Brevet FR2704354A1 — publié le 19941028

A MECANISME DE COMMANDE D'UN DISJONCTEUR ELECTRIQUE MULTIPOLAIRE L'invention est relative à un mécanisme de commande d'un disjoncteur électrique multipolaire, comprenant: - une paire de platines parallèles entre lesquelles est logé le mécanisme, - une genouillère formée par une paire de première et deuxième biellettes articulées entre elles au moyen d'un premier axe de pivotement, - un barreau de commutation accouplé mécaniquement à la première biellette, et servant de support aux contacts mobiles de l'ensemble des pôles, ledit barreau étant monté à rotation autour d'un deuxième axe parallèle, pour assurer la fermeture, et l'ouverture des contacts, - un crochet de déclenchement monté à pivotement entre une position armée et une position déclenchée autour d'un troisième axe des platines, en étant articulé simultanément à la deuxième biellette, - une manette de manoeuvre solidaire d'une embase articulée sur un quatrième axe fixe des platines, - un verrou coopérant avec une extrémité du crochet de déclenchement pour former un accrochage mécanique en position armée, - un ressort d'embieUllage ancré entre le premier axe et l'embase de la manette, - et un levier de verrouillage coopérant avec le barreau pour bloquer l'embase dans une position intermédiaire S de la manette lorsque les contacts sont soudés, ledit levier de verrouillage étant monté à pivotement sur un cinquième axe des platines, et comprenant une butée d'arrêt pouvant occuper une première position active ou une deuxième position inactive en fonction de la position angulaire du barreau. Le brevet US-A-3.605.052 décrit un disjoncteur du genre mentionné dans lequel la position de la manette de manoeuvre donne une indication visuelle fiable de la position des organes constitutifs du disjoncteur. L'opérateur peut ainsi détecter un mauvais fonctionnement, notamment le soudage des contacts, et tout réarmement ou déplacement 2 2704354 de la manette vers la position d'ouverture est alors rendu impossible par la présence du levier de verrouillage qui bloque la manette dans la position intermédiaire. Le levier de verrouillage est monté à pivotement sur un axe des platines, et est piloté par un palpeur en fonction de la position angulaire du barreau. Ce palpeur est formé par une simple languette reposant sur la face supérieure du barreau. La manette revient automatiquement dans la position fermée sous l'action du ressort d'embiellage du mécanisme. Le brevet FR-A-2.262.859 prévoit en plus, un prédéclenchement initial commandé en début de la course de déplacement de la manette, suivi du blocage de la manette par le dispositif de verrouillage. Le brevet US-A-5.142.112 décrit un levier de verrouillage en forme de fourchette coopérant avec le barreau de commutation. Toute la surface de la fourchette entoure le barreau lorsque ce dernier se trouve en position fermée des contacts. En cas d'ouverture normale des contacts, le barreau entraîne le levier de verrouillage vers la position de déblocage dès le début de la course d'ouverture. I1 en résulte un déblocage anticipé du levier de verrouillage, avant la formation de la distance de sectionnement requise entre les contacts séparés. L'objet de l'invention consiste à réaliser un mécanisme de commande pour disjoncteur à sécurité positive, empêchant tout déplacement de la manette vers la position d'ouverture, si la distance de sectionnement entre les contacts n'est pas atteinte. Le mécanisme selon l'invention est caractérisé en ce que le levier de verrouillage comporte une surface d'appui rayonnante coopérant avec une protubérance du barreau pour conserver le maintien du levier de verrouillage dans la première position active de la butée, pendant une première partie de la course d'ouverture du contact mobile de chaque pôle, et une encoche de réception de ladite protubérance provoquant le déblocage du levier de verrouillage pour libérer l'embase au voisinage de la fin de course d'ouverture du contact mobile. Le blocage temporaire de la butée d'arrêt est conservé durant le mouvement de glissement de l'extrémité de la protubérance le long de la surface d'appui rayonnante du levier de verrouillage jusqu'à ce que la distance de sectionnement entre les contacts soit atteinte. La libération de l'embase intervient ensuite après déblocage du levier de verrouillage au voisinage de la fin de course d'ouverture. 3 2704354 La surface d'appui du levier de verrouillage peut être conformée selon un arc de cercle, centré sur l'axe du barreau, ou une portion plane s'étendant sensiblement selon une direction tangente à la protubérance lors de la rotation du barreau pendant la première partie de la course d'ouverture. L'embase est munie d'une saillie de blocage destinée à venir en engagement dans ladite position intermédiaire S de la manette contre la butée d'arrêt se trouvant dans le première position active. D'autres avantages et caractéristiques ressortiront plus clairement de la description qui va suivre, d'un mode de mise en oeuvre de l'invention donné à titre d'exemple non limitatif, et représenté aux dessins annexés, dans lesquels: La figure 1 est une vue schématique en coupe d'un disjoncteur équipé du mécanisme selon l'invention, le disjoncteur étant représenté en position de fermeture. La figure 1A montre une vue de détail à échelle agrandie d'une partie du mécanisme de la figure 1. La figure 2 montre une vue en élévation de l'assemblage du mécanisme de commande au barreau de commutation. La figure 3 représente une vue en coupe du mécanisme de la figure 1. Les figures 4 et 4A sont des vues identiques aux figures 1 et 1A, dans la position fermé- soudé avec blocage de la manette dans le position intermédiaire. Les figures 5 et 5A sont des vues identiques aux figures 1 et 1A, en début de course d'ouverture des contacts correspondant à la distance d'isolement. Les figures 6 et 6A sont des vues identiques aux figures 1 et 1A, en fin de course d'ouverture des contacts après déblocage du levier de verrouillage. Sur les figures, un disjoncteur multipolaire 10 à boîtier 12 isolant moulé comporte un module de coupure 14 par pôle, formé par une ampoule 16 monobloc en matière plastique moulée, et ayant une forme de parallélépipède rectangle. L'ampoule 16 comprend un fond 18, une face avant 20 ayant un orifice 22 de passage d'un contact 4 2704354 mobile 24, deux grandes faces latérales parallèles 26, 28 et deux petites faces de raccordement 30, 32 parallèles. A l'intérieur de l'ampoule 16 se trouvent deux contacts fixes 34, 36 reliés respectivement s par des conducteurs 35, 37 de liaison à une première plage 38 d'une borne de raccordement 40, appelée borne d'entrée du pôle du disjoncteur, et à une deuxième plage 42 destinée à être connectée par une vis 43 à une troisième plage de contact 44 d'un dispositif de déclenchement. Le dispositif de déclenchement comporte un module déclencheur 46 magnétothermique, équipé à l'opposé de la plage 44, d'une quatrième plage de contact 48 faisant partie de l'autre borne 50 de raccordement du pôle du disjoncteur, appelée borne de sortie. Le module déclencheur 46 est inséré en série dans le pôle avec les contacts 34, 36, 24 du module de coupure 14. Il comporte en outre un bilame 54 parcouru par le courant circulant à travers le pôle et une palette mobile 56. Dans l'état fermé du disjoncteur, le courant rentre par la borne d'entrée 40 et circule successivement dans la première plage 38, le conducteur 35, le contact fixe 34, le contact mobile 24, l'autre contact fixe 36, le conducteur 37, les plages 42 et 44, le module déclencheur 46, la plage de contact 48 et la borne de sortie 50. Le dispositif de déclenchement comprend d'autre part une barre de déclenchement 52 montée à rotation limitée entre une position armée et une position déclenchée en fonction de la position de l'organe d'actionnement du module déclencheur 46, qui est soit le bilame 54 soit la palette 56. La barre rotative 52 est déplacée vers la position déclenchée dès que le courant circulant dans le pôle dépasse un seuil prédéterminé. Elle coopère d'autre part avec un verrou 58 d'accrochage d'un mécanisme 60 de commande à genouillère 62 et à manette 64. Le mécanisme 60 représenté en détail aux figures 2 et 3, est commun à l'ensemble des pôles, seule la manette 64 étant accessible de l'extérieur en traversant une lumière 66 de passage du boîtier 12, pour la commande manuelle du disjoncteur 10. La genouillère 62 du mécanisme 60 comporte une biellette inférieure 68 articulée à une biellette supérieure 70 par un axe de pivotement 72. La biellette inférieure 68 de la genouillère 62 est accouplée à une protubérance 74 d'un barreau de commutation 76 servant de support aux contacts mobiles 24 de tous les pôles. Le barreau de commutation 2704354 76 est réalisé en un matériau isolant et s'étend parallèlement à la barre de déclenchement 52 dans la direction transversale des pôles. Le mécanisme 60 est logé entre deux platines support 78, 80 parallèles et métalliques, et comporte un crochet de déclenchement 82 monté à pivotement sur un axe 83 des platines 78, 80. L'extrémité libre 84 du crochet 82 se trouve en prise en position armée avec le verrou 58 pour former un accrochage. La biellette supérieure 70 de la genouillère 62 est articulée sur un axe 86 du crochet de déclenchement 82, et un ressort 88 d'embiellage est ancré entre l'axe 72 de pivotement de la genouillère 62, et un axe 90 solidaire de l'embase 92 de la manette 64. L'embase 92 est conformée selon un étrier articulé sur un axe 94 des platines 78, 80 pour assurer le déplacement de la manette 64 entre les deux positions F de fermeture et O d'ouverture. Une action de déverrouillage de la barre de déclenchement 52 sur le verrou 58 libère l'accrochage, et le mécanisme 60 se désarme sous l'action de détente d'un ressort d'embiellage 88, entraînant le déplacement par pivotement de la genouillère 62 et la rotation du barreau 76 vers la position d'ouverture des contacts 34, 36, 24 de tous les pôles. L'ordre de déverrouillage du verrou 58 peut provenir du module déclencheur magnéto-thermique 46, ou d'un déclencheur auxiliaire, notamment à manque de tension MN, à émission de courant MX, différentiel, etc... Selon l'invention, le mécanisme 60 est équipé en plus d'un levier de verrouillage 96 destiné à empêcher le déplacement de la manette 64 vers la position O d'ouverture lorsque les contacts 24, 34, 36 se trouvent soit dans un état soudé (fig. 4), soit dans un état de sectionnement (figure 5). Le levier de verrouillage 96 est monté à pivotement sur un axe 98 horizontal des platines 78, 80, et comporte à son extrémité opposée une fourchette 100 coopérant avec la protubérance 74 du barreau de commutation 76. Une butée 102 d'arrêt est ménagée sur le flanc supérieur au levier 100, entre la fourchette et l'axe 98, ladite butée 102 d'arrêt pouvant occuper une position active ou une position inactive en fonction de la position angulaire du levier de verrouillage 96 tributaire de celle du barreau 76. La surface interne de l'embase 92 de la manette 64 est pourvue d'une saillie 104 de blocage destinée à venir en engagement contre la butée d'arrêt 102 lorsque cette dernière se trouve dans la position active. En référence à la figure 1A, le fourchette 100 du levier de verrouillage 96 présente une encoche 105 semi-ouverte en forme de U renversé, délimitée à gauche par une surface 6 2704354 d'appui 106 rayonnante, et à droite par une dent 108. L'encoche 105 est agencée pour épouser la forme de l'extrémité 110 arrondie de la protubérance 74 du barreau 76, de manière à autoriser l'insertion de l'extrémité 110 dans l'encoche 105 lorsque le barreau 76 se trouve au voisinage de la position d'ouverture des contacts. La surface d'appui 106 est légèrement incurvée selon un arc de cercle centré sur l'axe 112 du barreau 76. Le rayon R (figure 5A) de cette surface d'appui 106 est nettement supérieur au rayon du fond de l'encoche 105. Au lieu d'être incurvée, la surface d'appui 106 pourrait également être plane, en étant lo sensiblement tangente à l'extrémité 110 arrondie de la protubérance 74, lorsque cette dernière est dégagée de l'encoche 105. L'axe 98 fixe de pivotement du levier de verrouillage 96 est situé sur les platines 78, 80 entre le ressort 88 et la surface interne de l'embase 92 de la manette 64. Le mécanisme 60 selon l'invention fonctionne de la manière suivante: Dans l'état armé-fermé du disjoncteur 10, représenté à la figure 1, la manette 64 se trouve dans la position F de fermeture, et les contacts 34, 36, 24 sont fermés. La surface d'appui 106 repose sur l'extrémité 110 de la protubérance 74 du barreau 76, lequel sollicite le levier de verrouillage 96 en position relevée, de sorte que la butée 102 se trouve dans la position active en engagement contre la paroi interne de l'embase 72 de la manette 64, mais néanmoins séparée de la saillie 104 par une distance angulaire prédéterminée. L'ouverture manuelle des contacts 34, 36, 24 du disjoncteur 10 est provoquée par un pivotement vers la droite de la manette 64. Malgré la position relevée du levier de verrouillage 96, imposée par le barreau 76, la présence de la distance de séparation entre la saillie 104 et la butée 102, autorise le déplacement à pivotement de la manette 64 vers la position O d'ouverture. Le nez de la butée 102 glisse le long de la paroi interne de l'embase 92 durant cette course de la manette 64. Apres le dépassement par la manette 64 de la position PMO du point mort d'ouverture, la genouillère 62 entraîne le barreau de commutation 76 en rotation dans le sens des aiguilles d'une montre. Il s'agit d'un fonctionnement normal du disjoncteur 10, dans lequel les contacts se séparent jusqu'à atteindre la position de fin de course d'ouverture (figure 6). Suite à cette rotation du barreau 76, l'extrémité 110 de la protubérance 74 7 2704354 n'est plus en contact avec la surface d'appui 106, mais est engagée à l'intérieur de l'encoche 105 (figure 6A). Le levier de verrouillage 96 pivote autour de son axe 98 dans le sens inverse des aiguilles d'une montre, pour se trouver dans une position abaissée de déblocage, ce qui positionne la butée 102 dans une position inactive de manière à échapper à la saillie 104. La manette 64 peut être amenée dans la position O d'ouverture, avec possibilité de cadenassage dans cette position. On remarque sur les figures 5 et 5A que le levier de verrouillage 96 reste maintenu dans la position relevée de blocage au début de la course d'ouverture du contact mobile 24. Le bord de droite de la surface d'appui 106 est toujours en engagement avec l'extrémité , ce qui permet de conserver le blocage du levier de verrouillage 96 pendant une première partie de la course d'ouverture. La distance entre les contacts séparés correspond à la distance d'isolement garantissant le sectionnement. La manette 64 se trouve dans une position intermédiaire S située entre la position PMO du point mort d'ouverture, et la position O d'ouverture, et la saillie 104 est arrêtée par la butée 102 de manière à bloquer temporairement la manette dans la position intermédiaire S. Le déblocage du levier de verrouillage 96 intervient automatiquement lorsque le contact mobile 24 est quasi ouvert, ce qui libère l'accrochage entre la saillie 104 et la butée 102 permettant à la manette 64 d'être amenée vers la position O d'ouverture. Les figures 4 et 4A représentent le cas d'un fonctionnement anormal correspondant à un état de soudure des contacts 34, 36, 24. Le contact mobile 24 se trouve en position fermée, et le barreau 76 reste immobile dans la même position que celle de la figure 1. La surface d'appui 106 coopère avec I'extrémité 110, ce qui exclut tout déblocage du levier de verrouillage 96. La manette 64 est bloquée positivement dans la position intermédiaire S par l'action d'accrochage de la saillie 104 contre la butée 102, ce qui empêche toute tentative de déplacement forcé de la manette 64 vers la position O en interdisant le cadenassage. L'engagement de la surface d'appui 106 rayonnante sur l'extrémité 110 du barreau 76 permet de maintenir le levier de verrouillage 96 en position relevée fixe jusqu'à ce que la manette 64 dépasse la position intermédiaire S après une séparation normale des contacts. Le blocage temporaire de la butée 102 d'arrêt est conservé durant tout le mouvement de glissement de l'extrémité 110 le long de la surface d'appui 106 rayonnante pendant la rotation du barreau 76 autour de l'axe 112. La libération de la butée 102 s'effectue en fin de course d'ouverture, lors de l'introduction de l'extrémité 110 dans l'encoche 105 faisant pivoter le levier de verrouillage 96 vers la position abaissée. 8 2704354 REVENDICATIONS 1. Mécanisme de commande d'un disjoncteur électrique multipolaire, comprenant - une paire de platines (78, 80) parallèles entre lesquelles est logé le mécanisme (60), - une genouillère (62) formée par une paire de première et deuxième biellettes îo (68, 70) articulées entre elles au moyen d'un premier axe (72) de pivotement, - un barreau (76) de commutation accouplé mécaniquement à la première biellette (68), et servant de support aux contacts mobiles (24) de l'ensemble des pôles, ledit barreau (76) étant monté à rotation autour d'un deuxième axe (112) parallèle, pour assurer la fermeture et l'ouverture des contacts (34, 36, 24), - un crochet de déclenchement (82) monté à pivotement entre une position armée et une position déclenchée autour d'un troisième axe (83) des platines (78, 80), en étant articulé simultanément à la deuxième biellette (70), - une manette (64) de manoeuvre solidaire d'une embase (92) articulée sur un quatrième axe (94) fixe des platines (78, 80), - un verrou (58) coopérant avec une extrémité (84) du crochet de déclenchement (82) pour former un accrochage mécanique en position armée, - un ressort (88) d'embiellage ancré entre le premier axe (72) et I'embase (92) de la manette (64), - et un levier de verrouillage (96) coopérant avec le barreau (76) pour bloquer l'embase (92) dans une position intermédiaire S de la manette (64) lorsque les contacts sont soudés, ledit levier de verrouillage (96) étant monté à pivotement sur un cinquième axe (98) des platines (78, 80), et comprenant une butée d'arrêt (102) pouvant occuper une première position active ou une deuxième position inactive en fonction de la position angulaire du barreau (76), caractérisé en ce que 9 2704354 le levier de verrouillage (96) comporte une surface d'appui (106) rayonnante coopérant avec une protubérance (74, 110) du barreau (76) pour conserver le maintien du levier de verrouillage (96) dans la première position active de la butée (102), pendant une première partie de la course d'ouverture du contact mobile (24) de chaque pôle, et une encoche (105) de réception de ladite protubérance (74, 110) provoquant le déblocage du levier de verrouillage (96) pour libérer l'embase (92) au voisinage de la fin de course d'ouverture du contact mobile (24). 2. Mécanisme de commande selon la revendication 1, caractérisé en ce que la surface d'appui (106) du levier de verrouillage (96) est formée par un arc de cercle centré sur le deuxième axe (112) du barreau (76), et que la protubérance (74) comporte une extrémité (110) sensiblement arrondie coopérant avec ladite surface d'appui (106). 3. Mécanisme de commande selon la revendication 1, caractérisé en ce que la surface d'appui (106) du levier de verrouillage (96) comporte une portion plane s'étendant sensiblement selon une direction tangente à la protubérance (110) lors de la rotation du barreau (76) pendant la première partie de la course d'ouverture. 4. Mécanisme de commande selon la revendication 2 ou 3, caractérisé en ce que la butée d'arrêt (102) est située sur le levier de verrouillage (96) entre la surface d'appui (106) et le cinquième axe (98), et que l'embase (92) est munie d'une saillie (104) de blocage destinée à venir en engagement dans ladite position intermédiaire S de la manette (64), contre la butée d'arrêt (102) se trouvant dans le première position active. 5. Mécanisme de commande selon la revendication 4, caractérisé en ce que le cinquième axe (98) de pivotement du levier de verrouillage (96) est situé entre le ressort (88) d'embiellage et la manette (64), en s'étendant parallèlement au deuxième axe (112) du barreau (76). 6. Mécanisme de commande selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que la protubérance (74, 110) glisse le long de la surface d'appui (106) rayonnante au cours de la rotation du barreau (76) engendrant la première partie de la course d'ouverture, le déblocage du levier de verrouillage (96) intervenant après le dépassement par la manette (64) de la position intermédiaire S située entre le point mort ouverture PMO et la position d'ouverture O. 2704354 7. Mécanisme de commande selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que le levier de verrouillage (96) est conformé selon une fourchette (100), dans laquelle ladite encoche (105) semi-ouverte est délimitée par la surface d'appui (106) rayonnante, et par une dent (108).