Brevet FR2478368A1 — publié le 19810918

MECANISME DE MANOEUVRE POUR DISJONCTEUR TETRAPOLAIRE. L'invention concerne un mécanisme de manoeuvre d'un disjonc- teur tétrapolaire à basse tension pour la protection d'un réseau alternatif triphasé avec neutre, ledit disjoncteur comprenant trois pôles principaux R, S, T et un quatrième pôle N neutre, chaque pôle R, S, T, N comprenant des con- tacts séparables fixe et mobile, en liaison électrique avec des plages de raccordement correspondantes alignées selon une direction longitudinale, ledit mécanisme étant associé à l'un des pôles principaux intermédiaires pour occuper une position dissymétrique par rapport à la disposition des quatre pôles, et comportant un barreau d'entraînement trans- versal dont le pivotement est susceptible de déplacer les contacts mobiles entre des positions d'ouverture et de fer- meture par l'action d'une manette de commande manuelle ou d'un déclencheur automatique. Dans les disjoncteurs tripolaires, le mécanisme de manoeu- vre est associé au pôle central et actionne le barreau d'entraînement commun aux trois pôles. La figure 6 repré- sente les diagrammes des couples moteur CM3 et résistant CR3 d'un tel disjoncteur. Selon un disjoncteur tétrapolaire connu du genre mentionné, l'accroissement du couple résistant CR4 dû à l'adjonction du quatrième pôle N nécessite l'augmentation du couple mo- teur CM4 (courbe en pointillé sur fig. 7) par changement des ressorts de fermeture du mécanisme. La disposition dis- symétrique de ce dernier entraîne des phénomènes de flexion du barreau d'entraînement commun-aux quatre pôles R, S, T et N. Cette flexion est néfaste à une bonne pression de contact du pôle le plus éloigné du mécanisme. L'invention a pour but de remédier à ces inconvénients et de réaliser un disjoncteur tétrapolaire utilisant le même mécanisme de commande qu'un disjoncteur tripolaire, et dont le barreau n'est soumis à aucune flexion due à la dissymé- trie du mécanisme par rapport à la disposition des pales. Le mécanisme de manoeuvre est caractérisé par le fait qu'il est similaire à celui d'un disjoncteur tripolaire, et que le barreau d'entrainement est commun aux trois pôles prin- cipaux R, S, T et est accouplé mécaniquement à une liaison cinématique de commande du quatrième pôle N, ladite liaison étant agencée pour provoquer la fermeture des contacts du quatrième pôle N avant celle des contacts des pôles princi- paux R, S, T lors de l'enclenchement du disjoncteur de ma- nière à adapter le couple résistant tétrapolaire au couple moteur tripolaire du mécanisme de manoeuvre. On remarque ainsi que l'actionnement différé du quatrième pôle et des pôles principaux permet de moduler le couple résistant CR4 et d'adopter le même mécanisme de manoeuvre qu'un disjonc- teur tripolaire. Selon une caractéristique de l'invention, les cages des pales principaux sont solidaires mécaniquement du barreau d'entraînement, et la cage du quatrième pôle neutre est assujettie à l'une des extrémités de la liaison cinématique dont l'autre extrémité opposée est accouplée au barreau de transmission de l'énergie motrice. Selon une autre caractéristique de l'invention, ladite liaison cinématique comporte une genouillère à axe de pivo- tement sur lequel sont articulées une biellette inférieure solidaire de la cage mobile du quatrième pôle N, et une biellette supérieure montée à rotation sur un axe de transmission de l'énergie motrice du barreau d'entraine- ment. On remarque qu'entre la position d'ouverture et une posi- tion intermédiaire proche de la position de fermeture de la manette de commande, la cage du quatrième pôle N est décalée des cages des pôles principaux selon un angle prédéterminé autorisant la fermeture préalable et l'ouverture retardée des contacts du pôle N neutre res- 2 478368 pectivement lors des courses d'enclenchement ou de déclen- chement du mécanisme, la fermeture préalable du pale N in- tervenant avant le dépassement du point mort d'alignement des axes 42, 36, 54 de la genouillère, et son ouverture re- tardée s'opérant après brisure de la genouillère. D'autres avantages et caractéristiques ressortiront plus clairement de l'exposé qui va suivre d'un mode de mise 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 schématique en plan du disjoncteur tétrapolaire équipé du mécanisme de manoeuvre selon l'inven- tion; les figures 2 à 5 représentent des vues schématiques en élé- vation du disjoncteur selon la fig. 1, pour différentes pha- ses de fonctionnement du mécanisme de manoeuvre, respective- ment en position d'ouverture, en fin de course d'enclenche- ment, en position de fermeture et au début de la course d'ouverture; les figures 6 et 7 montrent des diagrammes des couples mo- teur et résistant en fonction de la course angulaire du bar- reau du mécanisme de disjoncteurs connus de l'art antérieur, respectivement tripolaire et tétrapolaire; la figure 8 représente un diagramme similaire à celui des figures 6 et 7 pour un disjoncteur tétrapolaire selon l'in- vention. Sur la figure 1, un disjoncteur 10 tétrapolaire basse ten- sion de protection d'un réseau triphasé avec neutre, com- porte trois pôles principaux R, S, T, associés aux conduc- teurs de phase du réseau, et un quatrième pôle M associé au conducteur neutre. Les quatre pÈles R, S, T, N sont logés dans les compartiments juxtaposés ménagés à l'intérieur d'un bottier (non représenté) parallélépipédique en maté- riau isolant moulé, le quatrième pôle N extrême étant dispo- sé côte-à-cate avec l'un T des pôles intermédiaires. Chaque pale R, S, T, N comporte une paire de contacts séparables fixe 12 R, 12 S, 12 T, 12 N et mobile 14 R, 14 S, 14 T, 14 N, en liaison électrique respectivement avec des plages de rac- cordement amont 16 et aval 18, alignées selon une direction longitudinale. Un mécanisme de manoeuvre 20 est monté entre deux flasques 22, 24 parallèles du pale intermédiaire S pour assurer le déplacement des contacts mobiles 14 entre les po- sitions de fermeture et d'ouverture, soit par action manu- elle au moyen d'une manette de commande 26, soit par l'inter- médiaire d'un déclencheur (non représenté) magnétothermique ou électronique provoquant le déclenchement automatique du mécanisme 20 lors de l'apparition d'un courant de surcharge ou de court-circuit sur le réseau. La refermeture des con- tacts 12, 14 s'opère après réarmement préalable du mécanis- me 20 en faisant pivoter la manette 26 de commande manuelle depuis la position de réarmement vers la position de ferme- ture du disjoncteur. Le mécanisme de manoeuvre 20 est iden- tique à celui d'un disjoncteur tripolaire, et occupe une po- sition dissymétrique par rapport à la disposition des quatre pôles R, S, T, N. L'actionnement des contacts mobiles 14 entre les positions de fermeture et d'ouverture s'effectue par l'intermédiaire d'un barreau d'entraînement 28 s'éten- dant à l'intérieur du boîtier selon une direction transver- sale aux différents pales. Le barreau 28 du mécanisme de manoeuvre 20 est commun aux trois pales principaux R, S, T et l'une de ses extrémités est accouplée mécaniquement à la cage mobile 30 N du quatrième pale N par l'intermédiaire d'une liaison cinématique, désignée par le repère général 32 et représentée en détail aux figures 2 à 5. La liaison cinématique 32 entre le barreau 28 et le qua- trième pale neutre N comporte une genouillère 34 à axe de pivotement 36 sur lequel sont articulées une biellette infé- rieure 38 solidaire de la cage mobile 30 N du quatrième pale N, et une biellette supérieure 40 montée à rotation sur un axe 42 de transmission, logé transversalement entre 5. deux platines 44 parallèles agencées dans la zone médiane de part et d'autre du pôle N. L'énergie motrice transmise par le barreau 28 à la genouillère 34 s'effectue au moyen d'une bielle 46 dont l'une des extrémités est solidaire du barreau 28, et dont l'autre extrémité est articulée en un point 48 à un levier 50 accouplé à l'axe 42 de transmission. Un moyen élastique, notamment un ressort de compression 52 coopère avec la cage 30 N du quatrième p8le N pour compenser les ef- forts de frottement au démarrage et à favoriser le passage du point mort de la genouillère 34 lors de la fermeture de l'appareil. Le ressort 52 est enfilé sur une tringle de com- mande 56 dont l'une des extrémités est montée sur l'axe 54 et dont l'extrémité opposée est dotée d'une lumière oblongue de guidage 58 susceptible de coulisser sur un axe 60 fixe solidaire des platines 44. Chaque contact mobile 14 R, 14 S, 14 T, 14 N des quatre pôles R, S, T, N est porte' par un bras de contact 62 posi- tionné respectivement dans une cage de support 30 R, 30 S, 30 T, 30 N avec interposition d'un ressort 64 de réglage de la pression de contact. Les cages mobiles 30 R, 30 S, 30 T des pôles principaux R, S, T sont assujetties directement au barreau 28 d'entraînement du mécanisme de manoeuvre 20, et la cage 30 N du quatrième pôle N est accouplée à la biellette inférieure 38 de la liaison cinématique 32. Le fonctionnement du mécanisme de manoeuvre 20 équipé de la liaison cinématique 32 selon l'invention est le suivant: En position d'ouverture du disjoncteur représentée à la fi- gure 2, la cage 30 N du pôle N est décalée des cages 30 R, S, 30 T des pôles principaux R, S, T selon un angle 0 prédéterminé autorisant la fermeture préalable des contacts 12 N, 14 N du quatrième pôle N neutre durant la course de fermeture. La genouillère 34 se trouve en position brisée, et la tringle 56 maintient le ressort 52 comprimé en appui contre l'axe 60. Lors de la course d'enclenchement du disjoncteur (fig. 3) par actionnement manuel de la manette 26 du mécanisme de ma- noeuvre 20, associé au pôle principal intermédiaire S, l'énergie motrice transmise par le barreau 28 à la liaison cinématique 32 provoque la fermeture du quatrième pôle N neutre avant celle des trois pôles principaux R, S, T. La traction de la bielle 46 due à la rotation du barreau 28 assure le pivotement dans le sens trigonométrique de la biellette supérieure 50 et du levier 50 solidaire de l'axe 42. La biellette inférieure 38 est sollicitée vers le bas jusqu'à l'engagement du contact mobile 14 N contre le con- tact fixe 12 N associé. La détente du ressort 52 compense les efforts de frottement et favorise le passage du point mort de la genouillère 34. La fermeture préalable du qua- trième pôle N intervient lorsque la manette 26 est proche de la position d'enclenchement, et alapte le couple résistant CR4 tétrapolaire au couple moteur tripolaire CM3 du méca- nisme de manoeuvre 20 (voir fig. 8). On remarque que le couple de frottement a une valeur faible lorsque l'anglecI. est grand. L'accouplement du barreau 28 des pôles princi- paux R, S, T, à la liaison cinématique 32 du pôle N permet ainsi d'utiliser pour un disjoncteur tétrapolaire les mêmes ressorts de fermeture équipant le mécanisme de manoeuvre d'un disjoncteur tripolaire. La venue en butée de la manette 26 en position d'enclenche- ment provoque le dépassement du point mort d'alignement des axes 42, 36, 54 de la genouillère 34, et la fermeture des contacts principaux des pôles R, S, T (voir fig. 4). Le res- sort 52 se trouve dans une position de repos, et la bielle 46 n'est soumise à aucune force. La cage 30 N du quatrième pôle N ne communique pas d'efforts au barreau 28 d'entrai- nement du mécanisme 20. Durant la course d'ouverture du disjoncteur (voir fig. 5), commandée par action manuelle de la manette 26 ou par ac- tion automatique du déclencheur, le mécanisme 20 actionne le barreau 28 d'entraînement dont le pivotement assure 2478j68 l'ouverture des trois p8les principaux R, S, T avant celle du pôle N neutre qui intervient après brisure de la ge- nouillère 34 de la liaison cinématique 32. Le ressort 52 est comprimé durant le mouvement d'ouverture de la cage mobile 30 N, et le mécanisme est ramené dans la position illustrée à la fig. 2. L'invention a été décrite en référence à un disjoncteur té- trapolaire dont le bolitier sert de logement au mécanisme de manoeuvre 20, à la liaison cinématique 32 et aux quatre pôles R, S, T et N. Le mécanisme 20 et la liaison ne néces- sitent pas une précision excessive, et il est évident que l'invention s'applique également à un disjoncteur tétrapo- laire obtenu par l'adjonction d'un pôle N séparé à un dis- joncteur tripolaire. Le pôle N juxtaposé est équipé de la liaison cinématique 32 qu'il suffit d'accoupler au barreau 28 du mécanisme 20 du disjoncteur tripolaire. L'invention n'est bien entendu nullement limitée au mode de mise en oeuvre plus particulièrement décrit et représenté aux dessins annexés, mais elle s'étend bien au contraire à toute variante restant dans le cadre des équivalences méca- niques et électriques. Revendications 1. Mécanisme de manoeuvre d'un disjoncteur tétrapolaire à basse tension pour la protection d'un réseau alternatif tri- phasé avec neutre, ledit disjoncteur comprenant trois pôles principaux R, S, T et un quatrième pôle N neutre, chaque pôle R, S, T, N comprenant des contacts séparables fixe (12 R, 12 S, 12 T, 12 N) et mobile (14 R, 14 S, 14 T, 14 N) en liaison électrique avec des plages de raccordement (16, 18) correspondantes alignées selon une direction longitudi- nale, ledit mécanisme (20) étant associé à l'un S des pôles principaux intermédiaires pour occuper une position dissy- métrique par rapport à la disposition des quatre pôles, et comportant un barreau (28) d'entraînement transversal dont le pivotement est susceptible de déplacer les contacts mo- biles (14 R, 14 S, 14 T, 14 N) entre des positions d'ouver- ture et de fermeture par l'action d'une manette de commande (26) manuelle ou d'un déclencheur automatique, caractérisé par le fait que le couple moteur du mécanisme de manoeuvre (20) est similaire à celui d'un disjoncteur tripolaire, et que le barreau (28) d'entraînement est commun aux trois pôles principaux R, S, T et est accouplé mécaniquement à une liaison cinématique (32) de commande du quatrième pôle N,. ladite liaison étant agencée pour provoquer la fermeture des contacts (12 N, 14 N) du quatrième pôle N avant celle des contacts des pôles principaux R, S, T lors de l'enclen- chement du disjoncteur, de manière à adapter le couple ré- sistant tétrapolaire au couple moteur tripolaire du méca- nisme de manoeuvre (20). 2. Mécanisme de manoeuvre d'un disjoncteur tétrapolaire, selon la revendication 1, chaque contact mobile (14 R, 14S, 14 T, 14 N) étant supporté par une cage (30 R, 30 S, 30 T, N) mobile associée au pôle correspondant, caractérisé par le fait que les cages (30 R, 30 S, 30 T) des pôles principaux sont solidaires mécaniquement du barreau (28) d'entraînement et que la cage (30 N) du quatrième pôle N neutre est assujettie à l'une des extrémités de la liaison cinématique (32) dont l'autre extrémité opposée est accou- plée au barreau (28) de transmission de l'énergie motrice. 3. Mécanisme de manoeuvre d'un disjoncteur tétrapolaire se- lon la revendication 2, caractérisé par le fait que ladite liaison cinématique (32) comporte une genouillère (34) à axe de pivotement (36) sur lequel sont articulées une biellette inférieure (38) solidaire de la cage mobile (30 N) du qua- trième pôle N, et une biellette supérieure (40) montée à ro- tation sur un axe (42) de transmission de l'énergie motrice du barreau d'entraînement (28). 4. Mécanisme de manoeuvre d'un disjoncteur tétrapolaire se- lon la revendication 3, caractérisé par le fait que l'éner- gie motrice du barreau (28) d'entraînement est transmise à l'axe (42) rotatif de la biellette (40) par une paire de leviers (46, 50) articulés en un point (48), le premier le- vier (46) étant accouplé au barreau (28) et le deuxième (50) à l'axe (42). 5. Mécanisme de manoeuvre d'un disjoncteur tétrapolaire se- lon la revendication 3 ou 4, caractérisé par le fait qu'en- tre la position d'ouverture et une position intermédiaire proche de la position de fermeture de la manette de comman- de (26),la cage (30 N) du quatrième pôle N est décalée des cages (30 R, 30 S, 30 T) des p8les principaux selon un angle prédéterminé autorisant la fermeture préalable et l'ouver- ture retardée des contacts (12 N, 14 N) du pôle N neutre respectivement lors des courses d'enclenchement ou de dé- clenchement du mécanisme (20), la fermeture préalable du pôle N intervenant avant le dépassement de point mort d'alignement des axes (42, 36, 54) de la genouillère (34), et son ouverture retardée s'opérant après brisure de la genouillère (34). 6. Mécanisme de manoeuvre d'un disjoncteur tétrapolaire se- lon la revendication 5, caractérisé par le fait que le dé- placement poursuivi de la manette (26) depuis ladite posi- tion intermédiaire vers la position de fermeture provoque la fermeture des pôles principaux R, S, T par rotation du bar- reau (28) entraînant l'alignement des cages mobiles (30 R, S, 30 T) correspondantes sur la cage (30 N) du quatrième pôle N qui reste immobile, et le dépassement du point mort de la genouillère (34) maintenue en position d'alignement des axes (42, 36, 54). 7. Mécanisme de manoeuvre d'un disjoncteur tétrapolaire, se- lon la revendication 3, 4, 5 ou 6, caractérisé par le fait qu'un moyen élastique (52) coopère avec la cage (30 N) du quatrième pôle N neutre pour compenser les efforts de frotte- ment au démarrage et à favoriser le passage de poInt mort de la genouillère 34 lors de la fermeture du disjoncteur. 8. Mécanisme de manoeuvre d'un disjoncteur tétrapolaire, selon la revendication 7, caractérisé par le fait que ledit moyen élastique comprend un ressort de compression (52) en- filé sur une tringle de commande (56) dont l'une des extré- mités est montée sur l'axe (54) d'accouplement de la biellette inférieure (38) à la cage mobile (30 N) du pôle N, et dont l'extrémité opposée est dotée d'une lumière (58) oblongue de guidage susceptible de coulisser sur un axe (60) fixe. 9. Mécanisme de manoeuvre d'un disjoncteur tétrapolaire, selon l'une quelconque des revendications précédentes, ca- ractérisé par le fait que les trois pôles principaux R; S, T et le quatrième pôle N neutre sont logés côte à côte dans des compartiments juxtaposés à l'intérieur d'un bottier, en matériau isolant moulé, renfermant également le mécanisme de commande (20) et la liaison cinématique (32) décalés transversalement l'un de l'autre et accouplés entre eux par le barreau (28) commun aux trois pôles principaux R, S, T. 10. Mécanisme de manoeuvre d'un disjoncteur tétrapolaire selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractéri- il sé par le fait que le quatrième p8le N neutre muni de la liaison cinématique (32) est un p8le séparé fixé c8te à côte à un disjoncteur tripolaire associé au mécanisme (20) et renfermant les p8les principaux R, S, T et le barreau (28) qu'il suffit d'accoupler à ladite liaison (32).