FR2497601A1

FR2497601A1 - Floating lever locking mechanism for LV circuit breaker - uses floating lever actuated on one side by short circuit on overload-time actuator

Info

Publication number: FR2497601A1
Application number: FR8100027A
Authority: FR
Inventors: Andre Maurer
Original assignee: ETUDE REALISA DISJONCTEURS
Current assignee: ETUDE REALISA DISJONCTEURS
Priority date: 1980-12-30
Filing date: 1981-01-02
Publication date: 1982-07-09
Also published as: DE3049518A1; DE3049518C2; FR2497601B1

Abstract

The mechanism uses a floating lever to ensure reliable operation of a low voltage circuit breaker which has both short circuit operation and time related overload operation. The short circuit trip coil displaces a lever, allowing a catch to release the end of a floating lever, so the main contacts are forced apart by a spring. In the event of an overload fault, the overload detector actuator rises, tipping the floating lever clear of the catch, and again allowing rapid operation. A locking lever is provided and is held in its locking position by a ratchet. The ratchet is activated by one, or several, trigger mechanisms by the force of a spring when released.

Description

L'invention concerne un mécanisme de serrure pour disjoncteur à basse tension pourvu d'un déclencheur de court-circuit action rapide et d'au moins un autre déclencheur, comme un déclencheur de surintensité ou un déclencheur de courant de défaut. The invention relates to a lock mechanism for a low-voltage circuit breaker provided with a fast-acting short-circuit trip device and at least one other trip device, such as an overcurrent trip device or a fault current trip device.

Pour de nombreux disjoncteurs de protection à basse tension, en particulier des disjoncteurs à basse tension 9 déclenchement automatique, on exige, outre le déclenchement en cas de court-circuit, le déclenchement en cas de surintensité ou de courant de défaut. Par comparaison avec les déclencheurs de court-circuit, les déclencheurs électromagnétiques ou électrothermiques pour ce dernier ne développent qu'une faible énergie qui n'est pas nécessairement suffisante pour ouvrir par action directe le cliquet du mécanisme en raison de la pression exercée au point d'accrochage ; en particulier dans le cas de disjoncteurs multipolaires cette pression devient considérable.La plupart du temps, l'énergie mécanique des déclencheurs est insuffisante pour la transmission des forces et les réservoirs d'énergie intercalés doivent être "reconstitués" après leur fonctionnement, ce qui complique leur mise en place. Ce genre de dispositif intermédiaire ne devrait surtout pas entraver l'ouverture rapide du cliquet en cas de court-circuit, ce qui est difficilement réalisable si d'autres déclencheurs agissent simultanément sur le même cliquet. For many low voltage protection circuit breakers, in particular low voltage circuit breakers 9 automatic tripping, in addition to tripping in the event of a short circuit, tripping in the event of overcurrent or fault current is required. By comparison with short-circuit trip devices, the electromagnetic or electrothermal trip devices for the latter only develop a low energy which is not necessarily sufficient to open the pawl of the mechanism by direct action due to the pressure exerted at the point d 'hanging; in particular in the case of multipolar circuit breakers, this pressure becomes considerable. Most of the time, the mechanical energy of the releases is insufficient for the transmission of forces and the interposed energy reservoirs must be "reconstituted" after their operation, which complicates their establishment. This type of intermediate device should especially not hinder the rapid opening of the pawl in the event of a short circuit, which is difficult to achieve if other triggers act simultaneously on the same pawl.

Le but de l'invention est donc de créer un mécanisme de serrure tel que cité précédemment dont le déclenchement rapide de court-circuit ne se trouve pas compromis par la présence d'un ou de plusieurs déclencheurs a relativement faible énergie tout en garantissant un fonctionnement sur de l'ouverture du disjoncteur dans le cas où ces derniers sont actionnés. The object of the invention is therefore to create a lock mechanism as mentioned above, the rapid triggering of a short circuit of which is not compromised by the presence of one or more relatively low energy trip devices while guaranteeing operation. on the opening of the circuit breaker if these are actuated.

Selon l'invention, ce but est atteint grâce 9 un levier flottant à deux branches articulé à un organe d'actionnement ; l'une des extrémités du levier entraîne par l'intermédiaire d'un cliquet le support de contact mobile, cliquet pouvant être débloqué par le déclencheur rapide. According to the invention, this object is achieved by 9 a floating lever with two branches articulated to an actuating member; one of the ends of the lever drives the movable contact support by means of a pawl, a pawl which can be released by the quick release.

En position d'enclenchement, l'autre extrémité du levier trouve appui sur un levier verrouilleur pouvant être débloqué par le ou les autres déclencheurs. In the engaged position, the other end of the lever is supported by a locking lever that can be released by the other trigger (s).

Selon l'invention, le mécanisme de serrure présente deux encliquetages le premier constitué par le cliquet de déclenchement qui n'agit qu'en cas de court-circuit, et le deuxième constitué par le levier verrouilleur en cas de surintensité ou de courant de défaut, qui libère le levier flottant à l'extrémité opposée au cliquet ; le dernier levier peut alors pivoter autour de l'orga- ne d'actionnement entraînant ainsi l'ouverture des contacts du disjoncteur. According to the invention, the lock mechanism has two snaps the first consisting of the triggering pawl which acts only in the event of a short circuit, and the second consisting of the locking lever in the event of overcurrent or fault current. , which releases the floating lever at the end opposite the pawl; the last lever can then pivot around the actuating member, thus opening the circuit breaker contacts.

Selon une conception avantageuse de l'invention, l'organe d'actionnement est constitué par l'une des branches d'une genouillère à commande manuelle dont l'axe d'articulation sur le levier est guidé le long d'une rainure fixe. According to an advantageous conception of the invention, the actuating member is constituted by one of the branches of a toggle lever with manual control, the hinge axis of which on the lever is guided along a fixed groove.

La genouillère est soumise à l'action convenable d'un ressort de façon a entraîner le levier flottant en fin du mouvement contre des butées qui positionnent le levier flottant de telle manière que ses deux extrémités viennent se mettre en place d'un côté derrière le cliquet et de l'autre derrière l'arrêt. The knee lever is subjected to the suitable action of a spring so as to drive the floating lever at the end of the movement against stops which position the floating lever so that its two ends come into place on one side behind the ratchet and the other behind the stop.

Ainsi après le fonctionnement de l'un quelconque des déclencheurs, le réenclenchement de l'appareil est assuré par une genouillère dont l'autre bras du levier peut à cet effet se trouver fixé sur un axe qui passe à l'extérieur du boîtier du disjoncteur y étant muni de l'organe de manoeuvre approprié.Thus after the operation of any of the triggers, the reclosing of the device is ensured by a toggle whose other arm of the lever can for this purpose be fixed on an axis which passes outside the case of the circuit breaker being there provided with the appropriate operating member.

Selon une autre caractéristique avantageuse de l'invention, le levier verrouilleur est en prise, en position de blocage, avec un petit cliquet susceptible d'être actionné par le ou les déclencheurs contre la force d'un ressort quand le levier verrouilleur n'agit pas sur ce petit cliquet. According to another advantageous characteristic of the invention, the locking lever is engaged, in the locking position, with a small pawl capable of being actuated by the trigger (s) against the force of a spring when the locking lever does not act not on that little ratchet.

Le levier verrouilleur est soumis a la force d'un ressort exercée dans le sens du blocage et est lié à l'extrémité du levier flottant formant ainsi un couple de rotation agissant contre la force du ressort. The locking lever is subjected to the force of a spring exerted in the direction of blocking and is linked to the end of the floating lever thus forming a torque acting against the force of the spring.

Quand le petit cliquet est actionné par un déclencheur, le moment d'action exercé sur le levier flottant en position enclenchée du disjoncteur, déplace le levier verrouilleur et libère ainsi l'extrémité du levier flottant, le disjoncteur est ainsi en mesure de déclencher à l'aide d'un ressort d'ouverture connu. When the small pawl is actuated by a trigger, the moment of action exerted on the floating lever in the engaged position of the circuit breaker, moves the locking lever and thus releases the end of the floating lever, the circuit breaker is thus able to trip on the using a known opening spring.

Un exemple d'application de l'invention est illustré de façon plus détaillée par le croquis ci-joint qui montre en quatre figures l'intérieur d'un disjoncteur automatique à basse tension avec le mécanisme de verrouillage et deux déclencheurs ainsi que la disposition des contacts qui se trouvent dans la partie supérieure droite derrière une paroi en partie éliminée sur le croquis, en quatre positions différentes, notamment
Fig. 1 : en position "déclenchée du disjoncteur
Fig. 2 : en position "enclenchée" du disjoncteur
Fig. 3 : le disjoncteur à l'instant de déclenchement par court-circuit
Fig. 4 : le disjoncteur à l'instant de déclenchement par déclencheur à
surintensité ou autre.An example of application of the invention is illustrated in more detail by the attached sketch which shows in four figures the interior of a low voltage automatic circuit breaker with the locking mechanism and two trip devices as well as the arrangement of the contacts which are in the upper right part behind a wall partially eliminated on the sketch, in four different positions, in particular
Fig. 1: in the "tripped circuit breaker" position
Fig. 2: in the "on" position of the circuit breaker
Fig. 3: the circuit breaker at the instant of tripping by short circuit
Fig. 4: the circuit breaker at the tripping instant by trip unit at
overcurrent or other.

Le croquis montre sous 10 le boîtier du disjoncteur à basse tension bipolaire qui présente une paroi 12 séparant la partie 14 réservée au mécanisme de disjonction de la partie 16 vers l'arrière réservée aux contacts. The sketch shows under 10 the housing of the bipolar low-voltage circuit breaker which has a wall 12 separating the part 14 reserved for the disjunction mechanism from the part 16 towards the rear reserved for the contacts.

La partie contact 16 comporte deux contacts fixes 18 et deux contacts mobiles 22 montés sur un support de contacts mobiles dont l'un d'eux seulement est visible. Le déplacement du support 20 entre le fond du boîtier et la paroi 12 permet, contre l'effet d'un ressort d'ouverture de contact 24, de mettre en appui les contacts mobiles 22 et les contacts fixes 18. The contact part 16 comprises two fixed contacts 18 and two mobile contacts 22 mounted on a support for mobile contacts of which only one of them is visible. The displacement of the support 20 between the bottom of the housing and the wall 12 makes it possible, against the effect of a contact opening spring 24, to support the movable contacts 22 and the fixed contacts 18.

La partie contact 16 comporte en outre des chambres de coupure (non montées) qui permettent de désamorcer selon un principe connu les arcs électriques pendant l'ouverture des contacts. The contact part 16 further comprises breaking chambers (not mounted) which make it possible to defuse according to a known principle the electric arcs during the opening of the contacts.

Une rainure longitudinale 26 dans la paroi 12 permet de sortir, vers la partie 14, un axe 28 disposé à l'extrémité inférieure du support 20 ainsi qu'une butée 30 formée par le support 20. A longitudinal groove 26 in the wall 12 makes it possible to exit, towards the part 14, an axis 28 disposed at the lower end of the support 20 as well as a stop 30 formed by the support 20.

Dans la partie 14, l'axe 28 est lié à un cliquet 32 dont l'angle de rotation est limité par les épaulements de ce cliquet vers la butée 30. Un ressort hélicoïdal 34, sur l'axe 28, actionne le cliquet 32 contre la butée 30 pour le maintenir en position encliquetée. Sur un autre épaulement 36 du cliquet, est articulée une tige 38 dont le bout inférieur, coudé vers l'arrière, est en prise avec l'armature mobile 40 d'un déclencheur rapide électromagnétiqueà court-circuit selon un principe expliqué ultérieurement. Un arbre 44 vient se loger dans un palier (non représenté) au dos de la paroi 12. A l'intérieur de la partie 14, l'arbre 44 supporte un levier 46 sur lequel est articulée l'une des branches d'une bielle 48 en forme d'U.L'autre branche du levier 48 porte un levier flottant 50 et est guidée en son extrémité dans une rainure 52 dans la paroi 12. In part 14, the axis 28 is linked to a pawl 32 whose angle of rotation is limited by the shoulders of this pawl towards the stop 30. A helical spring 34, on the axis 28, actuates the pawl 32 against the stopper 30 to keep it in the latched position. On another shoulder 36 of the pawl, is articulated a rod 38 whose lower end, bent backwards, is in engagement with the movable frame 40 of an electromagnetic quick release short-circuit according to a principle explained later. A shaft 44 is housed in a bearing (not shown) at the back of the wall 12. Inside part 14, the shaft 44 supports a lever 46 on which one of the branches of a connecting rod is articulated 48 in the form of a U. The other branch of the lever 48 carries a floating lever 50 and is guided at its end in a groove 52 in the wall 12.

Les deux leviers 46 et 48 forment ainsi une genouillere maintenue dans le sens d'ouverture par un ressort de traction 54 accroché à un épaulement du levier 46 ; le levier flottant 50 s'appuie sur des butées 56, 58 formées sur la paroi 12 du boîtier et est verrouillé avec le cliquet de déclenchement 32 (fig. The two levers 46 and 48 thus form a toggle held in the opening direction by a tension spring 54 hooked to a shoulder of the lever 46; the floating lever 50 rests on stops 56, 58 formed on the wall 12 of the housing and is locked with the trigger pawl 32 (fig.

1). L'autre extrémité du levier flottant 50 vient se loger sous le bout replié.1). The other end of the floating lever 50 is housed under the folded end.

du rebord 60 d'un levier verrouilleur 62, articulé sur un axe 64 solidaire de la paroi 12.of the rim 60 of a locking lever 62, articulated on an axis 64 integral with the wall 12.

Un ressort de tension 66 sur l'axe 64 vient trouver appui entre la butée 56 et le levier verrouilleur 62 et tend à faire pivoter celui-ci vers le levier flottant 50. A tension spring 66 on the axis 64 comes to bear between the stop 56 and the locking lever 62 and tends to pivot the latter towards the floating lever 50.

Dans cette position (fig. 1), le bout supérieur du levier verrouilleur est en prise avec un petit cliquet 68 articulé sur un axe fixé à la paroi 12 et maintenu en position encliquetée par un ressort de torsion 72. Un déclencheur 74, par exemple un déclencheur fonctionnant en cas de courant de défaut, entraîne par l'intermédiaire de son organe d'actionnement 76 un percuteur placé der rière le levier verrouilleur 68 et coulissant vers le haut ; ce déclencheur actionne directement le taquet 80 du petit cliquet 68. In this position (fig. 1), the upper end of the locking lever is engaged with a small pawl 68 articulated on an axis fixed to the wall 12 and held in the snapped-in position by a torsion spring 72. A trigger 74, for example a trip device operating in the event of a fault current, drives through its actuating member 76 a striker placed behind the locking lever 68 and sliding upwards; this trigger directly actuates the stopper 80 of the small pawl 68.

te principe de fonctionnement du mécanisme décrit est le suivant
En position d'ouverture du disjoncteur (fig. 1), la genouillère 46, 48 est repliée, comme décrit ci-dessus, sous l'effet d'un ressort de traction 54 et le levier flottant 50 repose sur les butées 56, 58, son bout droit est en prise avec le cliquet de déclenchement 32 tandis que son bout gauche est en prise avec le rebord recourbé 60 sur le levier verrouilleur 62.The operating principle of the mechanism described is as follows
In the open position of the circuit breaker (fig. 1), the toggle switch 46, 48 is folded back, as described above, under the effect of a tension spring 54 and the floating lever 50 rests on the stops 56, 58 , its right end is engaged with the trigger pawl 32 while its left end is engaged with the curved edge 60 on the locking lever 62.

Les contacts 18, 22 sont en position d'ouverture sous l'effet d'un ressort d'ouverture de contact 24. The contacts 18, 22 are in the open position under the effect of a contact opening spring 24.

Si par l'intermédiaire de l'organe de manoeuvre placé à l'extérieur du disjoncteur, l'arbre 44 est tourné dans le sens des aiguilles de montre, la genouillere 46, 48 est tendue contre l'effet du ressort de traction 54 ; le levier flottant 50 pivote vers le haut autour de son extrémité gauche dans le sens contraire des aiguilles d'une montre et amène ainsi, contre la force du ressort d'ouverture de contact 20, le support de contact 20 avec les contacts mobiles 22 en position enclenchée. If by means of the operating member placed outside the circuit breaker, the shaft 44 is turned in the clockwise direction, the knee lever 46, 48 is stretched against the effect of the tension spring 54; the floating lever 50 pivots upwards around its left end anticlockwise and thus brings, against the force of the contact opening spring 20, the contact support 20 with the movable contacts 22 in position engaged.

En fin de rotation du levier 46, la genouillère 46, 48 a dépassé légere- ment son point d'équilibre, comme déjà connu, jusqu'à une butée non représentée, ce- qui provoque, sous l'effet du ressort d'ouverture de contact 20 et de la pression des contacts, une position d'équilibre verrouillée (fig. 2). At the end of rotation of the lever 46, the knee lever 46, 48 has slightly exceeded its point of equilibrium, as already known, up to a stop not shown, which causes, under the effect of the opening spring contact 20 and contact pressure, a locked equilibrium position (fig. 2).

tors de l'enclenchement décrit précédemment, le cliquet 32 entraîne également la tige 38 dont l'extrémité inférieure se trouve directement sous l'armature mobile 40 du déclencheur rapide à court-circuit 42. torsion of the engagement described above, the pawl 32 also drives the rod 38, the lower end of which is directly under the movable armature 40 of the rapid short-circuit trip device 42.

En cas de court-circuit dans le circuit ainsi fermé par le disjoncteur, le courant de court-circuit traversant le déclencheur provoque la fermeture de l'armature mobile 40 et le déplacement de la tige 38 vers le bas. Dans ce cas, le cliquet 32 pivote vers la droite et libère ainsi l'extrémité droite du levier flottant 50, ceci a pour conséquence que le ressort d'ouverture de contact 24, soutenu par l'armature mobile 40, actionne rapidement le support de contact 20 vers le bas en séparant ainsi les contacts 18, 22 (fig. 3). In the event of a short circuit in the circuit thus closed by the circuit breaker, the short circuit current passing through the trip device causes the movable armature 40 to close and the rod 38 to move down. In this case, the pawl 32 pivots to the right and thus releases the right end of the floating lever 50, this has the consequence that the contact opening spring 24, supported by the movable armature 40, quickly actuates the support of contact 20 downwards, thus separating contacts 18, 22 (fig. 3).

Suite à l'ouverture du cliquet 32, la genouillère 46, 48 ne peut plus se maintenir dans la position tendue et le ressort de traction 54 est en mesure de ramener la genouillère 46, 48 à sa position initiale selon fig. 1 où l'extrémi- té droite du levier flottant 20 se réarme à nouveau avec le cliquet 32. Following the opening of the pawl 32, the toggle joint 46, 48 can no longer be held in the stretched position and the tension spring 54 is able to return the toggle joint 46, 48 to its initial position according to FIG. 1 where the right end of the floating lever 20 is rearmed again with the pawl 32.

Par contre, dans le cas d'un courant de défaut dans le circuit fermé d'une puissance telle que le disjoncteur doit disjoncter, le déclencheur à courant de défaut 74 pousse à l'aide de son poussoir 76 le percuteur 78 vers le haut, fait pivoter le petit cliquet 68, le liberant ainsi de l'extrémité supérieure du levier verrouilleur 62. On the other hand, in the case of a fault current in the closed circuit of a power such that the circuit breaker must trip, the fault current trigger 74 pushes with the aid of its push button 76 the striker 78 upwards, rotates the small pawl 68, releasing it from the upper end of the locking lever 62.

Des déclencheurs d'un autre type, par exemple déclencheurs à surintensite, peuvent agir sur le petit cliquet 68. Triggers of another type, for example overcurrent triggers, can act on the small pawl 68.

Etant donne que le levier flottant 50 agit sur le levier verrouilleur 62 en un point à une certaine distance de l'axe 64, ce levier flottant 50 exerce, sous l'effet du ressort d'ouverture de contact 54 dont la force est transmise à la partie droite du levier 50 par l'intermédiaire du support de contacts 20 et du cliquet 32, un moment de rotation sur le levier verrouilleur 62 orienté dans le sens contraire des aiguilles de montre et le fait basculer de façon telle que l'extrémité gauche du levier flottant 50 s'échappe de l'extrémité repliée du rebord 60. Ceci fait également basculer le levier flottant 50 autour de la branche supérieure de la bielle 48 dans le sens des aiguilles de montre ; de cette façon, par l'ouverture de contacts 18, 22, l'extrémité droite du levier 50 est ramenée contre une butée 58 par le cliquet 32. Ainsi, la force exercée sur la genouillere 46, 48 est éliminée et de manière analogue à celle décrite précédemment dans le cas de court-circuit, le ressort de traction 54 ramène la genouillère en position repliée selon fig. 1 dans laquelle l'extrémité décliquetée du levier 50 se trouve contre la butée 56 prête à se verrouiller à nouveau avec le levier verrouilleur 62 et permet une nouvelle manoeuvre du disjoncteur. Since the floating lever 50 acts on the locking lever 62 at a point at a certain distance from the axis 64, this floating lever 50 exerts, under the effect of the contact opening spring 54 whose force is transmitted to the right part of the lever 50 via the contact support 20 and the pawl 32, a moment of rotation on the locking lever 62 oriented anticlockwise and causes it to tilt so that the left end the floating lever 50 escapes from the folded end of the rim 60. This also causes the floating lever 50 to tilt around the upper branch of the connecting rod 48 in the clockwise direction; in this way, through the opening of contacts 18, 22, the right end of the lever 50 is brought back against a stop 58 by the pawl 32. Thus, the force exerted on the toggle joint 46, 48 is eliminated and in a similar manner to that described above in the case of a short circuit, the tension spring 54 brings the toggle back into the folded position according to FIG. 1 in which the latched end of the lever 50 is located against the stop 56 ready to be locked again with the locking lever 62 and allows a new operation of the circuit breaker.

Claims

1. Lock mechanism for a low voltage circuit breaker provided with a short-acting short-circuit trip device and at least one other trip device such as an overcurrent trip device or a fault current trip device, characterized by a floating lever with two branches (50) articulated in a connecting rod (48); one end of this lever (50) is engaged with a trip pawl (32) arranged on the mobile contact support (20) of the circuit breaker and drives this pawl (32) fitted with the return spring ( 34), pawl which the short-acting short-circuit release can pivot by releasing the floating lever (50); the other end of the floating lever finds support in the engaged position against a locking lever (62) which can be unlocked by the other trigger (s).

2. Lock mechanism according to claim 1 characterized in that the actuating member consists of one of the arms of the connecting rod (48) of a manually operated toggle joint (46, 48) forming the articulation axis of the lever and guided in a fixed groove (52).

3. Lock mechanism according to claim 2 characterized in that the toggle (46, 48) is subjected to the force of a spring (54) in the opening direction of the toggle and in that it drives in this position the floating lever (50) against fixed stops so that it engages with its ends, on the one hand with the trigger pawl (32), on the other hand with the locking lever (62).

4. Lock mechanism according to claim 3 characterized in that the other branch (46) of the toggle joint is fixed on an axis (44) which passes through the circuit breaker housing to the outside where it is provided according to a known principle of an operating device.

5. Lock mechanism according to one of the preceding claims, characterized in that the locking lever (62) is engaged in the locked position with a small pawl (68) actuated by the trigger (s) and against the force of a spring ( spring 72) when the locking lever (62) is no longer engaged with the small pawl.

6. Lock mechanism according to claim 5 characterized in that the locking lever (62) is subjected to the force of a spring (66) so that in the open position of the toggle, the end of the floating lever is returns to the lock lever.