Brevet FR2709864A1 — publié le 19950317

Disjoncteur électrique à mécanisme à basculement brusque L'invention concerne un disjoncteur électrique à mécanisme à basculement brusque, qui comprend un levier tendeur (levier d'entraînement) pouvant être actionné directement ou indirectement à la main, par lequel un élément de détente peut être déplacé dans deux positions de repos par l'intermédiaire d'un organe d'accouplement, un ressort accumulateur de force étant tendu pendant le mouvement entre une position de repos et l'autre jusqu'à ce que soit atteinte la position basculée de l'élément de détente, et après dépassement de la position basculée, le ressort accumulateur de force continue de déplacer l'élément de détente dans la même direction jusqu'à ce que la seconde position de repos de l'élément de détente soit atteinte, et un levier de transmission pouvant être déplacé par l'élément de détente, levier qui est accouplé au contact électrique mobile du disjoncteur. On connaît des disjoncteurs électriques les plus divers comprenant un mécanisme à basculement brusque. Leur mécanisme de commutation est en général de construction compliquée et présente des dimensionsrelativement importantes. Il s'est également avéré que lorsque les contacts électriques sont soudés l'un à l'autre, la force élastique du ressort accumulateur de force ne suffit souvent pas pour séparer l'un de l'autre les contacts soudés dans un cas d'urgence. Le but de l'invention est d'améliorer un disjoncteur électrique du type mentionné dans le préambule de manière que les contacts puissent être séparés fiablement l'un de l'autre bien que le dispositif soit de constitution simple et de petites dimensions, quand ces contacts opposent une résistance à la force d'ouverture parce qu'ils sont soudés l'un à l'autre. Selon l'invention, ce but est atteint du fait que l'élément de détente comprend, pour déplacer le levier de transmission, un élément d'appui (rouleau) qui glisse ou roule le long du levier de transmission sur une longueur de course déterminée, alors que l'élément d'appui, dans la position d'ouverture du disjoncteur, repose contre une butée en saillie (nez, crochet) du levier de transmission et limite sur un côté la course du levier de transmission. Grâce à une telle construction, il est possible, par l'intermédiaire de la poignée ou du levier tendeur, de transmettre directement au contact électrique une force suffisamment importante par les divers éléments du mécanisme de commutation pour que ce contact soit libéré. Cette force qui est exercée à la main peut être supérieure à la force du ressort accumulateur de force, qui cependant assiste encore le mouvement d'ouverture. Il est particulièrement avantageux que lors d'un mouvement du levier tendeur de la position de fermeture à la position d'ouverture l'élément d'appui parvienne en appui sur la butée après un premier mouvement partiel, et que pendant le mouvement restant et tout en maintenant l'élément d'appui sur la butée du levier de transmission, il puisse être amené par l'intermédiaire de l'élément d'appui dans la position dans laquelle le contact du disjoncteur est ouvert. On peut obtenir un mécanisme de commutation relativement simple, ne comprenant que peu d'éléments mobiles et dont les dimensions sont réduites quand la longueur de course de l'élément d'appui est plus courte entre les deux positionsde repos de l'élément de détente que la longueur de course de l'élément d'articulation entre l'élément de transmission conduisant au contact électrique et le levier de transmission. Le ressort accumulateur de force exerce une force élevée sur une faible longueur de course, tout en pouvant déterminer une longueur de course de commutation importante. Il est particulièrement avantageux que la longueur de course de l'élément d'appui soit comprise entre le tiers et la moitié de la longueur de course de l'élément d'articulation du levier de transmission. Il est également très avantageux que le ressort accumulateur de force ne soit déplacé que sur une longueur de course très limitée. Avantageusement, il est proposé que le ressort accumulateur de force soit constitué par un fort ressort hélicoidal de pression, un ressort de tension annulaire, un ressort à disque ou un ressort en forme de lame tubulaire. Un mode de réalisation est montré sur le dessin et va maintenant être décrit en détail. Sur le dessin: la figure 1 représente le mécanisme de commutation du disjoncteur électrique dans la position d'ouverture, l'arbre de commutation et les contacts électriques n'étant pas montrés, la figure 2 représente le mécanisme de commutation de la figure 1 dans la position de fermeture, et la figure 3 est une vue en coupe selon la ligne A-A de la figure 1. L'élément de manoeuvre (poignée) du disjoncteur électrique sera appelé dans ce qui suit levier tendeur I et peut pivoter sur 60 autour d'un axe 2 depuis la position d'ouverture montrée à la figure 1 jusqu'à la position de fermeture montrée à la figure 2. Le levier tendeur 1 est constitué par un levier à deux bras dont le bras qui est nettement le plus important forme la poignée alors qu'à son bras court est raccordé un organe d'accouplement 3 dont l'autre extrémité est fixée de façon articulée à un élément de détente 4. L'élément de détente 4 comprend à une extrémité un élément d'articulation 5 auquel est fixé l'organe d'accouplement 3, et à son extrémité opposée une fente axiale 6 dans laquelle pénètre un tenon fixe 7. L'élément de détente 4 peut ainsi pivoter non seulement autour de l'axe 7 mais peut également s'y déplacer longitudinalement de façon limitée. Sur l'élément de détente est monté coaxialement un ressort accumulateur de force 8 ayant la forme d'un ressort hélicoidal de pression, qui s'appuie par une extrémité sur un épaulement 9 de l'élément de détente 4 qui est proche de l'élément d'articulation 5, et par son autre extrémité sur un support fixe 10. L'élément de détente 4 ne peut donc se déplacer longitudinalement qu'à l'encontre de la force du ressort 8. Les éléments 1, 3 et 8 forment ainsi un mécanisme à basculement brusque dans lequel, après pivotement du levier tendeur 1 sur un peu plus de la moitié de son angle de pivotement maximal, l'élément de détente passe brusquement de la position stable montrée à la figure 1 à la position stable montrée à la figure 2. L'élément d'articulation 5 se déplace alors sur la longueur de course relativement limitée W1. Si le levier tendeur est déplacé dans la direction opposée, l'élément de détente 4 revient brusquement de la position montrée à la figure 2 à la position montrée à la figure 1. On sélectionne les dimensions de manière que la longueur de course W1 entre les deux positions de repos stables soit plus courte que la longueur de course W2 de l'élément d'articulation d'un levier de transmission 11 qui est actionné et qui sera décrit dans ce qui suit. La ligne d'action 4a de l'élément de détente 4 est situéedans la position d'ouverture à l'extérieur de l'axe 13, ce qui fait que le point d'intersection de la ligne d'action 4a avec l'axe longitudinal du levier de transmission 11 se trouve à une distance b de l'axe 13, et dans la position de fermeture à une distance a (figure 2). Dans le présent mode de réalisation, la distance a est plus courte que la distance b. Le fait que le prolongement de la ligne d'action 4a dans la première position stable soit situé sur un côté de l'axe 13 et sur l'autre côté dans la seconde position stable a pour conséquence que le levier de transmission 11 pivote autour du rouleau 12 lors de la fermeture dans une autre direction de rotation que dans le cas de l'ouverture, et ceci sur une longueur de course très limitée du rouleau 12 avec des mouvements de pivotement importants du levier de transmission 11. Le ressort accumulateur de force 8 exerce une force élevée sur une longueur de course très courte, ce qui fait que le ressort 8 de même que l'élément de détente 4 peuvent être de longueur très courte quand le ressort 8 est suffisamment puissant. Ceci permet avec une courte longueur de course W1 de produire une longue course de commutation W2, de manière que le ressort ne se détende pas trop fortement et qu'il dispose encore d'une force suffisante à la fin de son mouvement pour déplacer l'arbre de commutation non représenté du disjoncteur. En particulier, la longueur de course Wl de l'élément d'articulation 5 est comprise entre le tiers et la moitié de la longueur de course W2. Le ressort accumulateur de force 8 peut être également constitué par un ressort de tension annulaire, un ressort à disque ou un ressort à lame tubulaire, qui se caractérisent tous par le fait qu'ils produisent une force élevée sur une courte longueur de course du 0lo ressort, qui reste sensiblement la même sur la faible longueur de course du ressort. Un rouleau est fixé de façon rotative sur l'élément d'articulation 5 pour constituer l'élément d'appui 12, comme montré en coupe à la figure 3. Ce rouleau 12 se déplace en tournant sur le bord rectiligne du levier de transmission 11 qui peut pivoter autour d'un axe fixe 13 qui est situé à proximité de l'élément d'articulation 5 et de l'organe d'accouplement 3. A son autre extrémité, le levier de transmission 11 comprend une fente allongée 14 orientée dans la direction longitudinale du levier 11, dans laquelle pénètre un élément de raccordement 15 qui est fixé sur une extrémité d'un élément d'accouplement en forme de barre 16. Lorsque l'élément de détente 4 pivote depuis la première position représentée sur la figure 1 vers la seconde position représentée sur la figure 2, le rouleau 12 roule le long du bord latéral 17 du levier de transmission 11 et fait ainsi pivoter le levier de transmission à deux bras, le rouleau 12 se trouvant, dans la première position, dans la région de la partie supérieure du bras de levier qui est proche de l'organe d'accouplement 3, et dans la seconde position dans la seconde partie du bras de levier. L'élément de détente 4 détermine une longueur de course relativement importante W2 de l'élément d'articulation 15. Dans la première position de l'élément d'articulation 5, le rouleau 12 est appliqué contre une butée (nez, crochet) 18 en saillie sur le bord 17 à la fin de sa course. Cette butée 18 fait que lors d'un mouvement du levier tendeur 1 depuis la position de fermeture vers la position d'ouverture, le rouleau 12 parvient en appui sur la butée 18 et fait également pivoter le levier de transmission 11 dans la position d'ouverture quand la force du ressort 8 ne suffit pas. Ceci est particulièrement important quand les contacts électriques du disjoncteur se sont soudés l'un à l'autre à la suite d'une sollicitation élevée provoquée par un arc électrique. L'élément d'accouplement 16 est articulé à son extrémité opposée à l'élément de raccordement 15 sur un arbre de commutation non représenté duquel fait saillie le contact électrique mobile qui vient s'appliquer contre un contact électrique fixe après un mouvement de l'arbre de commutation dans la position de fermeture. REVENDICATIONS 1. Disjoncteur électrique comprenant un mécanisme à basculement brusque (1, 3, 4, 8) qui comprend un levier tendeur (levier d'entraîinement) (1) pouvant être actionné directement ou indirectement à la main, par lequel un élément de détente (4) peut être déplacé par l'intermédiaire d'un organe d'accouplement (3) entre deux positions de repos, un ressort accumulateur de force (8) étant tendu pendant ce mouvement entre une position de repos et l'autre jusqu'à ce que soit atteinte la position basculée de l'élément de détente (4), et le 0lo ressort accumulateur de force (8) continue de déplacer dans la même direction l'élément de détente (4) après avoir dépassé la position basculée jusqu'à ce que la seconde position de repos de l'élément de détente (4) soit atteinte, et un levier de transmission (11) qui est accouplé avec le contact électrique mobile du disjoncteur pouvant être déplacé par l'élément de détente, caractérisé en ce que - l'élément de détente (4) comprend pour obtenir le mouvement du levier de transmission (11) un élément d'appui (rouleau) (12) qui se déplace en glissant ou en roulant sur une longueur de course déterminée le long du levier de transmission (11), et - l'élément d'appui (12), dans la position d'ouverture du disjoncteur, s'applique contre une butée en saillie (nez, rochet) (18) du levier de transmission (11) qui limite sur un côté la course du levier de transmission. 2. Disjoncteur selon la revendication 1, caractérisé en ce que dans le cas d'un mouvement du levier tendeur (1) depuis la position de fermeture vers la position d'ouverture, l'élément d'appui (12) vient en appui contre la butée (18) après un premier mouvement partiel, et en ce que pendant le mouvement restant et alors que l'élément d'appui (12) reste en appui contre la butée (18) du levier de transmission (11), il peut être déplacé par l'élément d'appui (12) dans la position dans laquelle le contact du disjoncteur est ouvert. 3. Disjoncteur selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que la longueur de course (Wil) de l'élément d'appui (12) entre les deux positions de repos de l'élément de détente (4) est plus courte que la longueur de course (W2) de l'élément d'articulation (15) entre l'élément de transmission qui va au contact électrique et le levier de transmission (11). 4. Disjoncteur selon la revendication 3, caractérisé en ce que la longueur de course (W1) de l'élément d'appui (12) est comprise entre le tiers et la moitié de la longueur de course (W2) de l'élément d'articulation (15) du levier de transmission (11). 5. Disjoncteur selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le ressort accumulateur de force (8) n'est déplacé que sur une course de très faible longueur. 6. Disjoncteur selon la revendication 5, caractérisé en ce que le ressort accumulateur de force (8) est un puissant ressort hélicoïdal de pression, un ressort tendeur annulaire, un ressort à disque ou un ressort à lame tubulaire.