Brevet FR2613871A3 — publié le 19881014

FR 2613871 A3 19881014 FR 8804627 A 19880407 Le présent modèle d'utilité concerne un interrupteur électrique automatique magnétothermique du type uni- ou multipolaire modulaire et composable, doté de dispositifs de décrochement automatique de toutes les phases et par lequel ont été réalisés toute une série de moyens de constructions visant à augmenter la vitesse d'ouverture des contacts et à améliorer l'action d'extinction de l'arc électrique dans le but d'augmenter le pouvoir d'interruption en maintenant l'encombrement dans des dimensions réduites. L'enveloppe et les bornes ont été réalisées pour assurer le maximum de facilité et de flexibilité d'installation. L'exigence de faire face aux courants de court-circuit toujours plus élevés des installations électriques modernes a poussé les constructeurs à projeter des interrupteurs automatiques, appelés limiteurs incluant un relais électromagnétique et un relais thermique et ayant un temps d'ouverture (de l'ordre de quelques millisecondes) suffisamment bre zcrr e".êcner aÜe le pic du COL- rant de panne atteigne son maximum naturel propre, s'éteignant ensuite au premier passage au zéro (après environ iO millisecondes : c'est-à-dire la durée d'une demi-onde à 50 Hz). Le moyen vise à réduire sensiblement l'énergie thermique développée par l'arc électrique et permet de contenir l'encombrement du mécanisme sans qu'il y ait de perte du pouvoir d'interruption. Ces technologies ont été développées en premier lieu là où la situation d'implantation de courrants continus élevés s'établissait depuis un certain temps et a porté à la réalisation des interrupteurs limiteurs dans des conteneurs modulaires ayant des dimensions internationalement unifiées (le module européen considéré dépasse 17,5 mm). L'exigence mentionnée ci-dessus s'est fait également sentir en Italie sans que les constructeurs nationaux y aient riposté avec un produit adapté ; ceci a fait que les nombreux appareils que l'on trouve actuellement dans le commerce sont importés. Etant donné que lesdits interrupteurs limitateurs ont été conçus en fonction des normes et des habitudes d'installation en vigueur ailleurs, ils créent quelques problèmes à l'installateur italien, par exemple pour l'alimentation effectuée par le bas ainsi que par le haut, en ce qui concerne le levier de manoeuvre qui fait saillie de front ou non, avec toujours insertion dans de petits conteneurs avec ouverture, quant à la conformation des bornes, etc. L'invention se propose de répondre à ces exigences avec un appareil qui, tout en restant dans la série des interrupteurs automatiques limiteurs, présente toute une série d'améliorations et de perfectionnements visant à augmenter au maximum 1' fet de limitation, ainsi qu'une série d'adaptations qui le rendent idéal pour l'installateur. A cet effet, l'invention concerne un interrupteur automatique magnétothermique selon la revendication 1), et sera déprit ci-dessous en se référant à l'exemple de réalisation pratique représenté dans les dessins joints dans lesquels la Figure 1 montre une vue en perspective d'ur. interrupteur unipolaire la Figure 2 montre une vue interne de l'in Interrupteur avec contacts ouverts normalement avec le levier de manoeuvre la Figure 3 montre une vue analogue à celle de la Figure 2, mas avec les contacts fermés la Figure 4 montre une vue analogue à celle de ia Figure 3, mais avec les contacts ouver=s sous l'action du relais électromagnétique ;; la Figure 5 montre une vue analogue à celle de la Figure 4, mais après que le mécanisme de décrochement soit retourné en position Inopérante la Figure 6 montre dans une vue en perspec tive un détail du levier de décrochement en asso cation avec le contact mobile de l'interrupteur et avec le cliquet d'accrochage relié au levier de manoeuvre la Figure 7 montre la coupe d'une borne obtenue selon les flèches VIII-VIII de la Figure 3 la Figure 8 montre une vue en perspective de la cheminée d'extinction de l'arc ; et la Figure 9 montre une vue frontale schématique d'un interrupteur tripolaire réalisée en réunissant 3 unités multipolaires en ~n : ~~ 2~ les leviers de manoeuvre et les cllquevs d'accrochage. Dans la forme de réalisation unipolaire, l'interrupteur automatique comprend un corps en forme de boîte en deux moitiés 10)-10) dont les dimensions en profondeur sont réduites et ainsi contenues dans 55 mm comprenant une saillie frontale 11) de 45 mm de hauteur ayant un évidement 11') dans lequel se trouve enchassé et protégé le levier de manoeuvre 12) de l'interrupteur. Le corps ou carcasse 10) présente à sa partie postérieure une cavité 101) pour son application sur une traverse de support 102) à l'aide d'un coulisseau 103) monté et guidé sur l'arrière du corps -Cf. Figure 2. Le coulisseau présente en particulier une extrémité 104) destinée à s' engager avec un côté de la traverse 102) pour y bloquer l'interrupteur. Le coulisseau 103) est sollicité par un ressort 105i tendant à le maintenir normalement en position de blocage sur la traverse 102). Dans sa partie intermédiaire, le coulisseau présente par ailleurs une partie élastique avec une dent d'arrêt 106) destinée à s'engager avec un grade 107) du corps pour arrêter le coulisseau dans une position inopérante, ou de déblocage, lorsqu'il est renvoyé loin de la traverse 102), vers le haut. Pour le déplacement en position inopérante, le coulisseau 103) présente dans sa partie saillante du corps de l'interrupteur une fente 108) pour 1 'in- sertion d'un tournevis ou d'un instrument analogue. Une telle structure permet, en partant de la position de blocage - Cf. Figure 2 - de déplacer le coulisseau 103) en position inopérante où il s'arrête grâce à la dent 106) - Cf. Figure 3 -. De cette manière, dans le cas des interrupteurs multipolaires avec au moins deux coulisseau:. e blocage, il est possible de rendre inopércr, succes- ement et lnuiv-~~eyiemen~, tous les cou1sseaux opérants en opérant avec une seule main et un seul outil jusqu'à débloquer et enlever l'interrupteur. D'un autre côté, avec une seule poussée sur la dent 106) pour la débloquer du gradin 107), on obtient ensuite le déplacement du coulisseau sous l'action du ressort 105) jusqu'à la position de blocage définie éventuellement par un second gradin 107') coopérant avec la dent 106). Si l'on considère la disposition de l'interrupteur lorsqu'il est installé, dans la partie su supérieure du corps 10)-10) est montée une borne 13) se relie le câble électrique d'entrée, tandis que dans la partie inférieure est montée une borne 14) pour relier le câble électrique de sortie. Chacune des bornes i3)-14) comprend un étrier 15) fixé dans le corps, un coulisseau 16) guidé et déplaçable par rapport à l'étrier 15) et une vis de serrage 17) qui s 'étend dans un trou dudit étrier et qui s'engage dans un trou fileté creusé dans le coulisseau 16) pour ses déplacements, toute vis de serrage 17) étant accessible pour la manoeuvre à travers un trou 17') prévu dans la partie frontale du corps de l'interrupteur et étant montée de manière à ne pas se dégager et à se perdre. Des coulisseaux analogues permettent ae relier les câbles électriques selon deux modalités : si le câble a une extrémité simplement découverte ou munie d'une cosse cylindrique, celle-ci se met et est bloquée entre le coulisseau 16) et l'étrier 15) ; si le câble a une extrémité en fourche, celle-ci est au contraire disposée et bloquée entre la tête de la vis 17) et l'étrier 15) ; dans un cas comme dans l'autre, il est de toute façon suffisant de visser la vis pour obtenir le blocage du câble.A l'étrier 15) de caque borne l3)-ffl4), qu est formée d'un élément plat convenablement replié, est par ailleurs coordonnée une semelle 13')-i4') destinée à empêcher la déformation ou l'écrasement de parties de l'étrier quand la vis est serrée pour le serrage des câbles. La borne supérieure 13) est jointe à un contact fixe 18), disposé au centre du corps 10)-10), par l'intermédiaire d'un relais électromagnétique 19) ayant un petit piston amagnétique 20) qui s'étend et qui se déplace, en phase active, du haut vers le bas en opposition à l'action d'un ressort - non représenté - tendant à déplacer le petit piston à l'intérieur du relais électromagnétique. De son côté, la borne inférieure 14) est reliée à un contact mobile à culbuteur 21) par l'intermédiaire d'un relais thermique ou bimétallique 22) ayant une extrémité ancrée à l'étrier fixe 15) de ladite borne, à laquelle est associée une vis de tarage 22'), et une extrémité libre reliée au contact mobile au moyen d'une tresse 23). Le contact mobile 21) est monté sur un pivot, en 21'), dans le corps de l'interrupteur, et est déplaçable par rotation le rapprochant et l'éloi- gnant du contactfixe 18) pour la fermeture et respectivement l'ouverture du circuit électrique. Le contact mobile est sollicité par un ressort 210) qui le maintient normalement en position d'ouverture. Dans les conditions normales, la fermeture et l'ouverture du contact mobile 21) sont effectuées par des manoeuvres faites à la main au moyen du levier de manoeuvre 12).Dans le cas des courants de court-circuit ou de surcharge, l'ouverture du contact mobile, une fois fermée sur le contact fixe, est en revancne commandée automatlquement par le relais électromagnétique 19)-20) et/ou par le relais thermique ou bimétallique 22) avec l'aide d'un mécanisme de décrochement qui sera décrit ci-dessous. Le levier de manoeuvre de l'interrupteur est mcnté en tournant dans le corps ou la carcasse 12') et est sollicité par un ressort à torsion 12") tendant à maintenir le levier tourné vers le bas en position inactive. Pour la fermeture et l'ouveture manuelles du contact mobile 21), au levier de manoeuvre 12) est articulée au moyen d'une bielle, l'extrémité d'un cliquet d'accrochage 24) dont l'extrémité opposée est libre et présente une partie à cames 25) et un ergot 26). Dans sa partie intermédiaire, le cliquet 24) a une dent d'accrochage 27) destinée à interagir avec une queue 21") du contact mobile 21) au sens de déplacer celui-ci dans la position de fermeture sur le contact fixe 18) lorsqu'on fait une rotation du levier de ma oeuvre 12) du bas vers le haut.La queue 21") du contact mobile fonctionne également sous l'action d'un ressort à lames pour garantir une fermeture à pression du contact mobile sur le contact fixe. Le cliquet 24) est par ailleurs sollicité par un ressort à torsion 24') tendant à le déplacer vers la queue 21") du contact mobile 21). En association avec le contact mobile 21) et le cliquet d'accrochage 24) est prévu un levier de décrochement 28), oscillant sur un pivot 28') et ayant un premier bras 29) disposé devant le petit piston 20) du relais électromagnétique 19) et un second bras 30) qui s'étend vers l'extrémité à à cames 25) du cliquet d'accrochage 24), entre celui-ci et le contact mobile 21). Le premier bras 29) du levier de décrochement 28) est poussé par le petit piston 20) et a un bec terminal 29') qui s'engage contre le contact mobile 21), à distance du pivot 21'), au sens d'ouvrir le contact lui-même lorsque le relais électromagnétique 19) intervient en cas de court-circuit.Le second bras 30) du levier de décrochement 28) présente à son tour un ergot terminal 30') qui interagit avec la partie à cames 25) du cliquet 24) pour déplacer ce dernier loin de la queue 21") du contact mobile 21) dès que ledit levier 28), poussé par le petit piston 20), est déplacé pour ouvrir le contact mobile. En pratique, le levier de décrochement 28) réalise simultanément le décrochement de la queue 21") du contact mobile 21) d'avec la dent 27) du cliquet 24) et une poussée positive sur ledit contact mobile pour le détacher et l'éloigner du contact fixe 18), le levier agissant comme multiplicateur de puissance pour augmenter l'effet du petit piston 20) du relais électromagnétique 19) et assurer l'ouverture du contact mobile même en présence de forces tendant à le maintenir en contact et/ou soudé avec le contact fixe. Au levier de décrochement 28), en correspondance avec le bec terminal 29') est relié un tirant 31) avec une extrémité associée au relais thermique ou bimétallique 22). Et ceci de manière que l'intervention de ce dernier pour quelque cause que ce soit comporte un déplacement du levier de décrochement 28) pour l'ouverture immédiate des contacts. Dans les Figures et au cessin CH2 est presen- té l'interrupteur respectivement dans l'état d'ouverture et de fermeture obtenu au moyen du levier de manoeuvre manuel. Dans son illustration de la Figure 4, l'interrupteur est dans l'état d'ouverture automatique consécutive à l'action du petit piston 20) du relais électromagnétique 19) ; dans cette Figure 4, il est possible d'apprécier l'action du levier de décrochement 28) visant, d'un côté, à décrocher le mécanisme, au moyen de l'ergot terminal 30'), et de l'autre, à éloigner rapidement le contact mobile du contact fixe pour interrompre le courant de court-circuit et limiter ainsi le pic. La fonctionnalité de l'interrupteur se rétablit ensuite normalement, après qu'on ait supprimé les causes qui en ont provoqué l'ouverture automatique. Dans le corps ou la carcasse de l'interrupteur, à partir des contacts l8)-2l) est enfin prévue une chambre de largeur croissante 32) qui canalise les gaz ionisés qui sont générés en présence d'un arc voltaïque entre lesdits contacts, vers une cheminée d'extinction de l'arc 33) puis, de là, vers l'extérieur du corps, par l'intermédiaire d'une ouverture 34) prévue dans la partie supérieure du corps et éventuellement munie d'une grille 34'). Ladite chambre 32) est délimitée, sur deux côtés opposés, par un appendice 18') du contact fixe 18) et respectivement par une lame 35) et, sur les deux autres côtés oppos-és, par deux semelles réfractaires 36) disposées à l'intérieur des deux moitiés du corps ou de la carcasse 10)-10). La lame 35) s'étend à partir de l'étrier 15) de la borne inférieure 14) et peut présenter dans la partie intermédiaire une pliure ou boutonnière 35') retournée pour augmenter la longueur totale de la lame et accroitre l'impédance opérant cependant dans le cadre d'un corps de dimensions relativement réduites. La cheminée 33 présente deux trous latéraux et deux têtes décalées 33' dans le but d'allonger l'arc vers l'ouverture de sortie et de contribuer ainsi à un fractionnement et à un meilleur refroidissement du flux de gaz vers l'ouverture de décharge 34. Le relais électromagnétique 19-20 et la cheminée 33 sont positionnés l'un devant l'autre et sont disposés au-dessous de la partie du corps ou enveloppe à laquelle correspond la hauteur de 44 mm. L'interrupteur unipolaire décrit ci-dessus peut être flanqué et fixé par d'autres interrupteurs semblables pour réaliser à l'usine un interrupteur multipolaire - Cf. Figure 9 - dont la fonctionnalité est assurée en reliant entre eux les leviers de manoeuvre 12 des divers interrupteurs et en reliant les cliquets d'accrochage 4 avec des échelons avant d'enlever une paroi amovible entre un interrupteur et l'autre. Pour faciliter la jonction des leviers de manoeuvre, on utilise un élément connecteur en matière plastique qui disposé entre deux d'entre eux, permet d'interposer une entretoise entre deux pôles quelconques. I1 faut noter enfin que le corps ou carcasse 10 de l'interrupteur présente des trous pour pouvoir y fixer des accessoires au moyen de vis, ainsi que des trous pour l'application de cachets destinés à bloquer en cas de besoin le levier de manoeuvre en position de fermeture ou d'ouverture. REVENDICATIONS 1) Interrupteur automatIque magnétothermique avec un corps à carcasse en deux moitiés (10) contenant une borne supérieure (13) et une borne inférieure (14) pour l'assemblage respectivement des câbles électriques d'entrée et de sortie, un contact fixe (18) relié à la borne supérieure (13) par l'intermédiaire d'un relais électromagnétique (19-20), un contact mobile à culbuteur (21) relié à la borne inférieure (14) par l'intermédiaire d'un relais thermique (22), un levier de manoeuvre (12) pouvant se déplacer pour la fermeture et l'ouverture manuelles du contact mobile (21) sur le contact fixe (18) par l'intermédiaire de moyens d'accrochage, un mécanisme de décrochement automatique du contact mobile sous l'action du relais électromagnétique et/ou du relais thermique pour ouvrir les contacts en cas de courants de court-circuit et/ou de surcharge et une cheminée d'extinction d'arc (33; disposée entre lesdits contacts (18-21) et une ouverture (34) prévue dans la partie supérieure du corps ou carcasse, caractérisée en ce que les moyens d'accrochage comprennent un cliquet (24) ayant une extrémité articulée au levier de manoeuvre (12) et l'autre extrémité (25) libre et munie d'une dent d'accrochage intermédiaire (27) qui interagit avec une queue élastique (21") solidaire du contact mobile (21) pour déplacer ce dernier vers le contact fixe (18) lorsque le levier de manoeuvre a tourné de la position d'ouverture à la position de fermeture des contacts, et par le fait que le mécanisme de déclenchement comprend un levier oscillant (28) ayant un premier bras (29) qui s'étend par l'intermédiaire du contact mobile (21) et du petit piston (20) du relais électromagnétique et qui présente un bec terminal (29') et un second bras (30) qui s'étend vers l'extrémité libre (25) du cliquet d'accrochage (24), le relais électromagnétique (]9) déterminant, quand il est excité, au moyen de son petit piston (20) un déplacement du levier de décrochement (28) de manière que son second bras (30) éloigne le cliquet (24) de la queue (21") du contact mobile (21) pour décrocher ce dernier et que son premier bras (29) force le contac mobile (21) à s'éloigner du contact fixe. 2) Interrupteur selon la revendication 1), dans lequel la poussée du premier bras (29) du levier de décrochement (28) sur le contact mobile (21) se développe à distance du pivot du contact en même temps que l'action de décrochement du second bras (30) sur le cliquet (24). 3) Interrupteur selon les revendications 1) et 2), dans lequel le premier bras (29) du levier de décrochement (28) est relié à un tirant (31) avec une extrémité destinée à interagir avec le relais thermique (22) par l'ouverture à travers ledit levier du contact mobile de la part dudit relais thermique (22) lorsqu'il est activé. 4) Interrupteur selon les revendications précédentes dans lequel la pression de fermeture du contact mobile sur le contact fixe est assurée par la queue élastique (21") jouant le rôle de ressort à lames du contact mobile, et où le système d'accrochage est formé par ladite queue élastique ou ressort à lames avec la dent d'accrochage (27) du cliquet (24). i nterruoteur selon l'une des revenaicaWicns précédentes dans lequel le petit piston (20j du relais électromagnétique (19) agit sur le contact mobile par le moyen du levier de décrochement (28) jouant le rôle de multiplicateur de puissance. 6) Interrupteur selon l'une des revendications précédentes, dans lequel le corps ou carcasse (10-10) a des dimensions réduites et présente de front une saillie avec une cavité (11-11') dans laquelle est encastré et protégé le levier de manau- vre. 7) Interrupteur selon l'une des revendications précédentes, dans lequel chaque borne (i3-14) est constituée par un étrier (15) bloqué dans le corps ou carcasse, par un coulisseau (16) guidé et dépla çable sur ledit étrier et par une vis de serrage (17) passant librement dans un trou prévu dans une partie de l'étrier et vissée aans un trou fileté du coulisseau (16), le câble électrique pouvant être fixé par l'intermédiaire du coulisseau et de l'étrier ou par l'intermédiaire de la tête de la vis et de l'étrier. 8) Interrupteur selon la revendication 7), dans lequel lté~~ier ce chaque borne est constitué par un élément replié délimitant au moins une partie en U entre les bras parallèles de laquelle est disposé un élément anti-écrasement (13'-14'). 9) Interrupteur selon les revendications 7) et 8), dans lequel les deux bornes d'entrée et de sortie (13-14) sont identiques. 10) Interrupteur selon l'une des revendications précédentes, dans lequel la cheminée d'extinction de l'arc (33) est disposée dans une chambre (32) de largeur croissante délimitée, à partir des con tacts fixe et mobile (18-21), sur deux côtés opposés, par un appendice du contact fixe et par une lame (35) présentant dans sa partie intermédiaire une pliure ou boutonnière (35') pour augmenter l'impédance et, sur les deux autres côtés, par des semelles réfractaires (36) disposées dans le corps ou la carcasse, et où dans l'ouverture de sortie des gaz est disposée une grille. 110- Interrupteur selon la revendication 9, dans lequel la cheminée (33) présente dans sa partie supérieure deux trous latéraux et deux têtes décalées (33'). 120- Interrupteur selon l'une des revendications précédentes, dans lequel le relais électromagnétique (19-20) et la cheminée (33) sont positionnés l'un devant l'autre et sont disposés au-dessous de la partie du corps ou enveloppe à laquelle correspond la hauteur de 44 mm.