Brevet FR2600210A1 — publié le 19871218

- 1 DISJONCTEUR A DEUX CIRCUITS DE COMMUTATION DONT L'UN EST PROTEGE. La présente invention concerne un disjoncteur du type comprenant, logés à l'intérieur d'un même bottier isolant modulaire, deux circuits de commutation comprenant chacun un dispositif interrupteur à contacts fixe et mobile, ces deux 5 circuits formant deux chemins de courant respectifs interruptibles grâce à un dispositif de déclenchement commandé: - soit par au moins un organe de déclenchement automatique sur défaut, par exemple magnétique et/ou thermique, 10 - soit par un organe de commande manuelle de déclenchement et de réarmement. Elle a plus particulièrement pour objet un disjoncteur du 15 type susdit dans lequel un seul des deux circuits, affecté de préférence au courant de phase d'un réseau monophasé est protégé en ce sens qu'il provoque, à la suite d'un défaut de courant qui le traverse, l'actionnement de l'organe de déclenchement automatique et, en conséquence, l'ouverture 20 des deux interrupteurs. D'une manière générale, on sait que dans la gamme des appareils modulaires de faibles dimensions, il existe déjà des interrupteurs de protection ne comprenant qu'un seul - 2 circuit de commutation, celui-ci étant protégé de la façon précédemment décrite. Ainsi, par exemple, dans l'appareil interrupteur faisant 5 l'objet de la demande de brevet FR 85 13942 déposée le 20 Septembre 1985 pour: "Interrupteur de protection à biellette élastique", au nom de la Demanderesse, l'actionnement du contact mobile est assuré grâce à 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 15 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. Dans cet exemple de réalisation, le levier de déclenchement 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 25 contribuant, d'autre part, à l'ouverture brusque de la pièce de contact. L'avantage de ce dispositif réside dans sa grande simplicité de conception et d'assemblage et dans son très faible en30 combrement, notamment un module de largeur inférieure à 17,5 mm. L'invention a plus particulièrement pour but d'inclure dans un appareil de ce genre équipé ou non de la serrure précé35 demment décrite et sans accroître notablement les dimensions du bottier, un deuxième circuit de commutation non protégé mais dont le contact mobile est actionné par l'organe de déclenchement automatique sur défaut associé à l'autre - 3 circuit de commutation ou par l'organe de commande manuelle, étant entendu que ce résultat doit être obtenu avec une isolation électrique aussi bonne que possible entre les deux circuits de commutation. L'invention parvient à ce résultat et propose à cet effet un disjoncteur comprenant un bottier présentant, d'une part, une première et une deuxième faces frontales parallèles à un plan médian de symétrie et faiblement distantes l'une de 10 l'autre et, d'autre part, perpendiculairement audit plan de symétrie, une face de fixation, une face avant opposée à la face de fixation et équipée d'un organe de commande manuelle et une première et une deuxième faces latérales opposées équipées chacune, d'une paire de bornes disposées de part et 15 d'autre dudit plan médian de symétrie et respectivement connectées aux deux circuits de commutation. Ce bottier est formé d'un premier et d'un deuxième demibottiers sensiblement symétriques par rapport au plan médian 20 de symétrie et comprenant chacun les deux bornes d'un même circuit de commutation. Selon l'invention, ce disjoncteur est plus particulièrement caractérisé en ce que, dans au moins une région adjacente à 25 la face de fixation, le volume interne du bottier est divisé par une cloison en un matériau électriquement isolant qui s'étend de la première à la deuxième face latérale, cette cloison comprenant au moins: - une première portion plane raccordée à la première face latérale du bottier et qui s'étend dans le plan médian de symétrie, en délimitant avec le premier demi-bottier un premier volume logeant le dispositif interrupteur du premier circuit de commutation et, avec le deuxième demi-bottier, un 35 deuxième volume symétrique au premier et logeant le dispositif interrupteur du deuxième circuit de commutation, lesdits dispositifs interrupteurs étant respectivement connectés -4 aux deux bornes équipant la première face latérale du bottier, - une deuxième portion plane déportée, par rapport audit 5 plan, du côté de la face frontale du deuxième demi-bottier, et raccordée à la première portion par un premier décrochement, cette deuxième portion s'étendant à faible distance de la face frontale du deuxième demi-bottier et parallèlement à celle-ci, en délimitant avec celle-ci un espace intercalaire 10 de faible largeur par lequel passe une pièce conductrice assurant la connexion électrique entre le dispositif interrupteur et la borne correspondante du deuxième circuit de commutation qui équipe la deuxième face latérale du bottier, ladite deuxième portion délimitant en outre, avec la face 15 frontale du premier demi-bottier, un troisième volume de largeur voisine de celle du bottier et logeant au moins partiellement l'organe de déclenchement automatique sur défaut du premier circuit de commutation, cet organe étant connecté au dispositif interrupteur et à la borne équipant 20 la deuxième face latérale du premier circuit de commutation. Par ailleurs, la susdite cloison comprend dans une zone située en regard de la face avant du boîtier, au moins une échancrure dégageant, entre les deux faces frontales du 25 boîtier, un volume libre renfermant au moins partiellement le susdit dispositif de déclenchement et ses liaisons mécaniques avec l'organe de déclenchement automatique sur défaut et l'organe de commande manuelle de déclenchement et de réarmement. Avantageusement, les deux éléments de contact mobile des deux dispositifs interrupteurs sont montés rotatifs de part et d'autre de la susdite première portion de la cloison, autour d'un même axe de rotation perpendiculaire au plan 35 médian de symétrie et sont actionnés par deux ressorts respectifs servant de biellettes élastiques de transmission entre le dispositif de déclenchement et les deux éléments de contact mobile. -5 Un mode d'exécution de l'invention sera décrit ci-après, à titre d'exemple non limitatif, avec référence aux dessins annexés dans lesquels: La figure 1 est une vue en élévation d'un disjoncteur conforme à l'invention avec coupe partielle selon la ligne A-A' de la figure 2 -; La figure 2 est une vue de dessus du disjoncteur 10 représenté sur la figure 1 avec coupe partielle selon la ligne B-B' de la figure 1; La figure 3 est une vue en élévation de la cloison utilisée dans le disjoncteur représenté sur la figure 15 1 selon la flèche F de la figure 2, avec une représentation schématique du dispositif interrupteur du circuit de commutation non protégé et de son mécanisme d'actionnement; et La figure 4 est une vue en coupe de la partie inférieure du disjoncteur selon la ligne C-C' de la figure 1 montrant les deux contacts mobiles et les deux ressorts respectifs servant de biellettes élastiques de transmission. Le disjoncteur représenté sur ces dessins comprend un bottier présentant, d'une part, deux faces frontales planes 1, 2, parallèles à un plan médian de symétrie YY' (figure 2) et faiblement distantes l'une de l'autre (distance - d -) 30 et, d'autre part, perpendiculairement audit plan de symétrie: - une face de fixation 3 munie de moyens d'assemblage à un dispositif de support, ces moyens d'assemblage consistant 35 ici en une rainure prismatique 4 sensiblement en forme de queue d'aronde destinée à coopérer avec un rail profilé de support, - 6 - une face avant 5 opposée à la face de fixation et munie d'une ouverture 6 de laquelle ressort la prise manuelle 7 d'un bouton de commande manuelle M, et - deux faces latérales 8, 9 qui s'étendent perpendiculairement à la face de fixation 3 et qui comprennent chacune deux bornes B1, B21; B12, B22, respectivement connectées aux deux circuits de commutation du disjoncteur, ces deux bornes Bll, B21; B12, B22 étant disposées, à un même 10 niveau, de part et d'autre du plan médian de symétrie YY'. Ce bottier est obtenu par l'assemblage de deux demi-boîtiers 10, 1I sensiblement symétriques par rapport au plan médian de symétrie YY' et qui comprennent chacun par conséquent, 15 une face frontale 1, 2 ainsi que des portions de la face de fixation 3 de la face avant 5 et des faces latérales 8, 9, complémentaires de celles de l'autre demi-bottier. Chaque demi-boîtier 10, 11 comprend, débouchant sur les deux 20 faces latérales 8, 9, les deux bornes Bll, B12 - B21, B22 qui servent à la connexion du disjoncteur avec des circuits extérieurs. Ainsi, dans cet exemple, les bornes Bll, B12 sont affectées 25 au circuit de commutation protégé tandis que les bornes B21, B22 sont affectées au circuit de commutation non protégé. L'accès aux vis de serrage Vll, V12, V21, V22 de ces bornes s'effectue par l'intermédiaire de puits correspondants 30 débouchant sur la face avant 5 du bottier dans des portions chanfreinées adjacentes aux faces latérales 8, 9. Ce bottier comprend en outre, dans sa partie inférieure, une cloison interne 13 en un matériau électriquement isolant qui 35 s'étend d'une face latérale 8, 9 à l'autre, jointivement à la face de fixation 3. Cette cloison 13 est notamment visible sur les figures 2 et 4 et son contour a été dessiné en traits épais sur la figure 3. - 7 Cette cloison comporte des bords latéraux 14, 15 et un bord inférieur 16 de forme appropriée pour venir respectivement s'assembler sur les faces latérales 8, 9 et sur la face de fixation 3, au niveau de la jonction entre les deux demi5 boîtiers 1, 2. Elle comporte trois portions principales, à savoir: - une première portion plane 17, raccordée à la face latéra10 le 9 et qui s'étend dans le plan médian de symétrie YY', en délimitant avec les faces frontales 1, 2 du boîtier, deux volumes symétriques VO1, VO2 logeant respectivement les dispositifs interrupteurs des deux circuits de commutation, - une deuxième portion plane 18 déportée par rapport audit plan médian YY' du côté de la face frontale 2, cette portion 18 étant raccordée à la première portion 17 et à la bordure inférieure par deux décrochements respectifs 20 19, 20; cette deuxième portion 18 s'étend à faible distance de la face frontale 2, parallèlement à celle-ci, en délimitant avec celle- ci un espace intercalaire de faible largeur et, avec la face frontale du premier boîtier, un troisième volume VO3 de largeur voisine de 25 celle (distance - d -) du boîtier, et - une troisième portion 21 reliée à la deuxième portion 18 par un décrochement 22 et qui s'étend dans le plan médian de symétrie YY' pour venir s'assembler à la face latérale 30 8, au niveau de la jonction des deux demi-boîtiers, notamment entre les bornes B12, B22. Comme on le verra par la suite, cette structure permet d'obtenir une utilisation optimale du volume intérieur du 35 boîtier pour l'implantation des deux circuits de commutation et du mécanisme qui leur est associé, ainsi qu'une parfaite isolation électrique entre ces deux circuits. - 8 Ainsi, le volume VO1 contient le dispositif interrupteur du circuit de commutation protégé qui se trouve illustré sur la figure 1. Ce dispositif interrupteur comprend un élément de contact mobile P12 se présentant sous la forme d'un levier dont les deux bras 23, 24 forment un angle aigu et qui est monté pivotant, au niveau de sa région angulaire, autour d'un axe de rotation XX' perpendiculaire au plan de symétrie YY'. 10 Ce contact mobile P12 est électriquement connecté à une pièce conductrice Pll qui assure sa liaison à la borne Bll. Cet élément de contact mobile P12 coopère, par l'extrémité du bras 24 qui porte le contact mobile Cll, avec un élément 15 de contact fixe C12 connecté à la borne B12 par l'intermédiaire d'un circuit de protection comprenant un déclencheur magnétique DM et un déclencheur thermique DT, tous deux partiellement logés dans le volume VO3. Il est à noter en particulier que, grâce à la conformation particulière de la 20 cloison, ce volume VO3 permet de contenir, sans avoir à augmenter la largeur du boîtier, la bobine du déclencheur magnétique DM qui est relativement volumineuse et dont la largeur peut être désormais voisine de celle - d du boîtier. Le volume VO2 contient le dispositif interrupteur du circuit de commutation non protégé qui est visible sur la figure 3. Ce dispositif interrupteur comprend lui-même un élément de 30 contact mobile P22 en forme de levier, de forme similaire à celui de l'élément P12 et qui est monté rotatif autour d'un même axe de rotation XX' que ce dernier. D'une façon analogue, ce contact mobile P22 est électrique35 ment connecté à une pièce conductrice P21 qui assure sa liaison à la borne B21. Il coopère, par l'extrémité du bras 24' qui porte le contact mobile C21, avec un élément de contact fixe C22 connecté à la borne B22 par l'intermédiaire - 9 d'une piece conductrice plate P23 passant dans le volume intercalaire compris entre la portion de cloison 18 et la face frontale 2. Les dispositifs interrupteurs P12, Cll', C12 et P22, C21, C22 sont associés à un même mécanisme d'actionnement qui permet de séparer les contacts mobiles Cll, C21 des contacts fixes C12, C22 en réponse à la détection d'un défaut électrique via les déclencheurs DM ou DT ou, respectivement en réponse 10 à une commande manuelle. Ce mécanisme d'actionnement est essentiellement logé dans le volume supérieur du boîtier VO4 qui n'est pas divisé par la cloison 13, notamment grâce à une échancrure prévue dans la 15 partie supérieure de celle-ci. Il fait intervenir l'organe de commande manuelle constitué par le bouton rotatif M d'axe 01 et des moyens de déclenchement automatique commandés par le déclencheur magnétique DM 20 et le déclencheur thermique DT. L'élément de sortie des moyens de déclenchement est un crochet 32 monté rotatif autour d'un axe 02 fixe par rapport au bottier et coopérant par une fourche 33 avec une crosse 25 34. La crosse 34 est située à l'extrémité d'un noyau plongeur 35 du déclencheur magnétique DM. Le crochet 32 coopère en outre au moyen d'un doigt 36 avec un levier déformable à bilame 37 du déclencheur thermique DT. Le mécanisme d'actionnement comprend, par ailleurs, un levier de déclenchement 38 en forme de balancier réalisé en matériau isolant. Le levier 38 est directement monté sur un tenon 39 de l'organe manuel M et présente, à cet effet, une coulisse 40 peu inclinée vis-à-vis de la face avant 5 du 35 boîtier et coopérant avec ledit tenon 39. Le levier 38 comporte, à une première extrémité, un becquet 42 reposant sur un appui 43 du crochet 32, cet appui étant effaçable par suite du pivotement du crochet 32 pour autoriser le bascule- - 10 ment du levier 38 en réponse à un défaut électrique détecté par le déclencheur DM ou DT. Le levier 38 comprend, vers sa deuxième extrémité épanouie 5 ou tête 44, une rainure de guidage 45 sensiblement perpendiculaire à la face avant 5 et coopérant avec un pion de guidage 46 ménagé dans le boîtier. Près de l'extrémité supérieure 44 du levier 38, et de part et d'autre de celui-ci, sont prévus deux points d'appui ou d'ancrage 47, 47' de deux 10 ressorts respectifs R1, R'1 en épingle en forme de V. Les branches 48, 48' des ressorts R1, R'1 s'appliquent sur les points d'ancrage 47, 47' pour tendre à faire basculer en sens horaire le levier 38; les branches 49, 49' des ressorts R1, R'1 sont quant à elles fixées à rotation sur 15 deux tourillons respectifs 50a, 50b ménagés sur les pièces conductrices Pll, P21. Ces branches 49, 49' sont appliquées à leurs extrémités sur deux appuis de fermeture 51, 51' prévus sur les éléments de contact mobile P12, P22 situés du côté opposé aux bras 23, 24 - 23', 24' par rapport à l'axe 20 XX' et peuvent venir s'appliquer près de la pointe du V, sur deux appuis d'ouverture respectifs 56, 56' prévus à l'extrémité des bras 23, 23'. L'application des branches 49, 49' sur les appuis de ferme25 ture 51, 51' permet d'assurer la fermeture des contacts Cll, C21 et leur pression sur les contacts C12, C22. L'application des branches 49, 49' sur les appuis d'ouverture 56, 56' permet l'ouverture des contacts Cll, C21. 30 Le sens de rotation des éléments de contact Cll, C21 dépend de l'application de l'effort différentiel des branches 49, 49' sur l'un ou l'autre appuis respectifs 51, 51'; 56, 56', ceci étant fonction de la position des points d'ancrage 47, 35 47' des branches 48, 48'. Il convient de noter que le tenon 39 est situé à l'opposé de la prise manuelle 7 du bouton de commande M par rapport à - 11 l'axe 01 et à une distance de cet axe permettant une amplification de l'effort. Un ressort de rappel 54 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. Par ailleurs, le déclencheur magnétique DM comprend un ressort 66 sollicitant le noyau 35 pour que la crosse 34 de celui-ci rappelle le doigt du crochet 32 dans la position 10 armée. Le crochet 32 constitue un palonnier interposé entre le noyau magnétique 35 et le bilame 37 de manière qu'un début de déflexion du bilame 37 entraîne un très léger pivotement 15 antihoraire du crochet 32 et donc une légère plongée du noyau 35. De la sorte, le seuil d'intensité de déclenchement du déclencheur DM est abaissé; une surcharge détectée par le bilame 37 du déclencheur thermique entraîne donc une plus grande sensibilité du déclencheur magnétique. 20 Le fonctionnement du dispositif d'actionnement précédemment décrit est conforme à celui qui est exposé dans la demande de brevet FR 85. 13942 précitée, à la différence près qu'au lieu d'effectuer la manoeuvre d'un seul élément de contact 25 mobile par l'intermédiaire d'un ressort R en épingle, le levier de déclenchement 38 effectue la manoeuvre de deux éléments de contact mobile P12, P'12 à l'aide de deux ressorts R1, R'1 respectifs. Bien entendu, l'invention ne se limite pas au mode d'actionnement précédemment décrit: il est clair que, en raison du volume disponible obtenu grace au mode d'implantation des circuits de commutation et à l'usage d'une cloison conformée selon l'invention, il est possible d'utiliser d'autres 35 dispositifs d'actionnement basés sur des cinématiques différentes. - 12 Revendications 1. Disjoncteur du type comprenant, logés à l'intérieur d'un même bottier isolant modulaire, deux circuits de commutation, à savoir: un circuit de commutation protégé et un circuit de commutation non protégé, ces deux circuits 5 comprenant chacun un dispositif interrupteur à contacts fixe et mobile, ces deux circuits formant deux chemins de courant respectifs interruptibles grâce à un dispositif de déclenchement commandé, soit par au moins un organe de déclenchement automatique sur défaut de courant traversant l'un des 10 circuits, soit par un organe de commande manuelle de déclenchement et de réarmement, ledit bottier comprenant, d'une part, une première et une deuxième faces frontales parallèles à un plan médian de symétrie et faiblement distantes l'une de l'autre et, d'autre part, perpendiculairement audit 15 plan de symétrie, une face de fixation, une face avant opposée à la face de fixation et équipée d'un organe de commande manuelle et une première et une deuxième faces latérales opposées, équipées chacune d'une paire de bornes disposées de part et d'autre dudit plan médian de symétrie 20 et respectivement connectées aux deux circuits de commutation, ledit bottier étant formé d'un premier et d'un deuxième demi-boîtiers sensiblement symétriques par rapport au plan médian de symétrie et comprenant chacun les deux bornes d'un même circuit de commutation, caractérisé en ce que, dans au moins une région adjacente à la face de fixation, le volume interne du bottier est divisé par une cloison (13) en un matériau électriquement isolant qui s'étend de la première (9) à la deuxième face latérale (8), cette cloison (13) comprenant au moins: 30 - une première portion plane (17), raccordée à la première face latérale (8) du bottier et qui s'étend dans le plan médian de symétrie (YY'), en délimitant avec le premier demi-boitier (10) un premier volume (VOl) logeant le 35 dispositif interrupteur du premier circuit de commutation - 13 et, avec le deuxième demi-bottier (il), un deuxième volume (VO2) symétrique du premier et logeant le dispositif interrupteur du deuxième circuit, lesdits dispositifs interrupteurs étant respectivement connectés aux deux 5 bornes (Bl et B21) équipant la première face latérale (9) du boîtier, - une deuxième portion plane (18), déportée par rapport audit plan (YY'), du côté de la face frontale (2) du 10 deuxième demi-bottier (11), et raccordée à la première portion par un premier décrochement (19), cette deuxième portion (18) s'étendant à faible distance de la face frontale (2) du deuxième demi-bottier (11) et parallèlement à celle-ci, en délimitant avec celle-ci un espace 15 intercalaire de faible largeur par lequel passe une pièce conductrice (P23) assurant la connection électrique entre le dispositif interrupteur et la borne correspondante (B12) du deuxième circuit de commutation qui équipe la deuxième face latérale (8) du boîtier, ladite deuxième 20 portion (18) délimitant en outre, avec la face frontale (1) du premier demi-bottier (10) un troisième volume (VO3) de largeur voisine de celle (d) du bottier et logeant au moins partiellement l'organe de déclenchement automatique sur défaut du premier circuit de commutation, cet-organe 25 étant connecté au dispositif interrupteur et à la borne (B21) équipant la deuxième face latérale du premier circuit de commutation. 2. Disjoncteur selon la revendication 1, caractérisé en ce que le bottier comprend dans une zone située en regard de la face avant (5) du bottier, un volume libre non divisé par la susdite cloison (13), qui renferme au moins partiellement le susdit dispositif de déclenchement et ses liaisons mécaniques avec l'organe de déclenchement 35 automatique sur défaut et l'organe de commande de déclenchement et de réarmement (M). - 14 3. Disjoncteur selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'en vue d'obtenir le susdit volume libre, la susdite cloison (13) comprend, du côté de la face avant du boîtier, une échancrure. 4. Disjoncteur selon l'une des revendications précédentes dans lequel le susdit organe de déclenchement comprend un déclencheur magnétique (DM) et un déclencheur thermique (DT), caractérisé en ce que le susdit troisième volume (VO3) contient la bobine du déclencheur magnétique (DM) ainsi que, partiellement, le déclencheur thermique (DT). 5. Disjoncteur selon l'une des revendications précé15 dentes, caractérisé en ce que la susdite cloison (13) s'étend entre les deux bornes (Bll, B21 - B12, B22) équipant chacune des faces latérales (8, 9), en assurant ainsi leur isolation électrique. 6. Disjoncteur selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les éléments de contact mobile (P12' P22) des deux dispositifs interrupteurs sont montés rotatifs 25 de part et d'autre de la susdite première portion de la cloison, autour d'un même axe de rotation (XX') perpendiculaire au plan médian de symétrie (YY') et sont actionnés par deux ressorts respectifs (R1, R'1) servant de biellettes élastiques de transmission entre le dispositif de déclenche30 ment et les deux éléments de contact mobile (P12, P22).