FR2649826A1 - CONTROL MECHANISM FOR ELECTRIC CIRCUIT BREAKER - Google Patents
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Abstract
Un mécanisme de commande de disjoncteur miniature comporte une première genouillère 30 à manette 24 et biellette de transmission 28, une platine 40 rotative de support du bras de contact 14, et une liaison mécanique 48 à bielle brisable formée par un crochet d'accrochage 50 articulé à la biellette 28 et coopérant avec le levier de déclenchement 42. Le crochet 50 est équipé d'une protubérance 70 venant en engagement contre une butée 74 fixe du boîtier 12 dans l'état fermé-soudé des contacts 16, 18, pour stopper la manette 24 dans une position intermédiaire S.A miniature circuit breaker operating mechanism comprises a first toggle 30 with lever 24 and transmission link 28, a rotating plate 40 for supporting the contact arm 14, and a mechanical link 48 with breakable link formed by a hinged hook 50. to the rod 28 and cooperating with the release lever 42. The hook 50 is equipped with a protuberance 70 coming into engagement against a fixed stop 74 of the housing 12 in the closed-welded state of the contacts 16, 18, to stop the lever 24 in an intermediate position S.
Description
MECANISME DE COMMANDE POUR DISJONTEUR ELECTRIQUECONTROL MECHANISM FOR ELECTRIC CIRCUIT BREAKER
L'invention est relative à un mécanisme de commande pour disjoncteur électrique miniature à boîtier isolant renfermant une paire de contacts fixe et mobile,ledit contact mobile étant porté par un bras de contact actionné pour le mécanisme, lequel comporte: - une manette pivotante accouplée à une biellette de transmission pour former une première genouillère, - une platine de support du bras de contact, montée à rotation limitée sur un pivot entre les positions de fermeture et d'ouverture des contacts, - une liaison mécanique à bielle brisable formée par une deuxième genouillère ayant un crochet d'accrochage monté à pivotement sur un axe de la platine, et articulé à la biellette de transmission, - et un levier de déclenchement coopérant avec le bec de retenue du crochet d'accrochage pour assurer le verrouillage et le The invention relates to a control mechanism for a miniature electric circuit breaker with an insulating housing containing a pair of fixed and movable contacts, said movable contact being carried by a contact arm actuated for the mechanism, which comprises: - a pivoting lever coupled to a transmission link to form a first toggle joint, - a support plate for the contact arm, mounted with limited rotation on a pivot between the closed and open positions of the contacts, - a mechanical link with breakable link formed by a second knee lifter having a hook hook pivotally mounted on an axis of the plate, and articulated to the transmission link, - and a trigger lever cooperating with the retaining spout of the hook hook to ensure locking and
déverrouillage de ladite liaison mécanique. unlocking of said mechanical connection.
Un tel mécanisme est décrit dans la demande de brevet français n 2605454. Ce mécanisme est néanmoins incapable d'indiquer l'état de soudure des contacts pouvant intervenir lors de coupures répétées de courants de court-circuit très importants. Un cadenassage du disjoncteur peut être effectué après actionnement forcé de la manette dans la position d'ouverture Such a mechanism is described in French patent application no. 2605454. This mechanism is nevertheless incapable of indicating the state of soldering of the contacts which can occur during repeated cuts in very large short-circuit currents. Lockout of the circuit breaker can be performed after forced actuation of the lever in the open position
alors que les contacts sont soudés. while the contacts are soldered.
La fonction de sectionnement et de signalisation apparente de l'ouverture des contacts est déjà connue dans les gros disjoncteurs multipolaires à bottier isolant moulé, ayant des calibres supérieurs à 100 ampères..Le mécanisme est commun aux différents pôles, et est associé à un barreau de commutation s'étendant transversalement dans le bottier pour déplacer les contacts mobiles de l'ensemble des p6les. En cas de soudure des contacts, l'actionnement de la poignée ou de la manette jusqu'à la position d'ouverture est impossible, car un dispositif de verrouillage interdit le mouvement poursuivi dans le sens de l'ouverture au delà d'une position intermédiaire. Cette position est néanmoins instable, et en cas de relâchement de la manette, cette dernière revient automatiquement en position fermée. Il en résulte alors une absence de signalisation de The function of disconnection and apparent signaling of the opening of the contacts is already known in large multi-pole circuit breakers with molded insulating shells, having ratings greater than 100 amps. The mechanism is common to the different poles, and is associated with a bar switch extending transversely in the case to move the movable contacts of all the poles. In the event of soldering of the contacts, actuation of the handle or the lever up to the open position is impossible, since a locking device prevents the movement continued in the direction of opening beyond a position intermediate. However, this position is unstable, and if the handle is released, the handle automatically returns to the closed position. This then results in an absence of signaling of
soudure des contacts.soldering of contacts.
Le document DE-A 3516 217 divulgue un mécanisme de commande pour un disjoncteur miniature, dans lequel une surface d'appui du bras de contact bloque l'extrémité de la biellette de transmission en cas de soudage des contacts. La manette occupe bien une position intermédiaire indiquant l'état fermé-soudé des contacts, mais un actionnement forcé de la manette vers la position d'ouverture risque de provoquer l'arrachement des contacts. Il en est de même dans la demande de brevet français n 8806 562 du 13.5.88 de la demanderesse, dans laquelle une butée directe Document DE-A 3516 217 discloses a control mechanism for a miniature circuit breaker, in which a bearing surface of the contact arm blocks the end of the transmission link in the event of contact welding. The handle occupies an intermediate position indicating the closed-welded state of the contacts, but forced actuation of the handle towards the open position risks causing the contacts to tear off. The same is true in French patent application no. 8806 562 dated 13.5.88 of the applicant, in which a direct stop
s'opère entre la manette et le porte contact. operates between the lever and the contact holder.
L'objet de l'invention consiste à perfectionner la réalisation The object of the invention is to perfect the realization
d'un mécanisme de commande d'un disjoncteur. a circuit breaker control mechanism.
Le mécanisme selon l'invention, est caractérisé en ce que le crochet d'accrochage est équipé d'une protubérance venant en engagement contre une butée fixe solidaire du bottier dans l'état fermé-soudé des contacts, pour stopper la manette dans une position intermédiaire S prédéterminée, située entre les positions extrêmes F de fermeture et O d'ouverture, le dépassement de point mort de la première genouillère rendant stable ladite position intermédiaire S pour l'indication de The mechanism according to the invention, is characterized in that the hooking hook is equipped with a protuberance coming into engagement against a fixed stop secured to the boot in the closed-welded state of the contacts, to stop the lever in a position predetermined intermediate position S, located between the extreme closing positions F and opening O, the overshoot of the first toggle joint making said intermediate position S stable for the indication of
soudure des contacts.soldering of contacts.
On remarque que le blocage du crochet par la butée du bottier s'oppose à tout effet d'arrachement des contacts en cas d'actionnement forcé de la manette. Tout l'effort excercé sur la Note that the blocking of the hook by the boot stopper opposes any effect of tearing off the contacts in the event of forced actuation of the lever. All the effort exerted on the
manette est alors encaissé par le bottier. lever is then cashed by the shoemaker.
La protubérance est disposée à l'opposé de bec de retenue par rapport à la biellette de transmission. Le point d'articulation de la deuxième genouillère est inséré entre le bec de retenue et The protuberance is arranged opposite the retaining spout relative to the transmission link. The articulation point of the second toggle joint is inserted between the retaining spout and
l'axe du crochet d'accrochage.the axis of the hanging hook.
Le boîtier comporte une cavité agencée au voisinage de ladite butée. Dans la position d'ouverture O de la manette, la protubérance se trouve en regard de la cavité avec interposition The housing includes a cavity arranged in the vicinity of said stop. In the open position O of the handle, the protuberance is opposite the cavity with interposition
d'un jeu prédéterminé.of a predetermined game.
D'autres avantages et caractéristiques ressortiront plus Other advantages and features will emerge more
clairement de la description qui va suivre d'un mode de clearly from the following description of a mode of
réalisation de l'invention, donné à titre d'exemple non limitatif, et représenté aux dessins annexes dans lesquels: - La figure 1 est une vue schématique d'un mécanisme de commande de disjoncteur miniature, équipé d'un dispositif indicateur de soudure des contacts et de signalisation apparente de l'ouverture selon l'invention, le disjoncteur étant représenté en position de fermeture; - La figure 2 est une vue identique à la figure 1, en position d'ouverture du disjoncteur; La figure 3 est une vue analogue à la figure 1, montrant le mécanisme dans l'état soudé des contacts, et manette bloquée en embodiment of the invention, given by way of nonlimiting example, and shown in the accompanying drawings in which: - Figure 1 is a schematic view of a miniature circuit breaker control mechanism, equipped with a welding indicator device for contacts and apparent signaling of the opening according to the invention, the circuit breaker being shown in the closed position; - Figure 2 is a view identical to Figure 1, in the open position of the circuit breaker; Figure 3 is a view similar to Figure 1, showing the mechanism in the welded state of the contacts, and handle locked in
position intermédiaire.intermediate position.
Sur les figures 1 à 3, le mécanisme 10 de commande d'un disjoncteur électrique miniature à boîtier 12 isolant moulé est In FIGS. 1 to 3, the mechanism 10 for controlling a miniature electric circuit breaker with molded insulating housing 12 is
du type décrit dans la demande de brevet français n 2616 583. of the type described in French patent application No. 2616 583.
Le mécanisme 10 actionne un bras de contact 14 mobile dont l'extr6mité libre porte une pièce de contact 16 coopérant avec un contact fixe 18. Un orifice 20 est ménagé dans la face avant 22 du boîtier 12 pour le passage d'une manette 24 mont6e à pivotement limit6 sur un axe 26 et déplaçable entre une position F de fermeture (fig. 1) dans laquelle les contacts 16, 18 sont fermés, et une position O d'ouverture (fig. 2) correspondant à la séparation des contacts 16, 18. La manette 24 est équipée d'une embase 27 interne accouplée à une biellette 28 de transmission, notamment an acier, pour constituer une première genouillère dont l'articulation 32 sur l'embase 27 se trouve excentrée par rapport à l'axe 26 fixe de la manette 24. Cette première genouillère 30 est conçue pour donner les deux positions stables The mechanism 10 actuates a movable contact arm 14 whose free end carries a contact piece 16 cooperating with a fixed contact 18. An orifice 20 is formed in the front face 22 of the housing 12 for the passage of a lever 24 mounted pivotally limited6 on an axis 26 and movable between a closed position F (fig. 1) in which the contacts 16, 18 are closed, and an open position O (fig. 2) corresponding to the separation of the contacts 16, 18. The lever 24 is equipped with an internal base 27 coupled to a transmission link 28, in particular in steel, to form a first toggle joint whose articulation 32 on the base 27 is eccentric relative to the axis 26 fixed of the lever 24. This first toggle joint 30 is designed to give the two stable positions
de la manette 24 (fig. 1 et 2).of handle 24 (fig. 1 and 2).
Un ressort de rappel 33 intégré dans l'embase 27 sollicite la manette 24 vers la position O d'ouverture après dépassement du point mort de la première genouillère. Le contact fixe 18 est solidarisé à la carcasse du déclencheur électromagnétique, dont seul le percuteur 34 est représenté sur les figures. Le bras de contact 14 est fixé à un levier support 36 en matériau isolant, articulé sur un pivot 38 d'une platine 40 rotative. Un ressort de pression de contact 41, du type à torsion, est monté sur le A return spring 33 integrated in the base 27 biases the lever 24 towards the open position O after passing the neutral position of the first toggle joint. The fixed contact 18 is secured to the casing of the electromagnetic trip device, of which only the striker 34 is shown in the figures. The contact arm 14 is fixed to a support lever 36 of insulating material, articulated on a pivot 38 of a rotary plate 40. A contact pressure spring 41, of the torsion type, is mounted on the
pivot 38 entre la platine 40 et le levier support 36. pivot 38 between the plate 40 and the support lever 36.
Un levier de déclenchement 42 piloté par le percuteur 34 du déclencheur électromagnétique, et la bilame 44 du déclencheur thermique, est monté à pivotement sur un axe 46 porté par la A trigger lever 42 controlled by the striker 34 of the electromagnetic trigger, and the bimetallic strip 44 of the thermal trigger, is pivotally mounted on an axis 46 carried by the
platine 40 avec un décalage prédéterminé par rapport au pivot 38. plate 40 with a predetermined offset relative to pivot 38.
Une liaison mécanique 48 à bielle brisable comporte une deuxième genouillère ménagée entre la manette 24 et la platine 40 d'entraînement du bras de contact 14. En position verrouillée, la liaison 48 autorise la commande manuelle du mécanisme 10 par la manette 24. Le déplacement du levier de déclenchement 42 vers la position déclenchée sous l'action du déclencheur thermique ou électromagnétique, provoque la rupture momentanée de la liaison mécanique 48, entraînant le déclenchement automatique du mécanisme 10, indépendamment de la manette 24. Le levier de déclenchement 42 est associé à un ressort de rappel (non représenté) destiné à assurer le rétablissement automatique de la liaison mécanique 48 lorsque la manette 24 est actionnée vers la position d'ouverture, suite à un déclenchement du mécanisme A mechanical link 48 with a breakable connecting rod comprises a second toggle provided between the lever 24 and the plate 40 for driving the contact arm 14. In the locked position, the link 48 allows manual control of the mechanism 10 by the lever 24. The movement of the trigger lever 42 to the triggered position under the action of the thermal or electromagnetic trigger, causes the momentary rupture of the mechanical link 48, causing the automatic triggering of the mechanism 10, independently of the lever 24. The trigger lever 42 is associated to a return spring (not shown) intended to ensure automatic re-establishment of the mechanical connection 48 when the lever 24 is actuated towards the open position, following a triggering of the mechanism
sur défaut.on default.
La deuxième genouillère de la liaison mécanique 48 à bielle brisable comporte labiellette de transmission 28 coopérant avec un crochet 50 d'accrochage monté à pivotement sur un axe 52 de la platine 40. A l'opposé de l'axe 52, le bec 53 de retenue du crochet 50 coopère en position verrouillée de la liaison 48 avec un cran du bras supérieur 54 du levier de déclenchement 42. La biellette de transmission 28 est accouplée au crochet 50 en un point 56 d'articulation situé entre l'axe 52 et le bec de retenue 53. Il en résulte un étage démultiplicateur dans la chaîne cinématique du mécanisme 10, autorisant une réduction de l'effort de déclenchement en provenance du déclencheur magnétothermique. Le mécanisme 10 est doté d'un ressort accumulateur d'énergie 61 The second toggle link of the mechanical link 48 with a breakable link includes a transmission link 28 cooperating with a hook 50 for hooking mounted pivotally on an axis 52 of the plate 40. Opposite the axis 52, the spout 53 of retaining the hook 50 cooperates in the locked position of the link 48 with a notch in the upper arm 54 of the trigger lever 42. The transmission link 28 is coupled to the hook 50 at a point 56 of articulation situated between the axis 52 and the retaining spout 53. This results in a multiplier stage in the kinematic chain of the mechanism 10, allowing a reduction in the tripping force coming from the magnetothermal trigger. The mechanism 10 has an energy storage spring 61
intercalé entre la platine 40 et le boîtier 12. interposed between the plate 40 and the housing 12.
La bilame 44 du déclencheur thermique coopère avec le levier de déclenchement 42 au moyen d'un tiroir rotatif 60 à transmission unidirectionnelle. Le tiroir 60 est formé par un levier coudé ayant une extrémité accouplée librement au bras inférieur du levier de déclenchement 42 en un point d'articulation 62. La partie intermédiaire incurvée du levier de transmission prend appui sur un bossage 64 du levier de déclenchement 42 de manière à entraîner ce dernier yers la position déclenchée lors de la déflexion vers la droite de la bilame 44 en cas de circulation The bimetallic strip 44 of the thermal trip device cooperates with the trip lever 42 by means of a rotary slide 60 with unidirectional transmission. The drawer 60 is formed by a bent lever having one end freely coupled to the lower arm of the trigger lever 42 at a point of articulation 62. The curved intermediate part of the transmission lever is supported on a boss 64 of the trigger lever 42 of so as to cause the latter yers the position triggered during the deflection to the right of the bimetallic strip 44 in the event of traffic
d'un courant de surcharge dans le pôle. an overload current in the pole.
Lors de la phase de déclenchement thermique, le tiroir 60 constitue une liaison cinématique rigide entre la bilame 44 et le levier de d6clenchement 42. L'absence de frottement parasite entre le tiroir 60 et le levier de déclenchement 42 permet une diminution notable de l'effort de déclenchement transmis par la bilame 44. Le point d'articulation 62 est disposé entre le bossage 64 et l'axe 46 de pivotement du levier de déclenchement 42. En cas de déclenchement magnétique suite à un courtcircuit, le percuteur 34 du déclencheur électromagnétique agit sur le bras inférieur du levier de déclenchement 42 pour assurer le déverrouillage du crochet 50 d'accrochage par échappement du cran 54 de retenue. Le levier de déclenchement 42 est ainsi déplacé vers la position déclenchée dans le sens trigométrique, sans aucune réaction de freinage du tiroir 60 de déclenchement thermique qui reste inactif grâce à la- présence de la liaison During the thermal triggering phase, the slide 60 constitutes a rigid kinematic connection between the bimetallic strip 44 and the trip lever 42. The absence of parasitic friction between the slide 60 and the trip lever 42 allows a significant reduction in the tripping force transmitted by the bimetallic strip 44. The articulation point 62 is disposed between the boss 64 and the pivot axis 46 of the tripping lever 42. In the event of magnetic tripping following a short circuit, the striker 34 of the electromagnetic tripping device acts on the lower arm of the trigger lever 42 to unlock the hook 50 for hooking by escaping the retaining notch 54. The trigger lever 42 is thus moved to the triggered position in the counterclockwise direction, without any braking reaction of the thermal trigger drawer 60 which remains inactive thanks to the presence of the link.
souple avec la bilame 44.flexible with bimetal 44.
Selon l'invention, le crochet d'accrochage 50 comporte une protubérance 70 disposée à l'opposé du bec de retenue 53 par rappoft à la biellette 28 et au point d'articulation 56 de la deuxième genouillère. Une cavité 72 est agencée dans la-partie interne duboîtier 12 au voisinage d'une butée 74 de limitation de la course du crochet 50. La butée 74 est constituée par une partie fixe du bottier 12 susceptible d'interférer avec la According to the invention, the hook 50 has a protuberance 70 disposed opposite the retaining spout 53 by rappoft to the link 28 and the point of articulation 56 of the second toggle. A cavity 72 is arranged in the internal part of the housing 12 in the vicinity of a stop 74 for limiting the stroke of the hook 50. The stop 74 is constituted by a fixed part of the boot 12 capable of interfering with the
protubérance 70 dans l'état de soudage des contacts 16, 18. protrusion 70 in the state of welding of the contacts 16, 18.
Le fonctionnement du mécanisme 10 est le suivant: - En position de fermeture F (fig. 1), la manette 24 se trouve à droite, et la liaison mécanique 48 à bielle brisable est verrouillée par le levier de déclenchement 42. L'angle ci de la liaison 48 à bielle brisable est minimum, notamment de l'ordre de The operation of the mechanism 10 is as follows: - In the closed position F (fig. 1), the lever 24 is on the right, and the mechanical connection 48 with breakable rod is locked by the trigger lever 42. The angle ci of the link 48 with a breakable connecting rod is minimum, in particular of the order of
quelques degrés. Le ressort 61 est comprimé. a few degrees. The spring 61 is compressed.
- En cas de déclenchement suite à un défaut, le levier 42 déverrouille le crochet d'accrochage 50, entraînant le basculement de la liaison 48 à bielle brisable sous l'effet de détente du ressort 61 d'ouverture. L'angle d de la bielle brisable est maximum, et est déterminé par la venue en fin de course de la platine 40. La protubérance 70 du crochet 50 se trouve alors en regard de la cavité 72 avec interposition d'un jeu 76 prédéterminé qui autorise la venue en butée de la manette 24 contre la partie gauche de l'orifice 20 du boîtier 12 (fig. 2), ce qui correspond a l'état ouvert du disjoncteur, signalé par - In the event of tripping following a fault, the lever 42 unlocks the hook 50, causing the link 48 to break with a breakable link under the relaxing effect of the opening spring 61. The angle d of the breakable connecting rod is maximum, and is determined by the arrival at the end of travel of the plate 40. The protuberance 70 of the hook 50 is then located opposite the cavity 72 with interposition of a predetermined clearance 76 which authorizes the abutment of the lever 24 against the left part of the orifice 20 of the housing 12 (fig. 2), which corresponds to the open state of the circuit breaker, indicated by
l'apparition du voyant 74.the appearance of LED 74.
- En cas se soudage des contacts 16, 18 (fig. 3), tout mouvement de déclenchement automatique, ou d'ouverture manuelle par la manette 24 amène la protubérance 70 du crochet 50 contre la butée 74 fixe après une rotation limitée dans le même sens de la platine 40. Le levier support 36 reste immobilisé, et le ressort 41 autorise le mouvement de pivotement relatif entre la platine 40 et le levier support 36. Lorsque la protubérance 70 est contre la butée 74, ledépassement de point mort de la première genouillère maintient la manette 24 dans la position intermédiaire S. Le voyant 74 n'est pas visible, ce qui confirme à l'opérateur l'état - In the event of welding of the contacts 16, 18 (fig. 3), any movement of automatic triggering, or of manual opening by the lever 24 brings the protuberance 70 of the hook 50 against the fixed stop 74 after a limited rotation in the same direction of the plate 40. The support lever 36 remains immobilized, and the spring 41 authorizes the relative pivoting movement between the plate 40 and the support lever 36. When the protuberance 70 is against the stop 74, the breakout of the neutral point of the first toggle keeps the lever 24 in the intermediate position S. The indicator light 74 is not visible, which confirms to the operator the state
fermé-soudé des contacts 16, 18.closed-soldered contacts 16, 18.
Le blocage de la protubérance 70 par la butée 74 élimine la course parasite du crochet 50 sur la platine 40, et empêche la liaison 40 à bielle brisable de se tendre au maximum. Dans la position intermédiaire S de la manette 24 (fig. 3), l'anglecd de la bielle brisable possède une valeur prédéterminée comprise entre les valeurs minimum et maximum illustrées respectivement aux The blocking of the protuberance 70 by the stop 74 eliminates the parasitic stroke of the hook 50 on the plate 40, and prevents the connection 40 with breakable rod from being stretched to the maximum. In the intermediate position S of the lever 24 (fig. 3), the angle of the breakable rod has a predetermined value between the minimum and maximum values illustrated respectively in
figures 1 et 2.Figures 1 and 2.
La liaison 48 à bielle brisable travaille en compression lors du fonctionnement normal en fermeture et en ouverture du mécanisme 10. Par contre, dans l'état fermé-soudé des contacts 16, 18, la liaison 48 travaille en traction en casde tentative d'ouverture forcée de la manette 24 dans la position intermédiaire S. Le blocage positif du crochet 50 par engagement de la protubérance contre la butée 74 solidaire du bottier 12 s'oppose d'autre part à tout effet d'arrachement des contacts 16, 18 en cas The link 48 with a breakable rod works in compression during normal operation in closing and opening of the mechanism 10. On the other hand, in the closed-welded state of the contacts 16, 18, the link 48 works in traction in the event of an attempt to open forced of the lever 24 in the intermediate position S. The positive locking of the hook 50 by engagement of the protuberance against the stop 74 secured to the boot 12 also opposes any tearing effect of the contacts 16, 18 in the event
d'actionnement forcé de la manette 24 dans le sens d'ouverture. forced actuation of the handle 24 in the opening direction.
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