Brevet FR2584527A1 — publié le 19870109

- 1 - INTERRUPTEUR DE PROTECTION A POLES ACCOUPLABLES. La présente invention concerne un interrupteur électrique de protection unipolaire ou multipolaire comprenant pour chaque pôle un boîtier muni d'une pièce d'accouplement au pôle voisin ou à un appareil additif juxtaposable. Un tel couplage sert à transmettre d'un pôle à l'autre, ou d'un pôle à un appareil voisin, un signal mécanique dans un but de déclenchement et/ou de signalisation en cas de défaut ou à la suite d'une manoeuvre volontaire. De tels appareils multipolaires connus nécessitent généra- lement pour assurer le couplage entre les pôles, une pièce ou plusieurs pièces d'accouplement qu'il faut rapporter par emboîtement ou insertion sur ou dans des pièces de transmis- sion appartenant aux mécanismes de déclenchement des divers pôles. Ainsi, dans le brevet FR 1 596 145, il est proposé de réali- ser un interrupteur unipolaire ou multipolaire comprenant dans sa version unipolaire un boîtier et un couvercle et dans sa version multipolaire un boîtier, des pièces intermé- diaires disposées en nombre égal au nombre de pôles souhaité et un couvercle; chaque pôle comporte un levier qui contri- bue à l'accouplement grâce à un axe commun de montage tra- versant, cet axe couplant les divers leviers. Il est donc - 2 - nécessaire de prévoir des axes de différentes longueurs pour accoupler les leviers lors de la fabrication d'interrupteurs à nombres de pôles différents. Il existe d'autres interrupteurs de protection unipolaires ou multipolaires accouplables, mais ces interrupteurs ont pour inconvénient d'exiger soit un nombre de pièces élevé pour bâtir les boîtiers et les accouplements de la version unipolaire et des différentes versions multipolaires, soit un encombrement en largeur trop important du boîtier à cause des saillies des pièces d'accouplement. L'invention a notamment pour 6ut de simplifier la conception et le montage d'un appareil interrupteur de protection à pôles accouplables en utilisant un nombre minimal de pièces constituantes adaptées aussi bien à une version unipolaire qu'aux différentes versions multipolaires. Elle a pour autre but, tout en simplifiant la réalisation d'un tel appareil interrupteur de protection, de conférer à celui-ci une épaisseur minimale entraînant un faible encom- brement en largeur et autorisant le cas échéant la réalisa- tion de versions modulaires. Elle concerne un interrupteur électrique de protection uni- polaire ou multipolaire comprenant pour chaque pôle une enveloppe isolante prismatique munie de deux cloisons laté- rales, la première cloison latérale faisant partie d'un boîtier ouvert, la deuxième cloison latérale appartenant à un élément de fermeture rapporté au boîtier pour fermer l'enveloppe, chaque plan de symétrie d'un pôle étant séparé de celui d'un pôle voisin d'une distance dite pas polaire, chaque pôle comprenant un mécanisme déclencheur auquel est associée une pièce de transmission déplaçable en réponse à un actionnement, la pièce de transmission coopérant avec une pièce d'accouplement dudit pôle avec un pôle voisin. - 3 - Selon l'invention, la pièce de transmission et la pièce d'accouplement forment une seule pièce disposée à rotation dans un palier ménagé dans la cloison latérale du bottier et d'axe perpendiculaire à ladite cloison, la pièce d'accou- plement présentant à une première extrémité un élément de couplage mâle et à une deuxième extrémité un élément de couplage femelle, ces éléments de couplage étant de formes complémentaires pour permettre une coopération par emboîte- ment direct de pièces d'accouplement adjacentes et coaxia- les; de plus, le boîtier polaire est en forme de cuvette logeant le mécanisme déclencheur et la pièce d'accouplement. L'interrupteur de protection peut ainsi être réalisé avec un faible nombre de pièces constituantes, à savoir un bottier polaire formant une cuvette qui contient le mécanisme déclencheur et sa pièce combinée de transmission et d'accou- plement, des bottiers polaires intermédiaires d'un seul type formant autant de cuvettes qui contiennent les mécanismes déclencheurs des pôles successifs, et un couvercle pour fermer la cuvette du dernier pôle. L'assemblage de l'inter- rupteur de protection est facilité par l'empilage des cuvet- tes polaires de hauteur faible et sensiblement identique, faciles à stocker et à manipuler de façon manuelle ou auto- matisée. En particulier, chaque bottier polaire est équipé de sa pièce d'accouplement avant l'empilage du boîtier polaire suivant, du fait que sa pièce d'accouplement fait partie de son mécanisme propre de déclenchement ou d'ouver- ture des contacts. Il est avantageux que la pièce ou les pièces d'accouplement ne fassent pas saillie hors des cloisons latérales de l'en- veloppe unipolaire ou respectivement multipolaire, et que l'élément de couplage mâle d'une première pièce d'accouple- ment soit logé dans un évidement d'une cloison latérale de l'enveloppe, les dimensions de l'évidement autorisant le logement dans celui-ci de l'élément de couplage femelle d'une deuxième pièce d'accouplement, coaxiale et adjacente à la première. L'évidement est de préférence bordé par au - 4 - moins une surface d'appui perpendiculaire à l'axe des pièces d'accouplement pour recevoir une collerette d'appui corres- pondante prévue sur l'une au moins des pièces d'accouple- ment. De préférence, en combinaison avec le fait que la pile de pièces d'accouplement ne dépasse pas du bottier de l'inter- rupteur, la largeur totale du bottier de l'interrupteur est prévue légèrement supérieure à un multiple du pas polaire et la longueur de chaque pièce d'accouplement est légèrement supérieure au pas polaire. La description qui suit d'un mode de réalisation non limita- tif en regard des dessins annexés va expliciter d'autres caractéristiques et avantages de l'invention. La figure 1 représente schématiquement en coupe un interrupteur de protection tripolaire conforme à l'invention; La figure 2 représente une coupe axiale d'une pièce d'accouplement de l'interrupteur; La figure 3 montre de manière un peu plus détaillée une variante de l'interrupteur de la figure 1. L'interrupteur illustré sur la figure 1 est tripolaire; chacun des pôles P1, P2, P3 comprend des contacts séparables en cas de détection de défaut électrique ou en cas de manoeu- vre volontaire. Les mécanismes de déclenchement et de manoeu- vre n'ont pas été indiqués dans un but de clarté. Le bottier de l'interrupteur comprend pour le pôle P1 un bottier polaire isolant en forme de cuvette A et pour les pôles P2 et P3 des boîtiers polaires isolants également en forme de cuvette B, le bottier du pôle P3 étant fermé par un couvercle isolant C; on comprend qu'il est ainsi associé à chaque pôle une enveloppe prismatique fermée constituée, - 5 d'une part, par une cuvette A ou B et, d'autre part, selon le cas par le fond d'une cuvette adjacente ou par le couver- cle C. Les cloisons des fonds de cuvettes A, B et la cloison du couvercle C ont respectivement des épaisseurs notées eA, eB, ec. Le boîtier polaire B diffère légèrement du boîtier polaire A du fait qu'il présente des conformations d'emboî- tement D, tandis que la paroi externe du boîtier A est lisse. Le bottier de l'interrupteur présente des éléments non représentés de fixation sur un support tel qu'un rail E ou une platine perforée. La fixation mutuelle des éléments A, B, C s'effectue par exemple par rivetage. En interdépendance avec le pas polaire P et les épaisseurs eA, eB, eC des cloisons externes et internes de l'interrup- teur, la largeur totale L du bottier de l'interrupteur est prévue légèrement supérieure à un multiple du pas polaire; par exemple avec n pôles, L = nP + x. On a représenté sur la figure 1 les plans Yl-Yl, Y2-Y2, Y3- Y3 de symétrie pour les bornes et les contacts séparables des pôles P1-P3, ces plans étant distants entre eux du pas polaire P. Dans chaque enveloppe polaire est logée une pièce combinée de transmission et d'accouplement 10. Les pièces 10 sont identiques et disposées coaxialement selon un axe X-X perpendiculaire aux plans Y-Y. Chaque pièce 10 fait partie du mécanisme déclencheur du pôle respectif; elle est montée à rotation dans un palier 11 ménagé dans une paroi ou cloi- son latérale 12A, 12B, 12C et elle présente à sa première extrémité 13 un élément de couplage mâle 14 et à sa deuxième extrémité 15 un élément de couplage femelle 16 dans lequel s'emboîte l'élément mâle 14 de la pièce d'accouplement adja- cente. Chaque extrémité d'accouplement 10 émerge dans un évidement 17 ménagé dans la paroi 12A, 12B, 12C. L'évidement 17 est bordé par au moins une surface d'appui 18 perpendiculaire à - 6 - l'axe X-X pour recevoir une collerette d'appui correspondan- te 19 de la pièce 10. De telles surfaces d'appui et colle- rettes peuvent être prévues aux deux extrémités de la pièce 10. La pièce d'accouplement 10 présente une longueur 1 qui est inférieure à la largeur L1 (ou L2 ou L3) de l'enveloppe polaire correspondante, mais qui est supérieure au pas polaire P d'une valeur au plus égale à x, par exemple légè- rement inférieure d'un jeu j à x. De cette manière, les piè- ces d'accouplement 10 de pôles adjacents s'emboîtent d'une profondeur (xj) sans nécessiter de pièces additionnelles et sans dépasser des parois externes 12A et 12C à gauche et à droite de l'interrupteur. La figure 3 montre un interrupteur de protection tripolaire qui comporte une première colonne de pièces pivotantes d'accouplement 10 coaxiales d'axe Xl-Xl et une deuxième colonne de pièces pivotantes d'accouplement 20 coaxiales d'axe X2-X2 parallèle à Xl-Xl. Chaque pièce 10 est sollici- tée par un -moyen de déclenchement sur défaut, magnétique et/ou thermique, pour agir sur un porte-contact 30 pivotant dans le plan Y-Y via une pièce intermédiaire d'actionnement 31; on constate que la pièce 10 fait partie du mécanisme d'actionnement du pôle considéré. L'une des pièces 20 est sollicitable par un moyen d'ouvertu- re volontaire des contacts et de réarmement pour agir sur le portecontact 30 du pôle concerné. Le mouvement rotatif de la pièce 20 est transmis à une pièce 20 voisine. Si la pièce maîtresse 20 appartient au pôle central P2, elle commande les pièces esclaves 20 des pôles latéraux Pi, P3. Les pièces sont identiques entre elles et elles offrent en particu- lier les mêmes caractéristiques de conformation et de longueur. Les évidements 17 associés aux pièces 10 et les évidements homologues 32 associés aux pièces 20 sont traversants - 7 - lorsqu'ils sont ménagés dans les cloisons internes 12B de l'interrupteur. Ils peuvent être soit traversants (figure 1), soit borgnes et délimités par des voiles défonçables (figure 3), pour autoriser l'accouplement à un additif juxtaposable à l'interrupteur lorsqu'ils sont ménagés dans les cloisons externes 12A, 12C de l'interrupteur. Il faut noter que la disposition adoptée pour l'interrupteur à pôles accouplables requiert un nombre minimal de pièces convenant aussi bien à la version unipolaire qu'aux diffé- rentes versions multipolaires: cuvette A, cuvette B, couvercle C, pièce d'accouplement 10 pour le déclenchement automatique et pièce d'accouplement 20 pour la commande et le réarmement volontaires, sans pièces additionnelles de liaison. Dans le cas o chaque boîtier polaire présente une face avant ouverte, il est intéressant de rapporter sur le boîtier unipolaire ou multipolaire de l'interrupteur un capot dont la largeur est sensiblement celle de l'empilage. Ce capot peut donc recouvrir en totalité la partie avant ouverte et saillante des pôles; de plus, il supporte le moyen d'ouverture volontaire et de réarmement, par exemple le bouton de commande de l'interrupteur. On peut ainsi préassembler l'organe de commande sur le capot pour rapporter le tout par encliquetage sur l'avant du boî- tier. Le pas polaire est de préférence une fraction d'une largeur normalisée, cette fraction étant égale au rapport de deux nombres entiers choisis de manière à permettre d'obtenir quel que soit le nombre de pôles une composition d'appareils modulaires dont la largeur sera égale à un multiple de la largeur normalisée ou, dans les cas les moins favorables, excédera ledit multiple d'une quantité égale à la moitié de la largeur normalisée. - 8 - Exemple 1: avec une largeur normalisée W = 9 mm, le pas polaire P est de préférence choisi égal à"3W, c'est-à-dire à 13,5 mm et x = L - nP est égal à 4,5 mm. On obtient ainsi la gamme d'appareils suivante: Nombre de pôles Pas x polaire (mm) (mm) Largeur L de l'appareil (mm) 1 13,5 13,5 13,5 13,5 13,5 4,5 4,5 4,5 4,5 4,5 P+ x = 18 2P + x = 31,5 3P + x = 45 4P + x = 58,5 P + x = 72 3,5 6,5 Exemple 2: avec la même largeur normalisée W = 9 mm, le pas polaire est de préférence choisi égal à 5W, c'est-à-dire à 22,5 mm, et x = L - nP est égal à 4,5 mm. On obtient ainsi la gamme d'appareils suivante: Nombre de pôles Pas x polaire (mm) (mm) 22, 5 22,5 22,5 22,5 22,5 4,5 4,5 4,5 4,5 4,5 Largeur L de l'appareil (mm) P + x = 2P + x = 3P + x = 4P + x = P + x = 49,5 94,5 Il convient d'observer que, dans chaque cas, la largeur totale du boîtier de l'interrupteur est bien supérieure d'une demi-largeur normalisée W à un multiple approprié du pas polaire. La largeur totale d'un bottier à n pôles peut en variante être supérieure d'une largeur normalisée W à n fois le pas polaire. Rapport L/W -25 Rapport L/W ,5 ,5 - 9 - Revendications de brevet 1. Interrupteur électrique de protection unipolaire ou multipolaire comprenant, pour chaque pôle, une enveloppe isolante prismatique munie de deux cloisons latérales, la première cloison latérale faisant partie d'un bottier polai- re ouvert, la deuxième cloison latérale appartenant à un élément de fermeture rapporté au boîtier polaire pour fermer l'enveloppe, chaque plan de symétrie d'un pôle étant séparé de celui d'un pôle voisin d'une distance dite pas polaire, chaque pôle comprenant un mécanisme d'ouverture de contacts auquel est associée une pièce de transmission déplaçable en réponse à un actionnement, la pièce de transmission coopé- rant avec une pièce d'accouplement dudit pôle avec un pôle voisin, caractérisé par le fait que: - la pièce de transmission et la pièce d'accouplement forment une seule pièce (10) disposée à rotation dans un palier ménagé dans la cloison latérale (12A, 12C) du bottier et d'axe (XX) perpendiculaire à ladite cloison, - la pièce d'accouplement présentant à une première extrémi- té (13) un élément de couplage mâle (14) et à une deuxième extrémité (15) un élément de couplage femelle (16), ces éléments étant de formes complémentaires pour permettre une coopération par emboîtement de pièces d'accouplement adjacentes et coaxiales, - le boitier polaire (A, B) étant en forme de cuvette logeant le mécanisme d'ouverture et sa pièce associée de transmission et d'accouplement (10). 2. Interrupteur de protection selon la revendication 1, caractérisé par le fait que la largeur totale (L) du bottier de l'interrupteur est légèrement supérieure d'une valeur (x) - 10 - à un multiple du pas polaire (P), la longueur (1) de chaque pièce d'accouplement (10, 20) étant légèrement supérieure au pas polaire d'une valeur au plus égale à (x). 3. Interrupteur de protection selon la revendication 2, caractérisé par le fait que le pas polaire (P) est égal à une fraction d'une largeur normalisée (W), cette fraction étant égale au rapport de deux nombres entiers choisis de manière à permettre d'obtenir des appareils unipolaires ou multipolaires dont la largeur de boîtier (L) est égale à, ou excède d'une demi-largeur normalisée (W), un multiple de la largeur normalisée (W). 4. Interrupteur de protection selon la revendication 2 ou 3; caractérisé par le fait que la largeur totale (L) d'un boî- tier à n pôles de l'interrupteur est supérieure d'une demi- largeur normalisée (w) à n fois le pas polaire. 5. Interrupteur de protection selon la revendication 2 ou 3, caractérisé par le fait que la largeur totale (L) d'un boî- tier à n pôles de l'interrupteur est supérieure d'une largeur normalisée (W) à n fois le pas polaire. 6. Interrupteur de protection selon l'une des reven- dications 1 et 2, caractérisé par le fait que l'élément de couplage mâle (14) d'une première pièce d'accouplement (10) est logé dans un évidement (17) d'une cloison latérale de l'enveloppe polai- re, l'évidement étant tel qu'il autorise le logement dans celui-ci de l'élément de couplage femelle (16) d'une deuxiè- me pièce d'accouplement (10), coaxiale et adjacente à la première appartenant à un pôle voisin. - 1l - 7. Interrupteur de protection selon la revendication 6, caractérisé par le fait que l'évidement (17) est bordé par au moins une surface d'appui (18) perpendiculaire à l'axe (X-X) des pièces d'accouplement (10) pour recevoir une collerette d'appui (19) prévue sur l'une au moins des pièces d'accouplement (10). 8. Interrupteur de protection selon l'une des reven- dications 1 à 7, caractérisé par le fait qu'il comprend une première colonne de pièces pivotantes d'accouplement (10) directement cou- plées et sollicitables en réponse à un moyen de déclenche- ment sur défaut et une deuxième colonne de pièces pivotantes d'accouplement (20) directement couplées et sollicitables en réponse à un moyen d'ouverture volontaire et de réarme- ment, les deux colonnes de pièces d'accouplement étant d'axes parallèles. 9. Interrupteur de protection selon l'une des reven- dications 1 à 8, caractérisé par le fait que son boîtier est constitué par une structure empilable formée par emboîtement des boîtiers polaires successifs (A, B), chaque boîtier polaire étant équipé de sa pièce d'accouplement (10) avant l'empilage du boîtier polaire suivant. 10. Interrupteur de protection selon l'une des reven- dications 1 à 9, caractérisé par le fait qu'un capot dont la largeur est sensiblement celle du boîtier unipolaire ou multipolaire de l'interrupteur est rapporté sur celui-ci de manière à recou- vrir en totalité une partie avant ouverte et saillante du boîtier et à supporter un moyen d'ouverture volontaire et de réarmement de l'interrupteur.