EP0077229B1 - Dispositif de déclenchement d'un disjoncteur électrique - Google Patents

Dispositif de déclenchement d'un disjoncteur électrique Download PDF

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EP0077229B1
EP0077229B1 EP19820401698 EP82401698A EP0077229B1 EP 0077229 B1 EP0077229 B1 EP 0077229B1 EP 19820401698 EP19820401698 EP 19820401698 EP 82401698 A EP82401698 A EP 82401698A EP 0077229 B1 EP0077229 B1 EP 0077229B1
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EP
European Patent Office
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hooking
spline
rollers
hook
force
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EP19820401698
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German (de)
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EP0077229A1 (fr
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Pierre Batteux
Robert Morel
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Merlin Gerin SA
Original Assignee
Merlin Gerin SA
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Publication date
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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H71/00—Details of the protective switches or relays covered by groups H01H73/00 - H01H83/00
    • H01H71/10—Operating or release mechanisms
    • H01H71/50—Manual reset mechanisms which may be also used for manual release
    • H01H71/505—Latching devices between operating and release mechanism
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    • H01H71/505—Latching devices between operating and release mechanism
    • H01H2071/506—Latching devices between operating and release mechanism using balls or rollers in the latching device

Definitions

  • the invention relates to a device for tripping an electrical circuit breaker according to the preamble of claim 1.
  • a known triggering device of the kind mentioned (US-A No. 2662136) uses locking members or rollers with rolling movement, that is to say with low friction. These roller hooks are capable of resuming large reactions without requiring a significant unlocking force and are particularly suitable for circuit breakers of high caliber using springs of large force.
  • the rolling force of the hook is derived from the rolling force of the rollers and the sliding of the tongue inserted between the two rollers towards an unlocking position.
  • This self-unlocking is hampered by the attraction of the tab by an electromagnet, the triggering resulting from the release of the tab by bypassing the flux of the electromagnet.
  • This known system has failures due to bonding and matting of the contacting surfaces which transmit the large force exerted by the hook. This sticking, which slows or prevents tripping of the circuit breaker, is frequent when the circuit breaker rarely works and failure to trip can have disastrous consequences.
  • the object of the present invention is to remedy these drawbacks and, as characterized in claim 1, it allows the production of a reliable and simple triggering device.
  • Triggering takes place in two successive phases, a first phase of pivoting of the tongue, imposed by the action of the triggering lever, which leads, on the one hand, to disengagement of the tongue from the stop and, on the other hand, a micro-displacement of the support points of the rollers on the tongue and a second phase of self-displacement of the tongue and the rollers.
  • the displacement force of the tongue is derived from the hooking force of the hook and is greater the greater the support force and, therefore, the risk of sticking.
  • the trigger lever acts transversely on the tongue and it will appear from the description below that the micro-displacements generated by this transverse movement of the tongue break the bonding forces and initiate the sliding movement of the tongue.
  • the pair of rollers is advantageously mounted in a cage crossed by the end of the tongue and urged in the hooking position by a spring. As soon as the hook is released, the rollers automatically return to the locked position, as does the tongue also subjected to a return spring. When resetting the circuit breaker, the hook temporarily pushes the rollers back to catch on and, during this maneuver, the discharged rollers slide easily on the tongue and the support.
  • a hook 10 of a mechanism (not shown) of an electric circuit breaker cooperates with a roller hook, designated by the general reference 12.
  • the circuit breaker can be of the molded case type having a manual operating handle and an automatic trigger on fault.
  • Such circuit breakers are well known to specialists under the trade name Compact, and they include an energy storage spring (not shown) for opening the contacts when the hook 10 is released under the action of the trip device.
  • the beak-shaped end 14 of the hook 10 abuts against a roller 16, lower in the figures, of a pair of superimposed rollers 16,18 mounted in a holding cage 20.
  • the upper roller 18 is supported on a support surface 22 of a fixed support 24, and the assembly of rollers 16, 18 and cage 20 is mounted with limited sliding in the fixed support 24 parallel to the support surface 22 between the rollers 16,18 is inserted the end of a hooking tongue 26, which extends substantially parallel to the bearing surface 22 through the cage 20.
  • the opposite end 28 of the tongue attachment 26 cooperates, in the locked position, with a stop plate 30 of the fixed support 24, preventing sliding of the tongue 26 to the right in the figures.
  • a trigger lever 32 rotatably mounted on an axis 34, strikes, when triggered, the end 28 to lift the latter above the edge of the stop plate 30 and unlock the tongue 26, which can then slide freely.
  • the hooking force of the hook 10 is transmitted by the lower roller 16, the tongue 26 and the upper roller 18 to the fixed support 24.
  • the bearing surface 22 is slightly inclined to form, with the surface 36 of the spout 14, a small angle corner, and that the hooking force of the hook 10 tends to drive the rollers 16, 18 to the outside of this corner to the right in the figures.
  • the rollers 16, 18 can roll by imposing on the tongue 26 a double movement to the right in the directions indicated by the arrows in the figures.
  • Rolling friction is very low, even in the presence of a high latching force. It is easy to choose the angle of the bearing surfaces 22, 36 in order to have an unlocking force, derived from the latching force, sufficient to move the rollers 16, 18 and tongue 26 assembly by rotation. self-unlocking hook 10, but insufficient for sliding movement.
  • the spout 14 escapes after a predetermined displacement of the rollers 16, 18 to the right, and the released hook 10 pivots towards the release position, the cage 20 and the support 24 of course having a groove 38 for passage of the hook 10 ( fig. 4).
  • the tongue 26, clamped between the rollers 16,18, is urged by this clamping force to a position perpendicular to the line 0102 of the centers of the rollers 16, 18, which corresponds to the locking position of the tongue 26.
  • the tongue 26 tends to pivot clockwise while pressing the trigger lever 32 and the stop plate 30.
  • the locking position is a stable position preventing any untimely triggering.
  • the trigger lever 32 When triggered, the trigger lever 32 rotates the tab 26 counterclockwise in the figures to lift the end 28 above the edge of the stop plate 30 and unlock the tongue 26. During this pivoting, the points 8 1 , 8 2 of contact of the rollers 16, 18 and of the tongue 26 are modified, which breaks the bonding forces and initiates the self-unlocking by rolling of the rollers 16, 18 to the right. These displacements of the contact points 8 1 , B Z are very small, but sufficient to eliminate any risk of blocking the attachment.
  • the trigger lever 32 must overcome the sliding friction of the end 28 on the stop plate 30 and the centering force imposed by the rollers 16,18, but these forces are easily controllable and can possibly be reduced.
  • the device works as follows:
  • the hooking force of the hook 10 is taken up by the fixed support 24 via the rollers 16, 18. Any displacement by rolling of the rollers 16,18 is prevented by the tongue 26 in abutment of the stop plate 30.
  • the slight inclination of the surface 36 of the spout 14 of the hook 10 generates a component in the sliding direction of the tongue 26 towards the unlocking position, which is taken up by the stop plate 30.
  • the trigger causes a pivoting in the trigonometric direction of the trigger lever 32, which strikes the end 28 of the tongue 26.
  • the tongue 26 pivots (fig.
  • the hook 10 pivots in the opposite direction and, in passing, pushes the rollers 16, 18, which are unloaded, to the right, before coming to hang in the position shown in FIG. 1.
  • the assembly is simple and reliable and allows a control of important fastening forces essential in circuit breakers of high rating.

Landscapes

  • Breakers (AREA)
  • Orthopedics, Nursing, And Contraception (AREA)

Description

  • L'invention est relative à un dispositif de déclenchement d'un disjoncteur électrique selon le préambule de la revendication 1.
  • Un dispositif connu de déclenchement du genre mentionné (US-A No 2662136) utilise des organes ou rouleaux de verrouillage à déplacement par roulement, c'est-à-dire à faible frottement. Ces accrochages à rouleaux sont capables de reprendre des réactions importantes sans nécessiter une force notable de déverrouillage et conviennent particulièrement aux disjoncteurs de calibre élevé faisant appel à des ressorts de force importante.
  • En inclinant les surfaces d'appui sur les rouleaux, on dérive de la force d'accrochage du crochet une force de roulement des rouleaux et de coulissement de la languette insérée entre les deux rouleaux vers une position de déverrouillage. Cet autodéverrouillage est entravé par l'attraction de la languette par un électro-aimant, le déclenchement résultant de la libération de la languette par dérivation du flux de l'électro-aimant. Ce système connu présente des défaillances dues à un collage et à un matage des surfaces en contact qui transmettent la force importante exercée par le crochet. Ce collage, qui freine ou empêche le déclenchement du disjoncteur, est fréquent lorsque le disjoncteur fonctionne rarement et le non-déclenchement peut avoir des conséquences désastreuses.
  • Un autre inconvénient du système connu est la grande sensibilité aux chocs.
  • La présente invention a pour but de remédier à ces inconvénients et, telle qu'elle est caractérisée dans la revendication 1, elle permet la réalisation d'un dispositif de déclenchement fiable et simple. En position de verrouillage la languette est en butée d'un arrêt fixe. Le déclenchement s'effectue en deux phases successives, une première phase de pivotement de la languette, imposé par l'action du levier de déclenchement, qui amène, d'une part, un désengagement de la languette de l'arrêt et, d'autre part, un microdéplacement des points d'appui des rouleaux sur la languette et une deuxième phase d'autodéplacement de la languette et des rouleaux.
  • La force de déplacement de la languette est dérivée de la force d'accrochage du crochet et est d'autant plus grande que la force d'appui et, de ce fait, le risque de collage sont importants. Le levier de déclenchement agit transversalement sur la languette et il ressortira de la description ci-dessous que les microdéplacements engendrés par ce déplacement transversal de la languette brisent les forces de collage et amorcent le mouvement de coulissement de la languette.
  • Il convient d'éviter tout déclenchement intempestif, notamment sous l'effet de chocs. De ce fait, la languette insérée entre les rouleaux d'accrochage est sollicitée en position de verrouillage par la force d'accrochage du crochet sur les rouleaux. Cet autoverrouillage implique une force de déverrouillage supérieure, qui peut facilement être maintenue dans des limites acceptables.
  • La paire de rouleaux est avantageusement montée dans une cage traversée par l'extrémité de la languette et sollicitée en position d'accrochage par un ressort. Dès la libération du crochet, les rouleaux reviennent automatiquement en position de verrouillage, ainsi que la languette soumise également à un ressort de rappel. Lors du réarmement du disjoncteur, le crochet repousse temporairement les rouleaux pour venir s'accrocher et, au cours de cette manoeuvre, les rouleaux déchargés glissent facilement sur la languette et le support.
  • D'autres avantages et caractéristiques de l'invention ressortiront plus clairement de la description qui va suivre d'un mode de mise en œuvre donné à titre d'exemple non limitatif et représenté aux dessins annexés dans lesquels:
    • la fig. est une vue en élévation et en coupe d'un accrochage à rouleaux selon l'invention, représenté en position de verrouillage;
    • les fig. 2 et 3 sont des vues analogues à la fig. 1, montrant l'accrochage respectivement en cours et en fin de déverrouillage;
    • la fig. 4 est une coupe suivant la ligne IV-IV de la fig. 1;
    • la fig. 5 est une vue partielle, à échelle agrandie, de la fig. 1.
  • Sur les figures, un crochet 10 d'un mécanisme (non représenté) d'un disjoncteur électrique coopère avec un accrochage à rouleaux, désigné par le repère général 12. Le disjoncteur peut être du type à boîtier moulé ayant une poignée de manoeuvre manuelle et un déclencheur automatique sur défaut. De tels disjoncteurs sont bien connus des spécialistes sous l'appellation commerciale Compact, et ils comprennent un ressort d'accumulation d'énergie (non représenté) pour l'ouverture des contacts lors de la libération du crochet 10 sous l'action du déclencheur.
  • En position armée ou fermée du disjoncteur, l'extrémité en forme de bec 14 du crochet 10 bute contre un rouleau 16, inférieur sur les figures, d'une paire de rouleaux 16,18 superposés montés dans une cage 20 de maintien. Le rouleau supérieur 18 s'appuie sur une surface d'appui 22 d'un support fixe 24, et l'ensemble rouleaux 16,18 et cage 20 est monté à coulissement limité dans le support fixe 24 parallèlement à la surface d'appui 22. Entre les rouleaux 16,18 est insérée l'extrémité d'une languette 26 d'accrochage, qui s'étend sensiblement parallèlement à la surface d'appui 22 en traversant la cage 20. L'extrémité opposée 28 de la languette d'accrochage 26 coopère, en position de verrouillage, avec une plaque d'arrêt 30 du support fixe 24, empêchant un coulissement de la languette 26 vers la droite sur les figures. Un levier de déclenchement 32, monté à rotation sur un axe 34, frappe, lors d'un déclenchement, l'extrémité 28 pour soulever cette dernière au-dessus du bord de la plaque d'arrêt 30 et déverrouiller la languette 26, qui peut alors coulisser librement.
  • La force d'accrochage du crochet 10 est transmise par le rouleau inférieur 16, la languette 26 et le rouleau supérieur 18 au support fixe 24. En se référant plus particulièrement à la fig. 5, on voit que la surface d'appui 22 est légèrement inclinée pour former, avec la surface 36 du bec 14, un coin à faible angle, et que la force d'accrochage du crochet 10 tend à chasser les rouleaux 16, 18 à l'extérieur de ce coin vers la droite sur les figures. Lorsque la languette 26 est verrouillée, tout déplacement par glissement des rouleaux 16, 18 est rendu impossible par les forces importantes de frottement des rouleaux sur la languette 26 maintenue fixe et sur les surfaces d'appui 22, 36. Lorsque la languette 26 est déverrouillée, les rouleaux 16, 18 peuvent rouler en imposant à la languette 26 un déplacement double vers la droite dans les directions indiquées par les flèches sur les figures. Les frottements de roulement sont très faibles, même en présence d'une force d'accrochage élevée. Il est facile de choisir l'angle des surfaces d'appui 22, 36 pour disposer d'une force de déverrouillage, dérivée de la force d'accrochage, suffisante pour déplacer par roulement l'ensemble rouleaux 16,18 et languette 26 pour un autodéverrouillage du crochet 10, mais insuffisante pour un déplacement par glissement. Le bec 14 s'échappe après un déplacement prédéterminé des rouleaux 16, 18 vers la droite, et le crochet 10 libéré pivote vers la position de déclenchement, la cage 20 et le support 24 présentant bien entendu une saignée 38 de passage du crochet 10 (fig. 4).
  • La languette 26, serrée entre les rouleaux 16,18, est sollicitée par cette force de serrage vers une position perpendiculaire à la ligne 0102 des centres des rouleaux 16, 18, qui correspond à la position de verrouillage de la languette 26. Sur la fig. 5, la languette 26 tend à pivoter dans le sens des aiguilles d'une montre en appui du levier de déclenchement 32 et de la plaque d'arrêt 30. La position de verrouillage est une position stable évitant tout déclenchement intempestif.
  • Lors d'un déclenchement, le levier de déclenchement 32 fait pivoter la languette 26 dans le sens inverse des aiguilles d'une montre sur les figures pour soulever l'extrémité 28 au-dessus du bord de la plaque d'arrêt 30 et déverrouiller la languette 26. Au cours de ce pivotement, les points 81, 82 de contact des rouleaux 16, 18 et de la languette 26 sont modifiés, ce qui rompt les forces de collage et amorce l'autodéverrouillage par roulement des rouleaux 16, 18 vers la droite. Ces déplacements des points de contact 81, BZ sont très faibles, mais suffisants pour éliminer tout risque de blocage de l'accrochage. Le levier de déclenchement 32 doit vaincre les frottements de glissement de l'extrémité 28 sur la plaque d'arrêt 30 et la force de centrage imposée par les rouleaux 16,18, mais ces forces sont facilement maîtrisables et peuvent éventuellement être réduites.
  • Un ressort de rappel 40 fixé à l'axe 34 et à la languette 26 tire cette dernière en position de verrouillage et un ressort 42, intercalé entre une butée 44 portée par la languette 26 et la cage 20, sollicite cette dernière en position d'accrochage.
  • Le dispositif fonctionne de la manière suivante:
  • En position d'accrochage représentée à la fig. 1, la force d'accrochage du crochet 10 est reprise par le support fixe 24 par l'intermédiaire des rouleaux 16, 18. Tout déplacement par roulement des rouleaux 16,18 est empêché par la languette 26 en butée de la plaque d'arrêt 30. La faible inclinaison de la surface 36 du bec 14 du crochet 10 engendre une composante dans le sens de coulissement de la languette 26 vers la position de déverrouillage, qui est reprise par la plaque d'arrêt 30. Lors d'un défaut, le déclenchement provoque un pivotement dans le sens trigonométrique du levier de déclenchement 32, qui vient frapper l'extrémité 28 de la languette 26. En une première phase, la languette 26 pivote (fig. 2) et, dès que l'extrémité 28 échappe de la plaque d'arrêt 30, la languette 26 coulisse, en une deuxième phase, vers la position de déverrouillage sous l'action de la composante précitée. Au cours de cette deuxième phase les rouleaux 16, 18 roulent en se déplaçant dans la direction de la languette 26 pour libérer le crochet 10 (fig. 3). Dès la libération du crochet 10, les ressorts 40, 42 rappellent la languette 26 et les rouleaux 16, 18 en position d'accrochage (fig. 1 ).
  • Lors du réarmement, le crochet 10 pivote en sens inverse et, au passage, repousse les rouleaux 16, 18, qui sont déchargés, vers la droite, avant de venir s'accrocher dans la position représentée à la fig. 1.
  • L'ensemble est simple et fiable et permet une maîtrise de forces importantes d'accrochage indispensables dans les disjoncteurs de calibre élevé.

Claims (5)

1. Dispositif de déclenchement d'un disjoncteur électrique ayant un mécanisme à ressort et à crochet (10), susceptible d'être verrouillé en position armée par un accrochage (12) à rouleaux (16, 18), dans lequel ledit crochet (10) présente une surface d'accrochage (36), coopérant en position de verrouillage avec l'un des rouleaux (16) d'une paire de rouleaux (16, 18) dudit accrochage (12), l'autre rouleau (18) coopérant avec une surface d'appui (22) fixe, et dans lequel une languette d'accrochage (26) est insérée entre les deux rouleaux (16, 18) pour déplacer par roulement lesdits rouleaux (16,18) en position de libération du crochet (10) par coulissement de la languette (26), ledit accrochage étant agencé pour dériver la force d'accrochage du crochet (10) sur les rouleaux (16, 18) une force de coulissement de la languette (26) d'accrochage en direction de libération du crochet (10) pour réaliser un autodéverrouillage de l'accrochage (12), caractérisé par le fait que la languette (26) d'accrochage se trouve en position verrouillée de l'accrochage en butée stable contre un arrêt (30) fixe empêchant le coulissement de la languette (26) d'accrochage, et qu'un levier de déclenchement (32) est susceptible de faire pivoter positivement la languette (26) d'accrochage dans le sens de la rupture de la coopération entre la languette (26) et l'arrêt (30) en imposant un faible déplacement des points de contact des rouleaux sur la languette pour faciliter l'autodéverrouillage de l'accrochage (12) dès que la languette échappe à l'arrêt.
2. Dispositif de déclenchement selon la revendication 1, dans lequel la surface d'accrochage (36) du crochet (10) et la surface (22) d'appui fixe forment un angle aigu tendant à chasser la paire de rouleaux (16, 18), intercalés entre les deux surfaces, en position de déverrouillage, caractérisé par le fait que les rouleaux (16,18) et la languette (26) de l'accrochage (12) sont agencés pour dériver de la force d'accrochage du crochet (10) une force de maintien de la languette (26) en position verrouillée susceptible d'être vaincue par une force antagoniste de pivotement exercée par le levier de déclenchement (32) sur la languette (26).
3. Dispositif de déclenchement selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé par le fait que ladite paire de rouleaux (16, 18) est montée dans une cage (20) traversée par l'extrémité de la languette (26) et sollicitée en position d'accrochage par un ressort (42), et que ladite languette (26) d'accrochage est sollicitée en position verrouillée par un ressort de rappel (40) pour ramener tous les éléments de l'accrochage (12) à rouleaux en position active dès la libération du crochet.
4. Dispositif de déclenchement selon l'une des revendications 1, 2 ou 3, caractérisé par le fait que l'arrêt (30) de la languette d'accrochage (26) est formé par un rebord du support fixe (24) associé à la surface d'appui (22) du rouleau (18).
5. Dispositif de déclenchement selon la revendication 4, caractérisé par le fait que la languette d'accrochage (26) s'étend perpendiculairement au rebord de l'arrêt (30) en position verrouillée de l'accrochage (12).
EP19820401698 1981-10-05 1982-09-20 Dispositif de déclenchement d'un disjoncteur électrique Expired EP0077229B1 (fr)

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Application Number Priority Date Filing Date Title
FR8118841 1981-10-05
FR8118841A FR2514196A1 (fr) 1981-10-05 1981-10-05 Dispositif de declenchement d'un disjoncteur electrique

Publications (2)

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EP0077229A1 EP0077229A1 (fr) 1983-04-20
EP0077229B1 true EP0077229B1 (fr) 1985-04-10

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Country Link
EP (1) EP0077229B1 (fr)
JP (1) JPS5870657U (fr)
CA (1) CA1221397A (fr)
DE (1) DE3263007D1 (fr)
ES (1) ES516083A0 (fr)
FR (1) FR2514196A1 (fr)

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Also Published As

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ES8306425A1 (es) 1983-06-01
DE3263007D1 (en) 1985-05-15
CA1221397A (fr) 1987-05-05
FR2514196B1 (fr) 1984-12-28
EP0077229A1 (fr) 1983-04-20
ES516083A0 (es) 1983-06-01
JPS5870657U (ja) 1983-05-13
FR2514196A1 (fr) 1983-04-08
JPH0121465Y2 (fr) 1989-06-27

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