FR2494898A1 - Rupteur thermique - Google Patents

Abstract

L'INVENTION CONCERNE UN RUPTEUR THERMIQUE. UN CONTACT MOBILE 31 DE CE RUPTEUR EST PORTE PAR UN RESSORT 32 D'ARMATURE AUQUEL EST COLLE UN DOIGT 50 D'ENTRAINEMENT DONT L'EXTREMITE INFERIEURE PORTE UN EMBOUT 51 CONTRE LEQUEL PEUT PORTER UN DISQUE BIMETALLIQUE 40 DE COMMANDE, SENSIBLE A LA TEMPERATURE. LA LONGUEUR UTILE DU DOIGT 50 EST ETABLIE PAR REGLAGE DE LA COUCHE DE COLLE FIXANT L'EMBOUT 51 SUR L'EXTREMITE DU DOIGT 50. DOMAINE D'APPLICATION: PROTECTION THERMIQUE DES CIRCUITS ELECTRIQUES.

Description

L'invention concerne les rupteurs thermiques,

ainsi que leur procédé de fabrication et un outil utilisa-

ble dans ce procédé.

Dans la plupart des rupteurs thermiques du type à disque bimétallique à action rapide, l'action rapide du disque est associée au mécanisme de contact par un axe ou plongeur isolé de couplage, communément appelé "doigt d'entraînement". Ce doigt est normalement réalisé en matière du type vitreux. Sa longueur doit être ajustée avec précision afin qu'il transmette convenablement la course du mouvement rapide du disque aux contacts. De mauvaises

longueurs de doigt ont pour résultat une action de commu-

tation impropre et soit une diminution importante de la durée de vie du rupteur, soit une tendance à la fermeture

intermittente des contacts sous l'effet de vibrations.

Les tolérances normales de fabrication ne permettent pas d'ajuster directement cette longueur du doigt sans contrôles extrêmement rigoureux des diverses pièces constituant l'assemblage. Par conséquent, la pratique normale consiste à fabriquer les diverses pièces à des tolérances communes et de rattraper la somme totale des tolérances positives et négatives au moyen d'un doigt d'entraînement ajusté pour chaque application particulière. Deux procédés sont actuellement couramment utilisés pour ajuster la longueur 2.5 du doigt à chaque rupteur. Ils présentent tous deux des limites et des avantages. Le procédé selon l'invention combine les avantages des deux procédés et élimine leurs

inconvénients fondamentaux.

Le procédé le plus couramment utilisé porte sur un doigt d'accouplement qui flotte librement et qui est fabriqué en longueurs croissantes afin de couvrir toutes

les combinaisons possibles d'accumulations de tolérances.

Chaque ensemble à rupteur et contacts est mesuré à l'aide de jauges spécialisées qui rapportent la géométrie de

chaque ensemble à une dimension de doigt particulière.

La longueur particulière du doigt est choisie dans un inventaire disponible et le doigt est mis en place dans le rupteur. Etant donné que cette conception ne prévoit pas r.. la fixation du doigt à un support quelconque, ce doigt peut cliqueter et rebondir librement à l'intérieur du boîtier o les surfaces en frottement peuvent produire un encrassement. Des expositions à des vibrations et des chocs peuvent également provoquer des impacts du doigt flottant contre l'ensemble de contacts, provoquant des ouvertures ou des fermetures inopinées des contacts du rupteur. On a également observé les ruptures de doigts

sous l'effet de chocs et de vibrations extrêmes.

Le procédé communément utilisé pour donner une

longueur correcte au doigt consiste à assujettir mécani-

quement, à une partie fixe de l'ensemble, un doigt de longueur suffisante pour compenser toutes les combinaisons des pièces de détail, puis à couper ce doigt à la dimension particulière demandée. Cette conception permet d'obtenir une plus grande résistance aux vibrations et aux chocs

importants, car aucune pièce "libre" n'entre dans la géo-

métrie de la liaison entre le disque et l'armature. Cepen-

dant, l'opération de coupe à longueur conduit à la forma-

tion, de par sa nature, de débris sous la forme de copeaux ou de limaille, qui risquent d'encrasser les contacts du rupteur. Il faut parfois mettre en oeuvre des procédés élaborés pour s'assurer absolument de la propreté complète

des rupteurs.

Lors du meulage d'un doigt à longueur, une extrémité inférieure plate est formée et provoque une usure nuisible, par abrasion, du disque de commande par contacts répétés avec ce dernier. De plus, le meulage forme un bord inférieur effilé, de sorte que des particules risquent de se détacher pendant l'utilisation et de provoquer un encrassement. Le brevet des Etats-Unis d'Amérique N0 4 201 967 décrit un perfectionnement apporté aux procédés indiqués ci-dessus. Ce brevet mentionne un rupteur thermique qui comporte un doigt d'entraînement en céraxoique, lié à un support par une couche adhésive d'épaisseur déterminée afin de donner la longueur utile à ce doigt. Le brevet décrit également un procédé de fabrication, ainsi qu'un outil utilisé dans ce procédé. Dans ce rupteur thermique, un contact direct du doigt d'entraînement en céramique avec

le disque bimétallique peut poser des problèmes.

L'invention a pour objet principal un rupteur thermique présentant les avantages des formes de réalisa-

tion de l'art antérieur tout en en éliminant les incon-

vénients. A cet effet, le rupteur selon l'invention utilise un doigt d'entraîneoent préfabriqué et fixe, sur lequel est

ajusté un embout apportant une grande résistance aux vi-

brations et aux chocs et évitant l'opération de mise à

dimension ou de coupe à longueur, avant ou après l'assem-

blage. Lorsqu'on utilise un doigt d'entraînement ne nécessi--

tant pas une mise à dimension ou une coupe à longueur, ce doigt n'est pas soumis aux effets du meulage ou de 1s toute autre opération de coupe pouvant laisser des fissures ou des fentes rendant le doigt fragile, ou bien des arêtes vives non uniformes. En particulier, l'embout

confère au doigt d'entraînement une extrémité de forme sphé-

rique. Le rupteur thermique selon l'invention présente un perfectionnement par rapport à celui décrit dans le brevet No 4 201 967 précité, par le fait que le montage d'un embout en forme de coupelle sur l'extrémité du doigt d'entraînewent, à l'aide d'une couche déterminée d'adhésif, s'effectue au moyen d'un outillage simplifié, demandant un niveau d'habileté inférieur. De plus, le risque de mauvais alignement par inclinaison du doigt d'entraînement est moindre, de même que la quantité d'adhésif demandée et le risque de formation d'espaces vides dans la couche

adhésive de liaison.

L'invention a donc pour objet un rupteur thermique comportant un contact mobile porté par un support, par exemple un ressort d'armature pouvant être placé sous la commande d'un organe bimétallique qui peut porter contre un doigt d'entraînement afin de transmettre son mouvement

au support, un embout étant fixé sur le doigt d'entraîne-

ment au moyen d'une couche d'adhésif d'épaisseur déterminée

qui établit la longueur utile du doigt.

L'invention a également pour objet un outil de pose pouvant être utilisé dans la fabrication d'un rupteur thermique et se présentant sous la forme d'un montage aimanté qui présente une ouverture centrale fermée

par un fond afin de maintenir un embout métallique magné-

tique en position fixe dans laquelle cet embout fait saillie du montage afin que le doigt d'entraînement puisse

être amené en position d'association avec l'embout.

L'invention a également pour objet un procédé de fabrication du rupteur thermique ayant la structure

décrite ci-dessus et mettant en oeuvre l'outil décrit pré-

cédemment, procédé dans lequel l'embout est en forme de coupelle et une masse d'adhésif est placée à l'intérieur de cet embout pendant que ce dernier est maintenu par l'outil. Dans ce procédé, on provoque un écoulement de

l'adhésif hors de l'embout et le long du doigt d'entraîne-

ment lorsque ce dernier et l'embout sont amenés dans leurs positions relatives finales, afin qu'il subsiste une couche d'adhésif d'épaisseur déterminée qui durcit ensuite

pour fixer l'embout au doigt d'entraînement.

Il ressort de la description précédente qu'on

obtient un rupteur thermique exempt de tout encrassement

interne, au moyen d'une structure et d'un assemblage utili-

sant l'épaisseur déterminée de la couche d'adhésif afin que tous les doigts d'entraînement puissent avoir une longueur minimale normalisée et que chacun d'eux soit amené automatiquement à une longueur utile à l'aide de la couche d'adhésif d'épaisseur déterminée, liant l'embout

à une extrémité du doigt.

L'invention sera décrite plus en détail en

regard du dessin annexé à titre d'exemple nullement limi-

tatif et sur lequel: - la figure 1 est une coupe verticale centrale du rupteur thermique selon l'invention; - la figure 2 est une coupe analogue à celle de la figure 1, montrant une étape de l'assemblage du rupteur thermique à l'aide de l'outil de montage; et - la figure 3 est une coupe verticale partielle

suivant la ligne 3-3 de la figure 2.

Le rupteur thermique selon l'invention comporte un boîtier cylindrique 10 à fond 11 sur le pourtour duquel s'élèvent vers l'intérieur deux épaulements ou nervures annulaires 14 et 15. Une embase 20 est logée dans le boîtier et est maintenue écartée du fond par une bague 21 dont le bord inférieur repose sur la nervure 15 du boîtier et dont le bord supérieur s'emboîte dans une gorge périphérique 22 de l'embase 20. Cette dernière porte, à l'aide d'une structure isolante, deux broches conductrices espacées

25 et 26 dont les extrémités inférieures descendent au-

dessous de l'embase et pénètrent dans l'espace compris entre cette embase et le fond 11 du boîtier. Les broches des bornes établissent un circuit conducteur du courant électrique qui aboutit à un contact fixe 30 porté par l'extrémité inférieure de la broche 25 et un contact mobile 31 monté sur un support 32 se présentant sous la forme

d'un ressort constituant une armature plane et monté.

par une extrémité, en porte-à-faux, sur l'extrémité infé-

rieure de la broche 26.

La figure 1 représente les contacts 30 et 31

appliqués l'un contre l'autre. Lorsque le ressort 32 d'ar-

mature pivote vers le haut, le contact mobile 31 se dégage

du contact fixe 30.

La commande du contact mobile 31 s'effectue à

l'aide d'un organe 40 se présentant sous la forme d'un dis-

que bimétallique, sensible à la chaleur et dont le bord périphérique repose sur la nervure 14 du boîtier. Comme montré sur la figure 1, le disque présente une concavité tournée vers le haut, cette concavité étant permise par

l'espace compris entre le disque et le fond 11 du boîtier.

En réponse à un changement de température d'amplitude prédéterminée, le disque se déplace afin de présenter une convexité tournée vers le haut et, par l'intermédiaire d'un doigt d'entraînement 50 fixé au ressort 32 d'armature, il fait pivoter ce dernier vers le haut afin de séparer

les contacts 30 et 31 l'un de l'autre.

Le doigt 50 d'entraînement est moulé en céramique ou en matière plastique et il porte, à son extrémité libre, un embout métallique 51 en forme de coupelle, présentant

une extrémité inférieure sphérique 52. L'extrémité infé-

rieure de l'embout se trouve normalement à une distance

critique du disque 40 de commande afin qu'un léger mouve-

ment de ce dernier ne provoque pas son entrée en contact avec l'embout. Le doigt d'entraînement est fixé au ressort

d'armature par un cordon d'adhésif 53.

Comme montré sur la figure 3, l'embout 51 comporte

une paroi annulaire 54 qui s'élève de l'extrémité sphéri-

que 52 et dont le diamètre intérieur est supérieur au diamètre extérieur du doigt 50 d'entraînement afin d'établir un espace pour permettre l'écoulement de l'adhésif. Par le procédé décrit ci-après, une couche 55 d'adhésif, d'épaisseur pouvant être déterminée, formée à l'intérieur

de l'embout et au-delà d'une extrémité 56 du doigt d'en-

traînement, lie cet embout au doigt d'entraînement. Cette couche d'adhésif donne au doigt d'entraînement la longueur utile souhaitée et empêche tout contact direct entre

la céramique, constituant le doigt, et le disque bimètal-

lique 40. De nombreux adhésifs conviennent, y compris

un adhésif époxy thermodurcissable.

Le rupteur thermique comporte des éléments assemblés par un procédé ou un processus mettant en oeuvre un outil de montage tel rque. montré sur les figures 2 et 3. Cet outil de montage se présente sous la forme d'un montage ou gabarit magnétique ou aimanté 70 ayant la configuration d'une plaque qui présente une ouverture

centrale 71 fermée par un fond 72.

Dans l'outil représenté, un électro-aimant 75 est associé au gabarit 70 pour établir un champ magnétique maintenant l'embout 51. En variante, l'embout peut être maintenu au moyen d'un aimant permanent, par l'effet de son propre poids, par aspiration, au moyen d'adhésifs ou par la résistance opposée à la mise en place de cet embout sur le doigt d'entraînement par suite de la pression hydrostatique due à la résistance opposée par l'adhésif à s'écouler entre l'embout et le doigt, ou bien par la résistance rencontrée pour la mise en place de l'embout sur le doigt par suite du frottement se produisant entre le doigt et un embout expansible. L'ouverture centrale 71 loge l'embout 51 dont l'extrémité sphérique inférieure

52 porte contre le fond 72.

L'embout 51 est maintenu magnétiquement sur l'ou-

til 70 alors qu'il contient une certaine masse d'adhésif.

L'embase 20 et la bague 22 d'entretoisement sont ensuite abaissées pour que l'extrémité 56 du doigt d'entraînement

pénètre dans l'embout 51. On a placé dans l'embout suffi-

samment d'adhésif pour assurer constamment un excédent d'adhésif et, lorsque le doigt d'entraînement arrive dans sa position finale, l'adhésif en excès s'écoule le long de ce doigt 50, dans l'espace compris entre ce dernier et la paroi 51 de l'embout, cet espace étant approprié pour permettre l'écoulement de l'adhésif. Il en résulte la formation d'une couche d'adhésif d'épaisseur déterminée à l'intérieur de l'embout et audelà de l'extrémité du

doigt d'entraînement. On peut ensuite faire durcir l'adhé-

sif pendant que les pièces sont maintenues en position.

Puis les pièces peuvent être assemblées pour former le

rupteur thermique tel que montré sur la figure 1.

Il est inutile de disposer de doigts d'entraîne-

ment de diverses longueurs. La seule condition à respecter est que le doigt d'entraînement soit dimensionné à la limite inférieure de la plage de tolérances pour que la couche d'adhésif 55, d'épaisseur déterminée, ait une

épaisseur minimale.

Il va de soi aue de nombreuses modifications peuvent être apportées au rupteur décrit et représenté

sans sortir du cadre de l'invention.

Claims (8)

REVENDICATIONS

1. Rupteur thermique, caractérisé en ce qu'il comporte un contact fixe (30), un contact mobile (31), un ressort (32) d'armature portant le contact mobile, un organe de commande (40) sensible à la chaleur, espacé du ressort d'armature et pouvant se rapprocher et s'éloigner de ce dernier, un doigt (50) d'entraînement porté par le ressort d'armature afin de transmettre le mouvement de l'organe de commande à ce ressort, un embout (51) monté sur l'extrémité (56) du doigt d'entraînement afin de porter contre l'organe de commande, et une couche (55) d'adhésif située entre l'extrémité du doigt d'entraînement et l'embout et formant, à l'intérieur de ce dernier, une couche dont l'épaisseur peut être réglée pour établir

la longueur utile du doigt d'entraînement.

2. Rupteur thermique selon la revendication 1, caractérisé en ce que le ressort d'armature est monté en porte-à-faux en étant relié, par un point proche de l'une

de ses extrémités, à une broche (26).

3. Rupteur thermique selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'organe de commande est un disque

bimétallique (40) par rapport auquel le doigt d'entraîne-

ment est positionné centralement, l'embout étant normale-

ment espacé de ce disque lorsque les contacts portent

l'un contre l'autre.

4. Rupteur thermique, caractérisé en ce qu'il comporte un boîtier cylindrique (10) comprenant un fond (11), une embase (20) logée dans ce boîtier, à une certaine distance du fond, deux broches espacées (25, 26) portées par l'embase et pénétrant dans l'espace compris entre cette dernière et le fond, un disque bimétallique (40) de commande porté par le boîtier afin de pouvoir exécuter un mouvement de commande du rupteur, un contact fixe (30) situé sur l'une (25) desdites broches, un ressort (32) d'armature relié à l'autre broche (26) et portant un contact (31) mobile par rapport au contact fixe, un doigt

(50) d'entraînement qui est disposé à peu près perpendi-

culairement au ressort d'armature et qui présente une extrémité (56) éloignée de ce ressort, un embout (51) monté sur ladite extrémité, et une couche (55) d'adhésif qui fixe l'embout au doigt d'entraînement et qui présente une épaisseur déterminée établissant la longueur utile du doigt d'entraînement.

5. Rupteur thermique selon la revendication 4, caractérisé en ce que l'embout présente une forme en coupelle et est constitué d'une matière aimantable, cet embout présentant également une extrémité inférieure sphérique (52) contre laquelle peut porter sélectivement

le disque de commande.

6. Rupteur thermique selon la revendication 5, caractérisé en ce que la couche d'adhésif est établie au moyen d'un outil (70) se présentant sous la forme d'un

élément magnétique qui possède une ouverture (71) fermée.

par un fond (72) et destinée à loger l'embout.

7. Rupteur thermique comprenant un contact (31) porté par un support mobile (32) pouvant être placé sous

la commande d'un organe bimétallique (40), ce dernier pou-

vant porter contre un doigt (50) d'entraînement qui possède un embout (51) , afin de transmettre le mouvement dudit organe de commande au support mobile, le rupteur étant caractérisé en ce qu'il comporte une couche (55) d'adhésif

d'épaisseur déterminée, liant l'embout au doigt d'entraîne-

ment afin d'établir la longueur utile de ce dernier.

8. Rupteur thermique selon la revendication 7, caractérisé en ce que l'embout est en forme de coupelle et réalisé en métal, ladite couche d'adhésif, d'épaisseur déterminée, étant située à l'intérieur de la coupelle et

à une extrémité (56) du doigt d'entraînement.