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Title:
PROTECTIVE SWITCHING DEVICE WITH SIMPLIFIED TRIPPING MECHANISM
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/1988/008614
Kind Code:
A1
Abstract:
A low-voltage switching device comprises means of protection against overcurrents due to short circuits and/or overload. A tripping piece (21) is engaged by means of a catch (27) on a contacting lever (14) and presents a supporting face (25) for the mobile element (38) of a magnetic and/or thermal tripping device. The tripping piece (21) is articulated directly to the hand lever (19) and its respective trajectories when released due to a defect and when released by the hand lever are at least partly distinct.

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Inventors:
Pichard
Christian, Pierrot
Henri
Application Number:
PCT/FR1988/000194
Publication Date:
November 03, 1988
Filing Date:
April 20, 1988
Export Citation:
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Assignee:
Telemecanique, Electrique Pichard LA.
Christian, Pierrot
Henri
International Classes:
H01H71/04; H01H71/52; H01H73/48; H01H71/10; (IPC1-7): H01H71/52; H01H71/04
Foreign References:
FR2474759A11981-07-31
EP0026416A11981-04-08
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Claims:
Revendicationε
1. Appareil interrupteur de protection comprenant danε un boîtier (11) : deε contacts εéparableε (12, 13), l'un (13) de ceε contactε étant disposé sur un levier de contact (14) mobile, suεceptible de pivoter autour d'un axe fixe (34) par rapport au boîtier et de εe dégager de cet axe en poεition de fermeture, un déclencheur magnétique (17) et/ou thermique (18) et une manette (19) coopérant avec un mécanisme de déclenchement pour ouvrir et fermer les contacts, le mécanisme de déclenchement préεentant un becquet (27) pour accrocher ou libérer un tenon (28) du levier de contact et au oinε une surface d'appui (25) contre laquelle est applicable un organe mobile du déclencheur magnétique et/ou thermique, un ressort (35) sollicitant le levier de contact dans une zone située entre le tenon et l'axe fixe de pivotement du levier, caractérisé par le fait que le mécanisme de déclenchement comporte une pièce de déclenchement (21) qui présente le becquet (27) d'accrochage du levier de contact et la surface d'appui (25) pour l'organe mobile du déclencheur et qui est directement articulée à la manette (19) , les trajectoires respectives de ladite pièce lors d'un déclenchement sur défaut et lors d'un déclenchement provoqué par la manette étant au moins en partie distinctes.
2. Appareil selon la revendication 1, caractérisé par le fait que : un ressort (36) est associé à la manette (19) pour solli¬ citer celleci vers sa position "arrêt", le ressort présente une extrémité appliquée sur .un appui fixe (37) du boîtier (11) et une autre extrémité applica¬ ble, soit à l'état marche sur un tourillon (22) d'articu lation de la pièce de déclenchement (21) à la manette. soit à l'état arrêt sur un bosεage (31) de la pièce de déclenchement décalé par rapport à l'axe (02) du touril¬ lon.
3. Appareil selon la revendication 1, caractériεé par le fait que la pièce de déclenchement (21) comprend une encoche (43) de forme convenable propre à coopérer via une fenêtre (48) du boîtier (11) avec un tenon (44) appartenant à un appareil additif de signalisation adjacent, pour transmettre à celuici une information de déclenchement sur défaut.
4. Appareil selon la revendication 1, caractériεé par le fait que la pièce de déclenchement (21) préεente une encoche (50) conçue pour coopérer avec un axe (51) de la pièce de déclenchement d'un pôle voisin.
5. Appareil selon la revendication 1, caractérisé par le fait que la pièce de déclenchement (21) présente une surface d'appui (30) contre laquelle est appli¬ cable le levier de contact (14) en cours d'ouverture.
6. Appareil selon la revendication 1, caractérisé par le fait que la pièce de déclenchement (21) présente un bras (24) doté à son extrémité libre de la surface d'appui (25) , cette surface formant une came agencée pour permettre un déclenchement dès que les contacts (12, 13) sont en appui mutuel.
Description:
APPAREIL INTERRUPTEUR DE PROTECTION A MECANISME DE DECLEN¬ CHEMENT SIMPLIFIE.

La présente invention concerne un appareil interrupteur basse tension comportant des moyens de protection contre les εurintenεités de court-circuit et/ou de surcharge.

Un appareil interrupteur de protection de ce genre est décrit dans le brevet EP-0 026 416 et comprend dans un boîtier :

- des contacts séparableε, l'un de ces contacts étant dispo¬ sé sur un levier de contact mobile, susceptible de pivoter autour d'un axe fixe par rapport au boîtier et de se déga¬ ger de cet axe en position de fermeture,

- un déclencheur magnétique et/ou thermique et une manette coopérant avec un mécanisme de déclenchement pour ouvrir et fermer les contacts, - le mécanisme de déclenchement présentant un becquet pour accrocher ou libérer un tenon du levier de contact et au moins une surface d'appui contre laquelle est applicable un organe mobile du déclencheur magnétique et/ou thermi¬ que, - un ressort sollicitant le levier de contact dans une zone située entre le tenon et l'axe fixe de pivotement du levier.

Dans cet appareil, la pièce de déclenchement pivote autour d'un axe fixe et coopère avec une pièce d'accrochage du levier de contact. La pièce d'accrochage est articulée à la manette, tandis que la pièce de déclenchement présente un bras susceptible de percuter un doigt de la pièce d'accro¬ chage pour faire tourner celle-ci qui libère alors le levier de contact.

La réalisation de cet appareil connu peut être simplifiée. De plus, il a pour inconvénient de ne pas permettre une discrimination simple des déclenchements automatiques intervenant sur défaut et dés ouvertures volontaires comman¬ dées à l'aide de la manette. En effet, la pièce de déclen¬ chement pivote de la même façon dans tous les cas. Or, il serait souhaitable de pouvoir recueillir via une liaison mécanique l'information "déclenchement effectué sur défaut" sur un appareil additif de signalisation adjacent à l'appa¬ reil interrupteur de protection.

L'invention a notamment pour but de simplifier la conception et le montage d'un appareil interrupteur de protection du type précédemment décrit. Elle a pour autre but de distin¬ guer un déclenchement sur défaut d'un déclenchement manuel dans un tel appareil interrupteur de protection dont l'architecture est simplifiée et rendue extrêmement peu encombrante.

Selon l'invention, le mécanisme de déclenchement comporte une pièce de déclenchement présentant le becquet d'accrocha- ge du levier de contact et la surface d'appui pour l'organe mobile du déclencheur ; la pièce de déclenchement est direc¬ tement articulée à la manette, les trajectoires respectives décrites par ladite pièce lors d'un déclenchement sur défaut et lors d'un déclenchement provoqué par la manette.étant au moins en partie distinctes.

L'appareil est simplifié puisque les fonctions d'accrochage du levier de contact et de réception directe des efforts et

mouvements respectifs du déclencheur magnétique, du déclen¬ cheur thermique et de la manette sont toutes assurées par la pièce de déclenchement, tandis que des moyens simples, tels qu'une encoche de forme et d'orientation appropriées, éna- gée dans la pièce de déclenchement et un tenon coopérant prévu sur un additif de signalisation adjacent, permettent de signaler via cet additif les seuls déclenchements sur défaut à l'exclusion des déclenchements volontaires pro¬ duits par la manette.»

Dans un mo'de de réalisation préférentiel, un ressort est associé à la manette pour solliciter celle-ci vers sa posi¬ tion "arrêt" ; ce ressort présente une extrémité appliquée sur un appui fixe du boîtier et une autre extrémité applica- ble, soit à l'état marche sur un tourillon d'articulation de la pièce de déclenchement à la manette, soit à l'état arrêt sur un bossage de la pièce de déclenchement décalé par rapport à l'axe du tourillon. Le ressort en cause est de préférence un ressort de torsion ; dans des modes de réali- sation plus encombrants, il pourrait être constitué par un ressort en épingle ou hélicoïdal. Il en résulte que, dans la phase initiale d'un déclenchement sur défaut, la pièce de déclenchement reste soulagée de l'effort du ressort d'ouver¬ ture associé à la manette.

La description d'un mode de réalisation non limitatif qui suit en regard des dessins annexés permettra de bien faire comprendre les caractéristiques et avantages de l'inven¬ tion.

La figure 1 représente en vue de côté et en coupe un appareil interrupteur de protection conforme à l'invention ;

Les figures 2 à 5 montrent à plus grande échelle la manette, la mécanique de déclenchement et les contacts de l'appareil de la figure 1, respectivement à l'état de fermeture (figure 2) , dans une phase initiale

d'ouverture sur défaut (figure 3), dans une phase intermédiaire d'ouverture sur défaut ou manuelle (figure 4), et à l'état final d'ouverture (figure 5) ;

La figure 6 représente isolément en élévation la pièce de déclenchement intermédiaire entre la manette et le levier de contact ;

Les figures 7 et 8 montrent la même pièce dans les positions respectives des figures 3 et 4 ;

La figure 9 montre en perspective la pièce des figures 6 à 8 ;

La figure 10 montre en vue de face la pièce d'accro¬ chage de la figure 6 attelée à une pièce complémentai¬ re ;

La figure 11 est une perspective d'une pièce d'accro- chage conçue pour permettre un accouplement interpo¬ laire ;

La figure 12 montre en vue de face la pièce d'accro¬ chage de la figure 11.

L'appareil interrupteur de protection 10 représenté sur la figure 1 comprend dans un boîtier isolant 11 un contact fixe 12 et un contact mobile 13, le contact mobile étant disposé sur un levier 4e contact 14. Un chemin de courant est établi dans le boîtier entre une borne 15 et une borne 16 de l'appareil quand le contact mobile est appliqué sur le contact fixe ; ce chemin est interrompu quand le contact mobile est séparé du contact fixe, soit sous l'effet d'un déclencheur magnétique 17 ou d'un déclencheur thermique 18 a bilame 18a, soit sous l'effet d'une manette 19 de commande manuelle ou volontaire. Les déclencheurs 17 et 18 sont mis en œuvre respectivement en cas de court-circuit et en cas de surcharge pour produire un déclenchement libre.

La manette agit indépendamment des déclencheurs pour ouvrir et fermer les contacts, en passant d'une position "marche" visible figure 1 à une position ' "arrêt" visible figure 5 et vice-verεa. Il va de soi qu'un dispositif d'ouverture et de fermeture à distance des contacts peut être associé à la manette. D'autre part, une chambre de coupure 20 munie d'éléments uεuelε de soufflage d'arc est prévue sous le déclencheur magnétique 17 et les contacts 12, 13.

Selon l'invention, une pièce unique 21 de déclenchement sert à l'accrochage du levier de contact 14 et est articulée directement au moyen d'une oreille 21c sur un tourillon 22 lié à la manette 19. La pièce de déclenchement 21 est une pièce en matière iεolante moulée qui comporte un corpε 23 muni d'un bras 24 lui-même doté à son extrémité libre d'une surface d'appui 25 formant came avec du côté de la manette un dégagement 26 y la pièce 21 comprend de pluε un becquet d'accrochage 27 εusceptible de retenir un tenon 28 prévu à la partie supérieure 29 du levier de contact 14, ainsi qu'une surface d'appui 30 pour cette partie 29 et un pion ou un bosεage 31 dont le rôle sera expliqué plus loin. La came 25 est agencée pour permettre un déclenchement dès que les contacts 12, 13 sont en appui mutuel.

Le levier de contact 14 comprend dans sa zone médiane 32 un évidement oblong 33 dans lequel est introduit un pivot fixe 34 ; entre la zone 32 et le tenon 28, le levier 14 est sollicité vers la gauche par un reεεort 35 par ailleurs appliqué contre le boîtier.

A la manette 19 est associé un ressort d'aide à l'ouverture 36 sous la forme d'un ressort de torsion enroulé sur une portée cylindrique de la manette. Le ressort présente une branche d'extrémité appliquée en un point fixe 37 dπ boîtier (voir figure 2) et une autre branche d'extrémité appliquée sur le tourillon 22 de la manette ou sur le bosεage 31 de la pièce de déclenchement selon les positionε de fonctionne¬ ment.

Le déclencheur magnétique 17 comprend un noyau mobile 38 déplaçable selon un axe X-X parallèle au fond lia du boîtier de l'appareil. Le noyau 38 est prolongé au-delà de la carcasse 39 du déclencheur 17 par une tige ou un cadre présentant une portée 40 applicable sur la surface d'appui 25 du bras 24 du levier, une portée 41 de percussion du levier de contact 14 et une portée 42 susceptible d'être repoussée vers la droite par le bilame 18 en cas de surchar¬ ge.

Il convient de remarquer que, dans la position de fermeture des contacts, l'axe 01 de la manette 19, l'axe 02 du touril¬ lon 22 et le tenon 28, sont sensiblement alignés, l'axe 02 se trouvant toutefois légèrement au-dessus de la ligne joignant l*axe 01 au tenon 28.

Les figures 2 à 5 et 6 à 8 serviront à expliquer le fonction¬ nement de l'appareil décrit.

Les figures 6 à 10 représentent de plus un mode de réalisa¬ tion de la pièce de déclenchement 21 permettant de transmet¬ tre mécaniquement l'information de défaut électrique à un appareil additif de signalisation adjacent. La pièce 21 comprend à cet effet une encoche 43 de forme et d'orienta- tion appropriées, par exemple coudée, incurvée ou en forme de crosse pour loger une saillie 44 d'une pièce opératoire logée dans le boîtier 45 d'un appareil additif de signalisa¬ tion 46 (figure 10), et pour déplacer cette saillie 44 en cas de déclenchement sur défaut (figure 8>, sans déplacer la saillie 44 en cas d'ouverture manuelle (figure 9). La sail¬ lie 44 traverse une ouverture 47 ménagée dans le boîtier 45 et une ouverture 48 ménagée dans le boîtier 11 et visible en tirets sur les figures 2-4 et 6-8.

La pièce de déclenchement et d'accrochage 21a illustrée par les figures 11 et 12 comprend, d'un côté, une encoche 50 et, de l'autre côté, un axe 51 ; l'axe 51 d'une pièce 21a d'un pôle coopère avec l'encoche 50 d'une pièce de déclenchement

et d'accrochage 21b d'un pôle voisin pour permettre un déclenchement pôle à pôle (figure 12) .

Une même pièce de déclenchement et d'accrochage peut bien entendu présenter une encoche 43 et/ou une encoche 50 ou un axe 51 et/ou une encoche susceptible de coopérer avec un appareil de déclenchement différentiel.

L'appareil interrupteur de protection représenté sur les figures fonctionne de la manière suivante.

Dans la position des figures 1 et 2, la manette 19 est dans la position marche, les déclencheurs 17, 18 sont au repos et les contacts 12, 13 sont fermés. En effet, le tenon 28 du levier de contact 14 est maintenu comme point fixe pour le levier par le becquet 27 de la pièce de déclenchement 21 et le ressort 35 sollicite le levier 14 en sens horaire par rapport au tenon 28 de manière à assurer la pression de contact nécessaire, tandis que la forme oblongue du trou 34 permet un débattement du levier par rapport au pivot fixe 33.

Le noyau 38 du déclencheur magnétique occupe sa position de repos à gauche et le bilame 18a du déclencheur thermique 18 est dans sa position de repos à gauche.

Le ressort 36 de la manette sollicite le tourillon 22 dans le sens horaire ; le tourillon reste toutefois en position du fait de l'accrochage du becquet 27 sur le tenon 28. On remarque que le ressort 36 n'entrave pas le pivotement de la pièce de déclenchement 21 par rapport à l'axe 02 du touril¬ lon comme on le verra plus loin.

Dans le cas où une surintensité de court-circuit .traverse l'appareil, le noyau 38 du déclencheur magnétique se déplace rapidement vers la droite et sa portée 40 appliquée sur la came 25 repousse le bras 24.

Dans une première phase, la pièce d'accrochage 21 pivote donc en sens antihoraire autour de l'axe 02. Le becquet 27 monte et libère le tenon 28 si bien que le ressort 36 commence par repousser vers la gauche le levier.de contact 14 jusqu'à la butée du bord droit du trou oblong 33 contre le pivot 34, puis fait pivoter le levier 14 en sens antiho¬ raire autour du pivot 34 (voir figure 3) . Il convient de noter que le pivotement du levier 14 est accéléré par la percussion de la portée 41 du noyau 38 contre le levier. Ensuite la partie supérieure 29 du levier de contact vient s'appliquer contre la surface d'appui 30 de la pièce 21 pour confirmer à celle-ci que les contacts sont ouverts et permettre à la pièce 21 d'agir sur des pôles ou additifs voisins.

Si l'on suppose que la pièce 21 présente l'encoche 43 et que l'appareil est accouplé à un additif de signalisation 45 (voir figures 7 et 10) , la saillie mobile 44 de l'additif reste logée dans le fond de l'encoche et est entraînée vers le haut des fenêtres 47, 48 pour produire l'action de signa¬ lisation souhaitée. Le mouvement de la pièce 21 est illustré par la figure 7 où son état initial et son état à la fin de la première phase sont repréεentéε respectivement en tirets et en traits pleins.

Dans une deuxième phase du déclenchement sur défaut, le noyau 38 du déclencheur magnétique ne fournit plus d'effort moteur et le ressort 36 de la manette fait tourner le tourillon 22 en sens horaire autour de l'axe 01, de sorte que la pièce 21 redescend. Le noyau 38 du déclencheur magné¬ tique est repoussé vers la gauche par la came 25 du bras 24.

Cette deuxième phase est illustrée successivement par les figures 3, 4 et 5. Le becquet 27 s'accroche sur le-tenon 28 du levier de contact afin de réarmer le mécanisme, tandis que la branche du ressort 36 jusqu'alors appliquée contre le tourillon 22 s'applique sur le bossage 31 de la pièce 21 (voir figure 4) .

De la sorte, le ressort 36 confirme l'ouverture du contact mobile 13 en sollicitant la pièce 21 jusqu'à la position basse indiquée figure 5 ; le dégagement 26 du bras 24 vient alors s'appliquer contre le noyau 38 pour le repousεer contre une butée non représentée. La manette 19 occupe alors sa position "arrêt" (figure 5) .

Une ouverture des contacts en cas de surcharge s'effectue¬ rait sensiblement selon le même processus sous l'effet de la poussée de la portée 42 du noyau 38 par le bilame 18a.

Dans le cas d'une ouverture manuelle, la manette 19 est amenée par l'opérateur de la position de la figure 1 à la position de la figure 5 en passant par la position de la figure 4, tandis que les déclencheurs 17, 18 restent au repos. Dès lors, si la pièce de déclenchement 21 présente une encoche 43 (voir figure 8) , elle peut échapper sans entraîner la saillie 44 de l'additif de signalisation ; la position initiale de la pièce 21 est indiquée en tirets sur la figure 8 et sa position intermédiaire -correspondant à celle de la figure 4- est indiquée en traits pleinε.

On constate qu'une discrimination entre les déclenchementε sur défaut et les ouvertures manuelles s'opère ainsi automa- tiquement par la forme et la cinématique de la pièce de déclenchement 21 et de son encoche 43.

Le réenclenchement de l'appareil s'effectue par rotation en sens antihoraire de la manette 19 pour faire revenir celle- ci et l'ensemble du mécanisme à la position de la figure 2.