Brevet FR2566173A2 — publié le 19851220

FR 2566173 A2 19851220 FR 8409416 A 19840615 Perfectionnements aux interrupteurs à coupure automatique, notamment aux interrvspteurs différentiels et disjoncteurs. L'invention est relative aux appareils électriques à coupure automatique, notamment aux interrupteurs différentiels, disjoncteurs ou disjoncteurs différentiels, du genre de ceux comprenant, entre un organe rotatif de manoeuvre et un porte-contact basculant sur lequel est monté au moins un contact mobile coopérant avec un contact fixe et qui est sollicité par un premier ressort dans le sens de l'ouverture ou séparation du contact mobile par rapport au contact fixe, un mécanisme à genouillère et à encliquetage capable, d'une part, lorsqu'il est tendu, de transmettre le mouvement de organe de manoeuvre au porte-contact aussi bien dans le sens de I'ouverture que dans le sens opposé ou sens de la fermeture et, d'autre part, au moment oM ce mécanisme est détendu par des movens de déclenchement agissant indépendamment de l'organe de manoeuvre sur l'encliquetage, de provoquer le retour du porte-contact de sa position de fermeture à sa position d'ouverture, ce mécanisme étant agencé de manière à permettre à l'organe de manoeuvre de réarmer l'appareil, c'est-à-dire de retendre le mécanisme en ramenant le porte-contact de sa position d'ouverture après déclenchement à sa position d'ouverture normale1 après cessation de l'intervention des moyens de déclenchement et sous l'action d'un deuxième ressort agissant sur cet organe de manoeuvre. Selon le brevet principal qui a pour but de simplifier la construction des appareils électriques du genre défini ci-dessus et de rendre leur fonctionnement plus sur, l'appareil du genre susvisé est principalement caractérisé en ce que le mécanisme à genouillère et à encliquetage est essentiellement constitué d'une bielle articulée par l'une de ses extrémités sur l'organe de manoeuvre, selon un axe excentré par rapport à l'axe de rotation de l'organe de manoeuvre, d'une biellette articulée par l'une de ses extrémités à l'autre extrémité de la bielle et par l'autre de ses extrémités au porte-contact, selon un axe excentré par rapport à l'axe de basculement du porte-contact, et d'un levier déclencheur articulé par l'une de ses extrémités autour d'un axe fixe et muni d'une rainure longitudinale dans laquelle peut glisser pratiquement sans jeu transversal l'axe d'articulation entre bielle et biellette, tous ces axes étant parallèles les uns aux autres, et en ce que l'encliquetage comprend un cliquet, d'axe fixe, qui est sollicité par un troisième ressort et qui agit sur le levier déclencheur. Selon le brevet principal, les moyens de déclenchement, qui sont en général constitués par un relais, agissent directement sur le cliquet de l'encliquetage et c'est le troisième ressort défini ci-dessus, c'est-à-dire le ressort du cliquet, qui assure à lui seul le rappel des moyens de déclenchement. De préférence, ce troisième ressort est accroché, par une extrémité, à un bras de levier solidaire du cliquet et, par l'autre extrémité, à la biellette, en général au niveau de l'axe d'articulation de celle-ci avec le porte-contact. La double. fonction de ce troisième ressort entraîne des difficultés tant en ce qui concerne le montage du mécanisme que le tarage des ressorts. Les présents perfectionnements, qui ont pour but d'éliminer ces difficultés, sont essentiellement caractérisés en ce que les moyens de déclenchement agissent sur le cliquet de l'encliquetage par l'intermédiaire d'une pièce mobile supplémentaire qui est soumise directement à l'action d'un quatrième ressort et, par l'intermédiaire du cliquet, à celle du troisième ressort. De préférence, cette pièce mobile est montée sur un axe de pivotement fixe par rapport au bottier et parallèle aux susdits axes. De préférence encore, le quatrième ressort est accroché, par une extrémité, à un bras de levier solidaire de la pièce mobile et, par l'autre extrémité, à la biellette. Les présents perfectionnements vont être maintenant décrits plus en détail à l'aide des dessins annexés qui en illustrent un mode de réalisation préféré. La figure 1 représente, en perspective, le schéma de principe de l'interrupteur conforme à ce mode de réalisation, en position de fermeture. Les figures 2, 3 et 4 représentent, en élévation schématique, les éléments de la figure 1, respectivement en position d'ouverture normale, en position de fermeture analogue à celle de la figure 1 et en position de déclenchement. La figure 5 représente, en élévation moins schématique avec parties coupées, le même interrupteur en position d'ouverture normale. La figure 6 représente, à plus petite échelle, certains des éléments de la figure 5, en une position intermédiaire. L'interrupteur à coupure automatique conforme à l'invention comprend un mécanisme à genouillère et à encliquetage 1, entre un organe rotatif d'actionnement manuel ou manette 2 à bouton d'actionnement 2a et un porte-contact basculant 3 sur lequel est monté au moins un contact mobile 4 coopérant avec un contact fixe 5 et qui est sollicité par un premier ressort 6 dans le sens de l'ouverture ou séparation du contact mobile 4 par rapport au contact fixe 5. Selon le mode de réalisation de la figure 1, il existe deux contacts mobiles 4 coopérant respectivement avec deux contacts fixes 5 et sollicités chacun par un ressort 6.L'ensemble du porte-contact 3 et du ou des contacts mobiles 4 est de préférence agencé de façon que le(s) même(s) ressort(s) 6 assure(nt) à la fois la séparation des contacts 4 et 5 lors du mouvement d'ouverture et la pression de ces contacts 4, 5 I'un sur l'autre en position de fermeture. Le mécanisme 1 est capable, d'une part, lorsqu'il est tendu, de transmettre le mouvement de la manette 2 au porte-contact 3 aussi bien dans le sens de l'ouverture que dans le sens de la fermeture et, d'autre part, au moment où le mécanisme 1 est détendu par des moyens de déclenchement tels qu'un relais 7 agissant indépendamment de la manette 2 sur l'encliquetage du mécanisme 1, de provoquer le retour du porte-contact 3 de sa position de fermeture à sa position d'ouverture.Le mécanisme 1 est agencé de manière à permettre à la manette 2 de réarmer l'interrupteur, c'est-à-dire de retendre le mécanisme 1 en ramenant le porte-contact 3 de sa position d'ouverture après déclenchement (figure 4) à sa position d'ouverture normale (figures 2 et 5), après cessation de l'intervention des moyens de déclenchement 7 et sous i'action d'un deuxième ressort 8 agissant sur cette manette 2. De façon usuelle, l'interrupteur est logé dans un boîtier isolant 9 d'où émerge le bouton 2a de la manette 2 (voir la figure 5). Le mécanisme 1 est essentiellement constitué - d'une bielle 10 articulée par l'une de ses extrémités sur la manette 2, selon un axe 11 excentré par rapport à l'axe de rotation fixe 12 de la manette 2 - d'une biellette 13 articulée par l'une de ses extrémités à l'autre extrémité de la bielle 10, selon un axe 14, et par l'autre de ses extrémités au porte-contact 3, selon un axe 15 excentré par rapport à l'axe de basculement fixe 16 du porte-contact 3 ; et - d'un levier déclencheur 17 articulé par l'une de ses extrémités autour d'un axe fixe 18 et muni d'une rainure longitudinale 19 dans laquelle llaxe d'articulation 14 entre bielle 10 et biellette 13 peut glisser pratiquement sans jeu transversal. Les susdits axes 11, 12, 14, 15, 16 et 18 sont parallèles les uns aux autres, les axes fixes 12, 16 et 18 étant liés au bottier 9. L'encliquetage du mécanisme 1 comprend un cliquet 50, d'axe 51, qui est situé de la même manière qu'aux figures 11 à 13 du brevet principal et qui est sollicité par un troisième ressort 62, ce cliquet 50, agissant sur le levier déclencheur 17. L'axe 51 est lui aussi parallèle aux axes 11, 12, 14, 15, 16 et 18 et lié au boîtier 9. L'axe fixe 18 du levier déclencheur 17 est situé de façon telle que, en position de~fermeture (voir notamment la figure 3), ce levier déclencheur 17 soir approximativement parallèle à l'ensemble de la bielle 10 et de la biellette 13, cet axe 18 étant alors pratiquement aligné avec l'axe Il entre manette 2 et bielle 10. La bielle 10 est constituée d'une tige rectiligne dont les deux extrémités sont repliées à angle droit de manière à constituer respectivement l'axe d'articulation 11 de la bielle 10 avec la manette 2 et son axe d'articulation 14 avec la biellette 13 (voir la figure 1). Comme montré aussi à la figure 1, la biellette 13 est avantageusement constituée de deux biellettes individuelles parallèles 13a et 13b de façon que la partie 3a du porte-contact 3, par laquelle se fait l'articulation avec la biellette double 13, se place entre les deux biellettes individuelles 13a, 13b. De préférence, une barrette de liaison 43 solidarise ensemble ces deux biellettes 13a, 13b. La longueur utile L de la bielle 10, mesurée entre ses axes d'articulation 11 et 14, est nettement supérieure à la longueur utile "I" de la biellette 13, mesurée entre ses axes d'articulation 14 et 15. La longueur de la rainure 19 du levier déclencheur 17 est telle que l'axe d'articulation 14 entre bielle 10 et biellette 13 vienne buter contre l'une 23 des extrémités longitudinales 23, 24 de cette rainure 19 au cours du mouvement de réarmement (voir la figure 6). En général, le relais 7 est un relais à aimant permanent, qui agit par une tige-poussoir 25 sur le cliquet 20, ce qui oblige à exercer sur cette tige-poussoir 25 une force suffisante pour vaincre l'action du ressort antagoniste de l'aimant permanent lors du réarmement du relais 7. Pour assurer cette opération, selon le brevet principal, c'est le ressort de rappel du cliquet 50 qui est accroché, par l'une de ses extrémités à la biellette 13. Au contraire, selon les présents perfectionnements, les moyens de déclenchement 7 agissent sur le cliquet 50 par l'intermédiaire d'une pièce mobile supplémentaire 63, soumise directement à l'action d'un quatrième ressort 64 et, par l'intermédiaire du cliquet 50, à celle du ressort 62. Selon le mode de réalisation représenté, cette pièce mobile supplémentaire 63 est montée sur un axe de pivotement 65, fixe par rapport au boîtier 9 et parallèle aux divers axes 11, 12, 14, 15, 16, 18 et 51. Le quatrième ressort 64 est accroché, par une extrémité, à un bras de levier 66 faisant partie de au niveau de la pièce mobile 63 et, par l'autre extrémité, à la biellette 13. La tige-poussoir 25 du relais 7 agit par poussée sur un autre bras de levier 67 de la pièce mobile 63.L'ensemble est tel que, lorsque le mécanisme 1 est détendu par action du relais 7, la tension du ressort 64 se trouve fortement accrue, par écartement des deux extrémités de ce ressort. Une butée (non montrée) limite la course angulaire de la pièce 63 sous l'effet de la poussée exercée par la tige-poussoir 25 du relais 7. Le cliquet 60 est en général muni d'une encoche 28 et propre à recevoir un bec 30 porté par le levier 17. Le boîtier 9 est muni d'autant de bornes d'entrée 32 que de contacts fixes 5 , qui sont reliées électriquement à ces contacts fixes 5. De façon usuelle, le ou chaque contact fixe 5 porte un rivet de contact 33 qui coopère avec un rivet de contact 34 porté par le ou chaque contact mobile 4 correspondant. La continuité du circuit électrique est assurée par une tresse 38 attachée au contact mobile 4. Le rivet 33 est logé en position fixe et le rivet 34 se déplace dans une chambre d'extinction d'arc de coupure ou, plus brièvement, une chambre de coupure 35, qui est fermée de- tous côtés à l'exception d'une ouverture 36 nécessaire pour le débattement du contact mobile 4 ou plus exactement de la partie de ce contact mobile 4 qui est voisine de son rivet de contact 34. Comme on le sait, une telle chambre de coupure 35 contient des armatures 37 capables de créer un champ magnétique de désionisation lors de la séparation des rivets de contact 33 et 34. On obtient ainsi un interrupteur dont le fonctionnement est le suivant. En position d'ouverture normale (figures 2 et 5), le ressort 8 tend à faire tourner la manette 2 dans le sens inverse des aiguilles d'une montre, c'est-à-dire à tirer l'axe 11 de la bielle 10 vers le haut. Cette action du ressort 8 tend à mettre l'axe 14 dans le même plan que les axes 11 et 15. Néanmoins, la bielle 10 et la biellette 13 sont maintenues selon l'angle obtus représenté aux figures 2 et 5 par la présence d'une butée 40a, portée par le cliquet 50, qui agit sur le levier déclencheur 17. Le -porte-contact 3 est maintenu contre une butée 41, contre l'action du ressort 64, par le ressort 6 qui est donc sans action sur le mécanisme 1, I'axe 15 étant ainsi maintenu dans une position fixe. Ce ressort 6 maintient le ou chaque contact mobile 4 séparé du contact fixe 5 correspondant.Le levier déclencheur 17 est maintenu à la fois par son axe fixe 18 et par la butée de l'axe 14 contre l'extrémité 23 de sa rainure 19, si bien que le bec 30 présente à l'intérieur de l'encoche 28 un jeu visible à la figure 5. Enfin, la manette 2, qui tend à être déplacée da-ns le sens inverse des aiguilles d'une montre par le ressort 8, est maintenue en position stable par l'ensemble du porte-contact 3 (en appui sur la butée lux1), de la biellette 13 et de la bielle 10 (toutes deux en appui sur la rainure 19). En l'absence d'intervention du relais 7, il est possible, en faisant tourner la manette 2 dans le sens des aiguilles d'une montre contre l'action du ressort 8, de déplacer vers le bas l'ensemble de la bielle 10 et de la biellette 13, ce qui fait descendre l'axe 14 dans la rainure 19 du levier déclencheur 17 sans que cet axe franchisse le plan passant par les axes 11 et 15, et fait tourner le porte-contact 3 dans le sens des aiguilles d'une montre, jusqu'à la position de la figure 3 (mise en pression des rivets 33 et 34 sous l'action du ou des ressorts 6). Le mouvement s'accompagne de la mise en butée du bec 30 du levier déclencheur 17 contre le bord gauche de l'encoche 28 du cliquet 50. Dans la position de fermeture ainsi atteinte (figure 3), les axes 11 et 14 se trouvent tous deux d gauche du plan passant par les axes 12 et 15.Sous la pression exercée de bas en haut par le ressort 6, ces axes 11 et 14 tendent donc à s'écarter vers la gauche -de la figure 3. En raison de l'accrochage du bec 30 dans l'encoche 28, la bielle 10 et la biellette 13 sont arc-boutées contre la manette 2, contre l'action du ressort 8. La manette 2 est ainsi maintenue en position de fin de course contre une butée 39 du boîtier 9, sous l'action du ressort 6. Toujours en l'absence d'intervention du relais 7, il est possible, en faisant tourner la manette 2 en sens inverse des aiguilles d'une montre, de ramener l'ensemble de la position de fermeture (figure 3) à la position d'ouverture normale (figures 2 et 5), les opérations décrites ci-dessus se répétant alors dans l'ordre inverse. A l'apparition d'une surintensité ou d'un courant différentiel en position de fermeture (figure 3), la tige-poussoir 25 vient agir directement sur la pièce 63 en la faisant pivoter dans le sens inverse des aiguilles d'une montre, contre l'action de son ressort 64, et, par l'intermédiaire de cette pièce 63, sur le cliquet 50 contre l'action de son ressort 62. Le levier déclencheur 17 est ainsi libéré par le cliquet 50, ce qui permet la détente ou "cassure" de la genouillère formée par la bielle 10 et la biellette 13. L'axe 14 peut alors se déplacer vers la gauche des figures sous l'action du ressort 6 et l'axe 15 de la biellette 13 se relève, en permettant au porte-contact 3 de tourner dans le sens inverse des aiguilles d'une montre et au ressort 6 de séparer le contact mobile 4 du contact fixe 5.En se relevant, I'axe 15 de la biellette 13 se déplace simultanément vers la gauche tandis que l'extrémité libre du bras de levier 66 de la pièce 63, par rotation en sens inverse des aiguilles d'une montre, se déplace vers la droite. II en résulte une augmentation de la tension du ressort de rappel 64 de la pièce 63, qui repousse la tige-poussoir 25 en réarmant le relais 7. Cette phase se produit même si l'on maintient la manette 2 à sa position de fermeture. A la suite de ce déclenchement, la manette 2 est ramenée sous l'effet du ressort 8 dans le sens anti-horaire et commence à ramener le levier déclencheur 17 ainsi que la biellette 13 vers le plan passant par les axes 11 et 15. A la position de la figure 6, l'axe 14 de la bielle 10 est arrivé au contact de l'extrémité 23 de la rainure 19, si bien que la bielle 10, entraînée vers le haut comme indiqué par une flèche, continue à faire tourner positivement le levier déclencheur 17 dans le sens inverse des aiguilles d'une montre. On se retrouve enfin à la position d'ouverture de la figure 5 d-'où il est possible à nouveau de passer à la position de fermeture de la figure 3. II est bien entendu que si, au cours de la manoeuvre de fermeture des contacts 4, 5 par la manette 2, dès que les contacts 4, 5 viennent à se toucher, ii se produisait ou subsistait un défaut, le relais 7 interviendrait et le déroulement des phases de fonctionnement décrites ci-dessus se reproduirait immédiatement. Selon une variante déjà illustrée dans le brevet principal, L'organe de manoeuvre basculant, au lieu d'être constitué par une manette 2 à bouton 2a, pourrait être constitué par un levier double monté sur le boîtier 9 de façon à pouvoir tourner autour d'une axe fixe et sollicité par un ressort tendant à faire tourner ce levier double dans le sens inverse des aiguilles d'une montre. Ce levier double est poussé dans le sens de la fermeture et dans le sens de l'ouverture respectivement par deux boutons-poussoirs. II est à noter qu'en plus ou à la place du relais 7, d'autres moyens peuvent être prévus pour agir sur le cliquet 50 et détendre la genouillère. Par rapport aux modes de réalisation du brevet principal, les présents perfectionnements présentent les avantages techniques suivants - Ils facilitent le réarmement du levier déclencheur 17 dans le cliquet 50, lors d'un déclenchement par le relais 7. Le ressort 8 de la manette 2 doit dans ce cas vàincre l'effort du ressort 62 du cliquet 50. Ce ressort 62 désensibilise, en cas de choc, I'accrochage entre cliquet 50 et levier déclencheur 17, grâce à la liaison élastique qu'il assure entre ces deux pièces 50, 17. - Ils réduisent sensiblement l'effort du ressort de réarmemeridu relais 7 par un renvoi direct sur la pièce de réarmement 63 du relais7. - Ils désolidarisent l'ensemble des forces intervenant dans le mécanisme alors que, selon le brevet principal, ces forces interféraient intimement entre elles. REVENDICATIONS 1. Appareil électrique à coupure automatique, selon l'une au moins des revendications du brevet principal, comprenant, entre un organe rotatif de manoeuvre (2) et un porte-contact basculant (3) sur lequel est monté au moins un contact mobile (4) coopérant avec un contact fixe (5) et qui est sollicité par un premier ressort (6) dans le sens de l'ouverture ou séparation du contact mobile (4) par rapport au contact fixe (5), un mécanisme b genouillère et à encliquetage (1) capable, d'une part, lorsqu'il est tendu, de transmettre le mouvement de l'organe de manoeuvre (2) au porte-contact (3) aussi bien dans le sens de l'ouverture que dans le sens opposé ou sens de la fermeture et, d'autre part, au moment où ce mécanisme (1) est détendu par des moyens de déclenchement (7) agissant indépendamment de l'organe de monoeuvre (2) sur ltencliquetage, de provoquer le retour du porte-contact (3) de sa position de fermeture à sa position d'ouverture, ce mécanisme (1) étant agencé de manière à permettre à l'organe de manoeuvre (2) de réarmer l'appareil, c'est-à-dire de retendre le mécanisme (1) en ramenant le porte-contact (3) de sa position d'ouverture après déclenchement à sa position d'ouverture normale, après cessation de l'intervention des moyens de déclenchement (7) et sous l'action d'un deuxième ressort (8) agissant sur cet organe de manoeuvre (2), le mécanisme à genouillère et à encliquetage (1) étant essentiellement constitué d'une bielle (10) articulée par l'une de ses extrémités sur l'organe de manoeuvre (2), selon un axe (11) excentré par rapport à l'axe de rotation (12) de l'organe de monoeuvre (2), d'une biellette (13) articulée par l'une de ses extrémités à l'autre extrémité de la bielle (10) et par l'autre de ses extrémités au porte-contact (13), selon un axe (15) excentré par rapport à l'axe de basculement (16) du porte-contact (3), et d'un levier déclencheur (17) articulé par l'une de ses extrémités autour d'un axe fixe (18) et muni d'une rainure longitudinale (19) dans laquelle peut glisser pratiquement sans jeu transversal l'axe d'articulation (14) entre bielle (10) et biellette (13), tous ces axes (11, 12, 15, 16, 18) étant parallèles les uns aux autres, I'encliquetage comprenant un cliquet (50), d'axe (51) fixe, qui est sollicité par un troisième ressort (62) et qui agit sur le levier déclencheur (17), caractérisé en ce que les moyens de déclenchement (7) agissent sur le cliquet (50) de l'encliquetage par l'intermédiaire d'une pièce mobile supplémentaire (63) qui est soumise directement à l'action d'un quatrième ressort (64) et, par l'intermédiaire du cliquet (50), à celle du troisième ressort (62). 2. Appareil électrique selon la revendication 1 et notamment dont les moyens de déclenchement sont constitués par un relais (7) tendant à faire saillir une tige-poussoir (25) agissant sur la pièce supplémentaire (63), caractérisé en ce que le quatrième ressort (64) est accroché, par une extrémité, à un bras de levier (66) solidaire de la pièce supplémentaire (63) et, par l'autre extrémité, à la biellette (13). 3. Appareil électrique selon la revendication 2, caractérisé en ce que le quatrième ressort (64) est accroché à un élément mobile du mécanisme (1) de façon telle que, lorsque celui-ci est détendu par action des moyens de déclenchement (7), la tension de ce ressort (64) se trouve fortement accrue, par fortement des deux extrémités de ce ressort. 4. Appareil électrique selon la revendication 3, caractérisé en ce que le quatrième ressort (64) est accroché à la biellette (13) au niveau de l'axe d'articulation (15) de celle-ci avec le porte-contact (3).