EP0325501A1

EP0325501A1 - Perfectionnement aux interrupteurs à coupure automatique, notamment aux interrupteurs différentiels et disjoncteurs

Info

Publication number: EP0325501A1
Application number: EP89400059A
Authority: EP
Inventors: Jean-Marie Roiatti; Denis Deckert
Original assignee: Hager Electro SAS
Current assignee: Hager Electro SAS
Priority date: 1988-01-20
Filing date: 1989-01-10
Publication date: 1989-07-26
Anticipated expiration: 2009-01-10
Also published as: ATE108945T1; EP0325501B1; ES2057155T3; FR2626104B1; FR2626104A1; DE68916815D1; DE68916815T2

Abstract

Appareil électrique à coupure automatique, notamment interrupteur différentiel, disjoncteur ou disjoncteur différentiel, du genre comprenant entre un organe rotatif de manoeuvre (31) et un porte-contact basculant (34) un mécanisme de serrure à genouillère et à cliquet (50) constitué d'une bielle (42) articulée sur l'organe de manoeuvre (31), d'une biellette (44) articulée à l'autre extrémité de la bielle (42) et au porte-contact (34), et d'un levier déclencheur (47) articulé autour d'un axe fixe et muni d'une rainure longitudinale dans laquelle peut glisser l'axe d'articulation (45) entre bielle et biellette, le cliquet étant encliqueté sur le levier déclencheur. Le cliquet (50) comporte au moins deux zones distinctes, telles que des doigts (53,54,56) actionnés par des moyens de déclenchement respectifs

Description

La présente invention a trait à des appareils électriques à coupure automatique, notamment des interrupteurs différentiels, disjoncteurs ou disjoncteurs différentiels, ou encore appareils combinant plusieurs de ces fonctions, du genre de ceux comprenant entre un organe rotatif de manoeuvre, actionné par exemple à l'aide d'un levier de manoeuvre ou par bouton-poussoir, et un porte-contact basculant sur lequel est monté au moins un contact mobile coopérant avec un contact fixe et qui est sollicité par un premier ressort dans le sens de l'ouverture ou séparation du contact mobile d'avec le contact fixe, un mécanisme à genouillère et à cliquet capable, d'une part, lorsque ce mécanisme est tendu, de transmettre le mouvement de l'organe de manoeuvre au porte-contact aussi bien dans le sens de l'ouverture que dans le sens de la fermeture de contact et, d'autre part, au moment où ce mécanisme est détendu par des moyens de déclenchement agissant indépendamment de l'organe de manoeuvre sur le cliquet, de provoquer le retour du porte-contact de sa position de fermeture à sa position d'ouverture, ce mécanisme étant agencé de manière à permettre à l'organe de manoeuvre de réarmer l'appareil, c'est-à-dire de retendre le mécanisme en le ramenant de sa position ouverte déclenchée à sa position d'ouverture normale, après cessation de l'intervention des moyens de déclenchement et sous l'action d'un deuxième ressort agissant sur l'organe de manoeuvre, ledit mécanisme étant essentiellement constitué d'une bielle articulée par l'une de ses extrémités sur l'organe de manoeuvre, selon un axe excentré par rapport à l'axe de rotation de l'organe de manoeuvre, d'une biellette articulée par l'une de ses extrémités à l'autre extrémité de le bielle et par l'autre de ses extrémités au porte-contact, selon un axe excentré par rapport à l'axe de basculement du porte-contact, et d'un levier déclencheur articulé par l'une de ses extrémités autour d'un axe fixe et muni d'une rainure longitudinale dans laquelle peut glisser, pratiquement sans jeu transversal, l'axe d'articulation entre la bielle et la biellette, tous ces axes étant parallèles les uns aux autres, le cliquet d'axe fixe étant sollicité en position d'encliquetage par un troisième ressort et agissant sur le levier déclencheur.
De tels appareils sont décrits, par exemple, dans la demande de brevet allemand DE-A-1.490.307 ou le brevet suisse CH-A-387.760. Un appareil plus perfectionné est décrit dans la demande de brevet européen EP-A-0.143.682 dans lequel le cliquet est agencé de façon telle et en particulier son axe est situé de façon telle que ce cliquet occupe de lui-même une position stable dans la position de fermeture de l'appareil, et dans lequel les moyens de déclenchement sont agencés de façon à agir mécaniquement par poussée sur ce cliquet contre l'action du troisième ressort.
On connaît également, d'après la demande de brevet DE- B-1.286.187, un appareil dans lequel une pièce d'encliquetage est pivotée autour d'un axe excentré sur un levier faisant partie d'une chaîne cinématique de déclenchement de contact électrique, cette pièce d'encliquetage maintenant le levier en position armée sous la tension d'un puissant ressort agissant directement sur ladite pièce et, indirectement, sur le levier. Cette pièce d'encliquetage peut être libérée par des moyens de déclenchement divers agissant en plusieurs endroits de la pièce. Toutefois, cet agencement est compliqué, manque de sensibilité et n'est pas déclenchable directement par des moyens de déclenchement peu puissants, tels que des relais différentiels.
L'invention a pour but de perfectionner un mécanisme du type de celui de la demande de brevet EP-A-0. 143.682 afin de lui permettre d'être actionné par plusieurs moyens de déclenchement différents qui agissent indépendamment de l'organe de manoeuvre sur le cliquet et notamment des moyens de déclenchement tels que bilame thermique de disjonction, plongeur électromagnétique de disjonction et, bien entendu, relais de déclenchement auxiliaire tel que relais de tension ou relais d'interrupteur différentiel.
Un autre objectif de l'invention est de réaliser un tel perfectionnement de façon à autoriser une répartition spatiale optimale des moyens de déclenchement dans le volume offert par l'appareil portant le mécanisme.
Un autre objectif encore de l'invention est de perfectionner le mécanisme de façon à assurer une longévité et une efficacité maximales et un coût de revient abaissé tant en ce qui concerne les pièces individuelles que le montage et ce, notamment, en éliminant les porte-à-faux.
L'invention concerne un tel appareil électrique à coupure automatique, notamment interrupteur différentiel, disjoncteur ou disjoncteur différentiel du type défini ci-dessus, et de préférence comportant un cliquet agencé de façon telle et en particulier avec un axe situé de façon telle que ce cliquet occupe de lui-même une position stable dans la position de fermeture de l'appareil, un moyen de déclenchement étant agencé de façon à agir mécaniquement par transmission d'une poussée sur ce cliquet, caractérisé en ce que le cliquet comporte au moins deux, et de préférence trois zones distinctes coopérant avec des moyens de déclenchement respectifs, ces zones formant, de préférence, des reliefs tels que par exemple des doigts, susceptibles d'être rencontrés respectivement par une pièce mobile des moyens de déclenchement respectifs afin de basculer le cliquet en position de libération du mécanisme.
On préfère que le cliquet présente trois zones ou reliefs de ce genre de façon à pouvoir être basculé pour le déclenchement aussi bien par un relais d'interrupteur différentiel que par une bilame de disjonction et par un élément électromagnétique de disjonction, par exemple un noyau plongeur d'une bobine électromagnétique de disjoncteur.
Dans une forme de réalisation préférée, le cliquet est conformé à la façon d'un levier s'étendant dans une direction nettement transversale par rapport à la direction de la bielle articulée et du levier déclencheur, en ayant son axe d'articulation à l'une des extrémités du cliquet.
De préférence, le cliquet coopère, par l'un desdits reliefs, avec une pièce ou levier de déclenchement assurant aussi le réarmement de relais d'interrupteur différentiel, ce levier étant rappelé en position de réarmement par un ressort et ceci, de préférence, par l'intermédiaire d'une pièce pivotante rappelée par un ressort, de préférence indépendant, et par le porte-contact, en position de déclenchement de cliquet et maintenue à l'écart de cette position, et à l'encontre de l'action de son ressort, par le levier de réarmement agissant comme un cliquet de retenue de la pièce pivotante.
De façon avantageuse, la pièce pivotante présente un moyen de réarmement, de préférence sous forme d'un bras de levier dont l'extrémité peut être actionnée par le mécanisme lors de son mouvement de retour en position d'ouverture afin de basculer ladite pièce en position de réarmement en prise d'encliquetage avec la pièce de déclenchement et de réarmement du relais.
Dans une forme de réalisation particulière, le mécanisme peut être monté sur une structure interne d'un appareil, de façon à être disposé dans une zone s'étendant parallèlement à une zone contenant des moyens de déclenchement tels que bilame et/ou disjoncteur électromagnétique, le cliquet présentant des doigts situés dans la course de ces moyens de déclenchement, alors que le levier de déclenchement, et de réarmement de relais, avec sa pièce intermédiaire pivotante, se trouve logé dans la zone du mécanisme sous une zone recevant le relais.
Dans une forme de réalisation avantageuse, facilitant une telle disposition spatiale, le mécanisme à genouillère peut être conçu de façon telle que la cassure de la genouillère, lors du déclenchement, s'effectue dans un sens s'éloignant du plan qui rejoint l'axe de basculement de la pièce porte-contact et l'axe de pivotement de l'organe rotatif de manoeuvre.
D'autres avantages et caractéristiques de l'invention apparaîtront à la lecture de la description suivante, faite à titre d'exemple non limitatif et se référant au dessin annexé dans lequel:

la figure 1 représente une vue en élévation d'un appareil selon l'invention,
la figure 2 représente une vue de derrière de cet appareil,
la figure 3 représente une vue en coupe transversale de cet appareil,
la figure 4 représente une vue en perspective du mécanisme de l'appareil,
la figure 5 représente une autre vue en perspective de ce mécanisme,
la figure 6 représente une vue en perspective du levier déclencheur de la genouillère,
la figure 7 représente une vue en perspective du cliquet,
la figure 8 représente une vue de dessus de la pièce pivotante associée au levier de déclenchement et de réarmement du relais,
la figure 9 représente une vue en perspective du levier de déclenchement et de réarmement du relais,
les figure 10 à 13 représentent des vues en élévation d'une partie du mécanisme pendant différentes phases de fonctionnement y compris au cours d'une phase de disjonction,
les figures 14 à 17 représentent des vues similaires aux précédentes, y compris pendant une phase de déclenchement par relais,
les figures 18 à 21 représentent des vues schématiques de la cinématique des pièces du mécanisme pendant ces phases.

On se réfère tout d'abord aux figures 1 à 5.
L'appareil électrique représenté comporte un boîtier modulaire réalisé sous forme de deux demi-boîtiers 1, 2, raccordés au niveau d'une ligne de séparation 3. Le demi-boîtier inférieur 2 présente, de façon usuelle, des moyens d'accrochage 4, 5 sur un rail alors que le demi-boîtier supérieur 1 présente deux paires d'épaulements successifs 6, 7 et un sommet 8 muni d'un passage 9 pour la manette d'actionnement manuel de mécanisme.
Les bords extrêmes du boîtier présentent chacun, dans le demi-boîtier inférieur 2, chaque fois deux ouvertures 10 autorisant l'accès chaque fois aux deux bornes à cage de l'appareil et les épaulements 6 présentent chacun deux passages 11 pour l'accès aux vis des bornes respectives à cage.
A l'intérieur du boîtier formé par les deux demi-boîtiers 1, 2, l'appareil est monté sur une pièce de structure 12 présentant une forme généralement symétrique par rapport à un plan vertical médian formant une cloison médiane 13 munie d'un certain nombre de passages.
Cette pièce de structure, dont le détail ne sera pas davantage décrit, reçoit, à ses extrémités, les bornes à cage 14 avec leurs vis 15. Elle supporte également des lames épaisses de cuivre 16 convenablement recourbées et présentant les contacts fixes et elle présente, pour les axes de rotation des pièces de mécanisme, des paliers complétés par une pièce auxiliaire 17 complétant la pièce de structure et dont le détail ne sera pas non plus décrit ici.
La pièce de structure définit, dans le boîtier, un certain nombre de zones, à savoir, outre les zones recevant les bornes, deux zones de contact 18, disposées de part et d'autre de la cloison médiane 13 à la partie inférieure de la pièce de structure 12, une zone de mesure 19 pouvant recevoir un ensemble de tore de détection différentielle, une zone 20 de déclenchement magnétothermique située d'un côté de la cloison médiane 13 au-dessus de l'une des zones 18, une zone 21 de déclenchement destinée à recevoir un relais d'interrupteur différentiel et s'étendant, vers la partie supérieure de l'appareil, sur toute la largeur de la pièce de structure, une zone 22 de mécanisme de serrure de déclenchement à peu près symétrique de la zone de déclenchement magnétothermique 20 de l'autre côté de la cloison médiane 13.
Les zones de contact 18 reçoivent, outre les contacts fixes portés par les lames 16 et les chambres de coupures ou d'arc usuelles 23, les contacts mobiles respectifs portés par un seul et même porte-contact rotatif. La zone de tore 19 reçoit l'ensemble de tore de détection 24. La zone de disjonction magnétothermique 20 reçoit un ensemble de disjonction dont le détail ne sera pas décrit mais qui présente, d'une part, une bilame de disjonction 25 sensible à l'intensité qui la parcourt pour se débattre dans la partie de la zone 20 qui lui est réservée, et un ensemble de disjonction magnétique comprenant une bobine 26 susceptible, lorsqu'elle est parcourue par une surintensité, d'entraîner, à l'encontre de son ressort de rappel 26a, un noyau plongeur 27 comportant un percuteur solidaire 28, le noyau plongeur présentant à son extrémité arrière une pièce 29 rappelée par le ressort de rappel 26a du noyau plongeur et susceptible d'agir sur le mécanisme. Dans la zone 21 de relais d'interrupteur différentiel est disposé le relais 30 avec sa tige 30a susceptible de se déplacer verticalement vers le bas lorque le relais est excité, c'est-à-dire dans une direction perpendiculaire à la direction, horizontale sur le dessin, de déplacement du plongeur 27 avec son percuteur 28.
Le mécanisme dont l'essentiel, à l'exception de la pièce porte-contact mobile, est diposé dans la zone de mécanisme 22 va maintenant être décrit en se référant à l'ensemble des figures.
Le mécanisme est du type à genouillère et cliquet et s'étend entre un organe rotatif manuel de manoeuvre 31 avec sa manette de manoeuvre 32 montée sur un axe 33 fixe dans la pièce de structure, et un porte-contact 34 basculant autour de son axe 35, également porté par la pièce de structure et portant de façon usuelle les contacts mobiles 36, coopérant avec les contacts fixes 37 formés dans les lames 16, le porte-contat mobile 34 étant susceptible de basculer entre une position d'ouverture de contact, représentée notamment sur les figures 1, 2, 10 et 14, et une position de fermeture de contact représentée notamment sur les figures 11 et 15. Les contacts mobiles 36 et, par conséquent, le porte-contact 34 sont sollicités en direction d'ouverture de contact par deux puissants ressorts 38 qui s'étendent, en compression, entre un fond 39 de la pièce auxiliaire 17 et un bossage 40 du contact mobile respectif. L'ensemble du porte-contact et des contacts mobiles est de préférence agencé de la façon décrite dans la demande de brevet français FR-A-83.15783 du 4 octobre 1983, c'est-à-dire de façon que les mêmes ressorts assurent à la fois la séparation des contacts 36, 37 lors du mouvement d'ouverture et la pression des contacts 36, 37 les uns sur les autres en position de fermeture. Le mécanisme est capable, d'une part, lorsqu'il est tendu, de transmettre le mouvement de l'organe de manoeuvre 31 actionné par la manette 32 au porte-contact 34, aussi bien dans le sens de l'ouverture que dans le sens de la fermeture de contact et, d'autre part, au moment où le mécanisme est détendu par des moyens de déclenchement agissant indépendamment de la manette sur un cliquet de mécanisme, de provoquer le retour du porte-contact basculant 34 de sa position de fermeture à sa position d'ouverture, même si la manette est maintenue. Le mécanisme est de plus agencé de manière à permettre à la manette 32, dès son relâchement, de réarmer l'appareil, c'est-à-dire de retendre le mécanisme en le ramenant de sa position après déclenchement (figures 13 à 17) à sa position d'ouverture normale (figures 1, 10 ou 14), après cessation de l'intervention des moyens de déclenchement, et ceci sous l'action d'un ressort 41 agissant sur l'organe rotatif de manoeuvre 31 dans le sens de l'ouverture de contact, c'est-à-dire dans le sens anti-horaire sur les figures 11 à 13.
Le mécanisme comporte:
- une bielle 42 articulée par l'une de ses extrémités sur l'organe rotatif de manoeuvre 31, selon un axe 43 excentré par rapport à l'axe de rotation 33 de cet organe;
- une biellette 44 articulée par l'une de ses extrémités à l'autre extrémité de la bielle 42, selon un axe 45, et par l'autre de ses extrémité au porte-contact 34 selon un axe 46 excentré par rapport à l'axe de basculement 35 fixe du porte-contact; et
- un levier déclencheur 47 articulé par l'une de ses extrémités autour d'un axe fixe 48 proche de l'organe rotatif de manoeuvre 31 et muni d'une rainure longitudinale 49 formant un angle très obtus avec l'axe générale du levier déclencheur, rainure dans laquelle une extrémité dépassante de l'axe d'articulation 45 entre bielle et biellette peut glisser pratiquement sans jeu transversal; l'angle obtus, entre le levier déclencheur 47 et la rainure 49, est destiné à limiter les efforts de déclenchement du cliquet à n'importe quel moment de la progression de l'axe 45 dans ladite rainure 49.
Les différents axes précités sont parallèles les uns aux autres, les axes fixes (en translation) 33, 35, 48 étant portés par la pièce de structure 12 complétée par sa pièce auxiliaire 17.
Le mécanisme comporte encore:
- un cliquet 50 tournant autour d'un axe fixe 51 disposé à gauche d'un plan passant par les deux axes fixes 33 et 35 (figure 15), c'est-à-dire du même côté que les axes mobiles 45 et 46 de la biellette 44 mais dans un plan situé à droite de ces axes. Le cliquet 50 présente un premier bras allongé 52, perpendiculaire au levier déclencheur 47, et s'étendant transversalement par rapport au plan joignant les axes 33 et35 et se dirigeant vers la gauche et légèrement vers le haut de la figure 15, ce bras 52 se terminant par deux doigts perpendiculaires 53, 54 alignés de part et d'autre du levier, le doigt 53 étant destiné à coopérer avec une partie de mécanisme actionnée par le relais 30, et le doigt 54 à coopérer avec la pièce 29 liée au noyau et au percuteur 28 et conformée en rampe; le cliquet 50 présente un second bras nettement plus court 55 s'étendant plus franchement vers le haut et vers la gauche sur la figure 11, et se terminant par un doigt 56 orienté du même côté que le doigt 54 et susceptible d'être repoussé par la bilame 25 en cas de dilatation thermique de celle-ci; le cliquet présente, vers le levier 52, un bec d'accrochage 57, susceptible d'accrocher un bec complémentaire 58 présenté par l'extrémité libre du levier déclencheur 47, au-delà de la rainure 49 et à peu près dans son prolongement, alors que ledit levier 47 présente une nervure de rigidification longitudinale 47a dont l'extrémité libre, du côté du cliquet 50, forme une butée coopérant avec la face supérieure du cliquet 50; le cliquet est rappelé élastiquement en sens horaire (sur la figure 15) par un ressort 50a, de sorte que le cliquet tend constamment à être maintenu dans sa position haute définie par butée contre l'extrémité inférieure de la nervure 47a du levier déclencheur 47 et on comprend que le cliquet est ainsi agencé de façon à occuper une position stable dans la position de fermeture de l'appareil, l'action des ressorts 38 sur le levier déclencheur 47 étant incapable de faire tourner le cliquet autour de son axe 51, la direction générale du cliquet étant alignée avec la composante de force exercée par le bec du levier déclencheur sur le bec du cliquet.
L'axe fixe 48 du levier déclencheur 47 est situé de façon telle que, en position de fermeture (voir notamment la figure 15), ce levier déclencheur soit sensiblement parallèle à l'ensemble de la bielle 42 et de la biellette 44 qui, dans cette position, est presque alignée avec la bielle, en formant avec celle-ci, au niveau de leur axe commun 45, un angle très obtus, légèrement inférieur à un angle plat.
Dans le détail, la bielle 42 est de préférence articulée en son extrémité supérieure dans un logement pris dans l'épaisseur de l'organe rotatif de manoeuvre 31 et la biellette 44 peut avantageusement être réalisée en forme de maillon constitué de deux bras identiques parallèles présentant les passages pour les axes 45, 46, ces bras étant reliés entre eux par une traverse solidaire 59. La longueur utile de la bielle 42 est nettement supérieure à celle de la biellette 44.
La longueur de la rainure 49 pratiquée dans le levier déclencheur 47 est suffisante pour autoriser tous les débattements de l'axe 45 dans les différentes positions de fonctionnement du mécanisme.
Le porte-contact 34 présente un bras transversal 60 qui s'étend au travers de la trajectoire rectiligne du percuteur 28 lorsque le noyau plongeur qui porte ce dernier est violemment déplacé par l'apparition d'une surintensité dans la bobine 26 de façon à provoquer une rotation brutale du porte-contact et, par conséquent, l'arrachage des contacts mobiles 36 par l'écartement forcé d'avec les contacts fixes 37 après ouverture de la genouillère.
Afin de provoquer le déclenchement du mécanisme en cas d'actionnement du relais d'interrupteur différentiel 30, le mécanisme comporte encore:
- une pièce pivotante de déclenchement 61 tournant autour d'un axe fixe 62 porté par la structure 12 et par la pièce complémentaire 17, cette pièce présentant un bec en forme de rampe 63 susceptible de venir appuyer sur le doigt 53 du cliquet 50 lorsque la pièce de déclenchement 61 est pivotée en sens horaire (sur la figure 16), sous l'action d'un ressort 64 accroché d'une part à la pièce complémentaire 17, d'autre part à l'extrémité d'un petit levier 65 de la pièce 61; cette pièce 61 présente encore un grand levier 66 dont l'extrémité surplombe la deuxième extrémité dépassante, libre, de l'axe commun au porte-contacts 34 et à la biellette de façon que, lors d'un mouvement vers le haut de cet axe, la pièce 61 soit basculée en sens anti-horaire (sur la figure 17) afin de provoquer son réarmement à la même vitesse que l'ouverture des contacts pour permettre à un bec 72 d'un levier de réarmement de relais de se placer sous un bec 67 de la pièce 61 avant que celui-ci ne revienne à sa position.
- le levier de déclenchement, et de réarmement de relais, 68 susceptible de basculer autour d'un axe fixe 69 également porté par la pièce de structure 12 et par la pièce complémentaire 17 et comportant un premier bras 70 venant se disposer sous l'extrémité inférieure de la tige de relais 30a et un second bras 71 sensiblement perpendiculaire au premier, orienté vers le bas et monté de façon à traverser l'espace laissé libre entre l'axe 62 et le retour en forme de bec 67, en présentant le bec 72 complémentaire au bec 67, de sorte que, lorsque la pièce pivotante 61 est en position immobile de réarmement telle que représentée sur la figure 15, elle est empêchée de basculer, malgré l'action de son ressort 64, en raison de la présence du bec 72 qui est alors maintenu en position d'encliquetage par transmission de l'action du ressort 64 alors qu'un ressort 73 accroché en traction entre l'extrémité du bras 70 et un point d'accrochage par exemple, l'axe 43, sur l'organe de manoeuvre rotatif 31 est détendu dans cette position, mais se tendra en cas de basculement du levier de manoeuvre en position d'ouverture ; le ressort 73 servira à ramener le levier 68 après déclenchement du relais 30, assurant ainsi le réarmement du relais ; le point d'accrochage est choisi de façon que, dans la position de contact fermé, la traction exercée au repos sur le ressort soit faible ou nulle alors qu'en position de contact ouvert elle soit maximale.
Le levier de réarmement de relais, et de déclenchement, 68 est destiné, en cas de déclenchement sous l'action du relais, à être entraîné et basculé par la tige mobile 30a du relais libérant ainsi le pièce de déclenchement 61 et, à la fin du déclenchement et une fois que le relais n'est plus excité, à ramener cette tige 30a en position initiale réarmée.
Le fonctionnement est le suivant : En position d'ouverture normale (figures 1, 14 et 18), le ressort 41 tend à faire tourner l'organe de manoeuvre 31 avec sa manette 32 en sens horaire, c'est-à-dire à tirer l'axe 43 de la bielle 42 vers le haut, et, en conséquence, tend à aligner les axes 43, 45 et 46, la biellette 44 tendant à se mettre dans le prolongement de la bielle et tendant à tirer sur le porte-contact basculant 34 dans le sens qui tendrait à le faire pivoter en sens horaire, c'est-à-dire en position d'écartement. Cependant, la bielle 42 et la biellette 44 sont maintenues selon l'angle obtus représenté sur les figures par une butée convenablement disposée sur la pièe intermédiaire 17, coopèrant avec une extrémité dépassante de l'axe 43 entre manette et biellette, et qui empêche que se poursuive la rotation horaire de l'organe de manoeuvre 31. Le porte-contact 34 est, quant à lui, essentiellement repoussé en sens horaire par les puissants ressorts 38 et reste maintenu dans la position ouverte représentée contre une butée de la structure fixe de sorte que les ressorts 38 sont alors sans influence sur le reste du mécanisme et notamment la biellette et la bielle. Les contacts mobiles 36 sont donc éloignés des contacts fixes 37. Le levier déclencheur 47, articulé en son point fixe 48, reste maintenu dans sa position par l'effet de butée de la partie dépassante de l'axe 45 entre biellette et bielle dans la rainure 49 du levier déclencheur et, dans cette position, on voit qu'il existe un léger jeu entre les deux becs 57 et 58 du cliquet 50 et du levier déclencheur 47. Le cliquet 50, pour sa part, reste maintenu dans la position représentée sous l'action de son ressort de rappel 50a qui tend à le faire tourner en sens horaire, en étant maintenu dans cette position par l'effet de butée de l'extrémité libre de la nervure 47a du levier déclencheur 47. La pièce de déclenchement 61, sollicitée en sens horaire par son ressort 64, reste maintenue dans la position représentée par le fait que l'extrémité de son long bras bute contre une extrémité dépassante de l'axe 46 entre biellette et porte-contact, alors que le levier de réarmement de relais 68, vient buter sur la tige de relais 30a, la tige 30a étant en position haute à l'intérieur du relais 30. Il subsiste alors un jeu entre les deux becs 67 et 72 du levier de réarmement 68 et de la pièce pivotante de déclenchement 61.
En l'absence d'intervention de tout organe de déclenchement, il est alors possible, en faisant tourner la pièce de manoeuvre 31 en sens anti-horaire, à l'encontre de son ressort de rappel, de déplacer vers le bas l'ensemble de la bielle 42 et de la biellette 44, ce qui fait descendre l'axe 45 entre bielle et biellette qui coulisse dans la rainure 49 du levier déclencheur 47 et, du fait que la biellette 42 est décalée sur la gauche par rapport au levier déclencheur, celui-ci va tendre à basculer en sens horaire jusqu'à ce que son bec 58 vienne en butée contre le bec 57 du cliquet 50 (figures 11 et 15), après quoi l'immobilité du levier déclencheur 47 impose à l'axe 45 de descendre le long de la rainure 49, ce qui oblige alors le porte-contact 34 à basculer en sens anti-horaire au fur et à mesure que la biellette descend. A la fin de ce mouvement, le porte-contact est venu basculer à l'encontre de ses ressorts 38 et, dans ce mouvement, les contacts mobiles 36 viennent rencontrer les contacts fixes 37, après quoi la poursuite du basculement de la manette de manoeuvre 31 provoque la phase finale du basculement du porte-contact 34 de sorte que, d'une façon en soi connue, les ressorts 38 appliquent fermement les contacts mobiles contre les contacts fixes. Dans la position de fermeture ainsi atteinte, les axes de biellette 45 et 46 se trouvent tous deux situés à gauche d'un plan passant par les axes 43 et 35 de sorte que la force exercée par les ressorts 38 agissant sur le porte-contact basculant 34, et qui l'emporte nettement sur le ressort plus faible de rappel de la pièce de manoeuvre 31, tend à repousser l'axe 45 entre bielle et biellette vers la gauche, mouvement empêché par la présence de la rainure 49 du levier déclencheur 47, lui-même immobilisé par butée contre le bec de cliquet 58, de sorte que la bielle et la biellette sont arc-boutées contre la pièce de manoeuvre 31, la poursuite de la rotation de l'organe de manoeuvre 31 étant empêchée par une seconde butée.
Au cours du mouvement de descente qui vient d'être évoqué, l'axe 46, avec sa partie dépassante, est descendu et s'est éloigné de l'extrémité du long bras 66 de la pièce pivotante 61, celle-ci n'ayant cependant pu effectuer qu'une très faible rotation en sens horaire sous l'action de son ressort car elle est immédiatement bloquée par le bec 72 du levier de déclenchement, et de réarmement de relais, 68 qui, pour sa part, a très légèrement tourné en sens horaire du fait que son ressort de rappel 73 est détendu, par rotation de la pièce 31. Le ressort 73 libère alors de toute contrainte la tige 30a du relais 30.
En l'absence d'intervention des organes de déclenchement, il est possible en faisant tourner la manette 32 de l'organe de manoeuvre 31 en sens inverse, c'est-à-dire en sens horaire, de ramener l'ensemble de la position de fermeture représentée sur les figures 11, 15 et 19 à la position d'ouverture (figures 10, 14 et 18), les différentes opérations décrites ci-dessus se répétant alors dans l'ordre inverse.
A l'apparition d'une surintensité ou d'un court-circuit en position de contacts fermés, un ou plusieurs des organes d'interruption ou de disjonction concernés, à savoir bilame 25, disjoncteur magnétique 26, 27, 28, se trouvent actionnés, de sorte que le cliquet 50 va se trouver sollicité par action de l'un des moyens précités sur son doigt d'actionnement respectif, à savoir l'un des doigts 54 et 56, l'une quelconque des ces actions faisant alors basculer le cliquet 50 en sens anti-horaire à l'encontre de son ressort de rappel. Rapidement, le bec 57 du cliquet libère le bec 58 du levier déclencheur 47 (figures 16 et 20), ce qui permet la détente ou "cassure" de la genouillère formée par la bielle 42 et la biellette 44. Sous la forte poussée des ressorts 38, l'axe 45 peut alors se déplacer vers la gauche (figure 16) jusqu'à parvenir dans la position extrême de cassure (figure 17) et l'axe 46 entre biellette et porte-contact 34 se relève en permettant au porte-contact de tourner dans le sens horaire et de séparer les contacts mobiles 36 d'avec leurs contacts fixes respectifs 37, le levier déclencheur 47 basculant pour suivre ce mouvement, ce qui a également pour effet de maintenir le cliquet 50 dans sa position basculée même dans le cas où les moyens de déclenchement ont cessé d'agir, en raison de la présence de l'extrémité de la nervure 47a de levier déclencheur qui empêche le mouvement du cliquet en sens horaire. Une fois que le porte-contact 34 est arrivé dans sa position d'ouverture déterminée par sa butée, les ressorts 38 n'exercent plus d'effort sur le reste du mécanisme et le ressort de rappel 41 de l'organe rotatif de manoeuvre sollicite cet organe en sens horaire, ce qui a pour effet d'entraîner vers le haut et vers la droite l'axe 45 entre bielle et biellette, entaînant le levier déclencheur 47 et ceci jusqu'à ce que l'on se retrouve dans la position ouverte représentée sur les figures 10, 14 et 18, le mouvement du levier déclencheur 47 libérant alors le cliquet 50 qui vient reprendre sa position initiale. Cette phase de cassure de la genouillère est commune au fonctionnement quel que soit celui des moyens de déclenchement qui a provoqué la cassure et l'on comprend que cette cassure se produit même si l'on maintient la manette 32 de l'organe de manoeuvre dans sa position de fermeture telle que représentée sur les figures 13, 17 et 21.
Dans le cas où le déclenchement est provoqué par le fonctionnement de la bilame 25 qui, lors de sa déformation, vient repousser le doigt 56 du cliquet 50 situé à l'extrémité du petit bras de cliquet 55, ceci provoque purement et simplement la séquence de cassure de la genouillère décrite ci-dessus. Bien entendu, si l'on essaye de réarmer le dispositif manuellement en agissant sur la manette de manoeuvre 31, le cliquet 50 restera basculé par la présence de la bilame agissant sur le doigt 56 et le mouvement de fermeture de l'organe de manoeuvre 31 sera incapable d'être communiqué au porte-contact 34 du fait que le levier déclencheur 47 ne peut pas être immobilisé par le bec du cliquet 50, alors en position abaissée. Le réarmement ne pourra intervenir qu'après le retour de la bilame à sa positin initiale après refroidissement de celle-ci.
Si le déclenchement résulte de l'actionnement des moyens de disjonction électromagnétique, le noyau plongeur avec son percuteur 28 et sa pièce 29 se trouvera projeté brutalement vers la droite depuis la position de repos représentée sur la figure 10. Dans un premier temps, la rampe de la pièce 29 vient au contact du doigt 54 du cliquet 50 présenté par le grand levier 52 de celui-ci, ce qui a pour effet de basculer le cliquet dans le sens anti-horaire, comme précédemment, et de provoquer immédiatement la cassure de la genouillère. La poursuite de l'avance brutale du percuteur 28 et de la pièce 29 va maintenir la cliquet 50 dans sa position basculée tandis que l'extrémité du percuteur 28 vient percuter le bras 60 de la pièce porte-contact 34 (figure 12) qui se trouve alors brutalement basculée, de sorte que l'arrachement des contacts mobiles d'avec les contacts fixes se trouvera assuré. On notera que l'abaissement du cliquet, quelle que soit sa cause, empêche que toute action sur l'organe de manoeuvre 31 puisse gêner le fonctionnement de séparation des contacts ou rebasculer le porte-contact en position de fermeture des contacts.
Si, enfin, le déclenchement est produit par le relais 30, dont la tige 30a est repoussée vers le bas, le levier de déclenchement 68 se trouve alors basculé en sens horaire par la tige de relais 30a et son bec 72 libère alors le bec 67 de la pièce intermédiaire de déclenchement 61 qui peut alors basculer autour de son axe, en sens horaire, sous l'effet du ressort 64, de sorte que la rampe 63 de la pièce de déclenchement 61 se trouve rapidement basculée vers le bas en venant au contact du doigt 53 du cliquet 50 qui, repoussé en sens anti-horaire, libère immédiatement la genouillère et provoque le basculement d'ouverture des porte-contacts. Par ailleurs, la remontée de l'axe 46 entre biellette et porte-contacts occasionnée par la cassure (figures 17 et 21) provoque, par l'action de la partie dépassante de cet axe, un basculement en sens anti-horaire de la pièce 61 qui revient en position de réarmement. Grâce à une forme appropriée de rampe donnée à la partie inférieure du bec 72 du levier de réarmement de relais 68, le mouvement vers la position de réarmement de la pièce 61 se produit, jusqu'à l'accrochage des becs 67 et 72 ; la pièce de déclenchement 61 sera réarmée avant que le levier de déclenchement et de réarmement 68 ne soit tendu par l'effet du ressort 73, le déplacement du porte-contacts 34 étant plus rapide que celui de la manette de manoeuvre 31.

Claims

1. Appareil électrique à coupure automatique, notamment interrupteur différentiel, disjoncteur ou disjoncteur différentiel, du genre comprenant entre un organe rotatif de manoeuvre (31) et un porte-contact basculant (34) sur lequel est monté au moins un contact mobile (36) coopérant avec un contact fixe (37) et qui est sollicité par un premier ressort dans le sens de l'ouverture ou séparation du contact mobile (36) d'avec le contact fixe (37), un mécanisme à genouillère et à cliquet (50) capable, d'une part, lorsque ce mécanisme est tendu, de transmettre le mouvement de l'organe de manoeuvre (31) au porte-contact (34) aussi bien dans le sens de l'ouverture que dans le sens de la fermeture de contact et, d'autre part, au moment où ce mécanisme est détendu par des moyens de déclenchement agissant indépendamment de l'organe de manoeuvre sur le cliquet, de provoquer le retour du porte-contact de sa position de fermeture à sa position d'ouverture, ce mécanisme étant agencé de manière à permettre à l'organe de manoeuvre de réarmer l'appareil, c'est-à-dire de retendre le mécanisme en le ramenant de sa position d'ouverture après déclenchement à sa position d'ouverture normale, après cessation de l'intervention des moyens de déclenchement et sous l'action d'un deuxième ressort agissant sur l'organe de manoeuvre, ledit mécanisme étant essentiellement constitué d'une bielle (42) articulée par l'une de ses extrémités sur l'organe de manoeuvre (31), selon un axe (43) excentré par rapport à l'axe de rotation (33) de l'organe de manoeuvre, d'une biellette (44) articulée par l'une de ses extrémités à l'autre extrémité de la bielle (42) et par l'autre de ses extrémités au porte-contact (34), selon un axe (46) excentré par rapport à l'axe de basculement (35) du porte-contact (34), et d'un levier déclencheur (47) articulé par l'une de ses extrémités autour d'un axe fixe (48) et muni d'une rainure longitudinale (49) dans laquelle peut glisser, pratiquement sans jeu transversal, l'axe d'articulation (45) entre la bielle et la biellette, tous ces axes étant parallèles les uns aux autres, le cliquet (50) d'axe fixe (51) étant sollicité en position d'encliquetage par un troisième ressort et agissant sur le levier déclencheur, caractérisé en ce que le cliquet comporte au moins deux, et de préférence trois zones distinctes (53, 54, 56), notamment des reliefs ou doigts, susceptibles d'être rencontrées respectivement par des moyens de déclenchement respectifs (25, 26, 30) afin de basculer le cliquet (50) en position de cassure de la genouillère libérant le mécanisme et provoquant l'ouverture des contacts.

2. Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce que le cliquet (50) comporte, outre son bec d'accrochage (57), un bras allongé (52) destiné à coopérer, d'une part, avec une bilame de disjonction (25) et, d'autre part, avec un noyau plongeur d'une bobine électromagnétique de disjonction (26), et un bras court (5) destiné à coopérer avec un relais de déclenchement.

3. Appareil selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que le cliquet présente trois reliefs (53, 54, 56) destinés à être actionnés, pour le basculement du cliquet, par un relais de déclenchement (30), une bilame de disjonction (25) et un élément électromagnétique de disjonction (26).

4. Appareil selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que lesdits reliefs sont des doigts transversaux par rapport au cliquet (50).

5. Appareil selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le cliquet (50) est formé par un levier s'étendant dans une direction nettement transversale par rapport à la direction de la bielle articulée (42) et du levier déclencheur (47), en ayant son axe d'articulation (51) à l'une de ses extrémités.

6. Appareil selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que le mécanisme à genouillère est conçu de façon que la cassure de la genouillère, lors du déclenchement, s'effectue dans un sens s'éloignant du plan qui rejoint l'axe de basculement (35) de la pièce porte-contact (34) et l'axe de pivotement (33) de l'organe de manoeuvre (31).

7. Appareil selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce qu'une pièce ou levier de déclenchement 68, rappelé en position de réarmement par le ressort (73), coopère au déclenchement du cliquet (50) par l'intermédiaire d'une pièce pivotante (61) et de son ressort (64), sous l'action de la tige (30a) du relais (30) en libérant l'encliquetage des becs (72, 67).

8. Appareil selon la revendication 7, caractérisé en ce que la pièce pivotante (61) présente un bras de levier allongé (66) dont l'extrémité est actionnée par le mécanisme lors de son mouvement de retour en position d'ouverture pour basculer la pièce en position de réarmement en prise d'encliquetage avec le levier de déclenchement (68).

9. Appareil selon l'une des revendications 7 et 8, caractérisé en ce que le levier de déclenchement (68) comporte un grand bras (66) coopérant avec la tige mobile (30a) du relais et un petit bras sensiblement perpendiculaire portant un bec de cliquet (67) et coopérant avec un bec de cliquet complémentaire (63) de la pièce pivotante (61) en passant entre l'axe (62) de ladite pièce (61) et un retour portant le bec (63), des rampes étant prévues au niveau desdits becs pour le réarmement.

10. Appareil selon l'une quelconque des revendications 7 à 9, caractérisé en ce que le levier de déclenchement (68) est rappelé par un ressort (73) disposé entre un de ses bras (70) et un point de fixation (43) sur l'organe de manoeuvre (31), tel que ledit ressort (73) est détendu lorsque l'organe de manoeuvre (31) est en position de fermeture de contacts mais tendu lorsqu'il est en position d'ouverture de contacts.

11. Appareil selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, caractérisé en ce que le levier déclencheur (47) présente un relief (47a) dont l'extrémité forme une butée limitant le mouvement du cliquet (50) dans la direction d'enclenchement avec le levier déclencheur (47) de façon que ledit cliquet soit maintenu dans une position angulaire éloignée de la position d'enclenchement tant que le levier déclencheur (47) est basculé, lors de la cassure de la genouillère, à l'écart de sa position angulaire de blocage de la genouillère.

12. Appareil selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce qu'il comporte une pièce de structure interne (12) formant sensiblement une cloison médiane et déterminant une zone de mécanisme (22) s'étendant parallèlement à une zone (20) contenant des moyens de déclenchement tels que bilame et/ou disjoncteur électromagnétique, le cliquet (50) présentant des doigts situés dans la course desdits moyens de déclenchement, alors que le levier de réarmement de relais (68), avec sa pièce intermédiaire de déclenchement (61), se trouve logé dans la zone du mécanisme (22) sous une zone (21) recevant le relais (30) d'interrupteur différentiel.