FR2492584A1

FR2492584A1 - Mecanisme d'armement pour disjoncteur a action brusque

Info

Publication number: FR2492584A1
Application number: FR8116976A
Authority: FR
Inventors: George S Harper
Original assignee: North American Philips Controls Corp
Current assignee: North American Philips Controls Corp
Priority date: 1980-10-17
Filing date: 1981-09-08
Publication date: 1982-04-23
Also published as: FR2492584B1; CA1156701A; DE3126958C2; GB2085658B; DE3126958A1; US4323868A; GB2085658A; JPS5796434A

Abstract

DANS CE DISJONCTEUR, UN CONTACT MOBILE PEUT ETRE APPLIQUE SUR UN CONTACT FIXE, AVEC ACTION BRUSQUE, PAR UN RESSORT A FRANCHISSEMENT DE POINT MORT PAR L'INTERMEDIAIRE D'UNE TRINGLERIE DE LIAISON 58, 32, 26 ACTIONNEE PAR UN ORGANE 20 QUI TRANSFORME LA TRANSLATION DE L'ORGANE 20 EN UN MOUVEMENT DE ROTATION DE L'ELEMENT 58 QUI FORME UN MECANISME DE VERROUILLAGE EN COMBINAISON AVEC L'ELEMENT 32 DE LIAISON. DANS LA POSITION DE FERMETURE, L'EXTREMITE DE L'ORGANE 20 SE TROUVE DE NIVEAU AVEC SON OUVERTURE DE PASSAGE, POUR INTERDIRE LE DECLENCHEMENT MANUEL, LE DECLENCHEMENT EST SIGNALE AUTOMATIQUEMENT PAR LA SAILLIE DU BOUTON. APPLICATION A L'ELECTRONIQUE MEDICALE.

Description

La présente invention se rapporte aux disjoncteurs magnétiques à

déclenchement brusque. Elle concerne plus

particulièrement des mécanismes de disjoncteurs perfec-

tionnés destinés à être utilisés dans des disjoncteurs a déclenchement brusque qui combinent les fonctions d'inter-

rupteur et de disjoncteur.

On a décrit des disjoncteurs à déclenchement ou action brusque de forme compacte, dans les brevets US 3 806 848 et 4 117 285. Dans les dispositifs décrits dans ces brevets, un mécanisme à genouillère est déclenché par l'attraction d'une armature d'un électro-aimant lorsque le courant qui traverse la bobine de l'électro-aimant excède une valeur prédéterminée. Un contact mobile du disjoncteur est couplé à un ressort à franchissement de point mort de telle manière qu'à la suite du déclenchement, les contacts s'ouvrent avec une action brusque positive afin de réduire à un minimum les éclatements d'arc entre contacts. Le ressort

à franchissement de point mort agit également sur le con-

tact mobile lorsqu'on ouvre et qu'on ferme manuellement

les contacts du disjoncteur. Cette action brusque d'ouver-

ture et de fermeture des contacts du disjoncteur lors de l'actionnement manuel ont l'avantage de rendre impossible le rapprochement lent des contacts qui aurait pour effet

d'endommager le disjoncteur.

Les mécanismes d'actionnement à levier décrits dans les deux brevets précités sont du type à genouillère, à bras basculant ou à poussoir. Bien que ces mécanismes

à levier soient appropriés pour certains types de fonc-

tionnement, d'autres modes de fonctionnements exigent un mécanisme d'actionnement à poussée et traction. D'autres modes de fonctionnement exigent un mécanisme que l'on puisse actionner manuellement pour mettre le disjoncteur

dans sa position de fermeture des contacts mais qui inter-

dise l'ouverture manuelle des contacts.

On incorpore fréquemment des disjoncteurs à action brusque du type auquel l'invention se rapporte, dans des

tableaux de commande et structures analogues dans les-

quelles de nombreux disjoncteurs sont montés en ensembles

disposés en rangées et en colonnes. Par exemple, les fa-

bricants de calculateurs incorporent fréquemment un dis-

joncteur dans chaque ligne d'alimentation séparée pour empêcher que des problèmes électriques qui se manifestent dans une section du calculateur ne se répercutent sur d'autres sections et ne les affectent. Dans les grandes

installations de calculateurs, on peut utiliser fréquem-

ment 50 à 100 ou même plus de 100 disjoncteurs. Normale-

ment, les disjoncteurs sont disposés en ensembles dans

une armoire. Il est souhaitable de prévoir des moyens vi-

suels rapides pour déterminer celui ou ceux des disjonc-

teurs parmi les 50 ou 100 ou plus qui sont contenus dans

l'armoire qui a ou ont déclenché sous l'effet d'une sur-

charge électrique. Le mécanisme d'actionnement de disjonc-

teur du type à poussée ou traction suivant l'invention constitue un tel moyen rapide de localisation visuelle du disjoncteur qui a déclenché, sans exiger l'utilisation de

circuits électriques additionnels comportant des indica-

teurs du type à lampes, qui risquent de brûler et qui, en outre, conservent la possibilité d'ouvrir manuellement le disjoncteur.

D'autres types d'installations exigent un méca-

nisme de disjoncteur qu'on ne puisse pas déclencher manuel-

lement. Par exemple dans le domaine de l'électronique médi-

cale, il est souhaitable d'utiliser des disjoncteurs dans

des équipements sophistiqués de surveillance et/ou d'assis-

tance électroniques. Il est évident que dans le fonctionne-

ment d'un tel équipement, l'ouverture manuelle de disjonc-

teurs par inadvertance peut avoir des conséquences graves et même désastreuses. Il est donc souhaitable de réaliser

un mécanisme de disjoncteurs qui ne puisse pas être déclen-

ché manuellement par inadvertance. Il est également souhai-

table de réaliser un mécanisme de disjoncteurs qui présente la même caractéristique d'identification rapide visuelle

des contacts ouverts qui a été décrite plus haut.

Dans une forme de réalisation, l'invention a pour

objet un tel disjoncteur.

L'invention, qui sera décrite ci-après en regard des dessins annexés et à propos de formes de réalisation préférées, a pour objet des mécanismes d'actionnement nouveaux et perfectionnés compatibles avec les impératifs de fonctionnement décrits plus haut. Plus spécialement,

une forme de réalisation de l'invention fournit un méca-

nisme d'armement de disjoncteur qu'on pousse pour fermer

les contacts et qui ne peut pas être déclenché manuelle-

ment dans sa position d'ouverture des contacts. Une deu-

xième forme de réalisation fournit un mécanisme à ferme-

ture par poussée et ouverture par traction qui présente

les caractéristiques d'un interrupteur à poussée et trac-

tion actionné manuellement et qui comporte également la

fonction de protection des surintensités d'un disjoncteur.

Le mécanisme d'armement suivant l'invention est de préférence utilisé en combinaison avec un disjoncteur magnétique comprenant un boîtier isolant, un capteur de surintensité, logé dans ce boîtier, un contact fixe et un contact mobile, un mécanisme de verrouillage couplé au contact mobile et des moyens qui déclenchent le mécanisme

de verrouillage en réponse à la détection d'une surinten-

sité. A la suite du déclenchement du mécanisme de verrouil-

lage, le contact mobile s'ouvre sous l'influence d'un dis-

positif à ressort à franchissement de point mort. Le dis-

joncteur comporte un organe d'actionnement de forme allon-

gée qui s'étend à travers une ouverture ménagée dans le boîtier du disjoncteur. L'organe d'actionnement peut se déplacer longitudinalement entre une position "déclenchée" ou d'ouverture des contacts et une position "réarmée" ou de fermeture des contacts; des moyens sont prévus pour empêcher un mouvement de rotation du levier. Des moyens de liaison relient l'organe d'actionnement au mécanisme de verrouillage; ces moyens de liaison transforment un mouvement à peu près linéaire de l'organe d'actionnement en un mouvement de rotation des moyens de liaison pour forcer le mécanisme de verrouillage dans sa position de fermeture des contacts.- Les-moyens de liaison ont pour

fonction de retenir l'organe d'actionnement dans sa posi-

tion de réarmement lorsqu'on les déplace manuellement de leur position de déclenchement à leur position de réarme- ment. Des moyens sont également prévus pour solliciter l'organe d'actionnement vers sa.--position d'ouverture des

contacts lorsque le mécanisme de verrouillage est déclen-

ché. Dans une forme de réalisation, la face supérieure

de l'organe d'actionnement est à l'affleurement de la par-

tie supérieure de l'ouverture-de passage dudit organe dans le boitier du disjoncteur dans sa position de fermeture des contacts ou position de réarmement. Dans une autre forme de réalisation, l'organe d'actionnement est réalisé

avec un bouton sur une extrémité pour permettre l'ouver-

ture manuelle et permettre d'orienter le bouton dans l'une de plusieurs manières pour pouvoir orienter des repères imprimés sur la face du bouton de façon appropriée quelle que soit l'orientation du disjoncteur dans sa position de montage.

D'autres caractéristiques et avantages de l'inven-

tion apparaîtront au cours de la description qui va suivre.

Aux dessins annexés, donnés uniquement à titre d'exemple; - la figure 1 est une vue en élévation latérale et en coupe du boitier du disjoncteur à action brusque qui

montre le mécanisme de disjoncteur et le mécanisme d'ac-

tionnement suivant l'invention dans la position d'ouver-

ture des contacts; - la figure 2 est une vue en coupe du boitier du disjoncteur qui montre le mécanisme du disjoncteur et le mécanisme d'actionnement dans la position de fermeture des contacts;

- les figures 3A et 3B montrent le deuxième élé-

ment des moyens de liaison de l'organe d'actionnement sui-

vant l'invention, en vues latérale et en bout respective-

ment - les figures 4A et 4B montrent le premier élément des moyens de liaison dudit organe en vues latérale et en bout respectivement; - les figures 5A et 5B sont une vue en élévation latérale avec arrachement partiel et une vue en bout res-

pectivement d'une forme de réalisation de l'organe d'ac-

tionnement; - les figures 6A et 6B sont une vue en élévation et en coupe et une vue en bout respectivement du chapeau

utilisé en combinaison avec l'organe d'actionnement repré-

senté aux figures 5A et 5B.

Les mécanismes d'actionnement suivant l'invention ont été mis au point pour être utilisés avec un mécanisme de disjoncteurs à action brusque du type décrit dans le

brevet US 4 117 285.

La figure 1 montre un disjoncteur à action brusque comportant une forme de réalisation du mécanisme suivant

l'invention, qui est ici représenté dans sa position d'ou-

verture des contacts. Le mécanisme de disjoncteur, dont

les détails sont décrits dans le brevet précité est con-

tenu dans un bottier isolant 10, généralement en une ma-

tière plastique ou équivalent. La face supérieure 12 du boitier comporte une bague 14 et un bossage fileté 16. Un trou 18 de passage de l'organe d'actionnement est formé à

travers le bossage 16 et la bague 14 et est destiné à re-

cevoir un organe d'actionnement 20 de forme allongée.

Deux ailettes 22a, 22b à peu près parallèles entre elles font saillie sur le corps principal 23 de l'organe d'actionnement 20 formant bouton poussoir, à l'extrémité

inférieure de ce corps; un trou 24 traverse l'organe 20.

Le trou 24 traverse de préférence et avantageusement la partie de l'organe 20 qui comporte les ailettes 22a, 22b de manière que le centre du trou traversant 24 coupe l'axe

longitudinal de l'organe d'actionnement 20.

Un-premier élément de liaison 26 est relié à l'or-

gane d'actionnement 20 à une première extrémité par un axe

d'articulation 28 qui traverse le trou 24 et un trou cor-

respondant du premier élément 26. L'autre extrémité de ce premier élément 26 est percée d'un trou 31; un axe d'articulation 33 traverse le trou 31 pour articuler l'élément de liaison 26 à un premier bras d'un deuxième élément de liaison 32, ainsi qu'on le décrira plus loin. Une aile plate de guidage ou rail 34 de forme

générale plane s'étend vers le bas depuis la paroi supé-

rieure du boîtier 6, dans la région adjacente à l'extré-

mité intérieure de l'ouverture 18 de passage de l'organe d'actionnement. Comme on l'a représenté sur les figures

1 et 2, les ailes 22a et 22b s'étendent de part et d'au-

tre du rail de guidage 34 et se comportent comme des bu-

tées pour s'opposer à la rotation de l'organe d'actionne-

ment 20. Entre autres caractéristiques, ceci évite que des forces de torsion excessives ne soient transmises aux éléments de liaison 26 et 32, et à travers ces éléments, au mécanisme de verrouillage du disjoncteur. Le mécanisme

de verrouillage et le mécanisme de contacts à action brus-

que sont tels que décrits avec plus de détails dans les

brevets US nO 3 806 848 et 4 117 285 précités.

Le deuxième élément de liaison 32 est représenté en détails aux figures 3A et 3B. Cet élément 32 présente un premier trou traversant 36 servant à articuler l'élément 32 sur le châssis principal 38 du disjoncteur au moyen d'un axe 40 qui traverse le trou 36 pour tourner dans les

deux flancs opposés du châssis 38. Un deuxième trou d'ar-

ticulation 42 est adjacent à l'extrémité d'un premier bras 32a de l'élément 32 et un deuxième trou d'articulation 44

est adjacent à l'extrémité d'un deuxième bras 32b de l'é-

lément 32. L'élément 32 a de préférence la forme d'une fourche, de manière que chacune des deux branches 32a et

32b forme deux bras parallèles, comme indiqué sur la fi-

gure 3B.

Une came 58, qui fait partie du mécanisme de ver-

rouillage, s'étend entre les bras parallèles 32b et est articulée sur l'élément 32 de liaison par un axe 56 qui traverse les trous alignés 44 de l'élément 32. De même, le premier élément 26 de liaison s'étend entre les bras parallèles 32a sur lesquels il est articulé sur un axe 33 qui traverse un trou 31 de l'élément 26 et des trous correspondants 34 ménagés dans les deux bras parallèles 32b. Les branches 32a et 32b de l'élément 32 sont liées entre elles par une relation préférable et avantageuse du point de vue fonctionnel. En se référant à la figure 3A, une première droite S qui passe par les centres des trous 38 et 42 forme avec une deuxième droite T qui passe par les centres des trous 36 et 44 un angle e. L'angle e est de préférence compris entre 45 et 900, et de façon plus

avantageuse, entre 50 et 550. Dans une forme de réalisa-

tion préférée, e est d'environ 520.

En outre, la longueur du bras 32b, en particulier, la distance entre les centres des trous d'articulation 36 et 44, doit être suffisante pour déplacer le mécanisme de verrouillage et le support mobile vers le bas à l'encontre de l'action du ressort à franchissement de point mort d'une distance suffisante pour forcer le support mobile et la

lame de contact mobile au-delà du plan central du ressort.

Ce mouvement transforme la force d'ouverture des contacts

en une force de fermeture des contacts et le contact mo-

bile s'applique brusquement sur le contact fixe.

Une autre caractéristique de l'invention consiste

en ce que la longueur du déplacement de l'organe d'action-

nement 20-doit être suffisante pour permettre à l'élément

32 de tourner jusque dans sa position de verrouillage.

Ceci se produit lorsque l'élément 32 passe entre (a) de la position représentée sur la figure 1, (b) en passant par la position dans laquelle le point d'articulation 56 (entre le mécanisme de verrouillage et l'élément 32) et que les autres points d'articulation 60 et 82 du mécanisme

de verrouillage sont alignés et (c) à la position repré-

sentée sur la figure 2 dans laquelle les résultantes des forces de rotation s'exercent dans le sens de la flèche F. Dans cette position, l'axe d'articulation 56 bute contre le cadre 38 pour empêcher l'élément 32 de poursuivre sa rotation. Le déclenchement du mécanisme de verrouillage se produit conformément au mode de fonctionnement décrit dans le brevet US 3 806 848 précité. Lorsque le disjoncteur déclenche, le mécanisme de verrouillage entre en mouvement pour faire tourner l'élément 32 dans le sens inverse de la flèche F (dans le sens inverse des aiguilles d'une montre en considérant les figures 1 et 2). Le mouvement

de rotation de l'élément 32 est transformé en un déplace-

ment longitudinal de l'organe d'actionnement 20, par l'in-

termédiaire de l'élément 26 de liaison, en forçant ainsi l'organe 20 à remonter à sa position de déclenchement ou

d'ouverture des contacts sous l'effet de la force de sol-

licitation exercée par un ressort 52. Le ressort 52 est avantageusement enroulé autour de l'axe d'articulation

et il comporte un bras qui prend appui sur l'axe d'ar-

ticulation 56.

Dans une forme de réalisation, l'organe d'action-

nement 20 a une longueur telle que, dans la position de réarmement ou de fermeture des contacts (figure 2), la partie supérieure de cet organe soit de niveau avec la partie supérieure du bossage 16. Cet agencement empêche l'ouverture manuelle du disjoncteur par inadvertance dans

des situations dans lesquelles cette ouverture par inad-

vertance pourrait avoir des effets préjudiciables comme

dans les applications électroniques médicales.

Dans une deuxième forme de réalisation, qui est représentée sur les figures 5A, 5B, 6A et 6B, l'organe d'actionnement 20 comprend une partie prolongée 21 de

diamètre réduit qui est fendue à angle droit à son extré-

mité. Un chapeau 62 comprend un manchon axial 64 qui peut

glisser sur la partie 21 de diamètre réduit de l'organe 20.

Une barrette 66 peut s'engager dans l'une ou l'autre des fentes croisées. Ceci permet d'orienter le'bouton 62 dans l'une ou l'autre de quatre positions distinctes, suivant

que le disjoncteur doit être monté verticalement ou hori-

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zontalement dans un panneau de disjoncteurs. Cet agence-

ment est avantageux en ce sens qu'il permet d'orienter une inscription (par exemple l'indication d'intensité nominale du disjoncteur) qui est normalement gravée sur la face supérieure du bouton 62 dans le sens approprié

pour faciliter sa lecture.

La forme de réalisation qui utilise l'organe d'actionnement représenté sur les figures 5 et 6 permet de déclencher (ouvrir) manuellement le disjoncteur et de le réarmer (fermer) dans un mode de fonctionnement "tirer

pour déclencher" et "pousser pour réarmer".

Il ressort de la description ci-dessus que l'in-

vention fournit une construction perfectionnée de mécanis-

me d'actionnement pour disjoncteur combinée à une carac-

téristique d'action brusque. Dans une forme de réalisation le disjoncteur suivant l'invention combine un disjoncteur magnétique à action brusque du type à bouton poussoir à la

possibilité de s'opposer à une ouverture manuelle par inad-

vertance. Une deuxième forme de réalisation de l'invention fournit un disjoncteur magnétique à action brusque du type à poussée et traction, qui combine la caractéristique

d'interrupteur à poussée et traction à la capacité de dé-

clenchement automatique d'un disjoncteur. Les disjoncteurs suivant l'invention peuvent donc être utilisés dans des situations qui exigent des interrupteurs à poussée et traction équipés d'une protection contre les surintensités

et également dans des situations qui exigent des interrup-

teurs à bouton poussoir dans lesquels il est nécessaire

d'interdire le déclenchement manuel.

Claims

REVENDICATIONS

1. Disjoncteur comprenant un boîtier isolant (12),

un capteur de surintensité logé dans ce boîtier, un con-

tact fixe et un contact mobile logés dans ce boîtier, un mécanisme de verrouillage couplé au contact mobile, et des moyens pour déclencher le mécanisme de verrouillage

en réponse à la détection d'une surintensité et pour dé-

placer le mécanisme de verrouillage entre sa position d'ouverture des contacts et sa position de fermeture des

contacts, des moyens comprenant un ressort à franchisse-

ment de point mort, qui sont couplés audit contact mobile pour ouvrir et fermer lesdits contacts avec une action

brusque, une ouverture (18) de passage d'un organe d'ac-

tionnement qui est ménagée dans ledit boîtier (12), un organe d'actionnement (20) de forme allongée qui s'étend à travers ladite ouverture (18) des moyens (22a, 22b), (34) qui autorisent le déplacement longitudinal axial de

l'organe d'actionnement (20) tout en interdisant un mouve-

ment de rotation de cet organe, entre une première posi-

tion ou position d'ouverture des contacts et une deuxième

position ou position de fermeture des contacts, des élé-

ments de liaison (26, 32) qui accouplent ledit organe d'actionnement (20) audit mécanisme de verrouillage, ces éléments de liaison étant adaptés pour transformer un mouvement à peu près linéaire de l'organe d'actionnement

(20) en un mouvement de rotation desdits éléments de liai-

son pour forcer ledit mécanisme de verrouillage dans la position de fermeture des contacts, lesdits éléments de

liaison retenant ledit organe d'actionnement dans sa deu-

xième position lorsqu'on a fait passer manuellement ledit organe (20) de sa première position à sa deuxième position et permettant le déclenchement du mécanisme de verrouillage et l'ouverture des contacts indépendamment du mouvement

dudit organe (20); et des moyens qui sollicitent normale-

ment ledit organe d'actionnement (20) dans sa première

position ou position d'ouverture des contacts lorsque le-

dit mécanisme de verrouillage est déclenché par le détec-

teur de surintensité.

2. Disjoncteur suivant la revendication 1, carac-

térisé en ce qu'il comprend un rail de guidage plat (34) qui s'étend vers le bas sous la face interne de la paroi supérieure du boltier, au voisinage de l'ouverture (18) de passage de l'organe d'actionnement, cet organe (20) comportant des moyens (22a, 22b) qui coopèrent avec le rail de guidage plat (34) pour absorber les forces de

rotation ou de torsion imprimées audit organe d'actionne-

ment (20).

3. Disjoncteur suivant la revendication 2, carac-

térisé en ce que ledit organe d'actionnement (20) comprend une tige allongée (23) qui est fendue à une extrémité pour l'articulation desdits éléments de liaison (26) et deux ailes plates parallèles (22a, 22b) qui font saillie sur les deux c6tés de la tige et sont adjacentes audit rail de guidage (34) l'espace compris entre lesdites ailes étant légèrement supérieur à l'épaisseur dudit rail de guidage pour permettre auxdites ailes à ladite tige de se déplacer librement en direction longitudinale suivant la longueur du rail, l'une desdites ailes étant en contact contre le rail lorsqu'une force de rotation ou de torsion

s'exerce sur la tige (23) de l'organe d'actionnement (20).

4. Disjoncteur suivant l'une quelconque des reven-

dications 1 et 3, caractérisé en ce que lesdits éléments de liaison comprennent un premier.élément (32) couplé au mécanisme de verrouillage par une première articulation (56) et audit châssis par une deuxième articulation (40)

et un deuxième élément (26) qui est articulé par une pre-

mière extrémité sur ledit organe d'actionnement (20) de

forme allongée et, par son autre extrémité sur un troi-

sième axe d'articulation (33) qui est situé entre la pre-

m.ière et la deuxième articulations (56, 40).

5. Disjoncteur suivant la revendication 4, carac-

térisé en ce que l'angle 0 soustendu par l'arc limité d'un côté par une première droite (T) qui passe par les centres

de la première articulation (56) et de la deuxième articu-

lation (40) et de l'autre côté, par une deuxième droite (R) qui passe par les centres de la deuxième articulation (40) et de la troisième articulation (33) est inférieur

à 90 .

6. Disjoncteur suivant la revendication 5, carac-

térisé en ce que ledit angle est supérieur à 45 .

7. Disjoncteur suivant la revendication 6, carac-

térisé en ce que ledit angle est inférieur à 55 .

8. Disjoncteur suivant l'une des revendications

1 et 3, caractérisé en ce que l'organe d'actionnement (20) présente, à son extrémité extérieure, un prolongement (62)

muni d'une collerette adapté pour permettre de saisir ma-

nuellement l'organe d'actionnement pour l'amener manuelle-

ment à" sa position d'ouverture des contacts.

9. Disjoncteur suivant l'une quelconque des reven-

dications l et 3, caractérisé en ce que la partie supé-

rieure de l'organe d'actionnement (20) se trouve de niveau

avec l'extrémité de l'ouverture (18) de passage de l'or-

gane d'actionnement (20) dans la position de fermeture des contacts et fait saillie à l'extérieur au-delà de

cette ouverture dans la position d'ouverture des contacts.