Brevet FR2605454A1 — publié le 19880422

MECANISME DE COMMANDE D'UN DISJONCTEUR ELECTRIQUE MINIATURE A REARMEMENT AUTOMATIQUE L'invention concerne un mécanisme de commande d'un disjoncteur électrique miniature, à boiter isolant moulé, renfermant une paire de contacts fixe et mobile, le contact mobile étant actionné par le mécanisme comportant - une manette de manoeuvre manuelle montée à basculement sur un axe entre une position d'ouverture et une position de fermeture, - une biellette de transmission accouplée à la manette pour constituer une genouillère, - un dispositif de support du contact mobile, monté à rotation sur un pivot, et ayant un accrochage coopérant par encliquetage avec l'extrémité libre de la biellette pour former une liaison mécanique entre la manette et le dispositif support, - un levier de déclenchement, piloté par le déclencheur pour provoquer, en position déclenchée, la rupture de l'accrochage de la liaison mécanique, entraînant le déclenchement automatique du mécanisme, indépendamment de la manette, - et un système élastique de rappel du levier de déclenchement vers une position armée, autorisant le réarmement automatique du mécanisme lorsque la manette est actionnée en position d'ouverture, suite à un déclenchement sur défaut. Dans les disjoncteurs de l'art antérieur, le système élastique de rappel du levier de déclenchement est généralement formé par un ressort de torsion en forme d'épingle, prenant appui sur le dispositif de support et le levier de déclenchement, de manière à solliciter ce dernier vers la position armée. Le ressort se trouve sous contrainte en permanence, même en position de fermeture du disjoncteur. La force de déclenchement du déclencheur doit d'abord vaincre la force antagoniste du ressort de rappel du levier de déclenchement, avant de déverrouiller l'accrochage vers la position déclenchée. Le déclenchement automatique du mécanisme nécessite de ce fait un effort de déclenchement important, et il en résulte une augmentation de l'encombrement du déclencheur. L'objet de l'invention consiste à diminuer l'effort de déclenchement d'un mécanisme de commande d'un disjoncteur miniature. Le mécanisme selon l'invention est caractérisé en ce que le système élastique de rappel du levier de déclenchement comporte un ressort agencé pour se trouver dans un premier état de contrainte, créant un couple de rappel, lors du réarmement automatique, et dans un deuxième état de neutralisation du couple de rappel en position de fermeture de la manette. Le ressort est formé avantageusement par une languette élastique réalisée par moulage avec le levier de déclenchement isolant en s'étendant entre le pivot du dispositif de support du contact mobile et le déclencheur électromagnétique à percuteur. L'extrémité libre de la languette est susceptible de venir en butée avec un organe d'arrêt, lorsque le ressort se trouve dans le premier état de contrainte. Lorsque le disjoncteur est fermé, le ressort de rappel du levier de déclenchement n'est pas sollicité. En présence d'un défaut, la force de déclenchement demandée au bilame du déclencheur thermique, ou au percuteur du déclencheur électromagnétique, doit uniquement vaincre le frottement s'exerçant sur la butée d'accrochage. I1 suffit alors d'une force de déclenchement très faible. Le passage du premier état de contrainte au deuxième état de neutralisation du ressort s'effectue au début de la course de fermeture de la manette, après rattrapage du jeu de 1 accrochage, assuré par un mouvement de fin de détente du ressort. Selon un développement de l'invention, le dispositif support pivotant du contact mobile est équipé d'un coin de freinage, susceptible de coopérer en fin de course d'ouverture avec une rampe conjuguée de friction, agencée sur un bossage fixe du bottier, de manière à provoquer un effort de freinage progressif de l'équipage mobile, suite à un court-circuit important. Tout rebondissement du contact mobile est ainsi exclu à la suite d'un court-circuit important. D'autres avantages et caractéristiques ressortiront plus clairement de la description qui va suivre d'un mode de réalisation de l'invention, donné à titre d'exemple non limitatif et représenté aux dessins annexés, dans lesquels - la figure 1 est une vue schématique en élévation du mécanisme selon l'invention, le disjoncteur étant représenté en position de fermeture - le figure 2 est une vue identique à la figure 1, en position d'ouverture du disjoncteur. L'invention est appliquée à un mécanisme de disjoncteur miniature du type décrit dans la demande de brevet français NO 85 16 344 déposée le 31/10/1985 par la demanderesse. En référence aux figures 1 et 2, le mécanisme 10 de commande d'un disjoncteur miniature à bottier 18 isolant, actionne un bras de contact 12 mobile dont l'une des extrémités porte une pièce de contact 14 coopérant avec un contact fixe 16. Une ouverture 20 est ménagée dans la face avant 21 du bottier 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 (figure 1) dans laquelle les contacts 14, 16, sont fermés, et une position d'ouverture (figure 2) 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 de la genouillère 28. La biellette de transmission 26 comprend un étrier en U, notamment en fil métallique d'acier, et la manette 22 est sollicitée vers la position d'ouverture par un ressort de rappel (non représenté). Le contact fixe 16 est porté par un conducteur 17 fixé à la carcasse du déclencheur électromagnétique 34. A l'opposé de l'articulation 30, l'extrémité libre37 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, et comporte de plus un axe 46 excentré par rapport au pivot 42. Un 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 équipé de moyens d'entraSnement 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'effèctuer par soudage aux ultrasons. Un ressort de pression de contact, du type à torsion (non représenté), entoure coaxialement le pivot 42 en prenant appui sur le levier support 50, et la platine 40. Un ressort 52 accumulateur d'énergie, du type à compression est agencé entre une butée 54 fixe du boîtier 18 et la platine 40 basculante pour solliciter 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 un percuteur 64 du déclencheur électromagnétique 34, soit par un tiroir 68 rotatif de déverrouillage coopérant avec la bilame 70 du déclencheur thermique. L'une des extrémités du tiroir 68 est guidé en translation au moyen d'un couloir de guidage 71 conformé dans le boitiez 18 et l'autre extrémité est articulée en un point 73 du levier de déclenchement 48. 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. Le levier de déclenchement 48 est sollicité vers la position armée par un ressort de rappel 76, formé par une languette élastique faisant partie du bras de levier 62 inférieur. La languette s'étend entre le pivot 42 de la platine 40 et le déclencheur électromagnétique 34. L'extrémité libre de la languette est séparée du pivot 42 par une distance inférieure à celle avec l'axe 46 de pivotement du levier de déclenchement Dans cette position armée, 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 supérieur contre la butée 38 d'accrochage, de manière à former une liaison mécanique entre la manette 22 et la platine 40.Cette liaison peut être interrompue au cours du déclenchement par désencliquetage de la biellette de transmission 26 avec la butée 38 d'accrochage intervenant lors du pivotement du levier de déclenchement 48 dans le sens trigonométrique. La languette du ressort de rappel 76 prend appui, lors du réarmement automatique, sur un organe d'arrêt 85 agencé entre le déclencheur électromagnétique 34 et la biellette de transmission 26. La butée d'accrochage 38 de la platine 40 est formée par une encoche 82 présentant une rampe de dégagement de l'extrémité 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 52 d'ouverture du mécanisme est supérieure à celle du ressort de rappel de la manette 22. Le levier support 50, et le levier de déclenchement 48 sont décalés transversalement l'un de l'autre, de manière à être entrantes successivement par le percuteur 64 du déclencheur électromagnétique 34. En position armée, le bras de levier 62 inférieur fait saillie du levier support 50 en direction du percuteur 64 du déclencheur 34. Lors du déclenchement suite à un court-circuit, la propulsion du percuteur 64 provoque dans une première phase le pivotement dans le sens trigonométrique du levier de déclenchement48 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 sur la platine 40 est située à'opposé de la zone d'intervention du déclencheur sur le bras de levier 62, par rapport à un plan transversal passant par le pivot 42 et l'axe 46. La partie active 80 du bras de levier 62 inférieur, disposé en regard du percuteur 64 est légèrement convexe pour que l'effort de déclenchement exercé par le percuteur 64 reste sensiblement constant lors du pivotement du levier de déclenchement 48 autour de l'axe 46. Le levier support 50 isolant est pourvu d'un coin 87 de freinage (figure 2) susceptible de coopérer, en fin de course d'ouverture, avec une rampe 88 conjuguée d'un bossage 90 fixe du bottier 18. La rampe 88 présente avantageusement une surface curviligne de friction destinée à assurer une prooression de l'effort de freinage, de manière à éviter un rebondissement du levier support 50 et toute refermeture du bras de contact 12, suite à un court-circuit important. Le fonctionnement du mécanisme 10 de commande du disjoncteur est le suivant COMMANDE MANUELLE Au cours d'une manoeuvre manuelle du mécanisme 10 du disjoncteur, la channe cinématique de liaison de la manette 22 au bras de contact 12, n'est jamais interrompue grâce à l'encliquetage permanent de la biellette 26 dans la butée d'accrochage 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 etdu levier support 50 isolant. 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 genouillère 28, la force de rappel s'exerçant sur la manette 22 étant insuffisante pour vaincre l'effort de verrouillage de la genouillère 28. L'ouverture manuelle du disjoncteur s'opère par déplacement de la manette 22 vers la position O (figure 2) 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. On remarque que le ressort 76 de rappel du levier de déclenchement 48 n'est pas sous contrainte en position de fermeture du disjoncteur. 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 34 faisant pivoter le levier de déclenchement 48 dans le sens trigonométrique de la position armée vers une position déverrouillée. Etant donné que la languette du ressort 76 de rappel est libre, la force de déclenchement demandée au bilame 70 ou au percuteur 64 doit exclusivement vaincre les efforts de frottement sur la butée d'accrochage 38. Il en résulte qu'une faible force de déclenchement est suffisante pour provoquer l'écartement du bras de levier 72 supérieur avec l'extrémité 37 de la biellette 26, entraînant la disparition de l'effort de verrouillage sur la butée 38. Le couple exercé par le ressort 52 dans le sens d'ouverture sollicite un léger pivotement de la platine 40 dans le sens trigonométrique, de manière à repousser l'extrémité 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 40, et l'interruption de la liaison mécanique entre la manette 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 40 vers la position d'ouverture des contacts 14, 16. Au cours de cette seconde phase de déclenchement, l'action du ressort de rappel de la manette 22 brise la genouillère 28 en ramenant la manette 22 vers la position O d'ouverture (figure 2). Le réarmement automatique du mécanisme 10 s'effectue dans cette position par réencliquetage de l'extrémité 37 de la biellette 26 avec la butée 38 d'accrochage de la platine 40. L'extrémité de la languette du ressort 76 prend appui sur l'organe d'arrêt 85, et crée un couple de rappel sollicitant le levier de déclenchement 48 vers la position armée, de manière à rétablir la liaison mécanique entre la manette 22 et la platine 40. Il subsiste néanmoins un léger jeu dans la butée d'accrochage 38 entre le gradin 74 du levier de déclenchement 48 et l'extrémité 37 de la biellette 26 de transmission. Le mécanisme 10 est alors prêt pour une nouvelle fermeture par entrarnement manuel de la manette 22 de la position O (figure 2) vers la position F (figure 1). La détente du ressort 76 de rappel du levier de déclenchement 48 se poursuit encore légèrement au début de la course de fermeture de la manette 22 jusqu'au rattrapage du jeu ménagé entre le gradin 74 et l'extrémité 37 de la biellette 26 lors du réarmement automatique. Pendant le reste de la course de fermeture de la manette 22, le ressort 76 s'éloigne de l'organe d'arrêt 85, et ne se trouve plus sous contrainte. A la suite d'un déclenchement sur court-circuit, le déplacement rapide du levier support 50 est freiné en fin de course d'ouverture par la venue en engagement du coin 87 avec la rampe 88 du bossage 90, de manière à éviter toute refermeture des contacts 14, 16. Le rayon de pivotement du coin 87 asssure un freinage progressif avec la forme curviligne de la rampe 88. L'articulation au point 73 du tiroir 68 de déverrouillage sur le bras inférieur 62 du levier de déclenchement 48 constitue une liaison courte nécessitant une faible force de déclenchement, suite à une déflexion prédéterminée de la bilame 70 au cours d'une surcharge. REVENDICATIONS 1. Mécanisme de commande d'un disjoncteur électrique miniature à bottier (18) isolant moulé renfermant une paire de contacts fixe (16) et mobile (14, 12), le contact mobile (12, 14) étant actionné par le mécanisme (10) comportant - une manette (22) de manoeuvre manuelle montée à basculement sur un axe (24) entre une position 0 d'ouverture, et une position F de fermeture, - une biellette (26) de transmission accouplée à la manette (22) pour constituer une genouillère (28), - un dispositif de support (50, 40) du contact mobile (12, 14), monté à rotation sur un pivot (42), et ayant un accrochage (38) coopérant par encliquetage avec l'extrémité libre (37) de la biellette (26) pour former une liaison mécanique entre la manette (22) et le dispositif support (50, 40), - levier de déclenchement (48) piloté par le déclencheur pour provoquer, en position déclenchée, la rupture de l'accrochage (38) de la liaison mécanique éntrainant le déclenchement automatique du mécanisme (10), indépendamment de la manette (22), - et un système élastique de rappel du levier de déclenchement (48) vers une position armée, autorisant le réarmement automatique du mécanisme (10) lorsque la manette (22) est actionnée en position O d'ouverture, suite à un déclenchement sur défaut, caractérisé en ce que le système élastique de rappel du levier de déclenchement (48) comporte un ressort (76) agencé pour se trouver dans un premier état de contrainte, créant un couple de rappel, lors du réarmement automatique, et dans un deuxième état de neutralisation du couple de rappel en position de fermeture de la manette (22). 2. Mécanisme de commande d'un disjoncteur selon la revendication 1, caractérisé en ce que le ressort (76) est formé par une languette élastique solidarisée au levier de déclenchement (48), et ayant une extrémité libre, susceptible de venir en butée avec un organe d'arrêt (64), lorsque le ressort (76) se trouve dans le premier état de contrainte. 3. Mécanisme de commande d'un disjoncteur selon la revendication 2, caractérisé en ce que la languette élastique du ressort (76) est réalisée par moulage avec le levier de déclenchement (48) isolant et s'étend entre le pivot (42) du dispositif de support (50, 40) du contact mobile (12, 14) et le déclencheur électromagnétique (34) à percuteur (64). 4. Mécanisme de commande selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le levier de déclenchement (48) est monté à pivotement sur un axe (46) du dispositif de support (40, 50), et que l'extrémité libre de la languette du ressort (76) de rappel est séparée du pivot (42) du dispositif de support (40, 50) par une distance inférieure à celle avec l'axe (46) de pivotement du levier de déclenchement (48). 5. Mécanisme de commande selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le passage du premier état de contrainte au deuxième état de neutralisation du ressort (76) s'effectue au début de la course de fermeture de la manette (22) après rattrapage du jeu de l'accrochage (38), assuré par un mouvement de fin de détente du ressort (76). 6. Mécanisme de commande selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que le dispositif support (40, 50) pivotant du contact mobile est équipé d'un coin (87) de freinage susceptible de coopérer en fin de course d'ouverture avec une rampe (88) conjuguée de friction, agencée sur un bossage (90) fixe du boiter (18), de manière à provoquer un effort de freinage progressif de l'équipage mobile, suite à un court-circuit important. 7. Mécanisme de commande selon la revendication 6, dans lequel le dispositif support pivotant du contact mobile comporte une platine (40) équipée du pivot (42) et de l'accrochage (38), et un levier support (50) isolant monté à pivotement sur le pivot (42) et solidarisé au bras de contact (12), caractérisé en ce que le coin (87) de freinage est agencé sur le levier support (50) isolant, et que la rampe (88) de friction présente une surface curviligne. 8. Mécanisme de commande selon l'une des revendications 1 à 7, comprenant un déclencheur thermique à bilame (70), caractérisé en ce que la bilame (70) est reliée au levier de déclenchement (48) par une liaison comprenant un tiroir (68) rotatif de déverrouillage articulé en un point (73) du levier de déclenchement (48), situé à l'opposé de l'accrochage (38) par rapport à l'axe de pivotement (46). 9. Mécanisme de commande selon l'une des revendications 2 à 8, caractérisé en ce que l'organe d'arrêt (64) de la languette élastique du ressort (76) est formée par une butée disposée entre le déclencheur électromagnétique (34) et la biellette de transmission (26).