La présente invention concerne le signalement d'un défaut électrique sur un appareil électrique de protection de ligne du type disjoncteur doté d'un mécanisme de fermeture brusque des contacts. Ce genre d'appareil sera décrit un peu plus loin.

L'invention porte essentiellement sur un moyen indicateur qui signale un défaut et qui doit de plus mémoriser l'information jusqu'au réarmement de l'appareil. Plus précisément, l'invention consiste à indiquer à un utilisateur si l'appareil en question a été ouvert manuellement ou s'il a été ouvert suite à un défaut électrique sur la ligne, qu'il s'agisse d'une surcharge ou d'un court- circuit.

Pour améliorer la sécurité, le système de signalisation de l'invention est mécanique, et non pas électrique et fonctionnant dans la dépendance d'une source d'alimentation de l'installation électrique que le disjoncteur protège.

De nombreux systèmes de signalisation mécaniques existent, mais sont systématiquement adaptés à des appareils différents de celui de l'invention. En effet, les mécanismes internes de déclenchement diffèrent d'un appareil à l'autre, selon leur fonction, leur forme, le nombre de pôles, etc.

L'objectif de la présente invention consiste donc à mettre en place un indicateur de défaut au sein de l'appareil tel que décrit ci-dessous, sans induire de modification conséquente dans le mécanisme de l'appareil. La mise en place de cet indicateur à l'intérieur de l'appareil doit être aisée et doit s'insérer facilement dans le process de fabrication actuel du produit. De plus, la solution doit être économiquement avantageuse.

Le genre d'appareil dont il est question comprend au moins un contact mobile prévu pour coopérer avec au moins un contact fixe, le contact mobile étant disposé à pivotement par rapport à un porte-contact(s) d'une serrure mécanique, leur positionnement relatif au repos étant assuré par l'action d'un ressort dit de contact permettant de garantir une pression correcte à la fermeture des contacts. Ce porte-contact(s) est lui-même animé d'un mouvement de rotation permettant de positionner le contact mobile alternativement contre et à distance du contact fixe, notamment par action manuelle sur une manette de commande pivotant entre deux positions stables (position ON de fermeture des contacts et position OFF d'ouverture des contacts), et entraînant la rotation du porte-contact(s) par un système mécanique classique à genouillère.

Le porte-contact peut également être entraîné en rotation suite à une action mécanique d'un actionneur répercutant un défaut électrique sur la ligne. Dans ce cas, le porte-contact positionne en premier lieu le contact mobile à distance du contact fixe, et entraîne en second lieu la rotation de la manette de commande vers la position OFF.

Un tel mécanisme de fermeture brusque, par exemple divulgué dans le brevet EP 1 170 769, comporte principalement deux organes pivotant respectivement avec la manette de commande et le contact mobile, avec des trajectoires qui interfèrent pendant une fraction de leur rotation combinée. Ces organes sont prévus pour coopérer dans le but de bloquer le contact mobile à distance du contact fixe pendant ladite fraction de rotation, avant relâchement brusque à la fin de la phase de coopération, et fermeture subséquente des contacts à une vitesse indépendante de la vitesse exercée sur la manette.

Les organes de l'invention participant à la fonction de fermeture brusque sont constitués d'une came entraînée par la manette de commande, dans laquelle elle est disposée libre en rotation selon un débattement angulaire entre deux positions d'indexation, et d'un doigt solidaire de la serrure, dont le positionnement respectivement par rapport à la came et au contact mobile est tel que le doigt et la came entrent en contact lorsque les contacts fixe et mobile sont espacés d'une distance résiduelle prédéterminée, la came présentant une surface externe le long de laquelle le doigt glisse lorsque la rotation de la manette se poursuit, de longueur et de forme telles que ledit doigt reste bloqué en rotation pendant une fraction de rotation de la manette inférieure à sa course résiduelle pour atteindre sa position stable de fermeture des contacts.

Le porte-contact(s) continue quant à lui sa course, alors que le ressort de contact accumule de l'énergie qu'il libère brusquement lorsque le contact came/doigt cesse, dans la dernière portion de la course de la manette. La came peut alors poursuivre sa rotation par rapport à la manette.

Concrètement, la came est :

- en deuxième position d'indexation dans la manette en position ON ;

- en première position d'indexation dans la manette en position OFF suite à son accrochage avec le doigt de la serrure lors d'une action manuelle sur la manette ;

- en deuxième position d'indexation dans la manette en position OFF suite au basculement de la serrure entraînant la rotation de la manette en cas de défaut électrique.

L'invention comporte à titre essentiel des moyens indicateurs signalant l'apparition d'un défaut électrique et mémorisant cette information jusqu'au réarmement de la manette en position ON. Lesdits moyens indicateurs consistent en une portion de ladite came visible à travers une fenêtre pratiquée dans le tambour en position OFF de la manette suite à un défaut électrique, et non visible dans les positions ON/OFF de la manette suite à une action manuelle.

Plus précisément, ladite fenêtre du tambour est positionnée radialement en face de ladite portion lorsque la came est en deuxième position d'indexation dans la manette en position OFF suite à un défaut électrique.

Selon l'invention, la fenêtre est pratiquée dans la façade extérieure du tambour visible par un utilisateur lorsque la manette est en position OFF.

De préférence, la surface de la portion de la came visible depuis l'extérieur à travers la fenêtre porte un marquage de signalement d'un défaut.

Selon une configuration possible, ledit marquage de signalement d'un défaut peut consister en une couleur ou un état de surface distinct(e) de la couleur ou de l'état de surface des parois intérieures du tambour. Par exemple la portion peut être colorée en rouge tandis que le tambour est généralement grisé tout comme le boîtier du disjoncteur.

Tout autre type de marquage peut cependant être envisagé dans le cadre de cette invention.

Selon une première possibilité, ladite portion de la came constituant les moyens indicateurs consistent en un secteur angulaire de la came.

Selon une autre possibilité, la portion de la came constituant les moyens indicateurs consistent en une patte solidaire de ladite came en rotation à l'intérieur du tambour de la manette.

Dans une forme de réalisation particulièrement préférée, la came comporte :

- un fût d'allure cylindrique creux tournant autour d'un tourillon central équipant le centre du tambour de la manette ;

- une excroissance radiale s'étendant à partir dudit fût et comportant une extrémité libre constituant un secteur angulaire protubérant coopérant avec le doigt de la serrure ;

- un élément élastique consistant en une languette fixée à la surface externe du fût et se développant sensiblement parallèlement au fût tout en s'en écartant progressivement en direction de son extrémité libre, cette dernière étant dirigée vers l'excroissance radiale et placée du côté de l'excroissance entrant en premier en contact avec ledit doigt lors de la fermeture des contacts ;

- ladite portion d'indication de défaut localisée au niveau de la surface externe du fût et située sensiblement à l'opposé de la languette par rapport à l'axe de symétrie centrale du fût.

Le tambour de la manette quant à lui comporte une ouverture disposée sensiblement à l'opposé du levier et permettant le passage de l'excroissance radiale et de l'extrémité libre de la languette, les chants radiaux de l'ouverture délimitant l'espace angulaire où la came est libre en rotation. Selon une configuration possible d'indexation, ces chants radiaux constituent des butées entre lesquelles la came est libre en rotation, la came étant en première (respectivement deuxième) position d'indexation au contact de la butée.

Concrètement, lors de la rotation de la came dans le tambour, l'extrémité libre de la languette est apte à venir en contact avec l'une des butées de l'ouverture du tambour, tandis que le bord de l'excroissance non en regard avec la languette est apte à venir en contact avec l'autre butée de l'ouverture du tambour lors d'une rotation inverse.

Ainsi, la portion d'indication de défaut est située en regard de la fenêtre lorsque l'extrémité libre de la languette est en contact avec l'une des butées en position OFF de la manette suite à un défaut électrique.

De plus, un ergot saillant de la languette coopère également avec la butée de manière à maintenir la came en deuxième position d'indexation lors d'une ouverture automatique suite à un défaut.

Plus précisément, ledit ergot se situe alors soit au niveau d'une rampe d'extrémité de la butée lorsque l'excroissance est au contact de la butée, soit au contact d'une paroi interne du tambour de la manette lorsque l'extrémité libre de la languette arrive au contact de ladite rampe.

De fait, chaque position d'indexation est alors caractérisée par l'existence d'une butée rotationnelle et d'un moyen de maintien en ladite butée, lequel consiste en la coopération rampe/ergot dans un cas et en la friction ergot/paroi interne du tambour dans l'autre cas.

Selon une autre configuration possible, l'indexation peut être réalisée via la portion indicatrice de défaut, lorsque celle-ci correspond à une patte. A cet effet, la paroi interne de la manette est dotée d'un éperon saillant au voisinage de la fenêtre et apte à s'insérer dans l'une des deux encoches pratiquées dans la face intérieure de la patte d'indication de défaut, la came étant en première ou en deuxième position d'indexation suivant l'encoche dans laquelle l'éperon est logé. Ainsi, la patte d'indication de défaut est située en regard de la fenêtre lorsque l'éperon est logé dans l'encoche proximale de l'excroissance radiale de la came en position OFF de la manette suite à un défaut électrique.

L'invention va à présent être décrite plus en détails, en référence aux figures annexées, pour lesquelles :

- la figure 1 a représente un disjoncteur ayant déclenché manuellement ;

- la figure 1 b montre un disjoncteur ayant déclenché suite à un défaut électrique ;

- la figure 2 est une vue en perspective d'une manette de commande selon l'invention ;

- la figure 3 illustre une came selon l'invention ;

- les figures 4a à 4c montrent un cycle d'ouverture manuelle n'induisant pas d'indication de défaut ;

- les figures 5a à 5c représentent un cycle d'ouverture automatique conduisant au signalement d'un défaut électrique ;

- les figures 6a à 6d illustrent un cycle de fermeture des contacts suite à une ouverture manuelle ;

- les figures 7a à 7c présentent un cycle de fermeture des contacts suite à une ouverture automatique ;

- les figures 8a et 8b illustrent une autre configuration de tambour et de came selon l'invention.

En référence aux figures 1 a et 1 b, le disjoncteur (1 ) comporte un boîtier (2) moulé en plastique duquel dépasse une manette de commande (3) dont les deux positions stables ON et OFF correspondent respectivement à la fermeture et à l'ouverture des contacts. La manette (3) est en position OFF sur les figures 1 a et 1 b.

Une fenêtre (4) située sous le levier (5) de la manette (3) coopère avec les moyens de signalisation de l'invention. Plus précisément, sur la figure 1 a, les moyens de signalisation ne sont pas visibles à travers la fenêtre (4), signifiant que le disjoncteur (1 ) a déclenché suite à une action manuelle sur la manette de commande (3). Au contraire, sur la figure 1 b, un signal de couleur (6) apparaît à travers la fenêtre (4), signifiant que le disjoncteur (1 ) a déclenché suite à un défaut électrique sur la ligne.

La fenêtre (4) est pratiquée dans la manette (3) et est bien visible sur la façade avant du disjoncteur (1 ).

Comme illustré en figure 2, la manette (3) est principalement constituée d'un tambour (7) et d'un levier (5) de commande s'étendant radialement à partir du tambour (7). Ce dernier est composé de deux parois coaxiales, à savoir une paroi interne (9) et une paroi externe (8). La fenêtre (4) est pratiquée dans ladite paroi externe (8), et située sous le levier (5). Un tourillon (10) central équipe le centre du tambour (7) délimité par la paroi interne (9).

En référence à la figure 3, la came (1 1 ) comporte un fût (12) d'allure cylindrique creux apte à tourner autour du tourillon (10) central du tambour (7). Une excroissance (13) radiale s'étend à partir du fût (12) et présente une extrémité libre (14) constituant un secteur angulaire protubérant relativement large et d'allure coaxiale à la surface cylindrique du fût (12).

Un élément élastique consistant en une languette (15) est fixé à la surface externe du fût (12). Cette languette (15) se développe sensiblement parallèlement au fût (12), s'en écartant cependant progressivement en direction de son extrémité libre (16), cette dernière étant dirigée vers l'excroissance (13) radiale.

Un ergot (27) saille de la languette (15) au voisinage de son milieu.

Une patte (17) d'indication de défaut est fixée à la surface externe du fût (12) et située sensiblement à l'opposé de la languette (15) par rapport à l'axe de symétrie centrale du fût (12). La surface extérieure (6) de la patte (17) est de préférence colorée en rouge, couleur symbolique d'un signal de défaut.

Concrètement, cette patte (17) est apte à circuler à l'intérieur de l'espace creux défini entre les deux parois (8, 9) du tambour (7) lorsque la came (1 1 ) pivote autour du tourillon (10). Selon sa position, la patte (17) est visible à travers la fenêtre (4), ou cachée sous la paroi (8) externe du tambour (7). Pour que la came (1 1 ) puisse pivoter autour du tourillon (10), une ouverture (18) est pratiquée dans les parois (8, 9) du tambour (7). Cette ouverture (18) est disposée sensiblement à l'opposé du levier (5) et permet le passage de l'excroissance (13) radiale et de l'extrémité libre (16) de la languette (15), les chants radiaux (19, 20) de l'ouverture (18) constituant les butées entre lesquelles la came (1 1 ) est libre en rotation.

En pratique, comme cela est visible dans les figures 4a à 7c, lors de la rotation de la came (1 1 ) dans le tambour (7), l'extrémité libre (16) de la languette (15) est apte à venir en contact avec l'une (20) des butées de l'ouverture (18) du tambour (7), la came (1 1 ) étant alors en première position d'indexation dans la manette (3), tandis que le bord de l'excroissance (13) non en regard avec la languette (15) est apte à venir en contact avec l'autre butée (19) de l'ouverture (18) du tambour (7), la came (1 1 ) se retrouvant alors en deuxième position d'indexation dans la manette (3).

Les figures 4a à 7c montrent toutes les positions relatives de la came (1 1 ), et à fortiori de la patte (17), par rapport au tambour (7) lors des phases d'ouverture et de fermeture des contacts.

De manière générale, le mécanisme de commande du disjoncteur (1 ) consiste en une manette (3) (telle que décrite précédemment) reliée à un porte-contact (21 ) par une biellette (22). Il s'agit donc d'un système de serrure classique à genouillère permettant le basculement du porte-contact (21 ) suite au pivotement de la manette (3) par une action manuelle sur le levier (5). Le porte-contact (21 ) supporte de plus un déclencheur (31 ) apte à le faire basculer en cas de détection d'un défaut électrique sur la ligne.

Un ressort de torsion (non représenté) est placé entre le contact mobile (23) et le porte-contact (21 ). Ce ressort permet d'emmagasiner de l'énergie pour réaliser une fermeture brusque des contacts lorsque les contacts mobiles sont immobilisés par le mécanisme de fermeture brusque, puis de maintenir la pression entre les contacts fixe (24) et mobile (23).

Un doigt (25) solidaire du porte-contact (21 ) s'étend vers l'extérieur de celui-ci, en direction de l'excroissance (13) de la came (1 1 ) enfichée dans la manette (3) de commande. L'extrémité libre (26) du doigt (25) est prévue pour coopérer avec la surface externe (14) de l'excroissance (13) de la came (1 1 ).

En effet, le doigt (25) et l'excroissance (13) ont des trajectoires qui interfèrent lors d'une ouverture manuelle des contacts telle qu'illustrée sur les figures 4a à 4d.

En figure 4a, les contacts sont fermés, la manette (3) est en position ON, et l'excroissance (13) de la came (1 1 ) est en contact avec la butée (19) dans le tambour (7), la came (1 1 ) étant en deuxième position d'indexation. Si on actionne manuellement la manette (3) de commande dans le sens horaire, la came (1 1 ) suit le mouvement de rotation jusqu'à ce que l'extrémité libre (14) de l'excroissance (13) entre en contact avec le doigt (25) du porte-contact (voir figure 4b), immobilisant de ce fait la came (1 1 ) pendant une fraction de la rotation de la manette (3), jusqu'à ce que la languette (15) de la came (1 1 ) entre en contact avec la butée (20) dans le tambour (7) (voir figure 4c). Lors de ce déplacement, la languette (15) est alors légèrement déformée vers le fût (12), l'ergot (27) se déplaçant au contact de la butée (20), qui consiste en une patte dont l'extrémité libre constitue une rampe, jusqu'à venir en contact à frottement sur la paroi interne coaxiale (9) de la manette (3). La came (1 1 ) change donc de position relative à l'intérieur de la manette (3), entre la figure 4b et la figure 4c, et passe de la deuxième à la première position d'indexation grâce à la flexibilité de la languette (15) combinée aux emplacements des différentes butées (19, 20). La manette (3) termine sa course résiduelle pour atteindre sa position OFF, entraînant d'une part avec elle la came (1 1 ) en rotation, et provoquant d'autre part le basculement du porte-contact (21 ) par le mécanisme à genouillère, séparant de fait le doigt (25) de l'excroissance (13) et le contact mobile (23) du contact fixe (24). La figure 4d montre l'état final d'ouverture des contacts. La manette (3) étant en position OFF, la fenêtre (4) est visible de l'extérieur du disjoncteur (1 ). La came (1 1 ) étant en première position d'indexation dans la manette (3), la patte (17) de signalement est cachée derrière la paroi externe (8) du tambour (7), et non pas située en face de la fenêtre (4). Il n'y a donc pas d'indication de défaut, l'ouverture des contacts ayant été provoquée par une action manuelle sur la manette (3) de commande.

Les figures 5a à 5c montrent le cas d'une ouverture automatique des contacts. La figure 5a est identique à la figure 4a puisqu'il s'agit de la même position de départ. La figure 5b diffère de la figure 4b en ce que la manette (3) n'est pas manipulée, mais le porte-contact (21 ) a basculé par une action de l'actionneur (magnétique ou thermique) sur le déclencheur (31 ) suite à la détection d'un défaut, entraînant immédiatement le basculement de la genouillère et l'ouverture des contacts. Du fait de la libération de la biellette (22), la rotation de l'ensemble porte-contact (21 ) / déclencheur (31 ) est indépendante de la rotation de la manette, et s'effectue rapidement - sous l'effet de moyens de rappel spécifiques - dans un premier temps. La manette (3) et la biellette (22) sont ensuite, dans un second temps, ramenées en position OFF, correspondant à la figure 5c, au moyen d'un ressort de rappel de la manette (3). Lors de cette ouverture des contacts, le doigt (25) et l'excroissance (13) n'entrent pas en collision, et la came (1 1 ) reste plaquée contre la butée (19) lors du pivotement de la manette (3) notamment grâce à l'ergot (27) qui est en contact avec le bout de la rampe d'extrémité de la butée (20) de manière à retenir la came (1 1 ) dans sa deuxième position d'indexation dans la manette (3). En position OFF, la fenêtre (4) est donc visible depuis l'extérieur du disjoncteur (1 ), et la patte (17) se situe cette fois en face de la fenêtre (4). La surface extérieure rouge (6) de la patte (17) est donc bien visible par un utilisateur, et indique un déclenchement du disjoncteur suite à un défaut électrique.

Les figures 6a à 6d représentent le réarmement du disjoncteur (1 ) suite à une ouverture manuelle des contacts.

En figure 6a, identique à la figure 4d, la manette (3) est représentée dans sa position OFF suite à une ouverture manuelle, avec la came (1 1 ) en première position d'indexation, et la patte de signalement (17) non visible à travers la fenêtre (4). Dans cette position, le doigt (25) est situé à distance de l'excroissance (13) de la came (1 1 ).

Lorsque la manette (3) est actionnée dans le sens de la fermeture des contacts, comme cela apparaît en figure 6b, c'est-à-dire lorsqu'on lui fait subir une rotation dans le sens antihoraire, le contact mobile (23) est entraîné en rotation par le porte-contact (21 ) dans le sens horaire. Dans ce cas, le doigt (25) autant que l'excroissance (13) de la came (1 1 ) progressent l'un vers l'autre, sensiblement dans la même direction, jusqu'à ce que leurs extrémités libres (26, 14) se rencontrent. Cette collision entraîne d'une part l'arrêt du mouvement du doigt (25), et d'autre part l'arrêt de la rotation de la came (1 1 ) tandis que la manette (3) continue sa rotation. La came (1 1 ) se fait à nouveau entraîner en rotation par la manette (3) à partir du moment où la butée (19) du tambour (7) entre en contact avec l'excroissance (13) de la came (1 1 ), comme illustré en figure 6c. La came (1 1 ) est donc passée de la première à la deuxième position d'indexation dans la manette (3).

Alors que le doigt (25) est toujours stoppé par la surface extérieure (14) de l'excroissance (13), un glissement relatif s'opère entre les deux (25, 13) lorsque la came (1 1 ) continue sa rotation. Ainsi, bien que la rotation de la manette (3) de commande ait bien progressé, le contact mobile (23) est resté immobile, et à la même distance du contact fixe (24).

Lorsque le doigt (25) cesse d'être en contact avec la surface externe (14) de l'excroissance (13), un relâchement brusque se produit car rien ne s'oppose plus à la poursuite de la rotation du contact mobile (23), grâce à l'énergie stockée par le ressort de torsion interposé entre ledit contact (23) et le porte-contact (21 ). L'excroissance (13) est ainsi rejetée à distance de l'extrémité libre (26) du doigt (25) et les contacts (24, 23) se ferment brusquement. La figure 6d illustre ainsi la position ON de la manette (3) avec les contacts fermés et la came (1 1 ) en deuxième position d'indexation dans la manette (3).

Les figures 7a à 7c présentent quant à elles les différentes phases d'un réarmement du disjoncteur (1 ) suite à une ouverture automatique des contacts (23, 24) provoquée par un défaut électrique. Le cycle de fermeture des contacts est quasiment identique à celui décrit précédemment. La principale différence avec le réarmement suite à une ouverture manuelle réside dans la position initiale de la came (1 1 ) dans la manette (3), qui se trouve déjà en deuxième position d'indexation. Par conséquent, lorsque le doigt (25) entre en collision avec l'excroissance (13), la came (1 1 ) n'est pas immobilisée mais poursuit son mouvement de rotation emmenée par la manette (3), et le glissement relatif s'opère entre le doigt (25) et l'excroissance (13). La fermeture brusque se déroule de la même manière. La position finale de la came (1 1 ) dans la manette (3) après fermeture des contacts est toujours identique, et se retrouve dans les figures 4a, 5a, 6d et 7c. Dans cette position, la manette (3) est en position ON et la fenêtre (4) n'est pas visible par l'utilisateur.

Les figures 8a et 8b illustrent une autre solution d'indexation de la came (1 1 ) au sein de la manette (3). Dans cette configuration, la rotation de la came (1 1 ) n'est plus limitée par les chants radiaux (19, 20) de l'ouverture (18) de la manette (3) mais par l'emboîtement d'un éperon (30) de la manette (3) dans deux encoches (28, 29) de la came (1 1 ). Plus précisément, l'éperon (30) saille de la paroi (9) coaxiale intérieure du tambour (7) de la manette (3), au voisinage de la fenêtre (4). Conjointement, deux encoches (28, 29) sont pratiquées dans la surface intérieure de la patte (17) d'indexation de défaut faisant partie de la came (3). Ces deux encoches (28, 29) sont distales d'un arc correspondant au débattement angulaire de la came (1 1 ) dans la manette (3) entre ses deux portions d'indexation.

Concrètement, lorsque l'éperon (30) vient se loger dans l'encoche (29) (respectivement (28)), la came (1 1 ) se trouve dans sa première (respectivement deuxième) position d'indexation.

Les encoches (28, 29) présentent des bords chanfreinés pour faciliter le passage de l'éperon (30) d'une encoche à l'autre. Ce passage est permis par la force exercée par le doigt (25) sur la came (1 1 ) lors des collisions. L'invention a été décrite au moyen d'un exemple particulier de configuration, notamment quant aux moyens d'indication de défaut caractérisés par une patte (17) sur la came (1 1 ) et quant aux moyens d'indexation de la came (1 1 ) dans la manette (3), qui ne sont cependant nullement limitatifs. L'invention englobe au contraire toutes les variantes de forme et de configuration qui sont à la portée de l'homme de l'art.