FR2709864A1 - Electric circuit breaker with sudden tilting mechanism. - Google Patents

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Manner Alexander
Kuhn Erwin
Nitsche Norbert
Karau Horst
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Eaton Industries GmbH
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Kloeckner Moeller GmbH
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    • H01H5/06Energy stored by deformation of elastic members by compression or extension of coil springs

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  • Driving Mechanisms And Operating Circuits Of Arc-Extinguishing High-Tension Switches (AREA)
  • Mechanisms For Operating Contacts (AREA)

Abstract

Disjoncteur électrique comprenant un mécanisme à basculement brusque (1, 3, 4, 8) avec un levier tendeur (1) par lequel un élément de détente (4) peut être déplacé par un organe d'accouplement (3) entre deux positions de repos, un ressort accumulateur de force (8) étant tendu pendant le mouvement entre une position de repos et l'autre jusqu'à ce que soit atteinte la position basculée de l'élément de détente (4), et lorsque la position basculée est dépassée, le ressort (8) continuant de déplacer l'élément de détente dans la même direction jusqu'à ce que la seconde position de repos de l'élément de détente (4) soit atteinte, un levier de transmission (11) pouvant être déplacé par l'élément de détente étant accouplé avec le contact mobile du disjoncteur, cet élément de détente (4) comprenant un élément d'appui (rouleau) (12) pour déplacer le levier de transmission (11), et se déplaçant en glissant ou en roulant contre le levier de transmission (11) sur une longueur de course déterminée.Electrical circuit breaker comprising a sudden tilting mechanism (1, 3, 4, 8) with a tensioning lever (1) by which a detent element (4) can be moved by a coupling member (3) between two rest positions , a force accumulating spring (8) being tensioned during movement between one rest position and the other until the tilted position of the detent member (4) is reached, and when the tilted position is exceeded , the spring (8) continuing to move the trigger element in the same direction until the second rest position of the trigger element (4) is reached, a transmission lever (11) movable by the trigger element being coupled with the movable contact of the circuit breaker, this trigger element (4) comprising a support element (roller) (12) for moving the transmission lever (11), and moving by sliding or by rolling against the transmission lever (11) over a determined stroke length.

Description

Disjoncteur électrique à mécanisme à basculement brusque L'inventionElectric circuit breaker with sudden tilting mechanism The invention

concerne un disjoncteur électrique à mécanisme à basculement brusque, qui comprend un levier tendeur (levier d'entraînement) pouvant être actionné directement ou indirectement à la main, par lequel un élément de détente peut être déplacé dans deux positions de repos par l'intermédiaire d'un organe d'accouplement, un ressort accumulateur de force étant tendu pendant le mouvement entre une position de repos et l'autre jusqu'à ce que soit atteinte la position basculée de l'élément de détente, et après dépassement de la position basculée, le ressort accumulateur de force continue de déplacer l'élément de détente dans la même direction jusqu'à ce que la seconde position de repos de l'élément de détente soit atteinte, et un levier de transmission pouvant être déplacé par l'élément de détente,  relates to an electric circuit breaker with a sudden tilting mechanism, which comprises a tensioning lever (drive lever) which can be actuated directly or indirectly by hand, by which an expansion element can be moved into two rest positions by means of '' a coupling member, a force accumulator spring being tensioned during the movement between one rest position and the other until the tilted position of the detent element is reached, and after passing the tilted position , the force accumulator spring continues to move the trigger in the same direction until the second rest position of the trigger is reached, and a transmission lever that can be moved by the relaxation,

levier qui est accouplé au contact électrique mobile du disjoncteur.  lever which is coupled to the movable electrical contact of the circuit breaker.

On connaît des disjoncteurs électriques les plus divers comprenant un mécanisme à basculement brusque. Leur mécanisme de commutation est en général de construction compliquée et présente des dimensionsrelativement importantes. Il s'est également avéré que lorsque les contacts électriques sont soudés l'un à l'autre, la force élastique du ressort accumulateur de force ne suffit souvent pas pour  A wide variety of electrical circuit breakers are known, including a sudden tilting mechanism. Their switching mechanism is generally of complicated construction and has relatively large dimensions. It has also been found that when the electrical contacts are soldered to each other, the elastic force of the force accumulator spring is often not sufficient to

séparer l'un de l'autre les contacts soudés dans un cas d'urgence.  separate the soldered contacts from one another in an emergency.

Le but de l'invention est d'améliorer un disjoncteur électrique du type mentionné dans le préambule de manière que les contacts puissent être séparés fiablement l'un de l'autre bien que le dispositif soit de constitution simple et de petites dimensions, quand ces contacts opposent une résistance à la force d'ouverture parce  The object of the invention is to improve an electrical circuit breaker of the type mentioned in the preamble so that the contacts can be reliably separated from one another although the device is of simple construction and of small dimensions, when these contacts resist opening force because

qu'ils sont soudés l'un à l'autre.  that they are welded to each other.

Selon l'invention, ce but est atteint du fait que l'élément de détente comprend, pour déplacer le levier de transmission, un élément d'appui (rouleau) qui glisse ou roule le long du levier de transmission sur une longueur de course déterminée, alors que l'élément d'appui, dans la position d'ouverture du disjoncteur, repose contre une butée en saillie (nez, crochet) du levier de transmission  According to the invention, this object is achieved because the detent element comprises, to move the transmission lever, a support element (roller) which slides or rolls along the transmission lever over a determined length of stroke. , while the support element, in the open position of the circuit breaker, rests against a projecting stop (nose, hook) of the transmission lever

et limite sur un côté la course du levier de transmission.  and limits the travel of the transmission lever on one side.

Grâce à une telle construction, il est possible, par l'intermédiaire de la poignée ou du levier tendeur, de transmettre directement au contact électrique une force suffisamment importante par les divers éléments du mécanisme de commutation pour que ce contact soit libéré. Cette force qui est exercée à la main peut être supérieure à la force du ressort accumulateur de force, qui cependant  Thanks to such a construction, it is possible, by means of the handle or the tensioning lever, to transmit directly to the electrical contact a sufficiently large force by the various elements of the switching mechanism for this contact to be released. This force which is exerted by hand can be greater than the force of the force accumulator spring, which however

assiste encore le mouvement d'ouverture.  still assisting the opening movement.

Il est particulièrement avantageux que lors d'un mouvement du levier tendeur de la position de fermeture à la position d'ouverture l'élément d'appui parvienne en appui sur la butée après un premier mouvement partiel, et que pendant le mouvement restant et tout en maintenant l'élément d'appui sur la butée du levier de transmission, il puisse être amené par l'intermédiaire de l'élément d'appui dans la  It is particularly advantageous that during a movement of the tensioning lever from the closed position to the open position the support element comes to bear on the stop after a first partial movement, and that during the remaining movement and all by maintaining the support element on the stop of the transmission lever, it can be brought via the support element in the

position dans laquelle le contact du disjoncteur est ouvert.  position in which the circuit breaker contact is open.

On peut obtenir un mécanisme de commutation relativement simple, ne comprenant que peu d'éléments mobiles et dont les dimensions sont réduites quand la longueur de course de l'élément d'appui est plus courte entre les deux positionsde repos de l'élément de détente que la longueur de course de l'élément d'articulation entre l'élément de transmission conduisant au contact électrique et le levier de transmission. Le ressort accumulateur de force exerce une force élevée sur une faible longueur de course, tout en pouvant déterminer une longueur de course de commutation importante. Il est particulièrement avantageux que la longueur de course de l'élément d'appui soit comprise entre le tiers et la moitié de la longueur de course de l'élément d'articulation du levier de transmission. Il est également très avantageux que le ressort accumulateur de force ne soit déplacé  A relatively simple switching mechanism can be obtained, comprising only a few movable elements and whose dimensions are reduced when the stroke length of the support element is shorter between the two rest positions of the trigger element. as the length of travel of the articulation element between the transmission element leading to the electrical contact and the transmission lever. The force accumulator spring exerts a high force over a short stroke length, while being able to determine a long switching stroke length. It is particularly advantageous that the stroke length of the support element is between one third and half the stroke length of the articulation element of the transmission lever. It is also very advantageous that the force accumulator spring is not moved

que sur une longueur de course très limitée.  only on a very limited stroke length.

Avantageusement, il est proposé que le ressort accumulateur de force soit constitué par un fort ressort hélicoidal de pression, un ressort de tension annulaire, un ressort à disque ou un ressort en  Advantageously, it is proposed that the force accumulator spring be constituted by a strong helical pressure spring, an annular tension spring, a disc spring or a spring in

forme de lame tubulaire.tubular blade shape.

Un mode de réalisation est montré sur le dessin et va maintenant être décrit en détail. Sur le dessin: la figure 1 représente le mécanisme de commutation du disjoncteur électrique dans la position d'ouverture, l'arbre de commutation et les contacts électriques n'étant pas montrés, la figure 2 représente le mécanisme de commutation de la figure 1 dans la position de fermeture, et la figure 3 est une vue en coupe selon la ligne A-A de la figure 1. L'élément de manoeuvre (poignée) du disjoncteur électrique sera appelé dans ce qui suit levier tendeur I et peut pivoter sur 60 autour d'un axe 2 depuis la position d'ouverture montrée à la figure 1 jusqu'à la position de fermeture montrée à la figure 2. Le levier tendeur 1 est constitué par un levier à deux bras dont le bras qui est nettement le plus important forme la poignée alors qu'à son bras court est raccordé un organe d'accouplement 3 dont l'autre extrémité est  An embodiment is shown in the drawing and will now be described in detail. In the drawing: FIG. 1 represents the switching mechanism of the electric circuit breaker in the open position, the switching shaft and the electrical contacts not being shown, FIG. 2 represents the switching mechanism of FIG. 1 in the closed position, and Figure 3 is a sectional view along line AA of Figure 1. The operating element (handle) of the electric circuit breaker will be called in the following tensioning lever I and can pivot on 60 around d 'an axis 2 from the open position shown in Figure 1 to the closed position shown in Figure 2. The tensioning lever 1 is constituted by a lever with two arms whose arm which is clearly the most important form the handle while to its short arm is connected a coupling member 3, the other end of which is

fixée de façon articulée à un élément de détente 4.  hingedly attached to a trigger 4.

L'élément de détente 4 comprend à une extrémité un élément d'articulation 5 auquel est fixé l'organe d'accouplement 3, et à son extrémité opposée une fente axiale 6 dans laquelle pénètre un tenon fixe 7. L'élément de détente 4 peut ainsi pivoter non seulement autour de l'axe 7 mais peut également s'y déplacer longitudinalement de façon limitée. Sur l'élément de détente est monté coaxialement un ressort accumulateur de force 8 ayant la forme d'un ressort hélicoidal de pression, qui s'appuie par une extrémité sur un épaulement 9 de l'élément de détente 4 qui est proche de l'élément d'articulation 5, et par son autre extrémité sur un support fixe 10. L'élément de détente 4 ne peut donc se déplacer longitudinalement qu'à l'encontre  The detent element 4 comprises at one end an articulation element 5 to which the coupling member 3 is fixed, and at its opposite end an axial slot 6 into which a fixed stud 7 penetrates. The detent element 4 can thus pivot not only around the axis 7 but can also move longitudinally there in a limited manner. On the expansion element is coaxially mounted a force accumulator spring 8 having the form of a helical pressure spring, which is supported by one end on a shoulder 9 of the expansion element 4 which is close to the articulation element 5, and by its other end on a fixed support 10. The expansion element 4 can therefore only move longitudinally against

de la force du ressort 8.spring force 8.

Les éléments 1, 3 et 8 forment ainsi un mécanisme à basculement brusque dans lequel, après pivotement du levier tendeur 1 sur un peu plus de la moitié de son angle de pivotement maximal, l'élément de détente passe brusquement de la position stable montrée à la figure 1 à la position stable montrée à la figure 2. L'élément d'articulation 5 se déplace alors sur la longueur de course relativement limitée W1. Si le levier tendeur est déplacé dans la direction opposée, l'élément de détente 4 revient brusquement de la position montrée à la figure 2 à  Elements 1, 3 and 8 thus form a sudden tilting mechanism in which, after pivoting of the tensioning lever 1 over a little more than half of its maximum pivoting angle, the trigger element suddenly passes from the stable position shown at FIG. 1 at the stable position shown in FIG. 2. The articulation element 5 then moves over the relatively limited stroke length W1. If the tensioning lever is moved in the opposite direction, the trigger 4 suddenly returns from the position shown in FIG. 2 to

la position montrée à la figure 1.  the position shown in Figure 1.

On sélectionne les dimensions de manière que la longueur de course W1 entre les deux positions de repos stables soit plus courte que la longueur de course W2 de l'élément d'articulation d'un levier de transmission 11 qui est actionné et qui sera décrit dans ce qui suit. La ligne d'action 4a de l'élément de détente 4 est situéedans la position d'ouverture à l'extérieur de l'axe 13, ce qui fait que le point d'intersection de la ligne d'action 4a avec l'axe longitudinal du levier de transmission 11 se trouve à une distance b de l'axe 13, et dans la position de fermeture à une distance a (figure 2). Dans le présent mode de réalisation, la distance a est plus courte que la distance b. Le fait que le prolongement de la ligne d'action 4a dans la première position stable soit situé sur un côté de l'axe 13 et sur l'autre côté dans la seconde position stable a pour conséquence que le levier de transmission 11 pivote autour du rouleau 12 lors de la fermeture dans une autre direction de rotation que dans le cas de l'ouverture, et ceci sur une longueur de course très limitée du rouleau 12 avec des mouvements de pivotement importants du levier de  The dimensions are selected so that the stroke length W1 between the two stable rest positions is shorter than the stroke length W2 of the articulation element of a transmission lever 11 which is actuated and which will be described in what follows. The line of action 4a of the trigger 4 is located in the open position outside the axis 13, so that the point of intersection of the line of action 4a with the axis longitudinal of the transmission lever 11 is at a distance b from the axis 13, and in the closed position at a distance a (Figure 2). In the present embodiment, the distance a is shorter than the distance b. The fact that the extension of the line of action 4a in the first stable position is located on one side of the axis 13 and on the other side in the second stable position has the consequence that the transmission lever 11 pivots around the roller 12 when closing in a different direction of rotation than in the case of opening, and this over a very limited stroke length of the roller 12 with significant pivoting movements of the lever

transmission 11.transmission 11.

Le ressort accumulateur de force 8 exerce une force élevée sur une longueur de course très courte, ce qui fait que le ressort 8 de même que l'élément de détente 4 peuvent être de longueur très courte quand le ressort 8 est suffisamment puissant. Ceci permet avec une courte longueur de course W1 de produire une longue course de commutation W2, de manière que le ressort ne se détende pas trop fortement et qu'il dispose encore d'une force suffisante à la fin de son mouvement pour déplacer l'arbre de commutation non représenté du disjoncteur. En particulier, la longueur de course Wl de l'élément d'articulation 5 est comprise entre le tiers et la moitié de la longueur de course W2. Le ressort accumulateur de force 8 peut être également constitué par un ressort de tension annulaire, un ressort à disque ou un ressort à lame tubulaire, qui se caractérisent tous par le fait qu'ils produisent une force élevée sur une courte longueur de course du 0lo ressort, qui reste sensiblement la même sur la faible longueur de  The force accumulator spring 8 exerts a high force over a very short stroke length, so that the spring 8 as well as the detent element 4 can be of very short length when the spring 8 is sufficiently powerful. This allows with a short stroke length W1 to produce a long switching stroke W2, so that the spring does not relax too strongly and that it still has sufficient force at the end of its movement to move the switching shaft not shown of the circuit breaker. In particular, the stroke length W1 of the articulation element 5 is between one third and half of the stroke length W2. The force accumulator spring 8 can also consist of an annular tension spring, a disc spring or a tubular leaf spring, which are all characterized by the fact that they produce a high force over a short stroke length of 0lo spring, which remains essentially the same over the short length of

course du ressort.spring stroke.

Un rouleau est fixé de façon rotative sur l'élément d'articulation 5 pour constituer l'élément d'appui 12, comme montré en coupe à la figure 3. Ce rouleau 12 se déplace en tournant sur le bord rectiligne du levier de transmission 11 qui peut pivoter autour d'un axe fixe 13 qui est situé à proximité de l'élément d'articulation 5 et de l'organe d'accouplement 3. A son autre extrémité, le levier de transmission 11 comprend une fente allongée 14 orientée dans la direction longitudinale du levier 11, dans laquelle pénètre un élément de raccordement 15 qui est fixé sur une extrémité d'un élément  A roller is rotatably attached to the articulation element 5 to constitute the support element 12, as shown in section in FIG. 3. This roller 12 moves by turning on the straight edge of the transmission lever 11 which can pivot around a fixed axis 13 which is located near the articulation element 5 and the coupling member 3. At its other end, the transmission lever 11 comprises an elongated slot 14 oriented in the longitudinal direction of the lever 11, into which penetrates a connecting element 15 which is fixed to one end of an element

d'accouplement en forme de barre 16.  bar-shaped coupling 16.

Lorsque l'élément de détente 4 pivote depuis la première position représentée sur la figure 1 vers la seconde position représentée sur la figure 2, le rouleau 12 roule le long du bord latéral 17 du levier de transmission 11 et fait ainsi pivoter le levier de transmission à deux bras, le rouleau 12 se trouvant, dans la première position, dans la région de la partie supérieure du bras de levier qui est proche de l'organe d'accouplement 3, et dans la seconde position dans la seconde partie du bras de levier. L'élément de détente 4 détermine une longueur de course relativement importante W2  When the trigger 4 pivots from the first position shown in Figure 1 to the second position shown in Figure 2, the roller 12 rolls along the side edge 17 of the transmission lever 11 and thus rotates the transmission lever with two arms, the roller 12 being, in the first position, in the region of the upper part of the lever arm which is close to the coupling member 3, and in the second position in the second part of the arm of the sink. The expansion element 4 determines a relatively large stroke length W2

de l'élément d'articulation 15.of the articulation element 15.

Dans la première position de l'élément d'articulation 5, le rouleau 12 est appliqué contre une butée (nez, crochet) 18 en saillie sur le bord 17 à la fin de sa course. Cette butée 18 fait que lors d'un mouvement du levier tendeur 1 depuis la position de fermeture vers la position d'ouverture, le rouleau 12 parvient en appui sur la butée 18 et fait également pivoter le levier de transmission 11 dans  In the first position of the articulation element 5, the roller 12 is applied against a stop (nose, hook) 18 projecting from the edge 17 at the end of its stroke. This stop 18 makes that during a movement of the tensioning lever 1 from the closed position to the open position, the roller 12 comes to bear on the stop 18 and also pivots the transmission lever 11 in

la position d'ouverture quand la force du ressort 8 ne suffit pas.  the open position when the force of the spring 8 is not enough.

Ceci est particulièrement important quand les contacts électriques du disjoncteur se sont soudés l'un à l'autre à la suite d'une  This is particularly important when the electrical contacts of the circuit breaker have soldered to each other following a

sollicitation élevée provoquée par un arc électrique.  high stress caused by an electric arc.

L'élément d'accouplement 16 est articulé à son extrémité opposée à l'élément de raccordement 15 sur un arbre de commutation non représenté duquel fait saillie le contact électrique mobile qui vient s'appliquer contre un contact électrique fixe après un mouvement de  The coupling element 16 is articulated at its end opposite to the connection element 15 on a switching shaft not shown from which protrudes the movable electrical contact which comes to rest against a fixed electrical contact after a movement of

l'arbre de commutation dans la position de fermeture.  the switching shaft in the closed position.

Claims (6)

REVENDICATIONS 1. Disjoncteur électrique comprenant un mécanisme à basculement brusque (1, 3, 4, 8) qui comprend un levier tendeur (levier d'entraîinement) (1) pouvant être actionné directement ou indirectement à la main, par lequel un élément de détente (4) peut être déplacé par l'intermédiaire d'un organe d'accouplement (3) entre deux positions de repos, un ressort accumulateur de force (8) étant tendu pendant ce mouvement entre une position de repos et l'autre jusqu'à ce que soit atteinte la position basculée de l'élément de détente (4), et le 0lo ressort accumulateur de force (8) continue de déplacer dans la même direction l'élément de détente (4) après avoir dépassé la position basculée jusqu'à ce que la seconde position de repos de l'élément de détente (4) soit atteinte, et un levier de transmission (11) qui est accouplé avec le contact électrique mobile du disjoncteur pouvant être déplacé par l'élément de détente, caractérisé en ce que - l'élément de détente (4) comprend pour obtenir le mouvement du levier de transmission (11) un élément d'appui (rouleau) (12) qui se déplace en glissant ou en roulant sur une longueur de course déterminée le long du levier de transmission (11), et - l'élément d'appui (12), dans la position d'ouverture du disjoncteur, s'applique contre une butée en saillie (nez, rochet) (18) du levier de transmission (11) qui limite sur un côté la course du  1. Electric circuit breaker comprising a sudden tilting mechanism (1, 3, 4, 8) which comprises a tensioning lever (driving lever) (1) which can be actuated directly or indirectly by hand, by which an expansion element ( 4) can be moved via a coupling member (3) between two rest positions, a force accumulator spring (8) being tensioned during this movement between one rest position and the other until until the tilted position of the detent element (4) is reached, and the 0lo force accumulator spring (8) continues to move the detent element (4) in the same direction after having exceeded the tilted position until that the second rest position of the expansion element (4) is reached, and a transmission lever (11) which is coupled with the movable electrical contact of the circuit breaker can be moved by the expansion element, characterized in what - the element d he trigger (4) comprises, in order to obtain the movement of the transmission lever (11), a support element (roller) (12) which moves by sliding or rolling over a determined stroke length along the transmission lever (11 ), and - the support element (12), in the open position of the circuit breaker, is applied against a projecting stop (nose, ratchet) (18) of the transmission lever (11) which limits on a side the race of levier de transmission.transmission lever. 2. Disjoncteur selon la revendication 1, caractérisé en ce que dans le cas d'un mouvement du levier tendeur (1) depuis la position de fermeture vers la position d'ouverture, l'élément d'appui (12) vient en appui contre la butée (18) après un premier mouvement partiel, et en ce que pendant le mouvement restant et alors que l'élément d'appui (12) reste en appui contre la butée (18) du levier de transmission (11), il peut être déplacé par l'élément d'appui (12) dans la position  2. Circuit breaker according to claim 1, characterized in that in the case of a movement of the tensioning lever (1) from the closed position to the open position, the support element (12) bears against the stop (18) after a first partial movement, and in that during the remaining movement and while the support element (12) remains in abutment against the stop (18) of the transmission lever (11), it can be moved by the support element (12) in the position dans laquelle le contact du disjoncteur est ouvert.  in which the circuit breaker contact is open. 3. Disjoncteur selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que la longueur de course (Wil) de l'élément d'appui (12) entre les deux positions de repos de l'élément de détente (4) est plus courte que la longueur de course (W2) de l'élément d'articulation (15) entre l'élément de transmission qui va au contact électrique et le levier de  3. Circuit breaker according to claim 1 or 2, characterized in that the stroke length (Wil) of the support element (12) between the two rest positions of the expansion element (4) is shorter than the stroke length (W2) of the articulation element (15) between the transmission element which goes into electrical contact and the lever transmission (11).transmission (11). 4. Disjoncteur selon la revendication 3, caractérisé en ce que la longueur de course (W1) de l'élément d'appui (12) est comprise entre le tiers et la moitié de la longueur de course (W2) de l'élément  4. Circuit breaker according to claim 3, characterized in that the stroke length (W1) of the support element (12) is between one third and half the stroke length (W2) of the element d'articulation (15) du levier de transmission (11).  hinge (15) of the transmission lever (11). 5. Disjoncteur selon l'une quelconque des revendications  5. Circuit breaker according to any one of claims précédentes, caractérisé en ce que le ressort accumulateur de force  previous, characterized in that the force accumulator spring (8) n'est déplacé que sur une course de très faible longueur.  (8) is only moved over a stroke of very short length. 6. Disjoncteur selon la revendication 5, caractérisé en ce que le ressort accumulateur de force (8) est un puissant ressort hélicoïdal de pression, un ressort tendeur annulaire, un ressort à  6. A circuit breaker according to claim 5, characterized in that the force accumulator spring (8) is a powerful helical pressure spring, an annular tension spring, a spring with disque ou un ressort à lame tubulaire.  disc or tubular leaf spring.
FR9410802A 1993-09-10 1994-09-09 Electric circuit breaker with sudden tilting mechanism. Pending FR2709864A1 (en)

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