Brevet FR2589627A1 — publié le 19870507

MECANISME DE COMMANDE POUR DISJONCTEUR ELECTRIQUE A BASSE TENSION. L'invention est relative à un mécanisme de commande d'un disjoncteur électrique basse tension à boîtier isoLant com- prenant: - une manette basculante de manoeuvre manuelle accouplée à une biellette de transmission pour former une genouillère, ladite manette pouvant occuper une position d'ouverture, et une position de fermeture, - un bras de contact pivotant de support d'un contact-mobile susceptible de coopérer avec un contact fixe, - une liaison mécanique entre la genouiLlère et le bras de contact dans laquelle l'extrémité libre de la bielLette de transmission coopère par encliquetage avec une butée d'accro- chage, - un ressort de rappel de la manette vers la position d'ou- verture, - un système élastique associé à la liaison mécanique pour assurer la pression de contact en position de fermeture des contacts, et l'ouverture du mécanisme après déclenchement, - une platine montée à basculement limité sur un pivot entre deux positions extrêmes correspondant à la fermeture et à L'ouverture des contacts, - et un levier de déclenchement articulé sur un axe de la platine pour provoquer La rupture de ladite liaison méca- nique suite à un défaut détecté par un déclencheur de manière à autoriser le déclenchement automatique du mécanisme indé- pendamment de la manette. 2 258962t Un mécanisme du genre mentionné autorise une commande manuelle par pivotement de la manette de manoeuvre et une commande automatique par déclenchement piLoté au moyen d'un déclencheur thermique et/ou électromagnétique entraînant en cas de surcharge La brisure de La chaîne cinématique entre La manette et Le bras de contact. Les organes mécaniques d'actionnement du mécanisme sont montés sur des articula- tions formées généralement par des aiguiLLes Logées indivi- dueLLement dans des paliers ménagés, soit dans Le boîtier isoLant, soit dans une paire de pLatines fixes de support. Le montage d'un tel mécanisme est compliqué et nécessite un positionnement précis des organes d'actionnement qui rallonge Le temps de montage du disjoncteur. L'effort de désencLique- tage exercé par Le Levier de décLenchement pour briser La Liaison mécanique est reLativement important et augmente le temps de décLenchement. L'objet de la présente invention consiste à réaliser un méca- nisme de commande de construction simple et fiable, adapté d'une part à une automatisation du montage, et d'autre part à une diminution du temps de déclenchement d'un disjoncteur miniature. Le mécanisme de commande seLon l'invention est caractérisé en ce que Le bras de contact en matériau conducteur, notam- ment en cuivre, est solidarisé à un levier support isoLant articulé sur le pivot de La platine, et que cette dernière est équipée de moyens d'entraînement bidirectionnel du Levier support entre les positions d'ouverture et de fermeture du bras de contact. L'axe d'articulation du levier de déclenchement et le pivot viennent directement de moulage avec la platine, ce qui évite l'utilisation d'aiguilles spéciales. La butée d'accrochage de la platine est formée par une encoche présentant une rampe de dégagement destinée à repousser l'extrémité de la bielette vers une position effacée de désencliquetage lorsque le levier de déclenchement se trouve en position déclenchée. Le système élastique comporte un ressort, agencé pour exercer sur La platine un couple engendrant L'action de déverrouillage de La rampe sur La biellette pour rompre La liaison mécanique. L'effort de déclenchement issu du déclencheur est minime et doit simplement vaincre L'effort antagoniste du ressort de rappel du Levier de dé- clenchement. Le levier de déclenchement est équipé avantageusement d'un gradin de maintien de l'extrémité de La bieLLette contre la butée d'accrochage lors de l'établissement de La liaison mécanique. La présence de La platine constitue à la fois un organe ciné- matique de transmission de la bieLLette accouplée à la manette, et un organe de support combiné du bras de contact et du Le- vier de déclenchement. Le levier support et Le Levier de déclenchement s'étendent paraLLèlement L'un à L'autre avec un décalage transversal par rapport au plan vertical passant par La platine. Le premier bras du levier de déclenchement fait saillie du Levier support isolant en direction du déclencheur électromagnétique, Lorsque le disjoncteur se trouve en position de fermeture, l'ensemble étant agencé pour que le percuteur du déclencheur électromagnétique entraîne successivement Le levier de déclenchement vers La position déclenchée, et Le levier support vers la position de séparation des contacts, lorsque le courant du pôle dépasse Le seuil de décLenchement dudit déclencheur électromagnétique. La séparation longitudinale du pivot de la platine et de l'axe de pivotement du Levier de déclenchement, et le déca- lage transversal entre le Levier support et le levier de déclenchement, autorisent une commande de déclenchement du pôle voisin, dès le début de la course de décLenchement du percuteur. Un défaut sur une phase entraine de ce fait un déclenchement simultané des pôles accolés d'un disjoncteur multipotaire. Le mécanisme de commande peut comporter un indicateur méca- nique de la position des contacts.Ledit indicateur comprend des repères de positionnement agencés sur le chant supérieur de la platine, se déplaçant en regard de la paroi interne de La face avant du boitier, laquelle comporte une fenêtre de visualisation des repères. D'autres avantages.et caractéristiques ressortiront plus clairement de la description qui va suivre des deux modes de réalisation de L'invention, donnés à titre d'exemples non Limitatifs et représentés aux dessins annexés dans les- quels: 2589627 - la figure 1 est une vue en élévation du mécanisme de com- mande selon l'invention, le disjoncteur étant représenté en position de fermeture; - les figures montrent des vues de profil et en coupe selon les lignes II-II, III-III, IV-IV, de la figure 1; - la figure 5 est une vue identique de la figure 1, en cours de déclenchement du mécanisme, la manette étant maintenue en position F de fermeture; - la figure 6 est une vue identique de la figure 1, en position d'ouverture du disjoncteur. En référence aux figures 1 à 6, le mécanisme 10 de commande d'un disjoncteur miniature actionne un bras de contact 12 mobile dont l'une des extrémités porte une pièce de contact 14 coopérant avec un contact fixe 16. Le mécanisme 10 est logé à l'intérieur d'un bottier 18 isolant, au-dessus de la chambre d'extinction d'arc (non représentée). Une ouverture est ménagée dans la face avant 21 du boîtier 18 pour Le passage d'une manette 22 basculante de commande manuelle, ladite manette étant montée à pivotement limité sur un axe fixe 24 entre une position de fermeture (fig. 1) dans laquelle les contacts 14, 16, sont fermés et une position d'ouverture (figure 6) correspondant à la séparation des contacts 14, 16. La manette 22 présente une extension interne accouplée à une biellette de transmission 26 pour constituer un dispositif à genouillère 28 dont l'articulation 30 se trouve excentrée par rapport à l'axe fixe 24 de la manette 22. La portion de l'extension située entre l'axe 24 et l'articulation 30 forme l'autre biellette 32 de la genouillère 28. La biellette de transmission 26 comprend un étrier en U, notamment en fil métallique d'acier. La manette 22 est sollicitée vers la position d'ouverture par un ressort de rappel 34, notamment du type spirale enfilé sur l'axe 24 et dont l'une 35 des 258962? extrémités prend appui sur un bossage 36 du boîtier 18. Le contact fixe 16 est porté par un conducteur 17 fixé à la carcasse du décLencheur électromagnétique 66. A l'opposé de L'articulation 30, l'extrémité libre 37 de La biellette de transmission 26 coopère par encliquetage avec une butée d'accrochage 38 agencée sur une platine 40. Cette dernière est montée à bascuLement sur un pivot 42 cylindrique, positionné transversalement dans des paliers 44 alignés mé- nagés dans Les faces opposées du boltier 18. La platine 40 comporte un axe 46 excentré par rapport au pivot 42, et le levier de déclenchement 48 est monté à pivotement Limité sur L'axe 46 entre une position armée et une position déclenchée. Le bras de contact 12 en matériau conducteur, notamment en cuivre, est fixé à un levier support 50 en matériau isolant, articuLé sur Le pivot 42 de la platine 40 à l'opposé du Levier de déclenchement 48. La platine 40 est équipée d'un taquet 52 d'entraînement du Levier support 50 entre les positions d'ouverture et de fermeture du bras de contact 12. La fixation du bras de contact 12 au levier support 50 isolant peut s'effectuer par soudage aux ultrasons. Un ressort 54 de pression de contact, du type à torsion, en- toure coaxialement le pivot 42 en prenant appui sur un bossage du levier support 50, et un ergot 56 de la platine 40. Un ressort 58 accumulateur d'énergie, du type à compression est agencé entre une butée 60 fixe du boitier 18 et la platine 40 basculante, et sollicite cette dernière vers la position d'ouverture, lors du déclenchement du mécanisme 10. Le levier de déclenchement 48 pivotant sur l'axe 46 comporte un bras de levier 62 inférieur pouvant être actionné, soit par le percuteur 64 d'un décLencheur électromagnétique 66, soit par un tiroir 68 de déverrouillage coopérant avec La 7 2589627 biLame 70 du déclencheur thermique. Le tiroir 68 est guidé en translation au moyen d'un couloir de guidage 71 conformé dans Le boîtier 18. Le bras de levier 72 supérieur du levier de déclenchement 48 est équipé d'un gradin 74 coopérant avec L'extrémité Libre 37 de la bielLette de transmission 26. Un ressort de rappel 76 du type à spirale est enfilé autour de L'axe 46 et soLLicite Le levier de déclenchement 48 vers La position armée. Dans cette position armée (figure 1), l'extrémité 37 de la bieLLette 26 repose sur la face d'appui du gradin 74 et est maintenue par Le bras de Levier 72 contre La butée 38 d'ac- crochage, de manière à former une Liaison mécanique entre La manette 22 et La platine 40. Cette Liaison peut être in- terrompue au cours du déclenchement par désencliquetage de La bieLLette de transmission 26 avec la butée 38 d'accrocha- ge intervenant lors du pivotement du levier de déclenchement 48 dans Le sens trigonométrique (voir figure 5). La butée d'accrochage 38 de La platine 40 est formée par une encoche 82 présentant une rampe de dégagement de l'extrémi- té 37 de La biellette 26 vers une position déverrouillée lors du pivotement du levier de déclenchement 48 vers la position déclenchée. La force du ressort 58 d'ouverture du mécanisme est supérieure à celle du ressort 34 de rappel de la manette 22. Le percuteur 64 du déclencheur électromagnétique 66 comporte un poussoir 65 de déverrouillage en matériau isolant, ayant une extrémité emmanchée à force dans un alésage 86 central du noyau mobile 88, et une extrémité opposé dotée d'un embout cylindrique s'étendant dans la zone médiane du boîtier 18. L'embout 90 se trouve à proximité du levier de déclenchement 48 et du levier support 50, ces derniers étant décalés transversalement l'un de l'autre, de manière à être en- traînés successivement par L'embout 90, lors de l'attraction magnétique du noyau mobile 88 du déclencheur électromagné- tique 66. En position armée (figure 1), on remarque que le bras de levier 62 inférieur fait saillie du levier support en direction du déclencheur 66. Lors du déclenchement suite à un court-circuit, la propulsion de l'embout 90 du percuteur 64 provoque dans une première phase le pivotement dans le sens trigonométrique du levier de déclenchement 48 vers la position déclenchée, suivi dans une deuxième phase de l'entrainement du levier support 50 du bras de contact 12 vers la position d'ouverture des contacts 16, 14. La butée 38 d'accrochage est agencée en un endroit prédéter- miné de la platine 40, situé à l'opposé de la zone d'inter- vention du déclencheur sur le bras de levier 62 par rapport à un plan transversal passant par le pivot 42 et l'axe 46. Le fonctionnement du mécanisme 10 de commande du disjoncteur est le suivant: COMMANDE MANUELLE Au cours d'une manoeuvre manuelle du mécanisme 10 du disjonc- teur, la chaine cinématique de liaison de la manette 22 au bras de contact 12 n'est jamais interrompue grâce à l'encLi- quetage permanent de la biellette 26 dans la butée d'accro- chage 38 de la platine 40. Le déplacement de la manette 22 est transmis au bras de contact 12 par l'intermédiaire de La bieLlette 26, de La platine 40 et du levier support 50. La fermeture manueLle est commandée par pivotement de la manette 22 dans le sens des aiguilles d'une montre vers la position F représentée sur la figure 1. La position F de la manette 22 est stable grâce au dépassement du point mort de la genouil- lère 28, la force de rappel du ressort 34 s'exerçant sur la manette 22 étant insuffisante pour vaincre l'effort de verrouillage de la genouillère 28. L'ouverture manuelle du disjoncteur résulte d'un déplacement en sens inverse de la manette 22 vers la position 0 (figure 6) provoquant le brisage de La genouillère 28, et Le pivotement dans Le sens inverse des aiguiLLes d'une montre de La pLatine 40 et du Levier support 50 autour du pivot 42 DECLENCHEMENT AUTOMATIQUE A La suite d'un courant de surcharge ou de court-circuit, le déclenchement du disjoncteur est provoqué par La biLame 70 du décLencheur thermique ou par Le percuteur 64 du décLencheur électromagnétique 66 faisant pivoter Le Levier de décLenche- 1 0 ment 48 dans Le sens trigonométrique de La position armée (figure 1) vers la position déverrouiLlée (figure 5). Le bras de Levier 72 supérieur s'écarte de L'extrémité 37 de La bieLlette 26:.et provoque La disparition de L'effort de ver- rouiLLage. Le couple exercé par Le ressort 58 dans Le sens d'ouverture soLLicite un léger pivotement de La pLatine 40 dans le sens trigonométrique, de manière à repousser L'ex- trémité 37 de la biellette 26 vers Le bas, après effacement du gradin 74 du levier de déclenchement 48. Au cours de cette première phase de déclenchement s'opèrent Le désencLiquetage de La bieLLette 26 avec La butée 38 d'accrochage de La platine , et L'interruption de la Liaison mécanique entre la ma- nette 22 et le bras de contact 12. La détente du ressort 58 accumulateur provoque ensuite le Libre pivotement du bras de contact 12 et de la platine 43 vers La position d'ouverture représentée à la figure 6. Au cours de cette seconde phase de déclenchement, l'action du ressort 34 de rappeL de La manette 22 brise la genouiLlère 28 en ramenant La manette 22 vers La position 0 d'ouverture. Le réarmement automatique du mécanisme 10 s'effectue dans cette position par encli- quetage de L'extrémité 37 de La bieLLette 26 avec La butée 38 d'accrochage de La pLatine 40. Le gradin 74 du bras de Levier 72 verrouille la biellette 26, de manière à rétablir La liaison mécanique entre la manette 22 et 'Le Levier support du bras de contact 12. Le mécanisme 10 est alors prêt à une nouveLLe fermeture par entrainement manuel de La manette 22 de la position 0 (figure 6) vers La position F (figure 1). 2589627 Le chant supérieur de la platine 40 peut être équipé de repères indicateurs des positions d'ouverture ou de fermeture du bras de contact 12. Les repères sont visibles de l'extérieur par une fenêtre (non représentée) ménagée dans la face avant 21, et constituent un indicateur mécanique permettant une visualisation indirecte de la séparation des contacts 14, 16, par l'intermédiaire de la platine 40 basculante. Cette visua- lisation est fiable étant donné que le bras de contact 12 est solidaire du levier support 50 entrainé par la platine 40. IL convient de noter que La platine 40 sert à la fois d'organe de transmission pour la biellette 26 et d'organe de support combiné du bras de contact 12 et du Levier de déclenchement 48. Le pivot 42 et L'axe 46 viennent directement de moulage avec la platine , ce qui évite L'utilisation d'aiguilles métalliques spé- ciales. La platine 40 est réalisée par moulage d'un matériau métallique ou plastique. Une butée sur le levier support 50 isolant Limite la course d'ouverture du mécanisme 10. Le pivot 42 constitue un axe commun de pivotement de la pla- tine 40 et du levier support 50, de manière à obtenir un en- combrement réduit du mécanisme 10. La séparation Longitudinale du pivot 42 de La platine 40 et de L'axe 46 de pivotement du levier de déclenchement 48, combinée avec le décalage trans- versal entre Le levier support 50 et le bras de levier 62 inférieur autorisent une commande de déclenchement du pôle voisin dès le début de La course de déclenchement du levier 48. La transmission de l'ordre de déclenchement multipolaire s'opère grâce à un ergot d'entraînement (non représenté) solidarisé au levier de déclenchement 48 au niveau de L'axe 46. Un défaut sur une phase entraine un déclenchement simul- tané des p8les accolés d'un disjoncteur multipolaire. Le mécanisme 10 est en fait composé de deux sous-ensembles distincts pouvant être prémontés à l'extérieur du bottier 18 et mis en place automatiquement lors du montage du disjoncteur. 1 1 Le premier sous-ensemble comprend la platine 40 sur laquelle s'effectue le montage du levier support 50 enfilé sur le pivot 42, et du levier de déclenchement 48 articulé sur l'axe 46. Le bras de contact 12 est relié au bilame 70 par une tresse 94 conductrice. Le premier ressort 54 de pression de contact entourant le pivot 42 prend appui sur le bossage 55 du levier support 50 et L'ergot 56 de La platine 40. Le deuxième ressort 76 de rappel du levier de déclenchement 48 est ensuite mis en place autour de L'axe 46. L'installation du premier sous- ensemble s'opère par simple positionnement du pivot 42 dans un palier 44 du boitier 18, suivi de l'insertion du ressort 58 de compression. Le deuxième sous-ensemble comporte la manette 22, son ressort de rappel 34 et la biellette 26 de transmission. Le ressort 34 de torsion est intégré dans la manette 22, et le brin 35 est pris en charge par le bossage 36 du boitier 18 lors de la mise en place du deuxième sous- ensemble. L'extrémité 37 Libre de la biellette 26 est ensuite positionnée dans l'en- coche 82 de La butée d'accrochage 38 pour réaliser la liai- son mécanique entre la manette 22 et le bras de contact 12. L'invention est bien entendu nullement limitée au mode de mise en oeuvre plus particulièrement décrit et représenté, mais elle s'étend bien au contraire à toute variante restant dans le domaine des équivalences mécaniques. REVENDICATIONS 1. Mécanisme de commande d'un disjoncteur électrique basse tension à boîtier isolant (18) moulé, comprenant: - une manette (22) basculante de manoeuvre manuelle accouplée à une bizúLette (26) de transmission pour former une genouil- Lère (28), ladite manette pouvant occuper une position (O) d'ouverture, et une position (F) de fermeture, - un bras de contact (12) pivotant de support d'un contact mobile (14) susceptible de coopérer avec un contact fixe (16), - une Liaison mécanique entre le genouillère (28) et le bras de contact (12) dans laquelle l'extrémité libre (37) de La biellette (26) de transmission coopère par encliquetage avec une butée (38) d'accrochage, un ressort (34) de rappel de La manette (22) vers la position (0) d'ouverture, - un système élastique associé à la liaison mécanique pour assurer La pression de contact en position de fermeture des contacts (14, 16) et l'ouverture du mécanisme (10) après déclenchement, - une platine (40) montée à basculement limité sur un pivot (42) entre deux positions extrêmes correspondant à la ferme- ture et à l'ouverture des contacts (14, 16), - et un levier de déclenchement (48) articulé sur un axe (46) de la platine (40) pour provoquer la rupture de ladite liaison mécanique suite à un défaut détecté par un déclencheur de manière à autoriser le déclenchement automatique du mécanisme (10) indépendamment de la manette (22), caractérisé en ce que le bras de contact (12) en matériau conducteur, notamment-en cuivre, est solidarisé à un levier 13 2589627 support (50) isolant articulé sur le pivot (42) de la pla- tine (46), et que cette dernière est équipée de moyens d'en- trainement (52) bidirectionnel du levier support (50) entre les positions d'ouverture et de fermeture du bras de contact (12). 2. Mécanisme de commande selon la revendication 1, dans le- quel le levier de déclenchement (48) comporte un premier bras de levier (62) pouvant être actionné par le déclencheur (66, 70, 68) vers une position déclenchée, et un deuxième bras de levier (72) susceptible respectivement de verrouiller en posi- tion armée l'extrémité (37) de la biellette (26) contre la butée (38) d'accrochage et de déverrouiller ladite extrémité (37) en position déclenchée pour rompre la liaison mécanique entre la genouillère (28) et le bras de contact (12), carac- térisé en ce que la butée (38) d'accrochage est formée par une encoche (82) de la platine (40) présentant une rampe de dégagement destinée à repousser l'extrémité (37) de la biellette (26) vers une position effacée de désencliquetage, lorsque le levier de déclenchement (48) se trouve en position déclenchée. 3. Mécanisme de commande selon la revendication 2, comprenant un déclencheur magnétothermique formé par un déclencheur ther- mique à bilame et un déclencheur électromagnétique à percuteur, caractérisé en ce que le levier support (50) et le levier de déclenchement (48) s'étendent parallèlement l'un à l'autre avec un décalage transversal par rapport au plan vertical pas- sant par la platine (40), et que le premier bras (62) du le- vier de déclenchement (48) fait saillie du levier support (50) isolant en direction du déclencheur-électromagnétique (66) lorsque le disjoncteur se trouve en position de fermeture, l'ensemble étant agencé pour que le percuteur (64) du déclen- cheur électromagnétique (66) entraîne successivement le levier de déclenchement (48) vers la position déclenchée, et le le- vier support (50) vers la position de séparation des contacts (14, 16) lorsque le courant du pôle dépasse le seuil de dé- clenchement dudit déclencheur électromagnétique (66). 14 2589627 4. Mécanisme de commande selon la revendication 3, caracté- risé en ce que le système comporte un ressort (58) accumu- lateur d'énergie, destiné à exercer sur la platine (40) un couple tendant à rompre ladite liaison mécanique en position déclenchée du Levier de déclenchement (48), et à provoquer le pivotement de la platine (40) vers la position d'ouver- ture du disjoncteur. 5. Mécanisme de commande selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le deuxième bras (72) du levier de déclenchement (48) est équipé d'un gradin (74) de maintien de l'extrémité (37) de la bieLlette (26) contre La butée d'accrochage (38) lors de l'établissement de Ladite liaison mécanique, et qu'un ressort de rappel (76) sollicite Le le- vier de déclenchement (48) vers la position armée. 6. Mécanisme de commande selon la revendication 5, caracté- risé en ce que le ressort de rappel (76) est formé par une languette élastique assujettie au deuxième bras de levier (72) et prenant appui sur un rebord de La platine (40). 7. Mécanisme de commande selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que Le mécanisme (10) est composé de deux sousensembles pouvant être prémontés à L'extérieur du boitier (18), le premier sous-ensemble comprenant la platine (40) sur laquelle sont montés le levier support (50) du bras de contact (12) et le levier de déclenchement (48), le deuxième sous-ensemble comportant la manette (22) associé à la biellette (26) de transmission. 8. Mécanisme de commande selon l'une des revendications 1 à 7, comportant un indicateur mécanique de la position des con- tacts (14, 16), caractérisé en ce que ledit indicateur com- prend des repères de positionnement agencés sur le chant supérieur de la platine (40), se déplaçant en regard de la paroi interne de la face avant (21) du boitier (18), laquelle comporte une fenêtre de visualisation des repères.