EP3035361B1 - Dispositif de déclenchement thermique pour un disjoncteur basse tension et disjoncteur comportant un tel dispositif - Google Patents

Dispositif de déclenchement thermique pour un disjoncteur basse tension et disjoncteur comportant un tel dispositif Download PDF

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EP3035361B1
EP3035361B1 EP15194891.6A EP15194891A EP3035361B1 EP 3035361 B1 EP3035361 B1 EP 3035361B1 EP 15194891 A EP15194891 A EP 15194891A EP 3035361 B1 EP3035361 B1 EP 3035361B1
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bimetallic strip
slide valve
circuit breaker
contacts
deformation
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Yves Belin
Javier Herreros
Jacques BALLY-BERARD
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Schneider Electric Industries SAS
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Schneider Electric Industries SAS
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    • 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
    • H01H71/14—Electrothermal mechanisms
    • H01H71/16—Electrothermal mechanisms with bimetal element
    • 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
    • H01H71/74—Means for adjusting the conditions under which the device will function to provide protection
    • H01H71/7427—Adjusting only the electrothermal mechanism
    • H01H71/7436—Adjusting the position (or prestrain) of the bimetal

Definitions

  • the present invention relates to a thermal tripping device in a low voltage electrical circuit breaker, said circuit breaker comprising a fixed contact and a movable contact between a closed position of the two contacts and an open position of the two contacts, said movable contact being adapted to be driven into the second position by means of a slide, said tripping device comprising a bimetallic able to deform upon the occurrence of an overload fault in the circuit to be protected, said bimetallic cooperating with said drawer in such a way that during the the occurrence of this current overload fault, the deformation of the bimetal causes the displacement of the slide, so as to move the movable contact in the open position.
  • the present invention solves these problems and proposes a thermal tripping device having increased reliability and a circuit breaker comprising it.
  • the present invention relates to a circuit breaker according to claim 1.
  • the aforementioned drawer is rotatably mounted relative to the trigger bar of the mechanism.
  • the free end portion of the bimetal cooperates with the aforementioned flattened portion of the drawer, such that the deformation of the bimetal causes a displacement of the drawer away from the contacts, which drawer during this movement exerts a pull on the trigger bar causing the opening of the contacts.
  • this semi-spherical contact portion is formed on the bimetal by a semi-spherical striking capable of ensuring an orientation of the force perpendicular to the bearing surface of the drawer.
  • this circuit breaker is a low-voltage circuit breaker.
  • this circuit breaker comprises, housed in a casing of substantially parallelepiped shape, a mechanism M adapted to perform the opening of the fixed contacts 1 and 2 of the mobile circuit breaker, either manually, by means of a handle 3, or automatically a on the one hand, by means of a magnetic tripping device 4 adapted to cause the contacts to open in the event of a short-circuit on the electrical circuit to be protected, and on the other hand, of a so-called thermal tripping device capable of open the contacts when an overload fault occurs in the circuit.
  • the invention relates more particularly to the so-called thermal tripping means 5.
  • these means comprise a bimetallic strip 6 adapted to deform under the effect of a current overload, this deformation being able to cause the displacement of the movable contact 2 to an open position via a slide 7 mechanically connected to the trigger bar 8 releasing the mechanism M and cooperating with the free portion 9 of the bimetallic strip 6.
  • this drawer 7 is rotatably mounted on the trigger bar 8 of the mechanism M.
  • the free portion 9 of the bimetallic strip 6 comprises a semi-spherical contact 11 intended to cooperate with a flattened portion 12 provided on the slide 7 so as to bias the slide on an abutment 10, so that the arm of lever corresponding to the distance X between the axis Z of articulation of the drawer and the direction d2 of the force applied by the bimetallic strip 6 on the slide 7, is constant, whatever the level of deformation of the bimetallic strip 6.
  • the shape in the bimetallic strip is obtained by stamping using a tool of hemispherical shape.
  • the bimetallic strip 6 When an overload fault occurs in the circuit to be protected, the bimetallic strip 6 is deformed, as shown in FIG. 3. This bimetal 6 then moves to the right, bringing it into contact with each other. and in support of the free end portion 9 of the bimetallic strip 6 on a flattened portion 12 of the drawer 7, then the drive of the drawer 7 to the right by the bimetallic strip 6. During its movement, the bimetallic strip 6 drives the trigger bar 8 in rotation in the counterclockwise direction until an opening of the mechanism M opening the movable contact 2 of the fixed contact 1 is obtained.
  • the free end portion 9 of the bimetal is automatically positioned relative to the flattened portion 12 of the drawer 7 of such that the distance between the aforementioned direction d2 and the Z axis is constant, which guarantees the abutment 10 of the slide 7, this abutment being independent of the deformation of the bimetal 6.
  • this distance X is the same in both figures, and remains constant when moving from one position to the other of the bimetallic strip.
  • the aforementioned lever arm becomes independent of the deflection of the bimetallic strip.
  • the present invention applies to any electrical protection device comprising a thermal tripping device comprising a bimetallic strip.

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  • Thermally Actuated Switches (AREA)

Description

    DOMAINE TECHNIQUE
  • . La présente invention concerne un dispositif de déclenchement thermique dans un disjoncteur électrique basse tension, ledit disjoncteur comportant un contact fixe et un contact mobile entre une position fermée des deux contacts et une position ouverte des deux contacts, ledit contact mobile étant apte à être entraîné dans la seconde position au moyen d'un tiroir, ledit dispositif de déclenchement comportant un bilame apte à se déformer lors de la survenue d'un défaut de surcharge dans le circuit à protéger, ledit bilame coopérant avec ledit tiroir de telle manière que lors de la survenue de ce défaut de surcharge de courant, la déformation du bilame entraîne le déplacement du tiroir, de manière à déplacer le contact mobile en position ouverte.
    • ETAT ANTERIEUR DE LA TECHNIQUE
  • Dans ce type de disjoncteur, l'on observe que la fiabilité du déclencheur thermique n'est pas optimale, car le bras de levier correspondant à la distance entre la direction de la force de traction exercée par le bilame sur le tiroir et l'axe d'articulation du tiroir est dépendante de la déformation du bilame.
    On connaît le document FR 2 342 551 décrivant un dispositif de réglage selon le préambule de la revendication 1, le bilame comportant une portion formant contact semi-sphérique.
    • EXPOSE DE L'INVENTION
  • La présente invention résout ces problèmes et propose un dispositif de déclenchement thermique présentant une fiabilité accrue ainsi qu'un disjoncteur le comportant.
  • A cet effet, la présente invention a pour objet un disjoncteur selon la revendication 1.
    Selon une caractéristique particulière, le tiroir précité est monté rotatif par rapport à la barre de déclenchement du mécanisme.
  • Selon une autre caractéristique, la partie d'extrémité libre du bilame coopère avec la partie aplatie précitée du tiroir, de telle manière que la déformation du bilame entraîne un déplacement du tiroir au loin des contacts, lequel tiroir pendant ce déplacement exerce une traction sur la barre de déclenchement entraînant l'ouverture des contacts.
  • Selon une autre caractéristique, cette partie formant contact semi-sphérique est formée sur le bilame par une frappe semi-sphérique apte à garantir une orientation de l'effort perpendiculaire à la face d'appui du tiroir.
  • Selon une autre caractéristique, ce disjoncteur est un disjoncteur basse tension.
    • BREVE DESCRIPTION DES DESSINS
  • 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 :
    • La figure 1 est une vue en plan d'un disjoncteur basse tension selon l'invention, illustrant sa partie intérieure,
    • La figure 2 est une vue partielle, illustrant une partie du mécanisme du disjoncteur, en position fermée des contacts,
    • La figure 3 est une vue identique à la figure précédente, en position ouverte des contacts, et
    • La figure 4 est une vue en perspective d'un bilame selon l'invention.
    EXPOSE DETAILLE D'UN MODE DE REALISATION DE L'INVENTION.
  • Sur la figure 1, on voit un disjoncteur basse tension D du type décrit dans la demande de brevet FR 2 931 998 .
  • Ainsi, ce disjoncteur comporte, logés dans un boîtier de forme sensiblement parallélépipédique, un mécanisme M apte à réaliser l'ouverture des contacts fixe 1 et mobile 2 du disjoncteur, soit manuellement, au moyen d'une manette 3, soit automatiquement d'une part, au moyen d'un dispositif de déclenchement magnétique 4 apte à entraîner l'ouverture des contacts en cas de court-circuit sur le circuit électrique à protéger, et d'autre part, d'un dispositif de déclenchement dit thermique 5 apte à réaliser l'ouverture des contacts lors de l'apparition d'un défaut de surcharge dans le circuit.
  • L'invention concerne plus particulièrement les moyens de déclenchement dits thermiques 5.
  • De manière connue en soi, ces moyens comportent un bilame 6 apte à se déformer sous l'effet d'une surcharge de courant, cette déformation étant apte à entraîner le déplacement du contact mobile 2 vers une position d'ouverture par l'intermédiaire d'un tiroir 7 relié mécaniquement à la barre de déclenchement 8 libérant le mécanisme M et coopérant avec la partie libre 9 du bilame 6.
  • Selon la réalisation illustrée sur les dessins, ce tiroir 7 est monté rotatif sur la barre de déclenchement 8 du mécanisme M.
  • Selon l'invention, la partie libre 9 du bilame 6 comporte un contact semi-sphérique 11 destiné à coopérer avec une partie aplatie 12 prévue sur le tiroir 7 de manière à polariser le tiroir sur une butée 10, de telle manière que le bras de levier correspondant à la distance X entre l'axe Z d'articulation du tiroir et la direction d2 de la force appliquée par le bilame 6 sur le tiroir 7, soit constante, quelque soit le niveau de déformation du bilame 6.
  • Avantageusement, la forme dans le bilame est obtenue par emboutissage à l'aide d'un outillage de forme hémisphérique.
  • Le fonctionnement d'un dispositif selon l'invention va être décrit brièvement dans ce qui suit en référence aux figures.
  • Sur les figures 1 et 2, les contacts 1,2 du disjoncteur D sont fermés, ce qui correspond à un état normal de fonctionnement du circuit à protéger.
  • Lors de la survenue d'un défaut de surcharge dans le circuit à protéger, le bilame 6 se déforme, tel que ceci est illustré sur la figue 3. Il s'ensuit un déplacement de ce bilame 6 vers la droite, la mise en contact et en appui de la partie d'extrémité libre 9 du bilame 6 sur une partie aplatie 12 du tiroir 7, puis l'entraînement du tiroir 7 vers la droite par le bilame 6. Pendant son mouvement, le bilame 6 entraîne la barre de déclenchement 8 en rotation dans le sens anti-horaire jusqu'à l'obtention d'une ouverture du mécanisme M ouvrant le contact mobile 2 du contact fixe 1.
  • Grâce à l'invention, et en particulier à la présence de cette portion semi-sphérique 11, pendant ce mouvement du bilame 6, la partie libre d'extrémité 9 du bilame se positionne automatiquement par rapport à la partie aplatie 12 du tiroir 7 de telle manière que la distance entre la direction précitée d2 et l'axe Z soit constante, ce qui garantit la mise en butée 10 du tiroir 7, cette mise en butée étant indépendante de la déformation du bilame 6.
  • Ainsi, comme ceci est visible sur les figures 2 et 3, cette distance X est la même sur les deux figures, et reste constante lors du passage d'une position à l'autre du bilame.
  • Ainsi, grâce à l'invention, le bras de levier précité devient indépendant de la déflexion du bilame.
  • Ceci permet de garantir la fiabilité du dispositif de déclenchement thermique.
  • La présente invention s'applique à tout appareil de protection électrique comportant un dispositif de déclenchement thermique comportant un bilame.
  • Bien entendu, l'invention n'est pas limitée au mode de réalisation décrit et illustré qui n'a été donné qu'à titre d'exemple.

Claims (5)

  1. Disjoncteur électrique basse tension comportant un dispositif de déclenchement thermique, ledit disjoncteur comportant un contact fixe (1) et un contact mobile (2) entre une position fermée des deux contacts et une position ouverte des deux contacts, ledit contact mobile (2) étant apte à être entraîné dans la seconde position au moyen d'un tiroir (7), ledit dispositif de déclenchement comportant un bilame (6) apte à se déformer lors de la survenue d'un défaut de surcharge dans le circuit à protéger, ledit bilame coopérant avec ledit tiroir (7) de telle manière que lors de la survenue de ce défaut de surcharge de courant, la déformation du bilame (6) entraîne le déplacement du tiroir, de manière à déplacer le contact mobile (2) en position ouverte, caractérisé en ce que le bilame (6) comporte une partie formant contact semi-sphérique (11) apte à permettre à la partie libre d'extrémité (9) du bilame de se positionner automatiquement par rapport à la partie aplatie (12) du tiroir (7) afin d'assurer une polarisation du tiroir (7) contre une butée (10) fixe quel que soit le niveau de déformation du bilame (6), cette polarisation permettant de garantir que la distance X entre d'une part, la direction d2 de la force appliquée par le bilame (6) sur le tiroir (7) et d'autre part, l'axe Z d'articulation du tiroir, soit constante, quel que soit le niveau de déformation du bilame (6).
  2. Disjoncteur selon la revendication 1, caractérisé en ce que le tiroir précité (7) est monté rotatif par rapport à la barre de déclenchement (8) du mécanisme (M).
  3. Disjoncteur selon la revendication 2, caractérisé en ce que la partie d'extrémité libre (9) du bilame (6) coopère avec la partie aplatie précitée (12) du tiroir (7), de telle manière que la déformation du bilame (6) entraîne un déplacement du tiroir (7) au loin des contacts (1,2), lequel tiroir (7) pendant ce déplacement exerce une traction sur la barre de déclenchement (8) entraînant l'ouverture des contacts (1,2).
  4. Disjoncteur selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que cette partie formant contact semi-sphérique (11) est formée sur le bilame (6) par une frappe semi-sphérique apte à garantir une orientation de l'effort perpendiculaire à la face d'appui du tiroir.
  5. Disjoncteur selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que c'est un disjoncteur basse tension.
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