Brevet FR2177433A1 — publié le 19731109

La présente invention concerne d'une manière générale les disjoncteurs et vise plus particulièrement, mais non exclusivement, ceux destinés à la protection des circuits divisionnaires dans une installation de distribution électrique. Le problème à résoudre pour la réalisation de disjoncteurs de ce type vient notamment de la nécessité qu'il y a de les réaliser sous un encombrement minimal, pour permettre leur encastrement dans des cloisons de faible épaisseur, ou leur montage dans des armoires de faible saillie, ces disjoncteurs devant cependant entre capables de performances élevées, en raison notamment de l'augmentation constante des puissances installées qui sont de plus en plus importantes. La présente invention a notamment pour objet un mécanisme de commande pour disjoncteur permettant avantageusement de conjuguer ces deux exigences apparemment contradictoires. Elle a encore pour objet un disjoncteur équipé d'un tel mécanisme. Le mécanisme de commande pour disjoncteur selon l'invention est du genre destiné à assurer, d'une part le passage et le maintien en position enclenchée du contact mobile d'un disjoncteur sollicité en direction d'une position déclenchée par des moyens élastiques de rappel, et d'autre part la libération dudit contact mobile en réponse à un quelconque organe de déclenchement tel que noyau d'un circuit magnétique, bilame ou autre, et est caractérisé notamment en ce qu'il ne comporte, en combinaison, que deux pièces distinctes, à savoir d'une part une manette d'enclenchement et de déclenchement montée pivotante autour d'un pivot à l'encontre de moyens élastiques de rappel et solidaires d'une came, et d'autre part un levier de déclenchement monté pivotant et coulissant et sollicité par des moyens de rappel au contact de ladite came, ledit levier de déclenchement portant, d'une part une butée pour retenue dudit contact mobile, et d'autre part au moins un bras pour action d'un desdits organes de déclenchement. Ce mécanisme de commande ne comportant ainsi qu'un nombre réduit de pièces, peut etre réalisé sous un volume réduit, ce qui favorise notamment, pour un encombrement général donné, l'adoption pour le disjoncteur d'une chambre d'extinction d'arc munie de plaques de déionisation susceptibles d'en augmenter les performances, et en particulier le pouvoir de coupure, ainsi que l'adoption d'une pluralité d'organes de déclenchement susceptibles d'augmenter la sécurité de protection assurée. A cet égard, et selon un premier aspect, un disjoncteur suivant l'invention, équipé du mécanisme de commande succinctement décrit ci-dessus, est encore caractérisé en ce qu'il comporte un bottier dont une des faces forme une semelle permettant sa fixation à un quelconque support, en ce que son mécanisme de commande est situé du cté opposé à ladite semelle, à distance de celle-ci, et en ce qu'entre ledit mécanisme et ladite semelle sont successivement disposés cbte à cote, perpendiculairement à ladite semelle, une première borne liée au contact fixe, une chambre d'extinction d'arc, au moins un organe de déclenchement, et une deuxième borne. L'encombrement propre du mécanisme de commande selon l'invention est si réduit que, selon une caractéristique complémentaire, la chambre d'extinction d'arc d'un tel disjoncteur peut entre équipée de plaques de déionisation s'étendant perpendiculairement à sa semelle de fixation, le trajet du contact mobile associé étant sensiblement parallèle à celle-ci. Cette disposition est particulièrement favorable à la pénétration dans la chambre d'extinction de l'arc qui prend naissance entre le contact fixe et le contact mobile lors d'une ouverture, puisque le sens naturel de développement de cet arc va dans ce cas dans le sens naturel de pénétration dans ladite chambre d'extinction. Selon un autre aspect, également rendu possible par le mécanisme de commande succinctement décrit ci-dessus, le contact mobile d'un tel disjoncteur forme avantageusement une pièce rigide qui coopère avec un contact fixe qui forme également une pièce rigide, ledit contact mobile étant lié à un bottier ou à un flasque solidaire de celui-ci par un montage à pivot et glissière, et les moyens élastiques de rappel associés à ce dit contact mobile comportant un ressort unique attelé à ce dernier au-delà dudit pivot vis-à-vis de la zone du contact mobile destinée à coopérer avec le contact fixe associé. Ce ressort unique assure par lui-m8me le rappel en position d'ouverture du contact mobile, et la pression de pénétration en position de fermeture de ce contact mobile contre le contact fixe associe. De ce ressort unique il résulte, d'une part une diminution économique du nombre des pièces nécessaires à la constitution du disjoncteur, et d'autre part la possibilité-de réaliser les contacts de ce disjoncteur sous forme rigide, et donc avec des matériaux plus économiques que les contacts des disjoncteurs pour lesquels le matériau constitutif doit présenter des qualités leur permettant d'assurer par eux-memes la pression de contact nécessaire en position de fermeture. Sous une forme préférée de réalisation, la glissière du contact mobile est inclinée vis-à-vis du plan de contact de ce contact mobile avec le contact fixe en position de fermeture. I1 en résulte avantageusement que le ressort unique de rappel du contact mobile assure également, outre les deux fonctions déjà explicitées ci-dessus, un coulissement du contact mobile vis-à-vis dudit contact fixe, et donc un nettoyage de ces contacts lors des manoeuvres d'ouverture et de fermeture, ce qui est favorable ainsi qu'on le- sait, à la permanence des qualités de contact de ceux-ci. Les caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront d'ailleurs de la description qui va suivre, à titre d'exemple, en référence aux dessins schématiques annexés, sur lesquels la figure 1 est une vue en élévation d'un disjoncteur selon l'invention, en position enclenchée, le bottier de ce disjoncteur ayant été supposé enlevé pour moitié la figure 2 est une vue partielle analogue à la figure 1 pour la position déclenchée du disjoncteur, avant réarmement de celuici la figure 3 est analogue à la figure 2, après réarmement la figure 4 est une vue partielle reprenant un détail de la figure 1 et concerne une autre variante de réalisation ; la figure 5 est une vue analogue à la figure 1 et concerne une autre variante de réalisation ; la figure 6 est une vue analogue à la figure 1 et concerne également une autre variante de réalisation. Conformément à la forme de réalisation représentée sur ces figures, un disjoncteur selon l'invention est tout entier contenu dans un bottier 10. La face de ce bottier 10 qui, sur les figures, en constitue la face inférieure, forme une semelle 11 permettant la fixation du disjoncteur à un rail à ailes égales ; bien entendu cette semelle pourrait être adaptée à permettre la fixation du disjoncteur à un quelconque autre support. A distance de la semelle 11, le bottier 10 constitue une chambre 12 qui s'étend parallèlement à cette semelle et qui contient le mécanisme de commande 13 du disjoncteur. Entre cette chambre de commande 12 et la semelle de fixation 11 sont successivement disposés cte à cette, perpendiculairement à ladite semelle, une première borne 14 disposée en dehors du bo- tier et électriquement liée à un contact fixe 15 disposé dans ce dernier, une chambre d'extinction d'arc 16, divers organes de déclenchement 17, 18 explicités ci-après, et une deuxième borne 19 extérieure au bottier 10. Dans l'exemple représenté, l'organe de déclenchement 17 est un bilame, l'organe de déclenchement 18 est un circuit magnétique, et le bilame 17 est disposé entre ce circuit magnétique et la chambre d'extinction d'arc 16, à proximité de celle-ci Une vis 21 permet en coopération avec une butée déformable 22 de modifier l'inclinaison du bilame 17, qui s étend sensiblement perpendiculairement à la semelle de fixation ll La chambre d'extinction d'arc 16 comporte des plaques de déionisation 20 qui s'étendent perpendiculairement à la semelle de fixation ll L'enroulement 23 du circuit magnétique 18 est électriquement relié, à une extrémité au bilame 17, et à l'autre extrémité à la borne 19 Le noyau 24 de ce circuit magnétique est mobile perpendiculairement à la semelle de fixation 11, à leencontre d'un ressort 25 qui en constitue des moyens élastiques de rappel en position de retrait. Dans l'exemple représenté, ce noyau 24 comporte, au-delà d'un épaulement 26 un prolongement 27 dont le role apparaîtra ci-après Au contact fixe 15 est associé un contact mobile 28 lié au bottier ou à un flasque ou platine solidaire de celui-ci par un montage à pivot et glissière ; dans l'exemple représenté le contact 28 est muni d'un pivot 29 monté coulissant et pivotant dans une glissière fixe 30 ; une disposition inverse pourrait autre adoptée, le contact mobile 28 portant une glissière coopérant avec un pivot fixe. La glissière 30 peut par exemple être constituée par une lumière ménagée dans le bottier 10 A l'une de ses extrémités le contact mobile 28 est recourbé en forme de U 31 pour coopération avec le contact fixe 15. A l'autre de ses extrémités, c'est-à-dire au-delà du pivot 29 vis-à-vis de sa portion en U 31, le contact mobile 28 est attelé à un ressort 32 dont l'autre extrémité est attelée à un ergot 33 porté par le bottier 10, ou par un flasque ou platine solidaire de celui-ci. Dans sa zone médiane le contact mobile 28 porte un bras 35 qui lui est sensiblement perpendiculaire, qui est électriquement relié au bilame 17 par une tresse 36, et qui, au-delà d'un épaulement 37 ou autre élément d'accrochage, se prolonge jusqu'au voisinage de l'épaulement 26 du noyau mobile 24 du circuit magnétique 18. Le contact mobile 28 est asservi au mécanisme de commande 13, et ce dernier est essentiellement formé de deux pièces : d'une part une manette d'enclenchement et de déclenchement 40, qui est montée pivotante autour d'un pivot 41 à l'encontre de moyens élastiques de rappel constitués par exemple par un ressort de torsion 42, et qui est solidaire d'une came 43 faisant corps avec elle, et d'autre part un levier de déclenchement 45 qui dans l'exemple représenté est porteur d'un ergot de pivotement ou pivot 46 monté pivotant et coulissant dans une glissière fixe 47 et qui est attelé à un ressort 48 dont l'autre extrémité est attelée à un ergot 49 porté par le bottier 10 ; la glissière 47 peut par exemple être constituée par une lumière du bottier 10 ou d'un flasque ou platine solidaire de celui-ci, et le ressort 48 constitue des moyens plastiques de rappel qui sollicitent le levier de déclenchement 45, et plus précisément son pivot 46, au contact de la came 43 de la manette d'enclenchement et de déclenchement 40. Bien entendu, comme pour le contact mobile 28, le montage à pivot et glissière du levier de déclenchement pourrait autre inversé, ce levier portant une glissière coopérant avec un pivot fixe. A son extrémité la came 43 comporte un cran de retenue 50 avec lequel le pivot 46 du levier de déclenchement 45 peut venir en prise. Dans l'exemple représenté, ce levier de déclenchement 45 comporte deux bras : un premier bras 51 qui se prolonge en regard du prolongement 26 du noyau mobile 24 du circuit magnétique 18, et un deuxième bras 52 qui se prolonge en regard du bilame 17. En outre, le levier de déclenchement 45 porte une butée 55, précédée par un flanc oblique et prévue pour coopération avec le contact mobile 28. En position enclenchée, tel que représenté à la figure 1, le contact mobile 28 est pressé contre le contact fixe 15 par son ressort 32, le pivot 29 de ce contact mobile étant à distance de chacune des extrémités de la glissière fixe 30 associée ; le contact mobile 28 est retenu dans cette position par I- I--:rc~ ~e déclenchement 45 dont la butée 55 est en appui contre I r- ras du contact mobile 28 ; le levier de déclenchement 45 est 2 .e maintenu dans cette position par la came 43 dont le cran 50 est e-. prise avec le pivot 46 dudit levier de déclenchement, et ce pivot 46 est proche de l'extrémité inférieure de la glissière :ixe 47 associée ; et, à l'encontre de son ressort 42, la manette d'erc:e-- chement et de déclenchement 40 est maintenue dans l'une de ses ps- sitions extrêmes, par arc-boutement de la came 43 qui lui est solidaire contre le pivot 46 du levier de déclenchement 45. On supposera maintenant que l'un ou l'autre des organes de déclenchement 17, 18 entre en action, par suite par exemple d'une surintensité. On supposera également, et pour la seule compréhension du présent exposé, que l'on maintient momentanément en position la manette d'enclenchement et de déclenchement 40. Soit donc que le bilame 17 pousse le bras 52 du levier de déclenchement 45, soit que ce soit le prolongement 27 du noyau 24 du circuit magnétique 18 qui pousse le bras 51 de ce levier de déclenchement, ce dernier pivote dans le sens de la flèche 60 des figures 1 et 2, et par suite sa butée de retenue 55 laisse échapper le contact mobile 28. Ce dernier, sollicité par son ressort 32, pivote suivant la flèche 61 de la figure 2, ce qui l'écarte du contact fixe 15, et simultanément son pivot 29 coulisse dans la glissière fixe 30 associée jusqu'à l'extrémité correspondante de celle-ci. On supposera maintenant qu'on libère la manette d'enclenchement et de déclenchement 40. Celle-ci, sous la sollicitation de son ressort 42, revient à l'autre de ses positions extrêmes, figure 3. Conjointement, le ressort 48 du levier de déclenchement 45 maintient le pivot 46 de celui-ci au contact de la came 43 en sorte que ce pivot coulisse, tout en pivotant, dans la glissière 47 associée, en direction de l'extrémité correspondante de celle-ci. Ce faisant la butée 55 du levier de déclenchement 45 vient à nouveau en prise avec le bras 35 du contact mobile 28, son flanc oblique glissant le long de l'épaulement 37 de ce dernier. Le disjoncteur est réarmé. Dès lors si en agissant sur la manette d'enclenchement et de déclenchement 40 à l'encontre du ressort 42, on ramène cette manette à sa position initiale, la came 43 refoule le pivot 46 du levier de déclenchement 45, le levier de déclenchement 45 refoule à son tour par sa butée 55 le contact mobile 28, et ce dernier, en pivotant et en coulissant vient à nouveau par son extrémité en U 31 au contact du contact fixe 15. Ce mouvement se poursuit jusqu'à ce que le cran 50 de la came 43 vienne à nouveau en prise avec le pivot 46 du levier de déclenchement 45. On remarquera, que lors de son mouvement d'ouverture, figure 2, l'extrémité en U 31 du contact mobile 28 suit un trajet qui est sensiblement parallèle à la semelle de fixation 11, et qui est donc sensiblement perpendiculaire aux plaques de déionisation 20. Par suite, l'arc qui prend naissance entre ce contact mobile 28 et le contact fixe 15, et qui a une forme générale de U, a une tendance à se développer parallèlement aux plaques de déionisation 20, et donc à pénétrer entre celles-ci. On remarquera encore que le ressort de rappel 32 du contact mobile 28 assure par lui-meme l'ouverture du disjoncteur et, pour la position de fermeture, la pénétration et la pression de contact nécessaires entre le contact mobile 28 et le contact fixe 15 Ces deux contacts 28, 15 peuvent donc autre économiquement constitués par des pièces rigides, c'est-à-dire sans élasticité. Selon la variante de réalisation schématiquement illustrée par la figure 4, la glissière fixe 30 dans laquelle coulisse le pivot 29 du contact mobile 28 est inclinée vis-à-vis du plan de contact P de l'extrémité en U 31 du contact mobile 28 avec le contact fixe 15. I1 en résulte qu'une fois arrivée en appui contre le contact fixe 15 l'extrémité en U 31 du contact mobile 28 coulisse le long du contact fixe 15, sous la sollicitation du seul ressort 32, ce qui assure un auto-nettoyage des contacts en question. On remarquera encore que le bilame 17 est avantageusement à proximité immédiate de la chambre d'extinction d'arc 16 ; après un déclenchement, il empêche donc avantageusement le réenclenchement du disjoncteur tant que cette chambre n'est pas suffisamment refroidie. On remarquera également que si après un déclenchement une action d'enclenchement est exercée sur la manette 40 alors que les conditions de non enclenchement se poursuivent, le bilame étant par exemple trop chaud, le disjoncteur ne peut pas autre enclenché On remarquera enfin qu'après une action de déclenchement exercée par le noyau mobile 24 du circuit magnétique 18 sur le levier de déclenchement 45, ce meme noyau 24 vient à porter par son épaulement 26 contre le bras 35 du contact mobile 28, ce qui accélère avantageusement le mouvement d'ouverture de celui-ci et peut, lors de surcharge importante, assurer d'une part l'arrachement de soudures éventuellement apparues entre les contacts, et d'autre part une ouverture plus rapide du contact mobile favorisant ainsi l'augmentation des performances. Suivant la forme de réalisation illustrée par la figure 5, le bilame 17 est disposé entre le circuit magnétique 18 et la borne 19 et agit sur le bras 55 du levier de déclenchement 45 par une barrette de transmission 70 montée coulissante dans le bottier 10 Suivant la variante de réalisation représentée à la figure 5, la came 43 comporte deux pistes, une piste interne 43A et une piste externe 43B susceptibles chacune de coopérer avec le pivot 50 du levier de déclenchement 45, lesdites pistes constituant une boutonnière dans laquelle ledit pivot est engagé Suivant cette meme variante le ressort 48 du levier de déclenchement est attelé non pas au bottier mais au contact mobile 28 Enfin suivant cette variante, l'élément d'accrochage 37 porté par le contact mobile 28 pour coopération avec la butée 55 du levier de déclenchement 45 est un ergot ou analogue Pour le reste les éléments de cette variante sont semblables à ceux des variantes précédemment décrites et ont reçu les mimes références numériques. Le fonctionnement de cette variante est analogue à celui précédemment décrit. Cependant le ressort 48 du levier de déclenchement 45 n'assure plus le rappel en remontée de ce levier au contact de la came 43, ce rappel étant assuré par la piste externe 43B de cette came sous la sollicitation du ressort 42 de la manette 40, Le ressort 48 n'assure plus que l'effort nécessaire au maintien de l'accrochage du levier de déclenchement 45 sur l'élément d'accrochage 37 du contact mobile 28 ainsi que le rappel nécessaire à cet ac rochage Ce ressort 48 peut donc autre relativement faible, ce qui est avantageux puisque c'est à son encontre qu'interviennent les organes de déclenchement, ceux-ci pouvant dès lors, pour un meme effet, autre moins puissants. De plus, l'accrochage du ressort 48 sur le contact mobile 28 permet à ce ressort de suivre le levier de déclenchement 45 lors de l'ouverture, et donc de garder une longueur relativement constante. Sa tension est ainsi mieux contrôlée. Ainsi les moyens de rappel du levier de déclenchement sont soit élastiques, soit au moins pour partie mécaniques. S'agissant de moyens élastiques il va de soi que l'élasticité nécessaire pourrait autre obtenue au sein méme du levier, en réalisant l'un au moins de ses tronçons en un matériau suffisamment élastique, ou en lui adaptant une languette réalisée en un tel matériau. Ainsi qu'on l'aura compris, la came à double piste permet également, lors d'une action de déclenchement exercée sur la manette 40, l'arrachement de soudures éventuelles entre les contacts. Bien entendu, la présente invention ne se limite pas aux formes de réalisation décrites et représentées, mais englobe toute variante d'exécution, notamment en ce qui concerne la nature, le nombre et l'implantation des organes de déclenchement équipant le disjoncteur. En particulier, de tels organes de déclenchement pourraient entre constitués et/ou comporter un organe de déclenchement diffé rentier. En outre, ainsi qu'on l'a mentionné, les glissières décrites ou les pistes correspondantes, peuvent autre formées non pas sur le bottier lui-méme, mais sur des flasques ou platines, par exemple métallique, permettant de réaliser un sous-ensemble mécanique indépendant du bottier et s'incorporant au montage dans celui-ci. REVENDICATIONS 1. Mécanisme de commande pour disjoncteur, du genre destiné à assurer d'une part le passage et le maintien en position enclenchée du contact mobile d'un disjoncteur sollicité en direction d'une position déclenchée par des moyens élastiques de rappel, et d'autre part la libération dudit contact mobile en réponse à un quelconque organe de déclenchement tel que noyau d'un circuit magnétique, bilame ou autre, un tel mécanisme caractérisé en ce qu'il ne comporte, en combinaison, que deux pièces distinctes, à savoir d'une part une manette d'enclenchement et de déclenchement qui est montée pivotante autour d'un pivot à l'encontre de moyens élastiques de rappel et qui est solidaire d'une came, et d'autre part un levier de déclenchement qui est monté pivotant et coulissant et qui est sollicité par des moyens de rappel au contact de ladite came, ledit levier de déclenchement portant d'une part une butée pour retenue dudit contact mobile, et d'autre part au moins un bras pour action d'un desdits organes de déclenchement. 2. Mécanisme suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le levier de déclenchement est lié à un bottier ou à un flasque solidaire de celui-ci par un montage à pivot et glissière. 3. Mécanisme suivant la revendication 1, caractérisé en ce que la came solidaire de la manette d'enclenchement et de déclenchement coopère avec un ergot qui est solidaire du levier de déclenchement et qui sert d'axe de pivotement à celui-ci, ledit ergot étant monté coulissant dans une glissière fixe. 4. Mécanisme suivant la revendication 3, caractérisé en ce que la came se termine par un cran pour retenue temporaire de l'ergot de pivotement du levier de déclenchement. 5. Mécanisme suivant l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'une barrette de transmission est associée à l'un des bras du levier de déclenchement pour action sur celuici d'un organe de déclenchement. 6. Mécanisme suivant l'une quelconque des revendications 3 à 5, caractérisé en ce que la came comporte deux pistes formant une boutonnière dans laquelle est engagée l'ergot de pivotement du levier de déclenchement. 7. Disjoncteur caractérisé en ce que son mécanisme de commande est conforme à l'une quelconque des revendications 1 à 6. 8. Disjoncteur suivant la revendication 7, caractérisé en ce que son contact mobile forme une pièce rigide qui coopère avec un contact fixe qui forme également une pièce rigide. 9. Disjoncteur suivant l'une quelconque des revendications 7, 8, caractérisé en ce que son contact mobile est lié à un bo- tier ou à un flasque solidaire de celui-ci par un montage à pivot et glissière, les moyens élastiques de rappel associés audit contact mobile comportant un ressort unique attelé à ce dernier audelà dudit pivot vis-à-vis de la zone du contact mobile destinée à coopérer avec le contact fixe associé. 10. Disjoncteur suivant la revendication 9, caractérisé en ce que ladite glissière est inclinée vis-à-vis du plan de contact du contact mobile avec le contact fixe, en sorte que le ressort de rappel dudit contact mobile en assure également un coulissement au contact dudit contact fixe. 11. Disjoncteur suivant l'une quelconque des revendications 7 à 10, caractérisé en ce que son contact mobile porte un bras pour action directe d'un organe de déclenchement après action de ce dernier sur le levier de déclenchement. 12. Disjoncteur suivant l'une quelconque des revendications 7 à 11, caractérisé en ce qu'il comporte un bottier dont une des faces forme une semelle permettant sa fixation à un quelconque support, en ce que son mécanisme de commande se situe du ctté opposé à ladite semelle, à distance de celle-ci, et en ce que entre ledit mécanisme et ladite semelle sont successivement disposés cote à côte perpendiculairement à ladite semelle, une première borne liée au contact fixe, une chambre d'extinction d'arc, au moins un organe de déclenchement, et une deuxième borne. 13. Disjoncteur suivant la revendication 12, caractérisé en ce que la chambre d'extinction d'arc comporte des plaques de déionisation qui s'étendent perpendiculairement à la semelle de fixation, et en ce que le trajet du contact mobile est sensiblement parallèle à celle-ci. 14. Disjoncteur suivant la revendication 12, caractérisé en ce qu'il y a au moins deux organes de déclenchement, tels que bilame, circuit magnétique ou autres. 15. Disjoncteur suivant la revendication 14, caractérisé en ce que le bilame est situé entre le circuit magnétique et la chambre d'extinction d'arc, au voisinage de celle-ci. 16 Disjoncteur suivant l'une quelconque des revendications 7 à 14, caractérisé en ce que les moyens de rappel associés au levier de déclenchement comportent un ressort attelé au contact mobile. 17. Disjoncteur suivant l'une quelconque des revendications 7 à 14, caractérisé en ce que les moyens de rappel associés au levier de déclenchement comportent un ressort attelé au bottier du disjoncteur ou à un flasque solidaire de celui-ci.