Brevet FR2576141A1 — publié le 19860718

DISJONCTEUR BASSE-TENSION, AVEC VERROU DE MAINTIEN AGENCE DANS UNE CHAMBRE SEPAREE L'invention concerne un disjoncteur basse tension, de construction compacte, comportant un boîtier en matière isolante avec plusieurs chambres parallèles dans lesquelles sont agencés des trajets de courant et un verrou de maintien avec un arbre de commande, ledit verrou de maintien étant agencé dans une chambre séparée et ayant ses composants montés sur un support. Un disjoncteur basse-tension de ce type est connu par la notice CAT 2-1 TN 2419 (11/1968) de la firme Sace, Bergame (Italie). Dans un tel disjoncteur, les chambres des trajets de courant sont, mis à part l'arbre de commande qui les relie, exemptes de composant du verrou de maintien, ce qui est avantageux pour le dimensionnement des éléments de mise en contact et a des répercussions avantageuses pour l'obtention d'un pouvoir de coupure élevé. Toutefois, il en résulte une complication accrue pour la mise en place du verrou de maintien latéral et pour l'accouplement de celui-ci aux organes de déclenchement du disjoncteur. Dans un autre disjoncteur connu par le brevet américain US-A-3 243 563, le verrou de maintien présente un cadre qui est fixé au fond du boîtier du disjoncteur. L'arbre de commande et l'arbre de déclenchement s'étendent dans ce cas sur toutes les chambres du boîtier. Là encore, il est difficile de relier tous les composants à l'arbre-de commande, ou encore à l'arbre de déclenchement. L'invention a pour but de réaliser un verrou de maintien, pour agencement dans une chambre séparée, de façon qu'il puisse être utilisé en qualité de composant dans un appareil de commutation, notamment dans un disjoncteur. Z576141 Selon l'invention, ce but est atteint par le fait que le support est réalisé en une seule pièce en forme de U avec, dans sa partie médiane, des ajours pour des moyens de fixation, par le fait que l'arbre de commande présente un arbre de commande des pôles qui relie les trajets de courant, et un arbre d'entraînement situé côté verrou de-maintien, et par le fait que l'arbre de commande des pôles et l'arbre d'entraînement côté verrou de maintien ont leurs extrémités mutuellement en vis-à-vis aménagées sous forme de parties d'accouplement qui coopèrent par complémentarité de formes. La séparation de l'arbre de commande en un arbre de commande des pôles et un arbre d'entraînement situé côté verrou de maintien permet de monter ce dernier et l'appareil de contact du disjoncteur indépendamment l'un de l'autre. Les parties d'accouplement prévues permettent alors non seulement de monter ensuite le verrou de maintien en tant qu'unité, mais aussi d'obtenir une certaine compensation des défauts d'alignement et des tolérances, de sorte que l'on évite les défauts de fonctionnement du disjoncteur dûs à des caractéristiques inégales des paliers de l'arbre de commande dans la région du verrou de maintien et des trajets de courant. Le support en forme de U assure au verrou de maintien une forme de montage également facile à monter, simple à contrôler et commode à insérer dans l'appareil disjoncteur. - Les ajours prévus dans la partie médiane du support en forme de U permettent l'introduction des moyens de fixation en procédant depuis la surface de base du disjoncteur, c'est-à-dire dans une direction identique à celle dans laquelle d'autres composants du disjoncteur sont habituellement fixés. Selon un perfectionnement de l'invention, l'arbre de commande des pôles et l'arbre d'entraînement situé côté verrou de maintien peuvent être mis en prise de manière particulièrement simple si les parties d'accouplement sont constituées pour venir en prise lors d'un déplacement de l'arbre d'entraînement et de l'arbre de commande des pôles, dans la position de coupure, les axes longitudinaux de ces arbres étant parallèles. A cet effet, les faces terminales de l'arbre d'entraînement côté verrou de maintien et de l'arbre de commande des pôles peuvent notamment être munies de parties d'accouplement du type tenon et mortaise, ces parties d'accouplement ayant, lorsque la position de coupure est réalisée, une extension longitudinale qui correspond à la direction du mouvement du support lors du montage du verrou de maintien dans le bottier. On obtient ainsi, sans problème, une compensation des tolérances dans la direction de l'axe longitudinal des arbres. L'expérience montre que, si les parties d'accouplement ont un dimensionnement approprié, on obtient en outre la compensation des petits défauts d'angle. Des liaisons opérant de manière analogue sont connues en soi pour des interrupteurs avec boîtiers pour pôle unique (brevet américain US-A-2 824 191). Dans une autre forme de réalisation de l'invention, un arbre de déclenchement appartenant au verou de maintien peut. également, lors du montage du verrou de maintien dans le boîtier, être mis automatiquement en prise avec des déclencheurs montés indépendamment du support du verrou de maintien. Des parties d'accouplement convenant pour cela, sont en principe analogues aux parties d'accouplement prévues sur l'arbre de commande. En outre, de manière surprenante, le nombre des trajets de courant d'un disjoncteur peut être augmenté si l'arbre d'entraînement situé côté verrou de maintien est muni, en ses deux extrémités, d'une partie d'accouplement pour un arbre de commande-des pâles. Dans ce cas, l'arbre de commande d'un pôle de commutation séparé peut être accouplé à l'extrémité libre de l'arbre d'entraînement, par exemple pour transformer un disjoncteur tripolaire normal en un disjoncteur quadripolaire. Une telle adjonction d'un quatrième pôle à un disjoncteur tripolaire normal peut être effectuée de façon simple si le bottier présente, en son côté du verrou de maintien non tourné vers les trajectoires polaires, ou côté non tourné vers les chambres, une région que l'on peut enlever pour servir d'accès à l'arbre d'entraînement côté verou de maintien, et si un boîtier pour pôle individuel, doté de son propre arbre de commande de pôle, peut être adjoint au boîtier en réalisant simultanément l'accouplement à l'arbre d'entraînement. Le rôle de l'arbre d'entraînement côté verrou de maintien est de transmettre à l'arbre de commande des pôles, de manière connue, sous forme de mouvement de rotation, la force d'entraînement élaborée de manière connue, par exemple par un système à genouillère et ressort à franchissement de point mort. Pour cela, il faut une bonne prise d'appui de l'arbre d'entraînement sur le support du verrou de maintien, et, en même temps, un élément d'accouplement doit se trouver dans une position favorable à la mise en prise avec l'arbre de commande des pôles. Ces impératifs sont spécifiquement satisfaits avec un arbre d'entraînement ayant un diamètre suffisamment grand. Toutefois, les ouvertures-paliers du support ont alors un diamètre d'une grandeur correspondante, ce qui n'est pas souhaitable, pour diverses raisons. Dans une forme de réalisation de l'invention, il est prévu que le support du verrou de maintien présente un lobe muni d'une ouverture-palier et que l'arbre d'entraînement présente un corps central avec une branche saillante servant à l'application d'une force d'entraînement et présente, en tant que liaison du corps central, une saillie du genre pont prévue pour chevaucher l'extrémité libre du lobe du support, ladite saillie comportant une nervure servant de partie d'accouplement qui, partant du centre, s'étend sur la hauteur de cette saillie. Pour constituer la portée de l'arbre d'entraînement, il suffit, dans cette forme de réalisation, d'un simple doigt ou broche cylindrique s'engageant dans l'ouverture-palier du lobe. Les caractéristiques de palier et la facilité de réalisation d'un tel agencement sont avantageuses. De plus, la nervure servant à l'accouplement est positionnnée sur le côté externe du support, la o la mise en prise avec une pièce conjuguée correspondante appartenant à l'arbre de commande des pôles ne pose aucun problème. Un tel arbre d'entraînement peut être réalisé d'une seule pièce, en métal ou en matière plastique. Divers avantages et caractéristiques de l'invention apparaîtront dans la description présentée ci-après, à titre d'exemple non limitatif, en se reportant au dessin annexé dont les figures représentent: - la figure 1, une vue en perspective illustrant le principe d'un disjoncteur selon l'invention; les figures 2 et 3, deux vues d'un support en forme de U d'un verrou de maintien; - les figures 4 et 5, deux vues d'un arbre d'entraînement côté verrou de maintien; et - la figure 6, un arbre de commande de pôles. Sur la figure 1, on a représenté en perspective les parties d'un disjoncteur basse-tension, de construction compacte, essentielles dans le contexte de l'invention. Certaines simplifications ont été faites afin de mieux faire apparaître les caractéristiques fondamentales. En tant que corps de base du disjoncteur, le plus grand des composants représentés est un boîtier 1 en matière isolante qui présente quatre chambres agencées côte à côte. Parmi celles-ci, les trois chambres 2 situées côte à côte sont prévues pour recevoir chacune l'appareil de contact d'un trajet de courant. Ces parties ne sont pas représentées. Toutefois, en considérant les conducteurs de raccordement 3 et 4, esquissés respectivement du côté avant et du côté arrière du boîtier 1, on peut deviner leur tracé. La chambre 5 qui, sur la figure 1, est représentée à gauche à côté des chambres 2, sert à recevoir le verrou de maintien 6 qui est représenté, en tant qu'unité modulaire, au-dessus de la chambre 5. Pour simplifier, le verrou de maintien 6 est représenté sous la forme d'un bloc parallélépipédique, bien qu'une unité modulaire réalisée en fonction de considérations pratiques puisse avoir un aspect différent, ainsi qu'il ressort des autres figures. Le verrou de maintien 6 présente un support 7 en forme de U, avec une partie médiane 8. Dans le boîtier 1 est monté à rotation un arbre 9 de commande des pôles, lequel est muni, d'une manière non représentée, de pièces de contact mobiles, coopérant elles-mêmes avec des pièces de contact fixes non représentées. Il peut s'agir ici de leviers de contact à un seul bras ou à deux bras, comme connu d'une manière générale en technique d'appareils de commutation. Des exemples à cet égard peuvent être trouvés, entre autres, dans les brevets allemands DE-A- 21 57 927 et DE-B- 28 17 668. En son côté frontal tourné vers la chambre 5 du corps 1 du boîtier, l'arbre de commande 9 est muni d'une rainure 10. La nervure frontale 11 d'un arbre d'entraînement 12 du verrou de maintien 6 peut s'engager dans cette rainure. A cet effet, la position des parties est choisie de façon que la rainure 10 et la nervure 11 soient dirigées perpendiculairement à la surface de base 13 du boîtier 1 lorsque l'arbre 9 de commande des pôles et l'arbre d'entraînement 12 prennent une position correspondant à la position de coupure du disjoncteur. La nervure 11 vient alors en prise avec la rainure 10 lorsque le verrou de maintien 6 est introduit, dans la direction de la flèche 14, dans la chambre 5 du boîtier 1. Dans cette position, le verrou de maintien 6 est relié au boîtier 1 par des moyens de fixation appropriés. A cet effet, la surface 15 du fond du verrou de maintien comporte une ou plusieurs ouvertures de passage pour des moyens de fixation, par exemple des trous taraudés 16 dans lesquels peuvent s'engager des vis introduites depuis la surface 13 du fond du bottier 1. Le verrou de maintien 6 présente en outre un arbre de déclenchement 17 dont l'axe longitudinal est à peu près parallèle à l'axe longitudinal de l'arbre d'entraînement 12 et donc aussi à la surface 13 du fond du boîtier 1. L'extrémité libre de l'arbre de déclenchement 17 est munie, de manière analogue, d'une rainure 20, comme expliqué dans ce qui précède en considérant l'arbre 9 de commande des pôles. L'arbre de déclenchement 17 coopère avec un bloc déclencheur 21 dont l'arbre de déclenchement 22 est parallèle à la surface de base 13 du boîtier 1, lorsque le bloc déclencheur est monté dans le disjoncteur, par exemple à plat sur le boîtier 1. Une nervure 23 de l'arbre de déclenchement 22 du bloc déclencheur 21 réalise, là encore, un accouplement à l'arbre de déclenchement 17 du verrou de maintien 6. Sur la figure 19 on a représenté à gauche, à coté du boîtier 1, un autre petit boîtier 25 qui présente une chambre individuelle 26 pour un autre trajet de courant, en correspondance avec les trajets de courant se trouvant dans les chambres 2. Dans le boîtier 25 se trouve également un arbre 27 de commande des pôles, dont le côté frontal tourné vers le verrou de maintien 6 est muni d'une nervure 30. L'arbre d'entraînement 12 comporte une rainure, invisible sur la figure 1, correspondant à la nervure 30, ce grâce à quoi le trajet de courant supplémentaire peut être accouplé à l'arbre d'entraînement 12 lorsque le boîtier 25 est adjoint et assemblé au boîtier 1. Sur la figure 1, on n'a représenté ni poignée d'actionnement pour liaison à un levier d'entraînement 31 du verrou de maintien 6,' ni couvercle de boîtier pour recouvrir les parties décrites. De telles pièces peuvent être réalisées d'une manière connue pour appareils de disjonction du type compact avec boîtier en matière isolante. Ainsi que cela ressort immédiatement de la description qui précède, il est sans importance, pour le principe de l'invention, que ce soit l'arbre 9 de commande des pôles et l'arbre d'entraînement 12 qui soient munis de la rainure 10 ou de la nervure 11, ou que l'on adopte l'agencement inverse. En outre, la forme des parties d'accouplement peut être modifiée à volonté, pourvu que les parties d'accouplement viennent mutuellement en prise lorsque le verrou de maintien 6 avec son arbre d'entraînement 12, et l'arbre 9 de commande des pôles, sont déplacés parallèlement l'un par rapport à l'autre. La possibilité de variantes concerne également la configuration des arbres de déclenchement 17 et 22 ainsi que de l'arbre 27 de commande de pôle du boîtier supplémentaire 25. On va d'abord décrire, en tant que composant essentiel du verrou de maintien 6, un support 35 en forme de U, en se reportant aux figures 2 et 3. Le support 35 présente deux branches 36 et 37 de même longueur, ayant toutefois des formes différentes, qui sont mutuellement reliées par une partie médiane 40. Sur la figure 2, on peut voir que la forme en U n'est pas présente de manière continue, mais est interrompue au milieu par une région dans laquelle se trouvent deux lobes 38 avec ouvertures-paliers 41 pour un arbre d'entraînement restant à décrire. En outre, les ailes 36 et 37 possèdent des contre-appuis 42 formés par repoussage hors du plan de la tôle, pour le levier d'entraînement 31 dont les extrémités supérieures sont esquissées schématiquement sur la figure 1. Pour offrir un tourillonnement à l'arbre de déclenchement 17, les branches 36 et 37 sont munies d'autres ouvertures-paliers 43. Pour les autres composants du verrou de maintien, en particulier un levier à cliquet et un cliquet intermédiaire, le support 35 est muni d'autres éléments-paliers 44 et 45 ayant une position et des dimensions appropriées. De cette manière, le support peut recevoir toutes les parties du verrou de maintien, ces parties pouvant aussi bien chevaucher les branches qu'être agencées entre celles-ci. L'arbre de commande destiné à tourillonner dans les ouvertures 41 des branches 36 et 37 va maintenant être décrit en considérant les figures 4 et 5. Comme on peut le voir sur ces figures, l'arbre d'entraînement 50 est un composant d'un seul tenant, toutefois constitué pour correspondre à plusieurs fonctions. Partant d'un corps central 51, deux branches forment saillie. Elles sont séparées par un faible intervalle et sont mutuellement parallèles et dirigées dans la même direction. Toutefois, elles possèdent des longueurs 1 0 différentes. La branche la plus courte de l'arbre d'entraînement 50 sert à l'application d'une force d'entraînement et, à cette fin, est munie d'une ouverture 53 pour un boulon d'articulation qui, par exemple, peut être en liaison avec un système à genouillère. La plus longue branche, 54, sert à actionner un interrupteur auxiliaire qui, ainsi, ouvre ou ferme des contacts en fonction de la position du disjoncteur. Sur le corps central 51 de l'arbre est formé une nervure 55 qui constitue une partie d'accouplement. Comme on peut le voir, la nervure 55 recouvre un trou de palier 56 dans lequel un axe de tourillonnement traversant les ouvertures-paliers 41 est introduit. Une saillie 57 forme d'une certaine manière un pont entre le corps d'arbre 51 et la nervure 55, de sorte que, lorsque le verrou de maintien 6 est en condition assemblée, les branches 52 et 54 de l'arbre d'entraînement 50 se trouvent entre les branches 36 et 37 du support 35, tandis que la nervure 55 est accessible sur le côté extérieur du support 35. La saillie 57 chevauche ici l'extrémité arrondie du premier lobe 38. La position, asymétrique en partant du centre, de la nervure 55 par rapport à l'axe de rotation de l'arbre d'entraînement 50 donne un bras de levier relativement grand, donc une transmission sûre du couple de rotation. L'abre d'entraînement 50 selon les figures 4 et 5 peut être réalisé en tant que partie d'une seule pièce, en métal ou en une matière plastique de résistance appropriée. L'arbre d'entraînement 50 peut aussi être muni, des deux côtés,- d'une nervure 55, afin de pouvoir accoupler des arbres de commande de pôles des deux côtés. En se reportant à la figure 6, on va décrire un arbre de commande de pôles qui, sur la figure 1, est représenté schématiquement et désigné par la référence I1 9. L'arbre 60 de commande des pôles est un corps creux ayant une longueur axiale correspondant au nombre des contacts de commutation à actionner. Sur une pièce d'axe 61, isolée, située intérieurement, sont montés à pivotement des leviers de double contact 62 dont les extrémités sont munies de portées 63 de pièces de contact. Ces portées coopèrent avec des pièces de contact conjuguées agencées à poste fixe dans le boîtier du disjoncteur. A chacun des leviers 62 à double contact sont conjugués deux ressorts de torsion 64, de façon telle qu'il y ait une précontrainte par rapport à l'arbre de commande 60. Si l'on actionnne l'arbre de commande 60, les leviers à double contact 62 sont alors entraînés jusqu'à ce que leurs portées de contact 63 soient en contact avec les pièces de contact conjuguées non représentées. Au cours de la suite de la rotation de l'arbre de commande 60, les ressorts de torsion 64 sont contraints de manière à fournir la force de contacttion nécessaire. Pour provoquer un mouvement de rotation en vue de la fermeture ou de la coupure, une rainure 65 est aménagée à la première extrémité de l'arbre de commande et coopère avec la nervure terminale de l'arbre d'entraînement 50 (figures 4 et 5), de la manière expliquée quant au principe en considérant la figure 1. Comme on peut le voir immédiatement, un accouplement fiable de l'arbre d'entraînement à l'arbre de commande des pôles peut aussi être obtenu avec une forme de construction différant de celle des exemples décrits réalisés à la façon d'un accouplement à tenon et mortaise. A titre d'exemple, plusieurs nervures et rainures peuvent venir en condition d'engagement mutuel, ou les extrémités tournées l'une vers l'autre des arbres à accoupler peuvent recevoir une configuration différant de la partie d'arbre, par exemple pour obtenir, par un 3,5 agrandissement des surfaces d'accouplement, une contrainte spécifique plus faible. REVENDICATIONS 1. Disjoncteur basse tension, de construction compacte, comportant un boîtier (1) en matière isolante avec plusieurs chambres parallèles (2,5) dans lesquelles sont agencés des trajets de courant et un verrou de maintien (6) avec un arbre de commande (17), ledit verrou de maintien (6) étant agencé dans une chambre séparée et ayant ses composants montés sur un support, caractérisé en ce que le support (7) est réalisé en une seule pièce en forme de U avec, dans sa partie médiane (8), des ajours (16) pour des moyens de fixation, en ce que l'arbre de commande présente un arbre (9) de commande des pôles qui relie les trajets de courant, et un arbre d'entraînement (12) situé côté- verrou de maintien, et en ce que l'arbre de commande des pôles (9) et l'arbre d'entraînement (12) côté verrou de maintien ont leurs extrémités mutuellement en vis-à-vis aménagées sous forme de parties d'accouplement (10,11) qui coopérent par compiémentarité de formes. 2. Disjoncteur de puissance basse-tension selon la revendication 1, caractérisé en ce que les parties d'accouplement (10,11) sont constituées pour venir en prise lors d'un déplacement de l'arbre d'entraînement (12) et de l'arbre (9) de commande des pôles, dans la position de coupure, les axes longitudinaux de ces arbres étant parallèles. 3. Disjoncteur selon la revendication 1, caractérisé en ce que les faces terminales de l'arbre d'entraînement (12) côté verrou de maintien et de l'arbre (9) de commande des pôles sont munies de parties d'accouplement (10,11) du type tenon et mortaise, ces parties d'accouplement ayant, lorsque la positiôn de coupure est réalisée, une extension iongitudinale qui correspond à la direction du mouvement du support (7) lors du montage du verrou de maintien (6) dans le bottier (1). 4. Disjoncteur selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'un arbre de déclenchement (17) - appartenant au verrou de maintien (6) peut également, lors du montage du verrou de maintien (6) dans le boîtier (1), être mis automatiquement en prise avec des déclencheurs (21) montés indépendamment du support (7) du verrou de maintien (6). 5. Disjoncteur selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'arbre d'entraînement (12) situé côté verrou de maintien est muni, en ses deux extrémités, d'une partie d'accouplement pour un arbre (9,27) de commande des pôles. 6. Disjoncteur selon la revendication 5, caractérisé en ce que le boîtier (1) présente, en son côté du verrou de maintien (6) non-tourné vers les chambres (2), une région que l'on peut enlever pour servir d'accès à l'arbre d'entraînement (12) côté verrou de maintien, et en ce qu'un boîtier (25) pour pôle individuel, doté de son propre arbre (27) de commande de pôle, peut être adjoint au boîtier (1) en réalisant simultanément l'accouplement à l'arbre d'entraînement (12). 7. Disjoncteur selon la revendication 1, caractérisé en ce que le support (35) présente un lobe (38) muni d'une ouverture-palier (41), et en ce que l'arbre d'entraînement (50) présente un corps central (51) avec une branche saillante servant à l'application d'une force d'entraînement et présente, en tant que liaison du corps central (51), une saillie (57) du genre pont prévue pour chevaucher l'extrémité libre du lobe (38) du support (35), ladite saillie (57) comportant-une nervure (55) servant de partie d'accouplement qui, partant du centre, s'étend sur la hauteur de cette saillie (57).