ES2374876T3

ES2374876T3 - THERMAL ACTIVATION DEVICE FOR AN ELECTRICAL PROTECTION APPLIANCE.

Info

Publication number: ES2374876T3
Application number: ES10354004T
Authority: ES
Inventors: Thomas Tilmant; Sébastien SCHMITT
Original assignee: Schneider Electric Industries SAS
Current assignee: Schneider Electric Industries SAS
Priority date: 2009-03-31
Filing date: 2010-01-18
Publication date: 2012-02-22
Anticipated expiration: 2030-01-18
Also published as: FR2943847A1; EP2237302B1; CN101853749B; BRPI1000820A2; CN101853749A; BRPI1000820B1; FR2943847B1; ATE536625T1; EP2237302A1

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

Dispositivo de activación térmica para un aparato de protección eléctrica Thermal activation device for an electrical protection device

La presente invención se refiere a un dispositivo de activación térmica para un aparato de protección eléctrica, incluyendo dicho aparato una palanca de activación articulada en una placa de montaje y estando gobernado por dicho dispositivo de activación para provocar en caso de avería la ruptura de una articulación mecánica que conlleva la activación automática de un mecanismo de control del disyuntor, conllevando esta activación la apertura de dos contactos respectivamente fijo y móvil, incluyendo dicho dispositivo de activación térmica una lámina bimetálica apta para cooperar con un interruptor unido de manera articulada por uno de sus extremos a dicha palanca de manera que arrastre dicho interruptor en el sentido de la activación durante una deformación de la lámina bimetálica después de una sobrecarga eléctrica, cooperando dicho interruptor con un tope fijo con respecto a la caja del aparato y destinado a guiar en parte la trayectoria del interruptor durante su desplazamiento. The present invention relates to a thermal activation device for an electrical protection apparatus, said apparatus including an activation lever articulated on a mounting plate and being governed by said activation device to cause in case of breakage of a joint rupture. mechanical that involves the automatic activation of a circuit breaker control mechanism, this activation leading to the opening of two fixed and mobile contacts respectively, said thermal activation device including a bimetallic sheet suitable for cooperating with a switch connected in a articulated manner by one of its ends to said lever so as to drag said switch in the direction of activation during a deformation of the bimetallic sheet after an electrical overload, said switch cooperating with a fixed stop with respect to the housing of the apparatus and intended to guide in part the durant switch path and its displacement.

La fuerza de tracción ejercida por el extremo de la lámina bimetálica térmica en el interruptor está orientada en una dirección que es normal al punto de apoyo de la lámina bimetálica en el interruptor. Esta dirección cambia cuando la lámina bimetálica se curva por el efecto térmico de una sobrecarga eléctrica. Entonces es necesario que el cambio de la dirección de la fuerza se mantenga por debajo de un ángulo máximo con el fin de recolocar el interruptor contra su tope. The tensile force exerted by the end of the thermal bimetallic sheet on the switch is oriented in a direction that is normal to the point of support of the bimetallic sheet on the switch. This direction changes when the bimetallic sheet is curved by the thermal effect of an electrical overload. Then it is necessary that the change in the direction of the force be kept below a maximum angle in order to reposition the switch against its stop.

Ahora bien, para mejorar los rendimientos del aparato, puede ser conveniente usar una lámina bimetálica cuya deflexión sea demasiado importante para permitir mantener la dirección de la fuerza en el intervalo de variación permitido. However, to improve the performances of the apparatus, it may be convenient to use a bimetallic sheet whose deflection is too important to allow maintaining the direction of the force in the allowed variation range.

Esta deformación importante de la lámina bimetálica produce en su extremo que coopera con el interruptor una pendiente más acusada que se opone al desplazamiento del interruptor en la dirección de un tope, estando dicho tope destinado a asegurar parcialmente el guiado de dicho interruptor durante su desplazamiento que conduce a la activación del mecanismo. This significant deformation of the bimetallic sheet produces at its end cooperating with the switch a steeper slope that opposes the movement of the switch in the direction of a stop, said stop being intended to partially ensure the guidance of said switch during its movement which leads to the activation of the mechanism.

Como consecuencia, la carrera de activación del interruptor no es repetitivo del mismo modo que el tiempo de activación para una corriente dada. As a consequence, the activation stroke of the switch is not repetitive in the same way as the activation time for a given current.

El documento EP-0.962.952 describe un dispositivo según el preámbulo de la reivindicación 1. EP-0.962.952 describes a device according to the preamble of claim 1.

La presente invención resuelve estos problemas y propone un dispositivo de activación térmica para un aparato de protección eléctrica en el que los tiempos de activación son repetitivos incluso en caso de deflexión importante de la lámina bimetálica con el fin de mejorar los rendimientos del aparato. The present invention solves these problems and proposes a thermal activation device for an electrical protection apparatus in which the activation times are repetitive even in case of significant deflection of the bimetallic sheet in order to improve the performances of the apparatus.

Para este efecto, la presente invención tiene por objeto un dispositivo de activación térmica para un aparato de protección eléctrica, caracterizándose dicho dispositivo porque dicha lámina bimetálica incluye, en el extremo que coopera con el interruptor, una parte que forma rampa, estando dispuesta dicha rampa de manera que coloque el interruptor contra el tope citado anteriormente durante la primera fase de deformación de la lámina bimetálica, de manera que dicho tope asegure a continuación el guiado de dicho interruptor durante su desplazamiento. For this purpose, the present invention aims at a thermal activation device for an electrical protection apparatus, said device being characterized in that said bimetallic sheet includes, at the end cooperating with the switch, a ramp part, said ramp being arranged so that it places the switch against the stop mentioned above during the first phase of deformation of the bimetallic sheet, so that said stop then ensures the guidance of said switch during its movement.

Según una característica en particular, el plano de la parte que forma rampa forma con la dirección longitudinal de la lámina bimetálica un ángulo a de aproximadamente 10°. According to a particular characteristic, the plane of the ramp-forming part forms an angle at approximately 10 ° with the longitudinal direction of the bimetallic sheet.

Según otra característica, la parte que forma rampa citada anteriormente se realiza por plegado del extremo de la lámina bimetálica. According to another characteristic, the ramp-forming part mentioned above is made by folding the end of the bimetallic sheet.

Según otra forma de realización, la parte que forma rampa citada anteriormente se realiza por cizalladura de una parte del extremo de la lámina bimetálica y posterior plegado de esta parte de manera que forme una rampa. According to another embodiment, the ramp-forming part mentioned above is made by shearing a part of the end of the bimetallic sheet and then folding this part so that it forms a ramp.

Según otra forma de realización, dicha rampa se realiza por medio de una pieza añadida fijada en el extremo de la lámina bimetálica. According to another embodiment, said ramp is made by means of an added piece fixed at the end of the bimetallic sheet.

Según una forma de realización en particular, el aparato incluye una parte alta que incluye el mecanismo de control y una parte baja que incluye medios de fijación del aparato a una superficie de soporte, preparándose dicha rampa por plegado hacia abajo del aparato del extremo de la lámina bimetálica, estando orientado dicho extremo hacia arriba del aparato, en el lado de la lámina bimetálica opuesto al interruptor. According to a particular embodiment, the apparatus includes a high part that includes the control mechanism and a low part that includes means for fixing the apparatus to a support surface, said ramp being prepared by folding down the apparatus of the end of the bimetallic sheet, said end being oriented upwards of the apparatus, on the side of the bimetallic sheet opposite the switch.

Según otra realización, el aparato incluye una parte alta que incluye el mecanismo de control y una parte baja que incluye medios de fijación del aparato a una superficie de soporte, preparándose dicha rampa por plegado hacia abajo del extremo de la lámina bimetálica, estando esta orientada entonces hacia abajo del aparato y extendiéndose al mismo lado de la lámina bimetálica que el interruptor. According to another embodiment, the apparatus includes a high part that includes the control mechanism and a low part that includes means for fixing the apparatus to a support surface, said ramp being prepared by folding down the end of the bimetallic sheet, being oriented then down the apparatus and extending to the same side of the bimetallic sheet as the switch.

La invención tiene asimismo por objeto un aparato de protección eléctrica que incluye un dispositivo de activación térmica que incluye las características mencionadas anteriormente tomadas solas o en combinación. A subject of the invention is also an electrical protection apparatus that includes a thermal activation device that includes the aforementioned features taken alone or in combination.

Sin embargo, otras ventajas y características de la invención aparecerán mejor en la descripción detallada que se ofrece a continuación y que se refiere a los dibujos anexos dados únicamente a modo de ejemplo y en los que: However, other advantages and features of the invention will appear best in the detailed description given below and which refers to the attached drawings given by way of example only and in which:

--: la fig. 1 es una vista en planta de un disyuntor del que se ha retirado la caja, equipado con un dispositivo de activación térmica según una forma de realización particular de la invención, fig. 1 is a plan view of a circuit breaker from which the box has been removed, equipped with a thermal activation device according to a particular embodiment of the invention,

--: la fig. 2 es una vista idéntica a la precedente, estando el disyuntor equipado con un dispositivo de activación térmica según una segunda forma de realización de la invención, fig. 2 is a view identical to the preceding one, the circuit breaker being equipped with a thermal activation device according to a second embodiment of the invention,

--: la fig. 3 es una vista en planta de un disyuntor sin tapa, estando equipado dicho disyuntor con el mismo dispositivo de activación que en la figura precedente, fig. 3 is a plan view of a circuit breaker without cover, said circuit breaker being equipped with the same activation device as in the preceding figure,

--: la fig. 4 es una vista en planta de un disyuntor sin caja, equipado con un dispositivo de activación según una tercera forma de realización, fig. 4 is a plan view of a circuit breaker without box, equipped with an activation device according to a third embodiment,

--: la fig. 5 es una vista parcial, que ilustra una barra de activación, un interruptor y un dispositivo de activación según la técnica anterior, y fig. 5 is a partial view, illustrating an activation bar, a switch and an activation device according to the prior art, and

--: la fig. 6 es una vista idéntica a la precedente con un dispositivo de activación térmica según la invención. fig. 6 is a view identical to the preceding one with a thermal activation device according to the invention.

En las figs. 1 a 4 se representa un disyuntor eléctrico en miniatura de caja aislante moldeada D que comprende de manera conocida de por sí un par de contactos 1, 2 fijo y móvil, siendo transportado dicho contacto móvil 2 por un brazo de contacto accionado por un mecanismo M de control. In figs. 1 to 4 a miniature electrical circuit breaker of molded insulating box D is represented which comprises in a known way a pair of fixed and mobile contacts 1, 2, said mobile contact 2 being transported by a contact arm actuated by a mechanism M of control.

Este mecanismo de control M incluye una manecilla 3 de maniobra manual de los contactos acoplada a una varilla de transmisión 4 para formar una rótula, una palanca 5 de soporte del brazo de contacto articulada en el punto de rotación de una placa de montaje rotativa 6, una articulación mecánica que puede romperse dispuesta entre la placa de montaje 6 y la varilla de transmisión 4, y una barra de activación 7 articulada en la placa de montaje 6 y controlada por un dispositivo de activación electromagnético 8 y un dispositivo de activación térmica 9 para provocar, en caso de avería, la ruptura de la articulación mecánica, lo que conlleva la activación del mecanismo con independencia de la manecilla 3. De manera conocida también de por sí, este dispositivo de activación térmica 9 incluye una lámina bimetálica 10 atravesada por la corriente, estando dicha lámina bimetálica fija en uno 10a de sus extremos a la caja B, y que coopera en su extremo opuesto 10b, con un interruptor 11 unido mecánicamente a la barra de activación 7. Como es visible especialmente en las figs. 5 y 6, el interruptor 11 tiene forma acodada e incluye un extremo 11a unido de manera articulada a la barra de activación 7 y una parte que se extiende perpendicularmente al plano del interruptor (no visible en esta figura) y en la que la lámina bimetálica 10 se apoya para ejercer una tracción en dicho interruptor 11. Este interruptor está destinado a colocarse sobre un tope 12 en la primera fase de deformación de la lámina bimetálica. This control mechanism M includes a hand 3 for manual maneuvering of the contacts coupled to a transmission rod 4 to form a ball joint, a lever 5 for supporting the articulated contact arm at the point of rotation of a rotating mounting plate 6, a mechanical joint that can be broken arranged between the mounting plate 6 and the transmission rod 4, and an activation bar 7 articulated in the mounting plate 6 and controlled by an electromagnetic activation device 8 and a thermal activation device 9 for cause, in the event of a breakdown, the rupture of the mechanical joint, which entails the activation of the mechanism independently of the hand 3. In a manner also known per se, this thermal activation device 9 includes a bimetallic sheet 10 pierced by the current, said bimetallic sheet being fixed at one 10a of its ends to the box B, and cooperating at its opposite end 10b, with an in switch 11 mechanically connected to the activation bar 7. As is especially visible in figs. 5 and 6, the switch 11 is angled and includes an end 11a articulatedly connected to the activation bar 7 and a part that extends perpendicularly to the plane of the switch (not visible in this figure) and in which the bimetallic sheet 10 is supported to exert traction on said switch 11. This switch is intended to be placed on a stop 12 in the first phase of deformation of the bimetallic sheet.

Según la forma de realización de la invención ilustrada en la fig. 1, el extremo 10b de la lámina bimetálica destinada a cooperar con el interruptor 11 incluye una rampa 13 formada por plegado hacia abajo de dicho extremo, que se extiende hacia arriba del aparato en dirección del mecanismo de control M. According to the embodiment of the invention illustrated in fig. 1, the end 10b of the bimetallic sheet intended to cooperate with the switch 11 includes a ramp 13 formed by folding down said end, which extends upward of the apparatus in the direction of the control mechanism M.

Según la forma de realización ilustrada en las figs. 2 y 3, el extremo de dicha lámina bimetálica se ha sometido a cizalladura y una parte 14 de esta parte de extremo se ha plegado de manera que forma una rampa 15 que se extiende hacia abajo del aparato, es decir, hacia el lado del aparato destinado a fijarse por medios de fijación F en una superficie de soporte, extendiéndose dicha rampa entre el interruptor y la parte principal de la lámina bimetálica. According to the embodiment illustrated in figs. 2 and 3, the end of said bimetallic sheet has been sheared and a part 14 of this end part has been folded so that it forms a ramp 15 that extends down the apparatus, that is, towards the side of the apparatus intended to be fixed by fixing means F on a support surface, said ramp extending between the switch and the main part of the bimetallic sheet.

En la fig. 4, esta rampa está formada por una pieza añadida 16 que una forma rampa fijada en el extremo de dicha lámina bimetálica. En todas estas formas de realización, el ángulo a formado entre esta parte de extremo que forma la rampa 13 y la dirección longitudinal D de la lámina bimetálica es de aproximadamente 10°. In fig. 4, this ramp is formed by an added piece 16 that a ramp shape fixed at the end of said bimetallic sheet. In all these embodiments, the angle a formed between this end portion that forms the ramp 13 and the longitudinal direction D of the bimetallic sheet is approximately 10 °.

A continuación se describirá el funcionamiento del dispositivo según la invención en referencia a las figuras. The operation of the device according to the invention will now be described in reference to the figures.

En la fig. 5, el dispositivo de activación térmica es un dispositivo según la técnica anterior. En esta figura, se ve que la fuerza F1 ejercida en el interruptor 11 al inicio de la deflexión de la lámina bimetálica 10 aleja el interruptor 11 de su tope 12. Esto se debe al hecho de que, teniendo en cuenta la importante deflexión de dicha lámina bimetálica, esta deja de ejercer su función de colocación del interruptor contra el tope. In fig. 5, the thermal activation device is a device according to the prior art. In this figure, it is seen that the force F1 exerted on the switch 11 at the beginning of the deflection of the bimetallic sheet 10 moves the switch 11 away from its stop 12. This is due to the fact that, taking into account the significant deflection of said bimetallic sheet, it stops exercising its function of placing the switch against the stop.

En la fig. 6, por el contrario, se ha formado una rampa 13 en el extremo de la lámina bimetálica según la forma de realización ilustrada en las figs. 2 y 3. Gracias a esta rampa, la fuerza F2 ejercida por la lámina bimetálica al inicio de su deflexión arrastra el interruptor 11 hacia el tope citado anteriormente 12. In fig. 6, on the contrary, a ramp 13 has been formed at the end of the bimetallic sheet according to the embodiment illustrated in figs. 2 and 3. Thanks to this ramp, the force F2 exerted by the bimetallic sheet at the beginning of its deflection drags the switch 11 towards the stop mentioned above 12.

Así pues se ha realizado gracias a la invención un aparato de protección eléctrica en el que el interruptor se recupera hacia su tope desde el inicio de la deflexión de la lámina bimetálica. Así, el interruptor se coloca correctamente, antes de que la lámina bimetálica inicie su desplazamiento en el sentido de la activación. Así, la colocación del interruptor en su tope permite a dicho tope guiar en parte el interruptor durante su desplazamiento. La Thus, thanks to the invention, an electrical protection apparatus has been made in which the switch recovers towards its stop since the beginning of the deflection of the bimetallic sheet. Thus, the switch is placed correctly, before the bimetallic sheet begins its movement in the direction of activation. Thus, placing the switch on its stopper allows said stopper to partially guide the switch during its movement. The

5 trayectoria y la carrera de activación del interruptor son así repetitivos, al igual que los tiempos de activación para una corriente dada, de donde se produce una mejora de los rendimientos del aparato. Esta mejora presenta la ventaja de representar un coste industrial bajo, no ocupará el lugar de otro componente del disyuntor y no inducirá una modificación profunda de la cadena cinemática del disyuntor. The trajectory and the activation stroke of the switch are thus repetitive, as are the activation times for a given current, where there is an improvement in the performance of the apparatus. This improvement has the advantage of representing a low industrial cost, will not take the place of another component of the circuit breaker and will not induce a profound modification of the kinematic chain of the circuit breaker.

10 La invención se aplica a todos los aparatos de protección usando una lámina bimetálica térmica, por ejemplo, un disyuntor de protección de motor, un contactor de motor, etc. The invention applies to all protection devices using a thermal bimetallic sheet, for example, a motor protection circuit breaker, a motor contactor, etc.

Naturalmente, la invención no está limitada a las formas de realización descritas e ilustradas que se han ofrecido únicamente a modo de ejemplo. Naturally, the invention is not limited to the described and illustrated embodiments that have been offered by way of example only.

15 Así, podrían plantearse otros medios para crear una rampa. 15 Thus, other means to create a ramp could be considered.

Claims

REIVINDICACIONES

1. one.: Dispositivo de activación térmica para un aparato de protección eléctrica, incluyendo dicho dispositivo una palanca de activación articulada en una placa de montaje y estando gobernado por dicho dispositivo de activación para provocar en caso de avería la ruptura de una articulación mecánica que conlleva la activación automática de un mecanismo de control del disyuntor, conllevando esta activación la apertura de dos contactos respectivamente fijo y móvil, incluyendo dicho dispositivo de activación térmica una lámina bimetálica apta para cooperar con un interruptor unido de manera articulada por uno de sus extremos a dicha palanca de manera que arrastre dicho interruptor en el sentido de la activación durante una deformación de la lámina bimetálica después de una sobrecarga eléctrica, caracterizado porque dicho interruptor coopera con un tope fijo con respecto a la caja del aparato y destinado a guiar en parte la trayectoria del interruptor durante su desplazamiento, y porque dicha lámina bimetálica (10) incluye, en su extremo (10b) que coopera con el interruptor (11), una parte que forma rampa (13), estando dispuesta dicha rampa de manera que coloque el interruptor (11) contra el tope citado anteriormente (12) durante la primera fase de deformación de la lámina bimetálica, de manera que dicho tope asegure a continuación el guiado de dicho interruptor durante su desplazamiento. Thermal activation device for an electrical protection apparatus, said device including an activation lever articulated on a mounting plate and being governed by said activation device to cause in the event of a breakdown the rupture of a mechanical joint that entails the automatic activation of a circuit breaker control mechanism, this activation leading to the opening of two fixed and mobile contacts respectively, said thermal activation device including a bimetallic sheet suitable for cooperating with a switch articulated by one of its ends articulated to said lever so that dragging said switch in the direction of activation during a deformation of the bimetallic sheet after an electrical overload, characterized in that said switch cooperates with a fixed stop with respect to the housing of the apparatus and intended to partly guide the path of the switch during its displacement to, and because said bimetallic sheet (10) includes, at its end (10b) cooperating with the switch (11), a ramp-forming part (13), said ramp being arranged so as to place the switch (11) against the stop mentioned above (12) during the first phase of deformation of the bimetallic sheet, so that said stop then ensures the guidance of said switch during its movement.

2.2.: Dispositivo de activación según la reivindicación 1, caracterizado porque el plano de la parte que forma rampa Activation device according to claim 1, characterized in that the plane of the ramp-forming part

(13) forma con la dirección longitudinal D de la lámina bimetálica (10) un ángulo a de aproximadamente 10°. (13) form an angle at about 10 ° with the longitudinal direction D of the bimetallic sheet (10).

3. 3.: Dispositivo de activación según la reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque la parte que forma rampa citada anteriormente (13) se realiza por plegado del extremo de la lámina bimetálica (10). Activation device according to claim 1 or 2, characterized in that the ramp-forming part mentioned above (13) is made by folding the end of the bimetallic sheet (10).

4.Four.: Dispositivo de activación según la reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque la parte que forma rampa citada anteriormente (13) se realiza por cizalladura de una parte del extremo de la lámina bimetálica (10) y posteriormente plegado de esta parte (14) de manera que forme una rampa. Activation device according to claim 1 or 2, characterized in that the ramp-forming part mentioned above (13) is made by shearing a part of the end of the bimetallic sheet (10) and subsequently folding this part (14) so that Form a ramp.

5.5.: Dispositivo de activación según la reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque dicha rampa (13) se realiza por medio de una pieza añadida (16) fijada en el extremo de la lámina bimetálica. Activation device according to claim 1 or 2, characterized in that said ramp (13) is made by means of an added piece (16) fixed at the end of the bimetallic sheet.

6.6.: Dispositivo de activación según la reivindicación 3, caracterizado porque el aparato incluye una parte alta que incluye el mecanismo de control y una parte baja que incluye medios de fijación del aparato a una superficie de soporte, con dicha rampa (13) realizada por plegado hacia abajo del aparato del extremo de la lámina bimetálica, estando orientado dicho extremo hacia arriba del aparato, hacia el lado de la lámina bimetálica opuesto al interruptor. Activation device according to claim 3, characterized in that the apparatus includes a high part that includes the control mechanism and a low part that includes means for fixing the apparatus to a support surface, with said ramp (13) made by folding down of the apparatus of the end of the bimetallic sheet, said end being oriented upwards of the apparatus, towards the side of the bimetallic sheet opposite the switch.

7.7.: Dispositivo de activación según la reivindicación 3, caracterizado porque el aparato incluye una parte alta que incluye el mecanismo de control M y una parte baja que incluye medios de fijación F del aparato a una superficie de soporte, con dicha rampa realizada por plegado hacia abajo del extremo de la lámina bimetálica, estando esta orientada entonces hacia abajo del aparato y extendiéndose al mismo lado de la lámina bimetálica que el interruptor. Activation device according to claim 3, characterized in that the apparatus includes a high part that includes the control mechanism M and a low part that includes fixing means F of the apparatus to a support surface, with said ramp made by folding down the end of the bimetallic sheet, being then oriented downwards of the apparatus and extending to the same side of the bimetallic sheet as the switch.

8.8.: Aparato de protección eléctrica que incluye un dispositivo de activación térmica según una cualquiera de las reivindicaciones precedentes. Electrical protection apparatus including a thermal activation device according to any one of the preceding claims.