Déclencheur magnétique

Description

[0001] La présente invention concerne un déclencheur magnétique pour appareil électrique interrupteur, comportant un circuit magnétique fixe auquel est associé un aimant permanent, au moins une bobine pouvant être parcourue par un courant électrique et associée à une branche du circuit pour déterminer un flux magnétique fonction du courant, ainsi qu'une palette déplaçable couplée à une pièce d'actionnement sollicitée par un ressort et déterminant avec le circuit magnétique fixe une boucle de flux principal.

[0002] Le document DE 198 20 768 décrit un déclencheur magnétique en une seule pièce comportant un circuit magnétique principal formé de deux branches parallèles enserrant un aimant permanent et se terminant par deux surfaces d'appui contre lesquelles vient s'appuyer une palette mobile de déclenchement. Les deux branches sont également reliées entre elles formant un circuit magnétique auxiliaire. Une tension de déclenchement entraîne un déplacement du flux magnétique du circuit principal au circuit auxiliaire et la libération de la palette sous l'action d'un ressort.

[0003] Le document DE 80 24 489 U1 décrit également un déclencheur magnétique comportant notamment deux branches formant d'une part un circuit magnétique principal avec un aimant permanent et d'autre part un circuit magnétique auxiliaire avec une bobine, les deux branches étant séparées par un interstice.

[0004] Il est important de pouvoir réaliser un tel déclencheur magnétique de manière que sa palette actionne le mécanisme de déclenchement de l'appareil aussi rapidement que possible, par exemple en quelques dixièmes de milliseconde, en réponse à une surintensité dans la bobine. Il est d'autre part souhaitable que le flux magnétique induit par la surintensité ne conduise pas à une démagnétisation de l'aimant permanent.

[0005] L'invention a pour but de rendre très réactif un déclencheur du type décrit et d'en simplifier la réalisation.

[0006] Selon l'invention, le circuit magnétique comprend, au niveau de l'aimant, au moins une patte de déviation de flux magnétique définissant une boucle de flux secondaire dotée d'au moins un entrefer secondaire, et la patte est agencée relativement au circuit magnétique fixe et à l'aimant de manière qu'une surintensité dans la bobine dévie le flux de l'aimant vers la boucle secondaire et permet ainsi la mise en mouvement de la pièce d'actionnement.

[0007] Selon l'invention, le circuit magnétique comprend aussi deux plaquettes parallèles identiques présentant chacune d'une part une branche principale portant une bobine et d'autre part une patte de déviation, les extrémités libres des pattes définissant deux entrefers secondaires transversaux, et l'aimant est disposé entre les plaquettes au niveau des pattes.

[0008] Chaque bobine peut être enroulée sur une demi-coquille isolante à section en U enveloppant par les ailes du U les petits côtés de la plaquette correspondante, de sorte que la bobine est immédiatement adjacente à une face latérale de la plaquette, les demi-coquilles étant assemblées de manière à former une structure isolante portant les bobines et contenant les plaquettes.

[0009] La description va être faite ci-après d'un mode de réalisation non limitatif de l'invention, en regard des dessins annexés.

La figure 1 est une élévation en coupe d'un déclencheur conforme à l'invention.

La figure 2 en est une vue de dessus en coupe selon le plan II-II.

La figure 3 est une coupe selon le plan III-III.

La figure 4 montre en perspective et à grande échelle le circuit magnétique du déclencheur.

La figure 5 est une vue en perspective éclatée du déclencheur.

[0010] Le déclencheur magnétique illustré sur la figure 1 est destiné à être monté dans un disjoncteur, contacteur-disjoncteur ou appareil interrupteur analogue à fonction de protection et il comprend un circuit magnétique M doté d'une partie fixe 10, appelée ci-après circuit magnétique fixe, et d'une partie mobile 11, appelée ci-après palette mobile ; un aimant permanent A est associé au circuit magnétique fixe 10 pour lui impartir un flux magnétique permanent. Le circuit magnétique fixe 10 comprend deux plaquettes 10a,10b, parallèles entre elles, de forme générale plate avec des plans moyens Pa,Pb s'étendant selon une direction X. Les plaquettes sont de préférence identiques. Sur les plaquettes 10a,10b du circuit magnétique fixe sont disposées deux bobines respectives Ca,Cb. Ces bobines sont montées électriquement en série dans un circuit de commande du déclencheur afin de fournir, en cas de surintensité dans ce circuit, les ampères-tours nécessaires au déplacement de la palette 11.

[0011] La palette 11 est déplaçable en translation dans la direction X et elle est couplée à une extrémité 12a d'une pièce d'actionnement telle qu'un poussoir 12. Le poussoir est apte à actionner un mécanisme de déclenchement du disjoncteur. La liaison R entre l'extrémité 12a du poussoir 12 et un évidement central associé 11a de la palette 11 est légèrement rotulante, comme indiqué sur la figure 1, pour optimiser l'entrefer entre la palette et le circuit fixe. Le poussoir est sollicité par un ressort 13, par exemple un ressort de compression, tendant à séparer la palette des extrémités polaires 14a,14b des branches du circuit magnétique fixe. La palette est appliquée sur le circuit magnétique fixe par l'aimant permanent A contre l'effort du ressort. L'apparition d'une surintensité dans les bobines entraîne le décollement de la palette 11 vis à vis du circuit magnétique fixe 10 et le déplacement du poussoir 12 grâce à l'effort du ressort 13.

[0012] Chaque plaquette 10a,10b présente sur ses petits côtés, entre ses extrémités polaires 14a,14b et ses extrémités 15a,15b opposées aux extrémités 14a,14b, une partie en retrait 16a,16b qui reçoit les bobines Ca,Cb de façon à réduire l'encombrement du déclencheur. Les extrémités 15a,15b des plaquettes 10a,10b sont destinées à enserrer l'aimant permanent A et à déterminer un trajet T2 de déviation du flux magnétique. Les extrémités 15a,15b des plaquettes sont conformées d'une manière spécifique et comprennent, pour former deux entrefers, d'un côté une patte respective 17a,17b et de l'autre côté un rebord 18a,18b délimitant la partie rétrécie 16a,16b. L'extrémité libre de chaque patte 17a,17b solidaire d'une plaquette définit avec le rebord opposé 18b,18a de l'autre plaquette un entrefer transversal prédéterminé 20a,20b. "Entrefer transversal" signifie que l'entrefer s'étend dans un plan perpendiculaire à la direction X.

[0013] Les pattes 17a,17b constituent des branches de déviation de flux du circuit magnétique prolongeant ou poursuivant transversalement (c'est-à-dire perpendiculairement aux plans Pa,Pb et à la direction X) les branches principales 19a,19b formées par les plaquettes 10a, 10b, pour canaliser en état de surintensité le flux magnétique induit. Les plaquettes offrent ainsi une forme en L - ou à petite aile et grande aile - dont la grande aile est constituée par la branche principale et dont la petite aile est constituée par la patte ou branche secondaire. L'aimant permanent A est inséré entre les plaquettes 10a,10b au niveau des pattes transversales 17a,17b et des rebords 18a,18b de manière à entretoiser les plaquettes disposées en quelque sorte tête-bêche (voir figure 3) ; on voit sur cette figure que, en coupe transversale, les plaquettes offrent à leurs extrémités 15a,15b une forme en L pour embrasser l'aimant A en engendrant les deux entrefers 20a,20b. II est intéressant d'avoir des plaquettes identiques, ce qui simplifie la réalisation du déclencheur.

[0014] Les bobines Ca,Cb sont enroulées pour moitié sur une demi-coquille isolante 21a,21b et pour moitié sur la plaquette respective 10a, 10b, de manière à être ainsi au contact direct de celle-ci sur sa face interne (voir figure 2). Les demi-coquilles ont une forme de U enveloppant les plaquettes 10a, 10b et offrent des butées 22a,22b pour des épaulements 23a,23b prévus en tout endroit convenable des plaquettes. Les demi-coquilles assemblées constituent une coquille ou carcasse de montage des bobines, cette carcasse étant logée dans un corps isolant D du déclencheur. Le corps D est doté d'une ouverture 24 pour le poussoir 12 et constitue un appui pour le ressort 13.

[0015] Le déclencheur décrit fonctionne de la manière suivante.

[0016] En l'absence de surintensité dans les bobines Ca,Cb, la palette 11 est appliquée sur les surfaces polaires des extrémités 14a,14b des plaquettes magnétiques 10a, 10b par l'aimant permanent A à l'encontre de l'effort du ressort 13. Le flux développé par A circule dans une boucle principale T1 formée par les branches principales 19a,19b des plaquettes et la palette 11. En cas de surintensité, les bobines développent un flux magnétique qui s'oppose au flux de l'aimant permanent et qui dévie celui-ci vers les branches secondaires constituées par les pattes 17a,17b ; le flux créé par l'aimant permanent passe alors dans une boucle de déviation T2 comprenant les pattes 17a,17b des plaquettes, les entrefers 20a,20b et les rebords 18a,18b des plaquettes. Il n'y a donc pas de démagnétisation de l'aimant permanent et le ressort 13 fournit un effort supérieur à celui provenant de la magnétisation résiduelle aux extrémités 14a,14b des plaquettes métalliques 10a et 10b, ce qui met en mouvement le poussoir 12 de manière très rapide. La configuration particulièrement compacte du circuit magnétique fixe avec son aimant de polarisation permet de réduire les dimensions de la palette et de la rendre plus légère, ce qui rend le déclencheur plus réactif. L'architecture symétrique du déclencheur rend sa réalisation et son montage particulièrement simples.

Revendications

1. Déclencheur magnétique pour appareil électrique interrupteur, comportant un circuit magnétique fixe (10) auquel est associé un aimant permanent (A), au moins une bobine (Ca,Cb) pouvant être parcourue par un courant électrique et associée à une branche (10a,10b) du circuit pour déterminer un flux magnétique fonction du courant, ainsi qu'une palette déplaçable (11) couplée à une pièce d'actionnement (12) sollicitée par un ressort (13) et déterminant avec le circuit magnétique fixe une boucle de flux principal (T1),le circuit magnétique (10) comprenant, au niveau de l'aimant (A), au moins une patte (17a,17b) de déviation de flux magnétique définissant une boucle de flux secondaire (T2) dotée d'au moins un entrefer secondaire (20a,20b),
la patte étant agencée relativement au circuit magnétique fixe (10) et à l'aimant (A) de manière qu'une surintensité dans la bobine dévie le flux de l'aimant vers la boucle secondaire (T2), permettant ainsi la mise en mouvement de la pièce d'actionnement (12),
caractérisé par le fait que :

- le circuit magnétique comprend deux plaquettes parallèles (10a, 10b) présentant chacune une branche principale (19a,19b) et une patte de déviation (17a,17b), les extrémités libres des pattes définissant deux entrefers secondaires transversaux (20a,20b), et par le fait que

- l'aimant (A) est disposé entre les plaquettes au niveau des pattes.

2. Déclencheur selon la revendication 1, caractérisé par le fait que les plaquettes (10a, 10b) du circuit magnétique sont identiques et que la patte (17a,17b) d'une plaquette est orientée transversalement à la branche (19a,19b) et s'étend jusqu'à l'autre plaquette, en étant séparée de celle-ci par l'entrefer secondaire (20a,20b).

3. Déclencheur selon la revendication 1, caractérisé par le fait qu'à chaque plaquette (10a, 10b) est associée une bobine (Ca,Cb).

4. Déclencheur selon la revendication 1, caractérisé par le fait que chaque plaquette (10a,10b) présente une extrémité polaire (14a,b) et une extrémité opposée (15a,b) adjacente à l'aimant (A), ainsi que des petits côtés offrant entre les extrémités (14a,b;15a,b) un retrait (16a,16b) pour le passage des enroulements de la bobine respective (Ca,Cb).

5. Déclencheur selon la revendication 3, caractérisé par le fait que chaque bobine (Ca,Cb) est enroulée sur une demi-coquille isolante (21a,21b) à section en U enveloppant par les ailes du U les petits côtés de la plaquette correspondante, de sorte que la bobine est immédiatement adjacente à une face latérale de la plaquette, les demi-coquilles étant assemblées de manière à former une structure isolante portant les bobines et contenant les plaquettes.

6. Déclencheur selon la revendication 5, caractérisé par le fait que la structure isolante définit des butées (22a,22b) d'application des branches du circuit magnétique , ces butées formant un plan de référence commun pour la palette.

7. Déclencheur selon la revendication 1, caractérisé par le fait que la palette (11) est liée par une liaison rotulante (R) à la pièce d'actionnement (12) déplaçable en translation et sollicitée par le ressort (13).

Claims

1. Magnetic tripping device for an electrical switch appliance, comprising a fixed magnetic circuit (10) with which there are associated a permanent magnet (A), at least one coil (Ca, Cb) that can be passed through by an electrical current and associated with a branch (10a, 10b) of the circuit to determine a magnetic flux dependent on the current, and a movable vane (11) coupled to an actuating part (12) stressed by a spring (13) and determining with the fixed magnetic circuit a main flux loop (T1), the magnetic circuit (10) comprising, level with the magnet (A), at least one magnetic flux deflection tab (17a, 17b) defining a secondary flux loop (T2) provided with at least one secondary air gap (20a, 20b), the tab being arranged relative to the fixed magnetic circuit (10) and to the magnet (A) so that an overcurrent in the coil deflects the flux from the magnet to the secondary loop (T2), so enabling the actuating part (12) to be moved,
characterized in that:

- the magnetic circuit comprises two parallel plates (10a, 10b) each having a main branch (19a, 19b) and a deflection tab (17a, 17b), the free ends of the tabs defining two transverse secondary air gaps (20a, 20b), and in that

- the magnet (A) is positioned between the plates level with the tabs.

2. Tripping device according to Claim 1, characterized in that the plates (10a, 10b) of the magnetic circuit are identical and that the tab (17a, 17b) of a plate is oriented transversely to the branch (19a, 19b) and extends to the other plate, being separated from the latter by the secondary air gap (20a, 20b).

3. Tripping device according to Claim 1, characterized in that with each plate (10a, 10b), there is associated a coil (Ca, Cb).

4. Tripping device according to Claim 1, characterized in that each plate (10a, 10b) presents a polar end (14a, b) and an opposite end (15a, b) adjacent to the magnet (A), and small sides offering between the ends (14a, b; 15a, b) a cutaway (16a, 16b) for the passage of the windings of the respective coil (Ca, Cb).

5. Tripping device according to Claim 3, characterized in that each coil (Ca, Cb) is wound on a U-section insulating half-shell (21a, 21b), the wings of the U of which enclose the small sides of the corresponding plate, so that the coil is immediately adjacent to a lateral face of the plate, the half-shells being joined to form an insulating structure supporting the coils and containing the plates.

6. Tripping device according to Claim 5, characterized in that the insulating structure defines application abutments (22a, 22b) for the branches of the magnetic circuit, these abutments forming a common reference plane for the vane.

7. Tripping device according to Claim 1, characterized in that the vane (11) is linked by a ball-jointed link (R) to the actuating part (12) that can be moved translation-wise and is stressed by the spring (13).

Ansprüche

1. Magnetauslöser für ein elektrisches Schaltgerät, der einen ortsfesten Magnetkreis (10), dem ein Dauermagnet (A) zugeordnet ist, mindestens eine Spule (Ca, Cb), die von einem elektrischen Strom durchflossen werden kann und einem Zweig (10a, 10b) des Kreises zugeordnet ist, um einen vom Strom abhängenden Magnetfluss zu bestimmen, sowie einen verschiebbaren Anker (11) aufweist, der mit einem Betätigungsbauteil (12) gekoppelt ist, das von einer Feder (13) beaufschlagt wird und mit dem ortsfesten Magnetkreis eine Hauptflussschleife (T1) bestimmt, wobei der Magnetkreis (10) in Höhe des Magnets (A) mindestens eine Magnetfluss-Umlenklasche (17a, 17b) aufweist, die eine Sekundärflussschleife (T2) definiert, die mit mindestens einem Sekundärluftspalt (20a, 20b) versehen ist,
wobei die Lasche bezüglich des ortsfesten Magnetkreises (10) und des Magnets (A) so angeordnet ist, dass ein Überstrom in der Spule den Fluss des Magnets zur Sekundärschleife (T2) umlenkt, wodurch die Bewegung des Betätigungsbauteils (12) ermöglicht wird,
dadurch gekennzeichnet, dass:

- der Magnetkreis zwei parallele Plättchen (10a, 10b) aufweist, die je einen Hauptzweig (19a, 19b) und eine Umlenklasche (17a, 17b) aufweisen, wobei die freien Enden der Laschen zwei sekundäre Querluftspalte (20a, 20b) definieren, und dadurch, dass

- der Magnet (A) zwischen den Plättchen in Höhe der Laschen angeordnet ist.

2. Auslöser nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Plättchen (10a, 10b) des Magnetkreises gleich sind, und dass die Lasche (17a, 17b) eines Plättchens quer zum Zweig (19a, 19b) ausgerichtet ist und sich bis zum anderen Plättchen erstreckt, indem sie von diesem durch den sekundären Luftspalt (20a, 20b) getrennt ist.

3. Auslöser nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass jedem Plättchen (10a, 10b) eine Spule (Ca, Cb) zugeordnet ist.

4. Auslöser nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass jedes Plättchen (10a, 10b) ein Polende (14a,b) und ein dem Magnet (A) benachbartes gegenüberliegendes Ende (15a,b) sowie kleine Seiten aufweist, die zwischen den Enden (14a,b; 15a,b) eine Vertiefung (16a, 16b) für den Durchgang der Wicklungen der jeweiligen Spule (Ca, Cb) aufweisen.

5. Auslöser nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass jede Spule (Ca, Cb) auf eine isolierende Halbschale (21a, 21b) mit U-förmigem Querschnitt gewickelt ist, indem sie durch die Schenkel des U die kleinen Seiten des entsprechenden Plättchens umhüllt, so dass die Spule einer Seitenfläche des Plättchens direkt benachbart ist, wobei die Halbschalen so zusammengesetzt werden, dass sie eine isolierende Struktur bilden, die die Spulen trägt und die Plättchen enthält.

6. Auslöser nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die isolierende Struktur Anschläge (22a, 22b) zum Auflegen der Zweige des Magnetkreises definiert, wobei diese Anschläge eine gemeinsame Bezugsebene für den Anker bilden.

7. Auslöser nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Anker (11) über eine drehende Verbindung (R) mit dem Betätigungsbauteil (12) verbunden ist, das translationsbeweglich ist und von der Feder (13) beaufschlagt wird.

Dessins