EP0571258A1

EP0571258A1 - Appareil interrupteur de protection

Info

Publication number: EP0571258A1
Application number: EP93401255A
Authority: EP
Inventors: Christian Blanchard; Michel Lauraire; Didier Vigouroux
Original assignee: Telemecanique Electrique SA; Schneider Electric SE
Current assignee: Schneider Electric Industries SAS
Priority date: 1992-05-22
Filing date: 1993-05-14
Publication date: 1993-11-24
Anticipated expiration: 2013-05-14
Also published as: FR2691576B1; US5339060A; FR2691576A1; DE69326380D1; EP0571258B1; DE69326380T2

Abstract

L'invention concerne un interrupteur de protection tel que contacteur-disjoncteur, comprenant au moins un pôle (1) ayant au moins un contact mobile (4) coopérant avec un contact fixe (3) et des moyens de déclenchement magnétique et/ou thermique (8) assurant la protection contre les surcharges et surintensités et agissant sur un mécanisme de commande (9) manoeuvrant ledit contact mobile (4) et pouvant être actionné par un bouton rotatif (12) tournant autour d'un axe de mécanisme (14), caractérisé par le fait que le mécanisme de commande (9) comprend un levier d'ouverture des contacts(20) pivotant d'une position marche correspondant à la fermeture des contacts à une position correspondant à l'ouverture des contacts , ce levier d'ouverture (20) étant associé à un mécanisme d'armement pivotant (15, 16), apte à ramener et maintenir le dit levier d'ouverture (20) en position de marche des contacts, et par le fait que les moyens de déclenchement (8) sont susceptibles de commander la séparation mécanique du levier d'ouverture (20) et du mécanisme d'armement de manière à libérer ce levier d'ouverture (20).

Description

La présente invention se rapporte à un appareil interrupteur de protection tel que contacteur-disjoncteur, comprenant au moins un pôle ayant au moins un contact mobile coopérant avec un contact fixe et des moyens de déclenchement magnétique et/ou thermique assurant la protection contre les surcharges et surintensités et agissant sur un mécanisme de commande manoeuvrant ledit contact mobile et pouvant être actionné par un bouton de commande rotatif tournant autour d'un axe de mécanisme.
Les appareils interrupteurs de protection tels que les contacteurs-disjoncteurs comportent, pour chaque pôle, un pont de contacts susceptible d'être déplacé par rapport aux contacts fixes. En cas de défaut électrique sur l'un au moins des pôles, un mécanisme de déclenchement magnétique et/ou thermique est susceptible de provoquer l'ouverture des contacts. Ce mécanisme de déclenchement agit sur un mécanisme de commande appelé serrure. Ce mécanisme de commande peut par ailleurs être actionné manuellement par un bouton de commande manuelle de manière à déplacer les contacts mobiles par rapport aux contacts fixes par l'intermédiaire d'un interrupteur commandant l'électro-aimant.
La présente invention a pour but de fournir un mécanisme de commande pour appareil de protection tel que contacteur-disjoncteur dont la conception est simple et dont le montage s'effectue facilement. Les pièces constitutives du mécanisme sont en nombre limité. Le réarmement du mécanisme est possible de "déclenché" vers "arrêt" ou de "déclenché" vers "marche".
L'appareil selon l'invention est caractérisé par le fait que le mécanisme de commande comprend un levier d'ouverture des contacts pivotant d'une position marche correspondant à la fermeture des contacts à une position correspondant à l'ouverture des contacts, ce levier d'ouverture étant associé à un mécanisme d'armement pivotant, apte à ramener et maintenir le dit levier d'ouverture en position de marche des contacts, et par le fait que les moyens de déclenchement sont susceptibles de commander la séparation mécanique du levier d'ouverture et du mécanisme d'armement de manière à libérer ce levier d'ouverture.
Selon une caractéristique, le mécanisme d'armement pivotant comprend un levier d'armement pivotant autour de l'axe de mécanisme, ce levier d'armement étant associé à des moyens d'accrochage susceptibles d'assurer une liaison en rotation avec le levier d'ouverture.
Selon une autre caractéristique, le levier d'armement est lié mécaniquement en rotation à une pièce d'armement pivotante soumise à un ressort d'armement.
Selon une autre caractéristique, le mécanisme d'armement comprend un verrou assurant l'immobilisation dudit mécanisme en position "marche" et libérant le dit mécanisme sous l'action de la pièce d'ouverture de manière que ledit mécanisme vienne prendre le levier d'ouverture en position de déclenchement pour le ramener en position "marche".
Selon une autre caractéristique, le mécanisme comporte un poussoir susceptible de libérer le levier d'ouverture du mécanisme d'armement en agissant sur le crochet et associé à un mécanisme de déclenchement sur lequel agissent les moyens de déclenchement magnétique et/ou thermique.
L'invention va maintenant être décrite avec plus de détail en se référant à un mode de réalisation donné à titre d'exemple et représenté par les dessins annexés sur lesquels :

la figure 1 représente schématiquement, en élevation, un appareil de protection conforme à l'invention;
la figure 2 est un schéma, en élevation, du mécanisme de commande de l'appareil selon l'invention;
la figure 3 est un schéma simplifié du mécanisme de commande représenté en position "marche";
la figure 4 est un schéma simplifié du mécanisme de commande représenté en position "arrêt";
la figure 5 est un schéma simplifié du mécanisme de commande représenté en position "déclenché".

L'interrupteur de protection, de type contacteur-disjoncteur, qui est représenté à la figure 1, comprend un ou plusieurs pôles 1 logés dans un boîtier 2. Chaque pôle 1 comprend des parties fixes et mobiles supportant les contacts séparables.
Un seul pôle 1, de type à double coupure, est représenté sur la figure 1. Ce pôle comprend des conducteurs 3 reliant les bornes de raccordement aux contacts fixes et un pont de contact mobile 4 portant les contacts mobiles.
Le pont mobile 4 coopère, par des pastilles de contact, avec les contacts fixes pour établir ou interrompre le passage d'un courant de puissance entre les bornes de raccordement. Ce pont mobile 4 est monté dans un ensemble porte-contacts mobiles 5 qui coulisse dans le boîtier, perpendiculairement au plan passant par les contacts fixes. Cet ensemble porte-contacts 5 comporte un support coulissant 6 et un coulisseau 7 guidé dans un logement de ce support coulissant. Ce coulisseau 7 est solidaire en translation du pont de contacts 4. Il est soumis à un ressort de pression des contacts qui tend à déplacer le pont de contacts 4 par rapport au support coulissant 6, dans le sens de fermeture des contacts. Le ressort de pression des contacts travaille en compression, prend appui sur le support coulissant 6 et repousse, dans le sens de fermeture des contacts, le coulisseau 7 et le pont de contacts 4.
Un ensemble 8 de déclenchement magnétique et thermique est disposé sur chaque chemin de courant, dans le boîtier 2. Cet ensemble 8 de déclenchement magnétique et thermique comporte, par exemple, pour chaque pôle, un déclencheur magnétique et un déclencheur thermique. Lorsque l'ensemble 8 décèle une surintensité sur le chemin de courant, il agit, par l'intermédiaire d'un mécanisme de commande 9 et d'un palonnier de renvoi 10, sur le ou les coulisseaux 7 de déplacement des ponts de contacts 4.
Un électro-aimant 11 est logé dans le boîtier pour actionner l'ensemble porte-contacts 5. Il comprend un circuit magnétique fixe, une armature mobile et une bobine reliée électriquement à des bornes par un interrupteur. Ce dernier est commandable par le mécanisme 9 ou par un bouton de commande rotatif 12 susceptible d'agir sur le mécanisme pour ouvrir les contacts. L'armature de l'électro-aimant est assujettie à un ressort de rappel et coopère avec un levier 111 qui est directement attelé au support coulissant 6.
L'ensemble porte-contacts 5 est donc soumis au ressort de rappel de l'électro-aimant qui tend à le déplacer vers la position d'ouverture (contacts ouverts).
Le mécanisme de commande 9 est actionné par un bouton rotatif 12 de commande qui est disposé sur la face avant du boîtier. Le mécanisme de commande 9 est monté entre deux platines 13a, 13b fixées au boîtier. Le bouton rotatif 12 de commande manuelle est monté solidaire d'un axe de rotation 14 qui est guidé en rotation par les platines 13a-13b, parallèlement au plan de guidage de l'ensemble porte-contacts 5. Cet axe 14 et le bouton 12 peuvent pivoter de manière à occuper une position de début de course correspondant à la position "marche" (contacts fermés), une position de fin de course correspondant à la position "arrêt" (contacts ouverts) ou une position intermédiaire correspondant à une position "déclenché" (contacts ouverts). Ces différentes positions sont respectivement représentées sur les figures 3, 4 et 5. Les positions "marche" et "arrêt" du bouton de commande 12 sont sensiblement à 90° l'une de l'autre.
Un levier d'ouverture 20 est monté libre en rotation autour de l'axe de mécanisme 14. Ce levier d'ouverture 20 est soumis à un ressort d'ouverture, non représenté, qui tend à le faire pivoter de la position "marche" vers la position "déclenché".
Un levier d'armement 15 est guidé en rotation selon l'axe de mécanisme 14 de manière à pivoter entre une position "marche" (figure 3) et une position "déclenché" (figure 5). Ce levier d'armement 15 pivote de la position "marche" à la position "déclenché" pour saisir le levier d'ouverture 20 et revient de la position "déclenché" à la position "marche" avec le levier d'ouverture 20. Pour réaliser cette fonction, le levier d'armement 15 est assujetti à un mécanisme d'armement composé d'une pièce d'armement 16 montée pivotante autour d'un axe 161 et soumise à un ressort d'armement 17. La liaison mécanique en rotation entre le levier d'armement pivotant 15 et la pièce d'armement 16 s'effectue par l'intermédiaire d'un pion d'entraînement 18.
La pièce d'armement 16 coopère avec un verrou basculant 19 qui permet de verrouiller cette pièce 16 en position "marche" ou "déclenché" (figure 3 ou 5) et permet par conséquent de maintenir le levier d'armement 15 en position "marche" ou "déclenché". Ce verrou basculant 19 est monté pivotant autour d'un axe 191 et est soumis à un ressort de rappel 193. Il possède un pion 192 qui bloque la pièce d'ouverture 16 en position "marche" ou "déclenché".
Le déverrouillage de la pièce d'armement 16 s'effectue par le levier d'ouverture 20 lorsque ce dernier agit sur le verrou basculant 19. Un crochet d'armement 21 est monté pivotant, autour d'un axe 151, sur le levier d'armement 15 et est soumis à un ressort de rappel 22. Il maintient ce levier d'ouverture 20 en position "marche" ou "déclenché". En s'ouvrant, le crochet d'armement 21 libère le levier d'ouverture 20 qui est soumis au ressort d'ouverture agissant sur le palonnier de renvoi 10. En conséquence, le levier d'ouverture 20 pivote de la position "marche" à la position "déclenché". En arrivant en position "déclenché", le levier d'ouverture 20 agit sur le verrou 19 pour libérer la pièce d'armement 16. Celle-ci actionne le levier d'armement 15 qui pivote de la position "marche" à la position "déclenché" et vient saisir le levier d'ouverture 20, par l'intermédiaire du crochet d'armement 21.
Le déclencheur thermique et le déclencheur magnétique de l'ensemble 8 agissent sur un mécanisme de déclenchement apte à libérer le levier d'ouverture 20 du levier d'armement 15 de manière à déclencher le passage de la position "marche" (figure 3) à la position "déclenché" (figure 5). Ce mécanisme de déclenchement agit sur le crochet d'armement 21 par l'intermédiaire d'un poussoir basculant 25. Ce poussoir basculant 25 est monté pivotant autour de l'axe 161 et est soumis à un ressort 26. Ce ressort 26 est monté entre un pion 252 du poussoir 25 et un pion 242 du verrou de déclenchement 24. Il tend à faire tourner le poussoir basculant 25 dans le sens d'ouverture du crochet d'armement 21. Le mécanisme de déclenchement comporte un verrou de déclenchement pivotant 24 qui peut pivoter autour d'un axe 241, soit sous l'action du déclencheur thermique 81 soit du déclencheur magnétique 82. En pivotant, le verrou de déclenchement 24 libère le poussoir basculant 25 soumis à l'action d'un ressort 26. Le poussoir basculant 25 ouvre le crochet d'armement 21 qui libère le levier d'ouverture 20.
Le poussoir basculant 25 coopère avec un levier de réarmement 32 monté pivotant autour de l'axe fixe 241 et relié par un axe 321 à la pièce d'armement 16. Ce levier de réarmement 32 agit sur un axe 251 du poussoir basculant 25 de manière à réarmer celui-ci.
L'axe de mécanisme 14 qui porte le bouton rotatif 12 de commande manuelle est solidaire d'un balancier 29. L'ensemble constitué du balancier 29, de l'axe 14 et du bouton de commande 12 est relié par un ressort de traction 27 à une manivelle 28 qui peut pivoter librement, autour de l'axe de mécanisme 14, entre deux positions. Le ressort 27 est monté entre un pion 291 solidaire du balancier 29 et un pion 281 solidaire de la manivelle 28.
Les platines 13a-13b sont identiques, sont assemblées symétriquement et les pièces pivotantes de la serrure se montent entre elles. La plupart des ressorts peuvent être mis en place après que les pièces et les platines soient assemblées ce qui facilite le montage.
L'élément de déclenchement thermique 81 est monté sur une pièce 33 dont la position par rapport à la platine 13a-13b peut être réglée en usine et par le client.
Le fonctionnement du mécanisme de commande va maintenant être expliqué.
Dans la position "marche" correspondant à la fermeture des contacts (figure 3), le levier d'ouverture 20 occupe la position de début de course dite "position marche". Il est retenu dans cette position par le crochet 21 et le levier d'armement 15. Le levier d'armement 15 est immobilisé du fait que la pièce d'armement 16 est immobilisée par le verrou 19. Le balancier 29 est maintenu, en position "marche", par le ressort 27.
Dans la position "Arrêt" (figure 4), le balancier 29 est en position "arrêt", par l'intermédiaire du ressort de dépassement de point mort 27.
On peut passer de la position "Marche" à la position "Arrêt" en tournant le bouton rotatif 12 de commande. L'axe de mécanisme 14, en tournant, fait tourner le balancier 29 autour de l'axe 14, de la position "Marche" (figure 3) à la position "Arrêt" (figure 4). Pendant la rotation, le balancier 29 passe par un point mort, dans le plan passant par l'axe 14 et l'axe de fixation du ressort 27 sur la manivelle 28. Celle-ci bascule en entraînant l'ouverture du contact alimentant la bobine de l'électro-aimant et le balancier 29 vient occuper la fin de course "Arrêt". Le ressort 27 assure le maintien du balancier 29 dans cette position par l'intermédiaire du pion 30 qui est en butée sur la pièce d'armement 16.
Réciproquement, on peut passer de la position "Arrêt" (figure 4) à la position "Marche" (figure 3), en tournant le bouton de commande rotatif 12. En passant le point mort, le balancier 29 fait pivoter la manivelle 28 et actionne ainsi le contact alimentant la bobine de l'électro-aimant.
Le passage de la position "Marche" (figure 3) à la position "Déclenché" (figure 5), s'effectue automatiquement en cas de surcharge ou de défaut. Elle entraîne l'ouverture rapide des contacts de puissance et l'ouverture du contact bobine. Un des déclencheurs 81 ou 82 agit sur le verrou de déclenchement 24 qui libère le poussoir 25. Celui-ci agit sur le crochet d'armement 21 qui en pivotant libère le levier d'ouverture 20. En pivotant, le levier d'ouverture 20 actionne le verrou 19 ce qui libère la pièce d'armement 16. Cette pièce d'armement 16 soumise au ressort d'armement 17 pivote et entraîne en rotation le levier d'armement 15 qui pivote jusqu'à venir occuper la position "déclenché". Dans cette position le crochet d'armement 21 vient relier le levier d'ouverture 20 au levier d'armement 15. Le verrou 19 fait pivoter la manivelle 28 qui actionne le contact bobine. Par ailleurs, le levier d'armement 15, par l'intermédiaire du pion 151, fait tourner le balancier 29 jusqu'à ce qu'il passe le point mort. La pièce d'armement 16 détermine alors la position du balancier 29 et du bouton 12 (position "déclenché").
En position "déclenché", le levier de réarmement 32 réarme le poussoir 25.
Le réarmement du mécanisme s'effectue de la position "déclenché" à la position "arrêt" ou de la position "déclenché" à la position "marche" (par exemple dans le cas d'un réarmement à distance par l'intermédiaire d'un petit moteur électrique).
Pour réarmer, de la position "déclenché" (figure 5) à la position "arrêt", on fait tourner le bouton rotatif 12 jusqu'à la position "Arrêt". Un pion d'entraînement 30 solidaire du balancier 29 fait pivoter la pièce d'armement 16 qui entraîne en rotation, par le pion 18, le levier d'armement 15, ce dernier entraînant le levier d'ouverture 20 jusqu'à ce que celui-ci occupe la position "marche". En fin de course, le verrou 19, sous l'action du ressort 193, vient verrouiller par l'intermédiaire d'un pion 192, la pièce d'armement 16 ainsi que les pièces reliées mécaniquement (levier d'ouverture 15, levier d'ouverture 20) en position "marche".
Pour réarmer de la position "déclenché" (figure 5) à la position "marche", on fait tourner le bouton de commande rotatif 12 de cette position "déclenché" à la position "marche". Le balancier 29 solidaire du bouton 12 fait pivoter le levier d'armement 15, le levier d'ouverture 20 et la pièce d'armement 16 jusqu'à la position "Marche". En fin de course, le verrou 19 immobilise la pièce d'armement 16, le levier d'armement 15 et le levier d'ouverture 20 qui reste accroché au levier d'armement 15, par l'intermédiaire du crochet d'armement 21.
Dans le cas d'une surcharge, si un opérateur empêche la rotation du bouton de commande 12, le levier d'ouverture 20 ne peut être empêché de pivoter. Les contacts peuvent donc s' ouvrir.
Le balancier 29 actionné par le bouton rotatif 12 permet d'assurer une ouverture forcée du contact bobine et des contacts puissance ainsi que du contact bobine, en allant sur la position "arrêt". Cette position ne peut être indiquée que si tous les contacts sont réellement ouverts.
Il est bien entendu que l'on peut sans sortir du cadre de l'invention imaginer des variantes et des perfectionnements de détail et de même envisager l'emploi de moyens équivalents.

Claims

1-Appareil interrupteur de protection tel que contacteur-disjoncteur, comprenant au moins un pôle (1) ayant au moins un contact mobile (4) coopérant avec un contact fixe (3) et des moyens de déclenchement magnétique et/ou thermique (8) assurant la protection contre les surcharges et surintensités et agissant sur un mécanisme de commande (9) manoeuvrant ledit contact mobile (4) et pouvant être actionné par un bouton rotatif (12) tournant autour d'un axe de mécanisme (14), caractérisé par le fait que le mécanisme de commande (9) comprend un levier d'ouverture des contacts (20) pivotant d'une position marche correspondant à la fermeture des contacts à une position correspondant à l'ouverture des contacts, ce levier d'ouverture (20) étant associé à un mécanisme d'armement pivotant (15,16), apte à ramener et maintenir le dit levier d'ouverture (20) en position de marche des contacts, et par le fait que les moyens de déclenchement (8) sont susceptibles de commander la séparation mécanique du levier d'ouverture (20) et du mécanisme d'armement de manière à libérer ce levier d'ouverture (20).

2-Appareil selon la revendication 1, caractérisé par le fait que le mécanisme d'armement pivotant (15,16) comprend un levier d'armement (15) pivotant autour de l'axe de mécanisme (14), ce levier d'armement (15) étant associé à des moyens d'accrochage (21) susceptibles d'assurer une liaison en rotation avec le levier d'ouverture (20).

3-Appareil selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que le levier d'armement (15) est lié mécaniquement en rotation à une pièce d'armement pivotante (16) soumise à un ressort d'armement(17).

4-Appareil selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que les moyens d'accrochage sont constitués par un crochet (21) mobile autour de l'axe de mécanisme (14).

5-Appareil selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que le mécanisme d'armement comprend un verrou (19) assurant l'immobilisation dudit mécanisme en position "marche" et libérant ledit mécanisme sous l'action de la pièce d'ouverture (20) de manière que ledit mécanisme vienne prendre le levier d'ouverture (15) en position de déclenchement pour le ramener en position "marche".

6-Appareil selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait qu'il comporte un poussoir (25) susceptible de libérer le levier d'ouverture (20) du mécanisme d'armement (15,16) en agissant sur le crochet (21) et associé à un mécanisme de déclenchement (24, 25) sur lequel agissent les moyens de déclenchement magnétique et/ou thermique (8).

7-Appareil selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que le bouton de commande (12) est solidaire d'une pièce (29) reliée par un ressort (27) à une manivelle (28) montée pivotante.

8-Appareil selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que les platines (13a,13b) sont deux plaques identiques associées symétriquement.

9-Appareil selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que la pièce (29) solidaire du bouton de commande (12) comporte des moyens pour amener le levier d'ouverture (20) et le levier d'armement (15) de la position "déclenché" à la position "marche".