FR2560713A1

FR2560713A1 - MECHANISM FOR QUICK CLOSING OF A MINIATURE CIRCUIT BREAKER

Info

Publication number: FR2560713A1
Application number: FR8403417A
Authority: FR
Inventors: Michel Lazareth; Louis Boillot; Jean-Claude Ramacciotti
Original assignee: Merlin Gerin SA
Current assignee: Merlin Gerin SA
Priority date: 1984-03-02
Filing date: 1984-03-02
Publication date: 1985-09-06
Also published as: FR2560713B1; EP0156692B1; JPS617532A; DE3570010D1; ES8606731A1; AU3943285A; EP0156692A1; ATE42865T1; ES540721A0; ZA851522B; CA1253552A; AU577833B2

Abstract

1. Mechanism for rapid manual closing of a current breaking device, notably a switch or circuit breaker, having a handle (10) connected by a kinematic chain to a contact arm (32), characterized in that elastic part (56) forming an abutment which can be overrun, is located at a predetermined point on the trajectory of movement of one (54) of the elements of the switchgear closing mechanism in such a way as to impede said movement and to constitue a hangup point (alpha2 ) requiring an increased force on the handle to overrun said point 'alpha2 ) corresponding to a position of the contact arm (32) close to the position where the contacts (38, 40) come into contact, said part (56) being inactive after said overrun, to bring about rapid closing by the action of said increased force and when the handle (10) is moved in the switchgear opening direction.

Description

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MECANISME DE FERMETURE BRUSQUE D'UN DIS30NCTEUR MINIATURE. MECHANISM FOR QUICK CLOSING OF A MINIATURE DIS30NCTOR.

L'invention est relative à un mécanisme de fermeture manu- The invention relates to a manual closing mechanism.

elle brusque d'un appareil de coupure de courant, notam- it abruptly from a power cut device, in particular

ment d'un interrupteur ou disjoncteur, à manette reliée of a switch or circuit breaker, with linked handle

par une chaine cinématique à un bras porte-contact. by a kinematic chain with a contact carrier arm.

Les disjoncteurs miniatures, notamment d'installations modulaires de distribution électrique, comportent une Miniature circuit breakers, in particular for modular electrical distribution installations, include a

manette de commande manuelle d'ouverture et de fermeture. manual control lever for opening and closing.

La manoeuvre de fermeture provoque l'armement d'un ressort assurant l'ouverture brusque des contacts en cas de défaut The closing operation causes the arming of a spring ensuring the abrupt opening of the contacts in the event of a fault.

et assistant la manette dans la manoeuvre d'ouverture. and assisting the joystick in the opening maneuver.

Lors d'une manoeuvre lente de fermeture ou-du maintien de la manette dans une position intermédiaire la pression de contact peut être insuffisante à un bon passage du courant et l'échauffement des contacts peut provoquer un soudage ou une érosion. Pour éviter cet inconvénient, il a déjà été proposé d'insérer dans le mécanisme de transmission During a slow closing maneuver or the maintenance of the lever in an intermediate position, the contact pressure may be insufficient for a good current flow and the heating of the contacts may cause welding or erosion. To avoid this drawback, it has already been proposed to insert into the transmission mechanism

entre la manette et le bras porte-contact un ressort accu- between the lever and the contact-carrying arm a spring

mulateur d'énergie entrant en action en fin de course de energy mulator coming into action at the end of the

fermeture pour provoquer la fermeture brusque des contacts. closing to cause the abrupt closing of the contacts.

Les dispositifs connus sont compliqués et interrompent la liaison directe entre manette et bras porte-contact par The known devices are complicated and interrupt the direct connection between the lever and the contact-carrying arm by

les systèmes de leviers articulés. articulated lever systems.

La présente invention a pour but de permettre la réalisa- The object of the present invention is to allow the realization

tion d'un mécanisme de manoeuvre d'un disjoncteur minia- tion of an operating mechanism of a mini-circuit breaker

ture extrêmement simple et susceptible de provoquer une extremely simple and likely to cause

fermeture brusque des contacts.Abrupt closing of the contacts.

Le mécanisme de fermeture selon la présente invention est The closing mechanism according to the present invention is

caractérisé en ce qu'il comporte une butée effaçable dis- characterized in that it has a removable erasable stop

posée en un point prédéterminé de la trajectoire de dé- posed at a predetermined point of the trajectory of

placement de l'un des éléments du mécanisme pour la ferme- placement of one of the elements of the closing mechanism

ture de l'appareil, de façon à entraver ledit déplacement et constituer un point dur de franchissement nécessitant ture of the device, so as to hinder said movement and constitute a hard crossing point requiring

une force d'action accrue sur la manette, ledit point cor- an increased action force on the lever, said point cor-

respondant à une position du bras de contact voisine de corresponding to a position of the contact arm close to

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la position de venue en contact des contacts pour provoquer une fermeture brusque sous l'action de ladite force accrue the position of contacting of the contacts to cause an abrupt closure under the action of said increased force

dès le franchissement dudit point dur. upon crossing said hard point.

La présence d'un point dur sur la course de fermeture de la manette oblige l'opérateur d'appliquer sur la manette une force d'actionnement accrue suffisante pour franchir ce point dur. Cette force d'actionnement devient entièrement disponible dès l'effacement de la butée de retenue au moment The presence of a hard point on the closing stroke of the handle obliges the operator to apply to the handle an increased actuating force sufficient to pass this hard point. This actuating force becomes fully available as soon as the retaining stop is cleared at the time

du passage du point dur et elle est suffisante pour provo- from the passage of the hard point and it is sufficient to provo-

quer le dépplacement brusque des contacts vers la position de fermeture. Le point dur correspond à une position des quer the sudden displacement of the contacts towards the closed position. The hard point corresponds to a position of the

contacts voisine de celle de la fermeture et il est pratique- contacts close to that of the closure and it is practical-

ment impossible à un opérateur de déplacer la manette au- It is impossible for an operator to move the joystick

delà du'point dur et de la maintenir dans une position in- beyond the hard point and keep it in a position

termédiaire entre ce point dur et la position de fermeture. intermediate between this hard point and the closed position.

La butée effaçable est avantageusement assurée par une pièce élastique se déformant sous l'action de la manette et The erasable stop is advantageously provided by an elastic piece deforming under the action of the lever and

s'effaçant automatiquement après une déformation prédéter- automatically erasing after a predeter deformation-

minée. A l'inverse des mécanismes connus, à emmagasinage undermined. Unlike known mechanisms, storage

d'énergie, la pièce élastique bandéene restitue pas l'éner- of energy, the elastic bandaged piece does not restore energy

gie au mécanisme pour assurer la fermeture brusque, cette dernière étant réalisée par l'action de l'opérateur sur la manette. Il est facile de voir que la butée effaçable ou la gie the mechanism to ensure the abrupt closure, the latter being achieved by the action of the operator on the lever. It is easy to see that the erasable stopper or the

pièce élastique peut être adjointe sans modification nota- elastic piece can be added without modification

ble à des mécanismes standard pour transformer un disjonc- ble to standard mechanisms to transform a disjoint-

teur et assurer la fermeture brusque des contacts. tor and ensure the abrupt closing of the contacts.

La butée effaçable est inactive dans le sens de pivotement de la manette correspondant à une ouverture des contacts afin de ne pas entraver ce pivotement de la manette, soit sous l'action manuelle, soit sous l'effet de rappel d'un ressort lors d'un déclenchement du disjoncteur. La pièce The erasable stop is inactive in the direction of pivoting of the lever corresponding to an opening of the contacts so as not to impede this pivoting of the lever, either under manual action, or under the effect of return of a spring during '' tripping of the circuit breaker. The room

élastique est avantageusement constituée par une lame élas- elastic is advantageously constituted by an elastic blade

tique susceptible de pivoter librement dans le sens corres- tick likely to pivot freely in the correct direction

pondant à une ouverture des contacts, tandis qu'elle vient s'arc-bouter sur une saillie du bottier lors d'un pivotement laying on an opening of the contacts, while it is braced on a projection of the case during a pivoting

de la manette dans le sens inverse de fermeture des contacts. of the handle in the opposite direction of closing the contacts.

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La lame élastique est maintenue par un ressort de rappel The elastic blade is held by a return spring

en appui de la saillie du boitier.in support of the projection of the housing.

D'autres avantages et caractéristiques ressortiront plus Other advantages and features will emerge more

clairement de la description qui va suivre d'un mode de clearly from the following description of a mode of

mise en oeuvre de l'invention, donné à titre d'exemple non limitatif et représenté aux dessins annexés, dans lesquels: - la figure 1 est une vue schématique en coupe médiane d'un Implementation of the invention, given by way of nonlimiting example and shown in the accompanying drawings, in which: - Figure 1 is a schematic view in median section of a

mécanisme selon l'invention, représenté en position d'ou- mechanism according to the invention, shown in the open position

verture des contacts; - la figure 2 est une vue analogue à celle de la fig. 1, montrant le mécanisme en position de fermeture des contacts; - les figures 3 à 5 sont des vues partielles de la fig. 1, montrant la manette et la butée effaçable respectivement en cours de mouvement de fermeture avant et après passage contact structure; - Figure 2 is a view similar to that of FIG. 1, showing the mechanism in the closed position of the contacts; - Figures 3 to 5 are partial views of FIG. 1, showing the handle and the erasable stop respectively during the closing movement before and after passage

du point dur, et en cours de mouvement d'ouverture des con- from the hard point, and during the opening movement of the con-

tacts; - la figure 6 illustre la courbe de variation du couple nécessaire au pivotement de la manette lors d'une manoeuvre tacts; - Figure 6 illustrates the curve of variation of the torque necessary for the pivoting of the lever during an operation

de fermeture.closing.

Les figures 1 et 2 sont des vues d'un mecanisme décrit en détail dans le brevet français NO 2.344.950 auquel on se référera avantageusement pour de plus amples détails. Il suffit de rappeler que la manette pivotante 10 est montée à rotation sur un axe 12, le corps 14 de la manette portant un maneton 16 attaquant une genouillère 20 à biellettes 18, 22. La biellette 22 appartient à une platine 24 montée à pivotement sur un axe 26 et ayant une extension 28 portant un axe 30 d'articulation d'un bras porte-contact 32. L'une des extrémités 34 du bras 32 porte le contact mobile 38 coopérant avec un contact fixe 40, tandis que l'extrémité Figures 1 and 2 are views of a mechanism described in detail in French Patent No. 2,344,950 which will advantageously be referred to for further details. It suffices to recall that the pivoting lever 10 is mounted for rotation on an axis 12, the body 14 of the lever carrying a crank pin 16 attacking a toggle joint 20 with links 18, 22. The link 22 belongs to a plate 24 pivotally mounted on an axis 26 and having an extension 28 carrying an axis 30 of articulation of a contact-carrying arm 32. One of the ends 34 of the arm 32 carries the movable contact 38 cooperating with a fixed contact 40, while the end

opposée coopère avec un accrochage 36 d'un levier de déclen- opposite cooperates with an attachment 36 of a release lever

chement 44 monté à rotation sur un pivot 46. Un ressort de pression de contact 42 sollicite le contact mobile 38 en chement 44 rotatably mounted on a pivot 46. A contact pressure spring 42 urges the movable contact 38 into

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position de fermeture. Un verrou 48, commandé par un dé- closed position. A lock 48, controlled by a

clencheur magnétique 50 ou thermique (non représenté), co- magnetic 50 or thermal trip device (not shown), co-

opère avec le levier 44 pour provoquer le déclenchement du disjoncteur en cas de défaut. Un ressort 52 sollicite le bras porte-contact en position d'ouverture des contacts.- Un tel mécanisme, décrit en détail dans le brevet précité, est bien connu des spécialistes, et il est inutile de le operates with lever 44 to cause tripping of the circuit breaker in the event of a fault. A spring 52 biases the contact carrier arm in the open position of the contacts. Such a mechanism, described in detail in the aforementioned patent, is well known to specialists, and it is unnecessary to do so.

décrire plus en détail.describe in more detail.

Selon la présente invention, le corps 14 de la manette 10 présente une protubérance ou un bossage 54 se déplaçant selon une trajectoire circulaire lors d'un pivotement de la manette 10 et rencontrant au cours de son déplacement l'extrémité d'une lame 56 articulée sur un pivot fixe 58 solidaire du bottier 60. Un ressort à spirales 62 sollicite la lame 56 en appui d'une butée 64 solidaire du bottier 60 According to the present invention, the body 14 of the lever 10 has a protuberance or a boss 54 moving along a circular trajectory during a pivoting of the lever 10 and meeting during its movement the end of an articulated blade 56 on a fixed pivot 58 secured to the boot 60. A spiral spring 62 urges the blade 56 to bear a stop 64 secured to the boot 60

qui limite le pivotement de la lame 56 dans le sens trigo- which limits the pivoting of the blade 56 in the trigo-

nométrique sur la fig. 1. Un pivotement en sens opposé s'effectue librement en vainquant la force du ressort de rappel 62. La lame 56 est élastique pour permettre une nominal in fig. 1. Pivoting in the opposite direction takes place freely, defeating the force of the return spring 62. The blade 56 is elastic to allow

déformation sous l'action de la protubérance 54, déforma- deformation under the action of the protuberance 54, deformation

tion provoquant d'une part une accumulation d'énergie, et on the one hand causing an accumulation of energy, and

d'autre part, un effacement de l'extrémité de la lame élas- on the other hand, an erasure of the end of the elastic blade

tique 56 de la trajectoire de déplacement de la protubérance tick 56 of the projection path of the protuberance

54 qui, après franchissement de la lame 56, se déplace li- 54 which, after crossing the blade 56, moves li-

brement.sharply.

Le fonctionnement du dispositif selon l'invention est dé- The operation of the device according to the invention is de-

crit ci-dessous, plus particulièrement en référence aux figures 3 à 6: crit below, more particularly with reference to FIGS. 3 to 6:

En position ouvert du disjoncteur, représentée sur la fi- In the open position of the circuit breaker, shown in the figure

gure 1, la lame élastique 56 est maintenue par le ressort 62 en appui de la butée 64, la protubérance 54 étant gure 1, the elastic blade 56 is held by the spring 62 in abutment of the stop 64, the protuberance 54 being

éloignée de la lame 56. Au cours d'une manoeuvre de ferme- away from the blade 56. During a closing maneuver

ture de l'appareil par pivotement dans le sens des aiguilles d'une montre de la manette 10, la protubérance 54 rencontre ture of the device by pivoting clockwise from lever 10, the protuberance 54 meets

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l'extrémité de la lame élastique 56 et provoque une flexion de cette dernière maintenue en appui de la butée the end of the elastic blade 56 and causes the latter to bend, kept in abutment with the stop

64 (fig. 3). La déformation de la lame élastique 56 néces- 64 (fig. 3). The deformation of the elastic blade 56 requires

site un couple accru d'actionnement de la manette 10, repré- site an increased torque for actuating the lever 10, shown

senté sur la fig. 6 en fonction de l'angle àL de pivote- felt in fig. 6 depending on the angle at L of pivot-

ment de la manette 10. La position L1 correspond à l'en- of lever 10. Position L1 corresponds to the

gagement de la protubérance 54 contre la lame 56, la posi- protrusion 54 against the blade 56, the posi-

tion CI2 correspondant au franchissement de la lame 56 par la protubérance 54-(fig. 4). Le franchissement de la lame 56 correspondant à la position c2 intervient justç avant la venue en contact des contacts 38, 40 correspondant à la position oL3. A partir de cette venue en contact un effort tion CI2 corresponding to the crossing of the blade 56 by the protuberance 54- (fig. 4). The crossing of the blade 56 corresponding to the position c2 occurs just prior to the coming into contact of the contacts 38, 40 corresponding to the position oL3. From this coming into contact an effort

supplémentaire est nécessaire au bandage du ressort de con- additional is necessary for the compression spring bandage

tact 42, qui se traduit par une augmentation du couple C d'actionnement de la manette 10. Au cours du mouvement poursuivi de pivotement de la manette 10 le ressort 42 est armé jusqu'au franchissement du point mort P. M. de la genouillère constituée par les biellettes 18, 22. Au-delà de ce point mort la manette est sollicitée par le mécanisme tact 42, which results in an increase in the torque C for actuating the lever 10. During the continued pivoting movement of the lever 10 the spring 42 is armed until the dead center PM of the toggle joint constituted by the rods 18, 22. Beyond this neutral point the lever is stressed by the mechanism

vers la position stable de fermeture. Dès le franchisse- towards the stable closed position. From the crossing-

ment de la lame élastique 56 cette dernière revient en po- ment of the elastic blade 56 the latter returns in po-

sition initiale sans que l'énergie emmagasinée soit resti- initial sition without the stored energy being restored

tuée au mécanisme. Il ressort clairement de la figure 6 que la présence de la lame élastique 56 impose un effort accru d'actionnement de la manette 10 pendant toute la phase de déformation de la lame élastique 56, cet effort accru permettant, après franchissement de la lame élastique 56, de fermer les contacts rapidement en absorbant sans difficulté l'effort de compression du ressort de contact 42. killed at the mechanism. It is clear from FIG. 6 that the presence of the elastic blade 56 requires an increased effort to actuate the lever 10 during the entire deformation phase of the elastic blade 56, this increased effort allowing, after crossing the elastic blade 56 , to close the contacts quickly by easily absorbing the compression force of the contact spring 42.

Au cours d'une manoeuvre d'ouverture manuelle du disjonc- During a manual opening operation of the circuit breaker-

teur la protubérance 54 bute contre l'extrémité de la lame élastique 56 en la faisant pivoter dans le sens des aiguilles the protuberance 54 abuts against the end of the elastic blade 56 by rotating it clockwise

d'une montre à l'encontre du ressort de rappel 62 (fig. 5). of a watch against the return spring 62 (fig. 5).

L'effort antagoniste est pratiquement négligeable et il est The antagonistic effort is practically negligible and it is

possible d'admettre que la lame 56 n'exerce aucune influ- possible to admit that the blade 56 has no influence

ence sur la manoeuvre d'ouverture du disjoncteur. on the opening operation of the circuit breaker.

Il est clair que l'invention n'est nullement limitée au mode de mise en oeuvre plus particulièrement décrit, la lame élastique 56 pouvant fort bien coopérer avec un autre élément du mécanisme, notamment du bras de contact 32 ou du système de genouillère, que l'effort antagoniste peut It is clear that the invention is in no way limited to the mode of implementation more particularly described, the elastic blade 56 being able to cooperate very well with another element of the mechanism, in particular of the contact arm 32 or of the toggle joint system, that the antagonistic effort can

être engendré par tout autre système élastique ou d'accu- be generated by any other elastic or accumulating system

mulation d'énergie, et que le mouvement de la manette peut energy mulation, and that the movement of the joystick can

être rectiligne.be straight.

Claims

1. Abrupt manual closing mechanism of a

power failure, including a switch or circuit breaker

tor, with lever (10) connected by a kinematic chain to an arm (32) contact carrier, characterized in that it comprises an erasable stop (56) disposed at a predetermined point on the path of movement of one ( 54) elements of the mechanism for closing the device so as to hinder said movement and constitute a hard point (<2) of crossing requiring an increased force of action on the lever, said point (d 2) corresponding to a position of the contact arm (32) close to the position of contacting of the contacts (38, 40) to cause closure

abrupt under the action of said force increased from the fran-

change of said hard point.

2. Mechanism according to claim 1, characterized in that said erasable stop comprises an elastic piece (56) providing an antagonistic force to the movement in the closing direction until the crossing of said hard point

(aL2), said part (56) being inactive after said fran-

slip and when moving the lever (10) in

the opening direction of the device.

3. Mechanism according to claim 1 or 2, characterized in that it comprises a pivoting lever (10), a system of articulated levers (18, 22) of desmodromic connection between the lever (10) and the contact carrier arm ( 32) having an attachment (36) capable of being released by a trigger (50) to break said connection and allow the opening of the device under the action of a spring (52), said lever having a protuberance ( 54) coming into abutment with an elastic blade (56) during a pivoting of the lever (10) in the closing direction, said blade (56) being arranged to deform during a continued pivoting movement of the joystick by exerting an antagonistic force on the joystick and abruptly erasing from the travel of the protuberance (54) to allow the free pivoting of the

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lever in open position.

4. Mechanism according to claim 3, characterized in that the end of said elastic blade (56), opposite to that cooperating with said protuberance (54), is mounted with free unidirectional pivoting for free passage

of said protuberance in the direction of opening by pivot-

said blade.

5. Mechanism according to claim 4, characterized in that the elastic blade (56) is urged to bear a projection (64), said blade bracing on the projection in

deforming during the engagement phase by said pro-

tubing (54).

6. Mechanism according to any one of claims

previous, characterized in that the erasable stop (56) or the elastic blade is crossed Just before coming into contact (38, 40) and the tire

a contact pressure spring (42).