FR2892853A1

FR2892853A1 - Block for circuit breaker type electrical person and line protection apparatus, has U shaped metallic strip with one end fixed to free end of conductive piece, and mobile contact integrated to another end of strip

Info

Publication number: FR2892853A1
Application number: FR0511060A
Authority: FR
Inventors: Denis Herbrech
Original assignee: Hager Electro SAS
Current assignee: Hager Electro SAS
Priority date: 2005-10-28
Filing date: 2005-10-28
Publication date: 2007-05-04
Anticipated expiration: 2025-10-28
Also published as: CN1996534B; CN1996534A; DE102006051423B4; DE102006051423A1; FR2892853B1

Abstract

The block has a U shaped bimetallic strip (7) with one end fixed to a free end of a conductive piece (6), and a mobile contact (8) rigidly integrated to another end of the strip. The strip deforms at the base of the U and pushes a driver (10) of a tripper during overload current so that the tripper is moved away from a contact carrier (5) and releases an end of a connecting rod that is connected to a control lever according to a knuckle joint type link.

Description

Bloc constitué d'une serrure mécanique et d'un sous-ensemble thermiqueBlock consisting of a mechanical lock and a thermal sub-assembly

d'appareil électriqueof electrical apparatus

La présente invention concerne un bloc intégrable dans des appareils électriques du type disjoncteur, et constitué principalement d'une serrure mécanique et d'un sous-ensemble thermique. La serrure est associée à au moins une paire de contacts respectivement fixe et mobile, et transmet le déplacement d'une manette de commande à chaque contact mobile en vue de le mouvoir entre deux positions stables respectivement en appui sur et à distance d'un contact fixe. Ce genre de serrure comprend un porte-contact(s) mobile et un déclencheur qui peut être actionné en cas de court-circuit ou de surcharge électrique dans le circuit protégé, provoquant alors l'ouverture des contacts par basculement du porte-contact(s). Le sous-ensemble thermique qui équipe ces appareils est basé sur un bilame relié au circuit et dont la déformation en cas de surcharge provoque le basculement par pivotement de l'ensemble déclencheur / porte-contact(s), ledit bilame étant intégré entre un contact mobile et une borne reliée à un connecteur de raccordement à l'appareil de protection. Jusqu'ici, les liaisons entre les pièces fixe et mobile du sous-ensemble thermique ont généralement été réalisés par des tresses souples. Ainsi, l'une des extrémités du bilame est par exemple relié à l'aide d'une tresse à une borne, alors que l'autre extrémité est reliée au contact mobile, toujours via une tresse. II en résulte un sous-ensemble thermique qui n'est pas rigide, ce qui n'est guère pratique lors de l'assemblage des produits. The present invention relates to a block that can be integrated in electrical equipment of the circuit-breaker type, and consists mainly of a mechanical lock and a thermal sub-assembly. The lock is associated with at least one pair of contacts respectively fixed and movable, and transmits the movement of a control handle to each movable contact to move it between two stable positions respectively in contact with and at a distance from a contact fixed. This type of lock comprises a movable contact carrier (s) and a trigger that can be actuated in the event of a short-circuit or electrical overload in the protected circuit, thus causing the contacts to open by tilting the contact carrier (s). ). The thermal subassembly that equips these devices is based on a bimetallic strip connected to the circuit and whose deformation in case of overload causes pivotal tilting of the trigger / contact carrier (s), said bimetal being integrated between a contact mobile terminal and a terminal connected to a connection connector to the protection device. So far, the links between the fixed and mobile parts of the thermal sub-assembly have generally been made by flexible braids. Thus, one of the ends of the bimetal is for example connected with a braid to a terminal, while the other end is connected to the movable contact, always via a braid. This results in a thermal subassembly that is not rigid, which is hardly practical during the assembly of the products.

Une solution à tresses est en fait économiquement peu favorable, à la fois parce qu'elle complique ou empêche l'automatisation de l'assemblage et parce que les tresses en elles-mêmes sont coûteuses. La présente invention vise par conséquent à remédier aux inconvénients liés à l'utilisation de tresses souples. A braided solution is in fact economically unfavorable, both because it complicates or prevents the automation of the assembly and because the braids themselves are expensive. The present invention therefore aims to overcome the disadvantages associated with the use of flexible braids.

A titre principal, l'invention se caractérise en ce que le bilame est relié rigidement au contact mobile, et en ce qu'il présente une liaison conductrice à un seul degré de liberté avec la borne de raccordement. Le dispositif résultant de l'association serrure / sous-ensemble thermique s'en trouve considérablement simplifié, et la réduction de la complexité entraîne évidemment celle des coûts. Ceci est d'autant plus vrai que la rigidité relative du bloc ainsi obtenu permet ou à tout le moins simplifie l'automatisation du montage. Le ou les contacts mobiles, les éléments de la serrure et ceux du sous-ensemble thermique forment à présent un nouveau sous-ensemble élargi et traité comme tel lors de l'assemblage, ce qui supprime des étapes par rapport aux procédés de montage actuels. Le nouvel ensemble met de plus en oeuvre en interne la rotation de la serrure, qui n'est plus prise en charge par le boîtier comme c'était le cas jusqu'ici, ce qui permet de s'affranchir de certains problèmes de tolérance de positionnement lors de la fabrication de ce dernier. Cette structure permet également, comme on le verra dans la suite, de modifier la forme du bilame et de simplifier l'adaptation du déclencheur thermique aux différents calibres d'appareils dans lesquels ils sont installés. Mainly, the invention is characterized in that the bimetal is rigidly connected to the movable contact, and in that it has a conductive connection with a single degree of freedom with the connection terminal. The device resulting from the combination lock / thermal subassembly is considerably simplified, and the reduction in complexity obviously causes the cost. This is all the more true that the relative rigidity of the block thus obtained allows or at least simplifies the automation of the assembly. The mobile contact (s), the lock elements and those of the thermal subassembly now form a new enlarged subassembly and treated as such during assembly, which eliminates steps compared to current assembly methods. The new set more internally implements the rotation of the lock, which is no longer supported by the case as it was the case so far, which allows to overcome some problems of tolerance of positioning during the manufacture of the latter. This structure also makes it possible, as will be seen later, to modify the shape of the bimetallic strip and to simplify the adaptation of the thermal trip device to the different calibres of apparatus in which they are installed.

La rigidification est notamment obtenue en prolongeant la borne du sous-ensemble thermique d'un bras s'étendant dans un plan perpendiculaire à l'axe de pivotement de l'ensemble déclencheur / porte-contact(s), dont l'extrémité libre comporte un plot autour duquel pivote une pièce de liaison conductrice au bilame solidaire dudit porte-contact(s) ainsi que cet ensemble. The stiffening is obtained in particular by extending the terminal of the thermal subassembly of an arm extending in a plane perpendicular to the axis of pivoting of the trigger / contact carrier assembly (s), whose free end comprises a stud around which rotates a conductive connecting piece bimetallic integral with said contact carrier (s) and this assembly.

La liaison entre la borne du connecteur de raccordement et le bilame s'effectue donc de manière rotative, ce qui n'affecte pas la compacité du bloc, qui reste perçu comme une entité unique, assemblable en tant que telle. De préférence, cette pièce de liaison conductrice est rigide et reliée à l'une des extrémités du bilame. The connection between the terminal of the connection connector and the bimetallic strip is therefore rotatably, which does not affect the compactness of the block, which remains perceived as a single entity, which can be assembled as such. Preferably, this conductive connecting piece is rigid and connected to one end of the bimetallic strip.

Mécaniquement, le porte-contact(s), ladite pièce de liaison électrique et le bilame forment de préférence une entité elle-même rigide qui peut pivoter par rapport à la borne, et par conséquent par rapport au boîtier de l'appareil, ladite borne y étant disposée de manière fixe. Selon une possibilité, le contact mobile est fixé également rigidement d'une part à l'une des extrémités du bilame et d'autre part au porte-contact(s). En somme, l'extrémité du bras rigide prolongeant la borne forme un pivot autour duquel sont articulés d'une part l'ensemble constitué du porte-contact(s), de la pièce conductrice, du bilame et du contact mobile, et d'autre part le déclencheur, qui peut pivoter indépendamment dudit ensemble. Mechanically, the contact carrier (s), said electrical connection piece and the bimetallic strip preferably form an entity itself rigid which can pivot with respect to the terminal, and consequently with respect to the housing of the apparatus, said terminal being arranged in a fixed manner. According to one possibility, the movable contact is fixed also rigidly on the one hand to one end of the bimetallic and secondly to the contact carrier (s). In short, the end of the rigid arm extending the terminal forms a pivot about which are articulated on the one hand the assembly consisting of the contact carrier (s), the conductive part, the bimetallic strip and the moving contact, and on the other hand the trigger, which can rotate independently of said set.

Dans cette hypothèse, du fait de la rigidité de la liaison contact mobil / portecontact(s), le rattrapage de l'usure ne peut pas être mis en oeuvre au niveau du contact mobile, mais l'est alors par le contact fixe. Pour assurer la compacité de cet ensemble, le bilame est de préférence constitué en forme de U, la pièce de liaison et le contact mobile étant fixés chacun à l'extrémité libre d'une branche différente du U. Une telle forme est avantageuse, puisqu'elle permet de réaliser la fixation de ladite pièce de liaison et du contact à proximité de l'axe de pivotement, laissant libre la base du U qui peut alors se déformer. In this case, because of the rigidity of the contact contact mobil / portecontact (s), the catch-up of wear can not be implemented at the mobile contact, but is then by the fixed contact. To ensure the compactness of this assembly, the bimetallic strip is preferably U-shaped, the connecting piece and the movable contact being each fastened to the free end of a different branch of the U. Such a shape is advantageous, since it allows the fastening of said connecting piece and the contact near the pivot axis, leaving free the base of the U which can then be deformed.

Pour que le bilame remplisse sa fonction, le déclencheur comporte une excroissance formant un entraîneur dont l'extrémité libre est disposée à proximité de la base du U, et configurée de telle sorte que lorsque le bilame se déforme, ladite base repousse l'entraîneur. In order for the bimetallic strip to perform its function, the trigger comprises a protrusion forming a driver whose free end is disposed near the base of the U, and configured so that when the bimetal is deformed, said base pushes the driver.

Dès lors que le bilame est parcouru par un courant de surcharge dépassant un certain seuil, la déformation du bilame devient suffisante pour repousser l'entraîneur, c'est-à-dire faire pivoter le déclencheur qui libère classiquement la serrure. Selon une possibilité, la borne est prolongée par une tôle conductrice de guidage d'arc. Dans de nombreux dispositifs de l'art antérieur, cette tôle de conduction d'arc était fixée au voisinage de l'une des extrémités du bilame, au niveau de sa connexion par tresses souples à la borne équipant le dispositif de raccordement. As soon as the bimetal is traversed by an overload current exceeding a certain threshold, the deformation of the bimetallic strip becomes sufficient to push back the driver, that is to say rotate the trigger which conventionally releases the lock. According to one possibility, the terminal is extended by a conductive arc guide plate. In many devices of the prior art, this arc conduction plate was fixed in the vicinity of one end of the bimetal, at its connection by flexible braids to the terminal fitted to the connecting device.

La réalisation d'une unique pièce rigide en tôle découpée et pliée formant simultanément borne, tôle de conduction d'arc et pivot de la serrure permet de faciliter le positionnement dans le boîtier du bloc qu'elle constitue avec la serrure et le bilame. L'invention concerne également les appareils électriques de protection des lignes et des personnes de type disjoncteur, par exemple modulaire, qui comportent un bloc constitué d'une serrure mécanique et d'un sous-ensemble thermique tel que décrit ci-dessus. Cette invention va à présent être décrite au moyen des figures annexées, pour lesquelles : - les figures 1 et 2 représentent deux vues en perspective du même côté mais sous deux incidences différentes d'un bloc selon l'invention ; - la figure 3 représente une vue, également en perspective, de l'autre côté de ce bloc. En référence aux figures 1 et 2, le composant qui est disposé fixe dans le boîtier de l'appareil électrique (non représenté) regroupe en une seule pièce, réalisée de préférence par découpage d'une tôle, à la fois la borne (1) insérée dans une cage du dispositif de raccordement à l'appareil, une tôle de conduction d'arc (2) et un bras (3) dont l'extrémité libre comporte un plot ou pivot (4) qui se développe perpendiculairement audit bras (3). The realization of a single rigid piece of sheet metal cut and folded forming simultaneously terminal, arc conduction plate and lock pivot facilitates positioning in the housing of the block that it is with the lock and bimetallic. The invention also relates to electrical protection devices for lines and people type circuit breaker, for example modular, which comprise a block consisting of a mechanical lock and a thermal subassembly as described above. This invention will now be described by means of the appended figures, for which: - Figures 1 and 2 show two perspective views of the same side but under two different incidences of a block according to the invention; - Figure 3 shows a view, also in perspective, on the other side of this block. With reference to FIGS. 1 and 2, the component which is fixed in the housing of the electrical apparatus (not shown) combines in one piece, preferably by cutting a sheet, both the terminal (1) inserted in a cage of the connection device to the apparatus, an arc conduction plate (2) and an arm (3) whose free end comprises a stud or pivot (4) which develops perpendicularly to said arm (3). ).

Deux ensembles peuvent pivoter de manière distincte autour du pivot (4). En premier lieu, un bloc rigide constitué du porte-contact (5), d'une pièce conductrice (6) à l'extrémité libre de laquelle est fixée l'une des extrémités d'un bilame (7) en U, et du contact mobile (8) solidarisé à l'autre extrémité du bilame (7). Two sets can pivot distinctly around the pivot (4). First, a rigid block consisting of the contact carrier (5), a conductive part (6) at the free end of which is fixed at one end of a bimetallic strip (7), and the mobile contact (8) secured to the other end of the bimetallic strip (7).

Le second élément mobile autour du pivot (4) est le déclencheur (9) doté d'un entraîneur (10) situé au voisinage de la base du U. Le fonctionnement est le suivant : lorsqu'un courant de surcharge, c'est-à-dire supérieur au courant nominal de l'appareil électrique, parcourt le circuit, il passe successivement par la borne (1), le bras (3), le pivot (4), la pièce conductrice (6), le bilame (7) et le contact mobile (8) en appui contre le contact fixe (non représenté). Le bilame (7) est prévu pour se déformer lorsque de tels courants supérieurs aux courants nominaux circulent dans le circuit. Compte tenu de la fixation rigide des extrémités dudit bilame (7), la poutrelle qu'il constitue peut être considérée comme immobilisée aux deux extrémités supérieures du U. La partie qui se déforme est donc la base du U, située à proximité de l'entraîneur (10). Elle est prévue pour se déformer en direction dudit entraîneur (10), faisant pivoter isolément le déclencheur (9) autour du pivot (4). The second element movable around the pivot (4) is the trigger (9) having a driver (10) located in the vicinity of the base of the U. The operation is as follows: when an overload current, that is that is greater than the nominal current of the electrical apparatus, travels through the circuit, it passes successively through the terminal (1), the arm (3), the pivot (4), the conductive part (6), the bimetallic strip (7). ) and the movable contact (8) bearing against the fixed contact (not shown). The bimetallic strip (7) is designed to deform when such currents higher than the nominal currents circulate in the circuit. Given the rigid attachment of the ends of said bimetallic strip (7), the beam it constitutes can be considered as immobilized at the two upper ends of the U. The part that is deformed is therefore the base of the U, located near the coach (10). It is designed to deform towards said trainer (10), causing the trigger (9) to rotate independently about the pivot (4).

Le déclencheur (9) s'écarte alors du porte-contact (5), débloquant l'extrémité d'une biellette (non représentée) reliée à la manette de commande selon une liaison de type à genouillère, des moyens de rappel permettant l'ouverture brutale de la serrure lorsque ladite biellette est libérée. Cette structure, bien connue en soi, n'est pas décrite en détail dans le cadre de cette invention. La figure 3 fait apparaître clairement la liaison rigide entre le contact mobile (8) et le porte-contact (5), qui simplifie notamment le montage de cet ensemble, notamment par rapport aux configurations de l'art antérieur dans lesquelles le contact mobile est relié au porte-contact (5) par une liaison à pivotement avec un ressort de torsion assurant une pression de contact correcte même en cas d'usure des contacts. Cette figure montre également la compacité du bloc constitué par le porte-contact (5), le contact mobile (8), le bilame (7) et la pièce conductrice (6). En partie supérieure, le porte-contact (5) comporte une gorge (11) prévue pour loger l'extrémité de la biellette mentionnée ci-dessus le reliant à la manette de commande selon une liaison mécanique de type à genouillère. Lorsque l'extrémité de ladite biellette se trouve logée au fond de cette gorge (11), elle peut y être bloquée par un doigt (12) équipant l'extrémité supérieure du déclencheur, en position de fermeture de la serrure. The trigger (9) then departs from the contact carrier (5), unlocking the end of a rod (not shown) connected to the control lever in a knee-type connection, return means for the sudden opening of the lock when said rod is released. This structure, well known per se, is not described in detail in the context of this invention. FIG. 3 clearly shows the rigid connection between the movable contact (8) and the contact carrier (5), which simplifies in particular the assembly of this assembly, in particular with respect to the configurations of the prior art in which the moving contact is connected to the contact carrier (5) by a pivotal connection with a torsion spring providing a correct contact pressure even when the contacts are worn. This figure also shows the compactness of the block formed by the contact carrier (5), the movable contact (8), the bimetallic strip (7) and the conductive part (6). In the upper part, the contact carrier (5) has a groove (11) provided to accommodate the end of the rod mentioned above connecting it to the control lever according to a mechanical linkage type toggle. When the end of said link is housed at the bottom of this groove (11), it can be blocked by a finger (12) equipping the upper end of the trigger, in the closed position of the lock.

En cas de surcharge de courant, la base du U formant le bilame (7) se déforme vers l'extérieur et repousse l'entraîneur (10). Le déclencheur (9) libre en rotation autour du pivot (4) effectue, par rapport au bloc comprenant le porte-contact (5), une rotation dans le sens de la flèche R, et le doigt (12) s'écarte de la gorge (11) libérant ainsi l'extrémité de la biellette. In case of current overload, the base of the U forming the bimetallic strip (7) deforms outwards and pushes the coach (10). The trigger (9) free in rotation about the pivot (4), relative to the block comprising the contact carrier (5), rotates in the direction of the arrow R, and the finger (12) deviates from the groove (11) thus releasing the end of the link.

Bien entendu, d'autres configurations d'agencement relatif des différents composants du bloc de l'invention peuvent également être organisées pour aboutir au même résultat. 6 Of course, other configurations of relative arrangement of the different components of the block of the invention can also be organized to achieve the same result. 6

Claims

1. Block consisting of a mechanical lock and a thermal sub-assembly for circuit breaker-type electrical apparatus, for example modular, for the protection of circuits and people, comprising: a lock associated with at least one pair of contacts respectively fixed and movable (8), transmitting the movement of a control handle to each movable contact (8) to move it between two stable positions respectively supported on and away from a fixed contact, and comprising a door -contact (s) mobile (s) (5) and a trigger (9) can be actuated in case of short circuit or overload in the protected circuit and then causing the opening of the contacts by tilting of the contact carrier ( s) (5); and a thermal sub-assembly based on a bimetallic strip (7) whose deformation in case of overload causes the pivoting tilting of the trigger (9) / contact holder (5) assembly, said bimetal strip (7) being integrated between a movable contact (8) and a terminal (1) connected to a connection connector of the protection device to the line which it equips, characterized in that the bimetallic strip (7) is rigidly connected to the moving contact (8) and has a conductive connection with a single degree of freedom with said terminal (1).

2. Block consisting of a mechanical lock and a thermal subassembly for electrical circuit breaker type apparatus according to the preceding claim, characterized in that the terminal (1) is extended by an arm (3) extending in a plane perpendicular to the pivot axis of the trigger assembly (9) / contact carrier (s) (5), whose free end comprises a stud (4) around which pivots a piece (6) of conductive connection to bimetallic strip (7) integral with said contact carrier (s) (5) as well as this assembly.

3. Block consisting of a mechanical lock and a thermal sub-assembly for circuit breaker type electrical apparatus according to the preceding claim, characterized in that the piece (6) of conductive connection is rigid and connected to one of the ends. bimetallic strip (7).

4. Block consisting of a mechanical lock and a thermal subassembly for circuit breaker-type electrical apparatus according to any one of the preceding claims, characterized in that the movable contact (8) is 7 2892853 rigidly fixed with a part at one of the ends of the bimetallic strip (7) and secondly to the contact carrier (s) (5).

5. Block consisting of a mechanical lock and a thermal subassembly for circuit breaker type electrical apparatus according to one of claims 3 and 4, characterized in that the bimetallic strip (7) consists of a U-shape, the connecting piece (6) and the movable contact (8) being each fixed to the free end of a different branch of the U.

6. Block consisting of a mechanical lock and a thermal subassembly for circuit breaker type electrical apparatus according to claim 10, characterized in that the trigger (9) comprises a protrusion forming a driver (10) whose free end is disposed near the base of the U, and configured so that when the bimetal (7) is deformed, said base pushes the coach (10).

7. Block consisting of a mechanical lock and a thermal subassembly 15 for circuit breaker type electrical apparatus according to any one of the preceding claims, characterized in that the terminal (1) for connection to the connection connector is extended. by a sheet (2) conductive arc guide.

Electrical protection device for lines and people of the type 20 circuit breaker, for example modular, characterized in that it comprises a block consisting of a mechanical lock and a thermal subassembly according to any one of the claims. 1 to 7.