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"Disjoncteur automatique à grand pouvoir de coupure"
L'invention concerne un disjoncteur automatique à grande pouvoir de coupure, convenant spécialement comme petit disjoncteur sur socle ou en forme de bouchon, à broches ou à viss er.
Les appareils de ce genre doivent, sous un volume très réduit, répondre à des conditions techniques très sévères. Leur pouvoir de coupure doit être très élevé, étant donné qu'ils peuvent être appelés à couper dos courts-circuits extrémement violents.
Un des facteurs importants du pouvoir de coupure est la vifessa d'ouverture du circuit; celle-ci dépend de l'effort exercé sur les contacts en vue de leur séparation et, au besoin, de leur arrachage s'ils avaient une tendance à se souder, ainsi que de l'inertie des pièces à mettre en mouvement. Il convient donc d'augmenter cet effort et de diminuer cette inertie dans les plus fortes proportions possible.
On connaît déjà des disjoncteurs dans lesquels l'armature du relais de déclenchement magnétique, c'est-à-dire de l'électroaimant influencé par les fortes surcharges et les courts-circuits, provoque le désencliquetage d'un organe pour permettre alors l'ouverture des contacts sous l'action d'un ressort de déclenchement.
En vue d'accélérer la séparation des contacts, l'invention prévoit que, dans un disjoncteur comportant un ressort de déclenchement qui agit sur le contact mobile, dans le sens de son ouverture, après désencliquetage du contact mobile sous l'eff et du déplacement de l'armature du relais magnétique ou électro-aimant
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de déclenchement, lorsqu'il se produit dans l'appareil un courant de surcharge suffisant pour attirer l'armature de l'électro-aimant ae déclenchement, cette armature agit, après avoir provoqué le dit désencliquetage dans la première partie de sa course,
sur le contact mobile de manière à ajouter son effort d'attraction à l'action exercée par la ressort de déclenchement. L'action da l'armature sur le contact mobile peut être directe ou indirecte; avantageusement, l'armature est montée à coulissement sur une tige portant le contact mobile, de manière que l'armature glisse librement sur cette tige jusqu'au moment où elle a produit le désencliquetage du contact mobile, et qu'immédiatement après, elle rencontre un épaulement prévu à cette tige, de façon à lui communiquer son déplacement sous l'effet de l'attraction de la bobine de déclenche" ment.
L'objet de l'invention présente non seulement l'avantage de provoquer une séparation extrêmement énergique des contacts, mais aussi de proportionner l'effort d'ouverture à l'intensité du courant qui en est cause, puisque l'armature est attirée d'autant plus énergiquement que le courant est plus fort; en outre, le ressort de déclenchement qui, à lui seul, peut provoquer l'ouverture du circuit dès que le contact mobile est désencliqueté, peut être choisi relativement faible. Ceci a pour conséquence de réduire les efforts sur les cliquets, d'augmenter donc la précision de leur fonctionnement et de diminuer leur usure. Comme, par ailleurs, l'appareil comporte un minimum de pièces en mouvement, l'inertie est très réduite, ce qui augmente également la vitesse de fonctionnement.
Indépendamment de la susdite bobine ou électro de déclenchement, il est prévu un relais temporisé, par exemple sous la forme d'une lame bimétallique, dont la déformation sous l'influence du courant provoqua le désencliquetage du contact mobile et, par conséquent, l'ouverture du circuit sous l'action du ressort de déclenchement, pour des courants situés entre le courant nominal, pour lequel l'appareil ne doit jamais déclencher, et le courant pour laquel le relais ou la bobine de déclenchement magnétique a été régi ée.
D'autres p articu larités et avantages ressortiront de la description d'un exemple d'exécution, donnée ci-après à simple titre démonstratif, avec référence au dessin schématique annexé, dans lequel :
Fig. 1 montre le disjoncteur dans sa position de passage du courant, c'est-à-dire le circuit étant fermé, et Fig. 2 montre la position d'encliquetage des divers organes,
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immédiatement après un déclenchement.
Dans ce dessin, 1 désigne la borne d'arrivée du courant, lequel traverse les contacts 2 et 3 court-circuités par le pont de contact mobile 4, passe par la bobine 10 et la lame bimétallique 17, pour partir finalement par la borne 18.
Le pont de contact 4 est supporté par une tige mobile 5-6 dont la partie 5 est isolante et présente un plus grand diamètre.
L'extrémité libre de la partie 6 est articulée en 13 sur un cliquet à deux branches 12, pivotant lui-même en 14. Ce cliquet 12 engage le bec d'une de ses branches dans un cliquet 24, articulé au pivot fixe 25, tandis que le bec de l'autre extrémité est retenu par un clapet 22 qui est maintenu par un léger ressort contre la butée 23.
Un ressort 11 tend à repousser la tige 6 et par conséquent le contact 4 dans le sens de la flèche. Le cliquet 12 est articulé en 14 à une biellette 15, articulée par son autre extrémité a un levier coudé 16 qui peut pivoter autour du point fixe 36 et dont l'autre extrémité est pourvue d'une boutonnière 21 engagée par un
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bouton d'enclenchement 20<!.
Pour produire le désencliquetage du contact mobile, il faut soulever la cliquet 24 de manière à dégager le bec supérieur du cliquet 12, soit sous l'action du relais temporisé, soit sous celle du relais de déclenchement magnétique. Dans le premier cas, c'est le déplacement da la lame bimétallique 17 qui provoque le mouvement du cliquet 24. Dans le deuxième cas, le mouvement de l'armature 7, qui est attirée violemment vers le noyau 8 de la bobine 10 en comprimant le ressort de rappel 9, soulève le cliquet 24 à l'aide d'un bossage qui est prévu à cette armature et qui agit, lors du déplacement de celle-ci, sur l'extrémité du cliquet qui repose contre l'armature.
Si le cliquet 24 est soulevé par la lame bimétallique, le bec supérieur du cliquet 12 est libéré , et le ressort 11 repousse la tige 6 en séparant le pont 4 des contacts fixes 2-3. En marne temps, le cliquet 12 pivote, autour du point 14, dans la position 12' indiquée en pointillé, ce qui a pour effet de dégager son bec inférieur du clapet 22 et permet au ressort 19 de refouler l'articulation 14, par l'intermédiaire de la biellette 15, dans la position montrée en Fig. 2.
Ceci a pour résultat de réengager le bec supé- rieur du cliquet 12 dans l'encoche du cliquet 24 revenu à sa position initiale. Llans son mouvement de translation, la biellette 15 entraîne le levier coudé 16 et fait remonter le bouton d'enclenche- ment 20, indiquant ainsi que le disjoncteur est ouvert.
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Lorsque l'appareil est traversé par un courant très élevé, la bilaue 17 n'agit pas assez rapidement pour couper efficacement ce courant, mais à ce moment intervient la bobine 10 dont l'armature 7 est attirée violement vers le noyau 8, en comprimant le ressort de rappel 9. Dans le première partie de sa course, l'armature 7 soulève le cliquet 24, canne indiqué ci-dessus, de manière à désencliqueter le contact mobile et à permettre au ressort 11 d'entrer en action, mais dès que ce désencliquetage a été produit, l'armature 7 vient en contact avec 1'épaulèrent formé par l'extrémité de la tige 5 et refoule violamnent celle-ci pour séparer le pont 4 des contacts 2 et 3.
Toute l'énergie imprimée à l'armature 7 est donc utilisée pour la séparation des contacts et contribue ainsi à l'ouverture extrêmement rapide du circuit. L'action du ressort 11 s'ajoute à celle de l'armature 7 et assure notamment le maintien des contacts dans la position de coupure, après le retour de l'armature sous l'action du ressort 9.
Les autres éléments sont déplacês comme indiqué ci-dessus, de sorte que l'ensemble se trouve alors également dans la position de la Fig. 2, dès que l'ouverture a été réalisme. Pour réenclencher, il suffit de pousser le bouton 20 vers la bas, de manière à ramener le levier 16 dans la position de la Fig. 1; en même temps, le pont 4 est appliqué de nouveau sur les contacts 2 et 3.
Il importe de noter que, même si l'on maintient le bouton 20 enfoncé penaant qu'il se produit une surcharge capable de faire fonctionner le cliquet 24, cette manoeuvre ne peut en aucune façon empêcner le déclanchement, ni même le retarder si peu que ce soit, ôtant donné que, grâce à la liberté de mouvement de/la biellette 15 articulée au cliquet 12, l'ouverture des contacts peut se faire lorsque le levier coudé 16 est maintenu dans la position de Fig.l.
Il va de soi que diverses modifications peuvent être apportées à la réalisation constructive de l'appareil, sans se départir de l'esprit de l'invention. Ainsi, la frappe de l'armature 7, au lieu de se faire directement sur le support du contact mobile, pourrait s'opérer à l'intervention d'un organe intermédiaire; le ressort 9, au lieu de prendre appui sur le noyau 8, pourrait prendre appui sur un épaulement de la tige 5, de sorte que toute l'énergie de l'armature serait accumulée, depuis le commencement de son déplacement, en vue de l'ouverture du circuit. Par ailleurs, les contacts peuvent être disposés dans une chambre de soufflage traversée par un flux magnétique produit par les flasques en fer doux prolongés depuis les deux extrémités de la bobine 10.
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"Automatic circuit breaker with high breaking capacity"
The invention relates to an automatic circuit breaker with high breaking capacity, particularly suitable as a small circuit breaker on a base or in the form of a plug, pin or screw.
Apparatus of this kind must, in a very small volume, meet very severe technical conditions. Their breaking capacity must be very high, since they can be called upon to cut extremely violent short circuits.
One of the important factors of the breaking capacity is the opening speed of the circuit; this depends on the force exerted on the contacts with a view to their separation and, if necessary, their tearing if they had a tendency to weld, as well as the inertia of the parts to be set in motion. This effort should therefore be increased and this inertia reduced in the highest possible proportions.
Circuit breakers are already known in which the armature of the magnetic tripping relay, that is to say of the electromagnet influenced by strong overloads and short circuits, causes the unclipping of a member to then allow the opening of the contacts under the action of a tripping spring.
In order to accelerate the separation of the contacts, the invention provides that, in a circuit breaker comprising a tripping spring which acts on the movable contact, in the direction of its opening, after disengaging the movable contact under the effect of the displacement of the armature of the magnetic relay or electromagnet
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tripping, when a sufficient overload current occurs in the device to attract the armature of the electromagnet ae tripping, this armature acts, after having caused the said disengagement in the first part of its travel,
on the movable contact so as to add its attraction force to the action exerted by the tripping spring. The action of the armature on the moving contact can be direct or indirect; advantageously, the armature is slidably mounted on a rod carrying the movable contact, so that the armature slides freely on this rod until the moment when it has produced the disengagement of the movable contact, and that immediately after, it meets a shoulder provided for this rod, so as to communicate to it its displacement under the effect of the attraction of the trigger coil.
The object of the invention has not only the advantage of causing an extremely energetic separation of the contacts, but also of proportioning the opening force to the intensity of the current which is the cause, since the armature is attracted to it. 'the more energetically the stronger the current; in addition, the tripping spring which, by itself, can cause the opening of the circuit as soon as the movable contact is released, can be chosen relatively weak. This has the consequence of reducing the forces on the pawls, therefore increasing the precision of their operation and reducing their wear. As, moreover, the apparatus has a minimum of moving parts, the inertia is very low, which also increases the operating speed.
Independently of the aforesaid coil or electro trigger, a time delay relay is provided, for example in the form of a bimetallic strip, the deformation of which under the influence of the current provokes the disengagement of the moving contact and, consequently, the opening of the circuit under the action of the tripping spring, for currents situated between the nominal current, for which the device must never trip, and the current for which the relay or the magnetic tripping coil has been regulated.
Other features and advantages will emerge from the description of an exemplary embodiment, given below for illustrative purposes only, with reference to the appended schematic drawing, in which:
Fig. 1 shows the circuit breaker in its current flow position, that is to say the circuit being closed, and FIG. 2 shows the snap-in position of the various components,
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immediately after a trigger.
In this drawing, 1 designates the incoming terminal of the current, which crosses the contacts 2 and 3 short-circuited by the movable contact bridge 4, passes through the coil 10 and the bimetallic strip 17, to finally leave through the terminal 18 .
The contact bridge 4 is supported by a movable rod 5-6, the part 5 of which is insulating and has a larger diameter.
The free end of part 6 is articulated at 13 on a pawl with two branches 12, itself pivoting at 14. This pawl 12 engages the beak of one of its branches in a pawl 24, articulated to the fixed pivot 25, while the spout at the other end is retained by a valve 22 which is held by a slight spring against the stop 23.
A spring 11 tends to push back the rod 6 and therefore the contact 4 in the direction of the arrow. The pawl 12 is articulated at 14 to a rod 15, articulated by its other end to an angled lever 16 which can pivot around the fixed point 36 and the other end of which is provided with a buttonhole 21 engaged by a
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push button 20 <!.
In order to release the moving contact, it is necessary to lift the pawl 24 so as to release the upper beak of the pawl 12, either under the action of the time delay relay or under that of the magnetic trip relay. In the first case, it is the movement of the bimetallic blade 17 which causes the movement of the pawl 24. In the second case, the movement of the armature 7, which is attracted violently towards the core 8 of the coil 10 by compressing the return spring 9 raises the pawl 24 by means of a boss which is provided in this frame and which acts, when the latter is moved, on the end of the pawl which rests against the frame.
If the pawl 24 is lifted by the bimetallic blade, the upper beak of the pawl 12 is released, and the spring 11 pushes back the rod 6, separating the bridge 4 from the fixed contacts 2-3. In time, the pawl 12 pivots, around the point 14, in the position 12 'indicated in dotted lines, which has the effect of disengaging its lower beak from the valve 22 and allows the spring 19 to push back the joint 14, by the 'intermediate link 15, in the position shown in FIG. 2.
This results in re-engaging the top nose of pawl 12 in the notch of pawl 24 returned to its original position. In its translational movement, the rod 15 drives the angled lever 16 and raises the latching button 20, thus indicating that the circuit breaker is open.
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When the apparatus is crossed by a very high current, the bilaue 17 does not act quickly enough to effectively cut this current, but at this moment the coil 10 intervenes, the armature 7 of which is attracted violently towards the core 8, compressing the return spring 9. In the first part of its stroke, the armature 7 lifts the pawl 24, rod indicated above, so as to disengage the movable contact and allow the spring 11 to come into action, but as soon as that this unclipping has been produced, the frame 7 comes into contact with the shoulder formed by the end of the rod 5 and pushes back violently the latter to separate the bridge 4 from the contacts 2 and 3.
All the energy printed on the armature 7 is therefore used for the separation of the contacts and thus contributes to the extremely rapid opening of the circuit. The action of the spring 11 is added to that of the armature 7 and ensures in particular the maintenance of the contacts in the cut-off position, after the armature has returned under the action of the spring 9.
The other elements are moved as indicated above, so that the assembly is then also in the position of FIG. 2, as soon as the opening was realism. To re-engage, it suffices to push button 20 downwards, so as to return lever 16 to the position of FIG. 1; at the same time, bridge 4 is reapplied on contacts 2 and 3.
It is important to note that, even if the button 20 is kept depressed so that an overload is produced capable of operating the pawl 24, this maneuver can in no way prevent the triggering, or even delay it so little that either, given that, thanks to the freedom of movement of / the rod 15 articulated to the pawl 12, the opening of the contacts can take place when the angled lever 16 is held in the position of Fig.l.
It goes without saying that various modifications can be made to the constructive embodiment of the apparatus, without departing from the spirit of the invention. Thus, the striking of the armature 7, instead of being done directly on the support of the movable contact, could take place through the intervention of an intermediate member; the spring 9, instead of resting on the core 8, could rest on a shoulder of the rod 5, so that all the energy of the armature would be accumulated, since the beginning of its displacement, with a view to the opening of the circuit. Furthermore, the contacts can be placed in a blowing chamber crossed by a magnetic flux produced by the soft iron flanges extended from the two ends of the coil 10.