(19) |
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(11) |
EP 1 111 643 B1 |
(12) |
FASCICULE DE BREVET EUROPEEN |
(45) |
Mention de la délivrance du brevet: |
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18.06.2008 Bulletin 2008/25 |
(22) |
Date de dépôt: 15.12.2000 |
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(54) |
Déclencheur magnétique
Magnetauslöser
Magnetic trip device
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(84) |
Etats contractants désignés: |
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DE ES GB IT |
(30) |
Priorité: |
20.12.1999 FR 9916310
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(43) |
Date de publication de la demande: |
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27.06.2001 Bulletin 2001/26 |
(73) |
Titulaire: SCHNEIDER ELECTRIC INDUSTRIES SAS |
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92500 Rueil-Malmaison (FR) |
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(72) |
Inventeurs: |
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- Chaudot, François, Ing.
78400 Chatou (FR)
- Dorschner, Frédéric , Ing.
75012 Paris (FR)
- Millot, Dominique Dessinateur
75016 Paris (FR)
- Riffaud, Daniel, Ing.
92700 Colombes (FR)
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(56) |
Documents cités: :
WO-A-82/03943 DE-B- 1 051 370
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DE-A- 19 820 768 DE-U- 8 024 489
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Il est rappelé que: Dans un délai de neuf mois à compter de la date de publication
de la mention de la délivrance de brevet européen, toute personne peut faire opposition
au brevet européen délivré, auprès de l'Office européen des brevets. L'opposition
doit être formée par écrit et motivée. Elle n'est réputée formée qu'après paiement
de la taxe d'opposition. (Art. 99(1) Convention sur le brevet européen). |
[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.
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).
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).
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.


RÉFÉRENCES CITÉES DANS LA DESCRIPTION
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été accordé à sa conception, des erreurs ou des omissions ne peuvent être exclues
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