EP0854489A1 - Electromagnetic switching apparatus - Google Patents

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EP0854489A1
EP0854489A1 EP98400044A EP98400044A EP0854489A1 EP 0854489 A1 EP0854489 A1 EP 0854489A1 EP 98400044 A EP98400044 A EP 98400044A EP 98400044 A EP98400044 A EP 98400044A EP 0854489 A1 EP0854489 A1 EP 0854489A1
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contact
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EP98400044A
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French (fr)
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François Chaudot
Gérald Gaschet
Dominique Leglaye
Dominique Millot
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Schneider Electric Industries SAS
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Schneider Electric SE
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    • H01H71/00—Details of the protective switches or relays covered by groups H01H73/00 - H01H83/00
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    • H01H71/68—Power reset mechanisms actuated by electromagnet

Definitions

  • the electromagnet can be of the alternating current type or of the current type continued.

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Breakers (AREA)
  • Electromagnets (AREA)

Abstract

The circuit breaker has a contact carrier (2) with moving contacts on a bridge (11) which co-operate with fixed contacts (12,13) when actuated by a bar (41) turned about a pivot (43) by an electromagnet (4). The circuit is broken by a spring (8) which exerts a pressure against the end of the bar attached to the contact carrier, the bar having a profile which is lightened in the spring thrust zone, e.g. by a reduction in width. The bar may also be subjected to the effort of two compression springs positioned symmetrically in relation to its median plane of symmetry and on the same side of the bar as the electromagnet. The bar can also interact with the contact carrier via a plastic connecting piece.

Description

La présente invention concerne un appareil interrupteur électromagnétique équipé d'un porte-contacts pourvu d'un pont de contacts coopérant avec des contacts fixes et pouvant être manoeuvré par une palette actionnée, autour d'un axe d'articulation, par un électroaimant et soumise par ailleurs à au moins un ressort d'ouverture.The present invention relates to an electromagnetic switch device equipped with a contact carrier provided with a contact bridge cooperating with fixed contacts and can be operated by an actuated pallet, around an articulation axis, by a electromagnet and also subjected to at least one opening spring.

Il existe des appareils appelés contacteurs-disjoncteurs pouvant assurer les fonctions d'un disjoncteur, d'un contacteur et d'un relais de protection thermique à l'aide des mêmes pôles de puissance. Les pôles de puissance comprennent chacun deux contacts fixes reliés à des bornes de raccordement et un pont de contacts mobiles qui forme un pont entre ces contacts fixes, en position de fermeture. Chaque pont de contacts est monté sur un porte-contacts et peut être actionné par un électroaimant (fonction contacteur), par un percuteur (protection contre les courts-circuits), par un module de protection thermique et/ou magnétique (fonction de protection contre les surcharges, les déséquilibres de phases et les surintensités) agissant sur la serrure de l'appareil.There are devices called contactor breakers that can provide the functions of a circuit breaker, a contactor and a thermal protection relay using the same poles of power. The power poles each include two contacts fixed connected to connection terminals and a movable contact bridge which forms a bridge between these fixed contacts, in the closed position. Each contact bridge is mounted on a contact carrier and can be actuated by an electromagnet (contactor function), by a striker (short-circuit protection), by a thermal protection module and / or magnetic (protective function against overloads, phase imbalances and overcurrents) acting on the device lock.

La présente invention a pour but de fournir un appareil interrupteur à électroaimant pouvant avoir une fonction de contacteur ou de disjoncteur ou les deux. L'ouverture des pôles puissance s'effectue le plus rapidement possible, ceci notamment grâce à la faible inertie des parties mobiles.The object of the present invention is to provide a switch device with electromagnet which can have a contactor or circuit breaker function or both. The power poles are opened as quickly as possible, this in particular thanks to the low inertia of the moving parts.

Conformément à l'invention, l'appareil est caractérisé par le fait que le ressort d'ouverture s'appuie sur le bout de la palette situé du côté du porte-contacts et que la palette présente un profil tel qu'elle est allégée du côté de la zone d'appui des ressort.According to the invention, the apparatus is characterized in that the spring opening is supported on the end of the pallet located on the side of the contact carrier and that the pallet has a profile as it is lightened on the side of the spring support zone.

Selon une caractéristique, la palette présente une plage étroite située entre une plage proche de l'axe d'articulation et une plage élargie servant à la liaison avec le porte-contacts et à l'appui des moyens élastiques.According to one characteristic, the pallet has a narrow range located between a range close to the axis of articulation and a wider range used for the connection with the contact carrier and in support of elastic means.

L'invention va maintenant être décrite avec plus de détail en se référant à des modes de réalisation donnés à titre d'exemples et représentés par les dessins annexés sur lesquels:

  • la figure 1 est une vue schématique, en coupe, d'un appareil interrupteur selon l'invention;
  • la figure 2 est une vue en perspective montrant la partie électroaimant et une vue partielle des pôles;
  • la figure 3 est une variante de la figure 1;
  • la figure 4 est une vue de détail de la palette montée dans l'appareil représenté aux figures 1 et 2;
  • la figure 5 est une variante de l'électroaimant à palette.
The invention will now be described in more detail with reference to embodiments given by way of examples and represented by the appended drawings in which:
  • Figure 1 is a schematic sectional view of a switch device according to the invention;
  • Figure 2 is a perspective view showing the electromagnet part and a partial view of the poles;
  • Figure 3 is a variant of Figure 1;
  • Figure 4 is a detail view of the pallet mounted in the apparatus shown in Figures 1 and 2;
  • Figure 5 is a variant of the paddle electromagnet.

L'appareil illustré par les dessins comporte plusieurs pôles de puissance à double coupure logés chacun dans une chambre de coupure 33. The apparatus illustrated by the drawings has several power poles to double break each housed in a break chamber 33.

Chaque pôle de puissance comprend un pont de contacts mobiles 11 coopérant avec des contacts fixes 12 et 13. Ces contacts fixes 12 et 13 sont montés sur des conducteurs 14 et 15 pourvus de bornes de raccordement entre lesquelles le pôle établit ou interrompt le passage du courant. Les deux bornes sont par exemple des bornes à vis permettant de raccorder des conducteurs électriques.Each power pole includes a movable contact bridge 11 cooperating with fixed contacts 12 and 13. These fixed contacts 12 and 13 are mounted on conductors 14 and 15 provided with connection terminals between which the pole establishes or interrupts current flow. The two terminals are for example screw terminals for connecting electrical conductors.

Les chambres de coupure 33 des pôles de puissance sont confinées dans un module 31 qui est associé, du côté apparent, à un boítier 32 contenant l'électroaimant 4 de commande des pôles.The breaking chambers 33 of the power poles are confined in a module 31 which is associated, on the visible side, with a housing 32 containing the electromagnet 4 of pole control.

Chaque pont de contacts 11 est monté sur un porte-contacts 2 qui est réalisé en matériau isolant et est guidé en translation.Each contact bridge 11 is mounted on a contact carrier 2 which is made in insulating material and is guided in translation.

Le porte-contacts 2 est déplacé par une palette 41 qui peut être manoeuvrée par un électroaimant 4, autour d'un axe d'articulation 43 sur les parties fixes, et qui est par ailleurs soumise à deux ressorts hélicoïdaux d'ouverture 8 de type à compression. La palette s'étend sensiblement parallèlement aux ponts de contact 11.The contact carrier 2 is moved by a pallet 41 which can be maneuvered by an electromagnet 4, around a hinge pin 43 on the fixed parts, and which is by moreover subjected to two helical opening springs 8 of compression type. The pallet extends substantially parallel to the contact bridges 11.

L'électroaimant 4 se compose d'un circuit magnétique fixe 42 coopérant avec le circuit magnétique mobile que constitue la palette 41 et d'une bobine 5. La palette 42 est magnétique. La bobine 5 est pourvue de bornes d'alimentation qui sont accessibles sur le boítier. Elle est par exemple du type à deux enroulements.The electromagnet 4 consists of a fixed magnetic circuit 42 cooperating with the mobile magnetic circuit constituted by the pallet 41 and a coil 5. The pallet 42 is magnetic. The coil 5 is provided with supply terminals which are accessible on the housing. It is for example of the type with two windings.

Le circuit magnétique 42 présente trois branches dont les sections de passage du flux magnétique ont des valeurs différentes. Ainsi la section de la branche 421 située près des porte-contacts est plus petite que la section de la branche 422 située à proximité de l'axe d'articulation 43 qui est elle-même plus petite que la section de la branche médiane 423.The magnetic circuit 42 has three branches, the passage sections of which of the magnetic flux have different values. Thus the section of branch 421 located near the contact carriers is smaller than the section of branch 422 located nearby of the articulation axis 43 which is itself smaller than the section of the middle branch 423.

L'électroaimant peut être du type à courant alternatif ou du type à courant continu.The electromagnet can be of the alternating current type or of the current type continued.

La palette 41 est plate d'épaisseur constante ou variable mais avec une forme générale trapézoïdale, la plage la plus lourde étant située du côté de l'articulation 43 et la plage la plus légère étant située du côté du porte-contacts. Elle est, par son profil, allégée du côté du porte-contacts de manière que la répartition des masses soit plus faible du côté de la zone d'appui 45 des ressorts que du côté de l'articulation 43. Elle présente une plage étroite 412 située entre une plage 413 proche de l'axe d'articulation 43 et une plage élargie 414 servant à la liaison avec les porte-contacts 2 et à l'appui des ressorts 8. Le rapport moment d'inertie l/couple de rappel C des parties mobiles de l'électroaimant 4 est égal ou inférieur à une valeur prédéterminée.Pallet 41 is flat with constant or variable thickness but with a shape general trapezoidal, the heaviest area being located on the side of the joint 43 and the the lightest area being located on the side of the contact carrier. She is, by her profile, lightened on the contact carrier side so that the mass distribution is less on the side of the support zone 45 of the springs only on the side of the articulation 43. It has a range narrow 412 located between a range 413 close to the axis of articulation 43 and an enlarged range 414 used for the connection with the contact carriers 2 and for supporting the springs 8. The report moment of inertia l / return torque C of the moving parts of the electromagnet 4 is equal or less than a predetermined value.

Les deux ressorts de compression 8 sont disposés symétriquement par rapport au plan médian de symétrie de la palette et du même côté que l'électroaimant 4, par rapport à cette même palette. Ils agissent sur la palette 41 de manière à tendre à l'écarter du circuit magnétique 42. Leurs axes sont parallèles à l'axe de translation du porte-contacts 2 et à l'axe de la bobine. Ils s'appuient sur la plage élargie 414 de la palette, par des zones d'appui 45 situées sur le bout de la palette et près du point d'attelage de la palette au porte-contacts 2. Ils sont logés et guidés dans des cylindres de guidage 81.The two compression springs 8 are arranged symmetrically with respect to in the median plane of symmetry of the paddle and on the same side as the electromagnet 4, with respect to to this same palette. They act on the pallet 41 so as to tend to remove it from the circuit magnetic 42. Their axes are parallel to the axis of translation of the contact carrier 2 and to the axis of the coil. They are based on the widened range 414 of the pallet, by zones support 45 located on the end of the pallet and near the point of attachment of the pallet to the contact carrier 2. They are housed and guided in guide cylinders 81.

La palette 41 peut être feuilletée, c'est à dire constituée par un empilage de tôles minces en acier au silicium, isolées les unes des autres et assemblées au moyen de rivets de manière à réduire les courants de Foucault ou bien être massive.Pallet 41 can be laminated, that is to say constituted by a stack of thin silicon steel sheets, isolated from each other and assembled by means of rivets so as to reduce eddy currents or else be massive.

Dans le mode de réalisation des figures 1 et 2, la palette 41 représentée en détail à la figure 4 est reliée par une liaison articulée au porte-contacts 2. Elle présente des tenons 411 qui sont engagés entre des appuis 21 ménagés sur les côtés de ce porte contacts.In the embodiment of Figures 1 and 2, the pallet 41 shown in detail in FIG. 4 is connected by an articulated link to the contact carrier 2. It has let us hold 411 which are engaged between supports 21 formed on the sides of this door contacts.

Les ponts de contacts 11 sont montés de manière connue sur des coulisseaux qui sont guidés dans les porte-contacts 2 et sont reliés à ceux-ci par des ressorts de pression de contact.The contact bridges 11 are mounted in a known manner on slides which are guided in the contact carriers 2 and are connected to these by springs of contact pressure.

Dans une variante de type contacteur-disjoncteur, la palette appuie sur le porte-contacts, après une course morte.In a variant of the contactor-circuit breaker type, the pallet presses on the contact carrier, after a dead race.

Dans le mode de réalisation de la figure 3, l'extrémité de la palette déplace un levier pivotant 9 qui est attelé par une articulation 21 au porte-contacts 2 et qui est articulé aux parties fixes autour d'un axe 91. Cette solution est favorable si l'on veut centrer l'électroaimant.In the embodiment of Figure 3, the end of the pallet moves a pivoting lever 9 which is coupled by an articulation 21 to the contact carrier 2 and which is articulated fixed parts around an axis 91. This solution is favorable if one wants to center the electromagnet.

Dans la variante de la figure 5, la palette 41 est équipée à son extrémité d'une pièce de liaison 44 en matière plastique qui agit sur les porte-contacts 2 et sert d'appui aux ressorts 8. Cette pièce de liaison 44 se fixe de préférence par clipsage à l'extrémité de la palette et par son faible poids diminue l'inertie de l'équipage mobile.In the variant of FIG. 5, the pallet 41 is equipped at its end with a connecting piece 44 made of plastic which acts on the contact carriers 2 and serves to support the springs 8. This connecting piece 44 is preferably fixed by clipping to the end of the pallet and by its low weight reduces the inertia of the moving assembly.

Dans la version disjoncteur, l'appareil comprend un circuit de protection 7 de manière à assurer la protection contre des courants de défaut. Lorsque ce circuit de protection 7 décèle une surcharge ou une surintensité sur un chemin de courant, il commande l'ouverture rapide de l'électroaimant 4. Tous les ordres de fonctionnement manuel ou de déclenchement agissent sur un contact qui est raccordé en série avec la bobine 5 de l'électroaimant. Les différents états du mécanisme sont matérialisés par la position d'un bouton de commande 6 situé sur la face avant de l'appareil.In the circuit breaker version, the device includes a protection circuit 7 of so as to protect against fault currents. When this circuit of protection 7 detects an overload or overcurrent on a current path, it controls the rapid opening of the electromagnet 4. All operating orders manual or tripping act on a contact which is connected in series with the solenoid coil 5. The different states of the mechanism are materialized by the position of a control button 6 located on the front of the device.

Le fonctionnement de l'appareil va maintenant être décrit.The operation of the apparatus will now be described.

En position de fermeture des contacts (marche), la palette 41 est plaquée contre le circuit magnétique fixe 42.In the closed position of the contacts (on), the pallet 41 is pressed against the fixed magnetic circuit 42.

Lorsque la bobine 5 cesse d'être alimentée, les ressorts d'ouverture 8 écartent la palette 41 du circuit magnétique 42 et les contacts s'ouvrent. Du fait que l'inertie est faible et que les ressorts sont puissants, l'ouverture des contacts est rapide.When the coil 5 ceases to be supplied, the opening springs 8 move apart the pallet 41 of the magnetic circuit 42 and the contacts open. Because inertia is weak and the springs are powerful, the opening of the contacts is fast.

Lorsque, à partir de la position d'ouverture, l'électroaimant est activé, la palette 41 se rapproche de l'électroaimant et fait remonter les porte-contacts 2 et les ponts associés. Lorsque les ponts arrivent au contact des contacts fixes, la palette 41 continue sa course (conservation de la quantité de mouvement) et les ressorts de pression de contact se compriment. La partie active de la palette est allégée du fait de la forme de la palette. Cette forme est favorable pour le flux magnétique.When the electromagnet is activated from the open position, the paddle 41 approaches the electromagnet and brings up the contact carriers 2 and the bridges associated. When the bridges come into contact with the fixed contacts, the pallet 41 continues its stroke (conservation of momentum) and contact pressure springs compress. The active part of the pallet is lightened due to the shape of the pallet. This shape is favorable for magnetic flux.

Il est bien entendu que l'on peut sans sortir du cadre de l'invention, imaginer des variantes et des perfectionnements de détail et de même envisager l'emploi de moyens équivalents.It is understood that one can without departing from the scope of the invention, imagine variants and refinements of detail and even consider the use of means equivalent.

Claims (10)

Appareil interrupteur électromagnétique équipé d'un porte-contacts (2) portant un pont de contacts (11) coopérant avec des contacts fixes (12, 13) et pouvant être manoeuvré par une palette (41) actionnée, autour d'un axe d'articulation (43), par un électroaimant (4) et soumise par ailleurs à au moins un ressort d'ouverture (8), caractérisé par le fait que le ressort d'ouverture (8) s'appuie sur le bout de la palette attelé au porte-contacts (11) et que la palette (41) présente un profil tel qu'elle est allégée du côté de la zone d'appui (45) du ressort.Electromagnetic switchgear fitted with a contact carrier (2) carrying a contact bridge (11) cooperating with fixed contacts (12, 13) and capable of be maneuvered by an actuated pallet (41) around a hinge pin (43), by an electromagnet (4) and furthermore subjected to at least one opening spring (8), characterized by the fact that the opening spring (8) rests on the end of the pallet coupled to the contact carrier (11) and that the pallet (41) has a profile as it is lightened on the side of the support zone (45) of the spring. Appareil selon la revendication 1, caractérisé par le fait que la palette (4) présente une plage étroite (412) située entre une plage (413) située près de l'axe d'articulation (43) et une plage élargie (414) servant à la liaison avec le porte-contacts et à l'appui des moyens élastiques (8).Apparatus according to claim 1, characterized in that the pallet (4) has a narrow range (412) located between a range (413) located near the axis articulation (43) and an enlarged range (414) used for the connection with the contact carrier and in support of the elastic means (8). Appareil selon la revendication 1 ou 2, caractérisé par le fait que la palette (41) est soumise à deux ressorts de compression (8) disposés symétriquement par rapport au plan médian de symétrie de cette palette et du même côté que l'électroaimant (4), par rapport à la palette (41).Apparatus according to claim 1 or 2, characterized in that the pallet (41) is subjected to two compression springs (8) arranged symmetrically with respect to the median plane of symmetry of this palette and on the same side as the electromagnet (4), relative to the pallet (41). Appareil selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que la palette (41) est équipée à son extrémité d'une pièce de liaison (44) en matière plastique qui agit sur le porte-contacts (2) et sert d'appui aux ressorts (8).Apparatus according to any one of the preceding claims, characterized in that the pallet (41) is equipped at its end with a piece of plastic link (44) which acts on the contact carrier (2) and serves to support the springs (8). Appareil selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que les ressorts (8) appuient sur la plage élargie de la palette.Apparatus according to any one of the preceding claims, characterized by the fact that the springs (8) press on the widened range of the pallet. Appareil selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que la palette (41) présente, du côté du porte-contacts (2), des tenons (411) servant à l'attelage avec le porte-contacts (2).Apparatus according to any one of the preceding claims, characterized in that the pallet (41) has, on the side of the contact carrier (2), pins (411) used for coupling with the contact carrier (2). Appareil selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que les ressorts de compression (8) sont logés et guidés dans des cylindres de guidage (81).Apparatus according to any one of the preceding claims, characterized in that the compression springs (8) are housed and guided in guide cylinders (81). Appareil selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que l'extrémité de la palette (41) déplace un levier pivotant (9) qui est attelé par une articulation (21) au porte-contacts (2) et qui est articulé autour d'un axe (91).Apparatus according to any one of the preceding claims, characterized in that the end of the pallet (41) moves a pivoting lever (9) which is coupled by a joint (21) to the contact carrier (2) and which is articulated around an axis (91). Appareil selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que le circuit magnétique (42) présente trois branches dont les sections de passage du flux magnétique ont des valeurs différentes.Apparatus according to any one of the preceding claims, characterized in that the magnetic circuit (42) has three branches, the flow sections of the magnetic flux have different values. Appareil selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que la section de la branche (421) située près des porte-contacts est plus petite que la section de la branche (422) située à proximité de l'axe d'articulation (43) qui est elle-même plus petite que la section de la branche médiane (423).Apparatus according to any one of the preceding claims, characterized in that the section of the branch (421) located near the contact carriers is smaller than the branch section (422) located near the axis articulation (43) which is itself smaller than the section of the middle branch (423).
EP98400044A 1997-01-14 1998-01-12 Electromagnetic switching apparatus Withdrawn EP0854489A1 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR9700369 1997-01-14
FR9700369A FR2758412B1 (en) 1997-01-14 1997-01-14 ELECTROMAGNETIC SWITCHING APPARATUS

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EP0854489A1 true EP0854489A1 (en) 1998-07-22

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EP98400044A Withdrawn EP0854489A1 (en) 1997-01-14 1998-01-12 Electromagnetic switching apparatus

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FR (1) FR2758412B1 (en)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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DE2307283A1 (en) * 1973-02-14 1974-08-22 Siemens Ag ELECTROMAGNETIC FOLDING ARM RELAY
EP0130511A2 (en) * 1983-06-28 1985-01-09 Hengstler GmbH Geschäftsbereich Haller-Relais Electromagnetic relay with a change-over contact spring
EP0272617A2 (en) * 1986-12-23 1988-06-29 Asea Brown Boveri Aktiengesellschaft Electromagnetic actuator for an electrical switch

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FR2758412B1 (en) 1999-02-12
FR2758412A1 (en) 1998-07-17

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