EP0897188B1

EP0897188B1 - Control device for electrical protection apparatus sush as a circuit breaker including a device for indicating the tripping, and a circuit breaker equipped with such a device

Info

Publication number: EP0897188B1
Application number: EP98410079A
Authority: EP
Inventors: Philippe Delcambre; Jean-Luc Pielawski; Jean-Claude Ramacciotti
Original assignee: Schneider Electric Industries SAS
Current assignee: Schneider Electric Industries SAS
Priority date: 1997-07-16
Filing date: 1998-07-09
Publication date: 2006-10-25
Anticipated expiration: 2018-07-09
Also published as: FR2766292B1; CN1205535A; EP0897188A1; ES2274561T3; DE69836247D1; FR2766292A1; DE69836247T2; ATE343849T1; CN1174456C

Abstract

The manual arm (5) has a click stop section (13) which comes up against a stop on the fixed arm circuit breaker (M) holding the arm in an intermediate position.

Description

La présente invention concerne un dispositif de commande d'un appareil de protection électrique tel un disjoncteur logé dans un boîtier isolant renfermant une paire de contacts fixe et mobile, ledit contact mobile pouvant être actionné soit manuellement par une manette montée à pivotement entre une position de fermeture et une position d'ouverture des contacts, et rappelée en position d'ouverture par un ressort de manette, soit automatiquement par l'intermédiaire d'un mécanisme comportant :

un dispositif de support du contact mobile monté à rotation entre les deux positions précitées et relié à la manette par un moyen de transmission de manière à former entre le dispositif et la manette une liaison mécanique brisable,
un moyen de déclenchement commandé par un déclencheur pour provoquer, en cas de défaut électrique, la rupture de la liaison mécanique entraînant le déclenchement automatique du mécanisme et la séparation des contacts, indépendamment de la manette,
un moyen de rappel du moyen de déclenchement vers une position armée autorisant le réarmement automatique du mécanisme lorsque la manette est en position d'ouverture, et
un moyen de signalisation de l'état déclenché du disjoncteur par une position intermédiaire de la manette.

On connaît le document EP-A-0 224 396 décrivant un disjoncteur du genre précédemment mentionné.The present invention relates to a device for controlling an electrical protection device such as a circuit-breaker housed in an insulating casing enclosing a pair of fixed and movable contacts, said movable contact being able to be actuated either manually by a handle pivotally mounted between a position of closing and an open position of the contacts, and recalled in the open position by a handle spring, or automatically via a mechanism comprising:

a device for supporting the movable contact rotatably mounted between the two aforementioned positions and connected to the handle by a transmission means so as to form between the device and the handle a breakable mechanical connection,
tripping means controlled by a trigger to cause, in the event of an electrical fault, the breaking of the mechanical link resulting in the automatic triggering of the mechanism and the separation of the contacts, independently of the joystick,
means for returning the triggering means to an armed position allowing the automatic rearming of the mechanism when the lever is in the open position, and
means for signaling the tripped state of the circuit breaker by an intermediate position of the joystick.

EP-A-0 224 396 describes a circuit breaker of the kind mentioned above.

On connaît également des disjoncteurs, tels ceux décrits dans les brevets EP 352 679 et DE 4 122 268, comportant un tel moyen de signalisation d'un déclenchement automatique. Ces moyens font en général intervenir une pièce supplémentaire, à savoir une butée solidaire du boîtier de l'appareil et coopérant avec les éléments du mécanisme pour retenir la manette dans cette position intermédiaire.Circuit breakers are also known, such as those described in patents EP 352 679 and DE 4 122 268, including such means for signaling an automatic release. These means generally involve an additional piece, namely a stop secured to the housing of the device and cooperating with the elements of the mechanism for holding the handle in this intermediate position.

La présente invention se propose de simplifier la fabrication d'un dispositif de commande d'un disjoncteur comportant un moyen de signalisation de l'état déclenché du disjoncteur par une position intermédiaire de la manette comportant un nombre réduit de pièces.The present invention proposes to simplify the manufacture of a control device of a circuit breaker comprising means for signaling the tripped state of the circuit breaker by an intermediate position of the joystick having a reduced number of parts.

A cet effet, la présente invention a pour objet un dispositif de commande d'un appareil électrique selon la revendication 1.For this purpose, the subject of the present invention is a device for controlling an electrical apparatus according to claim 1.

Selon une réalisation particulière de l'invention, la butée précitée est agencée sur le dispositif support.According to a particular embodiment of the invention, the aforementioned abutment is arranged on the support device.

Mais d'autres avantages et caractéristiques de l'invention apparaîtront mieux dans la description détaillée qui suit et se réfère aux dessins annexés donnés uniquement à titre d'exemple et dans lesquels :

La figure 1 est une vue de côté d'un dispositif de commande selon une réalisation particulière de l'invention, en position fermée des contacts,
la figure 2 est une vue en coupe de la figure précédente,
la figure 3 est une vue similaire à la précédente, en position d'ouverture des contacts,
la figure 4 est une vue similaire à la précédente, le dispositif étant dans la position déclenchée sur défaut,
la figure 5 est une vue similaire aux précédentes, illustrant le réarmement de la manette après un déclenchement,
la figure 6 est une vue similaire aux précédentes, illustrant une manoeuvre de fermeture de la manette, alors que les contacts sont encore ouverts,
la figure 7 est une vue de côté du dispositif de commande, illustrant une manoeuvre d'ouverture de la manette, après un raté de fermeture.

But other advantages and features of the invention will become more apparent in the detailed description which follows and refers to the accompanying drawings given solely by way of example and in which:

FIG. 1 is a side view of a control device according to a particular embodiment of the invention, in the closed position of the contacts,
FIG. 2 is a sectional view of the preceding figure,
FIG. 3 is a view similar to the previous one, in the open position of the contacts,
FIG. 4 is a view similar to the previous one, the device being in the fault-triggered position,
FIG. 5 is a view similar to the previous ones, illustrating the resetting of the joystick after a trip,
FIG. 6 is a view similar to the previous ones, illustrating a maneuver for closing the handle, while the contacts are still open,
Figure 7 is a side view of the control device, illustrating an opening operation of the joystick, after a closing misfire.

Sur les figures, on voit un dispositif de commande D destiné à être utilisé pour commander l'ouverture et la fermeture des contacts 1, 2 d'un interrupteur ou d'un disjoncteur électrique miniature à boîtier isolant moulé.In the figures, there is shown a control device D intended to be used for controlling the opening and closing of the contacts 1, 2 of a switch or a miniature electric circuit breaker with molded insulating housing.

Ce dispositif est destiné à actionner un bras de contact mobile 3 dont l'extrémité libre 3a porte une pièce de contact 4 coopérant avec un contact fixe 1. Ce bras de contact 3 peut être déplacé manuellement par l'intermédiaire d'une manette 5 ou bien automatiquement par l'intermédiaire d'un mécanisme M décrit ci-après. Un orifice (non représenté) est ménagé dans la face avant du boîtier du disjoncteur pour le passage de la manette 5 montée à pivotement limité sur un axe 6, et déplaçable entre une position F de fermeture (fig. 1) dans laquelle les contacts 1, 2 sont fermés, et une position 0 d'ouverture (fig. 3) correspondant à la séparation des contacts 1, 2. La manette 5 est accouplée à une biellette de transmission 7, notamment en acier, pour constituer une première genouillère g dont l'articulation 7a sur la biellette 5 se trouve excentrée par rapport à l'axe fixe 6 de la manette 5. Cette première genouillère g est conçue pour donner les deux positions stables de la manette 5 (fig. 1 et 3).This device is intended to actuate a movable contact arm 3 whose free end 3a carries a contact piece 4 cooperating with a fixed contact 1. This contact arm 3 can be moved manually by means of a handle 5 or well automatically via a mechanism M described below. An orifice (not shown) is formed in the front face of the circuit-breaker housing for the passage of the lever 5 pivotally mounted limited on an axis 6, and movable between a closing position F (FIG 1) in which the contacts 1 , 2 are closed, and an opening position 0 (FIG 3) corresponding to the separation of the contacts 1, 2. The lever 5 is coupled to a transmission rod 7, in particular steel, to form a first knee g which the hinge 7a on the rod 5 is eccentric with respect to the fixed axis 6 of the handle 5. This first toggle g is designed to give the two stable positions of the handle 5 (Figures 1 and 3).

Un ressort de rappel (non représenté) sollicite la manette 5 vers la position d'ouverture après dépassement du point mort de la première genouillère g.A return spring (not shown) urges the lever 5 to the open position after exceeding the dead point of the first toggle g.

Une barre de déclenchement 8 pilotée par le percuteur du déclencheur électromagnétique et la bilame du déclencheur thermique (non représentés), est montée à pivotement sur un axe porté par une platine 9 formant un dispositif de support du bras de contact 3.A trigger bar 8 controlled by the firing pin of the electromagnetic release and the bimetal of the thermal release (not shown), is pivotally mounted on an axis carried by a plate 9 forming a device for supporting the contact arm 3.

Une liaison mécanique L comportant une seconde genouillère h relie la manette 5 et la platine 9.A mechanical link L comprising a second toggle h connects the handle 5 and the plate 9.

En position verrouillée, la liaison L autorise la commande manuelle du mécanisme M par la manette 5. Le déplacement de la barre de déclenchement 8 vers la position déclenchée sous l'action du déclencheur thermique ou électromagnétique, provoque la rupture momentanée de la liaison mécanique L, entraînant le déclenchement automatique du mécanisme, indépendamment de la manette.In the locked position, the link L allows the manual control of the mechanism M by the lever 5. The displacement of the trigger bar 8 to the triggered position under the action of the thermal or electromagnetic release, causes the momentary rupture of the mechanical link L , causing the mechanism to trigger automatically, independently of the joystick.

La barre de déclenchement 8 est associée à un ressort de rappel (non représenté) destiné à assurer le rétablissement automatique de la liaison mécanique L lorsque la manette 5 est actionnée vers la position d'ouverture, suite à un déclenchement du mécanisme M sur défaut.The trigger bar 8 is associated with a return spring (not shown) for ensuring the automatic restoration of the mechanical link L when the lever 5 is actuated to the open position, following a trigger mechanism M defect.

La deuxième genouillère précitée h comporte la biellette de transmission 7 accouplée à un crochet 10 monté à pivotement sur un axe 11 de la platine 9 et comportant un bec de retenue 12 coopérant en position verrouillée avec la barre de déclenchement 8. La biellette de transmission 7 est accouplée au crochet 10 en un point d'articulation 12a situé entre l'axe d'articulation 11 du crochet 10 et le bec de retenue 12.The second aforementioned toggle h comprises the transmission rod 7 coupled to a hook 10 pivotally mounted on an axis 11 of the plate 9 and having a retaining nose 12 cooperating in locked position with the trigger bar 8. The transmission link 7 is coupled to the hook 10 at a point of articulation 12a located between the hinge axis 11 of the hook 10 and the retaining nose 12.

Ce dispositif comporte en outre un moyen S de signalisation du déclenchement par une position intermédiaire de la manette 5.This device further comprises means S for signaling the triggering by an intermediate position of the lever 5.

Selon l'invention, ce moyen S comprend un clic 13 associé à la manette 5 destiné à coopérer avec une butée 14 solidaire de la platine 9. A cet effet, la manette 5 est formée d'une première partie semi-circulaire 5a comportant une poignée 5c et mobile en rotation autour de l'axe précité 6 et d'une seconde partie 5b (ci-après dénommée clic), mobile en rotation autour du même axe 6 par rapport à la première partie 5a, et comportant un élément en saillie formant clic 13.According to the invention, this means S comprises a click 13 associated with the lever 5 intended to cooperate with a stop 14 integral with the plate 9. For this purpose, the handle 5 is formed of a first semicircular portion 5a having a 5c handle and movable in rotation about the aforementioned axis 6 and a second portion 5b (hereinafter referred to as click), movable in rotation about the same axis 6 relative to the first portion 5a, and having a projecting element forming click 13.

La première partie 5a de la manette 5 (ci-après dénommée manette) comporte une surface d'appui 20 apte à entraîner le clic 13 en rotation lors d'un déplacement de la manette 5 dans le sens de l'ouverture des contacts 1, 2. De la même façon, la manette 5 comporte un godron 15 apte à entraîner le clic 13 en rotation lors d'un déplacement de la manette 5, dans le sens de la fermeture des contacts 1, 2 (fig. 5).The first part 5a of the handle 5 (hereinafter referred to as a handle) comprises a bearing surface 20 able to cause the click 13 to rotate when the handle 5 is moved in the direction of the opening of the contacts 1, 2. In the same way, the handle 5 comprises a godron 15 adapted to cause the click 13 in rotation during a displacement of the handle 5, in the direction of the closure of the contacts 1 , 2 (Fig. 5).

Le mécanisme tel que décrit fonctionne de la façon suivante . En position de fermeture (fig. 1 et 2) la poignée 5c de la manette 5 se trouve à droite et la liaison mécanique brisable L est verrouillée par la barre de déclenchement 8. Le contact mobile 2 reste en position enclenchée maintenu par la platine 9. L'ensemble reste en équilibre par l'intermédiaire de l'accrochage. En cas de déclenchement suite à un défaut, la barre 8 déverrouille le crochet d'accrochage 10 entraînant le basculement de la liaison L sous l'effet de la détente du ressort d'ouverture.The mechanism as described operates as follows. In the closed position (Figures 1 and 2) the handle 5c of the lever 5 is on the right and the breakable mechanical link L is locked by the trigger bar 8. The movable contact 2 remains in the engaged position maintained by the plate 9 The whole remains in equilibrium by means of the hanging. In case of tripping due to a fault, the bar 8 unlocks the hook 10 causing the tilting of the link L under the effect of the expansion of the opening spring.

L'ensemble mécanique (contact mobile 2, barre de déclenchement 8, crochet 10, platine 9) est rappelé par le ressort du mécanisme en position "disjoncteur ouvert". Dans un second temps, la manette 5 est rappelée par le ressort de manette dans le sens de l'ouverture. Pendant ce mouvement, la surface d'appui 20 de la manette 5 entraîne le clic 13 en rotation jusqu'à ce que celui-ci soit arrêté par la butée 14 de la platine 9 (fig. 4). L'inertie des pièces et la raideur des ressorts sont réglées de façon à ce que la platine 9 soit dans sa position d'équilibre ouvert avant que la manette 5 n'ait commencé son mouvement. Ainsi, le déclenchement est signalé visuellement par une position particulière de la manette 5, et un voyant rouge (non visible) fixé sur la manette qui n'apparaît que dans cette position.The mechanical assembly (movable contact 2, trip bar 8, hook 10, plate 9) is returned by the spring of the mechanism in the "open circuit breaker" position. In a second step, the handle 5 is returned by the handle spring in the direction of the opening. During this movement, the bearing surface 20 of the lever 5 causes the click 13 to rotate until it is stopped by the stop 14 of the plate 9 (Figure 4). The inertia of the parts and the stiffness of the springs are adjusted so that the plate 9 is in its open equilibrium position before the lever 5 has begun its movement. Thus, the trip is visually indicated by a particular position of the joystick 5, and a red light (not visible) attached to the joystick that appears only in this position.

Lorsque l'appareil est dans la position déclenchée, il faut, pour refermer les contacts 1, 2 du disjoncteur, réarmer le mécanisme M en ramenant la manette 5 jusqu'à sa position d'ouverture O. Ce réarmement s'effectue en deux temps. Dans un premier temps, le clic 13 repousse la butée 14 de la platine 9 à l'encontre du ressort de rappel du mécanisme M vers la position d'ouverture (fig. 5). Dans un second temps, lorsque cette butée 14 est franchie, la manette 5 (première partie 5a) est rappelée en position d'ouverture par le ressort de manette. Le disjoncteur se trouve en attente d'être enclenché de nouveau. Dans cette position, le godron 15 limite la rotation du clic 13 de façon à ce que celui-ci soit maintenu à proximité de la butée 14. On notera que le godron 15 est agencé sur la manette 5 de manière que le clic 13 se trouve en position d'attente par rapport à la butée 14 après la fermeture de la manette 5.When the device is in the tripped position, it is necessary, to close the contacts 1, 2 of the circuit breaker, reset the mechanism M by returning the lever 5 to its open position O. This reset is performed in two stages . At first, the click 13 pushes the stop 14 of the plate 9 against the return spring of the mechanism M towards the open position (FIG 5). In a second step, when this stop 14 is crossed, the lever 5 (first part 5a) is returned to the open position by the lever spring. The circuit breaker is waiting to be re-engaged. In this position, the godron 15 limits the rotation of the click 13 so that it is maintained close to the stop 14. Note that the godron 15 is arranged on the handle 5 so that the click 13 is located in standby position relative to the stop 14 after the closure of the lever 5.

Deux situations peuvent alors se présenter. Dans un premier cas, le défaut a disparu et la fermeture de la manette 5 et en même temps des contacts 1, 2, laquelle manette entraîne le clic 13, dans son mouvement, grâce à la présence du godron 15, n'est pas entravée par la présence de la butée 14 de la platine 9.Two situations can then arise. In a first case, the fault has disappeared and the closing of the lever 5 and at the same time contacts 1, 2, which lever causes the click 13, in its movement, thanks to the presence of the godron 15, is not hampered by the presence of the stop 14 of the plate 9.

Dans un second cas, dit de raté de fermeture, (fig. 6), le défaut n'a pas disparu (suite à un déclenchement sur défaut, sur commande d'un auxiliaire, ou suite à un non-réarmement de l'accrochage du disjoncteur etc...), le clic 13 vient alors en interférence avec la butée 14 de la platine 9. Lors de la poursuite de la manoeuvre de fermeture de la manette 5, le godron 15 s'escamote et passe de l'autre côté du clic 13 en tournant autour de l'axe 6 de la manette 5 jusqu'à la position fermée de la manette (fig. 6). Ainsi, la manette 5 peut être ramenée dans sa positon fermée, mais avec une résistance à la fermeture très faible de sorte que l'utilisateur peut s'apercevoir du fait que les contacts 1, 2 ne sont, en réalité, pas fermés. On remarquera alors la présence d'une autre surface d'appui formant butée 16 prévue sur la manette 5, destinée à limiter la rotation du clic 13 de manière à ce qu'il reste là encore au voisinage de la butée 14.In a second case, called closing failure, (FIG 6), the defect has not disappeared (following a trigger on fault, on command of an auxiliary, or following a non-reset of the hanging circuit breaker etc ...), the click 13 then interferes with the stop 14 of the plate 9. When continuing the closing operation of the lever 5, the godron 15 is retracted and passes the other the side of the click 13 by turning around the axis 6 of the handle 5 to the closed position of the handle (Figure 6). Thus, the lever 5 can be returned to its closed position, but with a very low resistance to closing so that the user can see that the contacts 1, 2 are, in fact, not closed. Note then the presence of another abutment bearing surface 16 provided on the handle 5, intended to limit the rotation of the click 13 so that it remains there again in the vicinity of the abutment 14.

A cette étape, le ressort de manette rappelle la manette 5 en position d'ouverture et il est nécessaire de ramener le godron 15 de l'autre côté du clic 13 de façon à ce qu'il puisse de nouveau entraîner le clic 13 lors d'une nouvelle manoeuvre de fermeture.At this step, the handle spring 5 recalls the handle 5 in the open position and it is necessary to bring the godron 15 to the other side of the click 13 so that it can again cause the click 13 when a new closing maneuver.

Pour ce faire, il est prévu une butée 17 sur le clic 13 destinée à coopérer avec une butée fixe 18 par rapport à la manette 5 de manière à permettre, lors de l'ouverture de la manette 5, le passage du godron 15 de l'autre côté du clic 13, après la venue en contact de la butée 17 du clic 13 sur la butée fixe 18. La butée 18 fixe par rapport à la manette 5 crée un couple suffisant pour faire passer le godron 15 de l'autre côté du clic 13 vers la fin de l'ouverture de la manette 5.To do this, there is provided a stop 17 on the click 13 intended to cooperate with a fixed stop 18 relative to the lever 5 so as to allow, when opening the handle 5, the passage of the godron 15 of the on the other side of the click 13, after the abutment 17 of the click 13 has come into contact with the fixed abutment 18. The abutment 18 fixed relative to the handle 5 creates a sufficient torque to move the godron 15 to the other side click 13 towards the end of the opening of the joystick 5.

On notera que ce dispositif pourra avantageusement être utilisé dans des disjoncteurs uni, bi, tri et tétrapolaires.Note that this device can advantageously be used in circuit breakers uni, bi, tri and four-pole.

Claims

Operating device of an electrical protection apparatus such as a circuit breaker housed in an insulating case containing a pair of contacts, one stationary (1) and one movable (2), said movable contact (2) being able to be actuated either manually by a handle mounted pivoting between a closed position and an open position of the contacts (1,2) and returned to the open position by a spring of the handle, or automatically by means of a mechanism M comprising:
- a support device (9) of the movable contact (2) mounted in rotation between the two above-mentioned positions and connected to the handle (5) by a transmission means so as to form a breakable mechanical link between the device and the handle (5),

- a tripping means (8) operated by a trip device to cause breaking of the mechanical link L, in the event of an electrical fault, resulting in automatic tripping of the mechanism M and separation of the contacts (1,2), independently from the handle (5),

- a means for returning the tripping means (8) to a set position enabling automatic resetting of the mechanism M when the handle (5) is in the open position, and

- a means S for indicating the tripped state of the circuit breaker by an intermediate position of the handle (5),
characterized in that this means S comprises a click (13) mounted on the handle (5) operating in conjunction with a stop (14) arranged on a part (9) of the above-mentioned mechanism M so as to keep the handle (5) in an intermediate position during its opening movement after the mechanical link L between the handle (5) and the support device (9) has been broken resulting in automatic tripping.
Device according to claim 1, characterized in that the above-mentioned stop (14) is arranged on the support device (9).
Device according to claim 1 or 2, characterized in that the support device comprises a plate (9) and that the above-mentioned stop (14) is securedly affixed to this plate (9).
Device according to claim 3, characterized in that the inertia of the parts of the mechanism M and of the handle (5) and the stiffness of the springs are determined in such a way that the plate (9) is in its position called open equilibrium position before the handle (5) has started its opening movement.
Device according to any one of the claims 1 to 4, characterized in that the click (13) is mounted freely rotating with respect to the handle (5) around the spindle (6) of the handle (5) and is driven in rotation by the handle (5) during opening and closing of the latter.
Device according to claim 5, characterized in that the handle (5) comprises a spline (15) designed to drive the click (13) during closing of the handle (5), said spline (15) also being designed to retract to move to the other side of the click (13) when closing takes place on a mechanism kept open, so as to enable closing of the handle (5) whereas the contacts (1, 2) have not reclosed.
Device according to any one of the claims 1 to 6, characterized in that the handle (5) comprises a bearing surface (16) designed to hold the click (13) near the stop (14) between the moment the spline (15) retracts and the beginning of a new opening operation of the handle (5).
Device according to any one of the claims 1 to 7, characterized in that when the handle (5) is reset, the click (13) pushes the stop (14) against the force of the return spring of the support device (9).
Device according to any one of the claims 6 to 8, characterized in that the spline (15) is arranged on the handle (5) in such a way that the click (13) is in the waiting position with respect to the stop (14) after closing of the handle (5).
Device according to any one of the foregoing claims, characterized in that it comprises a stop (18) which is fixed with respect to the handle (5) and designed to limit rotation of the click (13) when opening of the handle (5) takes place after closing on contacts (1, 2) kept open, so as to make the spline (15) move to the other side of the click (13).
Device according to any one of the foregoing claims, characterized in that the above-mentioned breakable mechanical link L comprises a transmission rod (7) articulated by one of its ends on the handle (5) and coupled by its other end with a hook (10) articulated on the plate (9) and operating in conjunction with the trip bar (8).
Circuit breaker equipped with a device D according to any one of the foregoing claims.