Brevet FR2485254A1 — publié le 19811224

DISJONCTEUR MINIATURE UNIPOLAIRE-ET NEUTRE. L'invention est relative à un disjoncteur miniature unipo- laire et neutre à boitier moulé étroit et plat, comprenant un mécanisme de commande disposé dans le plan médian per- pendiculaire aux faces étroites du boîtier et une paire de contacts de phase commandée par ledit mécanisme. Un disjoncteur du genre mentionné est utilisé dans les in- Stallations de distribution terminale, notamment dans les bâtiments pour protéger un circuit électrique, et en posi- tion d'ouverture isoler entièrement ce circuit en coupant à la fois le conducteur de phase et le conducteur neutre. Dans un système modulaire connu le disjoncteur peut être réalisé par l'association de deux pôles, qui sont tous deux Protégés ou dont l'un, le pôle de phase, est protégé, et l'autre, le p8le de neutre, est coupé. Dans les deux cas le nombre de modules est doublé et l'encombrement et le coût de l'installation sont notablement accrus. La présente invention part de la constatation que le dispo- sitif de coupure du conducteur neutre peut être simplifié, la protection du circuit étant assurée par le dispositif de coupure de phase. La simplification résulte notamment de l'utilisation du mécanisme de commande du dispositif de coupure de phase pour l'actionnement du dispositif de cou- pure de neutre,- et de l'incorporation des dispositifs de phase et de neutre dans un même boîtier dont la largeur ou le pas est équivalent à celui d'un pôle unique. Le mécanisme de commande et le déclencheur du pôle protégé occupent toute la largeur du boîtier, seule la partie infé- rieure étant subdivisée en deux chambres dont l'une, de vo- lume important, constitue la chambre de coupure du pôle de phase, et dont l'autre adjacente, séparée par la cloison intermédiaires, reçoit les contacts de neutre. La combinai- son selon l'invention du pôle protégé et du p8le coupé a permis la conservation du pas des modules et il est clair qu'une installation existante peut être aisément perfec- tionnée en remplaçant le disjoncteur unipolaire par un dis- joncteur selon l'invention, qui assure de plus le section- nement du conducteur neutre en position d'ouverture du dis: joncteur. Selon un développement de l'invention, les bornes du cir- cuit neutre et du circuit de phase sont disposées côte à côte sur la face étroite du bottier, la cloison isolante intermédiaire s'étendant entre les bornes adjacentes de neutre et de phase en étant disposée dans le plan médian du bottier du disjoncteur. La disposition symétrique des bornes de phase et de neutre de part et d'autre de la cloi- son intermédiaire médiane perment une utilisation optimale de l'espace disponible au logement de ces bornes. Selon un autre développement de l'invention, les contacts mobiles de phase et de neutre sont respectivement fixés aux extrémités de bras de contact de phase et de neutre en un matériau isolant et montés à rotation sur un axe commun. La séparation des contacts de phase doit impérativement s'effectuer avant celle des contacts de neutre et selon l'invention, le retard à l'ouverture des contacts de neutre est réalisé par un allongement du bras de contact de neutre insérant un jeu additionnel entre le bras de contact et le mécanisme commun de commande. Les bornes adjacentes de *phase et de neutre du côté alimentation de l'appareil sont avantageusement décalées l'une par rapport à l'autre pour permettre une alimentation d'une série de modules accolés par des barrettes rectilignes en l'occurrence de phase et de neutre décalées l'une par rapport à l'autre. Le réglage du déclencheur thermique du disjoncteur est avan- tageusement effectué par une vis de réglage accessible de l'extérieur du boîtier du disjoncteur, cette vis étant vis- sée dans un orifice fileté ménagé dans le paroi en matière plastique du bottier. Le filetage dans la matière plastique évite un écrou et selon un perfectionnement important de l'invention, l'orifice fileté débouche sur la face de fixa- tion du boîtier, de préférence dans la zone recevant un ver- rou de fixation amovible. En position montée du verrou la vis de réglage est camouflée empêchant toute modification du réglage effectué en usine. Dans un système modulaire cohérent le décalage des bornes d'alimentation de phase et de neutre est avantageusement repris sur tous les appareils, notamment sur les coupe-cir- cuits afin de conserver une alimentation homogène. Le dis- positif de réglage à vis débouchant sur la face de fixation de l'appareil est utilisable sur tout autre type d'appareil avec les avantages précités. La commande manuelle et la commande automatique du disjoncteur agissent bien entendu sur le pBle protégé et le pôle coupé, mais afin de conser- Ver le pouvoir de coupure du pale protégé l'armature du dé- clencheur magnétique agit uniquement sur le contact mobile de phase pour accélérer le déplacement en position d'ouver- ture de ce contact de phase. Le mécanisme qui agit sur les deux pôles doit bien entendu être dimensionné en conséquence et être renforcé par rapport à un mécanisme d'un disjonc- teur unipolaire. D'autres avantages et caractéristiques ressortiront plus clairement de la description qui va suivre d'un mode de mi- se en oeuvre de l'invention, donné à titre d'exemple non limitatif et représenté aux dessins annexés, dans lesquels: la figure 1 est une vue en plan d'un disjoncteur selon l'invention; la figure 2 est une coupe suivant la ligne II-II de la fi- gure 1; la cloison intermédiaire étant supposée enlevée, et les contacts étant représentés en position de fermeture; la figure 3 est une vue en élévation, analogue à celle de la figure 2, la cloison latérale du boitier étant supposée enlevée; la figure 4 est une vue de gauche du disjoncteur selon l'invention; la figure 5 est une coupe suivant la ligne V-V de la figure 2 ou 3; la figure 6 est une coupe suivant la ligne VI-VI de la fi- gure 2 ou 3; les figures 7, 8, 9 et 10 sont respectivement des coupes suivant les lignes VII-VII, VIII-VII, IX-IX, X-X de la figure 2 ou 3; la figure ll illustre le schéma électrique du disjoncteur selon l'invention. Sur les figures, un bottier 10, en un matériau isolant mou- lé, comporte deux demi-coquilles 12, 14, assemblées par des rivets 16. Le bottier 10 présente une forme générale paral- lélépipédique de faible largeur correspondant à un système modulaire, commercialement dénommé Multi 9. Le bottier 10 présente une face arrière ou fond 18 de fixation sur un rail DIN symétrique et une face frontale 20 présentant une lumière de passage d'une manette de commande 22. Sur l'une des faces latérales étroites 24 est disposée une paire de bornes 26, 28 d'alimentation de l'appareil logé dans le bottier 10, la face opposée 30 de sortie portant une paire de bornes 32, 34, disposées côte à côte. La largeur du bot- tier 10 correspond à celle d'un disjoncteur unipolaire du système modulaire précité et correspond à deux pas de 9 mm, c'est-à-dire une largeur de 18 mm. Les bornes opposées 26, 32 appartiennent à un circuit de coupure de neutre, logé à l'intérieur du bottier 10, les bornes 28, 34 appartenant à un circuit de coupure de phase également logé à l'intérieur du bottier 10. Une cloison in- termédiaire isolante 36, intercalée entre les demi-co- quilles 12,14, s'étend sensiblement parallèlement aux grandes faces latérales du bottier 10 et sépare les cir- cuits de coupure de neutre et les circuits de coupure de phase. La cloison intermédiaire 36 présente des parties mar- ginales 38, 40, qui s'étendent dans le plan médian du bol- tier 10, parallèle aux grandes faces latérales en étant in- tercalées- respectivement entre les bornes de neutre et de phase 26, 28 et 32, 34. La partie centrale 42 de la cloison intermédiaire 36 est décalée latéralement par rapport au plan médian du boîtier 10 vers le haut sur la figure 6, de manière à subdiviser la partie du boîtier voisine du fond 18 en deux chambres 44, 46 d'épaisseurs différentes, la chambre 44 en regard des bornes de phase 28, 34 présentant la plus forte épaisseur. La cloison intermédiaire 36 s'étend sur une partie de la hauteur du boîtier 10 et sépare les éléments particuliers au circuit de neutre et au circuit de phase, les éléments communs, notamment le mécanisme de com- mande et le déclencheur décrits ci-dessous, étant logés dans une partie commune au-dessus de la cloison 36 (fig.l0). En se référant plus particulièrement à la figure 2, qui montre essentiellement le circuit de neutre, on voit que la borne 26 d'alimentation porte un contact fixe 48, suscepti- ble de coopérer avec un contact mobile de neutre 50 porté par un bras de contact isolant 52, monté à pivotement sur un axe 54. Le contact mobile de neutre 50 est relié par une tresse 56 à la borne opposée de neutre 32. Le circuit de neutre constitué par la borne 26, le contact fixe 48, le contact mobile-50, la tresse 56 et la borne 32, est disposé dans l'espace délimité entre la cloison intermédiaire 36 et- la demi-coquille 12 en particulier dans la chambre 46. La figure 3 illustre plus particulièrement le circuit de phase comportant la borne d'alimentation 28, un contact fixe 58 relié d'une par.t à la borne 28 d; se prolongeant d'autre part par une corne d'arc 60, un contact mobile 62, porté par un bras de contact 64 en un matériau isolant monté à pivotement sur l'axe 54. Le contact mobile de phase 62 est relié par une tresse 66 à l'entrée d'une bobine 68 d'un déclencheur magnétique, désigné par le repère général , la sortie de la bobine 68 étant reliée par une tresse 72 à un bilame 74, relié à la borne de sortie 34. En regard de la corne 60 et à l'arrière du contact mobile 62 est dis- poséeune électrode 76, reliée électriquement à la borne 34. La partie du circuit de phase, constituée par la borne 28, le contact fixe 58, la corne 60, l'électrode 76 et la borne 34, est disposée dans l'espace délimité par la cloison in- termédiaire 36 et la demi-coquille 14, notamment dans la chambre 44 formant la chambre de coupure de l'arc. Il est inutile de décrire en détail le dispositif de coupure de phase, qui est bien connu des spécialistes, et il suffit de rappeler que le courant permanent parcourt la bobine 68 et le bilame 74 détectant respectivement un courant de court- circuit et un courant de surcharge pour provoquer la sépa- ration des contacts 58, 62. Dès l'ouverture des contacts 58, 62, l'arc tiré est soufflé vers la chambre de coupure 44 et Commute sur l'électrode 76 mettant hors circuit la bobine 68 et le bilame 74. Dans l'exemple illustré par la figure 3, la chambre 44 est démunie de tales de désionisation, et le spécialiste comprendra que la chambre 44 peut être équi- pée de tout dispositif d'extinction d'arc approprié. Le dé- calage latéral en direction de la demi-coquille 12 de la partie centrale 42 de la cloison intermédiaire 36 permet de disposer d'une chambre de coupure 44 d'un volume important, la diminution correspondante de la chambre 46 du circuit de neutre étant sans inconvénient, cette dernière chambre 46 servant uniquement au logement de la tresse 56. Le mécanisme de commande logé dans la partie supérieure, sur la figure 2, du bottier 10 au-dessus de la cloison intermé- diaire 36 est commun au contact mobile de phase 62 et au contact mobile de neutre 50. L'axe 54 d'articulation des bras de contact 52, 64 est porté par un support en forme de cage 78, monté à pivotement sur un axe fixe 80, solidaire des demi-coquilles 12, 14 du bottier 10. Des lumières 82, ménagées dans les bras de contact 52, 64 au droit du passage de l'axe 80, autorisent un débattement limité des bras de contact 52, 64, sur le support 78, un ressort en spirale 84 sollicitant les bras de contact 52, 64 en position de fer- meture des contacts 48, 50; 58, 62. Un ressort 86 sollicite le support 78 en rotation sur l'axe 80 en direction d'ouver- ture des contacts 48, 50; 58, 62 dans le sens de rotation des aiguilles d'une montre sur la figure 2. Le support 78 porte une butée 88 susceptible de coopérer avec les extré- mités 90, 91 des bras de contact 52, 64 pour entraîner en rotation vers la position d'ouverture les contact mobiles 50, 62. Le support 78 coopère avec un dispositif d'entrai- nement et de verrouillage comportant un axe 92 susceptible de se débattre dans des lumières 94 en forme d'équerres mé- nagées dans les flasques du support 78. L'axe-92 est porté par une paire de biellettes 96 articulées à leur extrémité opposée à un maneton 98 fixé excentré par rapport à l'axe de rotation 100 à la manette 22. Un verrou 102, monté à ro- tation sur un axe fixe 103, présente une surface de butée 104 limitant le débattement de l'axe 92 dans les lumières 94 en Position de verrouillage, représentée sur les figures. Le verrou 102 coopère avec un accrochage 106, porté par un levier d'accrochage 108, monté à pivotement sur un axe fixe 110. Le levier d'accrochage 108 peut être déplacé en une position de libération du verrou 102 par pivotement lors d'une déflection du bilame 74 ou lors de l'attraction par la bobine 68 du noyau 112 du déclencheur magnétique 70. Un r.essort en spirale 114 sollicite le levier d'accrochage 108 et le verrou 102 en position de verrouillage représentée sur les figures. La manette 22 est sollicitée en positbn d'ouverture des contacts par un ressort 116. Le mécanisme du disjoncteur fonctionne de la manière sui- vante En Position fermée des contacts 48, 50; 58, 62, le support 78 est maintenu dans la position de fermeture à l'encontre de la force du ressort 86 par l'axe 92 immobilisé d'une part par le verrou 102 empêchant un échappement vers la partie de base des lumières 94, et d'autre part par le dépassement du point mort de la genouillère, formée par les biellettes 96 et la manette 22. L'ouverture manuelle des contacts est commandée par un pivotement dans le sens tri- gonométrique de la manette 22 provoquant une brisure de la genouillère 96, 22 et un déplacement vers le haut sur la figure 2 de l'axe 92, ce déplacement autorisant un pivote- ment du support 78 dans le sens des aiguilles d'une montre. Au cours du pivotement du support 78 la butée 88 vient frap- per les extrémités 90, 91 des bras de contact 52, 64 pour déplacer les bras de contact en position d'ouverture. Pen- dant ce mouvement l'axe 92 reste en appui de la surface 104 du verrou 102 et il est facile de comprendre qu'un pivote- ment inverse de la manette 22 ramène les contacts en posi- tion de fermeture, illustrée par les figures. Une ouverture automatique est commandée.soit par déflection du bilame 74, soit par déclenchement électromagnétique par attraction du noyau 112 provoquant le pivotement du levier d'accrochage 108 et la libération du verrou 102. Le pivotement du verrou 102 dans le sens des aiguilles d'une montre sur la figure 2 libère l'axe 92, qui s'engage librement dans la partie de base des lumières 94 en autorisant un pivotement du support 78 et une ouverture des contacts de la manière décrite ci- dessus. Les ressorts 116 et 114 ramènent automatiquement d'une manière bien connue en soi la manette 22 ainsi que le verrou 102 et le levier d'accrochage 108 en position de ver- rouillage. La fermeture s'effectue par pivotement dans le sens des aiguilles d'une montre de la manette 22 comme dé- crit ci-dessus. La bobine 68 est logée dans l'espace commun et occupe toute la largeur du bolitier 10 (voir figure 9). Le noyau 112 de la bobine 68 porte un extracteur 118 coopérant avec le bras de contact 64 du contact mobile de phase 62 pour déplacer ce dernier en position d'ouverture lors d'une détection d'un court-circuit. L'ouverture des contacts de phase 58. 62 doit impérativement s'effectuer avant celle des contacts de neutre 48, 50, et à cet effet le bras de contact de neu- tre 52 est prolongé vers le bas sur la figure 2, de manière à décaler en hauteur les contacts mobiles de phase 62 et de neutre 50 (voir fig. 3 et 2). Ce décalage en hauteur pro- voque un écartement différent entre la butée 88 du support 78 et les extrémités 90, 91 des bras de contact 52, 64, la butée 88 venant lors d'un pivotement dans le sens des ai- guilles d'une montre du support 78 frapper en premier le bras de contact de phase 64 pour déplacer ce dernier en po- sition d'ouverture. Le bras de contact de neutre 52 est dé- placé à retardement lors de la percussion de la butée 88 sur l'extrémité 90 du bras de contact 52. L'allongement se- lon l'invention du bras de contact de neutre 52 permet l'emploi d'une même butée 88 de commande d'ouverture et d'un axe commun 54 d'articulation des bras de contact 52,64. Les contacts mobiles 50, 62 sont fixés aux faces externes respectivement des bras de contact 52 et 64, afin d'accroî- tre au maximum l'écartement d'isolation de ces contacts. L'agencement judicieux selon l'invention a permis le loge- ment du dispositif de coupure de neutre et du dispositif de coupure de phase dans un boîtier de profil et de largeur standard, correspondant à ceux d'un disjoncteur unipolaire. La substitution dans une installation existante d'un dis- joncteur unipolaire est de ce fait facilitée. En se référant plus particulièrement à la figure 3, on voit que le point de réglage du bilame est reporté sur la face 18 de fixation du boîtier 10. Le réglage du bilame 74 s'ef- fectue d'une manière bien connue en soi par une déformation de son support 120 par vissage ou dévissage d'une vis de réglage 122 engagée dans un orifice taraudé 124. Selon la présente invention, l'orifice taraudé 124 est ménagé dans la paroi en matériau plastique du boîtier 10 et débouche sur la face de fixation 18. Cette disposition présente le double avantage de libérer la face latérale étroite 30 pour la dis- position des bornes de connexion 32, 34, et le report du point de réglage sur une face non accessible en position fixée du boîtier 10. L'orifice taraudé 124 débouche avanta- geusement dans un logement 126 de réception d'un verrou de fixation, non représenté, susceptible d'être mis en place après assemblage des demicoquilles 12, 14 et réglage de l'appareil. Le verrou engagé dans le logement 126 obture le point de-réglage et empêche tout déréglage ultérieur. Cette disposition économise le bouchon d'obturation et l'écrou de fixation de la vis de réglage 122. La borne de neutre 26 d'alimentation est décalée vers le bas sur la fig. 2 par rapport à la borne de phase 28 adja- cente. Ce décalage en hauteur permet un raccordement à des peignes ou barrettes rectilignes respectivement de phase et de neutre (non représentés) reliant une pluralité de mo- dules accolés par leur face latérale et fixés sur un meme rail de support. L-e décalage en hauteur des bornes 26, 28 correspond à celui des contacts mobiles 50, 62, ce qui fa- cilite la disposition judicieuse des conducteurs. Les bornes de sortie 32, 34, destinées à recevoir des câbles de sortie, sont de préférence disposées à un même niveau, mais on ne sortirait pas du cadre de l'invention en décalant également ces bornes de sortie. L'invention n'est bien entendu nullement limitée au mode de mise en oeuvre plus particulièrement décrit et représenté aux dessins, mais elle s'étend bien au contraire à toute variante restant dans le cadre des équivalences, notamment à celle dans laquelle le mécanisme de commande ou le déclen- cheur serait d'un type différent, ou celle encore dans la- quelle l'appareil serait démuni d'un dispositif d'ouverture automatique. - Revendications 1. Disjoncteur unipolaire et neutre à boîtier (10) moulé étroit et plat, comprenant un mécanisme de commande dispose dans le plan médian perpendiculaire aux faces étroites (18, , 24, 30) du boîtier et une paire de contacts de phase (58, 62) commandée par ledit mécanismen caractérisé en ce que le mécanisme commande de plus une paire de contacts de neutre (48, 50), lesdites paires de contacts de phase et de neutre étant séparées par une cloison (36) isolante inter- médiaire, décalée par rapport audit-plan médian de manière à confiner une première chambre (44) de logement de la paire de contacts de phase (58, 62) et une deuxième chambre (46) de logement de la paire de contacts de neutre (48, 50), le volume de la première chambre (44) étant supérieur à ce- lui de la deuxième chambre (46)e 2. Disjoncteur selon la revendication 1, ayant des bornes de connexion disposées sur les faces opposées étroites du bottier, caractérisé en ce que chaque borne de neutre (26, 32) reliée à un contact de neutre (48, 50) est disposée côte à côte d'une borne de phase (28, 34) reliée à un con- tact de phase (58, 62), ladite cloison intermédiaire (36) étant prolongée jusqu'aux bornes de connexion (26, 32, 28, 34) pour s'étendre entre la borne de neutre et la borne de phase adjacente (26, 28; 32, 34). 3. Disjoncteur selon la revendication 2, caractérisé en ce. que la partie (38, 40) de la cloison intermédiaire (36) s'étendant entre la borne de neutre et la borne de phase (26, 28; 32, 34) est disposée dans ledit plan médian. 4. Disjoncteur selon la revendication 1, 2 ou 3, caractéri- sé en ce que le contact mobile de phase (62) et le contact mobile de neutre (50) sont chacun solidaire d'un bras de contact (64, 52), lesdits bras de contact étant montés à pivotement sur un axe commun (54) disposé au-dessus de la cloison intermédiaire (36). 5. Disjoncteur selon la revendication 4, caractérisé en ce que lesdits bras de contact (52, 64) sont en un matériau isolant, lesdits contacts mobiles de phase (62) et de neu- tre (50) étant accolés aux flancs externes opposés des bras de contact. 6. Disjoncteur selon la revendication 4 ou 5, caractérisé en ce que lesdits bras de contact (52, 64) coopèrent avec un accrochage (102) commun et sont dissymétriques de façon à provoquer l'ouverture des contacts de phase (58, 62) avant l'ouverture des contacts de neutre (48, 50). 7. Dispositif de coupure de phase et dispositif de coupure de neutre logés dans un bottier (10) étroit commun, lesdits dispositifs de cou-pure étant adjacents et reliés à des bornes de connexion *de phase (28, 34) et des bornes de con- nexion de neutre (26, 32) disposées côte à côte sur les faces--étroites (24, 30) du bottier, caractérisé par le fait que les bornes (28, 26) adjacentes d'alimentation de phase et de neutre sont décalées l'une par rapport à l'autre dans la direction longitudinale de la face étroite (24) pour permettre une alimentation de bottiers juxtaposés par une barrette rectiligne de phase et une barrette rectiligne de neutre, décaléesl'une par rapport à l'autre. 8. Disjoncteur unipolaire et neutre selon l'une quelconque des revendications précédentes, ayant un déclencheur ther- mique à bilame (74) et une vis de réglage (122 du bilame, caractérisé en ce que ladite vis (122) est vissée dans un orifice fileté (124) ménagé dans la paroi du bottier iso- lant débouchant sur la face étroite (18) de fixation du bottier. 9. Disjoncteur selon la revendication 8, caractérisé en ce que ledit bottier (10) comporte un verrou de fixation sus- ceptible d'être mis en place sur le bottier assemblé et que ledit verrou mis en place recouvre ledit orifice fileté (124). 10. Disjoncteur selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le mécanisme de commande doté d'un déclencheur électromagnétique (70) occupe un vo- lume commun du boîtier (10) au-dessus de la cloison inter- médiaire (36), le noyau (112) du déclencheur électromagné- tique (70) se déplaçant dans ledit plan médian du boîtier et actionnant un extracteur (118) agissant uniquement sur le contact mobile de phase (62) pour accélérer le déplace- ment de ce dernier contact (62) en position d'ouverture lors d'un déclenchement sur court-circuit.