dispositif de déclenchement magnétique M comportant une bobine 2, lesdits dispositifs de déclenchement étant montés en série entre une plage de raccordement 15 dite d'entrée 3 ou amont reliée à la borne d'entrée de l'appareil et une plage de raccordement dite de sortie ou aval 4 reliée électriquement à la borne de sortie de l'appareil. Tel qu'illustré sur la figure 1, cet ensemble magnétothermique comporte un ensemble thermique T et un ensemble magnétique M. Cet ensemble 20 thermique comporte un bilame 1 supporté par un support de bilame 5, tandis que l'ensemble magnétique M comporte une bobine 2 supportée par un fut 6, ces deux ensembles étant supportés par un support isolant 7 destiné à isoler les différentes parties les unes aux autres. Un tel déclencheur thermique à bilame T est destiné à assurer une 25 protection contre les surcharges, l'échauffement du bilame 1 étant représentatif de l'échauffement de l'appareil ou de l'installation électrique protégée, de façon à déclencher l'appareil de coupure lorsque cet échauffement dépasse un seuil prédéterminé. Cet échauffement du bilame est réalisé par passage du courant à travers le 30 bilame 1, et, indirectement par passage du courant dans une chaufferette électrique 8 isolée en contact électrique avec le bilame 1. Cette chaufferette 8 en forme de ruban est réalisée en un matériau ayant une résistivité 3045931 5 appropriée et est appliquée contre un mince manchon isolant 9 entourant le bilame 1, approximativement entre les deux extrémités de ce dernier. Le ruban 8 possède une première extrémité 8a qui est électriquement reliée à une plage de raccordement dite d'entrée 3 ou amont menant à une borne 5 d'entrée (non représentée) de courant et une seconde extrémité 8b qui est reliée au bilame 1, par exemple par soudure électrique, en un point particulier du bilame situé à proximité de l'extrémité libre la de celui-ci. Ce bilame est destiné à être fixé sur le support de bilame précité 5, lequel support est destiné à être fixé dans le boîtier de l'appareil. Cette fixation du 10 bilame est réalisée avantageusement par soudure ou brasage. Cette bobine 2 est constituée par un enroulement comprenant une première extrémité 2a reliée électriquement au bilame 1, et une seconde extrémité 2b reliée électriquement à une plage de raccordement aval 10 dite de sortie reliée à une borne de sortie de l'appareil. 15 Conformément à l'invention, le bilame 1 est monté traversant à travers une ouverture 5a prévue dans le support de bilame précité 5 de manière à pouvoir être fixé audit support 5 en différents endroits du bilame choisis sur la longueur du bilame 1. Le bilame présente ainsi une première partie 1c 20 située au-dessus du support 5 et située du côté de son extrémité libre 1 a, et une seconde partie 1d située en dessous du support 5. On obtient ainsi une position d'encastrement du bilame variable permettant d'obtenir une surface utile lb du bilame également variable. On notera que cette surface utile du bilame correspond à sa première partie 1 a située au-dessus du support 5. 25 L'utilisateur pourra ainsi choisir la longueur de cette surface utile en fonction du calibre de l'appareil, tel que ceci est plus particulièrement illustré sur les figures 4 et 5. La première extrémité 2a de la bobine 2 est reliée électriquement au bilame 1 en une zone située sous la zone de fixation z du bilame 1 sur le support 30 précité 5 tel qu'illustré sur les figures 2 et 3. Sur la figure 4, le bilame 1 correspond à celui utilisé dans un appareil présentant un faible calibre. Sur cette figure, la longueur d'encastrement I du bilame 1 par rapport au support 5 est minimale, la zone du bilame située 3045931 6 sous le support correspondant sensiblement à la zone nécessaire pour la fixation de la bobine sur le bilame. Dans cette configuration, la déflexion du bilame 1 en cas de défaut électrique d'origine thermique se traduit par une courbure de son extrémité libre 1 a pouvant se mesurer par une longueur x 5 correspondant à une composante de cette déflexion, cette composante correspondant à la longueur entre le point de fixation f du bilame 1 sur le support 5 et un point p correspondant à la projection de l'extrémité libre 1 a du bilame sur un axe X, cet axe X étant sensiblement perpendiculaire à la direction longitudinale du bilame. Cette composante x correspond à la 10 course thermique du bilame. A cette course thermique du bilame correspond une course mécanique de l'actionneur destiné à coopérer avec ce bilame de manière à provoquer le déclenchement de l'appareil de coupure de courant. Sur la figure 5, le bilame 1 correspond à celui utilisé dans un appareil présentant un calibre élevé. Sur cette figure, la longueur d'encastrement I est 15 augmentée d'une valeur Y par rapport à celle du bilame de la figure précédente de manière à diminuer la surface utile 1 b du bilame 1. L'invention propose donc de prolonger le bilame 1 à travers la partie du support 5 de bilame appelée semelle, en conservant une soudure par exemple au laser entre les deux pièces, puis de souder directement 20 l'extrémité 2a de l'enroulement de la bobine 2 sur la partie 1 d non fonctionnelle du bilame, sous ladite semelle. Ainsi, grâce à l'invention, les fonctions d'encastrement du bilame et de conduction du courant sont séparées Ainsi, la ligne de courant ne passe plus par la partie d'extrémité du bilame 25 présentant une section diminuée, comme ceci est le cas dans l'art antérieur. Ainsi, la puissance générée par ce sous-ensemble est diminuée. La hauteur d'encastrement du bilame peut donc être ajustée de manière à obtenir la course thermique souhaitée. Sur les forts courants, le point de fixation du bilame sur son support est remonté en direction de l'extrémité 30 libre du bilame afin de raccourcir la longueur utile du bilame. Sur les faibles courants, ce point de fixation sera descendu afin d'allonger la longueur utile du bilame et augmenter sa course thermique. 3045931 7 Ainsi, une adaptation en fonction du courant est alors possible afin d'obtenir une course thermique constante, ceci permettant d'obtenir une course mécanique constante sur toute la gamme d'un même produit. Du fait de cette diminution de la puissance générée, il est possible de 5 fabriquer un appareil de protection présentant un calibre plus important à volume constant. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux modes de réalisation décrits et illustrés qui n'ont été donnés qu'à titre d'exemple. 10 Au contraire, l'invention comprend tous les équivalents techniques des moyens décrits ainsi que leurs combinaisons si celles-ci sont réalisées selon son esprit. 15 20 25 30 REVENDICATIONS1. Dispositif d'assemblage d'un bilame et d'une pièce servant de support à ce bilame dans un appareil de coupure de courant, ledit bilame étant relié électriquement par une première extrémité, dite extrémité libre, à une première plage de raccordement dite d'entrée, et par une autre extrémité, par laquelle ce bilame est fixé au support précité, à une seconde plage de raccordement dite de sortie, caractérisé en ce que ce bilame (1) est monté traversant à travers le support précité (5) de manière à pouvoir être fixé en différents endroits de la longueur de ce bilame (1), ledit bilame présentant ainsi une première (1c) et une seconde (1d) partie situées respectivement d'un côté et de l'autre du support précité (5), la première partie située du côté de l'extrémité libre (1a) du bilame (1), correspondant à la surface dite utile (1 b) de ce bilame (1), la longueur de cette surface utile (1 b) étant variable en fonction de la longueur d'encastrement (I) de ce bilame (1) dans le support (5), cette longueur d'encastrement (I) étant déterminée en fonction du calibre de l'appareil afin d'obtenir une course thermique (x) constante, quelque soit le calibre. 2. Dispositif d'assemblage selon la revendication 1, caractérisé en ce que la plage de raccordement électrique (4) dite de sortie, est reliée électriquement à la seconde partie (1d) du bilame (1). 3. Dispositif d'assemblage selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que la fixation du bilame (1) sur le support (5) est réalisé par soudure. 4. Appareil de protection électrique comportant un dispositif de déclenchement thermique comportant un bilame (1), caractérisé en ce qu'il comporte un dispositif d'assemblage du bilame (1) sur son support (5) selon l'une quelconque des revendications 1 à 3. 3045931 9 5. Appareil de protection électrique selon la revendication 4, caractérisé en ce qu'il comporte un dispositif de déclenchement électromagnétique comportant une bobine (2), caractérisé en ce que cette bobine (2) comporte une première extrémité (2a) reliée électriquement à la seconde 5 partie de bilame précitée (1d) et une seconde extrémité (2b) reliée électriquement à la plage de sortie précitée (4) 6. Appareil de protection électrique selon la revendication 4 ou 5, caractérisé en ce que c'est un disjoncteur basse tension. 10