FR3023651A1

FR3023651A1 - Disjoncteur electrique incluant un organe mecanique de blocage d'un pont mobile

Info

Publication number: FR3023651A1
Application number: FR1456720A
Authority: FR
Inventors: David Couzon; Bernard Loiacono
Original assignee: Schneider Electric Industries SAS
Current assignee: Schneider Electric Industries SAS
Priority date: 2014-07-11
Filing date: 2014-07-11
Publication date: 2016-01-15
Anticipated expiration: 2034-07-11
Also published as: EP2966662B1; EP2966662A1; FR3023651B1

Abstract

Ce disjoncteur électrique (2) comprend au moins une première pastille fixe (34), un pont (6) équipé d'au moins une deuxième pastille (64) et mobile entre une première position où la deuxième pastille est en contact avec la première pastille et une deuxième position où la deuxième pastille est écartée de la première pastille, un organe mécanique (7) de rappel du pont mobile (6) vers sa première position, des moyens de commande (4) de la position du pont mobile par rapport à la pastille fixe. Le disjoncteur électrique (2) comprend un organe mécanique (8) de blocage par défaut du pont mobile (6) dans sa deuxième position, et des moyens mécaniques (42) de désactivation de l'organe mécanique de blocage (8).

Description

DISJONCTEUR ELECTRIQUE INCLUANT UN ORGANE MECANIQUE DE BLOCAGE D'UN PONT MOBILE La présente invention concerne un disjoncteur électrique incluant un organe mécanique de blocage d'un pont mobile équipé de pastilles de contact mobiles. Dans le domaine des disjoncteurs électriques, il est connu, par exemple de FR-A2 517 463, d'utiliser l'effet des forces de répulsion électrodynamiques qui prennent naissance entre les pastilles de contact fixes et mobiles d'un disjoncteur à pont mobile, afin d'éviter que les contacts ne puissent se séparer violemment. Cette approche utilise donc un principe dit « de la main de fer », où le pont est retenu par un flux magnétique. Le désavantage principal de cette approche réside dans le fait que l'effort de blocage du pont dépend du niveau du courant traversant le disjoncteur électrique. C'est à ces inconvénients qu'entend plus particulièrement remédier l'invention en proposant un nouveau disjoncteur électrique dans lequel le blocage du pont mobile est amélioré, sans dépendre du niveau de courant. A cet effet, l'invention concerne un disjoncteur électrique comprenant au moins une première pastille fixe et un pont équipé d'au moins une deuxième pastille et mobile entre une première position, où la deuxième pastille est en contact avec la première pastille, et une deuxième position, où la deuxième pastille est écartée de la première pastille. Le disjoncteur comprend également un organe mécanique de rappel du pont mobile vers sa première position, ainsi que des moyens de commande de la position du pont mobile par rapport à la pastille fixe. Conformément à l'invention, le disjoncteur est pourvu d'un organe mécanique de blocage par défaut du pont mobile dans sa deuxième position. Le disjoncteur comprend également des moyens mécaniques de désactivation de l'organe mécanique de blocage. Grâce à l'invention, l'organe mécanique de blocage empêche le pont mobile d'effectuer des rebonds entre ses deux positions, avec les conséquences qui en découleraient, telles qu'une fermeture non voulue du disjoncteur, un risque de soudage des pastilles ou leur usure prématurée. Le blocage du pont mobile, qui est effectué par un organe mécanique, n'est pas tributaire du niveau de courant. Un tel blocage est donc assuré dans tous les cas d'utilisation. L'invention permet également de libérer le pont mobile avec les moyens mécaniques de désactivation de l'organe mécanique de blocage. Selon des aspects avantageux mais non obligatoires de l'invention, un tel disjoncteur électrique peut incorporer une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, prises dans toute combinaison techniquement admissible : - L'organe mécanique de blocage est monté sur une structure fixe et comprend des moyens d'accrochage du pont mobile. - L'organe mécanique de blocage est solidaire en translation avec le pont mobile et comprend des moyens d'accrochage sur une structure fixe. - L'organe mécanique de blocage est mobile entre une configuration de blocage du pont mobile et une configuration de libération du pont. - Le disjoncteur électrique comprend des moyens de rappel de l'organe mécanique de blocage vers sa configuration de blocage du pont. - Les moyens de désactivation comprennent au moins une came mobile entre une position dégagée et une position en appui sur l'organe mécanique de blocage. - Les moyens de désactivation comprennent un palonnier qui porte la came. - L'organe mécanique de blocage est formé par une lamelle élastiquement deformable, montée sur un organe appartenant à ou solidaire en translation du pont mobile, en regard d'une paroi fixe et pourvue d'une dent d'ancrage dans la paroi. - La lamelle a au moins une surface d'appui pour la came. - L'organe mécanique de blocage comprend un crochet articulé sur une structure fixe ou une lamelle élastiquement deformable monté sur la structure fixe. L'invention sera mieux comprise et d'autres avantages de celle-ci apparaîtront plus clairement à la lumière de la description qui va suivre de deux modes de réalisation d'un disjoncteur électrique conforme à son principe, donnée uniquement à titre d'exemple et faite en référence aux dessins annexés dans lesquels : - la figure 1 est une représentation schématique d'un disjoncteur conforme à l'invention en configuration fermée ; - la figure 2 est une représentation schématique du disjoncteur de la figure 1 dans une première configuration ouverte ; - la figure 3 est une représentation schématique du disjoncteur des figures 1 et 2 dans une deuxième configuration ouverte ; - la figure 4 est une représentation schématique du disjoncteur des figures 1 à 3 dans une configuration intermédiaire de réarmement ; - la figure 5 une vue partielle en perspective d'un disjoncteur conforme à un deuxième mode de réalisation de l'invention dont le couvercle et les leviers de protection sont omis pour la clarté du dessin ; - la figure 6 est une coupe du disjoncteur de la figure 5 selon le plan VI à la figure 5, certains éléments étant omis pour la clarté du dessin ; - la figure 7 est une vue de côté de moyens de commande mécaniques du disjoncteur des figures 5 et 6 ; - la figure 8 est une vue, en perspective éclatée et à plus grande échelle, d'un détail du disjoncteur des figures 5 à 7; - la figure 9 est une vue en perspective, selon un autre angle, d'une partie du disjoncteur des figures 5 à 7 ; - la figure 10 est une coupe partielle selon le plan X à la figure 8 avec une représentation partielle d'une paroi fixe. Sur les figures 1 à 4, est représenté un disjoncteur électrique 2 dans différentes configurations. Le disjoncteur 2 comprend une structure fixe 3, des moyens de commande 4, un pont 6, mobile en translation par rapport à la structure fixe 3, selon un axe longitudinal X2 du disjoncteur 2. La structure fixe 3 comprend une plaque de base 32. La structure fixe 3 comprend également deux pastilles fixes de contact 34, dont une est raccordée électriquement avec une plage 36 de courant entrant et l'autre avec une plage 38 de courant sortant. Les moyens 4 commandent le déplacement du pont 6 par rapport à la structure fixe 3. Les moyens de commande 4 comprennent une came 42, un doigt palpeur 44, deux boutons de manoeuvre ON 462 et OFF 464 et un système mécanique 48 de transmission de mouvement entre les leviers 462 et 464, d'une part, et les pièces 42 et 44, d'autre part.

Le système mécanique 48 contrôle un percuteur 54 apte à déplacer le pont mobile 6 en l'éloignant des pastilles fixes 34. Les moyens de commande 4 comprennent également un déclencheur magnétique 56 et un déclencheur thermique 57 montés en série entre la pastille fixe aval 34 et la plage 38, ce qui leur permet de réagir au courant de sortie du disjoncteur 2. Les déclencheurs 56 et 57 pilotent un levier 58 d'actionnement du percuteur 54. Le levier 58 est pivotant au tour d'un axe Y58 perpendiculaire à l'axe X2. Le levier 58 est articulé d'une part sur le percuteur 54 et d'autre part sur un arbre de sortie 562 du déclencheur magnétique 56. Le pont mobile 6 comprend un porte-contact 62 sur lequel sont montées deux pastilles 64 destinées à entrer en contact avec les pastilles 34 pour fermer le circuit électrique entre les plages de courant 36 et 38 dans la position de la figure 1. Un ressort 7 pousse le pont mobile 6 vers la configuration de figure 1, en prenant appui sur la plaque de base 32. On note E7 l'effort exercé par le ressort 7 sur le pont mobile 6. La constante de raideur du ressort 7 doit être suffisante pour que le disjoncteur 2 résiste aux chocs prévus par les normes auxquelles il est soumis, tout en demeurant fonctionnelle. Ainsi l'effort E7 exercé par le ressort 7 est intense.

Le pont mobile 6 se déplace en translation parallèlement à l'axe longitudinal X2, entre la première position représentée à la figure 1 où les pastilles 34 et 64 sont en appui les unes contre les autres, et une deuxième position, où les pastilles mobiles 64 sont écartées des pastilles fixes 34, comme représenté aux figures 2 et 3.

Le disjoncteur électrique 2 est équipé d'un organe mécanique de blocage 8, qui est pourvu d'un crochet 82 pour arrêter par défaut le pont mobile 6 dans sa deuxième position où les pastilles 34 et 64 sont écartées les unes des autres. L'organe mécanique de blocage 8 comprend une tige 84 qui est articulée sur la plaque de base 32 et soumise un effort E86 exercé par un ressort de torsion 86.

Lorsque le pont mobile 6 est dans la position de la figure 1, le ressort 7 exerce un effort minimal de compression E7 sur ce pont. L'organe mécanique de blocage 8 est désactivé, ainsi que les moyens de commande mécaniques 4. En pratique, dans ce cas, le bouton ON 462 est enfoncé. La figure 2 correspond au cas où la répulsion magnétique R due à un court-circuit écarte violemment les pastilles mobiles 64 des pastilles fixes 34, contre l'effort E7. Le pont mobile 6 est alors rapproché de la plaque de base 32. En absence de l'organe de blocage 8, l'effort E7 du ressort 7 repousserait violemment le pont mobile 6 vers la position de la figure 1, ce qui induirait un risque de rebond du pont mobile et de soudage ou d'usure prématurée des pastilles 34 et 64.

Au contraire, dans le disjoncteur 2 de l'invention, lorsque le pont mobile 6 arrive dans la position de la figure 2, il est automatiquement bloqué dans cette position par l'organe 8 dont le crochet 82 s'oppose à l'effort E7 du ressort 7. L'accrochage automatique du pont mobile 6 par le crochet 82 est dû à l'effort E86 du ressort 86. La figure 3 correspond au cas où une surintensité de courant ou une surchauffe déclenche l'un des appareils 56 et 57 qui fait basculer le levier 58 dans le sens de la flèche F1, ce qui entraine le percuteur 54 en direction de la plaque de base 32. Ceci peut arriver après le passage du pont 6 dans la position de la figure 2 ou indépendamment de cette étape. Le percuteur 54 retient ou repousse le pont mobile 6 dans sa deuxième position. Dans cette position de la figure 3, l'organe de blocage 8 maintient également par défaut le pont mobile 6 dans sa deuxième position. A la figure 4, le disjoncteur 2 est dans une configuration intermédiaire. Les pastilles mobiles 64, montées sur le pont mobile 62, sont éloignées des pastilles fixes 34. L'organe mécanique de blocage 8 est actif, ainsi que les moyens de commande 4. La came 42 repousse alors le crochet 82 dans le sens de la flèche F2 à la figure 4, ce qui fait pivoter la tige 84 dans le sens contraire de l'effort E86 du ressort 86. Ceci libère le pont mobile 6 qui, sous l'effort E7 du ressort 7, ramène alors les pastilles mobiles 64 en contact avec les pastilles fixes 34 pour atteindre à nouveau la configuration armée du disjoncteur 2 où le pont 6 est dans sa première position. Cette action de la came 42 sur l'organe de blocage 8 est obtenue en appuyant sur le bouton ON 462, ce qui déplace, à travers le système 48, le doigt palpeur 44 jusqu'en appui contre le porte-contacts 62. Ce déplacement permet de contrôler le déplacement de la came 42 jusqu'à ce qu'elle vienne pousser le crochet 82 dans le sens de la flèche F2, comme expliqué ci-dessus. Les figures 1 à 4 représentent une phase d'un disjoncteur monophasé. L'invention peut toutefois être mise en oeuvre dans un disjoncteur triphasé.

En variante la tige 84 et le ressort 86 de ce mode de réalisation peuvent être remplacés par une lamelle élastiquement deformable montée sur la structure fixe 3 et déformée par le porte-contact 62 lorsque le pont mobile 6 parvient dans sa deuxième position. Dans le deuxième mode de réalisation de l'invention représenté aux figures 5 à 10, les éléments analogues à ceux du premier mode de réalisation portent les mêmes références. Le disjoncteur triphasé 2 de ce mode de réalisation est représenté à la figure 5 dépourvu de son couvercle de protection et de ses leviers de manoeuvre, qui sont connus en soi. Un mécanisme 466 est disposé en regard des leviers de manoeuvre et destiné à être actionné par leur intermédiaire. Un boîtier de base 32 appartient à une partie fixe 3 du disjoncteur et renferme des moyens de commande 4, trois ponts mobiles 6, trois ressorts 7 et trois organes mécaniques de blocage 8. Un seul ressort 7 et un seul organe mécanique de blocage 8 sont visibles aux figures 7 à 10. Sur les figures 5 à 7, sont visibles trois plages de courant entrant 36 et trois plages de courant sortant 38, ainsi que certains composants du système mécanique 48, c'est-à- dire un palonnier 50 et une équerre 52, nécessaires à la désactivation des organes mécaniques de blocage 8 qui, par contre, ne sont pas visibles que sur les figures 7 à 10. Le boîtier 32 définit trois cages 322 de guidage individuel des ponts mobiles 6. Chaque pont mobile 6 comprend une languette 63 qui porte une pastille mobile 64. D'autre part, chaque cage 322 porte une pastille fixe 34, dont une seule est visible à la figure 6. Chaque pont mobile 6 comprend également un poussoir 66 en appui contre un porte-contacts 62 qui est solidaire en translation de la languette 63. L'organe mécanique de blocage 8 est ici prévu sur le poussoir 66, sous la forme d'une lamelle élastiquement deformable 84 découpée dans la matière du poussoir 66 et qui porte une dent d'ancrage 82. La dent d'ancrage s'engage par défaut dans un logement 326 prévu dans une paroi 324 de la cage 322 en regard de laquelle coulisse la dent 82 lors du mouvement de translation du poussoir 66 parallèlement à l'axe X2. A la figure 8, la paroi 324 est représenté écartée du poussoir 66 pour permettre la visualisation de l'organe mécanique de blocage 8. En pratique, l'organe de blocage 8 coulisse le long de la paroi 324 comme visible à la figure 10. La dent d'ancrage 82 est en saillie par rapport à la lamelle 84 et s'étend selon un axe X82 perpendiculaire à l'axe X2. Elle comprend une surface 822 en demi-cylindre centrée sur l'axe X82 qui se bloque par défaut contre la partie supérieure 328 du logement 326 aux figures 8 et 10. La dent d'ancrage 82 comprend également une surface 824 inclinée à environ 600 par rapport à l'axe X82, et qui glisse contre la partie inférieure 329 du logement 326. Dans ce mode de réalisation le logement 326 est un orifice ménagé dans la paroi 324 : il peut toutefois avoir une autre géométrie et/ou être borgne. La lamelle 84 est pourvue de deux surfaces inclinées 92 prévues pour recevoir en appui deux cames 42 fixées sur le palonnier 50. A la figure 6, la coupe permet d'apprécier le système mécanique 48 qui assure la désactivation de l'organe mécanique de blocage 8. Un changement de position des leviers de manoeuvre active l'organe 466 qui fait pivoter dans le sens de la flèche F52 une équerre 52 qui, à son tour, fait basculer, autour d'un axe Y50 perpendiculaire aux axes X2 et X82, le palonnier 50 pourvu des cames 42. Ces cames exercent alors un effort sur les surfaces d'appui 92 de l'organe mécanique de blocage 8 et permettent d'extraire la dent 82 du logement 326, donc la libération du poussoir 66 et du pont mobile 6 par rapport à la cage 322. A la figure 7, seuls le palonnier 50, la cage 322 et le pont mobile 6 sont représentés. Dans cette figure, la flèche F50 représente le pivotement du palonnier. Lorsque ce pivotement a lieu alors que la dent 82 est bloquée dans le logement 326, il induit, sur les surfaces 92, un effort E50 qui a pour effet de faire glisser la surface 824 contre la partie inférieure 329 du logement 326, à l'encontre de l'effort E7 exercé par le ressort 7 de rappel du pont mobile 6 en configuration fermée. Ceci permet de chasser la dent 82 hors du logement 326, dans le sens de la flèche F3 à la figure 10, ce qui libère le poussoir 66 par rapport à la paroi 324 de la cage 322. L'effort E7 du ressort 7 permet alors de ramener le poussoir 66 et le pont mobile 6 vers une position où sa pastille 64 est en contact avec la pastille 34 adjacente. A la figure 8, l'organe mécanique de blocage 8, solidaire en translation du poussoir 66 du pont mobile 6, est représenté plus en détail. Les surfaces d'appui 92 sont bien visibles, ainsi que la dent d'ancrage 82 et la lamelle élastiquement deformable 84.

A la figure 9, l'organe mécanique de blocage 8, solidaire au pont mobile 6 est montré en détail avec le palonnier 50 et ses deux moyens mécaniques de désactivation, formés par deux cames 42, chacune pourvue d'une surface d'appui 422 pour exercer une compression sur la surface correspondante d'appui 92 de l'organe mécanique de blocage 8. A la figure 10, sont bien visibles la dent 82, la surface 822 parallèle à l'axe longitudinal X2 et la surface 824 inclinée, ainsi que les surfaces d'appui 92, la paroi fixe 324 et le logement 326 qui est circulaire. Ci-dessus le fonctionnement de l'organe de blocage 8 est mentionné pour une phase du disjoncteur 2. En pratique, les trois phases du disjoncteur fonctionnent de la même façon et les poussoirs 66 se déplacent parallèlement à l'axe X2 et simultanément sous l'action des ressorts 7 et du palonnier 50. En variante, le poussoir 66 peut ne pas faire partie du pont mobile 6 et être seulement solidaire en translation avec celui-ci.

Dans ce mode de réalisation, l'organe de blocage 8 est porté par le pont mobile 6, alors qu'il est monté sur la structure fixe 3 dans le premier mode de réalisation. Les caractéristiques techniques des modes de réalisation et variantes envisagées ci-dessus peuvent être combinées pour générer de nouveaux modes de réalisation.

Claims

REVENDICATIONS1.- Disjoncteur électrique (2) incluant : - au moins une première pastille fixe (34), - un pont (6) équipé d'au moins une deuxième pastille (64) et mobile entre une première position où la deuxième pastille est en contact avec la première pastille et une deuxième position où la deuxième pastille est écartée de la première pastille, - un organe mécanique (7) de rappel du pont mobile vers sa première position, - des moyens de commande (4) de la position du pont mobile par rapport à la pastille fixe, caractérisé en ce que le disjoncteur électrique comprend : - un organe mécanique (8) de blocage par défaut du pont mobile (6) dans sa deuxième position, et - des moyens mécaniques (42) de désactivation de l'organe mécanique de blocage.
2.- Disjoncteur selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'organe mécanique de blocage (8) est monté sur une structure fixe (3) et comprend des moyens d'accrochage (82) du pont mobile.
3.- Disjoncteur selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'organe mécanique de blocage (8) est solidaire en translation avec le pont mobile (6) et comprend des moyens d'accrochage (82) sur une structure fixe (3).
4.- Disjoncteur selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'organe mécanique de blocage (8) est mobile (F2 ; F3) entre une configuration de blocage du pont (6) et une configuration de libération du pont.
5.- Disjoncteur selon la revendication 4, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens (86 ; 84) de rappel de l'organe mécanique de blocage (8) vers sa configuration de blocage du pont (6).
6.- Disjoncteur selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les moyens mécaniques de désactivation comprennent au moins une came (42) mobileentre une position dégagée et une position en appui sur l'organe mécanique de blocage (8).
7.- Disjoncteur selon la revendication 6, caractérisé en ce que les moyens mécaniques de désactivation comprennent un palonnier (50) qui porte la came (42).
8.- Disjoncteur selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'organe mécanique de blocage (8) est formé par une lamelle (84) élastiquement deformable, montée sur un organe (66) appartenant à ou solidaire en translation du pont mobile (6), en regard d'une paroi fixe (324), et pourvue d'une dent d'ancrage (82) dans la paroi.
9.- Disjoncteur selon les revendications 6 et 8, caractérisé en ce que la lamelle (84) a au moins une surface d'appui (92) pour la came (42).
10.- Disjoncteur selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'organe mécanique de blocage (8) comprend un crochet (82) articulé sur une structure fixe (3) ou une lamelle élastiquement deformable montée sur la structure fixe.