Brevet FR2077244A1 — publié le 19711022

u 2077241 La présente invention est relative à un disjoncteur et, plus particulièrement, elle concerne un verrouillage à commande thermique d'un type nouveau, utilisable dans un disjoncteur et comportant deux coulisseaux, l'un dont les mouvements sont commandés 5 par un élément bimétallique sensible à l'intensité qui y passe et dont l'autre est commandé par un élément bimétalliqué sensible à la- température ambiante.! En particulier, il est prévu dans le dis-Joncteur de l'invention un élément de verrouillage automatique, qui peut être en forme d'étrier et qui agit sur les coulisseaux de 10 verrouillage et non sur les éléments bimétalliques, de sorte qu'il ne transmet aucune charge à ces éléments bimétalliques. D'.autres buts, caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront de la description qui va suivre, description faite à titre purement explicatif et nullement limitatif et avec ré-15 férence aux dessins Joints dans lesquels : La figure 1 est une vue en élévation avec coupes partielles du disjoncteur perfectionné de l'invention, couvercle enlevé ; La figure 2 est une vue en perspective et en écartelé du mécanisme de commande manuelle et du mécanisme de verrouillage sen-20 sible à la température ambiante du disjoncteur de la figure 1 ; La figure 3 est une coupe faite suivant le plan 3-3 de la figure 1 ; et La figure 4 est une vue en perspective et en écartelé du mécanisme des contacts du disjoncteur de la figure 1. 25 Ainsi qu'on le voit sur la figure 1, le disjoncteur 10 conforme à un mode de réalisation de l'invention comprend un boîtier 12 muni de deux bornes extérieures 14 et 16 qui sont destinées à être raccordées à une source d'énergie électrique. Une douille de montage 18, fileté extérieurement, et un écrou (non représenté) 30 constituent un dispositif de fixation du disjoncteur 1*0 sur un tableau de bord (non représenté), Ainsi qu'cai le voit sur la figure 2,- le mécanisme de commande manuelle 20 du disjoncteur est constitué par un bouchon d'extrémité 21 et une douille de guidage 22 formant indicateur de po-35 sition. Le mécanisme de commande manuelle 20 constitué par le bouchon 21 et la douille de guidage 22 peut coulisser en direction a-xiale dans la douille de montage 18. Le mécanisme de commande manuelle 20 forme sur son axe u-ne tige 24 solidaire du bouchon 21. Cette tige 24 porte une rainu-40 re axiale 26 qui s'étend sur la moitié environ de sa hauteur à par • 71 00239 • 2- 207724 4 tir de son extrémité inférieure. Un manchon de centrage 30, porteur d'une fente 32 correspondant à la rainure 26 de la tige 24, est Interposé entre la'r douille" de guidage 22 et la tige 24 et peut coulisser en- direction axiale par rapport à ces éléments. 5 Lé manchon J'O est pourvu d'un étrier 36 qui constitue tin loquet' déclenchablè sensible à la température ambiante et qui, com-mè représenté, forme une'surface de butée 38 et une lèvre d'accrochage 40. L'étrier 36 pivote sur l'extrémité inférieure du manchon de centrage 30 par l'intermédiaire d'un axe 41. 10 . .'Ainsi qu' on le -voit sur la figure 3» les extrémités 39 de l'axe 41' s'engagent daiis des glissières 45 formées par le boîtier .. 12 ;et qui le guident dans ses mouvements eh direction axiale. . . .. Ainsi qu'on le voit -sur la figure '2, un premier loquet à commande manuelle 42 et un deuxième 43 pivotent'aussi dans l'extré-.15 mité.inférieure du manchon 30'par l'intermédiaire de l'axe 41. Le loquet à commande manuelle 42 forme une dent d'accrochage 44 qui . peut venir s R engager "sous-une goupille de verrouillage 46 maintenue fixedans une rainure-48 formée par la" partie inférieure de la douille de montage 18. • 20 ,• Le loquet à commande manuelle 42 est percé d'une ouverture 50 qui .forme un bord supérieur 52 constituant un premier profil de came et légèrement incliné par rapport à la'dirëction des mouvements ■axiaux du manchon 30, et un bord inférieur 53 constituant un deuxième profil de came, fortement incliné sur la direction des 25 mouvements axiaux du manchon 30 et dont le rôle est d'éviter tout déclenchement accidentel du loquet 42 qui pourrait être occasionné •par des vibrations de l'ensemble. La tige 24 est munie d'une goupille 54 formant touche de came, qui traverse la rainure 26 et dont .l'une des extrémités, qui se loge dans l'ouverture 50 du loquet 42, 30 est en contact avec le bord 52'formant profil de came. Le deuxième loquet à commande manuelle 43 est parallèle et contigu au premier 42 et agit sur une deuxième goupille de verrouillage- 58 logée dans une • rainure 60. - Ce deuxième'loquet 43 pivote..aussi sur l'axe 41 et forme un bord supérieur 61 et un bord 35 inférieur 63-constituant des profils de came et coopérant avee la goupille.-54 de la même-façon-que-les bords de l'ouverture 50 du premier- loquet142. " Un ressort 62 tend constamment à repousser élastiquement vers le.haut la douille de guidage 22 dans la douille de montage .40 18. Par conséquent,.le mécanisme de-commande manuelle 20 et sa ti- 71 00239 5. 2077244 ge 24 sont constamment repoussés élastiquement vers le haut dans la douille de montage 18. Ainsi qu'on le voit sur la figure 4, un bloc mobile porte-contacts 64 est percé d'une ouverture centrale 66 dans laquelle se 5 loge 1*étrier 36. Les extrémités latérales 67 du bloc 64 s'engagent, comme on le voit sur la figure 3, dans les glissières 45 du boîtier 12 et guident ce bloc dans ses mouvements de direction a-xiale. lie bloc porte-contacts 64 est associé à line plaquette 68 10 portant deux contacts mobiles 70 et qui est constamment repoussé élastiquement vers le bas par rapport au bloe 64 par un ressort 71 (figure 1). Les eontacts mobiles 70 peuvent venir s'appliquer contre des contacts fixes 72 et fermer ainsi entre les bornes 14 et 16 du disjoncteur un circuit électrique qui passe par tin élé-15 ment bimétallique 84 sensible à l'intensité du courant qui y circule et qui est logé dans le disjoncteur 10. Un ressort hélicoïdal 74 (figure 1) logé dans un évlde-ment cylindrique J6 du boîtier 12 s'appuie par l'une de ses extrémités dans le fond de cet évidement et par son autre extrémité 20 dans le bloc porte-contacts 64, lequel se trouve ainsi constamment repoussé vers le haut dans le boîtier 12 comme on le voit sur la figure 2. Selon l'invention, le bloc porte-contacts 64 est percé d'une fente transversale 78 dans laquelle se logent un étrier eou-25 lissant 80 et un coulisseau de verrouillage 82. L'étrier coulissant 80 se déplace à l'intérieur du bloe porte-contacts 64 sous l'action de l'élément bimétallique 84, de forme allongée et sensible à l'intensité du courant qui y circule. Plus précisément, l'une des extrémités de 1'étrier coulissant 80 est interconnectée par un 30 élément de connexion coulissant 87 avec l'élément bimétallique 84, lequel commande ainsi les mouvements latéraux de 1'étrier coulissant. L'autre extrémité de cet étrier est percée d'une ouverture 88 dans laquelle passe avec un minimum de jeu la tige de 1'étrier 36, lequel effectue ainsi des mouvements de pivotement en réponse 35 aux mouvements latéraux de 1'étrier coulissant 80. Le coulisseau de verrouillage 82 est en butée avec l'é-trier coulissant 80 et se déplace à l'intérieur du bloc porte-contacts 64 sous l'action d'un élément bimétallique 90, de forme allongée et sensible à la température ambiante. Cet élément bimé-40 tallique 90 sst interconnecté avec l'une des extrémités 94 du cou- bad original 71 00239 4. 2077244 lisseau de verrouillage 82 par une fente 92, de sorte que les mouvements latéraux de ce coulisseau 82 sont commandés par ledit élément bimétallique. L'autre extrémité du coulisseau 82 est percée d'une ouverture 96 qui, lorsque le disjoncteur est sur sa position 5 de fermeture, reçoit la lèvre d'accrochage 40 de l'étrier 36. Lorsque lé disjoncteur est sur sa position de fermeture, la surface de butée 38 de l'étrier 36 est appliquée contre la face supérieure du coulisseau de verrouillage 82 et y exerce une pression correspondant à la somme des forces ascendantes exercées respectivement par 10 les ressorts 71 et 74. Ainsi qu'on le voit sur la figure 1, l'élément bimétallique 84 sensible à l'intensité passante est maintenu dans le boîtier 12 par l'encastrement de ses deux extrémités. L'élément bimétallique 90 sensible à la température ambiante est maintenu fixe 15 dans le boîtier 12 par l'encastrement de son extrémité inférieure et par un dispositif d'attache réglable qui le maintient par son extrémité supérieure et qui permet ainsi d'étalonner le disjoncteur 10. "Sur les dessins joints, le disjoncteur de l'invention est 20 représenté soir sa position de fermeture. Lorsqu'il est sur cette position, une force ascendante est transmise par la face supérieure du coulisseau de verrouillage 82 et l'étrier 36 sur l'axe 41. Cette force applique les dents d'accrochage des loquets de verrouillage à commande manuelle 42 et 43 contre les goupilles de verrouil-25 lage 46 et 58. Il en résulte l'établissement de forces de frottement latérales entre ces dents de verrouillage et les goupilles de verrouillage 46 et 58. Ces forces de frottement latérales surpassent les forces latérales dirigées vers l'intérieur qui proviennent des contacts de la goupille 54 sur les rampes 52 et 61 des 30 loquets 42 et 43 et empêchent ainsi ces loquets de pivoter vers l'intérieur du disjoncteur. Lorsque la force.ascendante qui s'exerce sur la goupille de verrouillage 46 disparaît, les forces latérales qui proviennent des contacts de cette goupille avec les rampes 52 et 61 deviennent prépondérantes, font pivoter les loquets 35 42 et 43 vers l'intérieur et les dégagent ainsi respectivement des goupilles de verrouillage 46 et 58, ce qui permet au mécanisme à commande manuelle 20 d'effectuer un mouvement ascendant. On voit donc que le mécanisme à commande manuelle se déclenche automatiquement lorsque la force ascendante qui s'exerce sur l'étrier 36 dis-40 paraît. " BAD ORIGINAL 71 00239 2077244 En cas de surcharge dans le circuit électrique, l'élément bimétallique 84 sensible à l'intensité qui y passe s'incurve, sa partie médiane se déplace vers la droite en entraînant l'étrier coulissant 80, et par suite, l'étrier 36. Ce déplacement vers la 5 droite de l'étrier coulissant 80 a pour effet de dégager dans l'ouverture 96 du coulisseau 82 la surface de butée 38 formée par l'étrier 36 du contact de ce coulisseau. La force qui s'exerce entre la surface de butée 38 et la face supérieure du coulisseau 82 disparaît par conséquent, ce qui a.pour effet de libérer la face su-10 périeure du coulisseau 82 et de permettre un mouvement de remontée du bloc porte-contacts 64, et par suite, la séparation des contacts 70 et 72 et le désenclenchement automatique du mécanisme de commande manuelle du disjoncteur. La compensation de la température ambiante s'effectue par 15 les déplacements du coulisseau de verrouillage 82 par rapport à l'étrier coulissant 80 et qui résultent du cintrage de l'élément bimétallique 90 sensible à la température ambiante sous l'effet des variations de cette température. L'élément bimétallique 90 est a-gencé de façon qu'une augmentation de la température ambiante pro-20 voque m déplacement vers la droite du coulisseau de verrouillage 82 sur une course très sensiblement égale à celle du mouvement vers la droite qu'effectue l'étrier coulissant 80 sous l'action de la déformation subie par l'élément bimétallique 84 sensible à l'intensité passante du fait de la même variation de la température am-25 biante. Le désengagement manuel des contacts 70 et 72 s'obtient en tirant vers le haut le mécanisme de commande manuelle 20, ce qui a pour effet d'ajouter une force latérale additionnelle et dirigée vers l'intérieur sur le loquet à commande manuelle 42 du fait 30 de la force additionnelle exercée par la goupille 54 sur la rampe 52 de ce loquet. A ce sujet, on remarquera que le coulissement relatif possible eiitre le manchon de centrage 30 et la tige 24 ménage une certaine course morte qui permet à l'action de la goupille 54 sur la rampe 52 de s'effectuer. 35 Ainsi qu'on le voit sur les dessins joints, le verrouil lage thermique s'effecttte par un contact de butée entre la surface 38 de l'étrier 36 et la face supérieure du coulisseau de verrouillage 82. Il en résulte que ni l'un ni l'autre des éléments bimétalliques 84 et 90 n'est soumis à la pression de verrouillage. De 40 plus, le mécanisme de verrouillage à commande manuelle agit sur un BAD ORIGINAL 71 00239 6. 2077244 élément qui est'direotément supporté par le boîtier du disjoncteur et non par le coulisseau de verrouillage ou l'étrier coulissant. Par conséquent, les éléments bimétalliques 84 et 90 n'agissent pas directement sur le mécanisme de verrouillage à commande manuelle. La présente invention n'est pas limitée aux exemples de réalisation qui viennent d'être décrits, elle est au contraire susceptible de variantes et de modifications qui apparaîtront à l'homme de l'art. BAD ORIGINAL 71 00239 7. 2077244 . REVENDICATIONS 1 - Disjoncteur pour circuit électrique, caractérisé en ee qu'il comprend : un boîtier j deux bornes de connexion extérieures permettant de le brancher sur une source de courant électrique; un contact intérieur fixe relié à l'une de ces bornes ; un bloc 5 porte-contacts coulissant, muni d'un contact mobile et pouvant ê-tre mis sur une position pour laquelle ce contact mobile est appliqué contre le contact fixe intérieur j un élément bimétallique, de forme allongée, relié électriquement à l'autre desdites bornes et au contact mobile et sensible à l'intensité du courant qui y 10 circule ; un premier coulisseau se déplaçant dans le bloc porte-contacts et s'étendant transversalement par rapport audit élément bimétallique, ce premier coulisseau effectuant des mouvements de coulissement par rapport au bloc porte-contacts sous l'action de cet élément bimétallique j un deuxième élément bimétallique, de 15 forme allongée, sensible à la température ambiante et supporté dans le boîtier de l'appareil parallèlement au premier sensible à l'intensité qui y circule ; un deuxième coulisseau logé dans le bloc porte-contacts parallèle au premier et dont les mouvements dans le bloc porte-contacts sont consnandés par l'élément bimétallique 20 sensible à la température ambiante ; et un élément de verrouillage à commande thermique qui maintient les contacts sur leur position de fermeture et qui est actionné par la différence des mouvements des deux coulisseaux provenant de ce que la déformation de l'élément bimétallique sensible à l'intensité du courant qui y circule 25 surpasse d'une quantité prédéterminée la déformation de l'élément bimétallique sensible à la température ambiante, ce qui permet audit élément de verrouillage à commande thermique de libérer le bloc porte-contacts qui met alors lesdits contacts sur leur position d'ouverture. 30 2 - Disjoncteur selon la revendication 1, caractérisé en ce qu' il comporte vin élément à commande manuelle permettant de mettre le bloc porte-contacts sur sa position de fermeture des contacts, cet élément à commande manuelle étant muni d'un loquet permettant de verrouiller à la main les contacts sur leur position 35 de fermeture lorsque l'élément de verrouillage à commande thermique est enclenché, et se déclenchant automatiquement lorsque ledit élément de verrouillage à commande thermique se désenclenche. 3 - Disjoncteur selon la revendication 1, caractérisé en 40 ce que son élément de verrouillage à commande thermique est en con- C'A y -- 71 00239 8- 2077244 tact avec le deuxième coulisseau de façon à maintenir les contacts du disjoncteur sur leur position de fermeture lorsque ladite quantité prédéterminée de la différence des déformations- des éléments bimétalliques n'est pas dépassée, et en ce qu'un déplacement pré-5 déterminé dudit premier coulisseau correspondant à ladite quantité prédéterminée de différence des déformations des éléments bimétalliques dégage l'élément de verrouillage à commande thermique de contact de l'autre coulisseau et provoque ainsi le désenclenchement automatique du verrouillage. 10 4 - Disjoncteur selon la revendication 3> caractérisé en ce que son élément de verrouillage à commande thermique pivote sur l'élément de verrouillage .à commande manuelle en réponse aux mouvements dudit premier coulisseau. 5 - Disjoncteur selon la revendication 4, caractérisé en 15 ee que son premier coulisseau est percé d'une ouverture par laquelle passe l'élément de verrouillage à commande thermique et qui commande les mouvements de pivotement de cet élément en fonction des mouvements dudit premier coulisseau. 6 - Disjoncteur selon la revendication 2j caractérisé en 20 ce que son élément de verrouillage à commande thermique s'étend entre l'élément de verrouillage à commande manuelle et le bloc porte-contacts, et en ce que les mouvements de cet élément de verrouillage à commande thermique sont commandés par -l'un desdits coulisseaux de façon que le verrouillage à commande manuelle soit 25 maintenu enclenché lorsque l'élément de verrouillage à commande thermique est lui-même enclenché. 7 ~ Disjoncteur selon la revendication 6, caractérisé en ce qu'il comporte dès dispositifs qui appliquent une force de rappel élastique sur le bloc porte-contacts de façon que soit exercée 30 par l'intermédiaire de l'élément de verrouillage à commande thermique une force qui maintient l'élément de verrouillage à commande manuelle enclenché lorsque l'élément de verrouillage à commande thermique est lui-même enclenché ; et en ce que ledit mouvement prédéterminé du premier coulisseau a pour effet de supprimer cette 35 force et de provoquer ainsi le désenclenchement automatique de l'élément" de verrouillage à commande manuelle. 8 - Disjoncteur pour circuit électrique, caractérisé en ce qu'il comprend : un boîtier j deux bornes de connexion extérieures permettant de le brancher sur une source de courant électrique; 40 un contact intérieur fixe relié à l'une de cès bornes j un bloc 71 00239 9- 2077244 porte-contacts coulissant, muni d'un contact mobile et pouvant ê-tre mis sur une position pour laquelle ce contact mobile est appliqué contre le contact fixe intérieur ; un élément bimétallique, de forme allongée, relié électriquement à l'autre desdites bornes et 5 au contact mobile et sensible à l'intensité du courant qui y circule ; un loquet à commande thermique dont 1'enclenchement est commandé par l'élément bimétallique sensible à l'intensité du courant qui y circule et s'enclenchant lorsque cet élément bimétallique effectue un mouvement correspondant à une intensité passante 10 prédéterminée ; et un élément de verrouillage à commande manuelle permettant de mettre le bloc porte-contacts sur sa position de fermeture, cet élément de verrouillage à commande manuelle comportant un loquet permettant d'effectuer un verrouillage manuel desdits contacts sur leur position de fermeture lorsque l'élément de ver-15 rouillage à commande thermique est enclenché, cet élément de verrouillage à commande manuelle se désenclenchant automatiquement lorsque l'élément de verrouillage à commande thermique se désen-clenche. 9 - Disjoncteur selon la revendication 8, caractérisé en 20 ce que son verrouillage à commande manuelle comprend s un élément de verrouillage à commande manuelle constamment repoussé élastiquement vers sa position de désenclenchement ; et un dispositif permettant d'appliquer sur cet élément de verrouillage une force de frottement qui le maintient sur sa position de verrouillage, les 25 mouvements de ce dispositif étant commandés par l'élément de verrouillage à commande thermique de façon que lorsque celui-ci se dé-senclenche ladite force de frottement disparaît, ce qui permet à l'élément constamment repoussé élastiquement vers sa position de déverrouillage de se mettre sur cette position. 30 10 - Disjoncteur selon la revendication 9, caractérisé en ce que son élément de verrouillage à commande manuelle est en contact avec une surface intérieure directement supportée par le boîtier du disjoncteur, de sorte que, lorsque l'élément de verrouillage à commande manuelle est actionné, les forces qui sont transmi-35 ses par l'élément de verrouillage à commande manuelle sur ladite surface ne s'appliquent pas sur l'élément bimétallique. 11 - Disjoncteur selon la revendication 9* caractérisé en ce que son dispositif qui fournit ladite force comporte un élément dont les mouvements sont commandés par l'élément de verrouillage à 40 commande thermique qui est relié à l'élément de verrouillage à cora- BAD ORIGINAL 71 00239 ' 10- ' 2077241 mande manuelle de façon à transmettre ladite force entre l'élément de verrouillage à commande thermique et l'élément de verrouillage à commande manuelle. 12 - Disjoncteur selon la revendication 10, caractérisé 5 en ce que son dispositif qui fournit ladite force comporte un élément dont les mouvements sont commandés par l'élément de verrouillage à commande thermique qui est relié à l'élément de verrouillage à commande manuelle de façon à transmettre ladite force entre l'élément de verrouillage à commande thermique et l'élément de ver-10 roui 11 âge à commande manuelle.' 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