Brevet FR2569901A1 — publié le 19860307

Perfectionnements apportés aux interrupteurs à coupure automatique, notamment aux interrupteurs différentiels et disjoncteurs. L'invention est relative aux appareils électriques à coupure automatique, notamment aux interrupteurs diffé- rentiels, disjoncteurs ou disjoncteurs différentiels, du genre de ceux qui comportent une chambre de coupure (ou plus exactement une chambre d'extinction d'arc de coupure) qui est fermée de tous côtés à l'exception d'une ouverture pour le passage d'au moins un contact mobile coopérant avec un contact fixe et qui contient des armatures capables de créer un champ magnétique de désionisation lors du mou- vement de séparation des rivets de contact, ou éléments analogues, des contacts fixe(s) et mobile(s). L'invention a pour but de faciliter le montage de ces appareils. A cet effet, la chambre de coupure est aménagée dans un bloc autonome en matière isolante qui est agencé de manière à recevoir, séparément ou sous forme d'ensembles ou sous-ensembles, la plupart des éléments électriques et mécaniques de l'appareil et qui est associé a un socle en matière isolante, le bloc et le socle étant munis de moyens de pivotement, de guidage et de positionnement mu- tuels tels que le socle puisse être approché du bloc garni des susdits éléments, amené à la position définitive de montage par pivotement par rapport au bloc et maintenu à cette position définitive à l'aide d'une vis unique tra- versant le socle et serrée dans le bloc, l'ensemble étant complété par un capot entourant le bloc et rapporté sur le socle. Le susdit bloc remplit ainsi la double fonction d'un gabarit de montage et d'une ossature de l'appareil et il est facile de l'adapter et de le fixer au socle. Selon un mode de réalisation préféré dans lequel le ou chaque contact mobile est muni d'un ressort de mise en pression, ce ressort est maintenu sur le -socle alors que le contact mobile correspondant est maintenu sur le bloc, de telle sorte que la fixation du socle au bloc à l'aide de la susdite vis unique assure la compression du ressort et par conséquent la mise en pression du contact mobile correspondant. 20. Ce mode de réalisation fait ainsi jouer à la vis de fixation un rôle supplémentaire, ce qui simplifie la construction de l'appareil. Conformément à un autre perfectionnement, la cham- bre de coupure est fermée latéralement par un couvercle rapporté sur le bloc et une platine sert à la fois au main- tien du couvercle sur le bloc et au support d'un bouton- test de type connu. Là encore, une meme pièce remplit une double fonc- tion, ce qui simplifie encore la construction de l'appa- reil. L'invention va etre maintenant exposée plus en détail à l'aide des dessins annexes. La figure 1 représente, en perspective éclatée, le bloc o est aménagée la chambre de coupure, le couvercle rapporté sur ce bloc et les divers éléments portés par le bloc et maintenus sur celui-ci par le couvercle. 3 2569901 La figure 2 représente, en perspective éclatée, les éléments de la figure 1 après assemblage, le socle et divers composants destinés à leur être adaptés. La figure 3 est une vue de détail selon la flèche III de la figure 2. La figure 4 illustre l'opération de fixation du socle sur le bloc. La figure 5 illustre la phase finale de fixation du capot de l'appareil. La figure 6 montre en coupe l'appareil entièrement monté. L'invention s'applique particulièrement bien à un interrupteur différentiel du genre décrit dans la de- mande de brevet français déposée par la demanderesse le 4 octobre 1983 sous le n 83 15784. Selon cette demande de brevet, l'interrupteur différentiel comprend, comme le montre notamment la figure 6, un mécanisme à genouillère et à encliquetage 1, entre un organe rotatif d'actionnement manuel ou manette 2 à 20. bouton d'actionnement 2a et un porte-contact basculant 3 sur lequel est monté au moins un contact mobile 4 coopé- rant 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. Il existe en général deux contacts mobiles 4 coo- pérant respectivement avec deux contacts fixes 5 et solli- cités chacun par un ressort 6. L'ensemble du porte-contact 3 et du ou des contacts mobiles 4 est de préférence agencé de la façon décrite dans la demande de brevet français déposée par la demanderesse le 4 octobre 1983 sous le n 83 15783, c'est-à-dire de façon que le(s) même(s) res- sort(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 l'un sur l'autre en position de ferme- ture. Le mécanisme 1 est capable, d'une part, lorsqu'il est tendu, de transmetre 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 mo- ment o le mécanisme 1 est détendu par un relais 7 agissant indépendamment de la manette 2 sur l'encliquetage du méca- nisme 1, de provoquer le retour du porte-contact 3 de sa position de fermeture à sa position d'ouverture. Le méca- nisme 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 le ramenant de sa position d'ouverture après déclenchement à sa position d'ouverture normale représentée à la figure 6, après cessation de l'in- tervention du relais 7 et sous l'action d'un deuxième res- sort 8 agissant sur cette manette 2. De façon usuelle, l'interrupteur est logé dans un bottier isolant qui sera décrit plus en détail ci-après et d'o émerge le bouton 2a de la manette 2. 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 a 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 l'axe 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 boîtier. L'encliquetage du mécanisme 1 comprend un cliquet 20, d'axe 21, qui est sollicité par un troisième ressort 22, ce cliquet 20 agissant sur le levier déclencheur 17. L'axe 21 est lui aussi parallèle aux axes 11, 12, 14, 15, 16 et 18 et il est lié au boîtier. L'axe fixe 18 du levier déclencheur 17 est situé de façon telle que, en position de fermeture, ce levier déclencheur 17 soit approximativement parallèle à l'ensem- ble de la bielle 10 et de la biellette 13, cet axe étant alors pratiquement aligné avec l'axe 11 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'articula- tion 14 avec la biellette 13. Comme montré aussi à la fi- gure 1, la biellette 13 est avantageusement constituée de deux biellettes individuelles parallèles 13a et 13b de façon que la partie 3a du portecontact 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 ensem- 20. ble ces deux biellettes individuelles 13a, 13b. 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 de cette rainure 19 au cours du mouvement de réarmement. En général, le relais 7 est un relais à aimant permanent, qui agit par une tige-poussoir 25 sur le cliquet , ce qui oblige le cliquet 20 à exercer sur cette tige- poussoir 25 une force suffisante pour vaincre l'action du ressort antagoniste de l'aimant permanent lors du réar- mement du relais 7. Pour assurer cette opération, un res- sort de réarmement 48 est agencé de façon telle que, lors- que le mécanisme 1 est détendu par action du relais 7, la tension de ce ressort 48 se trouve fortement accrue, par un mouvement d'écartement des deux extrémités de ce ressort. Le cliquet 20 est muni d'une encoche 28 propre à recevoir un bec 30 porté par le levier déclencheur 17. Le boîtier est muni d'autant de bornes d'entrée 32 que de contacts fixes 5, qui sont reliées électrique- ment 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 né- cessaire 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 capa- bles de créer un champ magnétique de désionisation lors de la séparation des rivets de contact 33 et 34. Du côté opposé à celui des bornes d'entrée 32, le boîtier est muni de bornes de sortie 31. Le relais 7 est relié à un tore de détection de défauts 9 par un enroulement secondaire 24. Enfin, l'interrupteur comprend un bouton-test 39 auquel sont associés une résistance 40, un contact sou- ple 41 un ressort de rappel 56 et deux languettesmétalliques 57 et 73. Le fonctionnement d'ensemble de l'interrupteur est connu et il est donc inutile de le décrire ici. Cela étant, conformément à l'invention, la chambre de coupure 35 est aménagée dans un bloc autonome 26 en matière isolante qui est agencé de manière à rece- voir, séparément ou sous forme d'ensembles ou sous-en- sembles, la plupart des éléments électriques et mécaniques de l'appareil et qui est associé à un socle 27 en matière isolante. Le bloc 26 et le socle 27 sont munis de moyens de pivotement, de guidage et de positionnement mutuels qui seront décrits plus en détail ci-après et tels que le socle 27 puisse être approché du bloc 26 garni des susdits éléments, amené à la position de montage définitive par pivotement par rapport au bloc 26 (ainsi qu'il sera expliqué plus en détail à l'aide de la figure 4) et main- tenu à cette position définitive à l'aide d'une vis unique 44 qui traverse le socle 27 par un trou 45 et qui est serrée dans le bloc 26, en s'engageant dans un trou 46 ménagé dans ce dernier. Le bottier, qui comprend le bloc 26 et le socle 27, est complété par un capot 47 entourant le bloc 26 et rapporté sur le socle 27. De préférence, le ressort 6 de mise en pression du ou de chaque contact mobile 4 est maintenu sur le socle 27 (voir la figure 2) alors que le contact mobile 4 corres- pondant est maintenu sur le bloc 26, de telle sorte que la fixation du socle 27 sur le bloc 26 à l'aide de la vis unique 44 assure la compression du ou de chaque ressort 6 et par conséquent la mise en pression du contact mobile 4 correspondant. De préférence encore, la chambre de coupure 35 est fermée latéralement par un couvercle 42 rapporté sur le bloc 26 et une platine 29 sert à la fois au maintien du couvercle 42 sur le bloc 26 et au support du bouton- test 39 et des éléments associés à celui-ci. Dans ce cas, les susdits moyens de pivotement, de guidage et de positionne- ment, qui sont prévus entre le socle 27 et le bloc 26, sont répartis,du côté de ce dernier, entre le bloc 26 et le couvercle 42 qui forment un ensemble rigide après adap- tateur de la platine 29. On va maintenant décrire les phases successives de montage de l'appareil et, au fur et à mesure, les carac- téristiques de construction qui permettent la réalisation de ces phases. 1 ) Sous-ensemble porte-contact: On introduit l'axe 15 dans les ouvertures 49 des biellettes individuelles 13a, 13b et dans l'ouverture 50 de la partie 3a du porte-contact 3, en accrochant l'une des extrémités du ressort de réarmement 48 à cet axe 15. S9901 Puis on introduit deux axes 51 dans des ouvertures 52 du portecontact 3 (à la droite de sa partie inférieure, la figure 1 représente à l'envers un fragment du porte-contact 3 et l'un des contacts mobiles 4). 2 ) Sous-ensemble de test: On introduit la résistance 40 dans le boutontest 39 et on y place le contact souple 41 en faisant les soudu- res nécessaires. 3 ) Sous-ensemble test et platine: On introduit le sous-ensemble de test ainsi obtenu entre la platine ou clip 29 et une aile 55 faite d'une seule pièce avec la platine 29 et parallèle à celle- ci, en adaptant le ressort de rappel 56 entre le bouton- poussoir 39 et l'aile 55 de la platine 29. 4 ) Sous-ensemble contact fixe (phase et neu- tre) et bornes correspondantes: On introduit les contacts fixes 5 avec ou sans lame de contact 57 dans les bornes 32, ainsi que des contacts fixes,8 dans les bornes 31. 20. - 5 ) Sous-ensemble relais: On emmanche un amortisseur 59 à chaque oreille 53 du relais 7 (voir le détail à la partie gauche de la figure 3). 6 ) Sous-ensemble socle: On emmanche les deux ressorts 6 sur des tétons (figure 6) prévus à cet effet sur le socle 27. 7 ) Sous-ensemble chambre de coupure: On présente le levier déclencheur 17 sur l'axe 18 venu de moulage avec le bloc 26, puis le cliquet 20 sur l'axe 21 venu également de moulage avec le bloc 2,6. On place le ressort de compression 22 sur le cliquet 20. Puis on présente le bec 30 du levier déclencheur 17 dans l'encoche 28 du cliquet 20. On accroche alors une pièce de réarmement 61 à l'autre extrémité du ressort de traction 48 du sous-ensemble porte-contact. On présente alors le sous-ensemble ainsi réalisé sur le bloc 26, en engageant l'un des axes 16 du porte-contact 3 dans un palier 62 du bloc 26 et l'axe 63 de la pièce de réarmement 61 dans un autre palier 64 du bloc 26. On dispose le ressort de torsion 8 dans la manette 2 et celle-ci sur un axe 65 venu de moulage avec le bloc 26, en plaçant l'extrémité du ressort 8 derrière l'axe 18 du levier déclencheur 17, ce qui retient ce der- nier latéralement. Par ailleurs, on présente l'axe 14 de la bielle dans des trous 66 de la biellette 13 et dans la rainure 19 du levier déclencheur 17 et l'axe 11 de la bielle 10 dans un palier excentré 67 de la manette 2 en faisant tour- ner celle-ci pour obtenir l'entraxe de la bielle 10. 8 ) Ensemble bloc et couvercle: On centre le couvercle 42 sur le bloc 26 en présentant l'autre axe 16a du porte-contact 3 dans un pa- lier 68 prévu sur le couvercle 42 et l'autre axe 63 de la pièce de réarmement 61, dans un palier (non montré) prévu également sur le couvercle 42 et en engageant l'ex- trémité de l'axe 15 dans une lumière en arc de cercle 69 qui traverse le couvercle 42. Puis on verrouille le couver- cle 42 sur le bloc 26 en abaissant la platine 29 comme indiqué par la flèche F1 à la figure 2, jusqu'à la position représentée par la vue de détail située en haut et à gauche de la figure 2, ce qui produit un agrafage par engagement de l'aile 55 de la platine 29 dans une encoche 70 du bloc 26 et par accrochage d'un cran 71 du bloc 26 sur le bord d'une ouverture 72 ménagée dans la platine 29. On présente en outre les sous-ensembles de désionisation à armatures 37 dans la chambre de coupure du bloc 26 ainsi que les contacts fixes 5 sur ce bloc 26. On enchâsse la languette de test 73 sur le bloc 26. Enfin, on introduit les deux contacts mobiles 4 dans les logements ménagés à cet effet dans le porte-contact 3 et on agrafe le sous-ensemble relais sur le bloc 26 en introduisant les oreilles 53 garnies des amortisseurs 59 successivement dans les ouvertures 74 du couvercle 42 et 75 du bloc 26, comme représenté dans la vue de détail '99O 1 située à la gauche de la partie supérieure de la figure 3. On obtient ainsi un ensemble fonctionnel com- plet. 90) Ensemble bloc-couvercle-socle: On approche le socle 27 de l'ensemble ainsi constitué par le bloc 26 et par le couvercle 42 en mettant en prise leurs moyens de pivotement, de guidage et de posi- tionnement mutuels, de la façon représentée schématiquement & la figure 4. Ces moyens comprennent avantageusement deux becs 76 et 77 prévus respectivement sur le bloc 26 et le couvercle 42 et deux encoches correspondantes 78 prévues sur le socle 27, l'ensemble étant tel que, lorsque les becs 76, 77 sont enfoncés respectivement dans les encoches 78, on puisse faire pivoter l'ensemble 26, 42 par rapport au socle 27 selon la flèche F2 de la figure 4 ou, plus généralement, le socle 27 par rapport à l'ensemble 26, 42. Ces moyens comprennent, en outre, des rebords 79 entou- rant le socle 27 et propres à recevoir et à guider entre eux les faces latérales de l'ensemble 26, 42 et celle des faces transversales de cet ensemble qui est la plus éloi- gnée des becs 76, 77. Ces moyens peuvent comprendre en outre des saillies et creux qui sont ménagés sur les élé- ments 26, 42 et 27 et qui s'engagent les uns dans les au- tres lors du mouvement de pivotement susvisé. Puis on effectue le mouvement de pivotement susvisé, ce qui présente automatiquement les ressorts 6 sur des collerettes 80 (figure 1) prévues à cet effet sur les contacts mobiles 4, puis comprime les ressorts 6. A la fin du mouvement de pivotement, on introduit la vis d'assemblage 44 dans le trou 45 du socle 27 et dans le trou 46 du bloc 26 et on serre la vis 44 dans ce dernier trou 46. 10 ) Opérations finales d'assemblage et de réglage: On présente les bornes 31 dans des logements il prévus à cet effet entre les éléments 26, 42 et 27 et on effectue les diverses connexions électriques (le produit ainsi obtenu étant représenté au bas de la figure 5). On procède alors sur ce produit aux réglages de la sensibilité du relais 7 et aux vérifications mécaniques et électriques de l'interrupteur différentiel. Enfin, on adapte sur le produit le capot 47, comme schématisé par les flèches F3 de la figure 5, en introduisant des pattes élastiques d'en- cliquetage 81, venus de moulage avec le capot 47, dans des encoches 82 prévues à cet effet dans le socle 27 (voir la vue de détail située à la gauche de la figure 5), en faisant passer le bouton 2a de la manette 2 et le bouton- poussoir 39 respectivement par des ouvertures 83 et 84 ménagées dans le capot 47; L'interrupteur différentiel est alors prêt à être utilisé. REVENDICATIONS 1. Appareil électrique à coupure automatique, comportant une chambre de coupure (35) qui est fermée de tous côtés à l'exception d'une ouverture (36) pour le pas- sage d'au moins un contact mobile (4) coopérant avec un contact fixe (5) et qui contient des armatures (37) capa- bles de créer un champ magnétique de désionisation lors du mouvement de séparation des rivets de contact (33, 343), ou éléments analogues, des contacts fixe(s)- et mobile(s) (5, 4), caractérisé en ce que la chambre de coupure (35) est aménagée dans un bloc autonome (26) en matière isolante qui est agencé de manière à recevoir la plupart des élé- ments électriques et mécaniques de l'appareil et qui est associé à. un socle (27) en matière isolante, le bloc (26) et le socle (27) étant munis de moyens de pivotement, de guidage et de positionnement mutuels (76, 77, 78, 793 tels que le socle (27) puisse être approché du bloc {26) garni des susdits éléments, amené à la position définitive de montage par pivotement par rapport au bloc (26) et maintenu a cette position définitive à l'aide d'une vis unique (44) traversant le socle (27) et serrée dans le bloc (26), l'en- semble étant complété par un capot (47) entourant le bloc (26) et rapporté sur le socle (27). 2. Appareil selon la revendication 1, dans lequel le ou chaque contact mobile (4) est muni d'un res- sort de mise en pression (6), caractérisé en ce que ce ressort (6) est maintenu sur le socle (27) alors que le contact mobile (4) correspondant est maintenu sur le bloc (26), de telle sorte que la fixation du socle (27) au bloc (26) à l'aide de la susdite vis unique (44) assure la com- pression du ou de chaque ressort (6) et par conséquent, la mise en pression du contact mobile (4) correspondant_ 3. Appareil selon la revendication 2, caracté- risé en ce que les moyens de pivotement, de guidage et de positionnement mutuels comprennent des becs (76, 77) prévus respectivement sur le bloc (26) et sur le couvercle (42) et qui s'engagent respectivement dans des encoches t /0 prévues sur le socle (27). 4. Appareil selon l'une quelconque des revendi- cations 1 à 3, caractérisé en ce que la chambre de coupure (35) est fermée latéralement par un couvercle (42) rapporté sur le bloc (26) et en ce qu'une platine (29) sert à la fois au maintien du couvercle (42) sur le bloc (26) et au support d'un bouton-test (39) de type connu.