Brevet FR2188293A1 — publié le 19740118

La présente invention concerne un dispositif d'enclenchement et de déclenchement d'un organe de rupture pour disjonteurs électriques automatiques0 Dans les disjoncteurs automatiques, le déclenchement du mécanisme prévu à cet effet est commandé par un organe normalement assujetti à des ressorts qui tendent à le déplacer dans la position de rupture, ce déplacement étant empoché par un organe d'enclenchement qui maintient l'organe de rupture et ne le libère que sous l'intervention du dispositif électromagnétique ou électrothermique lorsqu'il se produit un court-circuit ou une surin densité, Dans les disjoncteurs connus, l'organe d'enclenchement est généralement constitué par une dent solidaire de l'extrémité de l'organe de rupture et qui est engagé dans l'encoche d'une tige ou d'un levier déplacé par le dispositif électromagnétique et électrothermique pour provoquer le déclenchement0 Ce type de déclenchement exige l'utilisation d'un certain nombre d'organes intermédiaires entre l'organe de rupture et le système de déclenchement du disjoncteur et, par conséquent, de masses relativement importantes qui réduisent la vitesse de réponse de l'appareil. I1 s'agit, en outre, d'appareils complexes exigeant plusieurs usinages de précision ce qui entrasse des colts élevés0 La présente invention a pour objet de concevoir un disjoncteur permettant de remédier auxdits inconvénients des dispositifs connus Le disjoncteur selon l'invention comporte.comme moyen d'enclenchement un organe présentant, en regard de l'organe de rupture, une surface cylindrique contre laquelle est appliqué l'organe de rupture, le moyen d'enclenchement étant maintenu dans la position d'enclenchement par des moyens qui lui permettent de reculer et donc de libérer l'organe de rupture quand il se produit une surintensité ou un court-circuit0 De préférence, l'organe d'enclenchement à surface Xy- lindrique est un rouleau cylindrique dont les extrémités soat placées dans des logements permettant le déplac;ment du cylindre, parallèlement à son axe, à partir d'une position avancée d'enclenchement dans une position reculée de déclenchement de l'organe de rupture, le rouleau étant soumis à l'action de moyens qui le maintiennent dans la position d'enclenchement et qui lui permet tent de se placer dans la position de déclenchement en cas de surintensité ou de court-circuit0 es moyens sont constitués, de préférence, par deux autres rouleaux parallèles au rouleau d'enclenchement dont l'un au moins est monté mobile ; en position d'enclenchement, ces deux rouleaux sont séparés par une distance inférieure au diamètre du rouleau d'enclenchement, de façon à empêcher le recul de ce dernier, alors qu'en cas de court-circuit ou de surintensité, la distance augmente au-dessus de ce diamètre afin de permettre le recul du rouleau d'enclenchement0 be mécanisme commandant le mouvement des rouleaux est constitué par un levier intermédiaire, en forme de crochet, présentant un siège qui, en position d'enclenchement, fait avancer le rouleau mobile de maintien et est maintenu dans cette position par une dent solidaire d'une traverse pivotante commandée par le dispositif électro-magnétique et électro-thermique de l'appareil0 L'invention sera maintenant décrite plus en détails en se référant aux dessins annexés montrant à titre d'exemple un mode de réalisation du dispositif selon l'invention0 Sur ces dessins Figure 1 représente un mécanisme de rupture d'un disjoncteur de conception classique dans lequel l'organe de rupture automatique est enclenché par le rouleau d'enclenchement selon l'invention Figure 2 est une vue schématique montrant le dispositif d'enclenchement et de déclenchement selon l'invention Figure 3 montre le meme dispositif après l'opération de déclenchement et, Figure 4 est une vue en perspective du dispositif dans la position représentée aux figures 2 et 30 Comme le montre la figure 1, un mécanisme de rupture d'un disjoncteur automatique destiné à mettre en position de coupure un contact mobile 1, par rapport à un contact fixe 2, comprend une articulation composée de deux leviers 3 et 4 montés sur un axe commun 5 sur lequel est également monté un tendeur de ressort 6 servant à maintenir un ou plusieurs ressorts 7 tendus entre ce tendeur et le corps 8 d'un levier de commande 9o Lwextrémité inférieure du levier 4 est articulée au point 10 sur le porte-contact 1, tandis que l'extrémité superieure du levier 3, grâce à sa forme en fourchette 11, porte un axe 12 prévu sur un organe de rupture 13 monté pivotant autour d'un axe 14'.L'organe 13 a la forme d'une faucille et son extrémité 13t est enclenchée et maintenue de façon à empêcher toute rotation dans le sens contraire au sens des aiguilles d'une montre, contre l'action des ressorts 70 L'organe 13 peut, bien entendu, présenter une configuration différente suivant le type de mécanisme de rupture utilisé dans le disjoncteur automatique. Selon la présente invention l'enclenchement de l'ex- trémité 13t est obtenu au moyen d'un rouleau 14 contre lequel butte cette extrémité 13'. Le rouleau 14 désigné ici comme rouleau d'enclenchement, est poussé en avant par deux rouleaux de serrage 15 et 16, parallèles au premier et séparés l'un de l'autre par une distance inférieure au diamètre du rouleau d'enclenchement 14. Le déclenchement de l'organe de rupture 13 n'est possible que lors du recul du rouleau 14 qui se produit lorsque, entre les rouleaux 15 et 16, s'ouvre un passage à travers lequel le rouleau d'enclenchement 14 peut reculer, Comme le montrent les figures 2, 3 et 4 les rouleaux 14, 15 et 16 sont supportés par les deux parois parallèles 17 et 18 d'un support en tle pliée en U. A cet effet) chacune des parois parallèles 17 et 18 présente un logement 19 qui reçoit les extrémités des trois rouleaux, ce logement étant conçu de façon à permettre le passage de l'un des rouleaux 15 et 16, par exemple le rouleau 16, d'une position de maintien dans une autre position dans laquelle le rouleau 14 peut reculer. Le rouleau 14 est soumis à l'action d'un ressort à lame 20 qui, sur la figure 2, est représenté, pour des raisons de clarté, sous une forme d'une élément ondulé. En position d'enclenchement du rouleau 14, le rouleau 16 est maintenu en position avancée par un siège en équerre 21 prévu sur un levier 22 monté pivotant sur un arbre 23 et qui s'étend à travers une fenêtre 24 de la paroi qui réunit les parois parallèles 17 et 18. Le levier 22 est avancé par une dent 25 portée par une traverse 26 pouvant pivoter autour de son propre axe 27. La traverse 26 est maintenue dans la position représentée à la figure 2 par un ressort 28 qui tend à la faire pivoter dans le sens opposé au sens des aiguilles d'une montre et par une vis d'arrêt 29, réglable, qui bute contre un support fixe 30o La traverse 26 est commandée par les organes électromagnétiques et électrokhermiques de l'appareil. Le dispositif électro-magnétique, pour chaque conducteur de phase de l'appareil, comprend un aimant 3 en U, traversé par une barre conductrice 32 par laquelle passe le courant de-la phase correspondante et une armature mobile 33 qui, par l'intermédiaire d'un étrier 34 et d'une tige verticale 35, coopère avec une console 36 solidaire de la traverse 26, de sorte que lorsque cette armature est attirée par l'aimant 31, la traverse 26 est pivotée dans le sens des aiguilles d'une montre. Le dispositif électro-thermique comprend une lame bimétallique 37, fixée par sa partie inférieure à une face plane d'une Doucle de la barre 32 et disposée en regard d'une vis 39 portée par un bras 40 s'étendant à partir de la traverse 26, de sorte que lorsqu'il se produit une surcharge, le réchauffement de la barre 32 est transmis à la lame bimétallique 37, laquelle fléchit vers la droite, repousse la vis 39 et fait ainsi pivoter la traverse 26 dans le sens des aiguilles d'une montre. Lorsque la traverse 26 pivote dans le sens des aiguilles d'une montre (figure 2) par suite d'un court-circuit ou d'une surcharge, la dent 25 libère le levier 22, et le rouleau 16 peut alors avancer en direction du fond 19' (en pointillés sur la figure)du logement 19.De cette façon, la distance séparant les rouleaux 15 et 16 est suffisante pour permettre le passage du rouleau 14 entre les deux premiers sous l'actiotl de l'organe du rupture 13, ce dernier pouvant ainsi pivoter dans le sens des aiguilles d'une montre (figure 1) autour de l'axe 14' en provoquant alors la détente de l'articulation 3-4 et, par conséquent, l'ouverture du contact lo Avec la détente de l'articulation, le levier 9 se place dans une position intermédiaire indiquant la rupture automatique du disjoncteur0 Dès que le déclenchement a eu lieu, le rouleau 14, libéré de la pression de l'organe de rupture 13, retourne dans sa position avancée sous l'action du ressort 20. Le levier 22, qui est pivoté dans le sens des aiguilles d'une montre, reste dans cette position empochant tout retour de la traverse 26 dans sa position initiale du fait que la dent 25 bute sur l'extrémité du levier 22. Tous ces organes restent dans la position de déclenchement de la figure 3 tant qu'on n'effectue pas l'opération de réarmement, c'est-à-dire tant qu'on ne place pas, manuellement, le levier de commande 9 du disjoncteur et son corps 8 en fin de course vers la droite, en abaissant ainsi l'organe de rupture 13 sous l'action du mentonnet 410 13 Lors de cette opération, l'organe de rupture/est avancé au-delà du rouleau 14 et, simultanément, le tendeur de ressort 6, par l'intermédiaire d'un balancier 42, coopère avec le levier 22 et notamment avec un bras 43 de ce levier pour faire pivoter ce dernier dans le sens opposé au sens des aiguilles d'une montre, Le levier 22 ramène ainsi, par son siège 21, le rouleau 16 dans la position d'enclenchement en libérant la dent 25, la traverse 26 pouvant ainsi reprendre sa position initiale sous l'action du ressort 28 jusqu'à ce que la vis d'arrêt 29 bute contre le support 30. Dans cette position, la dent 25 vient bloquer le levier 22 de sorte que le rouleau 16 maintient le rouleau d'enclenchement 14 dans sa position avancée, l'organe de rupture 13 reste enclenché et le levier 9 peut être reltché. L'opération de réarmement terminée, le levier 9 est totalement déplacé vers la gauche, provoquant le redressement de l'articulation 3-4 et, par conséquent, la fermeture du contact mobile 1. On comprend ainsi aisément qu'on obtient un mécanisme de déclenchement particulièrement avantageux pour les disjoncteurs automatiques de moyenne et haute puissance dans lequel l'organe de rupture est maintenu par une surface courbe fournissant un frottement très réduit, sans provoquer d'usure, de sorte que la rapidité d'intervention du disjoncteur est considérablement améliorée et maintenue constante dans le tempso bien entendu, l'invention n'est pas limitée au mode de réalisation décrit et représenté ici, mais on pourra y apporter de nombreuses modifications de détails sans sortir, pour cela, du cadre de l'invention0 REVENDICATIONS 1.- Dispositif d'enclenchement et de déclenchement de l'organe de rupture pour disjoncteurs électriques automatiques, caractérisé en ce qu'il comporte, comme moyen d'enclenchement, un organe présentant, en regard de organe de rupture, une surface cylindrique contre laquelle est appliqué l'organe de rupture, le moyen d'enclenchement étant maintenu dans la position d'enclenchement par des moyens qui lui permettent de reculer, et donc de libérer l'organe de rupture quand il se produit une surintensité ou un court-circuit0 2o- Dispositif suivant la revendication 1 caractérisé en ce que l'organe d'enclenchement, à surface cylindrique, est un rouleau cylindrique dont les extrémités sont placées dans des logements permettant le déplacement du cylindre parallèlement à son axe, à partir d'une position avancée d'enclenchement dans une position reculée de déclenchement de l'organe de rupture, le rouleau étant soumis à l'action de moyens qui le maintiennent dans la position d'enclenchement et qui lui permettent de se placer dans la position de déclenchement en cas de surintensité ou de court-circuit. 3.- Dispositif suivant la revendication 2, caractérisé en ce que lesdits moyens qui maintiennent le rouleau d'enclenchement dans sa position avancée sont constitués par deux rouleaux de maintien dont l'un au moins est mobile et parallèle par rapport audit rouleau d'enclenchement, ces rouleaux étant supportés dans les mimes sièges que ce dernier et commandés de façon à ce qu'ils supportent le rouleau d'enclenchement dans sa position avancée en conservant, entre eux, une distance inférieure au diamètre de ce rouleau d'enclenchement, alors que l'augmentation de cette distance au-dessus dudit diamètre permet le passage du rouleau d'enclenchement entre les deux autres rouleaux pour etre avancé dans sa position de déclenchement0 4.- Dispositif suivant la revendication 2, caractérisé en ce que ledit rouleau d'enclenchement est avancé dans sa position d'enclenchement par un ressort de rappel destiné a' amener ce rouleau dans sa position d'enclenchement après chaque recul et après le déclenchement de l'organe de rupture0 5.- Dispositif suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que lesdits rouleaux de maintien sont montés d'une manière telle qu'un seul de ces rouleaux, mobile parallèlement à son axe, soit maintenu dans la position de soutien par un siège prévu sur un levier, ledit levier étant maintenu dans une position avancée par une dent solidaire d'une traverse, pouvant pivoter autour de son propre axe, et qui est mise en mouvement par le dispositif électro-magnétique et électro-thermique de l'appareil automatique lorsqu'il se produit une surintensité ou un court-circuit de façon à libérer ledit levier pour permettre le déplacement du rouleau de maintien mobile. 6.- Dispositif suivant la revendication 5 caractérisé en ce que ledit levier soutenant le rouleau de maintien mobile et la dent solidaire de la traverse pivotante sont avancés dans une position liDre dans laquelle ledit levier empoche le retour de ladite traverse dans sa position initiale sous l'action d'un ressort de rappel, tant qu'une opération de réarmement n'a pas placé ledit levier dans sa position avancée, position dans laquelle le rouleau de maintien mobile est rapproché de l'autre rouleau de maintien pour empêcher le déplacement dudit rouleau d'enclenchement.