Brevet FR2105131A1 — publié le 19720428

L'objet d'invention concerne un dispositif à double coupure de courant et de l'extinction de l'arc électrique pouvant constituer une unité de construction applicable notamment aux disjoncteurs mono ou multipolaires et contacteurs à pouvoir de coupure élevé.Dans sa réalisation comme unité de construction universellement applicable, le dispositif précité possède la forme d'un batier plat sensiblement rectangulaire dans lequel sont aménagés les contacts fixes et mobiles à double rupture ainsi que les grilles de déionisatioii rapide de l'arc électrique, par exemple les plaques métalliques suivant le principe Doliv::-Dobrovol- ski.Pour réaliser les disjoncteurs multipolaires, on assemble suivant le nombre des pâles à protéger, plusieurs unités monopolaires, l'une à c6té de l'autre, posées soit de champ, soit à plat.Le boitier créant l'unité de construction et réalisé en matière moulée, de préférnce en mélamine, constitue un tube rectangu laire fermé à l'une de ses extrémités par un capuchon isolant guidant une entre- v toise pouvant se déplacer axialement, et portant les contacts mobiles, ladite entretoise servant en meAme temps à séparer les arcs électriques et les contacts fixes à double rupture par polies aménagés à l'intérieur du boitier sur les doucles des deux barres parallèles fixées dur les petits cotés dudit boitier.Entre chacune des boucles précitées, créant le profil X, est introduit un noyau ferromagnétique axant sensiblement la forme d'un parallèlépipède pouvant être muni sur chacun de ses petits contés des flasques magnétiques situées à 11 extérieur du boitier créant ainsi le champ magnétique puissant destiné à chasser l'arc dans la chambre d'extinction.Les contacts mobiles sont tenus dans leur position fermée par un ressort plat ou héllcotdal disposé entre la surface extérieure du capuchon déjà cité, et l'entretoise mobile.Suivant une variante de réalisation, le capuchon fermant la chambre d'extinction est remplacé par une entretoise isolante introduite dans le socle creux de l'appareil, le divisant ainsi en deux espaces, dans l'un étant aménagés les contacts fixes et mobiles, avec le disposi tif d'extinction de arc, dans autre le relais de surintensité fonctionnant en meme temps comme accélérateur des contacts mobiles avec au moins une partie des éléments actionnant la serrure du disjoncteur. La description qui va suivre en regard des dessins annexés à titre d'exemple permettra de bien bien comprendre comment l'invention peut dextre mise en pratique. La figure 1 est la coupe longitudinale de la chambre d'extinction créant avec les contacts fixes et mobiles une unité de construction. La figure 2 est la coupe transversale suivant le plan I-I fig. 1. La figure 9 est la vue de c8té suivant la flèche s fig.l. La figure 4 représente en agrandissement l'entretoise mobile portant les contacts mobiles avec son ressort de rappel. figure 5 est une vue en plan sur une des deux barres plates repliées en U et por tant le contact fixe. La figure Qweprésente schématiquement une variante de réalisation de la chambre suivant la figure 1, aménagée dans le socle d'un disjoncteur à effet de limitation de courant. Comme il résulte des figures lç5, le dispositif d'extinction de l'arc se compose de deux barres conductrices 2,3 symétriquement opposées, autour de l'axe principal O-O du boitier 1 isolant, réalisé de préférence en mélamine.Chaque extrémité des barres 1, 2 est repliée en forme de U créant ainsi tne boucle, serran une tige ou une barette 12a, respectivement 12b en matière ferromagnétique et servant pour créer le champ de soufflage autour des contacts fixes 5,5' et mobiles ll,ll'.Les bar ettes 12a,12b peuvent titre prolongées par les flasques ferromagnétiques 12A, 123 collées dans un évidement réalisé à l'extérieur des grandes surfaces du boitier 1 (fig.l-st 7).Les barres 2,3 sont fixées sur les petits cotés du boitier l.Entre les deux boucles précitées ayant le profil U, se déplace axialement une entretoise métallique 6 isolée sur sa partie médiane 7 (fig.4) de préférencepar une mince couche de vernis résistant aux températures élevées, par exemple en sylastène ou Silicon RTV 757. L'extrémité droite de ladite entretoise se termine suivant une variante de réalisation par une fourchette 5a,6b tenant l'axe 9, autour duquel peut légèrement osciller le double contact mobile 10 opposé contre les contacts fixes 5,5' solidaires des boucles déjà citées; L'entretoise o est guidée dans il fente 13a (fig.l)) réalisée dans le capuchon isolant 13 obturant l'arrière partie du boitier l.Un ressort plat 8 conve noblement replié est introduit dans l'entretoise Ç et s'appuie sur la surface du capuchon 13 muni des parois de guidage 14.Le roule du ressort 8 est d'assurer la pression entre les contacts fixes et mobiles 5,5', 10 d'une part, et de presser le capuchon 13 contre l'extrémité gauche du boitier 2, d'autre part. Pour ouvrir les contacts 10-5,51 on agit suivant la flèche 5 fig.l sur l'en- tretoise 6, par exemple à l'aide d'un bras 14 fixé sur l'axe 15 commandé par une serrure.omne on l'observe dans les figures 1 et 2, l'entretoise mobile 6 sépare les arcs électriques apparaissant entre les contacts.0n créé ainsi une chambre ayant les dimensions réduites à double rupture par pale, avec ses avantages considérables qui présentent notamment l'augmentation rapide du gradient de tension au moment de la séparation des contacts, la suppression des liaisons flexibles nécessaires dans les dispositifs à simple coupure par pôle et la possibilité de réduire la distance "s arc électrique est chassé par le champ électromagnétique créé par les barettes en fer doux 12a,12b (pouvant gtre éventuellement munies de deux petites flasques 12A,12ss, fig.7 collées sur les parois extérieures de la chambre 1) dans les grilles de déionisation 4 ou en général dans n'inporte quel dispositif d'extinction de l'arc en soi connu.Les grilles de déionisation sont introduites à la manière ha- bituelle dans les encoches pressées à l'intérieur du boitier.Ainsi le boîtier constituant avec ses contacts fixes et mobiles et cl;;ambre de soufflage une unité de construction possède la forme d'un tube rectangulaire et plat ouvert sur une de ses extrémités et obturé par les boucles symétriquement opposées aux barres 2,3 d'une part, et par le capuchon isolant 13.11 est évidant que l'on peut remplacer le tube l-la par l'espace creux de socleA de l'appareil comme il est schématiquement représenté dans les figures o et 7. Suivant une variante de réalisation, le boîtier 1 ayant la forme d'un tube rectangulaire peut être constitué de deux pièces dont une possède la forme d'un couvercle la en plexiglas.Comme on l'observe dans la figure 6, le dispositif de coupure et extinction de l'arc monté dans le socle de l'appareil représente une variante de réalisation simplifiée du dispositif décrit dans la figure l.Le contact mobile 21 placé à l'extérieur de la chambre d'extinction et pouvant légèrement osciller autour du pivot 2) fixé dans le levier élastique par exemple en acier solidaire de l'axe de commande l.Cette suspension élastique permet la séparation plus rapide des contacts en cas de coupure des courants de court-circuit puissants.L'entretoise l3a divise l'espace dans le socle en deux compartiements. Suivant une variante de réalisation mais toujours suivant ltobjet d'invention, le noyau plongeur 25 du relais de surcharge 24, est lié avec le bras élastique 19 par l'intermédiaire de la coulisse 20 dans laquelle pénétre liia goupille 21a solidaire du double contact 21.L'autre extrémité de la tige 21b solidaire du r.oy- au 2 25 heurte le bras 18 solidaire de l'axe 17 déverrouillant la serrure du disjoncteur assurant la libération de l'axe l6.La serrure placée de préférence sur le petit coté du socle A du disjoncteur n'est pas représentée, ne faisant pas 1'objet de la présente invention.Au moment dlun court-circuit, le noyau plongeur 25 accompli une course à vide "d" d'ordre 1 mm déverrouillant la serrure et entraine ensuite le contact mobile 21.Le contact mobile 21 peut astre remplacé par un corps cylindrique 21a figea recouvert d'une couche mince 21c en matériaux résistant à l'usure par l'arc électrique.L'élément thermique T agit sur l'axe 17. La figure 7 représente schématiquement l'aménagement du dispositif suivant la figure 1 dans le socle A du aisjoncteur.Le capuchon 13 est remplacé par l'entretoise 13a divisant le socle A en deux compartiments C et D, le compartiment C étant réservé aux relais de surcharge et éventuellement à ur,e partie du mécailisme de disJonobLon , l'autre compartiment aux doubles contacts fixes et mobiles ainsi qu'au dispositif d'extinction de 1'arc.Ainsi on peut réaliser un disjoncteur plat.Les gaz chauds provenant de l'arc pénètrent par les fentes 27 dans l'espace B réservé aux éléments thermiques T et aux axes 17 respectivement 16, liés avec la serrure non représentée.Pour réduire davantage la hauteur de l'appareil, ltu- nité de construction décrite suivant les fiv. 14, respectivement 7, peut astre introduite à plat dans le socle de l'appareil, c'est à dire là où le grand csté de la chambre 1 est parallèle avec la base A de l'appareil.Dans ce cas on peut aménager dans l'espace B, aussi, une simple serrure de déclenchement libre avec un aimant permanent chargé de diminuer sa fatigue mécanique et de la rendre par suite plus simple, et rapide, ce dispositif faisant l'objet d'un brevet lndépeudant. Pour réaliser les appareils multipolaires on peut assembler plusieurs unités monopolaires posées soit de chant, soit à plat. R Y V A N D I C A T I O . S 1) Dispositif à double coupure de courant et d'extinction des arcs électriques caractérisé par le fait qu'il constitue avec ses doubles contacts fixes et mobiles et son dispositif de soufflage électromagnétique et d'extinction des arcs dans les plaques déionisantes, une unité de construction pouvant titre posée de chant ou horizontalement dans les appareils de commutation, notamment dans les disjoncteurs ou contacteurs, ou bien pouvant être introduite dans le socle creux du disjoncteur, l'enveloppe isolante dans laquelle est aménagé le dispositif précité étant remplacée par les parois de son socle creux. 2) Dispositif à double coupure suivant la revandication précédente, caractérisé par le fait que dans une enveloppe constituée d'un tube,sensiblement rectangulai- re, obturé sur une de ses eXtrémités par un capuchon ou plaque isolante munie une fente dans laquelle oscille une entretoise au moins partidlement isolée et portant les contacts mobiles, sont aménagés en dehors des dits contacts mobiles, les contatts fixes ainsi que le dispositif électromagnétique créant le champ magnétique chassant l'arc électrique entre les plaques de déionisation. 3)Dispositif à double coupure suivant la revandication précédente, caractérisé par le fait que le dispositif électromagnétique précité est constitué de deux boucles symétriquement opposées l'une contre l'autre et autour de l'axe principal de symétrie des contacts fixes et mobiles, les dites boucles étant réalisées aux extrémités de barres métalliques parallèles, fixées sur les petits cotés de tube rectangulaire décrit dans les alinéas précédents, les dites boucles serrant les noyaux ferromagnétiques pouvant etre opposés aux flasques nerromaCr,nétiques aménagées à l'extérieur des grandes surfaces du tube déjà cité. 4) Dispositif à double coupure suivant la revandication précédente, caractérisé par le fait que l'entretoise mobile traversant le capuchon ou plaque déjà décrite, est munie d'un ressort s'appuyant sur la surface extérieure dudit capuchon afin d'assurer la pression entre les contacts fixes et mobiles d'une part, et de presser le capuchon contre l'extrémité du tube rectangulaire déjà décrit, d'autre part. r;) Dispositif è double coupure, suivant la revandication précédente, caractérisé par le fait que l'entretoise se déplayant entre les boucles déjà décrites divise l'endroit de la chambre où sita lectriquemel.t isolés. 6) Dispositif à double coupure, suivant la revandication précédente, caractérisé par le fait que suivant une variante de réalisation, le tube isolant rectangulai- re décrit dans les alinés précédents est remplacé par les parois intérieures du socle creux de l'appareil, le capuchon étant remplacé par une entretoise (l2a) divisant le socle en deux espaces, dans l'un étant aménagés les contacts fixes et mobiles ainsi que le dispositif d'extinction des arcs électriques, dans l'autre l'électroaimant de surintensité fonctionnant en même temps comme accélérateur des contacts mobiles ainsi que les éléments actionnant la serrure de déclenchement du disjoncteur. 7) Dispositif à double coupure, suivant la revandication prdoédenNe , carcterisd par le fait que suivant une variante de réalisation le contact mobile est situé dans le socle de l' pareil en dehors de la chambre d'extinction, les contacts fixes étant solidaires d'une partie extérieure des boucles dkjà décrites. 8) Dispositif à double coupure, suivant la revandication précédente, caractérisé par le fait que le double contact mobile possède la forme d'un triangle ou d'une galette pouvant osciller sur un bras élastique solidaire de l'axe de commande dudit contact.