Brevet FR2587829A1 — publié le 19870327

- 1 - INTERRUPTEUR DE PROTECTION A BIELLETTE ELASTIQUE. La présente invention concerne un interrupteur de protection pour installation électrique, comprenant dans un boîtier isolant: - au moins un contact fixe et un contact mobile coopérant pour former un chemin de courant interruptible en répon- se: soit à l'actionnement d'un organe magnétique et/ou thermique de déclenchement automatique sur défaut, 10. soit à l'actionnement d'un organe de commande manuelle de déclenchement et de réarmement, - une serrure comprenant: un crochet déplaçable par l'organe de déclenchement sur défaut, un levier de déclenchement muni à une première extrémité d'un becquet coopérant avec le crochet et relié à l'organe de commande manuelle, de manière à pivoter, soit en prenant appui sur le crochet pour effectuer une ouverture volontaire des contacts, soit sur un axe déplaçable relié à l'organe de commande manuelle pour effectuer un déclenchement automatique. - 2- Un tel interrupteur de protection est décrit dans le brevet DE - 3 034 790. Cet interrupteur présente un ressort de traction ancré, d'une part, sur l'organe de commande manuel- le en un point excentré de celui-ci et, d'autre part, sur une pièce de contact elle-même articulée par rapport au levier de déclenchement. Le dispositif en question nécessite un ressort soigneusement calibré et positionné, ainsi qu'une liaison cinématique triangulaire organe manuellevier, organe manuel-pièce de contact et levier-pièce de contact; un ancrage et un guidage doivent, de plus, être prévus pour le ressort dans l'organe de commande manuelle et nécessitent un surdimensionnement de ce dernier. La présente invention a notamment pour but de conférer à un interrupteur de protection du type rappelé ci-dessus une grande simplicité de conception et d'assemblage, tout en conservant un faible encombrement à l'ensemble serrure- organe de commande manuelle. Elle a pour autre but de réaliser un interrupteur de protec- tion à grande sensibilité de déclenchement. A cet effet, l'invention concerne un interrupteur de protec- tion du type ci-dessus, dans lequel le levier de déclenche- ment est relié à une pièce de contact séparée au moyen d'un ressort constituant, d'une part, une biellette élastique de transmission entre le levier et la pièce de contact et contribuant, d'autre part, à l'ouverture brusque de la pièce de contact. Un ressort supplémentaire peut être prévu pour contribuer à l'ouverture de la pièce de contact, mais cette ouverture est, de préférence, produite par la seule biellette élasti- que précitée. La pièce de contact est avantageusement montée pivotante sur un tourillon fixe par rapport au boîtier, la biellette élas- tique coopérant avec au moins un appui prévu sur la pièce de - 3- contact pour maintenir celle-ci appliquée sur le tourillon fixe. Dès lors que l'appui fixe fait partie d'une pièce rigide et électriquement conductrice solidaire de l'une des bornes de l'interrupteur, le ressort permet d'assurer une liaison électrique satisfaisante entre la borne et la pièce de contact sans nécessiter de tresse ou autre moyen conduc- teur flexible. La biellette élastique est, par exemple, un ressort à lame ou en épingle en forme de V ou de U. Dans sa forme d'exécu- tion d'épingle en V, le ressort présente une première bran- che du V appliquée sur une deuxième extrémité du levier de déclenchement et une deuxième branche du V applicable sur un appui de fermeture et sur un appui d'ouverture de la pièce de contact. Le crochet peut constituer avantageusement un palonnier interposé entre le noyau du déclencheur magnétique et le bilame du déclencheur thermique et agencé de manière qu'un début de déflexion du bilame entraîne un léger pivotement du crochet et une légère plongée du noyau. De plus, un ressort de rappel associé au noyau du déclencheur magnétique consti- tue, de préférence, un moyen de rappel du crochet vers sa __ position d'accrochage du becquet. D'autres avantages et caractéristiques de l'invention apparaîtront à la lecture de la description qui suit en regard des dessins annexés et qui vise un exemple de réali- sation non limitatif. La figure 1 représente schématiquement en élévation avec arrachement partiel du boîtier l'interrupteur de protection en position de fermeture des contacts; La figure 2 montre de même l'interrupteur en position de fin de déclenchement automatique sur défaut ou respectivement en position d'ouverture manuelle; 2587829- - 4 - Les figures 3 et 4 représentent le levier de déclen- chement et la pièce de contact de l'interrupteur des figures 1 et 2; La figure 5 montre en perspective un détail de montage de la pièce de contact et de la biellette élastique. Les figures 6 à 8 représentent l'extrémité d'accrocha- ge du levier de déclenchement respectivement dans les positions d'accrochage (position armée), de début de déclenchement automatique magnétique et de fin de déclenchement automatique. L'interrupteur de protection 10 représenté sur les figures est un disjoncteur présentant un boîtier 11 électriquement isolant, susceptible d'être fixé au moyen d'organes appro- priés d'encliquetage sur un support tel qu'une platine perforée ou un rail normalisé et muni de bornes B1, B2 respectivement reliées à un contact mobile C1 et à un contact fixe C2. On pourrait bien entendu prévoir des ponts de contact Cl et C2. L'interrupteur 10 comporte un organe de commande manuelle M constitué par un bouton rotatif d'axe 01 et un organe de déclenchement automatique D muni d'un déclencheur magnéti- que DM et d'un déclencheur thermique DT; les organes M et D sont montés dans le bottier et sont susceptibles de séparer le contact C1 du contact C2 et donc d'ouvrir le chemin de courant B1, B2 au moyen d'une serrure en réponse à la détec- tion d'un défaut électrique via les déclencheurs DM ou DT ou respectivement en réponse à une commande manuelle. Une chambre de coupure A est limitrophe des contacts C1, C2. L'élément de sortie de l'organe de déclenchement D est un crochet 12 monté rotatif autour d'un axe fixe 02 par rapport au boîtier et coopérant par une fourche 13 qui présente deux doigts 13a et 13b avec une crosse 14 à surfaces respectives d'appui 14a et 14b. La crosse 14 est située à l'extrémité - 5 - d'un noyau plongeur 15 du déclencheur magnétique DM. Le crochet 12 coopère de plus au moyen d'un doigt 16 avec un levier déformable à bilame 17 du déclencheur thermique DT. La serrure comprend un levier de déclenchement 18 en forme de balancier réalisé en matériau isolant. Le levier 18 est directement monté sur un tenon 19 de l'organe manuel M et présente, à cet effet, une coulisse 20 peu inclinée (figure 1), voire parallèle (figure 2), vis-à-vis de la face avant 21 du disjoncteur, et coopérant avec ledit tenon. Le tenon 19 est déplaçable d'une position Xl à une position X2 et vice-versa, tandis que la coulisse 20 est incurvée en 20a à son extrémité droite (figure 3). Le levier 18 comporte, à une première extrémité, un becquet 22 reposant sur un appui 23 du crochet (figure 6), cet appui étant effaçable par suite du pivotement du crochet pour autoriser le basculement du levier 18 en réponse à un défaut électrique détecté par le déclencheur DM ou DT. Le levier 18 comprend, vers sa deuxième extrémité épanouie ou tête 24, une rainure de guidage 25 sensiblement perpendi- culaire à la face 21 et coopérant avec un pion de guidage 26 ménagé dans le bottier. Près de l'extrémité supérieure de la tête 24 du levier 18, il est prévu un point d'appui ou d'ancrage 27 pour un ressort R en épingle à forme de V. La première branche 28 du ressort R est ainsi appliquée sur le point d'ancrage déplaçable 27 pour tendre à faire bascu- ler en sens horaire le levier 18; la deuxième branche 29 du ressort R est fixée à rotation sur un tourillon 30a ménagé sur une pièce conductrice rigide 30 qui est fixe par rapport au bottier et qui est solidarisée avec la borne B1. La bran- che 29 est en premier lieu appliquée à son extrémité sur un appui de fermeture 31 d'une pièce de contact 32 séparée du levier 18 et constituant ou portant le contact Cl, en second lieu applicable près de la pointe du V sur un appui d'ouver- ture 36 de la pièce 32, les appuis 31 et 36 étant situés de part et d'autre du tourillon fixe 30a. L'application de la - 6 - branche 29 sur l'appui de fermeture 31 permet d'assurer la fermeture du contact Cl et sa pression sur le contact C2; l'application de la branche 29 sur l'appui d'ouverture 36 permettant l'ouverture du contact Cl. Le sens de rotation de la pièce de contact Cl dépend de l'application de l'effort différentiel de la branche 29 sur l'un ou l'autre appui 31, 36, ceci étant fonction de la position du point d'ancrage 27 de la branche 28. Le bouton de commande manuelle M présente une prise manuelle 33, le tenon 19 est situé sensiblement à l'opposé de la prise 33 par rapport à l'axe 01 et à une distance de cet axe permettant une amplification d'effort. Un ressort de rappel 34 est associé au bouton M pour assister celui-ci lors d'une commande manuelle d'ouverture et pour le rappeler vers la position arrêt lors d'un déclenchement sur défaut. Il convient de noter que le déclencheur mangétique- DM comprend un ressort 35 sollicitant le noyau 15 pour que la crosse 14 de celui-ci repousse le doigt 13a du crochet 12 afin de rappeler celui-ci dans la position armée des figures 1 et 3. Le crochet 12 constitue avantageusement un palonnier inter- posé entre le noyau magnétique 15 et le bilame 17, de manière qu'un début de déflexion du bilame entraîne un très léger pivotement antihoraire du crochet et donc une légère plongée du noyau. De la sorte, le seuil d'intensité de déclenchement du déclencheur DM est abaissé; une surcharge détectée par le bilame du déclencheur thermique entraîne donc une plus grande sensibilité du déclencheur magnétique. Le doigt 16 du crochet comporte un prolongement 37 situé derrière le bilame et muni de repères 16a qui facilitent le réglage du bilame. Le fonctionnement du dispositif décrit est le suivant: - 7 - Dans la position d'enclenchement (figure 1), le contact mobile Cl est appliqué contre le contact fixe C2 par suite de l'effort appliqué en sens antihoraire par le ressort R sur l'appui 31 de la pièce de contact 32. Le circuit B1, Cl, C2, B2 est donc fermé. Dans cette position, le bouton de commande manuelle M en butée sur le boîtier occupe une position telle que son tenon 19 est dans la position notée Xl à l'extrémité droite 20a de la coulisse 20. Le becquet 22 du levier 18 est accroché sur l'appui 23 du crochet 12, lequel est maintenu dans la posi- tion indiquée figure 1 par le ressort 35 du déclencheur magnétique DM. Le ressort R sollicite le levier 18 pour le faire basculer en sens horaire autour du tenon d'articulation 19, mais en est empêché par l'accrochage précité. L'extrémité supérieu- re de la rainure 25 du levier 18 est contre le pion de gui- dage 26. A la suite d'un déclenchement sur défaut détecté par le déclencheur magnétique DM ou thermique DT, le crochet 12 pivote en sens antihoraire et sa surface d'appui 23 se déga- ge du becquet 22 en libérant le levier 18 (figure 7). Celui- ci pivote en sens horaire autour du tenon 19 occupant alors la position Xl sous l'effet de la sollicitation ascendante exercée par le ressort R sur son point d'ancrage 27. La branche 28 du ressort monte; la branche 29 qui en est soli- daire est entraînée et vient s'appliquer sur l'appui d'entraînement 36 prévu sur la pièce de contact 32 et fait tourner celle-ci brusquement en sens horaire pour ouvrir le contact Cl. En fin de déclenchement (figure 2), l'extrémité inférieure de la rainure 25 est en butée contre le pion 26; en raison de la coupure du circuit, le noyau 15 du déclencheur magné- tique revient en position haute et rappelle le crochet 12 en position armée (figure 8). Il convient également d'observer - 8 - que, lors du processus de déclenchement, le déplacement du levier 18 permet au bouton M de passer de la position marche à la position arrêt sous l'effet de son ressort 34 et cela, grace au dépassement de l'obstacle constitué par la transi- tion 20b de la coulisse 20 par le tenon 19. De plus, en fin de déclenchement, le levier 18 est amené dans la position illustrée sur les figures 2 et 8 o l'on constate l'existen- ce d'un petit jeu entre le becquet 22 du levier 18 et l'appui 23 du crochet 12. Pour effectuer une ouverture volontaire des contacts, l'utilisateur commande manuellement le bouton M pour l'ame- ner par pivotement horaire autour de 01 de sa position de la figure 1 à la position de la figure 2, c'est-à-dire pour porter le tenon 19 de la position Xl à la position X2. Le crochet 12 reste immobile et le becquet situé à l'extré- mité droite du levier 18 reste accroché sur l'appui 22, celui-ci servant donc de point de basculement pour le levier. La coulisse étant légèrement incurvée, le début de la rota- tion du bouton M détermine un basculement antihoraire du levier 18 qui renforce l'écrasement du V du ressort R et augmente donc l'énergie élastique de celui-ci; puis après le dépassement de la transition 20b de la coulisse 20 par le tenon 19, la rotation du bouton M entraîne un basculement horaire brusque du levier 18, de sorte que le point d'ancra- ge 27 du ressort R monte; la branche 28 de celui-ci monte et entraîne la branche 29 qui provoque une diminution de la pression de contact de C1 sur C2, puis en s'appliquant sur l'appui 36 entraîne la pièce 32 et provoque une séparation brusque de C1 vis-à-vis de C2 jusqu'à la position d'ouvertu- re illustrée figure 2. En fin d'ouverture volontaire, l'extrémité inférieure de la rainure 25 bute contre le pion 26. Une autre butée pourrait, - 9 - bien sûr, être prévue dans le boîtier pour limiter le mouve- ment du levier 18. Le- réarmement du crochet s'effectue automatiquement sous l'effet du retour du noyau magnétique à sa position haute. Il suffit pour réenclencher l'interrupteur de faire tourner le bouton de commande manuelle en sens antihoraire autour de l'axe 01 de la position "arrêt" (figure 2) à la position "marche" (figure 1); on abaisse ainsi le levier 18 et la branche 28 du ressort, de sorte que la branche 29 sollicite l'appui de fermeture 31 de la pièce de contact 32 jusqu'à l'application de Cl sur C2; le décollement de la branche 29 à partir de l'appui d'entraînement 36 autorise la surcourse de pression du contact. Le becquet 22 vient s'accrocher sur son appui 23. En fin de réarmement, le tenon 19 se loge dans l'extrémité incurvée 20a de la coulisse 20, de sorte que le bouton M est contraint de rester dans la position marche. Un élément de visualisation de déclenchement peut être prévu sur la tête 24 du levier 18 pour que son déplacement en regard d'une fenêtre ménagée dans le renfoncement de la face avant 21 du boîtier signale le déclenchement. Des repères 16a sont avantageusement prévus sur le doigt 16 du bilame 17 afin d'aider une opératrice au cours du proces- sus de réglage du bilame. Il va de soi que l'on peut apporter au mode de réalisation décrit des modifications sans sortir du cadre de l'inven- tion. L'organe de commande manuelle M, représenté sous forme de bouton pivotant, pourrait être réalisé sous forme de poussoir. L'actionnement de l'organe M peut être effectué à partir d'un appareil polaire ou additif voisin de l'inter- rupteur de protection considéré. La biellette élastique décrite constitue l'unique moyen d'interaction mécanique entre le levier pivotant de déclenchement et la pièce de contact. - 10 - Revendications de brevet 1. Interrupteur de protection pour installation élec- trique, comprenant dans un boîtier isolant: - au moins un contact fixe et un contact mobile coopérants et formant un chemin de courant interruptible en réponse: À soit à l'actionnement d'un organe magnétique et/ou ther- mique de déclenchement automatique, soit à l'actionnement d'un organe de commande manuelle de déclenchement et de réarmement, - une serrure comprenant: un crochet déplaçable par l'organe de déclenchement automatique, un levier de déclenchement muni à une première extrémité d'un becquet coopérant avec le crochet et relié à l'organe de commande manuelle, de manière à pivoter, soit en prenant appui sur le crochet pour effectuer une ouverture volontaire des contacts, soit sur un axe déplaçable relié à l'organe de commande manuelle pour effectuer un déclenchement automatique, caractérisé par le fait que le levier de déclenchement (18) est relié à une pièce de contact (32) séparée au moyen d'un ressort (R) constituant, d'une part, une biellette élastique de transmission entre le levier et la pièce de contact et contribuant, d'autre part, à l'ouverture brusque de la pièce de contact. 2. Interrupteur de protection selon la revendication 1, caractérisé par le fait que la biellette élastique (R) constitue le moyen unique d'ouverture de la pièce de contact (32). - 11 - 3. Interrupteur de protection selon l'une des reven- dications 1 et 2, caractérisé par le fait que la pièce porte-contact (32) est montée pivotante sur un tourillon (30a) fixe par rapport au boîtier, la biellette élastique (R) coopérant avec au moins un appui prévu sur la pièce de contact pour maintenir celle- ci appliquée sur le tourillon fixe. 4. Interrupteur de protection selon la revendication 3, caractérisé par le fait que le tourillon (30a) appartient à une pièce conductrice rigide (30) solidaire d'une borne (B1) de l'interrupteur. 5. Interrupteur de protection selon l'une des reven- dications 1 à 4, caractérisé par le fait que la biellette élastique (R) coopère, d'une part, avec un appui d'ouverture (36) et, d'autre part, avec un appui de fermeture (31), les appuis (31, 36) étant prévus sur la pièce de contact (32) et situés de part et d'autre du tourillon (30a) de pivotement de ladite pièce. 6. Interrupteur de protection selon la revendication 5, caractérisé par le fait que la biellette élastique (R) constitue le moyen de pression du contact mobile (Cl) sur le contact fixe (C2). 7. Interrupteur de protection selon l'une des reven- dications 5 et 6, caractérisé par le fait que la biellette élastique (R) est un ressort en épingle en V présentant une première branche du V (28) appliquée sur une deuxième extrémité (24) du levier de déclenchement (18) et une deuxième branche du V (29) applicable sur les appuis de fermeture (31) et d'ouver- ture (36) de la pièce de contact (32). - 12 - 8. Interrupteur de protection pour installation élec- trique, comprenant dans un boîtier isolant: - au moins un contact fixe et un contact mobile coopérants et formant un chemin de courant interruptible en réponse: soit à l'actionnement d'un organe magnétique et/ou thermique de déclenchement automatique, soit à l'actionnement d'un organe de commande manuelle de déclenchement et de réarmement, - une serrure comprenant: un crochet déplaçable par l'organe de déclenchement sur défaut, un levier de déclenchement muni à une première extrémité d'un becquet coopérant avec le crochet et relié à l'organe de commande manuelle, de manière à pivoter, soit en prenant appui sur le crochet pour effectuer une ouverture volontaire des contacts, soit sur un axe déplaçable relié à l'organe de commande manuelle pour effectuer un déclenchement automatique, caractérisé par le fait que le crochet (12) est interposé entre un noyau (14) du déclencheur magnétique (DM) et un bilame (17) du déclencheur thermique (DT) et est agencé de manière qu'un début de déflexion du bilame (17) entraîne une légère plongée du noyau via le pivotement du crochet. 9. Interrupteur selon la revendication 8, caractérisé en ce que le levier de déclenchement (18) est relié à une pièce de contact (32) au moyen d'une biellette élastique (R). 10. Interrupteur de protection selon la revendication 8, caractérisé par le fait que le déclencheur magnétique (DM) comprend un ressort (35) de rappel du noyau magnétique (15), ce ressort constituant un moyen de rappel du crochet (12). - 13 - 11. Interrupteur de protection selon l'une des reven- dications 8 à 10, caractérisé par le fait que le crochet présente un doigt (16) destiné à coopérer avec le bilame (17), le doigt (16) portant des repères (16a) d'assistance au réglage du bilame.