EP1583130B1 - sous-ensemble magnétique d'un appareil électrique interrupteur - Google Patents

sous-ensemble magnétique d'un appareil électrique interrupteur Download PDF

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EP1583130B1
EP1583130B1 EP05102436A EP05102436A EP1583130B1 EP 1583130 B1 EP1583130 B1 EP 1583130B1 EP 05102436 A EP05102436 A EP 05102436A EP 05102436 A EP05102436 A EP 05102436A EP 1583130 B1 EP1583130 B1 EP 1583130B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
radial
magnetic
opening
core
teeth
Prior art date
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Active
Application number
EP05102436A
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German (de)
English (en)
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EP1583130A1 (fr
Inventor
José Garcia
Patrick Larcher
Arnaud Rivals
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Schneider Electric Industries SAS
Original Assignee
Schneider Electric Industries SAS
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Filing date
Publication date
Application filed by Schneider Electric Industries SAS filed Critical Schneider Electric Industries SAS
Publication of EP1583130A1 publication Critical patent/EP1583130A1/fr
Application granted granted Critical
Publication of EP1583130B1 publication Critical patent/EP1583130B1/fr
Active legal-status Critical Current
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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H71/00—Details of the protective switches or relays covered by groups H01H73/00 - H01H83/00
    • H01H71/10—Operating or release mechanisms
    • H01H71/12—Automatic release mechanisms with or without manual release
    • H01H71/24—Electromagnetic mechanisms
    • H01H71/2463—Electromagnetic mechanisms with plunger type armatures
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H71/00—Details of the protective switches or relays covered by groups H01H73/00 - H01H83/00
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    • H01H71/12—Automatic release mechanisms with or without manual release
    • H01H71/24—Electromagnetic mechanisms
    • H01H71/2454—Electromagnetic mechanisms characterised by the magnetic circuit or active magnetic elements

Definitions

  • the present invention relates to a low-voltage switch-type electrical appliance, of the circuit-breaker or contactor-breaker type, which can be used in particular for controlling and / or controlling an electrical load such as a motor. More particularly, the invention relates to a magnetic protection subassembly of such a switch device for protecting the electric load in case of high current flow.
  • the magnetic protection sub-assemblies used in this type of electrical apparatus are well-known devices, described in particular in the documents FR2779567 , EP0501844 , DE 25 31 215 . They are responsible for quickly and abruptly opening the electrical contacts of a switch device in the event of an electrical overload, typically when the current rises above a predetermined magnetic trip threshold, for example thirteen times the rated current. For this, they include an electromagnet, sometimes called striker, whose coil is traversed by the current to control. The moving core of the striker stores energy as the ampere-turns increase in the coil and, when the current exceeds the tripping threshold, suddenly releases this energy, so as to be able to separate efficiently and quickly the movable contacts of the fixed contacts of the apparatus.
  • the disadvantage of the existing devices is that the level of the magnetic tripping threshold is generally difficult to adjust and reproduce from one device to another, while the value of this threshold is obviously important for the device to guarantee the security of property and people.
  • To obtain a reliable and reproducible tripping threshold it is necessary to reduce the manufacturing tolerances in order to maintain a high precision of the dimensions and magnetic bonding zones between fixed and moving elements, requiring a possible correction, which penalizes the manufacture and the cost of such subsets.
  • the object of the invention is to find a simple and economical solution which allows on the one hand to effectively guide the movable core of the striker to ensure its smooth sliding during its entire stroke while keeping its precise positioning with respect to the fixed elements, such as the breech of the firing pin.
  • Another object of the invention is to be able to easily adjust the magnetic tripping threshold for a given size by eliminating disparities in the dimensions of the different parts and without the need to add additional elements, such as air gap rings. especially.
  • the solution also avoids complicating the manufacture of parts, in particular the shape of the mobile core.
  • a magnetic subassembly for a switchgear comprising a magnetic circuit consisting of a yoke, a fixed core and a movable core sliding along a longitudinal axis X inside the device.
  • an insulating sheath between a triggered position and a rest position under the action of an induction coil disposed around the sheath.
  • the movable core has a radial crown separating a first portion and a second portion of different radial section.
  • the yoke has a radial face substantially perpendicular to the X axis with an opening centered on the X axis and traversed by the first part of the movable core.
  • Said opening comprises a fluted periphery composed of a plurality of teeth directed towards the X axis, hollow zones located between each tooth receiving one end of the insulating sheath.
  • the superposition between the radial crown of the movable core and the teeth of the opening forms, in the rest position, a radial magnetic zone allowing the circulation of an axial magnetic flux. Furthermore, there is a fixed radial air gap between a front edge of each tooth and the first part of the movable core, allowing the circulation of a radial magnetic flux.
  • the end of the sheath comprises a plurality of axial protuberances held by wedging in the hollow areas of the opening.
  • the invention also discloses a switch electrical apparatus having at least one movable contact cooperating with at least one fixed contact, and having such a magnetic subassembly acting on the movable contact (s).
  • a magnetic subassembly 1 is intended to control a power current flowing in a switch device and to trigger suddenly when this current exceeds a certain threshold, called the trigger threshold.
  • the magnetic subassembly 1 comprises a magnetic circuit consisting of a magnetic yoke 10, a fixed core 39 and a movable core 30 which are made of ferromagnetic material.
  • the fixed core 39 and the movable core 30 are aligned along a longitudinal axis X and are surrounded by an insulating cylindrical sheath 20.
  • the movable core 30 slides inside this insulating sheath 20 along the longitudinal axis X between a rest position , schematized in figure 3 , and a triggered position, schematized in figure 4 .
  • the moving core 30 moves under the action of an induction coil 25 disposed around the insulating sheath 20, but not shown in FIG. figure 1 .
  • the movable core When the intensity of the current to be controlled flowing in the coil 25 exceeds the trigger threshold, the movable core then moves quickly from the rest position to the triggered position.
  • a return member such as a return spring 29, brings the movable core 30 to its rest position.
  • the mobile core is composed of a first portion 31 and a second portion 32 juxtaposed towards the fixed core 39.
  • the first and second portions 31, 32 are cylindrical and the diameter of the second portion 32 is adjusted to just slide inside the cylindrical sheath 20 without creating a gap.
  • the first and second cylindrical portions 31,32 have a different radial section, in the occurrence of the diameter of the portion 31 is less than that of the portion 32.
  • the diameter of the second portion 32 is substantially equal to that of the fixed core 39.
  • the portions 31 and 32 are separated by a flange of the portion 32 which thus forms a radial crown 33.
  • the movable core 30 also comprises a striker member 35, for example placed in the extension of the first part 31, which is responsible for transmitting the movement of the movable core to the movable contact (s) of the switch device in order to separate it from the corresponding fixed contact (s) when the core mobile 30 goes into the triggered position.
  • a striker member 35 for example placed in the extension of the first part 31, which is responsible for transmitting the movement of the movable core to the movable contact (s) of the switch device in order to separate it from the corresponding fixed contact (s) when the core mobile 30 goes into the triggered position.
  • the magnetic yoke 10, partially represented in figure 1 forms a substantially rectangular frame surrounding the coil 25 and the sheath 20, composed of two longitudinal planes 13,14 substantially parallel to the axis X, surrounded by two radial faces 11,12 substantially perpendicular to the axis X.
  • the fixed core 39 is attached to one of the radial faces 12.
  • the other radial face 11 has a radial opening 19 centered on the axis X and traversed by the first portion 31 of the movable core.
  • the diameter of the second portion 32 of the movable core is, on the other hand, sufficiently large to prevent it from passing through the opening 19.
  • a magnetic magnetic striker type subassembly is as follows. In the absence of current in the coil 25, the movable core 30 is held by the small return spring 29 in the rest position (see figure 3 ), which removes it from the fixed core 39. In this position, the radial ring 33 is pressed against the radial face 11 of the yoke 10, thus creating a radial magnetic bonding zone. When a current begins to flow in the coil 25, a magnetic field is created from the fixed core 39 to the yoke 12,13,14,11 then preferably passing from the radial face 11 directly to the ring 33 in the axial direction as represented by the arrows 5 of the figure 3 .
  • the axial gap existing between the radial face 11 and the ring 33 is smaller than the fixed radial gap between the radial face 11 and the circumference of the first portion 31 of the movable core 30.
  • the movable core 30 therefore undergoes a force of attraction towards the fixed core 39 but also an opposite retaining force directed towards the radial face 11 of the magnetic yoke.
  • the retaining force is preponderant and the movable core 30 remains substantially immobile, the axial air gap being always less than the radial gap.
  • the radial magnetic bonding zone will become saturated and the attractive force will then increase faster than the retaining force.
  • An increasing axial air gap will appear at this point, at the moment when the movable core 30 initiates its movement in the direction of the fixed core 39 (which corresponds to an instantaneous current in the coil greater than the defined tripping threshold).
  • the magnetic field will then preferentially flow from the radial face 11 to the first portion 31 of the movable core 30 in the radial direction, as represented by the arrows 6 of the figure 4 .
  • the holding force will then suddenly tend to zero and the mobile core will be driven very quickly by the force of attraction to hit the fixed core 39, virtually without resistance other than that of the return spring 39 of very low effort value resistant.
  • the radial opening 19 comprises a grooved inner periphery consisting of a plurality N of teeth 17 directed towards the axis X, distributed around this periphery and surrounded by a plurality N of hollow zones 15 located between each tooth 17 (see Figures 1 and 2 ).
  • the dimensions of the teeth 17 are designed so that the first portion 31 of the movable core 30 can pass freely through the opening 19 in the interior space between the teeth 17, but so that the teeth 17 can retain the second part 32.
  • the radial ring 33 is pressed against the teeth 17, thus creating a very small axial gap.
  • the radial magnetic bonding zone created by the superposition of the radial ring 33 with the teeth 17, allows the circulation of an axial magnetic flux 5.
  • This radial magnetic zone is discontinuous because of the corrugated periphery of the opening 19, which which avoids having too much retaining force applied to the movable core 30 by the axial magnetic flux 5. This discontinuity will moreover make it possible to very simply adjust the retaining force.
  • the teeth 17 each have a front edge 18 directed towards the X axis and whose shape is preferably complementary to the periphery of the first portion 31 of the movable core 30, which is in this case an arcuate shape.
  • the radial gaps between the front edge 18 of the different teeth 17 and the periphery of the first portion 31 must remain constant.
  • the axial movement of the movable core 30 must not be disturbed by jamming or otherwise, so that the striking member 35 acts effectively.
  • the centering of the movable core 30 over its entire stroke along the X axis is therefore crucial. It is ensured by the guiding of the insulating sheath 20 which surrounds at most the second part 32 of the movable core 30. However, this centering is difficult since it requires firmly securing the two ends of the insulating sheath 20 with respect to the magnetic cylinder head 10.
  • a first end of the insulating sheath 20 is easily fixed to the radial face 12.
  • the other opposite end of the insulating sheath 20 is advantageously fluted thanks to a plurality of N protuberances 21 which extend the insulating sheath in a axial direction X.
  • These protuberances 21 engage in the N hollow areas 15 located between the teeth 17 and are held there for example by simple wedging.
  • Each hollow zone 15 has a rear wall 16 directed towards the X axis. The dimension of the hollow zones 15 is designed so that the protuberances 21 are thus pressed against the rear walls 16, preventing any radial movement of the sheath 20.
  • This simple device makes it possible to keep the insulating sheath perfectly centered with respect to the X axis and thus to avoid variations in the radial air gap and to ensure good sliding of the mobile core 30. It is then easier to guarantee a high reproducibility and a good reliability of the performance of the magnetic subassembly 1.
  • the number N of teeth 17 and hollow zones 15 is equal to three.
  • the three hollow zones 15 cooperate with three protuberances 21 of the sheath 20.
  • the teeth 17 are regularly distributed around the axis X and of equal width, to balance the radial forces due to the radial magnetic flux 6 passing through the radial air gaps and therefore to maintain the centering of the first portion 31 of the movable core 30 inside the opening 19.
  • the preferred embodiment describes a magnetic subassembly whose insulating sheath, fixed core and movable core all have circular radial sections.
  • Other solutions for these elements could also be envisaged, such as, for example, radial sections of substantially square shape. They would then be associated with an aperture 19 also of a suitable square shape, having a ribbed periphery of four teeth (one on each side of the square) on which the square radial crown of the movable core would abut, the four teeth being surrounded four hollow zones (in each corner of the square) cooperating with four corresponding prominences at the end of the insulating sheath.

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Description

  • La présente invention se rapporte à un appareil électrique interrupteur basse tension, de type disjoncteur ou contacteur-disjoncteur, utilisable notamment pour le contrôle et/ou la commande d'une charge électrique telle qu'un moteur. Plus particulièrement, l'invention se rapporte à un sous-ensemble de protection magnétique d'un tel appareil interrupteur destiné à protéger la charge électrique en cas de circulation d'un courant élevé.
  • Les sous-ensembles de protection magnétiques utilisés dans ce genre d'appareils électriques sont des dispositifs bien connus, décrits notamment dans les documents FR2779567 , EP0501844 , DE 25 31 215 . Ils sont chargés d'ouvrir rapidement et brutalement les contacts électriques d'un appareil interrupteur en cas de surcharge électrique, typiquement lorsque le courant s'élève au-delà d'un seuil de déclenchement magnétique prédéterminé, par exemple treize fois le courant nominal. Pour cela, ils comportent un électroaimant, parfois appelé percuteur, dont la bobine est parcourue par le courant à contrôler. Le noyau mobile du percuteur emmagasine de l'énergie au fur et à mesure que les ampères-tours augmentent dans la bobine puis, lorsque le courant dépasse le seuil de déclenchement, libère soudainement cette énergie, de façon à être capable de séparer efficacement et rapidement les contacts mobiles des contacts fixes de l'appareil.
  • L'inconvénient des dispositifs existants est que le niveau du seuil de déclenchement magnétique est généralement difficile à ajuster et à reproduire d'un appareil à l'autre, alors que la valeur de ce seuil est évidemment importante pour que l'appareil puisse garantir la sécurité des biens et des personnes. Pour obtenir un seuil de déclenchement fiable et reproductible, il faut réduire les tolérances de fabrication pour conserver une grande précision des cotes et des zones de collage magnétique entre éléments fixes et mobiles, nécessitant une rectification éventuelle, ce qui pénalise la fabrication et le coût de tels sous-ensembles. Dans certains appareils, on est obligé de rajouter de fines cales isolantes d'entrefer. Il est également difficile dans ces dispositifs de centrer correctement le noyau mobile sur toute sa course, sans mettre en oeuvre un guidage sophistiqué pour minimiser les jeux.
  • L'invention a pour but de trouver une solution simple et économique qui permette d'une part guider efficacement le noyau mobile du percuteur pour s'assurer de son bon coulissement durant toute sa course tout en gardant son positionnement précis par rapport aux éléments fixes, tels que la culasse du percuteur.
  • L'invention a aussi pour but la possibilité d'ajuster facilement le seuil de déclenchement magnétique pour un calibre donné en s'affranchissant des disparités dans les cotes des différentes pièces et sans nécessiter de rajouter des éléments supplémentaires, tels que des bagues d'entrefer notamment. La solution évite également de complexifier la fabrication des pièces, en particulier la forme du noyau mobile.
  • C'est pourquoi l'invention divulgue un sous-ensemble magnétique pour appareil électrique interrupteur, comprenant un circuit magnétique constitué d'une culasse, d'un noyau fixe et d'un noyau mobile coulissant suivant un axe longitudinal X à l'intérieur d'une gaine isolante entre une position déclenchée et une position repos sous l'action d'une bobine à induction disposée autour de la gaine. Le noyau mobile possède une couronne radiale séparant une première partie et une seconde partie de section radiale différente. La culasse comporte une face radiale sensiblement perpendiculaire à l'axe X avec une ouverture centrée sur l'axe X et traversée par la première partie du noyau mobile. Ladite ouverture comporte un pourtour cannelé composé d'une pluralité de dents dirigées vers l'axe X, des zones creuses situées entre chaque dent accueillant une extrémité de la gaine isolante.
  • Selon une caractéristique, la superposition entre la couronne radiale du noyau mobile et les dents de l'ouverture forme, en position repos, une zone magnétique radiale permettant la circulation d'un flux magnétique axial. Par ailleurs, il existe un entrefer radial fixe entre un bord avant de chaque dent et la première partie du noyau mobile, permettant la circulation d'un flux magnétique radial. Selon une autre caractéristique, l'extrémité de la gaine comporte une pluralité de protubérances axiales maintenues par coincement dans les zones creuses de l'ouverture.
  • L'invention décrit également un appareil électrique interrupteur doté d'au moins un contact mobile coopérant avec au moins un contact fixe, et comportant un tel sous-ensemble magnétique agissant sur le ou les contacts mobiles.
  • D'autres caractéristiques et avantages vont apparaître dans la description détaillée qui suit en se référant à un mode de réalisation donné à titre d'exemple et représenté par les dessins annexés sur lesquels :
    • la figure 1 représente une vue éclatée en perspective d'un sous- ensemble magnétique conforme à l'invention,
    • la figure 2 détaille une vue simplifiée de face montrant l'ouverture dans la face radiale de la culasse magnétique,
    • les figures 3 et 4 schématisent de façon simplifiée un exemple d'un sous- ensemble dans une vue axiale (ou longitudinale), respectivement en position repos et en position déclenchée.
  • En référence aux figures 1, 3 et 4, un sous-ensemble magnétique 1 est destiné à contrôler un courant de puissance circulant dans un appareil interrupteur et à déclencher brutalement lorsque ce courant dépasse un certain seuil, appelé seuil de déclenchement. Le sous-ensemble magnétique 1 comprend un circuit magnétique composé d'une culasse magnétique 10, d'un noyau fixe 39 et d'un noyau mobile 30 qui sont réalisés en matériau ferromagnétique.
  • Le noyau fixe 39 et le noyau mobile 30 sont alignés selon un axe longitudinal X et sont entourés par une gaine cylindrique isolante 20. Le noyau mobile 30 coulisse à l'intérieur de cette gaine isolante 20 selon l'axe longitudinal X entre une position repos, schématisée en figure 3, et une position déclenchée, schématisée en figure 4. Le noyau mobile 30 se déplace sous l'action d'une bobine à induction 25 disposée autour de la gaine isolante 20, mais non représentée en figure 1. Lorsque l'intensité du courant à contrôler circulant dans la bobine 25 dépasse le seuil de déclenchement, le noyau mobile se déplace alors rapidement de la position repos vers la position déclenchée. En cas de disparition du courant dans la bobine 25, un organe de rappel, tel qu'un ressort de rappel 29, ramène le noyau mobile 30 dans sa position repos. Le noyau mobile est composé d'une première partie 31 et d'une seconde partie 32 juxtaposée en direction du noyau fixe 39.
  • Dans le mode réalisation préféré, les première et seconde parties 31,32 sont cylindriques et le diamètre de la seconde partie 32 est ajusté pour pouvoir juste coulisser à l'intérieur de la gaine cylindrique 20 sans créer de jeu. Les première et seconde parties cylindriques 31,32 possèdent une section radiale différente, en l'occurrence le diamètre de la partie 31 est inférieur à celui de la partie 32. Le diamètre de la seconde partie 32 est sensiblement égal à celui du noyau fixe 39. Les parties 31 et 32 sont donc séparées par un rebord de la partie 32 qui forme ainsi une couronne radiale 33. De façon connue dans ce type de sous-ensemble, le noyau mobile 30 comprend également un organe percuteur 35, par exemple placé dans le prolongement de la première partie 31, qui est chargé de transmettre le mouvement du noyau mobile vers le (ou les) contact(s) mobile(s) de l'appareil interrupteur, afin de le(s) séparer du (ou des) contact(s) fixe(s) correspondant(s), lorsque le noyau mobile 30 passe en position déclenchée.
  • La culasse magnétique 10, partiellement représentée en figure 1, forme un cadre sensiblement rectangulaire entourant la bobine 25 et la gaine 20, composé de deux plans longitudinaux 13,14 sensiblement parallèles à l'axe X, entourés de deux faces radiales 11,12 sensiblement perpendiculaires à l'axe X. Le noyau fixe 39 est fixé à l'une des faces radiales 12. L'autre face radiale 11 possède une ouverture 19 radiale centrée sur l'axe X et traversée par la première partie 31 du noyau mobile. Le diamètre de la seconde partie 32 du noyau mobile est par contre suffisamment important pour l'empêcher de traverser l'ouverture 19.
  • Le fonctionnement d'un sous-ensemble magnétique de type percuteur magnétique est le suivant. En l'absence de courant dans la bobine 25, le noyau mobile 30 est maintenu par le petit ressort de rappel 29 en position repos (voir figure 3), ce qui l'éloigne du noyau fixe 39. Dans cette position, la couronne radiale 33 est plaquée contre la face radiale 11 de la culasse 10, créant ainsi une zone de collage magnétique radiale. Lorsqu'un courant commence à circuler dans la bobine 25, il se crée un champ magnétique passant du noyau fixe 39 vers la culasse 12,13,14,11 puis passant préférentiellement de la face radiale 11 directement vers la couronne 33 dans le sens axial, comme représenté par les flèches 5 de la figure 3. En effet, en position repos, l'entrefer axial existant entre la face radiale 11 et la couronne 33 est inférieur à l'entrefer radial fixe entre la face radiale 11 et la circonférence de la première partie 31 du noyau mobile 30. Le noyau mobile 30 subit donc une force d'attraction vers le noyau fixe 39 mais également une force de retenue opposée dirigée vers la face radiale 11 de la culasse magnétique. Tant que le courant à contrôler reste faible, la force de retenue est prépondérante et le noyau mobile 30 reste sensiblement immobile, l'entrefer axial étant toujours inférieur à l'entrefer radial.
  • Au fur et à mesure que les ampères-tours créés par la bobine 25 vont augmenter, la zone de collage magnétique radiale va devenir saturée et la force d'attraction va alors augmenter plus vite que la force de retenue. Un entrefer axial croissant va apparaître à cet endroit, au moment où le noyau mobile 30 amorce son mouvement en direction du noyau fixe 39 (ce qui correspond à un courant instantané dans la bobine supérieur au seuil de déclenchement défini). Le champ magnétique va alors préférentiellement circuler de la face radiale 11 vers la première partie 31 du noyau mobile 30 dans le sens radial, comme représenté par les flèches 6 de la figure 4. La force de retenue va alors brutalement tendre vers zéro et le noyau mobile va être entraîné très rapidement par la force d'attraction pour percuter le noyau fixe 39, pratiquement sans résistance autre que celle du ressort de rappel 39 de très faible valeur d'effort résistant.
  • Selon l'invention, l'ouverture radiale 19 comporte un pourtour intérieur cannelé constitué d'une pluralité N de dents 17 dirigées vers l'axe X, réparties sur ce pourtour et entourées par une pluralité N de zones creuses 15 situées entre chaque dent 17 (voir figures 1 et 2). Les dimensions des dents 17 sont étudiées pour que la première partie 31 du noyau mobile 30 puisse traverser librement l'ouverture 19 dans l'espace intérieur situé entre les dents 17, mais pour que les dents 17 puissent par contre retenir la seconde partie 32. Lorsque le noyau mobile 30 est en position repos, la couronne radiale 33 est donc plaquée contre les dents 17, créant ainsi un très faible entrefer axial.
  • La zone de collage magnétique radiale, créée par la superposition de la couronne radiale 33 avec les dents 17, permet la circulation d'un flux magnétique axial 5. Cette zone magnétique radiale est discontinue à cause du pourtour cannelé de l'ouverture 19, ce qui évite d'avoir une force de retenue trop importante appliquée au noyau mobile 30 par le flux magnétique axial 5. Cette discontinuité va de plus permettre d'ajuster très simplement la force de retenue. En particulier, en jouant uniquement sur la largeur des dents 17, il est alors possible de modifier la surface zone magnétique radiale et donc régler aisément le seuil de déclenchement du sous-ensemble 1, sans modifier d'autres dimensions ou caractéristiques, en particulier sans nécessiter de modifier et de complexifier la forme du noyau mobile avec des alésages ou des gorges sur la couronne radiale 33, ce qui entraînerait des coûts supplémentaires dans la fabrication d'une telle pièce. D'autre part, cela évite d'avoir à ajouter des cales ou des bagues supplémentaires de grande précision pour augmenter l'entrefer axial entre la couronne radiale 33 et les dents 17.
  • Les dents 17 présentent chacune un bord avant 18 dirigé vers l'axe X et dont la forme est de préférence complémentaire au pourtour de la première partie 31 du noyau mobile 30, qui est en l'occurrence une forme en arc de cercle. Pour un bon fonctionnement du sous-ensemble 1, les entrefers radiaux existant entre le bord avant 18 des différentes dents 17 et le pourtour de la première partie 31 doivent rester constants. De plus, le mouvement axial du noyau mobile 30 ne doit pas être perturbé par coincement ou autre, pour que l'organe percuteur 35 agisse efficacement. Le centrage du noyau mobile 30 sur toute sa course le long de l'axe X est donc crucial. Il est assuré grâce au guidage de la gaine isolante 20 qui entoure au plus juste la seconde partie 32 du noyau mobile 30. Cependant, ce centrage est difficile puisqu'il nécessite de solidariser fermement les deux extrémités de la gaine isolante 20 par rapport à la culasse magnétique 10.
  • Une première extrémité de la gaine isolante 20 est aisément fixée à la face radiale 12. Selon l'invention, l'autre extrémité opposée de la gaine isolante 20 est avantageusement cannelée grâce à une pluralité de N protubérances 21 qui prolongent la gaine isolante dans une direction axiale X. Ces protubérances 21 viennent s'engager dans les N zones creuses 15 situées entre les dents 17 et y sont maintenues par exemple par simple coincement. Chaque zone creuse 15 comporte une paroi arrière 16 dirigée vers l'axe X. La dimension des zones creuses 15 est étudiée pour que les protubérances 21 soient ainsi plaquées contre les parois arrière 16, empêchant tout mouvement radial de la gaine 20. Ce dispositif simple permet de maintenir la gaine isolante parfaitement centrée par rapport à l'axe X et donc d'éviter les variations de l'entrefer radial et d'assurer un bon coulissement du noyau mobile 30. Il est alors plus facile de garantir une grande reproductibilité et une bonne fiabilité des performances du sous-ensemble magnétique 1.
  • Selon le mode de réalisation présenté, le nombre N de dents 17 et de zones creuses 15 est égal à trois. Les trois zones creuses 15 coopèrent avec trois protubérances 21 de la gaine 20. Les dents 17 sont régulièrement réparties autour de l'axe X et de largeur égale, pour équilibrer les forces radiales dues au flux magnétique radial 6 passant par les entrefers radiaux et donc pour maintenir le centrage de la première partie 31 du noyau mobile 30 à l'intérieur de l'ouverture 19. On pourrait aussi envisager un nombre N différent de trois, comme par exemple une ouverture 19 comprenant deux dents 17 symétriquement opposées par rapport à l'axe X et deux protubérances 21 également symétriques à l'extrémité de la gaine 20, ainsi que le suggèrent les figures 3 et 4. Dans une autre variante, on pourrait aussi avoir plusieurs dents de différentes largeurs associées à un positionnement non régulièrement réparti autour de l'axe X, de façon à assurer néanmoins un bon équilibrage des forces radiales magnétiques sur le noyau mobile.
  • Par ailleurs, le mode de réalisation préféré décrit un sous-ensemble magnétique dont la gaine isolante, le noyau fixe et le noyau mobile possèdent tous des sections radiales circulaires. On pourrait également envisager d'autres solutions pour ces éléments, comme par exemple des sections radiales de forme sensiblement carrée. Ils seraient alors associés avec une ouverture 19 également d'une forme carrée adaptée, présentant un pourtour cannelé de quatre dents (une sur chaque côté du carré) sur lesquelles viendrait s'appuyer la couronne radiale carrée du noyau mobile, les quatre dents étant entourées de quatre zones creuses (dans chaque coin du carré) coopérant avec quatre proéminences correspondantes à l'extrémité de la gaine isolante.

Claims (8)

  1. Sous-ensemble magnétique pour appareil électrique interrupteur, comprenant un circuit magnétique constitué d'une culasse (10), d'un noyau fixe (39) et d'un noyau mobile (30) coulissant suivant un axe longitudinal (X) à l'intérieur d'une gaine isolante (20) entre une position déclenchée et une position repos sous l'action d'une bobine à induction (25) disposée autour de la gaine (20),
    - le noyau mobile (30) possédant une couronne radiale (33) séparant une première partie (31) et une seconde partie (32) de section radiale différente,
    - la culasse (10) comportant une face radiale (11) sensiblement perpendiculaire à l'axe (X) avec une ouverture (19) centrée sur l'axe (X) et traversée par la première partie (31) du noyau mobile (30),
    caractérisé en ce que ladite ouverture (19) comporte un pourtour cannelé composé d'une pluralité (N) de dents (17) dirigées vers l'axe (X), des zones creuses (15) situées entre chaque dent (17) accueillant une extrémité de la gaine isolante (20).
  2. Sous-ensemble magnétique selon la revendication 1, caractérisé en ce que la superposition entre la couronne radiale (33) du noyau mobile (30) et les dents (17) de l'ouverture (19) forme, en position repos, une zone magnétique radiale permettant la circulation d'un flux magnétique axial (5).
  3. Sous-ensemble magnétique selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'il existe un entrefer radial fixe entre un bord avant (18) de chaque dent (17) et la première partie (31) du noyau mobile (30), permettant la circulation d'un flux magnétique radial (6).
  4. Sous-ensemble magnétique selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'extrémité de la gaine (20) comporte une pluralité (N) de protubérances axiales maintenues par coincement dans les zones creuses (15) de l'ouverture (19).
  5. Sous-ensemble magnétique selon la revendication 1, caractérisé en ce que les dents (17) de l'ouverture (19) ont une largeur sensiblement identique.
  6. Sous-ensemble magnétique selon la revendication 1, caractérisé en ce que la gaine (20), le noyau fixe (39) et le noyau mobile (30) possèdent des sections radiales circulaires.
  7. Sous-ensemble magnétique selon la revendication 6, caractérisé en ce que l'ouverture (19) comporte trois dents (17) régulièrement réparties autour de l'axe (X) et l'extrémité de la gaine (20) comporte trois protubérances (21) engagées dans les zones creuses (15).
  8. Appareil électrique interrupteur doté d'au moins un contact mobile coopérant avec au moins un contact fixe, caractérisé en ce qu'il comporte un sous-ensemble magnétique (1) selon l'une des revendications précédentes agissant sur le ou les contacts mobiles.
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