Brevet FR2690561A1 — publié le 19931029

DISJONCTEUR, EN PARTICULIER DISJONCTEUR DE PROTECTION DE MOTEUR L'invention concerne un disjoncteur, en particulier un disjonc- teur de protection de moteur, pour une ou plusieurs phases, comportant des contacts fixes, en nombre égal au nombre de phases, qui coopèrent chacun avec au moins un contact mobile, un paquet de tôles de souf- flage d'arc associé à chaque point de contact, un système à armature battante associé aux phases destiné à ouvrir momentanément les points de contact en cas de court-circuit, un bilame thermique associé à cha- cune des phases, une serrure sur laquelle l'armature battante et/ou les bilames thermiques agissent afin de la déverrouiller et par suite de li- bérer l'énergie d'un dispositif à ressorts accumulateurs pour ouvrir de manière durable les points de contact On connaît des disjoncteurs de protection de moteur de ce type. Tous les composants faisant partie des disjoncteurs, tels que par exem- ple les points de contact avec les paquets de tôles de soufflage d'arc, les déclencheurs thermiques et électromagnétiques ainsi que la serrure sont logés à l'intérieur d'un boîtier formé d'une partie de boîtier infé- rieure et d'une partie de boîtier supérieure. On cherche à regrouper en une unité certains composants d'un disjoncteur qui vont ensemble, unité qui, le cas échéant, peut être pré- assemblée ou tout au moins facilite globalement le montage. On connaît par exemple un disjoncteur qui comporte une partie de boîtier inférieure avec, fixés à celle-ci, un déclencheur thermique ainsi que des points de contact, deux parois en tôle destinées à suppor- ter la serrure étant solidaire de la partie inférieure de boîtier Un dé- clencheur électromagnétique peut être monté en plus sur cet appareil; l'ensemble de l'appareil est recouvert par un capot. L'objet de la présente invention est de créer un disjoncteur, en particulier un disjoncteur de protection de moteur du type indiqué en introduction, qui soit plus simple à fabriquer et à monter. Le problème est résolu conformément à l'invention, par le fait que le boîtier comporte une partie inférieure de boîtier qui est ouverte en forme de cuvette en direction du point de fixation sur un rail-sup- port normalisé ou analogue, les points de contact avec les paquets de tôle de soufflage d'arc associés étant logés dans cette première cham- bre La première chambre est fermée vers l'arrière, c'est-à-dire en di- rection du point de fixation, par un capot adapté qui entoure partielle- ment la partie de boîtier inférieure il est prévu, du côté de la plaque de séparation éloignée de la première chambre, une deuxième chambre à l'intérieur de laquelle se trouve le système de déclenchement électro- magnétique, les déclencheurs thermiques et la serrure Afin de simpli- fier le montage, un support est fixé sur la plaque de séparation par l'intermédiaire de ces pattes et sert à guider le dispositif électroma- gnétique à armatures battantes ainsi qu'à supporter la serrure. Conformément à l'invention, la serrure est fixée sur le support formant ainsi une unité qui peut être préassemblée et englobe un en- semble de composants tels que serrure, système magnétique et analo- gues que l'on peut monter et fixer sur la plaque de séparation. Selon une autre caractéristique de l'invention, des rails de liai- son disposés entre les bornes de connexion et les contacts fixes corres- pondants peuvent être fixés en même temps que le support et sont im- mobilisés entre la plaque de séparation et les pattes du support. Pour transmettre aux contacts le mouvement de déverrouillage de la serrure une tige de transmission peut être prévue parallèlement avec le déclencheur électromagnétique, laquelle tige agit sur un bras qui est aménagé sur un arbre et frappe les contacts mobiles afin de les ouvrir L'arbre est monté de manière avantageuse entre la plaque de séparation et le support, la plaque de séparation d'une part et le sup- port d'autre part comportant chacun une partie de palier qui est adap- tée à la forme extérieure de l'arbre et guide celui-ci. De la sorte, le support sert non seulement à supporter et à fixer la serrure, mais encore à supporter avec possibilité de rotation et d'im- mobilisation l'arbre qui provoque par son bras l'ouverture des contacts mobiles. Un levier à cliquet sollicité par un ressort accumulateur peut être monté sur l'une des pattes, lequel levier à cliquet, en cas de dé- clenchement, agit directement ou indirectement sur le doigt de trans- mission, le ressort accumulateur prenant appui sur la patte, au nombre d'au moins une, supportant le levier à cliquet. Selon un agencement particulièrement avantageux de l'inven- tion, les premières pattes sont liées, à leur extrémité libre, à une pre- mière traverse dans laquelle il est prévu au moins une chambre récep- trice pour le dispositif à ressorts accumulateurs La chambre réceptrice peut être un trou borgne ouvert dans la direction opposée aux deuxiè- mes pattes, à l'intérieur duquel est logé chaque fois un ressort qui agit en tant que ressort de compression et constitue le dispositif à ressorts accumulateurs; le système de ressort est couplé au levier à cliquet au moyen d'un organe de traction Le dispositif à ressorts accumulateurs peut être formé de deux ressorts; l'organe de traction a, dans ce cas, une forme de T dont la jambe est liée au levier à cliquet et dont la bar- re transversale recouvre le système de ressorts. Selon un perfectionnement particulièrement avantageux de l'in- vention, le support comporte au moins trois pattes parmi lesquelles deux sont situées dans un plan perpendiculaire à la ligne qui relie les bornes de connexion Les pattes sont reliées au niveau de leur pied par une traverse qui comporte deux cavités dans chacune desquelles est lo- gé un ressort accumulateur qui permet de disposer de l'énergie néces- saire au déclenchement Il est prévu de préférence deux ressorts accu- mulateurs dont l'énergie est transmise au levier à cliquet par l'intermé- diaire d'un organe de traction Les ressorts sont sollicités en compres- sion Naturellement, les ressorts pourraient également agir comme res- sorts de traction moyennant de légères modifications. Selon une autre caractéristique de l'invention, la plaque support comporte une cavité de guidage en forme de cuvette qui est située dans la région du bord opposé au dispositif à ressorts accumulateurs, per- pendiculaire à la ligne qui relie les bornes de connexion, cavité à l'in- térieur de laquelle sont montés les dispositifs de protection de panne de phase qui coopèrent avec les bilames thermiques et agissent sur la serrure aux fins de déverrouiller celle-ci. Globalement, le support porte la serrure avec le ou les ressort(s) accumulateur(s) d'énergie, le dispositif de protection de panne de pha- se ainsi que l'arbre et guide l'armature du système électromagnétique. La serrure, le dispositif de protection de panne de phase, les ressorts accumulateurs ainsi que le levier à cliquet peuvent être préfabriqués d'un bloc avec le support. Selon un autre agencement avantageux de l'invention, il est pré- vu, dans la région médiane de la plaque support, une saillie en forme de nervure arquée dont la couronne est pourvue de stries radiales qui coopèrent avec un bouton pour l'actionnement manuel de la serrure, donc du disjoncteur, de manière à définir certaines positions de ver- rouillage Le centre de la saillie en forme de nervure est situé sur l'axe médian du système électromagnétique La plaque de séparation com- porte des saillies sur lesquelles les pattes, éventuellement avec des rails de liaison, sont fixées. L'invention ainsi que des agencements et des perfectionnements avantageux de celle-ci sont décrits ci après de manière détaillée en se référant aux dessins qui représentent un exemple de réalisation de l'in- vention Ceux-ci montrent: figure 1, une vue intérieure d'un disjoncteur de protection de moteur représenté en coupe partielle, figure 2, une vue de dessus du support suivant les flèches 1 I-11 de la figure 1, figure 3, une vue en coupe suivant la ligne m 11-m 11 de la figure 2, figure 4, une vue en coupe suivant la ligne IV-IV de la figure 2, et figure 5, une vue de dessus du support selon la figure 2 suivant la ligne V de la figure 2. La figure 1 montre une vue intérieure d'un disjoncteur de pro- tection de moteur 10 qui peut être monté par encliquetage ou d'une manière autre sur un rail support normalisé ou analogue, disposé en bas sur le dessin Le disjoncteur comprend une partie de boîtier infé- rieure 11 avec une plaque de séparation 12 parallèle au plan de fixa- tion et, formés sur celle-ci, des parois latérales 13 périphériques qui font saillie en direction du plan ou du point de fixation et définissent ainsi une première chambre 14 ouverte en direction du point de fixa- tion; la première chambre est fermée par un capot 15 en forme de pot qui, par ses parois latérales 16 entoure les parois latérales 13 de la partie inférieure Un évidement 10 a, dans lequel s'engage le rail-sup- port normalisé, est prévu dans le capot 15. La première chambre 14 contient des contacts fixes 17 et 18 qui coopèrent avec des contacts mobiles non représentés disposés sur un pontet 19, le pontet 19 reliant chaque fois deux contacts fixes 17 et 18 distants l'un de l'autre, comme on le voit sur la figure 1 Le pontet 19 est repoussé en permanence dans la position de contact par un ressort de compression 21 guidé sur un axe 20 du capot 15. Il est prévu parallèlement au plan de fixation, de part et d'autre des contacts fixes 17 et 18 et des contacts mobiles associés du pontet 19, des tôles de soufflage d'arc 22 et 23 qui forment ensemble un pa- quet de tôles de soufflage d'arc 24 et 25 Les contacts fixes 17 et 18 sont fixés sur des rails de guidage d'arc 26 et 27 qui ont une forme ar- quée et sont sensiblement parallèles aux tôles de soufflage d'arc 22 et 23. Les deux rails de guidage d'arc 26 et 27 présentent chacun une boucle 28 et 29 en forme de U, ouverte dans des directions opposées dont les bras 30 et 31 éloignés des contacts 17 et 18 sont situés dans la région de la surface extérieure de la plaque de séparation 12 éloignée de la première chambre 14 et sont liés rigidement aux rails de liaison 34 et 35 au moyen d'une liaison à vis 32 et 33 Le rail de liaison 34 mène à une borne de connexion 36, tandis que le rail de liaison 35 sert à la fixation d'une culasse 56, 57 (voir plus loin) Les rails de liaison 34 et 35 sont fixés d'une manière décrite plus loin sur la face de la plaque de séparation 12 éloignée de la première chambre 14. La plaque de séparation 12 divise l'espace intérieur du disjonc- teur de protection de moteur 10 en deux chambres, à savoir la première chambre 14 mentionnée précédemment et une deuxième chambre 38. Les deux chambres 14 et 38 communiquent entre elles par des ouver- tures 39 et 40 pour le passage des bras 30 et 31 ainsi que par une ou- verture centrale 41. La deuxième chambre 38 qui, dans la région de la plaque de sé- paration 12, est délimitée partiellement par des parois latérales 42 for- S mées sur la plaque de séparation 12 et faisant saillie à partir de celle- ci dans la direction opposée aux parois latérales 13, contient un dispo- sitif électromagnétique 43 comportant un noyau de bobine 44 et, en- roulée sur celle-ci, une bobine 45 Une armature 46 est logée à l'inté- rieur du noyau 44, laquelle armature agit en direction des contacts sur une tige 47 et dans la direction opposée, de manière non représentée, au moyen d'un prolongement 48, sur une serrure 49 Le prolongement 48 peut également être supprimé. Pour guider et fixer ces composants, il est prévu un support 50 pourvu d'une plaque-support 51 et de premières et deuxièmes pattes 52 et 53 disposées perpendiculairement à ladite plaque Les pattes 52 et 53 sont sensiblement perpendiculaires à la plaque-support 51. Des saillies 54 et 54 b sont formées perpendiculairement sur la plaque de séparation 12; les rails de liaison 34 et les pattes 52 sont fixés sur la saillie 54 et les pattes 53 sont fixées au moyen de vis 55 a et 55 b sur la saillie 54 b. Le système électromagnétique 43 se trouve ainsi entre la plaque support 50 et la plaque de séparation 12, une armature 56 étant prévue laquelle armature, par une partie 57 en forme de Z est fixée par des vis 33 sur le rail de liaison 35 et le bras 31 Le bras de liaison 35 peut également être supprimé de sorte que la partie 57 est fixée directement sur le bras 31. Les premières pattes 52 sont formées par deux pattes parallèles perpendiculaires au plan du dessin, situées l'une derrière l'autre, dont l'une seulement est visible Les deux pattes 52 sont reliées entre elles par une traverse 100 dans laquelle il est prévu des évidements 101, 102 dans lesquels sont logés des ressorts accumulateurs 58 représentés de manière schématique sur la figure 1 (voir plus loin) Ces ressorts accumulateurs agissent par l'intermédiaire d'un organe 59 en forme de crochet sur un levier à cliquet 61 monté sur un axe de rotation 60 sur les pattes 52, levier qui, par l'intermédiaire d'un axe 62 agit sur la ser- rure 49 et passe par une ouverture 63 dans la plaque support 51 La serrure 49 est couplée à un doigt de transmission 64 qui est sensible- ment parallèle à l'armature 46. Les pattes 52 portent une saillie 65 avec une cavité 66 concave qui coopère avec une cavité 67 concave correspondante dans la plaque de séparation 12 de manière telle que les cavités 66 et 67 soient si- tuées sur un cercle dont l'axe médian est perpendiculaire au plan du dessin, c'est-à-dire au plan qui relie les bornes de connexion 36, 37 et est perpendiculaire au plan de fixation Les deux cavités 66 et 67 re- çoivent un axe 68 sur lequel est formé un bras 69 qui, par son extrémi- té libre 70, vient en contact sur une surface de butée 71 du doigt 47. Sur le rail de liaison 35 ou, lorsque celui-ci n'est pas prévu, sur le prolongement 57, sont fixés des bilames thermiques 72, en nombre égal au nombre de phases, qui sont entourés d'un enroulement de chauffage 110 dont l'extrémité inférieure, tournée vers le prolonge- ment 57, est reliée par une ligne de liaison 111 à une extrémité de l'enroulement 45 L'autre extrémité de l'enroulement 45 est reliée par une ligne de liaison 112 à une languette 113 qui est connectée à la borne 37 L'enroulement de chauffage 110 est relié à son extrémité li- bre supérieure au bilame thermique concerné par l'intermédiaire d&une ligne de liaison 114, lequel bilame, étant donné qu'il est relié au rail de liaison 35 ou au bras 31, communique avec le contact fixe 18 La languette 113 est fixée avec le support 50 sur la plaque de séparation 12 par l'intermédiaire de vis 55. Les figures 2 et 3 montrent de manière détaillée un mode de réa- lisation du support 50. On voit sur les figures 2 et 3 la traverse 100 dans laquelle sont aménagés des évidements 101 et 102 Sur la figure 1, le dispositif à ressort accumulateur 58 est représenté sous forme de ressort de trac- tion Un dispositif réalisé concrètement se présente de la manière sui- vante: à l'intérieur des évidements 101 et 102 se trouvent des ressorts de compression 58 a et 58 b qui constituent le dispositif à ressorts accu- mulateurs 58 Les ressorts de compression 58 a et 58 b font saillie hors des évidements 101 et 102 ouverts en direction de la borne de connexion 36 et sont recouverts par un organe de traction 103 qui comporte une nervure 104 en forme de U avec des ailes 106 et 107 dont les extrémités sont pliées en L vers l'extérieur, les ailes pliées 108 et 109 constituant la barre transversale 105 qui recouvre les res- sorts de compression 58 a et 58 b Le levier à cliquet 61 pénètre dans la nervure 104 en forme de U Tandis qu'à la figure 1, un dispositif à ressorts accumulateurs 58 est représenté de manière schématique sous forme de dispositif à ressorts de traction, le dispositif selon les figures 2 à 4 est agencé sous forme de dispositif à ressorts de compression, l'organe de traction 103 transmettant au levier à cliquet 61 les forces de compression des ressorts 58 a et 58 b. Si, par suite d'une manipulation, la serrure 49 est déverrouillée, le mouvement de déclenchement de la serrure 49 est transmis au bras 69 par l'intermédiaire du doigt 64, le bras 69 venant battre par son ex- trémité libre 70 la surface de butée 71 et déplaçant vers le bas le doigt 47 qui, à son tour, heurte le pontet 19 et déplace celui-ci 19 à l'encon- tre de la pression du ressort 21 vers la position d'ouverture permanen- te. Les bilames thermiques 72 traversent des ouvertures 73 dans la plaque support 51, en nombre égal au nombre de bilames thermiques 72, et coopèrent avec des coulisseaux de protection de panne de phase 74, disposés au-dessus de la plaque support 51, qui peuvent se dépla- cer dans une sorte de cuvette 120 et agissent sur la serrure 49 pour provoquer son déclenchement. La deuxième chambre 38 avec la serrure 49, le support 50 etc. est fermée par un capot 75 dont les bords libres sont appliqués contre les bords libres des parois latérales 42 Le capot 75 est pourvu de pas- sages 76 et 77 qui permettent un accès aux bornes de connexion 36 et 37; les parois latérales 42 comportent des passages 78 et 79 perpendi- culaires à ceux-ci qui permettent d'engager les lignes de connexion dans les bornes de connexion 36 et 37. Le capot 75 comporte en outre une ouverture 80 qui permet le passage d'un bouton 81 qui est lié à la serrure 49 et sert à commuter le disjoncteur de protection de moteur. La figure 5 montre une vue de dessus de la face supérieure de la plaque support 51 Dans la région médiane, c'est-à dire dans la région de l'axe médian M qui correspond à l'axe médian M du système élec- tromagnétique (voir figure 1), il est prévu une saillie 121 en forme de nervure qui décrit un arc dont la couronne est pourvue de stries 122 radiales par rapport au centre qui coopèrent avec le bouton de com- mande pour l'actionnement manuel de la serrure 49 pour définir certai- nes positions d'encliquetage Le bouton de commande 81 est pourvu d'un doigt non représenté qui s'encliqu te dans les rainures 122 La fi- gure 5 montre également la cuvette 120 dans laquelle les coulisseaux de panne de phase 74 sont logés et guidés. La figure 5 montre encore des perçages 123 et 124 dans lesquels pénètrent les vis 54 et 55 de fixation du support 50 sur la paroi de sé- paration 12 ou sur les saillies 53 et 54 Au centre de la saillie 121 en forme de nervure se trouve un perçage 125 qui peut être traversé par l'armature 46 ou la saillie 48 pour agir sur la serrure D'autres saillies apparentes sur la figure 5 (non repérées) servent au guidage et à la fixation de différents composants de la serrure 49. REVENDICATIONS 1 Disjoncteur, en particulier disjoncteur de protection de mo- teurs, pour une plusieurs phases, comportant des contacts fixes, en nombre égal au nombre de phases, qui coopèrent chacun avec au moins un contact mobile, un paquet de tôles de soufflage d'arc associé à cha- que point de contact, un système à armature battante associé aux pha- ses destiné à ouvrir momentanément les points de contact en cas de courtcircuit, un bilame thermique associé à chacune des phases, une serrure sur laquelle l'armature battante et/ou les bilames thermiques agissent afin de la déverrouiller et par suite de libérer l'énergie d'un dispositif à ressorts accumulateurs pour ouvrir de manière durable les points de contact, caractérisé par le fait que le boîtier comporte une partie inférieure ( 11) qui contient une plaque de séparation ( 12) paral- lèle au plan de fixation du disjoncteur ( 10), plaque qui, sur le côté tourné vers le plan de fixation, présente des parois latérales ( 13) péri- phériques qui forment une sorte de cuvette et délimitent une première chambre ( 14), par le fait que les points de contact ( 17, 18; 19) et les paquets de tôles de soufflage d'arc ( 24, 25) sont disposés dans la pre- mière chambre ( 14), par le fait que le côté ouvert de la première cham- bre ( 14), tourné vers le plan de fixation du disjoncteur, est fermé par un capot ( 15) qui entoure au moins partiellement les parois latérales ( 13), par le fait que des bornes de connexion ( 36, 37), le système élec- tromagnétique à armature battante ( 43), les bilames thermiques ( 72) et un support ( 50) comportant une plaque-support ( 51) et des premières et deuxièmes pattes ( 52, 53) sont fixés sur la face de la plaque de sé- paration ( 12) éloignée de la première chambre ( 14), à l'intérieur d'une deuxième chambre ( 38), le support ( 50) étant fixé par l'intermédiaire de ses pattes ( 52, 53) et le système électromagnétique à armature bat- tante ( 43) étant disposé et guidé entre la plaque-support ( 51), la pla- que de séparation ( 12) et les pattes ( 52, 53), par le fait que la serrure ( 49) est prévue sur la face de la plaque-support ( 51) éloignée de la plaque de séparation ( 12) et par le fait que la deuxième chambre ( 38) est fermée par un capot ( 75). il 2 Disjoncteur selon la revendication 1, caractérisé par le fait qu'un rail de liaison ( 34) menant aux bornes de connexion ( 36, 37) est relié chaque fois à l'un des contacts fixes ( 17, 18), lequel rail peut être fixé sur la plaque de séparation ( 12) avec les pattes ( 52, 53) du sup- port ( 50). 3 Disjoncteur selon l'une quelconque des revendications pré- cédentes comportant un doigt de transmission sensiblement parallèle à l'axe du système électromagnétique, destiné à transmettre le mouve- ment de déverrouillage de la serrure, qui agit sur un arbre muni d'un bras, le bras actionnant les contacts mobiles pour les ouvrir lors de la rotation de l'arbre, caractérisé par le fait que l'arbre ( 68) est monté en- tre une partie de palier ( 67) sur la plaque de séparation ( 12) et une partie de palier ( 66) sur l'une des pattes ( 52). 4 Disjoncteur selon l'une quelconque des revendications pré- cédentes, caractérisé par le fait qu'un levier à cliquet ( 61) sollicité par le dispositif à ressorts accumulateurs ( 58) est monté sur au moins une des premières pattes ( 52), lequel levier, lors d'un déclenchement, agit sur le doigt de transmission ( 64) et par le fait que le dispositif à res- sorts accumulateurs prend appui sur la patte ( 52) au nombre d'au moins une supportant le levier à cliquet ( 61). Disjoncteur selon la revendication 4, caractérisé par le fait que les premières pattes ( 52), à leur extrémité libre, sont liées à une première traverse ( 100) dans laquelle il est prévu au moins une cham- bre réceptrice ( 101, 102) pour le dispositif à ressorts accumulateurs ( 58). 6 Disjoncteur selon la revendication 5, caractérisé par le fait qu'au moins une chambre réceptrice ( 101, 102) est un trou borgne ou- vert dans la direction opposée aux deuxièmes pattes ( 53), dans lequel est logé chaque fois un ressort qui agit en tant que ressort de compres- sion et constitue le dispositif à ressorts accumulateurs et par le fait que le système de ressorts est couplé au levier à cliquet ( 61) au moyen d'un organe de traction ( 103). 7 Disjoncteur selon la revendication 6 caractérisé par le fait qu'il est prévu deux ressorts pour former le dispositif à ressorts accu- mulateurs ( 58) et par le fait que l'organe de traction a une forme de T dont la jambe ( 104) est liée au levier à cliquet ( 61) et dont la barre transversale ( 105) recouvre le système de ressorts. 8 Disjoncteur selon l'une quelconque des revendications pré- cédentes caractérisé par le fait que le support ( 50) comporte au moins trois pattes ( 52, 53), parmi lesquelles deux premières pattes ( 52) sont situées dans un plan perpendiculaire à la ligne joignant les bornes de connexion ( 36, 37). 9 Disjoncteur selon l'une quelconque des revendications pré- cédentes caractérisé par le fait que la plaque support ( 51) comporte une cavité de guidage ( 120) en forme de cuve qui est située dans la ré- gion du bord opposé au dispositif à ressorts accumulateurs ( 58), per- pendiculaire à ligne qui relie les bornes de connexion, cavité à l'inté- rieur de laquelle sont montés des dispositifs de protection de panne de phase ( 74) qui coopèrent avec les bilames thermiques ( 72) et agissent sur la serrure ( 49) aux fins de déverrouiller celle-ci. Disjoncteur selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé par le fait qu'il est prévu, dans la région mé- diane de la plaque support ( 51), une saillie ( 121) en forme de nervure qui décrit un arc et dont la couronne est pourvue de stries radiales par rapport à son centre, qui coopèrent avec un bouton ( 81) pour l'action- nement manuel de la serrure ( 49), et par suite du disjoncteur, pour dé- finir certaines positions de verrouillage. 11 Disjoncteur selon la revendication 10, caractérisé par le fait que le centre de la saillie en forme de nervure est situé sur l'axe médian du système électromagnétique ( 43). 12 Disjoncteur selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé par le fait que la plaque de séparation ( 12) comporte des saillies ( 54 a, 54 b) sur lesquelles les pattes ( 52, 53), éventuellement avec des rails de liaison ( 34, 35), sont fixées.