Brevet FR2745942A1 — publié le 19970912

DISJONCTEUR A APPLICATION UNIVERSELLE Le brevet US 4.754.247 décrit ce que l'on appelle un disjoncteur "intégré" qui assure une fonction d'interruption de circuit ainsi qu'une fonction auxiliaire. On se reportera à ce brevet pour ce qui concerne la description d'un couvercle auxiliaire monté sur le couvercle du disjoncteur pour assurer un accès aux dispositifs accessoires pouvant être installés sur place. Le disjoncteur intégré comprend un dispositif de déclenchement électronique à circuits intégrés qui permet d'utiliser une conception de disjoncteur dans une large gamme d'intensités nominales en combinaison avec une cosse de calibrage, montée également dans le couvercle du disjoncteur. Le dispositif de déclenchement électronique est décrit dans le brevet US 4.589.052 et la cosse de calibrage est décrite dans le brevet US 4.649.455. L'introduction de disjoncteurs du type "intégré" sur le marché mondial a soulevé certaines considérations intéressantes en ce qui concerne les diverses normes électriques internationales qui sont appliquées dans la plupart des pays européens et asiatiques. L'utilisation de composants ordinaires de disjoncteur pour une grande diversité d'intensités nominales internationales pourrait être la cause d'une contrainte sur le couvercle du disjoncteur au voisinage de la chambre à arc lorsqu'un couvercle de disjoncteur pour intensité nominale faible est utilisé avec un mécanisme d'actionnement de disjoncteur pour intensité nominale élevée. Les normes électriques internationales exigent que la manette du disjoncteur reste sur la position "CIRCUIT FERME" quand les contacts du disjoncteur sont soudés l'un à l'autre et que l'on tente de réenclencher le mécanisme d'actionnement du disjoncteur. L'addition du quatrième pôle de disjoncteur au disjoncteur tripolaire pour intensités nominales de l'industrie, fabriqué aux Etats-Unis, augmente davantage la quantité de produits gazeux engendrés pendant l'interruption de circuit dans des conditions d'essais de surintensités sévères. Le but de la présente invention est d'apporter au disjoncteur du type intégré décrit précédemment de nombreuses adaptations qui rendraient ce disjoncteur utilisable dans n'importe lesquels des pays appliquant les directions du Code Electrique International sans exiger une conception complète et distincte de disjoncteur à la fois pour le marché américain et pour les marchés étrangers. L'invention fournit un disjoncteur sous coffret moulé configuré pour être vendu sur le marché mondial. Un agencement de chevilles de guidage et de renforcement entre le couvercle et la boite du disjoncteur empêche un manque de concordance entre les couvercles et les boîtes utilisés pour diverses intensités nominales ou calibres US et internationaux tout en augmentant la résistance mécanique globale du coffret du disjoncteur. Un ressort séparé de rappel de manette d'actionnement coopère avec le mécanisme d'actionnement du disjoncteur pour que la manette d'actionnement revienne à coup sûr dans la position "CIRCUIT FERME" lorsqu'un soudage des contacts a lieu. Un écran supplémentaire de protection de ressorts de contacts montés sur le support de contacts mobile assure une protection des ressorts de contacts dans chaque pôle contre une contamination par les gaz engendrés par l'arc. On va maintenant décrire la présente invention en se référant aux dessins annexés, sur lesquels; la figure 1 est une vue en perspective de dessus d'un disjoncteur à boîtier moulé présentant les caractéristiques qui permettent sa vente sur le marché mondial; la figure 2 est une vue en perspective de dessus du disjoncteur de la figure 1 avant l'assemblage du couvercle du disjoncteur, de la manette et du ressort de rappel de manette; la figure 3A est une vue de côté du disjoncteur de la figure 1, cette vue montrant les contacts du disjoncteur dans un état fermé soudé et la manette d'actionnement dans une position DECLENCHEE; la figure 3B est une vue de côté du disjoncteur de la figure 1, cette vue montrant les contacts du disjoncteur dans un état fermé soudé et la manette d'actionnement dans une position REENCLENCHEE; la figure 4 est une vue en perspective du disjoncteur de la figure 1 avant l'assemblage du couvercle du disjoncteur pour montrer les chevilles de guidage-renforcement; la figure 5 est une vue en perspective de dessus du disjoncteur de la figure 1 avant l'assemblage du couvercle du disjoncteur pour montrer les écrans de protection de ressorts de contacts; et les figures 6A et 6B sont des vues de côté partielles et agrandies des bras de contacts mobiles se trouvant à l'intérieur du disjoncteur de la figure 4, ces vues montrant la fixation des écrans de protection de ressorts de contact au support de contacts mobile. Un disjoncteur intégré 10 est représenté sur la figure 1 et consiste en une boîte 11 en matière plastique moulée, à laquelle est fixé un couvercle 12 en matière plastique moulée, cette boîte et ce couvercle ayant chacun un périmètre rectangulaire comportant plusieurs cavités. Un couvercle auxiliaire 13, tel que décrit dans le brevet US précité 4.754.247, est disposé sur le dessus du couvercle autour de l'ensemble 14 de manette d'actionnement de disjoncteur. Le dispositif de déclenchement électronique 16 est disposé à l'intérieur du couvercle 12 du disjoncteur. La cosse de calibrage 17 est également accessible à partir du couvercle du disjoncteur pour permettre d'ajuster l'intensité nominale du disjoncteur, comme décrit dans le brevet US précité 4.649.455. La connexion électrique avec un circuit de distribution de l'électricité industrielle est effectuée au moyen des cosses 15 des bornes de ligne qui sont disposées à l'extrémité des bornes de ligne de la boîte 11. Des cosses 23 de bornes de charge sont disposées à l'extrémité de charge du boîtier comme on peut mieux le voir en se référant maintenant à la boîte 11 représentée sur la figure 2. Le disjoncteur 10 est représenté sur la figure 2 avec le couvercle enlevé pour montrer le mécanisme 21 d'actionnement de disjoncteur, mécanisme qui est décrit dans le brevet US 5.004.878. Les chambres 20 de coupure d'arc se trouvent à une des extrémités du mécanisme d'actionnement tandis que les transformateurs 22 de courant se trouvent sur l'extrémité opposée proche des cosses 23 de charge. Selon une des caractéristiques de l'invention, un ressort 24 de rappel de manette est inséré entre l'ensemble de manette 14 et le mécanisme d'actionnement 21. L'ensemble de manette se présente sous la forme d'un ensemble d'une seule pièce comportant un levier 18 de manette, s'étendant vers le haut, et une jupe 19 de manette à sa base. Le ressort 24 de rappel de manette consiste en un corps hélicoïdal 26 muni d'un crochet inférieur 28 conçu pour être fixé à l'axe 30 de déclenchement du mécanisme d'actionnement 21 et un crochet supérieur 27 conçu pour être fixé au trou 29 formé dans la paroi de dessus 31 de la partie étrier de la manette du mécanisme d'actionnement. On se rend compte du fonctionnement du ressort de rappel de manette en se référant à la fois à la figure 3A et la figure 3B. Le disjoncteur 10 est représenté sur la figure 3A avec le mécanisme d'actionnement 21 agissant de façon réciproque avec le bras 32 de contact mobile au moyen d'une traverse 33. Le contact mobile 34 est représenté soudé au contact fixe 35 et le levier 18 de manette se trouve dans la position "CIRCUIT FERME". Le ressort 24 de rappel de manette se trouve dans son état non sollicité dans lequel il s'étend entre la partie supérieure du mécanisme d'actionnement et le doigt de déclenchement 30. Quand on tente de réenclencher le mécanisme d'actionnement, on déplace le levier 18 de manette jusqu'à la position représentée sur la figure 3B, ce qui allonge le ressort 24 de rappel de manette. Le mécanisme d'actionnement ne peut pas être réenclenché en raison de la liaison soudée entre les contacts fixe et mobile 35, 34. Quand on relâche alors le levier de la manette, ce levier revient immédiatement dans la position "CIRCUIT FERME" indiquée sur la figure 3A. L'opérateur voit ainsi que les contacts sont soudés l'un à l'autre et que le matériel électrique associé peut rester encore alimenté. Une autre caractéristique de l'invention est représentée sur la figure 4 o des chevilles 36 en acier sont disposées sélectivement à l'intérieur des parois latérales 25 de la boîte 11 du disjoncteur. Les chevilles 36 sont insérées dans des cavités 39 formées dans les parois latérales et des cavités correspondantes 37 sont formées dans les parois latérales 38 du couvercle 12. Le nombre et la position des chevilles et des cavités permet de fixer sélectivement certains couvercles à certaines boîtes. Du fait que les matériaux utilisés pour former les couvercles des disjoncteurs et les produits d'addition utilisés dans ces matériaux varient pour les différentes intensités nominales, on peut concevoir qu'il est possible qu'un couvercle pour faibles intensités nominales puisse être fixé à une boîte pour intensités nominales plus élevées. Les chevilles sont alors disposées dans des cavités prédéterminées qui sont formées dans la boîte et qui sont alignées avec des cavités correspondantes formées dans le couvercle afin d'assurer un appariement approprié entre les boîtes et les couvercles pour toutes les intensités nominales. Les chevilles améliorent aussi notablement les propriétés de résistance mécanique du couvercle et de la boîte vis-à-vis des forces engendrées à l'intérieur du boîtier du disjoncteur pendant des conditions de surintensité sévères. Une caractéristique supplémentaire de l'invention réside dans la fonction de guidage que des chevilles assurent lorsque le couvercle est déplacé légèrement vers le haut par soufflage dans un sens l'éloignant de la boîte lorsque se produit une telle surintensité. La légère séparation entre la boîte et le couvercle permet à la pression des gaz internes de diminuer et empêche un endommagement du boîtier. En l'absence des chevilles, le couvercle pourrait être décalé légèrement de la boîte et l'intérieur du disjoncteur serait alors insuffisamment étanche quand le couvercle reviendrait en contact étroit avec la boîte après que la pression de gaz internes ait été mise en communication avec l'atmosphère. Pour empêcher un endommagement, par contamination, des ressorts 42 de contacts supportés par le support 43 de contacts, représenté sur la figure 5, pendant une telle interruption intense du circuit, un écran 40 pour ressorts de contacts est disposé sur l'extrémité avant 42A du support 42 de contacts. Cet écran est moulé à partir d'une matière plastique résistant aux températures élevées, comme par exemple le Nylon, ou un matériau en fibres résistant aux températures élevées, comme par exemple la wollastonite, pour résister aux températures élevées engendrées dans les chambres 20 d'extinction d'arc pendant le processus d'interruption. La fente inférieure 51 contient une partie du support de bras de contact tandis que la fente radiale supérieure 52 contribue à fixer l'écran sur le support de contacts. Les saillies 41 s'étendent depuis l'écran de manière à assurer une protection latérale aux ressorts de contacts. L'écran 40 est fixé au support 43 de contacts de la manière représentée sur les figures 6A et 6B o le support 43 de contacts est représenté supportant le bras 32 de contact d'amorçage d'arc muni du contact 34 d'amorçage d'arc fixé à une des extrémités du bras et les bras 44 de contacts principaux avec les contacts principaux 46 fixés à une des extrémités de ces bras. Le ressort 47 de contact d'amorçage d'arc est fixé à un chapeau 49 et est inséré à travers une ouverture 50 du support de contacts après que l'écran 40 a été fixé au support de contacts. Les ressorts 48 de contacts principaux sont emprisonnés entre les bras 44 de contacts principaux et le support 43 de contacts. On place l'écran 40 sur le support 43 de contacts en disposant la fente inférieure 51 au-dessus de l'extrémité avant 43A et en alignant les saillies 41 avec les ressorts 48 de contacts principaux. Avec l'écran fixé au support de contacts, comme représenté sur la figure 6B, la fente radiale supérieure 52 est emprisonnée derrière le chapeau 49 qui fixe solidement l'écran 40 au support 32 de contacts et qui positionne les saillies 41 sur l'écran le long des ressorts 48 de contacts principaux en vue d'assurer une protection supplémentaire contre une contamination par les gaz engendrés par les arcs. On a décrit ici un boîtier et des composants de disjoncteur qui permettent à ce disjoncteur de satisfaire aux exigences du Code Electrique International. Cette conception de disjoncteur peut, par conséquent, être vendue à la fois aux Etats-Unis et sur les marchés mondiaux sans autre modification. REVENDICATIONS 1. Disjoncteur universel caractérisé en ce qu'il comprend: - une boîte (11) et un couvercle (12) en matière plastique moulée; - un premier bras de contact mobile (32) dans ladite boîte, ce bras portant un premier contact mobile à une de ses extrémités et exerçant une interaction avec un mécanisme d'actionnement pour faire venir ce contact contre le premier contact fixe et pour l'en séparer, ledit premier contact mobile étant sollicité, de manière à venir porter contre ledit premier contact fixe, par un premier ressort de contact; - une chambre de coupure d'arc (20) à proximité desdits premiers contacts fixe et mobile pour refroidir et éteindre un arc électrique lorsque lesdits contacts fixe et mobile sont séparés lors d'un état de surintensité; et - un écran (40) disposé entre ledit premier ressort de contact et ladite chambre à arc et empêchant les contaminants en provenance dudit arc de venir en contact avec ledit premier ressort de contact. 2. Disjoncteur universel selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend un second bras de contact mobile disposé dans ladite boîte, ce bras supportant un second contact mobile à une de ses extrémités et exerçant une interaction avec ledit mécanisme d'actionnement pour faire venir ce contact mobile contre un second contact fixe et pour l'en séparer, ledit second contact mobile étant sollicité, de manière à venir porter contre ledit second contact fixe, par un second ressort de contact. 3. Disjoncteur universel selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que ledit écran empêche lesdits contaminants de venir en contact avec ledit second ressort de contact. 4. Disjoncteur universel selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que ledit premier contact mobile comprend un contact principal. 5. Disjoncteur universel selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que ledit second contact mobile comprend un contact auxiliaire.