Brevet FR2629262A1 — publié le 19890929

La présente invention concerne un ensemble auxi- liaire de commutation dans un disjoncteur en boitier moulé. La tendance dans l'industrie de protection des circuits est actuellement axée sur la réalisation d'une pro- tection complète, laquelle s'obtient par l'addition d'un appareil de protection venant s'ajouter aux dispositifs standard de protection contre les surcharges, tels que les disjoncteurs en boîtier moulé. Dans l'art antérieur, lorsqu'on combine un tel appareil auxiliaire de protection ou autre disjoncteur auxiliaire à un disjoncteur standard, les accessoires sont généralement montés sur demande au stade de la fabrication. Le dispositif combiné de protec- tion, lorsqu'il est ultérieurement installé sur place, peut ne pas être accessible de l'extérieur à des fins d'inspection, de remplacement ou de réparation sans qu'on détruise l'intégrité de l'intérieur du disjoncteur. On trouve un exemple d'un tel ensemble auxiliaire de disjonc- teur installé en usine dans le brevet des Etats-Unis d'Amérique n' 4 297 663 qu'on incorporera ici à titre de référence. On trouve un exemple plus récent de disjoncteur - 2 - comportant des ensembles auxiliaires supplémentaires dans le brevet des Etats-Unis d'Amérique n" 4 622 444, qui permet le montage sur place des accessoires à l'intérieur du disjonc- teur sans gêner l'intégrité des composants internes de ce dernier. On y parvient en montant les accessoires à l'intérieur d'un évidement ménagé dans le couvercle de l'enceinte du disjoncteur. Un dispositif électronique de commande du déclen- chement, monté à l'intérieur de l'enceinte du disjoncteur, est décrit dans le brevet des Etats-Unis d'Amérique n 4 679 019. Le dispositif de commande du disjoncteur répond à des signaux de déclenchement générés par un ensemble électro- nique de déclenchement contenu entièrement dans une puce a semiconducteur telle que celle décrite dans le brevet 'des Etats-Unis d'Amérique n' 4 589 052. Le développement d'un dispositif combiné de commande du déclenchement assurant tant une protection contre les surcharges qu'une fonction d'auxiliaire est décrit dans le brevet des Etats-Unis d'Amérique n 4 700 161. On incorporera ici à titre de réfé- rence les brevets des Etats-Unis d'Amérique venant d'être mentionnés, lesquels représentent l'état de pointe de la technique des dispositifs de protection des circuits. Un ensemble intégré de protection comportant une protection contre les surcharges en même temps qu'un ensemble auxiliaire de déclenchement en dérivation est décrit dans les demandes de brevet des Etats-Unis d'Amérique n 133 867 et n" 133 869, demandes qu'on incorporera ici à titre de référence. Lorsque l'ensemble intégré de protection est situé à distance de l'équipement industriel protégé, il est impor- tant pour l'opérateur de l'équipement de s'assurer de l'état de son alimentation. Un commutateur auxiliaire, monté dans l'enceinte du disjoncteur lors de la fabrication en usine, agit mutuellement avec le mécanisme de manoeuvre du disjonc- teur pour fournir une indication électronique de l'état de "FERMETURE"-"OUVERTURE" des contacts du disjoncteur, généra- lement au moyen de voyants codés en couleur. La présente invention a pour objet un ensemble auxiliaire de commutation qui peut être monté sur place et qui est capable d'indiquer l'état des contacts du disjonc- teur & un emplacement se trouvant éloigné de celui-ci. Un ensemble intégré de protection qui comporte une protection contre les surcharges tout en assurant une fonc- tion auxiliaire contient un couvercle d'accès aux composants auxiliaires sélectionnés, pour permettre l'installation sur place de ces composants avant la connexion à l'ensemble intégré de protection se trouvant dans un circuit élec- trique. Un ensemble auxiliaire de ce type comprend un commu- tateur auxiliaire pouvant être monté sur place qui est ins- tallé dans le couvercle du disjoncteur et s'étend vers le bas dans la direction du mécanisme de manoeuvre du disjonc- teur. Lorsque le disjoncteur est fermé ou ouvert, l'ensemble auxiliaire de commutation agit mutuellement avec une entre- toise en matériau plastique moulé du mécanisme de manoeuvre du disjoncteur pour fournir un signal de sortie à un voyant, situé à distance, indiquant l'état "FERME"-"OUVERT" des contacts du disjoncteur. La présente invention sera bien comprise à la lec- ture de la description suivante faite en relation avec les dessins ci-joints, dans lesquels: la figure 1 est une vue en perspective éclatée de dessus d'un ensemble intégré de protection renfermant l'ensemble auxiliaire de commutation selon la présente invention; La figure 2 est une vue en perspective éclatée de dessus de l'ensemble auxiliaire de commutation à l'intérieur de l'ensemble intégré de protection de la figure 1; la figure 3 est une vue de côté en coupe de l'ensemble intégré de protection de la figure 2 après assem- blage; -4- la figure 4A est une vue de côté en coupe d'une partie de l'ensemble intégré de protection de la figure 1 lorsqu'il se trouve dans la position "FERME"; et la figure 4B est une vue de côté en coupe de l'ensemble intégré de protection de la figure 1 lorsqu'il se trouve dans la position "OUVERT". En figure 1 on a représenté un disjoncteur intégré constitué d'un boitier 11 en matériau plastique moulé avec un couvercle 12 en matériau plastique moulé avant le montage d'un couvercle auxiliaire 13. La poignée 14 de manoeuvre du disjoncteur s'étend vers le haut à partir d'une fente d'accès 15 pratiquée dans le couvercle 12 du disjonc- teur. Un dispositif électromagnétique de commande 16, tel que le dispositif décrit dans les brevets des Etats-Unis d'Amérique n 4 679 019 et 4 700 161 mentionnés ci-dessus, est muni d'un levier 17 afin d'interrompre le mécanisme de manoeuvre (non représenté) du disjoncteur. Le mécanisme de manoeuvre est semblable à celui décrit dans la demande de brevet des Etats-Unis d'Amérique n' 092 962, demande qu'on incorporera ici à titre de référence. Le dispositif électro- magnétique de commande 16 est relié à un ensemble électro- nique de déclenchement 20 par des fils 18. L'ensemble de déclenchement 20 se présente sous la forme d'une plaquette à circuits imprimés 21 qui est insérée dans un évidement pour plaquette 23 formé dans le couvercle 12 du disjoncteur et qui est reliée électriquement à un bouchon d'étalonnage 27 au moyen de broches 22 s'étendant vers le haut sur la pla- quette et d'embases 30 formées dans la partie inférieure du bouchon 27. Le bouchon d'étalonnage a fait l'objet d'une description dans le demande de brevet des Etats-Unis d'Amérique n 045 645, demandé qui est incorporée ici à titre de référence. Une ouverture d'accès 29 ménagée sur la partie supérieure du bouchon 27 permet de vérifier les caractéristiques de déclenchement de l'ensemble électronique de déclenchement 20. L'ensemble électronique de déclenche- -_5- ment est relié électriquement à un transformateur de courant (non représenté) contenu à l'intérieur du boîtier 11 du dis- joncteur et qui est décrit dans le brevet des Etats-Unis d'Amérique n 4 591 942, brevet incorporé ici à titre de référence. Le disjoncteur intégré 10 de la figure 1 comporte trois pôles, avec un transformateur de courant monté dans chaque pôle. Selon la présente invention, un ensemble auxi- liaire de commutation 31 est inséré dans un évidement auxi- liaire 32 formé dans le couvercle 12 du disjoncteur et est placé de façon que le levier solidaire 33 agisse mutuelle- ment avec le mécanisme de manoeuvre du disjoncteur selon une manière qu'on décrira ci dessous en détail. Trois conduc- teurs 42 sont reliés électriquement à un dispositif indica- teur de signaux situé à distance (non représenté) tel qu'une paire de voyants lumineux codés en couleur afin d'indiquer l'état des contacts du disjoncteur (figure 3) lorsque la poignée de manoeuvre 14 se trouve sur la position "FERME" et la position "OUVERT". Le couvercle auxiliaire 13 est fixé au couvercle 12 du disjoncteur au moyen de vis 34, et de trous traversants 35 ménagés dans le couvercle 13 et d'ouvertures 36 filetées dans le couvercle 12. L'accès au dispositif de commande 16 s'effectue au moyen d'une porte auxiliaire 24 formée en une pièce avec le couvercle auxiliaire 13 et l'accès au commutateur auxiliaire 31 est permis par une porte auxiliaire 25. Les portes auxiliaires 24, 25 sont articulées sur le couvercle 13 au moyen d'une charnière 26 en une pièce avec celui-ci. On trouvera une description du couvercle auxiliaire 13 dans la demande de brevet des Etats- Unis d'Amérique n' 061 244, laquelle est incorporée ici à titre de référence. En figure 2 on a représenté les composants se trouvant à l'intérieur du commutateur auxiliaire 31 avant l'assemblage. Le commutateur auxiliaire est constitué d'un boîtier 37 en matériau plastique moulé et d'un couvercle complémentaire 38 lui-même en matériau plastique moulé. Un -6commutateur électrique 40 est placé à l'intérieur du boitier au moyen d'un téton 43 en une pièce avec le fond 44 du boi- tier 37 et d'un trou traversant 47 ménagé à l'intérieur du commutateur. Un rivet 48 passe par un trou traversant 46 pratiqué dans le commutateur et fixé à l'intérieur d'une ouverture 45 ménagée dans le fond 44. Le téton 43 et le rivet 48 positionnent le plongeur 49 du commutateur à un endroit exact à l'intérieur du boîtier 37. Trois lamelles de contact 41 s'étendant à partir du côté du commutateur élec- trique 40 sont reliées au dispositif extérieur de signalisa- tion, mentionné plus haut, au moyen de conducteurs 42 qui sortent du couvercle 38 grâce à des trous traversants 39 formés dans le couvercle. On place un levier de commande 50 à l'intérieur du boîtier 37 en faisant passer une extrémité 55 d'un axe de pivotement 54 dans une ouverture 53 du levier, puis dans un palier 56 en une pièce avec le fond 44 du boîtier 37. Un épaulement 84 de l'axe de pivotement dis- pose de cet axe à l'intérieur du palier de manière à solli- citer une-patte 51 du levier 50 contre le plongeur 49; un ressort de torsion 59 est disposé sur le cylindre 57 de l'axe 54 au moyen d'une ouverture centrale 58 s'étendant dans le ressort. Le ressort est maintenu dans le boitier 37 par positionnement de l'une de ses branches 81 sur une paroi latérale 82 formée sur le boîtier et placement de l'autre branche 60 sur la surface opposée de la patte 51. L'extrémité 57A du cylindre 57 repose dans une ouverture 61 pratiquée sur la surface intérieure du couvercle 38. On fixe alors le couvercle au boîtier par soudage aux ultrasons et le bras de levier 52 du levier de commande 50 s'étend à l'extérieur du boîtier en passant par une fente 75 formée dans la paroi latérale 82. On peut fixer un ensemble de déclenchement en dérivation, tel que celui décrit dans la demande de brevet américain 133 867 mentionnée ci-dessus, aux côtés opposés du boîtier 37, le cas échéant. Le commutateur auxiliaire 31 fonctionne de la -7 - manière décrite en figure 3 dans laquelle on a représenté le disjoncteur intégré 10 avec une partie de son couvercle 12 et du boîtier 11 enlevée afin de décrire l'action mutuelle s'exerçant entre le levier de commande 50 et le mécanisme de manoeuvre du disjoncteur représenté dans ses grandes lignes par la référence 72. Le bras 52 du levier agit mutuellement avec une traverse 73 en matériau plastique moulé du méca- nisme de manoeuvre, la traverse étant fixée à ce mécanisme. la traverse 73 est décrite dans le demande de brevet des Etats-Unis d'Amérique n' 078 322, qu'on incorporera ici à titre de référence. Une liaison électrique étendue avec les contacts 69, 70 du disjoncteur à partir du côté ligne de ce dernier est effectuée par une borne de ligne 62 située à l'intérieur d'un compartiment 63 et d'une lamelle de ligne 71. Une connexion électrique étendue à partir du côté charge est effectuée par une borne de charge 64 située à l'intérieur d'un compartiment 65, d'une lamelle de charge 66, d'un transformateur de courant 67 et d'un conducteur souple 68 qui est relié au bras 83 du contact mobile. Le courant électrique est détecté dans le transformateur 67 qui est relié à la plaquette 21 à circuits imprimés par des broches 78 du transformateur et des embases 77 de la pla- quette. L'interconnexion entre le transformateur de courant et la plaquette à circuits imprimés est décrite dans le bre- vet des Etats-Unis d'Amérique n 4 652 975, qu'on incorpore ici à titre de référence. La plaquette 21 est reliée au bou- chon d'étalonnage 27, comme on l'a décrit précédemment. En réponse à une surcharge traversant le disjoncteur intégré, le mécanisme de manoeuvre 72 entraine le bras 83 du contact mobile et son contact attaché 69 jusqu'à la position repré- sentée en trait mixte pour interrompre le courant du circuit entre les contacts 69 et 70. Le courant traversant les contacts peut également être interrompu en déplaçant manuel- lement la poignée de manoeuvre 14 entre la position "MARCHE" et la position "ARRET" indiquée en trait mixte. Comme on l'a -8- décrit précédemment, il est souhaitable que l'état des contacts 69, 70 du disjoncteur soit indiqué à un emplacement situé à distance au moyen du commutateur auxiliaire 31. Dans la position "MARCHE" du disjoncteur 10, la patte 51 du levier de commande 50 est en contact avec le plongeur 49 du commutateur électrique 40. Dans la position "ARRET", la patte 51 est éloignée du plongeur 49 par contact avec l'extrémité 76 d'un bras à came 79 de commande, comme repré- senté par le trait mixte. Si les contacts 69, 70 sont inter- rompus alors qu'il y a passage du courant, un arc électrique est produit et s'éteint à l'intérieur de la cage de souf- flage 74 située en tête du contact dans le boîtier 11 du conducteur. L'action s'exerçant mutuellement entre le levier 50 pendant sa rotation autour de l'axe 54 et de la traverse 73 du mécanisme de manoeuvre pendant sa rotation autour de son pivot 80 se voit le mieux lorsqu'on se reporte aux figures 4A et 4B. On remarquera que lorsque la poignée de manoeuvre 14 se trouve sur la position "MARCHE" comme cela est le cas du disjoncteur 10 en figure 4A, la patte 51 du levier 50 est maintenue en contact avec le plongeur 49 du commutateur électrique 40 sous l'effet de la sollicitation exercée par le ressort de torsion 59 et de la position des branches 81, 60 du ressort comme cela est indiqué. Le commutateur 31 est représenté à l'intérieur de l'évidement 32 ménagé dans le couvercle 12 du disjoncteur avec le couvercle auxiliaire enlevé ainsi qu'une partie du couvercle 12 du disjoncteur et une partie de son boitier 11. Les composants situés à l'intérieur du boitier 37 du commutateur auxiliaire sont exposés de manière à décrire clairement l'axe 54 de pivote- ment du levier de commande et la position du bras 52 de ce levier par rapport à la traverse 73 de ce mécanisme. Dans la position "MARCHE", le bras à came 79 se trouve à droite de son pivot 80 de sorte que son extrémité 76 n'est pas en contact avec le bras 52 du levier. Lorsque la traverse 73 subit une rotation dans le sens inverse des aiguilles d'une montre, comme cela est indiqué en figure 4B, l'extrémité 76 du bras 79 est entraînée contre le bras 52 du levier, fai- sant tourner le levier 50 dans le sens des aiguilles d'une montre autour de son pivot 54 à l'encontre de la sollicita- tion exercée par la branche 60 du ressort de torsion 59 agissant sur la patte 51. Le plongeur 49 du commutateur électrique 40 revient à sa position d'origine jusqu'au moment o le mécanisme de manoeuvre du disjoncteur fait tourner la traverse 73 du mécanisme de manoeuvre autour de son pivot 80 dans le sens des aiguilles d'une montre pour revenir à la position décrite en figure 4A. Le levier 50 tourne alors dans le sens inverse des aiguilles d'une montre autour de son pivot 54 pour ramener la patte 51 en contact avec le plongeur 49 sous l'effet de rappel de la branche 60 du ressort jusqu'à la position représentée en figure 4A. La surface à came 52A du bras 52 permet la mise en place du commutateur auxiliaire 31 soit dans la position "MARCHE", soit dans la position "ARRET" des contacts. On remarquera que la sollicitation exercée séparément sur le levier 50 par le ressort de torsion 59 permet de monter le commutateur auxiliaire dans une vaste variété de types de disjoncteurs. On vient de montrer qu'un commutateur auxiliaire peut être installé sur place dans un disjoncteur intégré sans gêner les composants internes de commande du disjonc- teur. Le commutateur auxiliaire agit mutuellement avec la traverse en matériau plastique moulé de commande du disjonc- teur pour indiquer avec précision la position des contacts du disjoncteur à un endroit situé à distance. - 10 - REVENDICATIONS 1. Disjoncteur et accessoires en boitier moulé, caractérisés en ce qu'ils comprennent: un couvercle (12) et un boitier (11) de disjonc- teuren matériau plastique moulé; une paire de contacts séparables (69, 70) à l'intérieur du boitier ayant des positions de fermeture et d'ouverture; un mécanisme de manoeuvre (73) du disjoncteur associé aux contacts et disposé de manière à les ouvrir lors de l'apparition d'un courant traversant le contact supé- rieur à une intensité prédéterminée; un moyen électromagnétique de commande (16) à l'intérieur du couvercle du disjoncteur associé au mécanisme de manoeuvre pour articuler ce mécanisme et ouvrir les contacts; et un ensemble auxiliaire (31) à l'intérieur du cou- vercle du disjoncteur à proximité du mécanisme de manoeuvre, un levier de commande (50) sur l'ensemble auxiliaire agis- sant mutuellement avec un moyen du mécanisme de manoeuvre pour fournir une indication à distance de la position de fermeture et d'ouverture des contacts. 2. Disjoncteur et accessoires selon la revendica- tion 1, caractérisés en ce que le moyen du mécanisme de manoeuvre est une traverse (73) en matériau plastique moulé. 3. Disjoncteur et accessoires selon la revendica- tion 1, caractérisés en ce qu'ils comprennent un couvercle (13) et un boitier d'accessoires. 4. Disjoncteur et accessoires selon la revendica- tion 3, caractérisés en ce qu'ils comprennent un commutateur électrique (40) à l'intérieur du bottier d'accessoires (37), le levier de commande (50) ayant une extrémité agissant mutuellement avec le commutateur électrique, une extrémité opposée (52) agissant avec la traverse (73). 5. Disjoncteur et accessoires selon la revendica- - 11 - tion 4, caractérisés en ce que le levier de commande (50) est sollicité pour venir dans la position de contact avec le commutateur électrique (40) au moyen d'un ressort de torsion (59). 6. Disjoncteur et accessoires selon la revendica- tion 5, caractérisés en ce que l'extrémité opposée (52) s'étend à travers une ouverture (75) ménagée dans le fond du boîtier d'accessoires. 7. Disjoncteur et accessoires selon la revendica- tion 6, caractérisés en ce que le ressort de torsion (59) comprend une première extrémité (81) et une seconde extré- mité (60), la première extrémité butant contre le fond du boitier d'accessoires et la seconde extrémité contre une patte (51) s'étendant à partir de la première extrémité du levier de commande. 8. Disjoncteur et accessoires selon la revendica- tion 7, caractérisés en ce que le commutateur électrique (40) comprend un plongeur (49). 9. Disjoncteur et accessoires selon la revendica- tion 8, caractérisés en ce que la patte (51) est en contact avec le plongeur (49) lorsque les contacts (69, 70) sont fermés et la patte n'est plus en contact avec le plongeur lorsque les contacts sont ouverts. 10. Commutateur auxiliaire pour disjoncteur en boîtier moulé, caractérisé en ce qu'il comprend: un boîtier (37) à fente (75) en matériau plastique moulé et un couvercle (38) en matériau plastique moulé; un commutateur électrique (40) monté à l'intérieur du boîtier, le commutateur ayant un plongeur (49) de marche- arrêt s'étendant à partir de l'une de ses extrémités; un levier de commande (50) à ouverture (53), monté en pivotement à l'intérieur du boîtier et comportant une partie en prolongement en forme de patte (51) sur une branche disposée pour heurter le plongeur du commutateur, une branche opposée (52) du levier s'étendant à travers la - 12 - fente pour être en liaison avec le mécanisme de manoeuvre (73) du disjoncteur; un moyen de ressort (59) à l'intérieur du boitier disposé de manière à solliciter la partie en prolongement en forme de patte afin de l'éloigner du plongeur; et un axe de pivotement (54) s'étendant à travers le levier et butant contre le boîtier et le couvercle pour sup- porter en pivotement ce levier à l'intérieur du boîtier. 11. Commutateur de disjoncteur selon la revendica- tion 10, caractérisé en ce qu'il comprend un moyen (56; 31) sur le boîtier et le couvercle pour supporter l'axe de pivo- tement. 12. Commutateur de disjoncteur selon la revendica- tion 10, caractérisé en ce que le ressort est un ressort de torsion ayant des première et seconde extrémités, la pre- mière extrémité (60) étant positionnée à l'arrière de la partie en prolongement en forme de patte (51) et la seconde extrémité (81) étant située sur une paroi latérale du boi- tier. 13. Commutateur de disjoncteur selon la revendica- tion 10, caractérisé en ce qu'il comporte plusieurs lames de contact (41) s'étendant à partir d'une extrémité du boitier à l'opposé du plongeur (49) de marche-arrêt. 14. Commutateur de disjoncteur selon la revendica- tion 11, caractérisé en ce que le moyen sur le boîtier et le couvercle comprend un premier cylindre (55) s'étendant à partir d'une surface intérieure du boitier (37) et un second cylindre (57) s'étendant à partir d'une surface intérieure du couvercle (38). 15. Commutateur de disjoncteur selon la revendica- tion 10, caractérisé en ce qu'il comprend un moyen (43) en saillie sur une surface intérieure du boitier, le moyen en saillie étant reçu à l'intérieur d'une ouverture complémen- taire (47) ménagée dans le commutateur pour positionner ce commutateur à l'intérieur du boitier. - 13 - 16. Commutateur de disjoncteur selon la revendica- tion 14, caractérisé en ce que l'axe de pivotement (54) com- prend un épaulement (84) en une pièce placé entre ses pre- mière et seconde extrémités, l'épaulement butant contre le levier (50) à proximité de l'ouverture (75) afin de mainte- nir le levier contre le cylindre sur la surface intérieure du boîtier.