EP0295162A1 - Ensemble magnétothermique de disjonction pour disjoncteur ou disjoncteur différentiel - Google Patents

Ensemble magnétothermique de disjonction pour disjoncteur ou disjoncteur différentiel Download PDF

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EP0295162A1
EP0295162A1 EP88401197A EP88401197A EP0295162A1 EP 0295162 A1 EP0295162 A1 EP 0295162A1 EP 88401197 A EP88401197 A EP 88401197A EP 88401197 A EP88401197 A EP 88401197A EP 0295162 A1 EP0295162 A1 EP 0295162A1
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    • H01H71/7463—Adjusting only the electromagnetic mechanism

Definitions

  • the present invention relates to a magnetothermal circuit breaker assembly for circuit breakers or differential circuit breakers.
  • Circuit breakers for example circuit breakers or differential devices arranged in a modular box and used for the protection of electrical installations, such as for example living space installations, include a more or less complex closing and opening mechanism of contact.
  • This mechanism can be actuated, for a sudden opening of the contacts, by an electromagnetic device comprising a coil sensitive to a sudden overcurrent and a plunger core, made of magnetic material such as mild steel, suddenly displaced in the event of an overcurrent, this core being provided with a striker acting on the mechanism to cause the opening and rapid and complete separation of the contacts.
  • These devices also have a bimetallic strip thermostatic flow through the same current as the coil and whose deformation is such, when the intensity exceeds the nominal value, that it causes the opening of the contact (s) by also acting on the mechanism.
  • the invention proposes to remedy these drawbacks and to provide a magnetothermal circuit breaker with a small footprint and which consists of an extremely small number of parts.
  • Another objective of the invention is to channel the magnetic fluxes in the device.
  • Another object of the invention is to provide such an assembly which is particularly easy to assemble and mount in an apparatus.
  • Another objective of the invention is to produce such an assembly at an extremely low manufacturing price.
  • the subject of the invention is a circuit breaker magnetothermal assembly for circuit breakers or differential circuit breakers, comprising a thermal part provided with a bimetallic strip arranged in cantilever and the free end of which is intended to cooperate with an opening mechanism. of contacts, and a magnetic part with an induction coil in series with the bimetallic strip and associated with a plunger core with a striker, said plunger core being returned to the rest position by an elastic return member, characterized in that it comprises a support or reinforcement obtained in one piece by cutting and folding a flat metal part, said support being folded in the manner of a cage, two opposite faces of which are each provided an orifice aligned along the same axis of movement of the plunger core, the support carrying or forming, at one of the orifices, a fixed pole piece cooperating with the anterior end, forming the movable pole piece, of the core plunger, said support having, from said cage, at least one elongated arm carrying at its end the bimetallic strip.
  • the support thus formed ensures the channeling of the magnetic fluxes, preventing their dispersion in the device.
  • said arm carrying the bimetallic strip extends parallel to another arm, also coming from the cage, an adjustment member, such as a screw, then allowing, towards the free end of the two arms, to spread more or less said arms against an elastic tendency to approach, so as to exactly adjust the position of the bimetallic arm relative to the other arm and therefore relative to the mechanism.
  • an adjustment member such as a screw
  • the bimetallic strip arm preferably comes from a return from the cage remote from the part of the cage having the orifice associated with the pole piece, this latter part advantageously being able to be extended to form the parallel arm provided at its end with the regulating member.
  • the support has, from one end to the other, a straight arm, the lower part of which forms one of the sides of the cage, pierced with an orifice associated with a pole piece , this pole piece can be either fixed for example by crimping, at the level of the orifice, or even obtained directly by local stamping of the support, this side continuing by means of a 90 ° elbow, by a first branch continuing itself, after another 90 ° bend, by a second flank also provided with an opening aligned with the previous one, after which a new 90 ° bend determines a second branch parallel to the first, the whole thus forming a rectangular cage receiving the winding, the guide piece and the plunger core, said second branch then continuing, after a new bend, by an arm parallel to the initial arm, and the free end of which cooperates with the first arm of so as to be arranged in parallel and at a short distance from the first arm, the end of this second arm carrying the bimetallic strip, for example by welding.
  • the electrical connection between the coil and the support takes place at the level of said second branch, that is to say at a location close to the arm carrying the bimetallic strip so as to shorten the electrical path in the support.
  • the assembly shown in the drawing is intended to be contained in a modular circuit-breaker or differential circuit-breaker box, of which a few housing elements 1 are simply seen. It comprises a support made of mild steel and obtained by stamping and bending from the unfolded blank shown in Figure 3. This support comprises a first straight arm 2 whose lower end 3 forms a cage flank provided with an orifice 4 bordered by a stamped bead 5 on which is crimped a pole piece 6 with its polar surface 7.
  • the flank 3 continues with a first branch 8 perpendicular to the arm 2 and which, after a second bend, continues by a new flank 9 parallel to the flank 3 and also provided with a passage of larger diameter aligned with the axis of the orifice 4.
  • the support decreases in width and, after a new bend , it forms a second arm 10, parallel to the arm 8 and offset from the mean plane of the assembly so as to be able to pass in front of the arm 2.
  • it then forms a second arm 11 which extends first parallel to arm 2 and then presents, towards its end, an oblique direction 12 making it possible to move its end 13 proper away from the free end of arm 2.
  • the end 13 has, in its plane, a reference which brings it in front the end of the arm 2.
  • a screw 15, screwed into the end of the arm 2 presses on the arm 13 and makes it possible to move the end 13 of the arm 2 more or less by pivoting the arm 11 around the elbow which connects it to the branch 10. This makes it possible to 'more or less tilt the rest position of the bimetallic strip and ensure the adjustment of the device relative to an element 27 of the lock release mechanism.
  • a tubular guide sleeve 16 made of insulating material in which a plunger core 17 made of mild steel can move, traversed by a striker 18 in the form of a light alloy rod and the l end can spring out of the orifice 4 surrounded by the pole piece 6 when the core approaches it until it contacts its front pole surface 19 with the surface 7 of the pole piece 6.
  • the tubular sleeve 16 is surrounded by the turns of the winding 24, of a usual type, one end of which is connected to a contact of the circuit breaker and the other of which, 25, is welded to the branch 10 at a short distance from the arm 11 to ensure the passage of current to the bimetallic strip 14 by limiting the heating.

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Abstract

L'ensemble magnétothermique comporte un sup­port ou armature obtenu d'un seul tenant par découpage et pliage d'une pièce métallique plane, repliée à la façon d'une cage dont deux faces opposées sont pourvues chacune d'un orifice, le long d'un même axe de déplacement du noyau plongeur (17), le support portant à l'un des orifices une pièce polaire (6) coopérant avec la pièce polaire mobile (19) du noyau, le support présentant un premier bras (11) portant une bilame (14) et un second bras (2), les extrémités des deux bras coopérant par l'intermédiaire d'une vis de réglage (15).

Description

  • La présente invention a trait à un ensemble magnétothermique de disjonction pour appareils disjoncteurs ou disjoncteurs différentiels.
  • Les disjoncteurs, par exemple appareils dis­joncteurs ou appareils différentiels disposés dans un boîtier modulaire et utilisés pour la protection d'installations électriques, telles que par exemple les installations de locaux d'habitation, comportent un mécanisme plus ou moins complexe de fermeture et d'ouverture de contact. Ce mécanisme peut être actionné, pour une ouver­ture brutale des contacts, par un dispositif électromagnétique comprenant une bobine sensible à une surintensité brutale et un noyau plongeur, en matériau magnétique tel que acier doux, brutalement déplacé en cas d'apparition d'une surintensité, ce noyau étant muni d'un percuteur agissant sur le mécanisme pour provoquer l'ouverture et la séparation rapide et complète des con­tacts.
  • Ces appareils possèdent également une bilame thermostatique parcourue par le même courant que la bobine et dont la déformation est telle, lorsque l'intensité dépasse la valeur nominale, qu'il provoque l'ouverture du ou des contacts en agissant également sur le mécanisme.
  • Ces dispositifs, tant magnétiques que ther­miques, sont relativement complexes à réaliser et à assem­bler. Ils sont également relativement encombrants et volumineux, ce qui est gênant lorsque l'on veut introduire dans un tel appareil disjoncteur des fonctions supplémentaires, électroniques ou autres, qui demandent également de la place.
  • L'invention se propose de remédier à ces inconvénients et de fournir un ensemble de disjonction magnétothermique de faible encombrement et qui soit con­stitué d'un nombre extrêmement réduit de pièces.
  • Un autre objectif de l'invention est de canaliser les flux magnétiques dans l'appareil.
  • Un autre objectif de l'invention est de four­nir un tel ensemble qui soit particulièrement facile à assembler et à monter dans un appareil.
  • Un autre objectif de l'invention est de réaliser un tel ensemble à un prix de fabrication extrêmement bas.
  • L'invention a pour objet un ensemble magnétothermique de disjonction pour appareils disjoncteurs ou disjoncteurs différentiels, comprenant une partie ther­mique munie d'une bilame disposée en porte-à-faux et dont l'extrémité libre est destinée à coopérer avec un mécanisme d'ouverture de contacts, et une partie magnétique avec une bobine à induction en série avec la bilame et associée à un noyau plongeur avec un percuteur, ledit noyau plongeur étant rappelé en position de repos par un organe élastique de rap­pel, caractérisé en ce qu'il comporte un support ou armature obtenu d'un seul tenant par découpage et pliage d'une pièce métallique plane, ledit support étant replié à la façon d'une cage, dont deux faces opposées sont pourvues chacune d'un orifice aligné le long d'un même axe de déplacement du noyau plongeur, le support portant ou formant, à l'un des orifices, une pièce polaire fixe coopérant avec l'extrémité antérieure, formant la pièce polaire mobile, du noyau plongeur, ledit support présentant, depuis ladite cage, au moins un bras allongé portant à son extrémité la bilame.
  • Le support ainsi constitué assure la canali­sation des flux magnétiques, évitant leur dispersion dans l'appareil.
  • De préférence, ledit bras portant la bilame s'étend parallèlement à un autre bras, provenant également de la cage, un organe de réglage, tel qu'une vis, permettant alors, vers l'extrémité libre des deux bras, d'écarter plus ou moins lesdits bras à l'encontre d'une tendance élastique au rapprochement, de façon à régler exactement la position du bras porte-bilame par rapport à l'autre bras et donc par rapport au mécanisme.
  • Le bras porte-bilame provient, de préférence, d'un retour de la cage éloigné de la partie de cage présentant l'orifice associé à la pièce polaire, cette dernière partie pouvant avantageusement être prolongée pour former le bras parallèle muni à son extrémité de l'organe de réglage.
  • Ainsi, dans une forme de réalisation particulièrement préférée, le support présente, d'une extrémité à l'autre, un bras rectiligne dont la partie inférieure forme l'un des flancs de la cage, percé d'un ori­fice associé à une pièce polaire, cette pièce polaire pouvant être soit fixée par exemple par sertissage, au niveau de l'orifice, soit même obtenue directement par matriçage local du support, ce flanc se poursuivant par l'intermédiaire d'un coude à 90°, par une première branche se poursuivant elle-même, après un autre coude à 90°, par un deuxième flanc également muni d'une ouverture alignée avec la précédente, après quoi un nouveau coude à 90° détermine une deuxième branche parallèle à la première, l'ensemble formant ainsi une cage rectangulaire recevant le bobinage, la pièce de guidage et le noyau plongeur, ladite deuxième branche se poursuivant alors, après un nouveau coude, par un bras parallèle au bras initial, et dont l'extrémité libre coopère avec le premier bras de façon à être disposé parallèlement et à faible distance du premier bras, l'extrémité de ce second bras portant la bilame, par exemple par soudure.
  • De façon avantageuse, la liaison électrique entre la bobine et le support s'effectue au niveau de ladite deuxième branche, c'est-à-dire en un emplacement proche du bras portant la bilame de façon à raccourcir le trajet élec­trique dans le support.
  • D'autres avantages et caractéristiques de l'invention apparaîtront à la lecture de la description suivante, faite à titre d'exemple non limitatif et se référant au dessin annexé dans lequel :
    • la figure 1 représente une vue schématique en coupe d'un ensemble selon l'invention,
    • les figures 2 et 3 représentent deux vues en perspective du support de cet ensemble,
    • la figure 4 représente une vue du support découpé avant pliage.
  • L'ensemble représenté sur le dessin est des­tiné à être contenu dans un boîtier modulaire de disjoncteur ou de disjoncteur différentiel dont on voit simplement quelques éléments de boîtier 1. Il comporte un support réalisé en acier doux et obtenu par emboutissage et pliage à partir de l'ébauche non pliée représentée sur la figure 3. Ce support comporte un premier bras rectiligne 2 dont l'extrémité inférieure 3 forme un flanc de cage muni d'un orifice 4 bordé par un bourrelet embouti 5 sur lequel est sertie une pièce polaire 6 avec sa surface polaire 7.
  • Après un premier coude à angle droit, le flanc 3 se poursuit par une première branche 8 perpendicu­laire au bras 2 et qui, après un second coude, se poursuit par un nouveau flanc 9 parallèle au flanc 3 et également pourvu d'un passage de plus grand diamètre aligné sur l'axe de l'orifice 4. A la partie supérieure du flanc 9, le sup­port diminue de largeur et, après un nouveau coude, il forme un deuxième bras 10, parallèle au bras 8 et déporté du plan moyen de l'ensemble de façon à pouvoir passer devant le bras 2. Après un nouveau coude, il forme alors un deuxième bras 11 qui s'étend d'abord parallèlement au bras 2 puis présente, vers son extrémité, une direction oblique 12 per­mettant d'éloigner son extrémité 13 proprement dite de l'extrémité libre du bras 2. L'extrémite 13 possède, dans son plan, un renvoi qui l'amène devant l'extrémité du bras 2. Sur cette extrémité 13, et à l'opposé du bras 2, est soudée une bilame usuelle 14. Une vis 15, vissée dans l'extrémité du bras 2, appuie sur le bras 13 et permet d'éloigner plus ou moins l'extrémité 13 du bras 2 par pivotement du bras 11 autour du coude qui le rattache à la branche 10. Ceci permet d'incliner plus ou moins la position de repos de la bilame et d'assurer le réglage du dispositif par rapport à un élément 27 du mécanisme de déclenchement de serrure.
  • Autour de la pièce polaire 6 et du bourrelet 5, se trouve emmanché un manchon tubulaire de guidage 16 en matière isolante dans lequel peut se déplacer un noyau plongeur 17 en acier doux traversé par un percuteur 18 en forme de tige en alliage léger et dont l'extrémité peut jaillir hors de l'orifice 4 entouré par la pièce polaire 6 lorsque le noyau se rapproche de celle-ci jusqu'au contact de sa surface polaire antérieure 19 avec la surface 7 de la pièce polaire 6. Un embout postérieur 20 destiné à ouvrir une serrure (non représentée) de mécanisme, portant à cet effet une came 27 et qui est solidaire du noyau 17 percutant le porte-contacts 26 pour accélérer la vitesse d'ouverture de contacts, permet à celui-ci d'être sollicité par un res­sort en épingle dont l'une des branches 21 coopère avec l'embout 20 et dont 1 autre branche 22 peut être bloquée par un ou plusieurs plots 23 de réglage. On voit sur le dessin trois positions possibles de réglage de ce plot.
  • Le manchon tubulaire 16 est entouré des spires de l'enroulement 24, d'un type usuel, dont une extrémité est reliée à un contact du disjoncteur et dont l'autre, 25, est soudée sur la branche 10 à faible distance du bras 11 pour assurer le passage de courant vers la bilame 14 en limitant l'échauffement.
  • Bien que l'invention ait été décrite à propos d'une forme de réalisation particulière, il est bien entendu, qu'elle n'y est nullement limitée et qu'on peut lui apporter diverses modifications de forme ou de matériau sans pour cela s'éloigner ni de son cadre ni de son esprit.

Claims (9)

1. Ensemble magnétothermique de disjonction pour appareils disjoncteurs ou disjoncteurs différentiels, comprenant une partie thermique munie d'une bilame (14) disposée en porte-à-faux et dont l'extrémité libre est destinée à coopérer avec un mécanisme (27) d'ouverture de contacts, et une partie magnétique avec une bobine à induc­tion (24) en série avec la bilame et associée à un noyau plongeur (17) avec un percuteur (18), ledit noyau plongeur étant rappelé en position de repos par un organe élastique de rappel (21, 22), caracterisé en ce qu'il comporte un sup­port ou armature obtenu d'un seul tenant par découpage et pliage d'une pièce métallique plane, ledit support étant replié à la façon d'une cage, dont deux faces opposées (3, 9) sont pourvues chacune d'un orifice aligné le long d'un même axe de déplacement de noyau plongeur, le support por­tant ou formant, à l'un des orifices, une pièce polaire (6) fixe coopérant avec l'extrémité antérieure, formant la pièce polaire mobile (19) du noyau plongeur, ledit support présentant, depuis ladite cage, au moins un bras allongé (11) portant à son extrémité la bilame (15).
2. Ensemble magnétothermique selon la reven­dication 1, caractérisé en ce que ledit bras (11) porte-­bilame s'étend parallèlement à un autre bras (2) provenant également de la cage, un organe de réglage (15) permettant d'écarter plus ou moins lesdits bras l'un de l'autre à l'encontre d'une tendance élastique au rapprochement pour régler la position du bras porte-bilame par rapport à l'autre bras et au mécanisme.
3. Ensemble magnétothermique selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que le bras porte-­bilame (11) provient d'un retour de la cage éloigné de la partie de cage présentant l'orifice associé à la pièce polaire (6).
4. Ensemble magnétothermique selon la reven­dication 3, caractérisé en ce que la partie de cage présentant l'orifice associé à la pièce polaire (6) se pro­longe directement pour former ledit second bras (2) muni à son extrémité de l'organe de réglage (15).
5. Ensemble magnétothermique selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que la pièce polaire fixe (6) est formée directement par matriçage dans le support.
6. Ensemble magnétothermique selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caracterisé en ce que la pièce polaire est fixée par sertissage au niveau de l'orifice de cage, sur un bourrelet (5) obtenu dans le sup­port.
7. Ensemble magnétothermique selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que le support présente, d'une extrémité à l'autre, un bras rec­tiligne (2) dont la partie inférieure forme l'un des flancs (3) de la cage, percé de l'orifice associé à la pièce polaire (6), ce flanc se poursuivant par l'intermédiaire d'un coude à 90°, par une première branche (8) se pour­suivant par l'intermédiaire d'un nouveau coude à 90°, par un deuxième flanc (9) muni d'une ouverture alignée avec l'ouverture précédente, après quoi un nouveau coude à 90° détermine une deuxième branche (10) parallèle à la première (8), l'ensemble formant une cage rectangulaire, ladite deuxième branche se poursuivant après un nouveau coude par un bras (11) parallèle au bras précédent (2) et dont l'extrémité libre coopère avec ledit bras (2) de façon à être disposée parallèlement et à faible distance de celui-ci pour coopérer avec une vis de réglage (15).
8. Ensemble magnétothermique selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la liaison électrique entre la bobine (24) et le support s'effectue au niveau de la branche (11) portant la bilame pour raccourcir le trajet électrique dans le support et lim­iter l'échauffement.
9. Ensemble magnétothermique selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'un manchon tubulaire (16) s'étend coaxialement aux deux orifices alignés et à la pièces polaire fixe (6), ledit manchon recevant le noyau plongeur (17) et étant entouré par la bobine (24).
EP88401197A 1987-06-11 1988-05-18 Ensemble magnétothermique de disjonction pour disjoncteur ou disjoncteur différentiel Expired - Lifetime EP0295162B1 (fr)

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