Brevet FR2697106A1 — publié le 19940422

"Coupe-circuit en boîtier moulé destiné à des opérations de commande à distance" Le brevet américain n'4 806 893, intitulé "Molded Case Circuit Breaker Actuator Accessory Unit" décrit l'utili- sation d'un actionneur électromagnétique dans un ensemble actionneur-accessoire pour commander le mécanisme d'actionne- ment d'un coupe-circuit afin de séparer les contacts du coupe- circuit lorsque survient une situation de surintensité d'amplitude prédéterminée Une unité de déclenchement électronique, associée à des transformateurs de courant, est utilisée dans ces coupe-circuits dits "à déclenchement électronique" pour mesurer le courant du circuit et détermi- ner quand une telle fonction de déclenchement doit être envoyée à l'ensemble actionneur-accessoire L'unité de déclenchement électronique et l'ensemble actionneur-acces- soire remplacent les éléments de déclenchement thermique et magnétique de la technique antérieure qui répondent à des modifications du courant de circuit de manière analogique. Le mécanisme d'actionnement et l'ensemble de serrure utilisés dans les coupe-circuits à déclenchement électronique sont décrits dans le brevet américain n'4 736 174, intitulé "Xolded Case Circuit Breaker Operating Mecha- nism" et dans le brevet américain N 04 864 263, intitulé "Molded Case Circuit Breaker Latch and Operating Mechanism Assembly" On trouvera dans le brevet américain n 4 789 848, une description de l'ensemble de serrure à l'intérieur du mécanisme d'actionnement, et dans le brevet américain n 5 059 933, une description de l'actionneur à bascule utilisé dans le mécanisme d'actionnement. Il a été déterminé que lorsque le mécanisme d'actionnement du coupecircuit est commandé depuis un emplacement éloigné par utilisation d'un actionneur à moteur, comme celui décrit dans le brevet américain n 3 171 920, grâce auquel une force mécanique est appliquée à la manette du coupe-circuit, la force transmise au mécanisme d'actionne- ment est bien supérieure à celle requise pour faire tourner le mécanisme d'actionnement et augmente sensiblement la vitesse à laquelle le mécanisme d'actionnement répond pour entraîner les contacts du coupe- circuit entre leurs états de "marche" et "arrêt". Cette vitesse de réponse accrue nuit quant à elle à la durée de vie des composants se trouvant dans les mécanismes d'actionnement, qui sont principalement conçus pour un actionnement manuel à des vitesses de réponse bien plus faibles. Par conséquent, un but de l'invention est de fournir un mécanisme d'actionnement de coupe-circuit qui soit capable de répondre à des vitesses d'actionnement augmentées, requises avec des dispositifs d'actionnement à distance, sans affecter la durée de vie des composants du mécanisme d'ac- tionnement, absorbant des forces d'impact énormes sans endommagement, et cela sans modification importante de la configuration existante du mécanisme d'actionnement. L'actionneur à bascule se trouvant à l'intérieur du mécanisme d'actionnement du coupe-circuit est pourvu d'une tige de pivot absorbant les chocs, qui fixe la bascule au cadre latéral verrouillant le mécanisme d'actionnement La tige de pivot de la bascule est un cylindre extérieur ouvert, en acier, dans lequel s'étend un cylindre intérieur, plein, en acier. La présente invention va maintenant être décrite en se référant aux dessins annexés, dans lesquels: la figure 1 est une vue de dessus en perspective d'un coupe-circuit qui utilise le mécanisme d'actionnement résistant aux chocs conforme à l'invention; la figure 2 est une vue de dessus en perspective, du coupe circuit de la figure 1 dont le capot a été retiré pour montrer le mécanisme d'actionnement résistant aux chocs; la figure 3 est une vue de dessus en perspective du coupe-circuit de la figure 1, avec l'ensemble d'actionnement du déclenchement représenté én projection isométrique; la figure 4 est une vue de côté agrandie de la bascule d'actionnement à l'intérieur du mécanisme d'action- nement résistant aux chocs de la figure 2; la figure 5 A est une vue de face en perspective de l'agencement de l'axe de pivot de la bascule d'actionnement, avant assemblage; et la figure 5 B est une vue latérale en coupe de l'agencement d'axe de pivot de la bascule d'actionnement après assemblage. Un coupe-circuit 10 à déclenchement électronique, désigné par la suite par "coupe-circuit", est représenté à la figure 1 et comprend un socle 12 en plastique moulé auquel est fixé de façon fixe un capot 11 en plastique moulé Un capot auxiliaire 13 est fixé au capot du coupe- circuit et comprend une paire de portes auxiliaires 14, 15 permettant d'accéder à l'unité actionneur-accessoire contenue dans le capot du coupe-circuit et d'accéder à un accessoire auxi- liaire comme une unité de déclencheur à manque de tension ou un interrupteur auxiliaire contenu dans un compartiment séparé à l'intérieur du capot du coupe-circuit Une manette d'actionnement 16 traverse le capot du coupe-circuit pour faire tourner les contacts 8, 9 du coupe-circuit entre leurs positions d'ouverture et de fermeture Une fiche de calibrage 17 est reliée à l'unité de déclenchement électronique pour établir l'ampérage nominal du coupe-circuit. Le coupe-circuit 10 est représenté à la figure 2 avec son capot de coupecircuit retiré afin de montrer le mécanisme d'actionnement 18 du coupecircuit qui inclut une paire de ressorts d'actionnement 19 puissants pour entraîner le bras de contact mobile 20 auquel est fixé le contact mobile 8 vers la position d'ouverture représentée à la figure 2 La bascule 40 d'actionnement est fixée de façon pivotante au cadre latéral 48 du mécanisme d'actionnement et retient les ressorts d'actionnement par engagement entre la bascule d'actionnement et la plaque de serrure 42, de la manière décrite dans le brevet américain 4 789 848 mentionné ci- dessus Le contact avec la barre de déclenchement 24 fixée à l'ensemble de serrure 25 permet à la barre transversale 21 et au bras de contact mobile associé 20 d'être entraînés vers les positions d'ouverture ou de fermeture par articulation du mécanisme d'actionnement du coupe-circuit Trois transforma- teurs de courant 22, chacun dans un compartiment séparé, mesurent le courant du circuit et sont reliés électriquement à l'unité de déclenchement électronique contenue dans le capot du coupe-circuit au moyen de connecteurs à broche 23. L'interaction entre l'unité accessoire-actionneur et la barre de déclenchement pour déverrouiller le mécanisme d'actionnement sera plus visible si on se réfère maintenant à la figure 3, dans laquelle le coupe circuit 10 est re- présenté avec le capot 11 fixé au socle 12 mais avant la fixation du capot auxiliaire 13 au capot ll du coupe-circuit. La carte de circuit imprimé 26 qui contient l'unité électro- nique de déclenchement est introduite dans un évidement 27 d'unité de déclenchement correspondant et l'unité 32 acces- soire-actionneur est introduite dans l'évidement 33 d'acces- soire-actionneur Une liaison électrique entre l'unité de déclenchement et l'unité accessoire-actionneur est réalisée au moyen des connecteurs à broches 31 qui se dressent de l'unité de déclenchement Une liaison électrique extérieure avec l'unité accessoire-actionneur pour la fonction de commande à distance est obtenue grâce à une paire de conduc- teurs 36 Le solénoïde de déclenchement 35 commande la position de la serrure 34 qui retient le mécanisme d'action- nement du coupe-circuit de la manière discutée ci-dessous plus en détail Une unité accessoire 28 est introduite dans le capot du coupe- circuit avant fixation du capot auxiliaire 13 au moyen des vis 37 A, 37 B, des trous traversants 38 et des orifices filetés 39 La fiche de calibrage 17 est introduite dans l'évidement 29 de fiche de calibrage et est reliée électriquement à l'unité de déclenchement 26 au moyen des connecteurs à broches 30 qui se dressent de l'unité de déclenchement. On verra mieux l'interaction entre la bascule d'actionnement 40 et la plaque de serrure 42 si l'on se réfère maintenant à la figure 4 Comme décrit dans le brevet américain 4 789 848 cité précédemment, la bascule d'actionne- ment est fixée de façon pivotante aux cadres latéraux au moyen d'un axe de pivot 44 de bascule et retient les ressorts d'actionnement au moyen d'un crochet de bascule 41 A qui repose dans la fente 43 formée dans la plaque de serrure 42. Lorsque survient une situation de surintensité, la plaque de serrure tourne via le pivot 45 vers la position indiquée en traits pointillés en 42 ' pour permettre de ce fait au crochet de bascule de se libérer de la fente Lorsqu'une telle disposition est soumise aux forces intenses appliquées à la manette 16 représentée à la figure 1, ces forces sont transmises le long des cadres latéraux, de l'axe de pivot 44 de la bascule et du crochet de bascule 41 A jusqu'à la plaque de serrure en endommageant la plaque de serrure ainsi que certains des autres composants du mécanisme d'actionnement. Suivant les enseignements de la présente invention, * 6 un agencement 44 ' d'axe de bascule d'actionnement est représenté dans les figures 5 A, 5 B, qui présente une certaine facilité d'absorption des chocs, ce qui fait que les forces transmises de la manette sont dissipées et empêchées de se transmettre à la plaque de serrure L'agencement 44 ' d'axe de bascule inclut un cylindre extérieur creux 46, en métal, fendu, de diamètre intérieur Dl prédéterminé, à l'intérieur duquel est introduit un cylindre intérieur 47, plein, en métal, de diamètre extérieur D 2 prédéterminé Le cylindre intérieur plein 47 est mis en forme pour avoir un rayon de courbure R afin de définir un léger courbage lorsqu'il est introduit dans le cylindre extérieur creux 46 et y être piégé L'association du cylindre extérieur creux et du cylindre intérieur plein amortit efficacement les forces appliquées à cause du déplacement relatif entre les cylindres intérieur et extérieur dans le léger espace vide S existant entre la surface intérieure du cylindre extérieur et la surface extérieure du cylindre intérieur. Puisque l'agencement de l'axe de bascule de l'invention a la capacité d'absorber des forces d'impact élevées, la durée de vie des composants du'mécanisme d'ac- tionnement'du coupe-circuit est augmentée de façon importan- te On peut par conséquent utiliser un actionnement par moteur à grande vitesse avec de tels coupe-circuits qui utilisent l'agencement d'axe de bascule sans affecter de quelque façon la durée de vie du coupe- circuit L'agencement d'axe de bascule de l'invention a remplacé l'axe 44 de bascule existant représenté à la figure 4 avec simplement une légère augmentation du coût et sans demander de modification de quelque autre composant du mécanisme d'actionnement. Il est bien entendu que la présente invention n'a été décrite qu'à titre purement illustratif et non limitatif et que des variantes ou modifications peuvent y être appor- tées en restant dans le champ d'application de l'invention. REVENDICATIONS 1 Coupe-circuit en boîtier moulé, caractérisé en ce qu'il comprend: un capot ( 11) en plastique réuni à un socle ( 12) en plastique; une paire de contacts séparables ( 8, 9) à l'inté- rieur dudit socle, commandés par un mécanisme d'action- nement ( 18); une paire de cadres latéraux ( 48) en vis-à-vis, disposés dans ledit socle et supportant ledit mécanisme d'actionnement; une paire de ressorts ( 19) à l'intérieur dudit mécanisme d'actionnement, conçus pour entraîner lesdits contacts entre des positions d'ouverture et de fermetu- re; une manette ( 11) s'étendant à l'extérieur dudit capot en une extrémité et reliée audit mécanisme d'actionnement en l'extrémité opposée, ladite manette déplaçant lesdits contacts entre les positions d'ouver- ture et de fermeture dans des conditions de courant au repos; un système de serrure ( 42) couplé audit mécanisme d'actionnement, qui empêche ledit mécanisme d'actionne- ment de séparer lesdits contacts jusqu'à survenue d'une situation de surintensité d'amplitude prédéterminée; une bascule d'actionnement ( 40) disposée de façon pivotante à l'intérieur desdits cadres latéraux et reliée de façon amovible entre ledit système de serrure et ledit mécanisme d'actionnement, ladite bascule d'actionnement ayant une extrémité de pivot et une extrémité opposée verrouillante, ladite extrémité verrouillante interagissant avec ledit système de serrure, ce qui fait que ladite bascule d'actionnement se libère du système de serrure pour permettre audit mécanisme d'actionnement de séparer lesdits contacts lorsque survient ladite situation de surintensité; et un axe de pivot ( 44 ') de bascule, fixant de façon pivotante ladite bascule d'actionnement entre lesdits cadres latéraux, ledit axe de pivot incluant des cylindres intérieur ( 45) et extérieur ( 46) en métal. 2 Coupe-circuit selon la revendication 1, caracté- risé en ce que ledit système de serrure comprend une plaque de serrure avec une fente ( 43) qui reçoit ladite extrémité verrouillante de ladite bascule d'actionnement. 3 Coupe-circuit selon la revendication 1, caracté- risé en ce que ledit cylindre extérieur de l'axe de pivot est un cylindre fendu. 4 Coupe-circuit selon la revendication 3, caracté- risé en ce que ledit cylindre-intérieur de l'axe de pivot est un cylindre plein. Coupe-circuit selon la revendication 1, caracté- risé en ce que lesdits cylindres intérieur et extérieur de l'axe de pivot sont de même longueur. 6 Coupe-circuit selon la revendication 1, caracté- risé en ce que ledit cylindre extérieur a un premier diamètre prédéterminé et ledit cylindre intérieur a un second diamètre prédéterminé, ledit second diamètre étant plus petit que ledit premier diamètre. 7 Coupe-circuit selon la revendication 6, caracté- risé en ce que lesdits cylindres intérieur et extérieur sont en métal. 8 Coupe-circuit selon la revendication 6, caracté- risé en ce que ledit cylindre intérieur est arqué. 9 Coupe-circuit selon la revendication 6, caracté- risé en ce que ledit cylindre intérieur est placé à l'inté- rieur dudit cylindre extérieur pour définir de ce fait un espace vide prédéterminé entre une surface extérieure dudit cylindre intérieur et une surface intérieure dudit cylindre extérieur. Coupe-circuit selon la revendication 6, caractérisé en ce que ledit axe de pivot est fixé auxdits cadres latéraux par ajustement serré.