Brevet FR2630581A1 — publié le 19891027

Perfectionnement aux disjoncteurs ou disjoncteurs différentiels. La -présente invention a trait à un perfectionnement aux disjoncteurs ou disjoncteurs différentiels du type comprenant, dans un boitier généralement modulaire, deux ou plusieurs bornes de raccordement, un ou plusieurs contacts mobiles, un ou plusieurs contacts fixes, un moyen de mécanisme de serrure permettant, à partir d'un organe d'actionnement tel que par exemple une manette ou bouton-poussoir, de faire basculer le contact mobile entre une position d'ouverture éloignée du contact fixe et une position de fermeture rapprochée du contact fixe, et vice versa, et des moyens de disjonction, par exemple du type magnétothermique, comprenant une bobine de disjonction avec un noyau mobile rappelé par ressort et portant un percuteur, et une bilame de disjonction, le mécanisme étant agencé pour qu'en position de fermeture de contact, il puisse être libéré et rapidement ouvert par l'action de l'un quelconque des moyens de disjonction. Un dispositif de ce genre est par exemple décrit dans la demande de brevet français FR-A-2 552 931. La présente invention se propose de perfectionner de tels appareils notamment au niveau de leur mécanisme. Un autre objectif de l'invention est de fournir un tel appareil dont le mécanisme puisse être monté aussi bien manuellement que de façon automatique. Un autre objectif de l'invention est de réaliser, pour un tel appareil, un mécanisme extrêmement compact libérant un grand volume dans le boitier de l'appareil et autorisant de grandes chambres de coupure et un pouvoir élevé de coupure, par exemple de 10 000 à 15 000 ampères. Un autre objectif de l'invention est de réaliser un tel appareil à prix de revient peu élevé. L'invention a pour pbjet un appareil tel qu'un disjoncteur ou disjoncteur différentiel, disposé dans un boîtier du type modulaire, présentant deux ou plusieurs bornes de raccordement, au moins un contact fixe et au moins un contact mobile susceptible de- se rapprocher et de s'éloigner du contact fixe, un mécanisme, actionné par un organe d'actionnement, par exemple un organe rotatif de manoeuvre avec une manette, du type comportant une biellette permettant de transmettre le mouvement de l'organe de manoeuvre à un porte-contact rotatif dans lequel est pivoté le contact mobile, et des moyens susceptibles d'être actionnés par un moyen de disjonction pour déplacer le déclencheur et autoriser la cassure de la genouillère et l'ouverture de contact, caractérisé en ce que ledit mécanisme, situé de préférence dans la partie supérieure du boîtier, à proximité de l'organe de manoeuvre, présente ladite biellette entraînée par l'organe de manoeuvre par une première extrémité, alors qu'une deuxième extrémité de la biellette est appliquée contre une portée du portecontact et en ce qu' un déclencheur est monté, de façon pivotante, autour d'un axe excentré par rapport à l'axe de basculement du porte-contact, ce déclencheur pivotant permettant de déclencher une genouillère formée par l'organe de manoeuvre et la biellette en appui sur la portée du porte-contact lorsque le mécanisme est en -position de contact fermé sous l'effet d'un puissant ressort de contact. Ainsi, lorsque le déclencheur est entraîné à partir des moyens de disJonction, il écarte la biellette de la portée du porte-contact, portée sensiblement perpendiculaire à la direction de l'effort transmis à la biellette lorsque la genouillère est arc-boutée. De façon avantageuse, la direction de la biellette, à la partie supérieure du boitier, peut être parallèle ou sensiblement parallèle à ladite partie supérieure, les autres pièces du mécanisme étant disposées en dessous de ce niveau. la figure I représente une vue schématique du mécanisme de serrure de disjoncteur en position de repos, la figure 2 représente une vue en perspective éclatée de ce mécanisme, les figures 3 et 4 représentent deux vues en perspective des principales pièces du mécanisme assemblé, la figure 5 représente une vue selon la figure 1 pendant la fermeture de contact, la figure 6 représente une autre vue au moment de la libération du contact mobile pour la fermeture, la figure 7 représente une vue selon la figure 1 en position de contact fermé, la figure 8 représente une vue selon la figure 1 lors de ltouverture par le percuteur. Sur la figure 1, le mécanisme de serrure de disjoncteur a été représenté dans son environnement, c'està-dire dans la partie supérieure d'un boîtier 1 avec deux bornes à cage 2, 3. La borne 2 reçoit un prolongement conducteur 4 d'une culasse 5 contenant la bobine de disjonction 6 avec son noyau fixe 7 et son noyau mobile 8 rappelé par ressort et portant le percuteur 9, la bobine étant, par soudure, en liaison électrique avec le prolongement 4 et un contact fixe 10. La borne 3 reçoit l'extrémité 11 d'une pièce 12 découpée pour porter une bilame 13 et se prolongeant par une électrode coopérant avec une chambre d'arc 14 située sous la culasse 5, ladite borne 3 étant reliée électriquement au contact mobile par une tresse conductrice usuelle (non représentée). Le mécanisme comporte les pièces suivantes - un organe rotatif d'actionnement 15 avec sa manette 16 émergeant hors du boîtier 1, pivoté sur un axe fixe 17 et rappelé en sens horaire par un ressort 18, - une biellette 19 en forme de maillon de chaîne, articulée par un axe d'extrémité 20 sur l'organe de manoeuvre 15, excentriquement par rapport à l'axe fixe 17, - un porte-contact rotatif 21 pivoté selon un axe fixe par des pivots 22 et présentant à sa partie supérieure, du côté orienté vers l'organe d'actionnement 15, une portée convenablement inclinée 23 recevant l'autre extrémité 24 de la biellette de façon à permettre à la biellette, déplacée vers la droite (fig. 1) par un mouvement anti-horaire de l'organe d'actionnement 15, de basculer le porte-contact en sens horaire autour de son axe fixe 22 ; de l'autre côté, le porte-contact 21 présente deux portées concaves semicirculaires 25 recevant de façon pivotante le contact mobile; le porte-contact 21 présente deux ergots latéraux 26 et un orifice oblong 27 destiné à recevoir un téton d'actionnement d'un indicateur de position de contact ; à la partie inférieure se trouve une came arrondie 28 destinée à coopérer avec un dispositif de fermeture brusque de contact mobile; du c8té des ergots 26 et de la portée 25, le porte-contact est fendu dans le sens de la longueur pour recevoir le contact mobile, - un contact mobile allongé 29 présentant des tourillons supérieurs 30 pivotant dans les portées 25, un relief postérieur 31, une goupille centrale dépassante 32 destinée à coopérer avec le dispositif de déclenchement brusque, et la queue 33 assurant le contact proprement dit en coopération avec le contact fixe 10, - un levier fourchu d'accrochage 34 pivoté autour d'un axe 35 et rappelé en sens horaire par un ressort 36, formant le dispositif de déclenchement brusque, - un puissant ressort de contact 37 s'appuyant sur un appui fixe et, centré par le relief 31, sur le contact mobile 29 qu'il repousse vers le fond de la fente du porte-contact 21, le point d'appui, au niveau du relief 31, étant situé entre les tourillons 30 et l'axe 22 de sorte que le ressort 37 sollicite, au travers du contact mobile, le porte-contact 21 en sens anti-horaire d'ouverture de contact, - un déclencheur 38 pivotant autour d'un axe 39, et dont les deux branches excentrées par rapport à un axe d'articulation 39, présentent des fentes oblongues incurvées recevant les deux prolongements dépassants de l'extrémité 24 de la biellette 19, ledit déclencheur présentant un court prolongement de butée 40 sensiblement perpendiculaire aux branches portant les fentes oblongues 41, ainsi qu'un ergot latéral 42 par lequel une branche adéquate du ressort 18 sollicite le déclencheur en rotation horaire autour de son axe 39, - un entraîneur 43 également articulé, à son extrémité supérieure sur l'axe 39 du déclencheur et s'étendant vers le bas, à peu près parallèlement à la direction du contact mobile 29, en présentant successivement une face de butée 44 contre laquelle s'appuie la butée 40 du déclencheur 38, un bossage 45 orienté vers la face correspondante du contact mobile 29, et un trou oblong terminal 46, - une tringle en U 47 dont une extrémité pénètre dans le trou 46 de l'entraîneur et l'autre se situe dans la course active de la bilame 13. Ces différentes pièces peuvent être montées entre deux flasques parallèles 48, 49 solidaires par une traverse 50 centrant l'extrémité fixe du ressort 37 et présentant des perçages, à savoir des trous 51 pour l'axe fixe 17 de l'organe de manoeuvre, des trous 52 pour l'axe commun 39 de déclencheur et d'entraineur, des trous 53 pour l'axe 22 du porte-contact, un trou oblong 54 centré sur le trou 52, pour recevoir l'ergot 42, des trous oblongs 55 centrés sur les trous 53 pour recevoir les ergots 26 du porte-contact destinés à limiter le débattement de ce dernier. L'ensemble peut aussi bien être réalisé dans le boîtier et son couvercle correspondant et, dans ce cas, l'extrémité fixe du ressort 37 sera portée par un appui fixe du boîtier. Le mécanisme peut encore comporter un indicateur de position 56, visible à travers un trou 57 du bottier 1 et pivoté par des pivots 58 dans des trous 59 des deux flasques, des prolongements 60 portant des doigts internes 61 pénétrant dans les rainures oblongues 27 du porte-contact. L'ensemble de ce mécanisme est compact et se loge à la partie supérieure du boîtier 1. Le fonctionnement est le suivant Au repos, 'représenté sur la figure 1, le contact mobile 29 est loin du contact fixe 10 et se trouve appliqué par le ressort 37 contre le fond de la fente du porte-contact qui est ainsi sollicité en sens anti-horaire mais bloqué par butée des ergots 26 contre les extrémités supérieures des trous oblongs 55. L'organe d'actionnement 15, pour sa part, est sollicité par son ressort 18 en sens horaire et l'extrémité 24 de la biellette 19 est légèrement éloignée de la portée 23 alors que le ressort 18 sollicite légèrement le déclencheur 38 en sens anti-horaire tendant à appliquer les deux branches sur la partie supérieure du porte-contact alors que les bouts dépassants de l'axe d'extrémité 24 de la biellette sont situés dans les extrémités proximales des fentes 41 des branches du déclencheur 38. Lorsque l'utilisateur actionne la manette 16 pour une rotation anti-horaire de l'organe de manoeuvre 15 afin de fermer les contacts, la rotation de l'organe 15 déplace la biellette, à peu près horizontalement vers la droite, entraînant la rotation horaire du porte-contact 21 et une compression progressive du puissant ressort 37. En effet, la biellette 19 ne peut pas s'échapper de la portée 23 du porte-contact qu'elle repousse car son extrémité 24 est maintenue en contact par les composantes des forces et leur direction, la portée 23 étant sensiblement radiale par rapport à l'axe 22 du porte-contact et perpendiculaire à la direction des composantes de force.Au bout d'un certain temps, les axes 17, 20 et l'extrémité 24 s'alignent puis l'axe 20, passe au-dessus de la ligne rejoignant l'axe 17 et l'extrémité 24 puis auprès une rotation supplémentaire, l'organe de manoeuvre 15 vient s'immobiliser contre une butée convenable du boîtier. L'ensemble formé par l'organe de manoeuvre 15, la biellette 19 et le porte-contact 21 est alors arc-bouté dans cette nouvelle position stable, contre l'action du ressort 37 (figure 7). Au début de la rotation de l'organe de manoeuvre 15, le contact mobile 29, repoussé par le ressort 37 contre le fond de la fente du porte-contact 21, tend à tourner avec celui-ci mais les crochets du levier d'accrochage 34 accrochent les extrémités de la goupille 32 (figure 5) et la rotation du porte contact 21 se poursuit seule, le contact mobile 29 étant immobilisé, et ce jusqu'au moment où la came 28 du porte-contact vient repousser le levier 34 (figure 6) vers le bas, libérant le contact mobile qui est alors projette, en sens horaire, par le ressort 37 et vient frapper le contact fixe 10. On se trouve dans la position verrouillée de contact fermé (figure (7). L'ouverture manuelle du contact s'effectue par action anti-horaire sur la manette 17, les phases précédentes se déroulant en ordre inversé sauf pour ce qui concerne la fermeture brusque. Si, en position de contact fermé (figure 7), le percuteur 9 est actionné, il vient frapper l'entraîneur 43 qui tourne en sens anti-horaire, ce qui a pour effet de basculer en sens anti-horaire le déclencheur 38 par l'intermédiaire des surfaces de butée 40 et 44 et les parties inférieures des fentes oblongues 41 emmènent la biellette en sens anti-horaire autour de son axe 20 et désengagent l'extrémité de biellette 24 de la portée 23 du porte-contact, cassant ainsi la genouillère. Le portecontact est alors libre de basculer en sens anti-horaire sous la poussée du ressort 37 transmise par le contact mobile, entraînant l'ouverture rapide du conctact. Simultanément (figure 8) l'effort du percuteur est transmis par le bossage 45 au contact mobile provoquant dans tous les cas l'arrachage du contact mobile loin du contact fixe. Le ressort 18 lui, ramène l'organe de manoeuvre 15 dans sa position de repos initiale et la biellette 19 sur la partie du porte-contact 21 précédant la portée 23 et finalement tous les éléments se retrouvent dans la position de la figure 1. De même, partant de la position de contact fermé, un déplacement suffisant de la bilame 13 entraîne vers la droite la tringle 47 qui bascule 1 t entraineur 44 avec les mêmes effets que précédemment. REVENDICATIONS. 1. Appareil tel que disjoncteur ou disjoncteur différentiel, disposé dans un boîtier de type modulaire présentant deux ou plusieurs bornes de raccordement (2, 3), au moins un contact fixe (10) et au moins un contact mobile (29) susceptible de se rapprocher et de s'éloigner du contact fixe, un mécanisme, actionné par un organe d'actionnement (15), du type comportant une biellette (19) permettant de transmettre le mouvement de l'organe de manoeuvre (15) à un porte-contact rotatif (21) dans lequel est pivoté un contact mobile (29) et des moyens susceptibles d'être actionnés par un moyen de disjonction (8, 9) pour déplacer le déclencheur et autoriser la cassure de la genouillère et l'ouverture de contact, caractérisé en ce que ledit mécanisme présente ladite biellette (19) entraînée par l'organe de manoeuvre (15) en y étant articulé autour dtun premier axe (20), par une première extrémité, alors qu'une deuxième extrémité (24) de la biellette est appliquée contre une portée (23) du porte-contact (21) et en ce qu'un déclencheur (38) est monté, de façon pivotante autour d'un axe (39) excentré par rapport à l'axe (22) de basculement de porte-contact (21), ce déclencheur pivotant (38) permettant de déclencher une genouillère formée par l'organe de manoeuvre (15) et la biellette (19) en appui sur la portée (23) du porte-contact (21) lorsque le mécanisme est en position de contact fermé sous l'effet d'un puissant ressort de contact (37). 2. Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce que le déclencheur est réalisé sous forme d'une pièce en forme de fourche (38) rappelée autour. de son axe (39) par un ressort (18) en direction de maintien de biellette, les bras dudit déclencheur présentant des fentes oblongues (41) dans lesquelles peuvent se déplacer les parties dépassantes d'extrémité (24) de la biellette. 3. Appareil selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que ledit déclencheur (38) est actionné par un levier entraîneur (43) sensibie à l'action des moyens de disjonction et également monté pivotant sur un axe excentré (39). 4. Appareil selon la revendication 3, caractérisé en ce que ledit levier entraîneur (43) est susceptible d'actionner le déclencheur (38) par l'intermédiaire d'une surface de butée (44) coopérant avec une surface de butée complémentaire (40) du déclencheur. 5. Appareil selon l'une des revendications 3 et 4, caractérisé en ce que ledit levier entraîneur comporte un bossage (45) susceptible de venir repousser le contact mobile (29). 6. Appareil selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que le contact mobile (29) est pivoté sur le porte contact (21) autour d'un axe (30) éloigné de l'axe de basculement (22) du portecontact de sorte que l'ensemble des moments générés par les forces d'ouverture sont amplifiés par les rapports de bras de levier existant entre le point d'appui du ressort (37) sur le contact mobile (29) et l'articulation (30) du contact mobile et les rapports existant entre les points de percussion (45) du levier entraîneur (433 et son axe de rotation (39). 7. Appareil selon la revendication 6, caractérisé en ce que le contact mobile (29) possède un relief (31) centrant l'extrémité du ressort de contact (37), en étant situé de façon à ce que la force dudit ressort, par le biais du contact mobile, tende à faire basculer le portecontact en direction d'ouverture de contact. 8. Appareil selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que le porte-contact présente une fente permettant de loger le contact mobile (29) basculant autour de son axe (30) dans le porte-contact (21). 9.Appareil selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce qu'il comporte un dispositif (34) de fermeture brusque de contact empêchant temporairement le mouvement du contact mobile (29) pendant la rotation de fermeture du porte-contact (21) jusqu'au moment où une came (28) de celui-ci vient libérer le contact mobile qui se trouve alors projeté contre le contact fixe. 10. Appareil selon l'une quelconque des revendications 1 à. 9, caractérisé en ce que la direction de la biellette (19) est sensiblement parallèle aux extrémités inférieure et supérieure du boîtier, le mécanisme étant logé sensiblement dans la partie supérieure du boîtier. 11. Appareil selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, caractérisé en ce qu'une bilame (13) actionne le levier entraîneur (43) par le biais d'une tringle (47).