FR2559946A1

FR2559946A1 - Thermal trip with indirectly heated bimetallic strip.

Info

Publication number: FR2559946A1
Application number: FR8402642A
Authority: FR
Inventors: Eugenio Ruano
Original assignee: Merlin Gerin SA
Current assignee: Merlin Gerin SA
Priority date: 1984-02-20
Filing date: 1984-02-20
Publication date: 1985-08-23
Also published as: FR2559946B1

Abstract

A thermal trip, in particular an electrical circuit breaker, consists of a bimetallic strip 10 indirectly heated by a resistance band 12 consisting of a blanked metal sheet possessing transverse slits 14 defining current meander paths. The slits 14 facilitate the fastening of the band 12 onto the bimetallic strip 10 and make it possible to preserve adequate flexibility of the assembly.

Description

DECLENCHEUR THERMIQUE A BILAME CHAUFFEE INDIRECTEMENT. THERMAL TRIGGER WITH INDIRECTLY HEATED BILAME.

L'invention est relative à un déclencheur thermique d'un appareil de coupure de courant à bilame chauffée indirectement par une résistance électrique en forme de bande fixée sur la bilame.The invention relates to a thermal trip device of a current cut-off device with a bimetallic strip heated indirectly by an electrical resistance in the form of a strip fixed on the bimetallic strip.

Un déclencheur thermique du genre mentionné assure une protection temporisée contre les surcharges, l'échauffement de la bilame étant représentatif de l'échauffement de l'appareil ou du circuit protégé, de façon à déclencher l'appareil de coupure lorsque cet échauffement dépasse un seuil prédéterminé. L'échauffement de la bilame peut être réalisé directement par le passage du courant à travers la bilame ou indirectement par passage du courant dans une résistance électrique en contact thermique avec la bilame.A thermal release of the kind mentioned provides timed protection against overloads, the heating of the bimetal strip being representative of the heating of the device or of the protected circuit, so as to trigger the breaking device when this heating exceeds a threshold. predetermined. The heating of the bimetallic strip can be carried out directly by the passage of current through the bimetallic strip or indirectly by the passage of current through an electrical resistance in thermal contact with the bimetallic strip.

I1 est possible de combiner le chauffage direct et le chauffage indirect de la bilame, mais cette combinaison complique la mise en oeuvre industrielle. Le déclencheur thermique selon la présente invention appartient à la famille des bilames chauffées indirectement permettant une adaptation aisée à des appareils de calibres différents. It is possible to combine direct heating and indirect heating of the bimetallic strip, but this combination complicates industrial implementation. The thermal trip device according to the present invention belongs to the family of indirectly heated bimetallic strips allowing easy adaptation to devices of different calibers.

Dans un déclencheur thermique connu, la résistance chauffante est disposée à proximité de la bilame, mais sans liaison mécanique susceptible de modifier la courbe de réponse de la bilame. La transmission de chaleur peut etre affectée par des facteurs externes et les pertes inévitables nécessitent un corps chauffant important dont les dimensions ne sont pas toujours compatibles avec l'encom- brement disponible.In a known thermal trip device, the heating resistor is arranged near the bimetallic strip, but without mechanical connection capable of modifying the response curve of the bimetallic strip. The transmission of heat can be affected by external factors and the inevitable losses require a large heating body whose dimensions are not always compatible with the available space.

Les déclencheurs connus,ayant un fil résistant bobiné sur la bilame, ne présentent pas cet inconvénient de perte calorifique, mais sont d'une réalisation compliquée et coûteuse.Known triggers, having a resistant wire wound on the bimetallic strip, do not have this drawback of heat loss, but are of a complicated and expensive construction.

I1 a été également proposé de réaliser la résistance de chauffage a' partir de plaques minces ou de bandes plaquées contre la surface de la bilame et solidarisées mécanique ment à cette dernière. La liaison thermique est très bonne et indépendante de la flexion de la bilame, mais la liaison mécanique augmente la rigidité de l'ensemble bilame, résistance chauffante en modifiant la courbe de réponse. It has also been proposed to produce the heating resistor from thin plates or strips pressed against the surface of the bimetallic strip and mechanically secured to the latter. The thermal bond is very good and independent of the bending of the bimetallic strip, but the mechanical bond increases the rigidity of the bimetallic strip, heating resistance by modifying the response curve.

Cette rigidité peut être incompatible avec certaines caractéristiques du déclencheur thermique. Pour des appareils de coupure à faible intensité nominale, par exemple inférieure à 10 Ampères, l'épaisseur ou la section de passage du courant dans la résistance électrique est extrêmement faible, ce qui risque de provoquer une fusion de la résistance sous l'effet de courants de court-circuit.This rigidity may be incompatible with certain characteristics of the thermal trip device. For switching devices with low nominal current, for example less than 10 amperes, the thickness or the cross-section of the current in the electrical resistance is extremely small, which may cause the resistance to melt under the effect of short circuit currents.

La présente invention a pour but de réaliser un déclencheur thermique de fabrication simple et susceptible d'être adapté à différentes valeurs de courant.The object of the present invention is to produce a thermal release device which is simple to manufacture and capable of being adapted to different current values.

Le déclencheur thermique selon la présente invention est caractérisé en ce que la bande présente des entailles pratiquées alternativement à partir de l'un et de l'autres des bords latéraux pour assouplir la bande et former un circuit résistant en méandres.The thermal trip device according to the present invention is characterized in that the strip has notches made alternately from one and the other of the lateral edges to soften the strip and form a resistant circuit in meanders.

Les entailles successives augmentent la longueur de la résistance électrique et assurent une grande flexibilité permettant à la résistance d'accompagner la bilame dans sa flexion sans augmenter la rigidité de l'ensemble. La valeur de la résistance peut être facilement adaptée aux caractéristiques de l'appareil de coupure, soit par variation de la profondeur des entailles, soit par variation du nombre de méandres.The successive cuts increase the length of the electrical resistance and provide great flexibility allowing the resistance to accompany the bimetallic strip in its bending without increasing the rigidity of the assembly. The resistance value can be easily adapted to the characteristics of the cutting device, either by varying the depth of the notches, or by varying the number of meanders.

La bande chauffante est isolée électriquement de la bilame, par exemple par interposition d'une feuille isolante ou par un revêtement isolant appliqué soit sur la bilame, soit sur la bande.The heating strip is electrically isolated from the bimetallic strip, for example by interposing an insulating sheet or by an insulating coating applied either to the bimetallic strip or to the strip.

La liaison mécanique entre la bande chauffante et la bilame peut être réalisée de différentes manières, un mode de mise en oeuvre préférentiel consistant à utiliser une bande d'une largeur supérieure à celle de la bilame et à rabattre les bords de la bande dépassant la bilame sur la face opposée de cette dernière. La présence des entailles facilite ce pliage et permet de conserver une souplesse suffisante.The mechanical connection between the heating strip and the bimetallic strip can be carried out in different ways, a preferred embodiment consisting in using a strip of a width greater than that of the bimetallic strip and in folding down the edges of the strip exceeding the bimetallic strip. on the opposite side of the latter. The presence of the notches facilitates this folding and makes it possible to retain sufficient flexibility.

Selon une variante de réalisation, la largeur de la bande est sensiblement égale au double de la largeur de la bilame pour envelopper cette dernière sur au moins trois de ses faces après pliage en deux de la bande. Cette gaine chauffe efficacement la bilame et elle peut être verrouillée par un repli sur la tranche de la bilame.According to an alternative embodiment, the width of the strip is substantially equal to twice the width of the bimetallic strip to wrap the latter on at least three of its faces after folding the strip in half. This sheath effectively heats the bimetallic strip and it can be locked by a fold over the edge of the bimetallic strip.

La bande chauffante peut également être appliquée sur l'une des faces de la bilame en étant maintenue simplement par des clips ou des agrafes isolants enfilés sur l'une des tranches de la bilame.The heating strip can also be applied to one of the faces of the bimetallic strip, being held simply by clips or insulating staples threaded onto one of the edges of the bimetallic strip.

D'autres avantages et caractéristiques ressortiront plus clairement de la description qui va suivre de différents modes de mise en oeuvre de l'invention, donnés à titre d'exemples non limitatifs et représentés aux dessins annexés, dans lesquels - la figure 1 est une vue schématique en plan d'un déclencheur thermique selon l'invention avant pliage des bords de la bande chauffante; - la figure 2 représente le déclencheur selon la fig. 1, après pliage des bords de fixation de la bande sur la bilame; - la figure 3 est une coupe suivant la ligne III-III de la fig. 2; - la figure 4 est une vue analogue à celle de la fig. 2, illustrant une variante de réalisation d'un déclencheur thermique; - les figures 5 et 6 sont des vues analogues aux figures 2 et 3, représentant une autre variante de réalisation;; - les figures 7 et 8 sont des vues analogues aux figures 2 et 3, illustrant une quatrième variante de réalisation du déclencheur thermique; - la figure 9 est une vue analogue à celle de la figure 8, illustrant le mode de verrouillage de la bande chauffante.Other advantages and characteristics will emerge more clearly from the description which follows of different embodiments of the invention, given by way of nonlimiting examples and represented in the appended drawings, in which - FIG. 1 is a view schematic in plan of a thermal trip device according to the invention before folding of the edges of the heating strip; - Figure 2 shows the trigger according to fig. 1, after folding the fixing edges of the strip on the bimetallic strip; - Figure 3 is a section along line III-III of FIG. 2; - Figure 4 is a view similar to that of FIG. 2, illustrating an alternative embodiment of a thermal trip device; - Figures 5 and 6 are views similar to Figures 2 and 3, showing another alternative embodiment; - Figures 7 and 8 are views similar to Figures 2 and 3, illustrating a fourth embodiment of the thermal release; - Figure 9 is a view similar to that of Figure 8, illustrating the locking mode of the heating strip.

Sur les figures, un déclencheur thermique, par exemple d'un disjoncteur électrique de distribution terminale, comporte une b-ilame 10 mince de forme rectangulaire allongée et une résistance chauffante 12 appliquée sur l'une des faces large de la bilame 10. La résistance chauffante 12,en forme de bande, est réalisée à partir d'une tôle estampée et présente des entailles successives 14 pratiquées alternativement à partir d'un bord 16 de la bande, puis à partir de l'autre bord 18 suivant une direction transversale de la bande. Les entailles 14 s'étendent jusqu'au voisinage du bord opposé de la bande, de façon à définir une résistance en méandres d'une longueur notablement supérieure à la longueur de la bande 12.Dans l'exemple selon les figures 1 à 3, la largeur de la bande 12 est supérieure à celle de la bilame 10 et cette bande 12 est disposée sur la bilame de façon à faire déborder les bords 16, 18 de part et d'autre de la bilame 10. La fixation de la bande sur la bilame est réalisée en rabattant les bords 16, 18 contre la face opposée de la bilame 10, opération facilitée par la présence des entailles 14, qui découpent les bords 16, 18 en languettes ou pattes 20 de fixation. Des plages de connexion 22 venant de découpage avec la bande 12 sont ménagées aux deux extrémités de la bande résistante, ces plages n'étant pas repliées pour faciliter la connexion. L'isolation électrique entre la bande résistante 12 et la bilame 10 peut être assurée par tout moyen approprié, par exemple par interposition d'une feuille isolante (non représentée) ou par un revêtement isolant appliqué sur la bilame 10 et/ou la bande résistante 12. Il n'est pas indispensable de replier toutes les languettes 20 pour réaliser une bonne fixation mécanique, un nombre limité de pattes 20 repliées aumentant moins la rigidité du déclencheur. L'épaisseur de la bande 12 ainsi que la largeur des lamelles délimitées par deux entailles successives 14 sont déterminées en fonction de la gamme des calibres des déclencheurs thermiques, ces derniers étant adaptés à ces différents calibres par un choix approprié de la longueur de la bande 12, c'est-à-dire du nombre de méandres et de la profondeur des entailles 14.In the figures, a thermal trip device, for example of an electrical circuit breaker for terminal distribution, comprises a thin b-ilame 10 of elongated rectangular shape and a heating resistor 12 applied to one of the wide faces of the bimetallic strip 10. The resistance heater 12, in the form of a strip, is produced from a stamped sheet and has successive cuts 14 made alternately from one edge 16 of the strip, then from the other edge 18 in a transverse direction of the band. The notches 14 extend to the vicinity of the opposite edge of the strip, so as to define a meandering resistance of a length significantly greater than the length of the strip 12. In the example according to FIGS. 1 to 3, the width of the strip 12 is greater than that of the bimetallic strip 10 and this strip 12 is arranged on the bimetallic strip so as to extend the edges 16, 18 on either side of the bimetallic strip 10. The fixing of the strip on the bimetallic strip is produced by folding the edges 16, 18 against the opposite face of the bimetallic strip 10, an operation facilitated by the presence of the notches 14, which cut the edges 16, 18 into tongues or fixing lugs 20. Connection pads 22 coming from cutting with the strip 12 are provided at the two ends of the resistive strip, these pads not being folded to facilitate connection. The electrical insulation between the resistive strip 12 and the bimetallic strip 10 can be ensured by any suitable means, for example by interposition of an insulating sheet (not shown) or by an insulating coating applied to the bimetallic strip 10 and / or the resistive strip 12. It is not essential to fold all the tabs 20 to achieve good mechanical fixing, a limited number of folded tabs 20 which lessen the rigidity of the trigger. The thickness of the strip 12 as well as the width of the strips delimited by two successive notches 14 are determined as a function of the range of sizes of the thermal triggers, the latter being adapted to these different sizes by an appropriate choice of the length of the strip 12, that is to say the number of meanders and the depth of the notches 14.

La fabrication de la bilame selon les figures 1 -à 3 est simple et economique, et elle peut être facilement automatisée.The manufacture of the bimetal strip according to FIGS. 1 to 3 is simple and economical, and it can be easily automated.

Le mode de réalisation selon la figure 4 fait usage d'une bilame 10- et d'une bande résistance 12 analogues à celles décrites en référence aux figures 1 à 3. La différence porte sur le mode de fixation de la bande 12 sur la bilame 10, cette dernière étant enfilée dans les entailles 14 de manière que les lamelles délimitées par les entailles 14 soient alternativement au contact de l'une et de l'autre des grandes faces de la bilame 10. La bande 12 constitue un véritable bobinage plat entourant la bilame 10. La profondeur des entailles 14 doit bien entendu être suffisante au passage de la bilame 10. Sur les figures 5 et 6, la largeur de la bande 12 est légèrement inférieure à la largeur de la bilame 10, la bande 12 étant appliquée sur l'une des grandes faces de la bilame 10.Des agrafes ou clips 24, en forme d'épingles à cheveux, sont enfilés à partir de l'un des bords de la bilame 10 sur l'ensemble bilame 10, bande 12 pour fixer la bande 12 sur la bilame 10. Les deux jambes des agrafes 24 s'étendent transversalement à la bilame 10 en enserrant élastiquement l'ensemble bande 12, bilame 10 inséré entre elles. L'extrémité 26 de l'une des jambes de l'agrafe 24 peut être repliée sur le bord opposé pour verrouiller l'agrafe sur la bilame 10. Ce mode de réalisation nécessite des pièces additionnelles de fixation, mais présente l'avantage de ne chauffer qu'une seule face de la bilame 10. The embodiment according to FIG. 4 uses a bimetallic strip 10- and a resistance strip 12 similar to those described with reference to FIGS. 1 to 3. The difference relates to the method of fixing the strip 12 on the bimetallic strip 10, the latter being threaded into the notches 14 so that the lamellae delimited by the notches 14 are alternately in contact with one and the other of the large faces of the bimetallic strip 10. The strip 12 constitutes a real flat winding surrounding the bimetallic strip 10. The depth of the notches 14 must of course be sufficient for the passage of the bimetallic strip 10. In FIGS. 5 and 6, the width of the strip 12 is slightly less than the width of the bimetallic strip 10, the strip 12 being applied on one of the large faces of the bimetallic strip 10.Staples or clips 24, in the form of hairpins, are threaded from one of the edges of the bimetallic strip 10 onto the bimetallic strip assembly 10, strip 12 for fix the strip 12 on the bimetal strip 10. The two legs of the clips 2 4 extend transversely to the bimetallic strip 10 by elastically enclosing the strip assembly 12, bimetallic strip 10 inserted between them. The end 26 of one of the legs of the clip 24 can be folded over the opposite edge to lock the clip on the bimetallic strip 10. This embodiment requires additional fixing parts, but has the advantage of not heat only one side of the bimetallic strip 10.

Les figures 7 et 8 illustrent une troisième variante de réalisation selon l'invention, dans laquelle la largeur de la bande résistance 12 est notablement supérieure à celle de la bilame 10. La bande résistante 12 à entailles 14 est pliée en deux suivant son axe longitudinal de façon à appliquer l'une des moitiés de la bande 12 sur la face supérieure de la bilame 10 et l'autre moitié sur la face opposée inférieure de la bilame 10. Ce mode de fixation est comparable à celui des figures 1 à 3, mais il n'assure pas le maintien des bords de la bande 12, qui risquent de se décoller de la lame bimétallique 10.D'autre part, la bande 12 peut glisser latéralement et se dégager au moins partiellement de la bilame 10, cet inconvénient pouvant être remédié par un pliage additionnel de l'extrémité 28 de la bande 12 sur le chant opposé de la lame bimétallique 10 de la manière représentée sur la figure 9.FIGS. 7 and 8 illustrate a third alternative embodiment according to the invention, in which the width of the resistance strip 12 is notably greater than that of the bimetal strip 10. The resistance strip 12 with notches 14 is folded in two along its longitudinal axis so as to apply one of the halves of the strip 12 on the upper face of the bimetallic strip 10 and the other half on the opposite opposite face of the bimetallic strip 10. This method of attachment is comparable to that of FIGS. 1 to 3, but it does not maintain the edges of the strip 12, which may come off from the bimetallic blade 10. On the other hand, the strip 12 can slide laterally and at least partially disengage from the bimetallic strip 10, this drawback can be remedied by additional folding of the end 28 of the strip 12 on the opposite edge of the bimetallic strip 10 in the manner shown in FIG. 9.

Il est inutile de décrire le disjoncteur ou relais thermique utilisant un déclencheur selon l'invention, la bilame 10 étant fixée rigidement par sa base et coopérant par son extrémité libre opposée avec un verrou de déclenchement d'une manière bien connue des spécialistes. Le déclencheur permet de satisfaire aux condition-s de déclenchement de ces appareils, notamment des disjoncteurs miniatures pour des faibles courants nominaux, par exemple inférieurs à 10 Ampères. Le nombre de pièces constitutives du déclencheur est limité au maximum, et les opérations de fabrication et de montage sont particulièrement simples.It is unnecessary to describe the circuit breaker or thermal relay using a trip device according to the invention, the bimetallic strip 10 being rigidly fixed by its base and cooperating by its opposite free end with a trip latch in a manner well known to specialists. The trip unit makes it possible to satisfy the tripping conditions of these devices, in particular miniature circuit breakers for low nominal currents, for example less than 10 amperes. The number of component parts of the trigger is limited to the maximum, and the manufacturing and mounting operations are particularly simple.

L'invention n'est bien entendu nullement limitée aux modes de mise en oeuvre plus particulièrement décrits. The invention is of course in no way limited to the modes of implementation more particularly described.

Claims

1. Thermal trip device of a bimetallic current cut-off device (10) indirectly heated by an electrical resistance in the form of a strip (12) fixed on the bimetal, characterized in that the strip (12) has notches (14) alternately made from one (16) and the other (18) of the lateral edges to soften the strip and form a resistant circuit in meanders.

2. Trigger according to claim 1, characterized in that the notches (14) extend up to a small distance from the opposite edge (16, 18) to define between two successive notches conductive lamellae traversed in series by the current.

3. Trigger according to claim 1 or 2, characterized in that the width of the strip (12), pressed on one of the large faces of. the bimetallic strip is greater than that of the bimetallic strip (10), the edges (16, 18) of the strip projecting beyond the bimetallic strip being folded over on the opposite face of the bimetallic strip to fix the strip in contact with the bimetallic strip insulating.

4. Trigger according to claim 3, characterized in that the bimetallic strip (10) is arranged in the middle of the strip (12), the edges (16, 18) of the strip projecting symmetrically on either side of the bimetallic strip being folded over on the opposite side of the bimetallic strip to fix the strip.

5. Trigger according to claim 3, characterized in that the width of the strip (12) is substantially double that of the bimetallic strip (10), the strip being folded in half around the bimetallic strip to cover the latter on at least three of its faces.

6. Trigger according to claim 5, characterized in that one (28) of the edges of the strip (12) is folded over the fourth face of the bimetallic strip (10) to lock the strip on the bimetallic strip.

7. Trigger according to claim 1 or 2, characterized in that the width of the strip (12) is greater than that of the bimetallic strip (10), the notches (14) extending beyond the edges of the bimetallic strip (10) , threaded through the successive notches (14) to pass some of the strips, defined by the notches in the strip, on one of the faces and the others on the other of the faces of the bimetallic strip.

8. Trigger according to claim 1 or 2, characterized in that the strip (12) is fixed in contact with one of the faces of the bimetal strip by insulating clips (24) extending transversely to the strip.

9. Trigger according to any one of the preceding claims, characterized in that the strip (12) is a cut sheet, the depth of the notches (14) and / or the number of meanders being adapted to the size of the cutting device. .

10. Trigger according to any one of the preceding claims, characterized in that an insulating sheet is interposed between the strip (12) and the bimetallic strip (10) to electrically isolate the bimetallic strip from the strip.