Brevet FR2699730A1 — publié le 19940624

DISJONCTEUR MINIATURE A ECHAPPEMENT LATERAL DES GAZ DE COUPURE La présente invention concerne de façon générale des disjoncteurs qui se présentent sous la forme d'appareillages électriques modulaires destinés à être inclus dans une installation électrique industrielle ou domestique, basse tension ou moyenne tension. L'invention concerne de façon plus particulière un disjoncteur électrique miniature comprenant un boîtier isolant moulé, de forme générale parallélépipédique, présentant un socle arrière de fixation, agencé sur une face arrière du boîtier, et deux faces latérales s'étendant vers l'avant à partir du socle arrière, ledit boîtier renfermant une chambre principale d'extinction d'arc à tôles de désionisation. Le document FR-A-2 663 458 concerne un disjoncteur électrique miniature d'un type décrit ci- dessus Dans ce disjoncteur de l'art antérieur, il est prévu en outre une chambre de décompression faisant communiquer la sortie de la chambre principale avec le milieu extérieur, cette sortie s'effectuant au travers d'un orifice d'évacuation qui est situé au niveau du socle de fixation En outre, dans ce disjoncteur de l'art antérieur, la chambre de décompression comporte une chicane qui est située au voisinage de l'orifice d'évacuation Ce disjoncteur de l'art antérieur a pour avantage que les gaz de coupure sortent du boîtier du disjoncteur au niveau de son socle arrière, et par conséquent, les gaz de coupure sont ainsi déviés vers une zone postérieure, dépourvue de parties actives sous tension Ainsi, cette disposition connue permet d'améliorer la fiabilité du disjoncteur en réduisant les possibilités d'amorçages électriques au niveau des parties actives sous tension externes au disjoncteur, en particulier au niveau des bornes externes et des fils électriques de raccordement, parce qu'il n'y a en général pas de partie active sous tension agencée au voisinage du socle arrière du disjoncteur. Cependant, dans un tel disjoncteur de l'art antérieur, l'espace disponible entre la chambre principale et le socle arrière est relativement faible, en particulier, la distance séparant la zone au travers de laquelle les gaz sortent de la chambre principale et l'orifice d'évacuation ménagé au travers du socle arrière est relativement faible, par exemple de l'ordre de 8 à 15 mm D'autre part, cette chambre de décompression est limitée par des parois internes dont la somme des surfaces reste relativement faible La chicane qui est prévue à l'intérieur de cette chambre de décompression reste relativement peu efficace parce qu'elle est située dans un espace trop restreint et parce qu'elle est trop proche de la zone au travers de laquelle les gaz s'échappent de la chambre principale. Il résulte de cela que les gaz qui s'échappent au travers de l'orifice d'évacuation ménagé dans le socle arrière restent relativement chauds et denses, ces gaz pouvant ainsi créer des décharges électriques et pouvant aussi faire vieillir prématurément certaines parties du boîtier du disjoncteur, en particulier des parties du boîtier en matière plastique situées au niveau de la chambre de décompression et au niveau ou au voisinage de l'orifice d'évacuation du socle arrière. Un objet de la présente invention consiste à proposer un disjoncteur électrique miniature dans lequel les gaz produits dans la chambre principale d'extinction d'arc sont plus efficacement décomprimés. Un autre objet de l'invention consiste à proposer un tel disjoncteur dans lequel il est prévu une chambre de décompression plus efficace, sans toutefois entraîner une augmentation de la complexité. Un autre objet de l'invention consiste à proposer un tel disjoncteur pouvant permette en outre d'agencer une telle chambre de décompression qui soit suffisamment efficace pour pouvoir ne pas comporter d'orifice d'évacuation. Un autre objet de l'invention consiste à proposer un tel disjoncteur dans lequel un orifice d'évacuation de la chambre de décompression peut être aisément ménagé dans une partie du socle arrière, en un endroit de ce socle arrière situé à une distance relativement grande de la zone au travers de laquelle les gaz s'échappent de la chambre principale. L'invention concerne donc un disjoncteur électrique comprenant un boîtier isolant moulé présentant un socle arrière et deux parois latérales s'étendant vers l'avant à partir du socle arrière, ledit boîtier renfermant une chambre principale d'extinction d'arc à tôles de désionisation produisant des gaz de coupure Selon une caractéristique essentielle de l'invention, le disjoncteur comprend en outre: une ouverture ménagée dans l'une desdites parois latérales, débouchant dans ladite chambre principale; une pièce d'évacuation des gaz de forme allongée, comprenant un évidement ménagé longitudinalement dans une face latérale de la pièce d'évacuation, cet évidement débouchant longitudinalement seulement au niveau d'une des extrémités de la pièce d'évacuation, la pièce d'évacuation ayant sa dite une face latérale appliquée contre ladite paroi latérale du boîtier de façon à constituer avec cette paroi latérale une chambre d'évacuation des gaz allongée ayant une extrémité fermée et son autre extrémité ouverte, ladite pièce d'évacuation étant positionnée de telle sorte que ladite ouverture débouche dans la chambre d'évacuation des gaz au voisinage de son extrémité fermée et que son autre extrémité ouverte soit située au niveau dudit socle arrière du boîtier. Selon un mode de réalisation particulier de l'invention, le disjoncteur comprend en outre un capot qui a une forme générale d'une plaque plane et qui est monté latéralement sur ledit boîtier de façon parallèle à ladite paroi latérale du boîtier, ladite pièce d'évacuation étant maintenue entre le capot et la paroi latérale du boîtier. Selon un autre mode de réalisation de l'invention, ladite paroi latérale du boîtier comprend sur sa face externe des nervures de telle sorte que ladite pièce d'évacuation est appliquée contre la paroi latérale du boîtier en coopérant avec ces nervures afin que ces nervures maintiennent en position la 'pièce d'évacuation et contribuent à l'étanchéité entre la pièce d'évacuation et le boîtier. Selon un autre mode de réalisation de l'invention, ladite chambre d'évacuation des gaz présente une forme générale allongée et incurvée dans un plan parallèle au plan de la paroi latérale du boîtier afin que la distance parcourue par les gaz le long de la chambre d'évacuation soit augmentée. Selon un autre mode de réalisation de l'invention, ladite chambre d'évacuation des gaz présente une forme générale allongée et incurvée dans un plan parallèle au plan de la paroi latérale du boîtier afin que les gaz qui s'écoulent le long de la chambre d'évacuation sortent de la chambre d'évacuation suivant une direction d'éjection sensiblement perpendiculaire à la face externe dudit socle arrière du boîtier. Ces objets, caractéristiques et avantages, ainsi que d'autres de la présente invention seront mieux compris lors de la description détaillée d'exemples de réalisation qui va suivre, illustrée par les figures annexées parmi lesquelles: la figure 1 est une vue de côté d'un disjoncteur selon l'invention, certaines pièces et parties de pièces étant ôtées afin de montrer certains détails internes du disjoncteur; la figure 2 est une vue semblable à celle de la figure 1 mais dans laquelle des pièces et parties de pièces différentes sont ôtées afin de montrer d'autres détails du même disjoncteur selon l'invention; la figure 3 est une vue semblable à celle de la figure 2 mais dans laquelle l'une des pièces ôtée dans la figure 2 a été remise, afin de montrer encore d'autres détails du même disjoncteur selon l'invention; la figure 4 est une vue en coupe partielle, suivant la ligne IV-IV de la figure 3, dans laquelle toutes les pièces ou parties de pièces sont présentes; la figure 5 est une vue en coupe partielle, suivant la ligne V-V de la figure 3, dans laquelle toutes les pièces ou parties de pièces sont présentes; et la figure 6 est une vue semblable à celle de la figure 4 mais concernant une variante de réalisation du disjoncteur selon l'invention. Sur les figures 1, 2 et 3, un même disjoncteur selon la présente invention est représenté Ces trois figures diffèrent uniquement du fait que, d'une figure à l'autre, certaines pièces ou parties de pièces sont ôtées différemment afin de révéler plus facilement certaines parties internes du dispositif Si on se réfère aux figures 1 et 4, on voit que, d'une façon générale et classique, le disjoncteur comprend un boîtier 2 qui présente une forme générale parallélépipédique et qui est généralement en une matière plastique isolante Le boîtier 2 comprend un socle arrière 4 (figure 5) qui sert *à la fixation du disjoncteur et deux surfaces latérales 6 (une seule est visible sur les figures 1 à 5), ces deux surfaces latérales s'étendant vers l'avant à partir du socle arrière 4 Le boîtier 2 comporte en outre de façon classique une paroi supérieure 8, une paroi inférieure et une paroi avant 12 Les parois 4, 8, 10 et 12 relient par conséquent les deux faces latérales 6 de façon à constituer la forme générale parallélépipédique du boîtier 2 Le boîtier 2 renferme l'ensemble du mécanisme classique du disjoncteur et en particulier il renferme une chambre principale d'extinction d'arc 14 (figure 1) qui comprend un certain nombre de tôles de désionisation 16 disposées entre deux éléments conducteurs 18 et 20 Sur la paroi latérale 6 est ménagée une ouverture 22 (figure 2) qui débouché dans la chambre principale 14 et qui permet d'évacuer au travers de cette ouverture 22 les gaz de coupure Par conséquent, les gaz de coupure générés dans la chambre principale 14 s'évacuent latéralement au travers de l'ouverture 22 ménagée dans la paroi latérale 6. Le boîtier 2 comprend en outre au niveau de la face latérale 6 un pourtour en rehaussement 24 qui s'étend radialement vers l'extérieur à partir de la paroi latérale 6 et dont le bord externe 26 est adapté pour recevoir de façon classique un capot latéral 28. Par conséquent, lorsque le capot 28 est monté contre le rebord 26, l'ensemble constitue un espace latéral 30 qui est sensiblement fermé et qui s'étend entre la paroi latérale 6 et le capot 28 suivant une épaisseur relativement faible, par exemple comprise entre 3 et 8 mm. Comme on peut le voir sur les figures 3, 4 et 5, dans l'espace latéral 30, est disposée une pièce d'évacuation des gaz 32 qui est décrite en détail ci- après La pièce d'évacuation des gaz 32 présente une forme générale d'une goulotte, c'est-à-dire que, comme on peut le voir sur la vue en coupe de la figure 5, cette pièce 32 présente une section qui est en forme de U renversé, cela sur toute sa longueur La pièce d'évacuation des gaz 32 a ainsi une forme allongée qui s'étend depuis une zone située au-dessus de l'ouverture 22 jusqu'à une zone située au niveau de la face externe du socle arrière 4, comme on peut le voir en particulier sur la figure 3. Comme on peut le voir sur la figure 5, la pièce d'évacuation des gaz 32 est appliquée contre la face externe de la paroi latérale 6 du boîtier 2, de telle sorte que sa partie évidée interne constitue avec la paroi latérale 6 une chambre 34 qui est appelée par la suite "chambre de détente" parce que cette chambre 34 est destinée à détendre les gaz de coupure qui sont produits dans la chambre principale 14 du disjoncteur et qui passent dans la chambre de détente 34 au travers de l'ouverture 22 Ces gaz de coupure rentrent donc dans la chambre de détente 34 au niveau de l'ouverture 22 et se déplacent le long de cette chambre jusqu'à son extrémité ouverte 36 qui est située au niveau de la face externe du socle arrière 4 du boîtier 2 Par conséquent, les gaz de coupure sortent du disjoncteur au niveau du socle arrière 4 de celui-ci, comme cela est représenté par la flèche de la figure 3. Sur la figure 2, on distingue en vue de dessus le disjoncteur dans lequel on voit la paroi latérale 6 du boîtier 2 mais dans lequel la pièce d'évacuation des gaz 32 a été ôtée Des flèches présentes sur la figure 2 indiquent le cheminement des gaz de coupure depuis leur sortie au niveau de la fenêtre 22 jusqu'à la sortie 36 de la chambre de détente 34 La pièce d'évacuation des gaz 32 est fixée de façon relativement étanche sur la paroi latérale 6 grâce à des nervures 38, 40 qui sont ménagées en protubérances sur la face externe de la paroi latérale 6 et qui permettent un emboîtement de la pièce d'évacuation des gaz 32 sur ces nervures Ces nervures 38, 40 assurent en outre un positionnement de la pièce d'évacuation 32 ainsi qu'une amélioration de l'étanchéité entre la pièce d'évacuation 32 et la paroi latérale 6 du boîtier 2 En outre, comme on peut le voir sur les figures 3 et 5, la pièce d'évacuation des gaz 32 comporte, d'une façon classique en soi, des pattes de fixation 42, 44, 46 qui comprennent chacune un trou au travers duquel passe un plot 48 ménagé en protubérance sur la paroi latérale 6. En d'autres termes, on peut dire sue la pièce d'évacuation des gaz 32 est de forme allongée, comprenant un évidement 34 ménagé longitudinalement dans une face latérale 50 de la pièce d'évacuation, cet évidement 34 débouchant longitudinalement seulement au niveau d'une des extrémités 36 de la pièce d'évacuation, la pièce d'évacuation ayant sa dite une face latérale 50 appliquée contre ladite paroi latérale 6 du boîtier 2 de façon à constituer avec cette paroi latérale 6 une chambre d'évacuation des gaz 34 allongée ayant une extrémité fermée 52 et son autre extrémité ouverte 36, ladite pièce d'évacuation 32 étant positionnée de telle sorte que ladite ouverture 22 débouche dans la chambre d'évacuation des gaz 34 au voisinage de son extrémité fermée 52 (figure 4) et que son autre extrémité ouverte 36 (figure 3) soit située au niveau dudit socle arrière 4 du boîtier 2. Le capot 28 a une forme générale d'une plaque plane et est monté latéralement sur ledit boîtier de façon parallèle à ladite paroi latérale du boîtier, ladite pièce d'évacuation 32 étant maintenue entre le capot 28 et la paroi latérale 6 du boîtier 2. De préférence, comme on peut le voir sur la figure 3, la chambre d'évacuation des gaz 34 présente une forme générale allongée et incurvée ou munie de coudes 54, 56 tout en restant dans un plan parallèle au plan de la paroi latérale 6 du boîtier 2 afin que la distance parcourue par les gaz le long de la chambre d'évacuation soit augmentée D'autre part, cette incurvation ou ces coudes de la chambre d'évacuation 34 fait en sorte que les gaz qui s'écoulent le long de la chambre d'évacuation sortent de la chambre d'évacuation suivant une direction d'éjection sensiblement perpendiculaire à la face externe dudit socle arrière 4 du boîtier 2 (flèche de la figure 3). La chambre d'évacuation 34 présente une forme relativement aplatie, c'est-à-dire que l'épaisseur de cette chambre mesurée suivant une direction perpendiculaire à la paroi latérale 6 est petite (par exemple 1 à 4 mm) par rapport à la largeur de la chambre mesurée suivant une direction parallèle à la paroi latérale 6 (par exemple 7 à 15 mm) et à sa longueur mesurée aussi suivant une direction parallèle à la paroi latérale 6 (par exemple 30 à 80 mm) Cette forme aplatie assure un refroidissement efficace des gaz sans échauffement local excessif de certaines parties du disjoncteur D'autre part, cette chambre d'évacuation des gaz 34 est avantageusement logée dans une partie du disjoncteur qui est sans cela inutilisée. De préférence, le boîtier 2, la pièce d'évacuation des gaz 32 et le capot 28 sont réalisés en matière plastique moulée isolante. REVENDICATIONS 1 Disjoncteur électrique comprenant un boîtier isolant moulé ( 2) présentant un socle arrière ( 4) et deux parois latérales ( 6) s'étendant vers l'avant à partir du socle arrière, ledit boîtier renfermant une chambre principale d'extinction d'arc ( 14) à tôles de désionisation ( 16) produisant des gaz de coupure, caractérisé en ce qu'il comprend en outre: une ouverture ( 22) ménagée dans l'une desdites parois latérales ( 6), débouchant dans ladite chambre principale ( 14); une pièce d'évacuation des gaz ( 32) de forme allongée, comprenant un évidement ( 34) ménagé longitudinalement dans une face latérale ( 50) de la pièce d'évacuation, cet évidement débouchant longitudinalement seulement au niveau d'une des extrémités ( 36) de la pièce d'évacuation, la pièce d'évacuation ( 32) ayant sa dite une face latérale ( 50) appliquée contre ladite paroi latérale ( 6) du boîtier ( 2) de façon à constituer avec cette paroi latérale une chambre d'évacuation des gaz ( 34) allongée ayant une extrémité fermée ( 52) et son autre extrémité ouverte ( 36), ladite pièce d'évacuation ( 32) étant positionnée de telle sorte que ladite ouverture ( 22) débouche dans la chambre d'évacuation des gaz ( 34) au voisinage de son extrémité fermée ( 52) et que son autre extrémité ouverte ( 36) soit située au niveau dudit socle arrière ( 4) du boîtier ( 2). 2 Disjoncteur électrique selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend en outre un capot ( 28) qui a une forme générale d'une plaque plane et qui est monté latéralement sur ledit boîtier ( 2) de façon parallèle à ladite paroi latérale ( 6) du boîtier, ladite pièce d'évacuation ( 32) étant maintenue entre le capot et la paroi latérale du boîtier. 3 Disjoncteur électrique selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que ladite paroi latérale ( 6) du boîtier comprend sur sa face externe des nervures ( 38, 40) de telle sorte que ladite pièce d'évacuation ( 32) soit appliquée contre la paroi latérale ( 6) du boîtier en coopérant avec ces nervures ( 38, 40) afin que ces nervures maintiennent en position la pièce d'évacuation et contribuent à l'étanchéité entre la pièce d'évacuation et le boîtier. 4 Disjoncteur électrique selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que ladite chambre d'évacuation des gaz ( 34) présente une forme générale allongée et incurvée ( 54, 56) dans un plan parallèle au plan de la paroi latérale du boîtier afin que la distance parcourue par les gaz le long de la chambre d'évacuation soit augmentée. Disjoncteur électrique selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que ladite chambre d'évacuation des gaz ( 34) présente une forme générale allongée et incurvée ( 54, 56) dans un plan parallèle au plan de la paroi latérale du boîtier afin que les gaz qui s'écoulent le long de la chambre d'évacuation sortent de la chambre d'évacuation suivant une direction d'éjection sensiblement perpendiculaire à la face externe dudit socle arrière ( 4) du boîtier ( 2).