Brevet FR2710453A1 — publié le 19950331

La présente invention se rapporte à un appareil contacteur-disjoncteur muni d'au moins un pôle de puissance comprenant un porte-contacts mobile coopérant avec des contacts fixes et pouvant être manoeuvré soit par les parties mobiles d'un électroaimant soit par une serrure. Il existe des appareils appelés contacteursdisjoncteurs pouvant assurer les fonctions d'un disjoncteur, d'un contacteur et d'un relais de protection thermique à l'aide des mêmes pôles de puissance. Les pôles de puissance comprennent chacun deux contacts fixes reliés à des bornes de raccordement et un pont de contacts mobiles qui forme un pont entre ces contacts fixes, en position de fermeture. Chaque pont de contacts est monté sur un porte-contacts et peut être actionné par un électroaimant (fonction contacteur), par un percuteur (protection contre les courts-circuits), par un module de protection thermique et/ou magnétique (fonction de protection contre les surcharges, les déséquilibres de phases et les surintensités) agissant sur la serrure de l'appareil. Il existe des contacteurs-disjoncteurs dans lesquels les contacts de chaque pôle de puissance sont logés dans une cartouche isolante assurant l'isolement entre pôles et formant la chambre de coupure. Chaque porte-contacts est soumis à un ressort de compression qui est en appui sur le fond de la cartouche et tend à fermer les contacts. La serrure et l'électroaimant sont mécaniquement indépendants du portecontacts et actionnent séparément ce porte-contacts. Pour maintenir l'appareil en position d'ouverture des contacts, il faut que l'électroaimant ou que le mécanisme à percuteur contrecarre l'effort du ressort de compression. Il existe des cartouches à contacts rotatifs qui sont utilisées dans les disjoncteurs limiteurs mais qui n'ont pas jusqu'à présent pu être utilisées sur des contacteursdisjoncteurs. La présente invention a pour but de fournir un appareil contacteur-disjoncteur dont les ressorts de pression de pôles agissant sur les contacts mobiles sont embarqués sur le porte-contacts mobile. Cet appareil est particulièrement adapté à des ponts de contacts rotatifs montés de préférence dans des cartouches. Cette utilisation de ponts de contacts rotatifs procure une vitesse de coupure améliorée. Du fait de l'absence du ressort de compression en appui sur le fond de la cartouche, il est possible de proposer des appareils adaptés à des calibres élevés et pourvus de motorisations avantageuses. Conformément à l'invention, l'appareil est caractérisé par le fait qu'il comporte des moyens pour accoupler mécaniquement le porte-contacts mobile et la serrure et des moyens pour accoupler mécaniquement le porte-contacts aux parties mobiles de l'électroaimant, ces moyens permettent d'accoupler indépendamment la serrure ou les parties mobiles de l'électroaimant audit porte-contacts de manière à permettre le fonctionnement en contacteur ou en disjoncteur de manière indépendante. Selon une caractéristique, le porte contacts est relié mécaniquement au mécanisme de serrure par l'intermédiaire d'une genouillère et les parties mobiles de l'électroaimant agissent sur l'axe de genouillère par l'intermédiaire d'une liaison articulée et coulissante autorisant les fonctionnements indépendants en contacteur ou en disjoncteur. Selon une caractéristique, le porte-contacts est un porte-contacts rotatif monté dans une cartouche. Selon une caractéristique, le porte-contacts est solidaire d'une manivelle reliée par une articulation à la genouillère. Selon une caractéristique, la liaison coulissante est constituée par une coulisse en forme de V ménagée dans la biellette de liaison et dans laquelle coulisse l'axe de genouillère. L'invention va maintenant être décrite avec plus de détail en se référant à un mode de réalisation donné à titre d'exemple et illustré par les dessins annexés sur lesquels: - la figure 1 est un schéma de l'appareil selon l'invention; - la figure 2 est un schéma de l'appareil dans une position ou la serrure est armée et la bobine de l'électroaimant est sous tension ce qui provoque la fermeture des pôles (fonctionnement en contacteur); - la figure 3 est un schéma de l'appareil dans une position où la serrure est armée ou la bobine de l'électroaimant est hors tension ce qui provoque l'ouverture des pôles (fonctionnement en contacteur); - la figure 4 est un schéma de l'appareil dans une position où la serrure est déclenchée ce qui provoque l'ouverture des pôles (fonctionnement en disjoncteur); - la figure 5 est un schéma de l'appareil dans une position où la serrure est déclenchée, pôles ouverts, et où l'électroaimant est ouvert; - la figure 6 est un schéma de l'appareil en cours de réarmement, l'électroaimant restant ouvert. L'appareil illustré par les dessins est un contacteur-disjoncteur comportant plusieurs pôles de puissance à double coupure. Un seul pôle est représenté sur la figure 1. Chaque pôle de puissance comprend d'une part un jeu de contacts fixes 13 et 14 qui sont reliés à deux bornes de raccordement 16 et 18 respectivement et d'autre part un pont de contacts mobiles 11 pourvu de pastilles de contact coopérant avec ces contacts fixes 13 et 14 de manière à établir ou à interrompre le passage de courant entre les bornes. La coupure est donc double. Les deux bornes sont par exemple des bornes à vis aptes à permettre de raccorder des conducteurs électriques. Le pont de contacts 11 est monté sur un portecontacts 12 qui est réalisé en matériau isolant et est guidé en rotation autour d'un axe de pivotement 15. La partie médiane du pont de contacts 11 se loge dans un logement du porte-contacts 12 de manière à pouvoir pivoter par rapport à ce portecontacts, le mouvement de pivotement relatif étant limité par des butées. Des ressorts sont montés entre le pont de contacts 11 et le porte-contacts 12 de manière à créer la pression des contacts. Le porte-contacts 12 pivotant est solidaire d'une manivelle d'entraînement 17. Les contacts de chaque pôle de puissance sont contenus dans une cartouche isolante 1 assurant l'isolement entre pôles et formant la chambre de coupure. Les différentes cartouches 1 sont rangées et maintenues, côte à côte, dans un boîtier 3 dans lequel se logent l'électroaimant 4 de manoeuvre des contacts et la serrure 5 et qui présente un socle de fixation de l'appareil. Chaque cartouche 1 comporte une enveloppe extérieure en matière plastique moulée. Elle contient le pont de contacts 11 et le porte-contacts 12 qui peut est guidé de manière à pivoter autour de l'axe de pivotement 15, entre la position d'ouverture des contacts et la position de fermeture des contacts. Le porte-contacts 12 traverse un coté de l'enveloppe et il est solidaire de la manivelle d'entraînement 17. L'axe de pivotement 15 se trouve sensiblement à égale distance des deux contacts mobiles, le pont de contacts 12 s'étendant de part et d'autre de cet axe de pivotement. Les cartouches 1 contiennent des ailettes de désionisation. Le socle de fixation de l'appareil permet le montage du contacteur soit sur un rail grâce à un dégagement pourvu de moyens d'accrochage, soit sur une platine grâce à des rebords latéraux dans lesquels sont prévus des trous de fixation. L'électroaimant 4 qui commande le déplacement des contacts mobiles se compose d'un circuit magnétique fixe 41, d'un circuit magnétique mobile 42 susceptible d'être déplacé en translation et d'une bobine 43. La bobine 43 est pourvue de bornes d'alimentation qui sont accessibles à l'extérieur du boîtier. Un ressort de rappel 44 de l'électroaimant et des contacts mobiles tend à ramener le circuit magnétique mobile 42 en position d'ouverture des contacts. La manivelle d'entraînement 17 de chaque portecontacts rotatif 12 d'un pôle est reliée à la serrure 5 par une genouillère constituée de deux biellettes 21 et 22 articulées l'une à l'autre autour d'un axe d'articulation 23. La biellette 22 est accouplée mécaniquement à la serrure 5, tandis que la biellette 21 est accouplée à la manivelle d'entraînement 17. La manivelle d'entraînement 17 du porte-contacts rotatif 12 est d'autre part reliée mécaniquement au circuit magnétique mobile 42 de l'électroaimant. A cet effet, l'axe d'articulation de genouillère 23 est mécaniquement relié au circuit magnétique mobile 42 de l'électroaimant par l'intermédiaire d'une liaison articulée et coulissante 25 et d'une biellette de liaison 24. Cette biellette de liaison 24 est reliée d'un côté à l'axe 23 par la liaison articulée et coulissante 25 et est reliée de l'autre côté à l'armature mobile 42 par une articulation 27. Elle est guidée en translation. La biellette de genouillère 21 est articulée en 26 à la manivelle 17. La biellette de genouillère 22 est elle reliée à la serrure 5. La liaison articulée et coulissante 25 est constituée par une coulisse 25 ménagée dans la biellette de liaison 24 et dans laquelle coulisse l'axe 23 de genouillère. Cette coulisse a une forme en V. La liaison articulée et coulissante 25 est conçue de manière à ne pas laisser de degré de liberté à l'axe 23 de manière à permettre le fonctionnement en contacteur tout en laissant un degré de liberté à cet axe 23 de manière à permettre le fonctionnement en disjoncteur. La coulisse 25 sera, de manière avantageuse, ouverte de manière à permettre le dégagement de l'axe 23 et, par voie de conséquence, le démontage. L'appareil comprend un module de protection magnétique et thermique 6 muni, sur chaque chemin de courant, d'un dispositif magnétique à déclenchement instantané destiné à assurer la protection contre les fortes surintensités et, sur chaque chemin de courant, d'un dispositif thermique destiné à assurer la protection contre les surcharges et le déséquilibre des phases. Lorsque le module de protection décèle une surcharge ou une surintensité sur un chemin de courant, il agit sur le porte-contacts par l'intermédiaire de la serrure 5. Tous les ordres de fonctionnement manuel ou de déclenchement transitent au travers de la serrure 5 qui agit mécaniquement sur un contact qui est raccordé en série avec la bobine 43 de l'électroaimant. La serrure 5 peut être actionnée manuellement par un bouton de commande 51 ou automatiquement par des ordres en provenance du module de protection 6. Les différents états du mécanisme sont matérialisés par la position du bouton de commande 51. Le fonctionnement de l'appareil va maintenant être décrit. Sur les figures 2 et 3, la serrure 5 est armée. Lorsque la bobine 43 est alimentée, l'électroaimant 4 est fermé et met la genouillère 21-22 en position déployée (figure 2). La genouillère fait pivoter la manivelle d'entraînement 17 et le pont de contacts 11 associé de manière que les pôles se ferment. Les ressorts de pression logés dans le porte-contacts 12 agissent de manière à appliquer le pont 11 contre les contacts fixes. Lorsque la bobine n'est pas ou n'est plus alimentée, le circuit magnétique mobile 42 et la biellette de liaison 24 amènent la genouillère 21-22 en position pliée. Le repliement de la genouillère 21-22 entraîne le pivotement du pont de contacts 11 et l'ouverture des pôles (figure 3). Cette ouverture se produit par intervention sur le circuit de commande de la bobine ce qui est le fonctionnement normal d'un contacteur. Dans le cas de ces figures 2 et 3, la serrure est en position armée et la liaison est positive entre la liaison coulissante 25 et l'axe 23. A partir de la position pôles fermés qui est illustrée par la figure 2, l'ouverture peut se produire soit comme dans le cas précédent soit sur court-circuit ou surcharge. Dans ce cas la serrure 5 se déclenche (figure 4) et déplace l'ensemble de la genouillère 21-22. Celle-ci en se déplaçant fait pivoter le porte-contacts 11 et les pôles s'ouvrent. A partir de cette position la bobine cesse d'être alimentée et l'électroaimant s'ouvre (figure 5). L'ouverture de l'électroaimant n'influe pas sur les contacts du fait qu'il n'y a plus de liaison positive entre la liaison coulissante 25 et l'axe 23. Les biellettes 21-22 constituant la genouillère auront des positions relatives différentes, en position déployée, selon l'effort et de la vitesse du contact souhaités, en fonction de la vitesse de l'électroaimant. Pour opérer le réarmement, l'opérateur manoeuvre le bouton 51 ce qui plie la genouillère 22-21. L'électroaimant reste ouvert. Pour changer une cartouche 1 et dans le cas où la coulisse 25 est ouverte, on peut faire basculer la biellette de liaison 24, autour de son axe 27, en la dégageant de son guidage. La coulisse se dégage de l'axe 23 de la genouillère ce qui permet le changement de cartouche. I1 est bien entendu que l'on peut sans sortir du cadre de l'invention, imaginer des variantes et des perfectionnements de détail et de même envisager l'emploi de moyens équivalents. L'appareil au lieu d'être prévu avec des contacts rotatifs comme cela a été décrit ci-dessus, pourrait être prévu avec des contacts mobiles en translation, associés à des ressorts de pression de pôles embarqués sur le porte-contacts mobile. REVENDICATIONS 1. Appareil contacteur-disjoncteur muni d'au moins un pôle de puissance comprenant un porte-contacts mobiles (11) coopérant avec des contacts fixes (13, 14) et pouvant être manoeuvré soit par les parties mobiles (42) d'un électroaimant (4) soit par un mécanisme de serrure (5), caractérisé par le fait qu'il comporte des moyens (21-22) pour accoupler mécaniquement le porte-contacts mobiles (11) et la serrure (5) et des moyens (24) pour accoupler mécaniquement le portecontacts (11) aux parties mobiles (42)de l'électroaimant, ces moyens permettent d'accoupler indépendamment la serrure (5) ou les parties mobiles (42) de l'électroaimant audit portecontacts (11) de manière à permettre le fonctionnement en contacteur ou en disjoncteur de manière indépendante. 2. Appareil selon la revendication 1, caractérisé par le fait que le porte contacts (11) est relié mécaniquement au mécanisme de serrure (5) par l'intermédiaire d'une genouillère (21-22) et que les parties mobiles (42) de l'électroaimant agissent sur l'axe de genouillère (23) par l'intermédiaire d'une liaison articulée et coulissante (25) autorisant les fonctionnements indépendants en contacteur ou en disjoncteur. 3. Appareil selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que le porte-contacts (11) est un porte-contacts rotatif monté dans une cartouche (1). 4. Appareil selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que le porte-contacts (11) est solidaire d'une manivelle d'entraînement (17) reliée par une articulation à la genouillère (21-22). 5. Appareil selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que la liaison coulissante (25) est constituée par une coulisse (25) en forme de V ménagée dans la biellette de liaison (24) et dans laquelle coulisse l'axe (23) de genouillère. 6. Appareil selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait qu'il comporte un module de protection (6) agissant sur la serrure (5). 7. Appareil selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que la coulisse (25) est ouverte de manière à permettre le démontage.