FR2943847A1

FR2943847A1 - THERMAL RELEASE DEVICE FOR AN ELECTRICAL PROTECTION DEVICE

Info

Publication number: FR2943847A1
Application number: FR0901580A
Authority: FR
Inventors: Thomas Tilmant; Sebastien Schmitt
Original assignee: Schneider Electric Industries SAS
Current assignee: Schneider Electric Industries SAS
Priority date: 2009-03-31
Filing date: 2009-03-31
Publication date: 2010-10-01
Anticipated expiration: 2029-03-31
Also published as: EP2237302A1; CN101853749B; CN101853749A; BRPI1000820B1; BRPI1000820A2; ATE536625T1; FR2943847B1; ES2374876T3; EP2237302B1

Abstract

The device (9) has a triggering lever articulated on a plate. A bimetallic strip (10) cooperates with a slide (11). The slide is connected with the lever to drive the slide in a triggering direction during deformation of the bimetallic strip due to electrical overload. The bimetallic strip has a ramp (13) at its end cooperating with the slide. The ramp is arranged in a manner to position the slide against a stop (12) during a deformation phase of the bimetallic strip such that the stop assures guiding of the slide during its displacement.

Description

DISPOSITIF DE DECLENCHEMENT THERMIQUE POUR UN APPAREIL DE PROTECTION ELECTRIQUE. THERMAL RELEASE DEVICE FOR ELECTRICAL PROTECTION APPARATUS.

La présente invention concerne un dispositif de déclenchement thermique pour un appareil de protection électrique, ledit appareil comportant un levier de déclenchement articulé sur une platine et étant piloté par ledit dispositif de déclenchement pour provoquer en cas de défaut la rupture d'une liaison mécanique entraînant le déclenchement automatique d'un mécanisme de commande du disjoncteur, ce déclenchement entraînant l'ouverture de deux contacts respectivement fixe et mobile, ledit dispositif de déclenchement thermique comportant un bilame apte à coopérer avec un tiroir relié de manière articulée par l'une de ses extrémités, audit levier de manière à entraîner ledit tiroir dans le sens du déclenchement lors d'une déformation du bilame suite à une surcharge électrique, ledit tiroir coopérant avec une butée fixe par rapport au boîtier de l'appareil et destinée à guider en partie la trajectoire du tiroir lors de son déplacement. The present invention relates to a thermal tripping device for an electrical protection device, said apparatus comprising a trigger lever articulated on a plate and being controlled by said tripping device to cause in the event of a fault the breakage of a mechanical connection causing the automatic tripping of a control mechanism of the circuit breaker, this tripping causing the opening of two respectively fixed and movable contacts, said thermal tripping device comprising a bimetallic adapted to cooperate with a drawer connected in an articulated manner by one of its ends at said lever so as to drive said spool in the direction of release during deformation of the bimetal strip due to an electric overload, said spool cooperating with an abutment fixed with respect to the housing of the apparatus and intended to partly guide the trajectory drawer when moving.

La force de traction exercée par l'extrémité du bilame thermique sur le tiroir, est orientée dans une direction qui est normale au point d'appui du bilame sur le tiroir. Cette direction change quand le bilame se courbe sous l'effet thermique d'une surcharge électrique. Il est alors nécessaire que le changement de la direction de la force reste en dessous d'un angle maximum afin de rappeler le tiroir contre sa butée. Or, pour améliorer les performances de l'appareil, il peut être souhaitable d'utiliser un bilame dont la déflexion est trop importante pour permettre de maintenir la direction de la force dans la plage de variation permise. The tensile force exerted by the end of the thermal bimetallic strip on the drawer is oriented in a direction which is normal to the point of support of the bimetallic strip on the drawer. This direction changes when bimetallic bends under the thermal effect of an electric overload. It is then necessary that the change in the direction of the force remains below a maximum angle in order to return the drawer against its stop. However, to improve the performance of the device, it may be desirable to use a bimetal whose deflection is too great to maintain the direction of the force in the range of variation allowed.

Cette déformation importante du bilame produit à son extrémité coopérant avec le tiroir, une pente plus importante qui s'oppose au déplacement du tiroir en direction d'une butée, ladite butée étant destinée à assurer partiellement le guidage dudit tiroir pendant son déplacement conduisant au déclenchement du mécanisme. Il en résulte que la course de déclenchement du tiroir n'est pas répétitive de même que le 30 temps de déclenchement pour un courant donné. This significant deformation of the bimetal produced at its end cooperating with the slide, a greater slope which opposes the displacement of the slide towards a stop, said stop being intended to partially ensure the guiding of said slide during its displacement leading to the triggering of the mechanism. As a result, the drawer trip path is not repetitive as is the trip time for a given current.

La présente invention résout ces problèmes et propose un dispositif de déclenchement thermique pour un appareil de protection électrique dans lequel les temps de déclenchement sont répétitifs même en cas de déflexion importante du bilame afin d'améliorer les performances de l'appareil. The present invention solves these problems and proposes a thermal tripping device for an electrical protection apparatus in which the tripping times are repetitive even in case of significant bimetallic deflection in order to improve the performance of the apparatus.

A cet effet, la présente invention a pour objet un dispositif de déclenchement thermique pour un appareil de protection électrique, ledit dispositif étant caractérisé en ce que ledit bilame comporte, à son extrémité coopérant avec le tiroir, une partie formant rampe, ladite rampe étant agencée de manière à positionner le tiroir contre la butée précitée pendant la première phase de déformation du bilame, de manière que ladite butée assure ensuite le guidage du dit tiroir pendant son déplacement. For this purpose, the subject of the present invention is a thermal tripping device for an electrical protection device, said device being characterized in that said bimetal strip comprises, at its end cooperating with the drawer, a ramp portion, said ramp being arranged so as to position the slide against the aforementioned abutment during the first phase of deformation of the bimetal, so that said stop then guiding said drawer during its movement.

Selon une caractéristique particulière, le plan de la partie formant rampe forme avec la direction longitudinale du bilame un angle a d'environ 10°. Selon une autre caractéristique, la partie formant rampe précitée est réalisée par pliage de l'extrémité du bilame. According to a particular characteristic, the plane of the ramp portion forms with the longitudinal direction of the bimetal an angle α of about 10 °. According to another feature, the aforementioned ramp portion is made by folding the end of the bimetal.

Selon une autre réalisation, la partie formant rampe précitée est réalisée par cisaillage d'une 20 partie de l'extrémité du bilame puis pliage de cette partie de manière à former une rampe. According to another embodiment, the aforesaid ramp portion is made by shearing a portion of the end of the bimetal then folding this portion to form a ramp.

Selon une autre réalisation, ladite rampe est réalisée par l'intermédiaire d'une pièce rapportée fixée à l'extrémité du bilame. According to another embodiment, said ramp is made via an insert attached to the end of the bimetallic strip.

25 Selon une réalisation particulière, l'appareil comportant une partie haute comportant le mécanisme de commande et une partie basse comportant des moyens de fixation de l'appareil à une surface de support, ladite rampe est réalisée par pliage vers le bas de l'appareil de l'extrémité du bilame, ladite extrémité étant orientée vers le haut de l'appareil, du côté du bilame opposé au tiroir. 30 Selon une autre réalisation, l'appareil comportant une partie haute comportant le mécanisme de commande et une partie basse comportant des moyens de fixation de15 l'appareil à une surface de support, ladite rampe est réalisée par pliage vers le bas de l'extrémité du bilame, celle-ci étant alors orientée vers le bas de l'appareil et s'étendant du même coté du bilame que le tiroir. According to a particular embodiment, the apparatus comprising an upper part comprising the control mechanism and a lower part comprising means for fixing the apparatus to a support surface, said ramp is made by folding down the apparatus. the end of the bimetallic strip, said end being directed towards the top of the apparatus, on the side of the bimetal opposite the drawer. According to another embodiment, the apparatus comprising an upper part comprising the control mechanism and a lower part comprising means for fixing the apparatus to a support surface, said ramp is made by folding down the end. bimetal, the latter then being oriented towards the bottom of the device and extending on the same side of the bimetallic as the drawer.

L'invention a également pour objet un appareil de protection électrique comportant un dispositif de déclenchement thermique comportant les caractéristiques précédemment mentionnées prises seules ou en combinaison. The invention also relates to an electrical protection device comprising a thermal tripping device comprising the previously mentioned features taken alone or in combination.

Mais d'autres avantages et caractéristiques de l'invention apparaîtront mieux dans la description détaillée qui suit et se réfère aux dessins annexés donnés uniquement à titre d'exemple et dans lesquels : But other advantages and features of the invention will become more apparent in the detailed description which follows and refers to the accompanying drawings given solely by way of example and in which:

- La figure 1 est une vue en plan d'un disjoncteur dont on a retiré le boîtier, équipé d'un dispositif de déclenchement thermique selon une réalisation particulière de l'invention, - La figure 2 est une vue identique à la précédente, le disjoncteur étant équipé d'un dispositif de déclenchement thermique selon une seconde réalisation de l'invention, FIG. 1 is a plan view of a circuit-breaker from which the housing has been removed, equipped with a thermal tripping device according to a particular embodiment of the invention; FIG. 2 is a view identical to the previous one; circuit breaker being equipped with a thermal tripping device according to a second embodiment of the invention,

- La figure 3 est une vue en plan d'un disjoncteur sans couvercle, ledit disjoncteur étant 20 équipé du même dispositif de déclenchement que dans la figure précédente, FIG. 3 is a plan view of a circuit breaker without a cover, said circuit breaker being equipped with the same tripping device as in the previous figure,

- La figure 4 est une vue en plan d'un disjoncteur sans boîtier, équipé d'un dispositif de déclenchement selon une troisième réalisation, FIG. 4 is a plan view of a circuit breaker without a box, equipped with a tripping device according to a third embodiment,

25 -La figure 5 est une vue partielle, illustrant une barre de déclenchement, un tiroir et un dispositif de déclenchement selon l'art antérieur, et FIG. 5 is a partial view, illustrating a trigger bar, a slide and a tripping device according to the prior art, and

-La figure 6 est une vue identique à la précédente avec un dispositif de déclenchement thermique selon l'invention, Sur les figures 1 à 4 est représenté un disjoncteur électrique miniature à boîtier isolant moulé D comprenant de manière connue en soi, une paire de contacts 1,2 fixe et mobile, 30 ledit contact mobile 2 étant porté par un bras de contact actionné par un mécanisme M de commande. Ce mécanisme de commande M comporte une manette 3 de manoeuvre manuelle des contacts accouplée à une biellette de transmission 4 pour former une genouillère, un levier 5 support du bras de contact articulé sur le pivot d'une platine rotative 6, une liaison mécanique brisable agencée entre la platine 6 et la biellette de transmission 4, et une barre de déclenchement 7 articulée sur la platine 6 et commandée par un dispositif de déclenchement electro-magnétique 8 et un dispositif de déclenchement thermique 9 pour provoquer, en cas de défaut, la rupture de la liaison mécanique, entraînant le déclenchement du mécanisme indépendamment de la manette 3. De manière également connue en soi, ce dispositif de déclenchement thermique 9 comporte un bilame 10 traversé par le courant, ledit bilame étant fixé par l'une 10a de ses extrémités au boîtier B, et coopérant par son extrémité opposée 10b, avec un tiroir 11 relié mécaniquement à la barre de déclenchement 7. Comme ceci est particulièrement visible sur les figures 5 et 6, le tiroir 11 est de forme coudée et comporte une extrémité 11 a reliée de manière articulée à la barre de déclenchement 7 et une partie s'étendant perpendiculairement au plan du tiroir (non visible sur cette figure) et sur laquelle le bilame 10 vient s'appuyer pour exercer une traction sur ledit tiroir 11. Ce tiroir est destiné à venir se positionner sur une butée 12 dans la première phase de déformation du bilame. FIG. 6 is a view identical to the previous one with a thermal tripping device according to the invention. FIGS. 1 to 4 show a miniature electrical circuit breaker with molded insulating casing D comprising, in a manner known per se, a pair of contacts. 1.2 fixed and movable, 30 said movable contact 2 being carried by a contact arm actuated by a control mechanism M. This control mechanism M comprises a joystick 3 for manual operation of the contacts coupled to a transmission link 4 to form a toggle joint, a support lever 5 of the contact arm articulated on the pivot of a rotary plate 6, an arranged breakable mechanical link between the plate 6 and the transmission rod 4, and a trigger bar 7 hinged to the plate 6 and controlled by an electromagnetic tripping device 8 and a thermal tripping device 9 to cause, in case of failure, the rupture the mechanical link, causing the trigger mechanism independently of the handle 3. In a manner also known per se, this thermal tripping device 9 comprises a bimetallic strip 10 traversed by the current, said bimetal being fixed by a 10a of its ends to the housing B, and cooperating at its opposite end 10b, with a slide 11 mechanically connected to the trigger bar 7. As is particularly visible in FIGS. 5 and 6, the spool 11 is of bent shape and has an end 11a hingedly connected to the trigger bar 7 and a portion extending perpendicularly to the plane of the spool (not visible on this figure) and on which the bimetallic strip 10 bears to pull on said drawer 11. This drawer is intended to be positioned on a stop 12 in the first phase of deformation of the bimetallic strip.

Selon la réalisation de l'invention illustrée sur la figure 1, l'extrémité 10b du bilame destinée à coopérer avec le tiroir 11, comporte une rampe 13 formée par pliage vers le bas de ladite extrémité, laquelle s'étend vers le haut de l'appareil en direction du mécanisme de commande M. Selon la réalisation illustrée sur les figures 2 et 3, ladite extrémité dudit bilame a été cisaillée et une partie 14 de cette partie d'extrémité a été pliée de manière à former une rampe 15 s'étendant vers le bas de l'appareil, c'est-à-dire du côté de l'appareil destiné à être fixé par des moyens de fixation F sur une surface de support, ladite rampe s'étendant entre le tiroir et la partie principale du bilame. Sur la figure 4, cette rampe est formée par l'intermédiaire d'une pièce rapportée 16 formant rampe fixée à l'extrémité dudit bilame. Dans toutes ces réalisations, l'angle a formé entre cette partie d'extrémité formant rampe 13 et la direction longitudinale D de la bilame est d'environ 10°. According to the embodiment of the invention illustrated in Figure 1, the end 10b of the bimetal intended to cooperate with the slide 11, comprises a ramp 13 formed by folding down said end, which extends upwards of the in the direction of the control mechanism M. According to the embodiment illustrated in Figures 2 and 3, said end of said bimetal has been sheared and a portion 14 of this end portion has been bent to form a ramp 15 ' extending towards the bottom of the apparatus, that is to say on the side of the apparatus intended to be fixed by fixing means F on a support surface, said ramp extending between the drawer and the main part bimetallic. In FIG. 4, this ramp is formed by means of an insert 16 forming a ramp attached to the end of said bimetallic strip. In all these embodiments, the angle formed between this ramp end portion 13 and the longitudinal direction D of the bimetal is about 10 °.

Le fonctionnement du dispositif selon l'invention va être décrit dans ce qui suit en référence aux figures. Sur la figure 5, le dispositif de déclenchement thermique est un dispositif selon l'art antérieur. Sur cette figure, on voit que la force F1 exercée sur le tiroir 11 en début de déflexion du bilame 10 éloigne le tiroir 11 de sa butée 12. Ceci est du au fait que compte tenu de la déflexion importante dudit bilame, celle-ci n'exerce plus sa fonction de positionnement du tiroir contre la butée. Sur la figure 6 au contraire, une rampe 13 a été formée à l'extrémité du bilame selon la réalisation illustrée sur les figures 2 et 3. Grâce à cette rampe, la force F2 exercée par le bilame au début de sa déflexion, entraine le tiroir 11 vers la butée précitée 12. The operation of the device according to the invention will be described in the following with reference to the figures. In FIG. 5, the thermal tripping device is a device according to the prior art. In this figure, it can be seen that the force F1 exerted on the slide 11 at the beginning of deflection of the bimetallic strip 10 moves the slide 11 away from its abutment 12. This is due to the fact that, in view of the large deflection of said bimetal strip, this bimetal 'more its function of positioning the drawer against the stop. In FIG. 6, on the contrary, a ramp 13 has been formed at the end of the bimetallic strip according to the embodiment illustrated in FIGS. 2 and 3. Thanks to this ramp, the force F 2 exerted by the bimetal strip at the beginning of its deflection causes the drawer 11 to the abutment 12 above.

On a donc réalisé grâce à l'invention un appareil de protection électrique dans lequel le tiroir est rappelé vers sa butée dés le début de la déflexion du bilame. Ainsi, le tiroir est correctement positionné, avant que le bilame ne commence son déplacement dans le sens du déclenchement. Ainsi, le positionnement du tiroir sur sa butée permet à ladite butée de guider en partie le tiroir lors de son déplacement. La trajectoire et la course de déclenchement du tiroir sont donc répétitives ainsi que les temps de déclenchement pour un courant donné, d'où une amélioration des performances de l'appareil. Cette amélioration présente l'avantage de représenter un coût industriel faible, n'occupera pas la place d'un autre composant du disjoncteur, et n'induira pas de modification profonde de la chaîne cinématique du disjoncteur. L'invention s'applique à tout appareillage de protection utilisant un bilame thermique, par exemple un disjoncteur de protection moteur, un contacteur moteur, etc.... Therefore, thanks to the invention, an electrical protection device has been realized in which the drawer is biased towards its stop from the beginning of the deflection of the bimetallic strip. Thus, the drawer is correctly positioned, before the bimetallic begins to move in the direction of tripping. Thus, the positioning of the slide on its stop allows said stop to partially guide the slide during its movement. The trajectory and the trigger stroke of the drawer are therefore repetitive as well as the tripping times for a given current, hence improving the performance of the device. This improvement has the advantage of representing a low industrial cost, will not occupy the place of another component of the circuit breaker, and will not induce a profound change in the kinematic chain of the circuit breaker. The invention applies to any protective equipment using a bimetallic strip, for example a motor protection circuit breaker, a motor contactor, etc.

Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux modes de réalisation décrits et illustrés qui n'ont été donnés qu'à titre d'exemple. C'est ainsi que d'autres moyens pourraient être envisagés pour créer une rampe. Au contraire, l'invention comprend tous les équivalents techniques des moyens décrits ainsi que leurs combinaisons si celles-ci sont réalisées suivant son esprit.30 Of course, the invention is not limited to the embodiments described and illustrated which have been given by way of example. This is how other ways could be considered to create a ramp. On the contrary, the invention comprises all the technical equivalents of the means described and their combinations if they are carried out according to its spirit.

Claims

REVENDICATIONS1. Thermal tripping device for an electrical protection device, said device comprising a trigger lever articulated on a plate and being controlled by said tripping device to cause in case of failure the breakage of a mechanical link causing the automatic triggering of a control mechanism of the circuit breaker, this tripping causing the opening of two respectively fixed and movable contacts, said thermal tripping device comprising a bimetallic adapted to cooperate with a drawer connected in an articulated manner by one of its ends, to said lever so to drive said drawer in the direction of tripping during a deformation of the bimetal strip due to an electrical overload, said drawer cooperating with a fixed stop relative to the housing of the apparatus and intended to partially guide the trajectory of the drawer during its displacement, characterized in that said bimetal (10) comprises, its end (10b) cooperating with the slide (11), a ramp portion (13), said ramp being arranged to position the slide (11) against the abutment (12) during the first phase of deformation of the bimetal, so that said stop then provides guiding said drawer during its movement.

2. Trigger device according to claim 1, characterized in that the plane of the ramp portion (13) forms with the longitudinal direction D of the bimetal (10) an angle of about 10 °.

3. Trigger device according to claim 1 or 2, characterized in that the aforementioned ramp portion (13) is made by folding the end of the bimetal (10).

4. Trigger device according to claim 1 or 2, characterized in that the aforementioned ramp portion (13) is made by shearing a portion of the end of the bimetal (10) and then folding this portion (14). to form a ramp. 625

5. Trigger device according to claim 1 or 2, characterized in that said ramp (13) is formed by means of an insert (16) attached to the end of the bimetal.

6. Trigger device according to claim 3, characterized in that the apparatus comprising an upper part comprising the control mechanism and a lower part comprising means for fixing the apparatus to a support surface, said ramp (13). is made by folding down the device of the end of the bimetal, said end being directed towards the top of the device, the side of the bimetal opposite the drawer.

7. Trigger device according to claim 3, characterized in that the apparatus comprising an upper part comprising the control mechanism M and a lower part comprising fixing means F of the apparatus to a support surface, said ramp is performed by folding down the end of the bimetal, the latter then being oriented towards the bottom of the apparatus and extending on the same side of the bimetallic as the drawer.

Electrical protection apparatus comprising a thermal tripping device according to any one of the preceding claims.