Brevet FR2043526A1 — publié le 19710219

i 2043526 La présente invention a trait aux disjoncteurs pour circuits électriques ou à des dispositifs semblables. En particulier, l'invention concerne un disjoncteur nouveau et perfectionné ou un dispositif semblable de commande d'un circuit, possédant un 5 mécanisme de déclenchement sensible au courant pour couper le circuit lorsqu'une condition de courant prédéterminée se présente. Jusqu'à maintenant les disjoncteurs du type indiqué comportaient à la fois des mécanismes de déclenchement thermiques et électromagnétiques utilisés soit séparément, soit en combinai-10 son. L'élément de déclenchement électromagnétique de tels dispositifs combinés comporte généralement un couple de contacts de shun-tage qui se ferment pour dériver une pa rtie des surintensités élevées et protègent ainsi l'organe de déclenchement sensible à la température contre une surchauffe lors d'un court-circuit. Bien que 15 les contacts de shuntage soient réalisés en un matériau hautement réfractaire, un court-circuit peut provoquer une légère soudure entre eux et empêcher de ce fait le retour à l'état initial du disjoncteur. Un but de la présente invention est de fournir un dis-20 positif électrique de commande du type indiqué ci-dessus comportant un mécanisme nouveau et perfectionné pour assurer l'ouverture effective et automatique du circuit de shuntage lorsque le disjoncteur est remis à l'état initial, même si les contacts de shuntage sont légèrement soudés. 25 Un autre but de la présente invention est de fournir un disjoncteur nouveau et perfectionné, comportant un mécanisme de retour à l'état initial coopérant avec un mécanisme de déclenchement du circuit de shuntage, dans lequel le mécanisme de retour à l'état initial comporte des dispositifs qui fonctionnent automa-^ tiquement pendant le déblocage du mécanisme de déclenchement pour assurer l'ouverture du circuit de shuntage avant le retour complet à l'état initial du disjoncteur. Un autre but de la présente invention est de fournir un disjoncteur nouveau et perfectionné construit de telle façon 35 que les buts mentionnés plus haut soient atteints sans nécessiter de manipulations supplémentaires. L'invention prévoit également de fournir un disjoncteur possédant une poignée pouvant se déplacer de la position de déclenchement à la position de retour à l'état initial, pour le retour du disjoncteur à l'état initial, le 40 déplacement de cette poignée dans cette dernière position provo 18062 2 2043526 quant la rupture dé toute soudure entre les contacts de shuntage et le retour à l'état initial du mécanisme de déclenchement du disjoncteur. Tous ces résultats sont obtenus conformément à la pré-5 sente invention à l'aide d'un disjoncteur nouveau et perfectionné comportant une poignée déplaçable entre les positions "marche", "déclenchement11 et "retour à l'état initial" pour ouvrir et fermer un circuit branché aux bornes du disjoncteur, des dispositifs de déclenchement sensibles au courant possédant des contacts de 10 shuntage déplaçables dans une position fermée lorsqu'une surintensité apparaît, et un organe de rupture de la soudure de court-circuit coopérant avec la poignée et pouvant être actionné par le déplacement de la poignée entre les positions "déclenchement" et "retour à l'état initial" pour ouvrir franchement les contacts de i5 shuntage lorsque ceux-ci sont soudés dans la position fermée par une surintensité. A titre d'exemple on a décrit ci-dessous et illustré schématiquernent au dessin annexé une forme de réalisation du dispositif suivant l'invention. 20 La figure 1 est une vue en plan d'un disjoncteur multi polaire conforme à l'invention, sur laquelle le levier du disjoncteur est placé dans sa position "marche". La figure 2 est une élévation latérale du disjoncteur de la figure 1, partiellement en vue arrachée et partiellement en ^ coupe, montrant la disposition relative du mécanisme de déclenchement du mécanisme de retour à l'état initial pendant le fonctionnement normal en circuit fermé. La figure 3 est une vue éclatée en perspective des mécanismes de déclenchement et de retour à l'état initial de la on , figure 2, comportant une partie de la poignee du disjoncteur. La figure 4 est une élévation latérale des mécanismes de déclenchement et de retour à l'état initial du disjoncteur de la figure 2 après l'apparition d'une surintensité suffisante pour actionner le dispositif de déclenchement électromagnétique, la 35 poignée étant représentée dans sa position "déclenchement". La figure 5 est une élévation latérale semblable à celle de la figure 4, montrant la position relative des mécanismes de déclenchement et de retour à l'état initial, pendant l'opération de retour à l'état initial et immédiatement avant la séparation 40 des contacts de shuntage soudés dans la position fermée lors d'un 70 18062 3 2043526 court-circuit. En se référant maintenant aux dessins, dans lesquels les mêmes chiffres de référence désignent les mêmes éléments sur toutes les figures,les figures 1 et 2 montrent un disjoncteur bi-5 polaire pour circuit électrique, comportant un boîtier constitué en général par une base rectangulaire 10 et un capot de blindage 12. Dépassant du capot 12, une poignée 14 actionnéemanuellement est montée pour fermer les deux pôles aux bornes du disjoncteur afin de réaliser une connexion électrique entre chaque borne reliée 20 à la charge 16, située h une extrémité du disjoncteur, et la borne correspondante 18 reliée à la ligne et, disposée à l'extrémité opposée du disjoncteur, ladite connexion étant réalisée par l'intermédiaire des mécanismes séparés de déclenchement, désignés d'une façon générale par 22 et des contacts principaux séparés du cir 25 cuit (non représentés). Un mécanisme de déclenchement unioue, pouvant être ramené à son état initial, désigné d'une façon générale par 24, commande pendant le fonctionnement l'ensemble des pôles de sorte qu'une surcharge dans un circuit ouvre les deux circuits commandés par le disjoncteur. 20 Comme représenté, une ouverture longitudinale 26 dans la partie supérieure du capot 12 est décalée transversalement à partir du centre du boîtier et est disposée au-dessus de l'un des pôles du disjoncteur. La poignée pivotante 14 montée à l'intérieur du boîtier comporte un bouton saillant 28 traversant l'ouverture 25 26 pour faciliter la commande manuelle et le déplacement de ladite poignée dans sa position "marche", pour laquelle le bouton 28 se trouve à une extrémité de l'ouverture 26, et dans sa position "arrêt"/ "retour a l'état initial", pour laquelle le bouton se trouve à l'autre extrémité de l'ouverture. La mise de la poignée 30 dans ces positions et son. déplacement à partir de ces positions commandent le fonctionnement du mécanisme de commande du disjoncteur, ledit mécanisme commandant le mouvement de l'organe de déclenchement 32, qui peut être débloqué, entre sa position débloquée de déclenchement , illustrée en figure 4, et sa position verrouillée 35 illustrée en figure 2. L'organe de déclenchement 32 est maintenu dans sa position verrouillée par d'autres éléments du mécanisme de déclenchement 24, qui comporte un étrier de déclenchement 34 généralement en forme de U et une barrette de déclenchement 36, qui sont mieux représentés en figure 3. 40 L'étrier 34 et la barrette 36 sont tous les deux montés 70 18062 4 2043526 à l'intérieur du boîtier avec un mouvement de pivotement limité entre leurs positions verrouillées et débloquées. La barrette de déclenchement 36, qui s'étend transversalement entre les deux pôles du disjoncteur, comporte une partie saillante 38, qui est 5 en contact avec un bord de la partie transversale 42 de l'étrier et maintient ce dernier dans sa position verrouillée représentée en figure 2» La barrette de déclech:ement 36 est munie d'un ressort de rappel 44 qui l'actionne dans le sens inverse des aiguilles d'une montre dans la vue de la figure 2 pour assurer un enga-10 gement ferme entre la partie saillante 38 et l'étrier 34. Cependant, lors d'un mouvement dans le sens des aiguilles d'une montre de la barrette de déclenchement à 1'encontre de l'action du ressort de rappel 44, la partie saillante 38 s'écarte de la partie transversale 42 de 1*étrier 34 et permet à celui ci de sortir de 15 sa position verrouillée sous l'action de la force d'entraînement dans le sens des aiguilles d'une montre exercée par l'organe de déclenchement déblocable 32. Le déplacement de l'organe de déclenchement hors de sa position fermée oblige le mécanisme de commande à ouvrir les contacts principaux de tous les circuits commandés 20 par le disjoncteur et à placer simultanément la poignée 14 dans la position "déclenchement" représentée en figure 4. L'organe de déclenchement déblocable 32 est muni d'un bord avant 46 légèrement arqué qui, dans la position de déclenchement, vient en contact avec la partie transversale 42 de l'étrier 25 et la déplace en direction de la position débloquée de celui ci, où ladite partie 42 appuie sur un bossage relevé 48 porté par la partie saillante 38 de la barrette de déclenchement , cette partie saillante présentant un léger évidement à son éxtréroité la plus avancée. L'engagement mutuel entre le bossage 48 et l'étrier 30 maintient la barrette de déclenchement dans sa position de déclenchement ou de déblocage à 1'encontre de l'action de son ressort de rappel 44. Mais le mouvement de retour de la poignée 14 depuis la position "déclenchement" représentée.enfigure 4 vers la position "retour à l'état initial" oblige, le mécanisme de commande à dépla-35 cer l'organe de déclenchement déblocable 32 en sens inverse des aiguilles d'une montre dans la vue de la figure 4 jusqu'à ce que cet organe de déclenchement dégage la partie transversale 42 de l'étrier et permette au ressort d'entraînement 44 de remettre la barrette de déclenchement 36 dans la position représentée en figure 40 2. L'étrier glisse à son tour du bossage 48 et est soutenu par la 70 18062 5 2043526 partie saillante 38 dans sa position verrouillée, dans laquelle il bloque l'organe de déclenchement 32. Comme il a été mentionné ci-dessus, une surintensité dans chacun des circuits commandés par le disjoncteur actionne 5 le mécanisme automatiaue 22 de déclenchement associé à ce circuit en provoquant le déplacement dans le sens des aiguilles d'une montre de la barrette de déclenchement 36 et en ouvrant automatiquement tous les circuits commandés par le disjoncteur. C'est pourquoi la borne 16 reliée à la charge de chaque pôle du 10 disjoncteur est munie d'un mécanisme de déclenchement séparé comportant à la fois un dispositif de déclenchement traversé par le courant et sensible à la température et un dispositif de déclenchement électromagnétique fonctionnant pour des courants intenses afin de protéger le dispositif bimétallique sensible à 15 la température contre une surchauffe. Dans la forme de réalisation particulière représentée, le dispositif de déclenchement sensible à la température est constitué principalement par une lame bimétallique 52, ayant en général la forme d'un L et comportant une base plate 54 fixée rigidement sur la base 10 du boîtier. Une 20 bande 56 solidaire de la borne reliée à la charge est reliée directement à l'extrémité libre 58 de la lame bimétallique à l'aide d'un conducteur flexible ou d'un fil torsadé 62, tandis qu'une bande de raccordement 64 reliée électriquement aux contacts du circuit principal est en contact superficiel étroit avec 25 la base 54 de la lame. Suivant cet agencement, lorsque les contacts principaux sont dans leur position fermant le circuit, la voie de courant principale traversant chaque pôle du disjoncteur part de la bande 56 reliée à la borne de la charge, traverse le conducteur flexible 62 en direction de la lame bimétallique 30 52, traverse cette dernière et passe le long de la bande de raccordement 64 en direction des contacts principaux reliés à la borne 18 reliée à la ligne. L'extrémité libre supérieure 58 de la lame bimétallique 52 est munie d'une vis calibrée 66 faisant saillie sur ladite 35 extrémité en direction de la barrette de déclenchement 36. Lorsqu'une faible surintensité se produit, la lame bimétallique s'échauffe, ce qui provoque son cintrage vers la barrette de déclenchement. Pour un cintrage suffisant, la vis calibrée vient en contact avec la barrette de déclenchement 36 et l'entraîne 40 dans le sens des aiguilles d'une montre à 1'encontre de l'action 70 18062 6 2043526 de son ressort de rappel 44 en débloquant l'organe de déclenchement 32 à l'aide de 1'étrier 34. Comme il a été mentionné plus haut, le mécanisme de déclenchement 22 de chaque pôle du disjoncteur comporte également 5 un dispositif de déclenchement électromagnétique. Dans la forme de réalisation représentée, le dispositif de déclenchement a la forme d'un aimant de champ 72, en général en forme de U, écarté par ses trois côtés de la lame bimétallique 52 qui passe entre .®ux Un support 74 de l'aimant, formant une seule pièce avec ce 10 dernier, est fixé rigidement à la base du boîtier et est maintenu en contact étroit avec la base 54 de la lame bimétalliaue par des moyens appropriés tels qu'un boulon 76. Une plaque de shuntage 78 sensible au champ magnétique est montée de façon à pouvoir pivoter à l'intérieur du boîtier à l'aide d'un couple de 15 bras latéraux 82 d'une seule pièce avec ladite plaque et s'éten-dant à l'extrémité de celle-ci. La plaque 78 est disposée à l'intérieur du boîtier contre l'extrémité ouverte de l'aimant 72 en forme de U pour être attirée par ce dernier lorsqu'une surintensité élevée se produit. Comme représenté, la plaque 78 porte un 20 contact de shuntage 84 destiné à toucher un contact fixe de shuntage 86, porté par l'aimant, lors de l'attraction de la plaque contre l'aimant. La plaque 78 est reliée électriquement à l'extrémité libre supérieure 58 de la lame bimétallique par un conducteur flexible ou un fil torsadé 88 de sorte que, lprs de l'ap-25 parition d'une surintensité elevée, un circuit fermé de shuntage est réalisé entre la bande 56 de la borne reliée à la charge et la bande 64 reliée à la borne de ligne par l'intermédiaire de l'aimant 72 en provoquant ainsi la dérivation d'une partie de la surintensité hors de la lame bimétallique 52 et en évitant la 30 surchauffe de cette dernière. La plaque 78 est en outre munie d'une armature verti- . cale 92 s'étendant depuis une partie située au-dessus des bras latéraux 82 en faisant un angle avec la partie de la plaque portant le contact, comme mieux représenté sur les figures 2,4 et 5. 35 On notera que la rotation dans le sens des aiguilles d'une montre de la plaque de shuntage dans la vue de la figure 2, sous l'action de l'aimant 72 oblige l'armature 92 à entrer en contact avec la barrette de déclenchement 36 en entraînant celle ci à 1'encontre de l'action du ressort de rappel 44 pour débloquer 40 l'organe de déclenchement 32 à l'aide de l'étrier 34. Un ressort 70 18062 7 2043526 hélicoïdal d'entraîriement 94, destiné à agir sur la plaque de shuntage en sens inverse des aiguilles d'une montre à 1'encontre de la force attractive de l'aimant, est monté sur l'un des bras latéraux 82 pour faire revenir ladite plaque dans sa position de 5 repos représentée sur la figure 2 après l'ouverture du circuit principal du disjoncteur. Comme il a été mentionné plus haut, les contacts de shuntage 84 et 86 sont quelquefois soudés dans une position fermée lors d'un court-circuit, ce qui oblige l'armature 92 à maintenir 10 en permanence la barrette de déclenchement 36 dans la position débloquée représentée en figure 4 et empêche le retour à l'état initial du disjoncteur. Conformément à la présente invention, le mécanisme de retour à l'état initial comporte un dispositif de coupure du shunt pouvant briser la soudure entre les contacts de 15 shuntage sans nécessiter d'opérations manuelles supplémentaires. Dans la forme de réalisation préférée de l'invention, on réalise cela en équipant la poignée 14 d'une paire d'ergots ou de parties saillantes rigides 96, d'une seule pièce avec la poignée et s'é-tendant vers le bas à l'intérieur du disjoncteur. Les parties 20 saillantes 96 sont adjacentes à une extrémité de la poignée de sorte qu'elles entrent en contact avec la barrette de déclenchement 36 en l'entraînant, lorsque la poignée passe de la position "déclenchementn à la position "retour à l'état initial". Une caractéristique avantageuse de la présente invention réside dans le 25 fait que le positionnement des parties saillantes pourvoit au retour complet de l'organe de déclenchement déblocable 32 dans sa position verrouillée, comme représenté en figure 5, avant que lesdites parties saillantes 96 entrent en contact avec la barrette de déclenchement. De cette façon, l'entraînement est provoqué en-30 tre les parties saillantes de la poignée et la barrette de déclenchement lors du déplacement continu de la poignée vers sa position "retour à l'état initial". Cela produit une force suffisante sur l'armature 92 pour briser la soudure maintenant les contacts de shuntage fermés et facilite le mouvement de 1'étrier 35 34 vers sa position de blocage. On notera qu'aussitôt après la rupture de la soudure, le ressort de rappel 94 de la plaque de shuntage ramène celle ci dans sa position de repos représentée en figure 2,et que le ressort de rappel 44 facilite le déplacement de la barrette de déclenchement et de 1'étrier dans la position bloquée de retour à l'état initial de la figure 2. Par conséquent 18062 8 2043526 le dispositif suivant la. présente invention permet d'assurer le déplacement des contacts de shuntage hors de leur position fermée et de remettre dans son état initial le disjoncteur sans nécessiter une quelconque opération manuelle supplémentaire de la part de l'opérateur, et sans exposer le boîtier h une détérioration provoquée lors de la mise sous tension. 70 18062 9 2043526 REVENDICATIONS. 1. Dispositif de commande électrique caractérisé par le fait qu'in comporte une poignée pouvant se déplacer entre des positions "retour à l'état initial", "marche" et "déclenchement" 5 pour ouvrir et fermer un circuit branché aux bornes de l'appareil, un organe de déclenchement déblocable, pouvant être placé dans une position bloquée lors du déplacement dé la poignée dans sa position "retour à l'état initial" et pouvant obliger ladite poignée à prendre la position "déclenchement" lorsque ledit organe de déclen-10 chement est libéré de sa position bloquée, un dispositif de déclenchement sensible au courant, commandant le déclenchement du-dit organe de déclenchement déblocable et comportant des contacts de*shuntage pouvant être placés dans une position fermée lorsq'une surintensité de valeur prédéterminée se produit dans ledit circuit, 15 et un dispositif de coupure de shunt coopérant avec ladite poignée pour se déplacer lorsque la poignée se déplace entre les positions "déclenchement* et "retour à l'état initial" et pouvant agir sur ledit dispositif de déclenchement pour ouvrir positivement les contacts de shuntage lorsque ceux ci sont soudés par la 20 surintensité dans la position fermée. 2. Dispositif de commande électrique suivant la revendication 1 caractérisé par le fait que le dispositif de déclenchemfft, comporte une armature pouvant être mise dans une position de repos ou en être écartée en fonction de ladite surintensité pour 25 débloquer ledit organe de déclenchement déblocable, ladite armature empêchant le verrouillage dudit organe de déclenchement pendant que lesdits contacts de shuntage sont dans la position fermée. 3. Dispositif de commande.électrique suivant la revendi-30 cation 2 caractérisé par le fait que ledit dispositif de coupure du shunt peut fonctionner en synchronisme avec ladite poignée pendant le déplacement de celui ci vers la position "retour à l'état initial" pour entraîner ladite armature vers la position de repos et ouvrir les contacts de shuntage. 35 4. Dispositif de commande électrique suivant la revendi cation 1 caractérisé par le fait que le dispositif de déclenchement comporte un organe sensible à la température, relié électriquement au circuit,tandis que lesdits contacts de shuntage sont réunis pour coirt-circuiter ledit organe sensible à la température 40 lors du déplacement de ce dernier vers la position bloquée. 70 18062 10 2043526 5.Dispositif de commande électrique suivant la revendication 1 caractérisé par le fait que le dispositif de déclenchement comporte un organe de manoeuvre pouvant se déplacer entre des positions de repos et de déclenchement à la suite d'une surintensité, 5 que cet organe de manoeuvre porte un desdits contacts de shuntage et qu'il est déplacé vers sa position de déclenchement lors de la fermeture de ces contacts, ledit dispositif de coupure du shunt pouvant exercer une force d'entraînement sur ledit organe de manoeuvre pour débloquer ce dernier de sa position de déclenchement. 10 6.Dispositif de commande électrique suivant la revendica tion 1 caractérisé par le fait que le dispositif de coupure du shunt comporte un. organe d'entraînement porté par la poignée pour exercer une force de rupture sur la soudure maintenant les contacts de shuntage dans la position fermée. 15 7. Dispositif de commande électrique suivant la revendi cation 1 caractérisé par le fait qu'il comporte un dispositif de fermeture pour fermer, tout en permettant le déblocage, ledit organe de déclenchement, et que ledit dispositif de coupure du shunt peut entraîner le dispositif de fermeture dans une position 20 de verrouillage, lorsque les contacts sont ouverts, et, après le déplacement de l'organe de déclenchement, dans une position où il peut être bloqué. 8. Dispositif de commande électrique suivant la revendication 1 caractérisé par le fait que le dispositif de déclenche-25 ment sensible au courant comporte un système de déclenchement électromagnétique possédant un aimant fixe portant un premier contact de shuntage et un aimant mobile portant un second contact de shuntage, ledit aimant mobile étant muni d'une armature pou-, vant débloquer ledit organe de déclenchement lors de la fermeture 30 desdits contacts de shuntage sous l'effet d'une surintensité dans ledit circuit et ledit dispositif de coupure du shunt entraînant ladite armature pour provoquer l'ouverture franche des contacts de shuntage.