FR2634589A1

FR2634589A1 - Miniature circuit breaker with electromagnetic trip mechanism casing configured as support for the twin strip

Info

Publication number: FR2634589A1
Application number: FR8810105A
Authority: FR
Inventors: Alain Bruno; Maurice Burrial; Robert Diconne
Original assignee: Merlin Gerin SA
Current assignee: Merlin Gerin SA
Priority date: 1988-07-25
Filing date: 1988-07-25
Publication date: 1990-01-26
Anticipated expiration: 2008-07-25
Also published as: FR2634589B1

Abstract

The casing 34 of a magnetothermal trip mechanism of a miniature circuit breaker is produced in one piece, stamped out and bent, to constitute in addition an electrode for guiding the arc in the cutout chamber 26, a support 48 for the twin strip 22 and a lug for adjusting this twin strip.

Description

DISJONCTEUR MINIATURE A CARCASSE DU DECLENCHEUR ELECTROMAGNE
TIQUE ACENCEE EN SUPPORT DE LA BILAME.MINIATURE CIRCUIT BREAKER WITH ELECTROMAGNETIC TRIGGER
TICK ACENCEE IN SUPPORT OF THE BILAME.

L'invention est relative à un disjoncteur miniature à boîtier moulé étroit comprenant une chambre de coupure encadrée par une première et une deuxieme électrodes de guidage de l'arc, agencées pour capter un arc tiré entre des contacts lors de leur séparation, un déclencheur thermique à bilame et un déclencheur électromagnétique à bobine montée sur une carcasse et à noyau plongeur, lesdits déclencheurs commandant un verrou de déclenchement pour provoquer l'ouverture automatique desdits contacts lors de l'apparition d'un défaut, dans lequel ledit déclencheur électromagnétique est adjacent à la chambre de coupure et dans lequel ladite première électrode de guidage de l'arc, intercalée entre la chambre de coupure et la bobine est constituée par le fond de ladite carcasse.The invention relates to a miniature circuit breaker with a narrow molded housing comprising a breaking chamber framed by first and second arc guiding electrodes, arranged to sense an arc drawn between contacts during their separation, a thermal trip device with bimetallic strip and an electromagnetic trip unit with a coil mounted on a carcass and with a plunger core, said trip units controlling a trip latch to cause said contacts to open automatically when a fault occurs, in which said electromagnetic trip station is adjacent to the breaking chamber and in which said first arc guiding electrode, interposed between the breaking chamber and the coil is formed by the bottom of said carcass.

La fabrication en grande série des disjoncteurs miniatures à boitiers moulés par des machines automatiques, et la nécessité de réduire l'encombrement, conduisent à une réduction du nombre de pièces utilisées pour la réalisation du disjoncteur. I1 est également important de pouvoir réaliser des sous-ensembles dont le montage peut être facilement automatisé.The mass production of miniature circuit breakers with molded cases by automatic machines, and the need to reduce the size, lead to a reduction in the number of parts used to make the circuit breaker. It is also important to be able to produce sub-assemblies whose assembly can be easily automated.

La présente invention a pour but de permettre la réalisation d'un ensemble déclencheur thermique et déclencheur magnétothermique simplifié, d'un coût de fabrication réduit. The object of the present invention is to allow the production of a simplified thermal trip device and magnetothermal trip device, of reduced manufacturing cost.

Le disjoncteur selon l'invention est caractérisé en ce que ledit fond est subdivisé en deux parties par une fente s'étendant dans la direction de déplacement de l'arc dans ladite chambre de coupure, que lesdites deux parties sont reliées à l'extrémité de la fente et portent du côté desdits contacts une corne de captage de l'arc, que la premiere desdites deux parties du fond constitue ladite première électrode et que la deuxième desdites parties est agencée en support de ladite bilame. The circuit breaker according to the invention is characterized in that said bottom is subdivided into two parts by a slot extending in the direction of movement of the arc in said breaking chamber, that said two parts are connected to the end of the slot and bear on the side of said contacts an arc pickup horn, that the first of said two parts of the bottom constitutes said first electrode and that the second of said parts is arranged in support of said bimetallic strip.

La carcasse du déclencheur électromagnétique qui constitue le circuit magnétique de ce déclencheur, assure en même temps le support de la bilame et une tôle d'extrémité de guidage de l'arc dans la chambre de coupure. En subdivisant selon l'invention le fond de la carcasse en deux parties par une fente longitudinale, l'une des parties avantageusement de moindre largeur est utilisée pour le support de la bilame, et commé conducteur de liaison entre la bilame et l'électrode de guidage de l'arc constituée par l'autre partie. Ce conducteur d'amenée de courant à l'électrode de guidage de l'arc engendre un effet de boucle soufflant l'arc vers l'intérieur de la chambre de coupure. La bilame est fixée au support, ou plus exactement a un prolongement de ce support, situé du côté opposé des contacts.A l'intérieur de la chambre de coupure, la partie constituant le support est coiffée par un écran isolant venant de moulage avec le boîtier, et évitant tout amorçage de l'arc sur ce support. La fixation de la bilame est réalisée par soudage, le pied de la bilame étant intercalé entre une tresse de connexion à une borne, et le support. Le passage du courant s'effectue ainsi à travers l'épaisseur de la bilame en engendrant un chauffage direct partiel, s'ajoutant au chauffage par conduction à partir du support. L'extrémité du support de bilame coopere avec une vis de réglage qui impose une flexion plus ou moins prononcée de ce support. La grande longueur du support facilite ce réglage et assure une bonne précision.La carcasse est avantageusement réalisée, en une tôle découpée et pliée, faisant apparaître deux flasques latéraux qui encadrent les extrémités de la bobine du déclencheur, et une pièce longitudinale de liaison des deux flasques latéraux, cette piece longitudinale étant disposée du côté du fond constituant l'électrode de guidage de l'arc.The casing of the electromagnetic trip device which constitutes the magnetic circuit of this trip device, at the same time ensures the support of the bimetallic strip and a metal sheet guiding the arc in the breaking chamber. By subdividing according to the invention the bottom of the carcass into two parts by a longitudinal slot, one of the parts advantageously of smaller width is used for the support of the bimetallic strip, and as a connecting conductor between the bimetallic strip and the electrode of guiding the arc formed by the other party. This current supply conductor to the arc guide electrode generates a loop effect blowing the arc towards the interior of the breaking chamber. The bimetallic strip is fixed to the support, or more exactly to an extension of this support, located on the opposite side of the contacts. Inside the breaking chamber, the part constituting the support is capped by an insulating screen coming from molding with the case, and avoiding any ignition of the arc on this support. The bimetal is fixed by welding, the base of the bimetal being interposed between a braid for connection to a terminal, and the support. The passage of the current thus takes place through the thickness of the bimetallic strip, generating partial direct heating, in addition to the heating by conduction from the support. The end of the bimetal support cooperates with an adjustment screw which imposes a more or less pronounced bending of this support. The long length of the support facilitates this adjustment and ensures good precision. The carcass is advantageously made of a cut and folded sheet, showing two lateral flanges which frame the ends of the trigger coil, and a longitudinal connecting piece of the two lateral flanges, this longitudinal piece being disposed on the side of the bottom constituting the arc guide electrode.

Les extrémités de la bobine du déclencheur sont respectivement connectées au contact mobile et au support de bilame à proximité du point de fixation de cette dernière sur le support. I1 est facile de voir que la commutation de l'arc du contact mobile sur ltélectrode de guidage provoque un shuntage de la bobine, cette commutation étant favorisée par une corne d'amorçage de l'arc constituée par un prolongement de l'électrode de guidage de l'arc en direction du contact mobile.The ends of the trigger coil are respectively connected to the movable contact and to the bimetal support near the point of attachment of the latter on the support. It is easy to see that the switching of the arc of the movable contact on the guide electrode causes a shunting of the coil, this switching being favored by an arcing horn constituted by an extension of the guide electrode. of the arc towards the moving contact.

D'autres avantages et caractéristiques ressortiront plus clairement de la description qui va suivre, d'un mode de mise en oeuvre de l'invention donné à titre d'exemple non limitatif, et représenté aux dessins annexés dans lesquels: - la figure 1 est une vue schématique en élévation d'une partie du disjoncteur miniature selon l'invention, la paroi latérale du bottier étant supposée enlevée; - la figure 2 est une vue en élévation de la carcasse illustrée par la figure 1; - la figure 3 est une vue de dessous de la carcasse selon la figure 2.Other advantages and characteristics will emerge more clearly from the description which follows, of an embodiment of the invention given by way of nonlimiting example, and represented in the appended drawings in which: - Figure 1 is a schematic view in elevation of a part of the miniature circuit breaker according to the invention, the side wall of the case being assumed to be removed; - Figure 2 is an elevational view of the carcass illustrated in Figure 1; FIG. 3 is a bottom view of the carcass according to FIG. 2.

La figure 1 représente la partie inférieure d'un disjoncteur miniature à bottier isolant moulé, du type décrit dans le brevet français n01 592738 auquel on se réfèrera avantageusement pour de plus amples détails. On reconnait le contact fixe 10 et le contact mobile 12, dont l'ouverture peut être commandée manuellement par une manette non représentée et automatiquement par un déclencheur 14 en cas de défaut. Le déclencheur 14 comporte un déclencheur magnétique à bobine 16 et à noyau plongeur actionnant, d'une part un verrou de déclenchement 18, et d'autre part un extracteur 20 agissant sur le contact mobile 12. Le déclencheur 14 comporte de plus une bilame 22 actionnant en cas de surcharge le verrou de déclenchement 18.Entre le déclencheur 14 et le fond 24 du bottier du disjoncteur est disposée une chambre de coupure 26, équipée de tôles de désionisation 28. Les tôles d'extrémités de la chambre de coupure 26 sont constituées d'une part, par une électrode 30 de guidage de l'arc connectée au contact fixe 1 0 et disposée vers le fond 24 du boîtier isolant, et d'autre part par une électrode de guidage de l'arc 32 disposée du côté du déclencheur 14. FIG. 1 represents the lower part of a miniature circuit breaker with molded insulating boot, of the type described in French patent n01 592738 to which reference will advantageously be made for further details. We recognize the fixed contact 10 and the movable contact 12, the opening of which can be controlled manually by a lever not shown and automatically by a trigger 14 in the event of a fault. The trigger 14 comprises a magnetic trigger with a coil 16 and a plunger core actuating, on the one hand a trigger lock 18, and on the other hand an extractor 20 acting on the movable contact 12. The trigger 14 further comprises a bimetallic strip 22 actuating in the event of an overload the trigger latch 18. Between the trigger 14 and the bottom 24 of the breaker casing is disposed a breaking chamber 26, equipped with deionization plates 28. The end plates of the breaking chamber 26 are constituted on the one hand, by an electrode 30 for guiding the arc connected to the fixed contact 10 and disposed towards the bottom 24 of the insulating housing, and on the other hand by an electrode for guiding the arc 32 arranged on the side trigger 14.

Le déclencheur magnétique comporte une carcasse 34 représentée en détail aux figures 2 et 3, et constituée par une tôle découpée et pliée. La carcasse 34 comporte deux flasques latéraux 36,38 qui encadrent les faces frontales de la bobine 1 6 et sont fixées à un flasque longitudinale 40 de fermeture du circuit magnétique.The magnetic trip device comprises a carcass 34 shown in detail in FIGS. 2 and 3, and constituted by a cut and folded sheet. The carcass 34 has two lateral flanges 36,38 which frame the front faces of the coil 1 6 and are fixed to a longitudinal flange 40 for closing the magnetic circuit.

Le flasque longitudinal 40 s'étend perpendiculairement au fond 42 de la carcasse en forme de plaque intercalée entre la bobine 1 6 et la chambre de coupure 26. Le fond 42 est subdivisé en deux parties par une fente longitudinale 44 s'étendant sur la plus grande longueur de ce fond, en ne laissant subsister qu'une extrémité de liaison 46 en regard du contact mobile 12. L'une des parties du fond 42, confinée par la fente 44 constitue l'électrode de guidage d'arc 32, tandis que l'autre partie est agencée en support 48 de la bilame 22. La fente 44 est décalée latéralement, afin que la largeur de l'électrode de guidage d'arc 32 soit supérieure à celle du support 48.Le fond 42 est prolongé du côté du contact mobile par une corne 50 d'amorçage de l'arc, et le support 48 est prolongé du côté opposé pour définir un emplacement de fixation de la bilame 22, et pour coopérer avec une vis de réglage 52. Le support 48 est coiffé dans la partie de la chambre de coupure 26 par un écran isolant 54 solidaire du boltier ou constitué par un revêtement isolant empêchant l'amorçage de l'arc sur ce support 48. Le pied 56 de la bilame 22 est soudé au support 48 en étant intercalé entre ce support 48 et une tresse de connexion 58, dont l'extrémité opposée est reliée à une borne 60 du disjoncteur. L'une 62 des extrémités de la bobine 1 6 est soudée au support 48 à proximité du point de fixation 56 de la bilame 22, tandis que l'autre extrémité 64 de la bobine est connectée par une tresse 66 au contact mobile 12.The longitudinal flange 40 extends perpendicularly to the bottom 42 of the plate-shaped carcass interposed between the coil 1 6 and the cutting chamber 26. The bottom 42 is subdivided into two parts by a longitudinal slot 44 extending over the most great length of this bottom, leaving only one connecting end 46 facing the movable contact 12. One of the parts of the bottom 42, confined by the slot 44 constitutes the arc guide electrode 32, while that the other part is arranged in support 48 of the bimetallic strip 22. The slot 44 is offset laterally, so that the width of the arc guide electrode 32 is greater than that of the support 48. The bottom 42 is extended by side of the movable contact by a horn 50 for initiating the arc, and the support 48 is extended on the opposite side to define a location for fixing the bimetallic strip 22, and to cooperate with an adjustment screw 52. The support 48 is capped in the part of the switching chamber 26 p ar an insulating screen 54 integral with the bolt or made up of an insulating coating preventing the initiation of the arc on this support 48. The foot 56 of the bimetallic strip 22 is welded to the support 48 by being interposed between this support 48 and a braid of connection 58, the opposite end of which is connected to a terminal 60 of the circuit breaker. One 62 of the ends of the coil 1 6 is welded to the support 48 near the attachment point 56 of the bimetallic strip 22, while the other end 64 of the coil is connected by a braid 66 to the movable contact 12.

Dans la position fermée du disjoncteur, représentée sur la figure 1, le courant entrant à un instant donné par la borne 60, parcourt la tresse 58, le.pied 56 de la bilame 22, le support 48, la bobine 16, la tresse 66 et les contacts 10,12 avant de sortir par la borne opposée (non représentée). Une surcharge est détectée par l'échauffement de la bilame 22 qui actionne le verrou de déclenchement 18, provoquant l'ouverture automatique des contacts 10,12. Un court-circuit est détecté par le déclencheur magnétique, la bobine 16 attirant le noyau plongeur pour d'une part. actionner le verrou de déclenchement 1B, et d'autre part agir sur le contact mobile 12 en direction d'ouverture.L'arc tiré entre les contacts séparés 10,12 migre le long de l'électrode de guidage 30 en direction de la chambre de coupure 26, la racine ancrée sur le contact mobile 12 commutant sur la corne d'amorçage 50 et puis sur l'électrode de guidage 32 en étant soufflée vers l'interieur de la chambre de coupure 26 par l'effet de boucle du courant parcourant le support 48 et l'extrémité 46 du fond 42. Dès la commutation de l'arc sur l'électrode 32, la bobine 16 est shuntée, la coupure intervenant dès l'extinction de l'arc dans la chambre 26. Le réglage de la bilame 22 peut être réalisé par la vis 52 qui impose une flexion du support 48 autour de la charnière constituée par l'extrémité 46. la carcasse 34 est une simple tôle découpée et pliée qui assure de nombreuses fonctions, en l'occurrence de circuit magnétique du déclencheur magnétique 14, de corne d'amorçage 50, d'électrode de guidage de l'arc 32, de support et d'amenée de courant 48 et de règlage de la bilame 22.In the closed position of the circuit breaker, represented in FIG. 1, the current entering at a given time by terminal 60, flows through the braid 58, the leg 56 of the bimetallic strip 22, the support 48, the coil 16, the braid 66 and the contacts 10,12 before leaving via the opposite terminal (not shown). An overload is detected by the heating of the bimetallic strip 22 which actuates the release latch 18, causing the automatic opening of the contacts 10,12. A short circuit is detected by the magnetic trip device, the coil 16 attracting the plunger core on the one hand. actuate the trigger lock 1B, and on the other hand act on the movable contact 12 in the opening direction. The arc drawn between the separate contacts 10,12 migrates along the guide electrode 30 in the direction of the chamber 26, the root anchored on the movable contact 12 switching on the ignition horn 50 and then on the guide electrode 32 while being blown towards the interior of the breaking chamber 26 by the current loop effect traversing the support 48 and the end 46 of the bottom 42. As soon as the arc is switched on the electrode 32, the coil 16 is shunted, the cut-off occurring as soon as the arc is extinguished in the chamber 26. The adjustment the bimetallic strip 22 can be produced by the screw 52 which imposes a bending of the support 48 around the hinge formed by the end 46. the carcass 34 is a simple cut and folded sheet metal which performs numerous functions, in this case of magnetic circuit of the magnetic trigger 14, horn d priming 50, arc guiding electrode 32, support and current supply 48 and adjustment of the bimetallic strip 22.

L'ensemble déclencheur magnétique et thermique avec la borne 60 et le contact mobile 12 peut être prémonté et sa mise en place dans le boîtier isolant peut être réalisée par un robot ou tout autre automate. L'encombrement peut être notablement réduit. The magnetic and thermal trip unit with terminal 60 and the movable contact 12 can be pre-assembled and its installation in the insulating housing can be carried out by a robot or any other automatic machine. The size can be significantly reduced.

Claims

1. Miniature circuit breaker with narrow molded housing comprising a breaking chamber (26) framed by a first (32) and a second (30) arc guide electrodes, arranged to sense an arc drawn between contacts (10,12 ) during their separation, a bimetal thermal trip device (22) and an electromagnetic trip device with coil (16) mounted on a carcass (34) and with a plunger core, said trip devices controlling a trip lock (18) to cause opening automatic of said contacts upon the appearance of a fault, in which said electromagnetic trip device is adjacent to the breaking chamber (26) and in which said first arc guiding electrode (32) interposed between the breaking chamber (26) and the coil (16), is constituted by the bottom of said carcass (34), characterized in that said bottom is subdivided into two parts (32,48) by a slot (44) extending in the direction displacement of the arc in said breaking chamber, that said two parts (32,48) are connected to the end of the slot (44) and carry on the side of said contacts a horn (50) for collecting the arc, than the first (32 ) of said two parts (32,48) of the bottom constitutes said first electrode and that the second of said parts is arranged in support (48) of said bimetallic strip (22).

2. Circuit breaker according to claim 1, characterized in that said first (32) and second (48) parts of the bottom of the carcass (34) extend in the same plane and that an insulating screen (54) is interposed between the second part (48) and the breaking chamber (26) to avoid any ignition of the arc on the second part (48).

3. Circuit breaker according to claim 1 or 2, characterized in that said support (48) has an extension on the side opposite to the contacts (10,12) and that the base (56) of the bimetallic strip (22) is fixed on said extension of the support (48).

4. Circuit breaker according to claim 3, characterized in that the base (56) of the bimetallic strip is interposed between said extension of the support (48) and a braid (58) for supplying current to be traversed in its thickness by the current passing from the braid

(58) to said support (48).

5. Circuit breaker according to claim 1,2 3 or 4, characterized in that the ends (64,62) of the coil (16) are connected on the one hand to the movable contact (12) and on the other hand to said support

(48), and that the latter is connected on the side opposite the contacts to a terminal (60) of said circuit breaker.

6. Circuit breaker according to claim 4 and 5, characterized in that the end (62) of the coil (16) is welded to said support (48) at a point close to the point of attachment of the base (56) of the bimetallic strip (22) by welding to said support (48)

7. Circuit breaker according to claim 3,4 5 or 6, characterized in that said extension of the support (48) cooperates with a screw (52) for adjusting the position of the bimetallic strip (22) by bending said support (48).

8. Circuit breaker according to any one of the preceding claims, characterized in that the width of the first part (32) forming the electrode is greater than that of the second part forming the support (48).

9. A circuit breaker according to any one of the preceding claims, characterized in that the carcass (34) has two side flanges (36,38) framed. nt the two end faces of the coil (16) and a longitudinal flange (40) connecting the two lateral flanges, said longitudinal flange being perpendicular to said bottom and disposed on the side of the bottom forming the guide electrode (32).

10. Circuit breaker according to any one of the preceding claims, characterized in that the carcass (34) consists of a cut and folded sheet.