Dispositif de coupure ayant plusieurs blocs de coupure unipolaire et comportant un seul mécanisme d'actionnement desdits blocs

Abstract

 Dispositif de coupure (600) comportant un bloc principal (Bp) supportant un mécanisme de commande (8) et au moins un premier bloc auxiliaire (Ba1). Les blocs comprennent respectivement un barreau (26) rotatif couplé à un pont de contacts mobiles (22) guidé rotation autour d'un axe de rotation (Z). Deux contacts fixes (41, 51) coopèrent avec ledit pont de contacts mobile. Le mécanisme (8) commande au moins une tige d'entrainement (30) dont le déplacement angulaire entraine celui des ponts de contacts mobiles 22 entre une position d'ouverture et une position de fermeture. Des moyens de compensation comprennent une butée (60) contre laquelle vient en appui la tige d'entrainement (30) en position de fermeture de manière à limiter le déplacement de ladite tige au niveau du premier bloc (Ba1), et à appliquer un couple de rotation à ladite tige pour la maintenir parallèle à l'axe (Z).

Description

DOMAINE TECHNIQUE DE L'INVENTION

[0001] L'invention est relative à un dispositif de coupure comportant un bloc principal de coupure unipolaire supportant un mécanisme de commande et au moins un premier bloc auxiliaire de coupure unipolaire, lesdits blocs étant disposés côte à côte selon une direction transversale. Chaque bloc de coupure comprend un barreau rotatif couplé à un pont de contacts mobile guidé rotation autour d'un axe de rotation. Deux contacts fixes coopèrent avec ledit pont de contacts mobile et sont reliés respectivement à un conducteur d'amenée de courant. Le mécanisme de commande des blocs de coupure comprend une manette commandant au moins une tige d'entrainement traversant les barreaux, un déplacement angulaire de ladite au moins une tige d'entrainement entrainant celui des ponts de contacts mobile entre une position d'ouverture et une position de fermeture des contacts.

ETAT DE LA TECHNIQUE

[0002] L'utilisation de mécanisme de commande unique apte à agir sur plusieurs blocs de coupure est connue. Généralement, le mécanisme de commande est adapté pour fonctionner avec des dispositifs de coupure multipolaire tel que notamment des dispositifs tripolaire ou tétrapolaire.

[0003] Lorsque le mécanisme de commande est associé au fonctionnement d'un dispositif de coupure tripolaire, on observe un positionnement symétrique du mécanisme par rapport aux trois blocs de coupure positionnés cote à cote. La transmission des efforts de commande Fc est alors répartie uniformément entre tous les pôles de contact. Les efforts Fp de pression et sur-course de contact mesurés au niveau de chaque pôle de contact sont sensiblement constants.

[0004] Les disjoncteurs bipolaires ou tétrapolaires ont l'inconvénient d'induire une dissymétrie dans la répartition des pôles par rapport à la position centralisée du mécanisme de commande. Cette dissymétrie est particulièrement préjudiciable pour les produits composés ampoule de coupure comportant un barreau porte-contact. Par construction, un organe de liaison du mécanisme de commande relie tous les barreaux portes-contacts entre eux. L'organe de liaison est composé généralement d'au moins une tige d'entrainement. Ladite tige d'entrainement subit alors des contraintes mécaniques importantes sous l'effet conjugué des efforts Fp, Fc de pression de contacts et du mécanisme de commande.

[0005] En pratique, comme représenté sur la figure 6A, dans le cas d'un disjoncteur bipolaire ou tétrapolaire, la dissymétrie induit un basculement qui conduit à délester le pole le plus éloigné du mécanisme de commande. Suivant le pays dans lequel le disjoncteur est installé, le pole le plus éloigné peut être le neutre ou une phase. Ce délestage du pole se traduit par une perte d'enfoncement et de pression de contact Fp au niveau dudit pole. Concomitamment, on observe une surcharge du pole adjacent au mécanisme et opposé au pole précité. Cette surcharge se traduit par un enfoncement et une pression de contact trop importants.

[0006] Pour résoudre ce problème de déséquilibre observé dans les efforts appliqués au niveau des contacts, certaines solutions décrivent l'usage de mécanisme additionnel. En effet, tel que décrit dans la demande de brevet EP0540431, l'ampoule ou le bloc de coupure excentré par rapport au mécanisme de commande comporte un mécanisme auxiliaire comprenant des moyens ressort. Des moyens de couplages relient le mécanisme de commande principal au mécanisme auxiliaire. Ces solutions présentent l'inconvénient d'utiliser des moyens supplémentaire de commande qui créent par ailleurs un ralentissement du contact mobile à l'ouverture. Ce ralentissement se traduit in fine par une usure plus rapide du contact. Ces moyens supplémentaires de commande peuvent aussi prendre la place d'un ou plusieurs auxiliaires.

[0007] D'autres solutions telles que décrites dans la demande de brevet US2007/0075808, utilisent un organe de liaison entre tous les blocs de coupure comportant deux tiges d'entrainement. L'utilisation de deux tiges 'entrainement permet d'obtenir une certaine rigidité de l'organe de liaison et de réduire ainsi les déformations mécaniques. Cependant, bien que réduisant les problèmes liés au déséquilibre géométrique décrit précédemment, cette solution n'est pas entièrement satisfaisante.

[0008] Enfin, la solution décrite dans la demande de brevet US2003/0098224 comporte un mécanisme de commande dédié spécifiquement au dispositif de coupure tétrapolaire. Le mécanisme de commande est alors positionné sur deux blocs de coupure placé au centre. Cette solution présente l'inconvénient d'avoir un mécanisme de commande spécifique par dispositif de commande. En effet le dispositif de commande associé à un disjoncteur tétrapolaire ne peut pas par exemple être utilisé pour un disjoncteur tripolaire et inversement.

EXPOSE DE L'INVENTION

[0009] L'invention vise donc à remédier aux inconvénients de l'état de la technique, de manière à proposer un dispositif de coupure comportant un mécanisme d'actionnement efficace des blocs de coupure.

[0010] Le dispositif de coupure selon l'invention comporte des moyens de compensation comprenant une butée contre laquelle vient en appui la tige d'entrainement en position de fermeture de manière à limiter localement au niveau du premier bloc auxiliaire le déplacement de ladite tige d'entrainement et à appliquer un couple de rotation à ladite tige pour la maintenir parallèle à l'axe de rotation.

[0011] Selon un mode de développement de l'invention, ledit au moins premier bloc auxiliaire de coupure comporte un boîtier comprenant un orifice en forme d'arc de cercle dans lequel se déplace la tige d'entrainement entre les positions de fermeture et d'ouverture, la butée étant positionnée de manière à réduire la longueur de l'arc de cercle et le déplacement angulaire de ladite tige dans ledit orifice.

[0012] Selon un premier mode particulier de réalisation, la butée est positionnée dans le premier bloc de coupure unipolaire à une extrémité à une extrémité de l'arc de cercle formant l'orifice de manière à réduire la course de la tige d'entrainement se déplaçant à l'intérieur de l'orifice.

[0013] Selon un second mode particulier de réalisation la butée est positionnée sur un flasque extérieur du dispositif de coupure, ledit flasque étant positionné contre une paroi externe du boîtier du premier bloc de coupure unipolaire.

[0014] De préférence, le dispositif de coupure selon l'invention comprend trois blocs auxiliaires de coupure unipolaire disposés côte à côte selon une direction transversale, le premier auxiliaire bloc de coupure étant séparé des deux autres blocs auxiliaires de coupure par le bloc principal de coupure supportant le mécanisme de commande desdits blocs.

[0015] Avantageusement, la butée est rigide à hauteur ajustable.

[0016] Avantageusement, la butée comporte un moyen déformable

[0017] Avantageusement, la butée comporte un ressort.

BREVE DESCRIPTION DES FIGURES

[0018] D'autres avantages et caractéristiques ressortiront plus clairement de la description qui va suivre d'un mode particulier de réalisation de l'invention, donné à titre d'exemple non limitatif, et représenté aux dessins annexés sur lesquels:

La figure 1 représente une vue éclatée en perspective d'un disjoncteur comportant un dispositif de coupure selon un mode de réalisation de l'invention ;

La figure 2 représente une vue en perspective d'un dispositif de coupure selon la figure 1 ;

La figure 3 représente une vue d'ensemble en perspective d'un disjoncteur comportant un dispositif de coupure selon un mode de réalisation de l'invention ;

Les figures 4 et 5 montrent des vues en perspective d'un bloc unipolaire de coupure d'un dispositif de coupure selon un mode de réalisation de l'invention ;

La figure 6A représente une vue schématique de la répartition des efforts de pression de contact d'un dispositif de coupure de type connu ;

La figure 6B représente une vue schématique de la répartition des efforts de pression de contact d'un dispositif de coupure selon l'invention ;

La figure 7 représente une vue en perspective les blocs de coupure d'un dispositif de coupure selon l'invention.

DESCRIPTION DETAILLEE D'UN MODE DE REALISATION

[0019] Le dispositif de coupure 600 comporte un bloc principal de coupure Bp supportant un mécanisme de commande et au moins un premier bloc auxiliaire de coupure Ba1.

[0020] Selon un mode préférentiel de réalisation de l'invention tel que représenté sur la figure 1, le dispositif de coupure 600 comporte quatre blocs de coupure unipolaire Bp, Ba1, Ba2, Ba3 disposés côte à côte selon une direction transversale. Ledit dispositif comprend notamment trois blocs auxiliaires de coupure unipolaire Ba1, Ba2, Ba3. Le premier bloc auxiliaire de coupure Ba1 est séparé des deux autres blocs auxiliaires de coupure Ba2, Ba3 par le bloc principal de coupure Bp supportant le mécanisme de commande 8 desdits blocs. L'appareil de coupure 100, généralement un disjoncteur, est alors un disjoncteur tétrapolaire.

[0021] A titre d'exemple de réalisation, l'appareil de coupure 100 comporte un déclencheur 7 associé au dispositif de coupure 600. Les blocs de coupure unipolaire sont alors destinés à être respectivement raccordé d'une part au déclencheur 7 au niveau de la plage aval 5 et d'autre part à une ligne de courant à protéger au niveau d'une plage amont 4. Le bloc de coupure unipolaire 10 est aussi appelé ampoule.

[0022] Par souci de simplification de la présentation d'un mode de réalisation préféré de l'invention, les éléments composant l'appareil de coupure 100, et notamment les blocs de coupure unipolaire Bp, Ba1, Ba2, Ba3 formant le dispositif de coupure 600, seront décrits en relation avec la position d'utilisation dans laquelle le disjoncteur 100 est mis en place dans un tableau, avec le nez 9 comprenant une manette 88 verticale et parallèle à la paroi de montage, les plages de raccordement amont 4 sur la ligne électrique localisées en haut et formant la face supérieure 74 du dispositif de coupure 100 et le déclencheur 7 en bas. L'utilisation des termes relatifs de position, tels que « latéral », « supérieur », « fond », etc., ne doit pas être interprétée comme un facteur limitant. La manette est destinée à commander un mécanisme d'actionnement 8 des contacts électriques.

[0023] Chaque bloc de coupure unipolaire Bp, Ba1, Ba2, Ba3 permet la coupure d'un seul pôle. Ledit bloc se présente avantageusement sous forme d'un boîtier plat 12 en plastique moulé, avec deux grandes faces parallèles 14 distantes d'une épaisseur e. Notamment, dans le mode de réalisation illustré, l'épaisseur e est de l'ordre de 23 mm pour un calibre 160 A.

[0024] Le boîtier 12 est formé de deux parties, de préférence symétriques en miroir, solidarisées l'une à l'autre sur leur grande face 14 par tout moyen adapté. Tel qu'illustré dans un mode de réalisation préféré en figure 5 un système complémentaire de type tenon/mortaise permet l'ajustement des parties de boîtier 12 l'une sur l'autre, une des deux parties (non illustrée) comprenant des ergots adaptés pour pénétrer dans des évidements 16 de l'autre. Des aménagements 18 sont par ailleurs réalisés afin de permettre la juxtaposition des boîtiers 12 de bloc unipolaire Bp, Ba1, Ba2, Ba3 et leur solidarisation pour un disjoncteur multipolaire 100.

[0025] Chaque bloc de coupure unipolaire comprend un mécanisme de coupure 20 logé dans le boîtier 12. Selon un mode de réalisation particulier illustré sur les figures 4 et 5, le mécanisme de coupure 20 est de préférence à double coupure rotative. De fait, l'appareil de coupure 100 selon l'invention est particulièrement destiné à des applications jusqu'à 630 A et dans certaines applications jusqu'à 800 A, pour lesquelles la simple coupure peut ne pas être suffisante.

[0026] Le mécanisme de coupure 20 comprend un pont de contacts mobile 22 rotatif autour d'un axe de rotation Z. Le pont de contact mobile 22 est monté flottant dans un barreau rotatif 26 ayant un orifice transversal de logement dudit pont de contacts. Ledit pont fait saillie de part et d'autre du barreau 26. Ledit barreau rotatif 26 est intercalé entre les deux faces latérales 14 du boitier 12 bloc de coupure Bp, Ba1, Ba2, Ba3.

[0027] Le pont de contact mobile 22 comprend à chaque extrémité une plage de contact. Le bloc de coupure comporte une paire de contacts fixes 41, 51. Chaque contact fixe est destiné coopérer avec une plage de contact du pont de contacts mobile 22. Un premier contact fixe 41 est destiné à être raccordé à la ligne de courant par une plage amont 4. Un second contact fixe 51 est destiné à être raccordé au déclencheur 7 par une plage aval 5. Chaque partie de boîtier 12 comprend un évidement de passage correspondant.

[0028] Ledit pont est monté pivotant entre une position d'ouverture dans laquelle les plages de contact sont écartées des contacts fixes 41, 51 et une position fermée dans laquelle elles sont en contact avec chacun des contacts fixes. Les plages de contact du pont de contact 22 sont de préférence placées symétriquement par rapport à l'axe de rotation Z.

[0029] Les blocs de coupure unipolaire Bp, Ba1, Ba2, Ba3 comprennent de préférence deux chambres de coupure d'arc 24 pour l'extinction des arcs électriques. Chaque chambre de coupure 24 s'ouvre sur un volume d'ouverture entre une plage de contact du pont de contacts 22 et un contact fixe. Chaque chambre de coupure 24 est délimitée par deux parois latérales 24A, une paroi postérieure éloignée du volume d'ouverture 24B, une paroi inférieure 24C proche du contact fixe et une paroi supérieure 24D. Comme représenté sur les figures 4 à 6, chaque chambre de coupure 24 comprend un empilement d'au moins deux d'ailettes de désionisation 25 séparées les unes des autres par un espace d'échange des gaz de coupure. Chaque chambre de coupure 24 comporte au moins une sortie reliée à au moins un canal d'échappement 38, 42 des gaz de coupure.

[0030] Les blocs de coupure unipolaires Bp, Ba1, Ba2, Ba3 sont destinés à être entraînés simultanément, et sont couplées à cette fin par au moins une tige d'entrainement 30. Comme représenté sur les figures La tige d'entrainement 30 comporte un axe longitudinal Y sensiblement parallèle à l'axe de rotation Z du pont de contacts mobile.

[0031] Un mécanisme de commande 8 des blocs de coupure est positionné sur le bloc principal de coupure Bp. Le mécanisme de commande 8 comprend une manette 88 commandant le déplacement de la tige d'entrainement 30 par l'intermédiaire de biellettes 50. Comme représenté sur les figures 6A, 6B, lesdites biellettes transmettent un effort de commande Ft sur la tige d'entrainement 30.

[0032] La tige d'entrainement 30 traverse les barreaux 26 des blocs de coupure Bp, Ba1, Ba2, Ba3 via des orifices 32.

[0033] Selon un mode de réalisation préféré, une seule tige d'entraînement 30 est utilisée.

[0034] Un déplacement angulaire de ladite tige d'entrainement 30 entraine celui des ponts de contacts mobile 22 entre une position d'ouverture et une position de fermeture des contacts.

[0035] Chaque partie de boîtier 12 comprend un orifice 34 en forme d'arc de cercle permettant au moins le déplacement de la tige d'entrainement 30 le traversant entre la position de passage du courant et la position d'ouverture. Avantageusement, chaque partie du boîtier 12 est moulée avec des aménagements internes permettant un positionnement relativement stable des différents éléments composant le mécanisme de coupure 20, en particulier deux logements symétriques pour chacune des chambres de coupure 24, et un logement central circulaire permettant la mise en place du barreau 26.

[0036] Selon un mode préférentiel de réalisation, le dispositif de coupure 600 comporte des moyens de compensation du déplacement de la tige d'entraînement 30. Les moyens de compensation comprennent une butée 60 contre laquelle vient en appui la tige d'entrainement 30 en position de fermeture.

[0037] Le positionnement de la butée 60 est réalisé de manière à limiter localement au niveau du premier bloc auxiliaire de coupure Ba1 le déplacement de ladite tige d'entrainement 30. Comme représenté sur la figure 6B, la butée tend à appliquer une force de compensation Fr apte à générer un couple de rotation Cr sur la tige d'entrainement 30 de manière à ce que l'axe longitudinal Y de ladite tige ne pivote pas en fin de déplacement et notamment lorsque le pont de contacts mobile 22 est dans une position de fermeture des contacts. Ainsi, contrairement aux solutions connues et tel que représenté sur les figures 6B et 7, l'axe longitudinal Y de la tige d'entrainement 30 est maintenu parallèle à l'axe de rotation Z du barreau rotatif.

[0038] Selon un premier mode particulier de réalisation de l'invention tel que représenté sur la figure 2, la butée 60 est de préférence positionnée à une extrémité de l'arc de cercle formant l'orifice 34 de manière à réduire la longueur de l'arc de cercle et le déplacement angulaire de ladite tige. Selon ce mode particulier de réalisation, la butée 60 est positionnée dans le premier bloc auxiliaire de coupure Ba1. Autrement dit, le positionnement de la butée à l'intérieur de l'orifice 34 permet réduire la course de la tige d'entrainement 30 se déplaçant à l'intérieur dudit orifice.

[0039] Selon une autre mode particulier de réalisation non représenté, la butée 60 est positionnée sur un flasque 70 extérieur du dispositif de coupure, ledit flasque 70 étant positionné contre une paroi externe du boîtier 12 du premier bloc auxiliaire de coupure Ba1 bloc de coupure.

[0040] Selon une variante de réalisation non représentée, la butée est rigide et est à hauteur ajustable. En effet, à titre d'exemple de réalisation, la butée peut comportée une tige filetée. La tige filetée est destinée collaborer avec une zone taraudée positionnée sur le flasque ou sur la paroi externe du boîtier 12 dudit bloc de coupure.

[0041] Selon une autre variante de réalisation non représentée, la butée comporte un moyen déformable tel que notamment un ressort.

Revendications

1. Dispositif de coupure (600) comportant

- un bloc principal de coupure (Bp) unipolaire supportant un mécanisme de commande (8) et au moins un premier bloc auxiliaire de coupure unipolaire (Ba1), lesdits blocs étant disposés côte à côte selon une direction transversale et comprenant respectivement :

- un barreau (26) rotatif couplé à un pont de contacts mobiles (22) guidé rotation autour d'un axe de rotation (Z) ;

- une paire de contacts fixes (41, 51) coopérant avec ledit pont de contacts mobile et étant reliés respectivement à un conducteur (4,5) d'amenée de courant,

le mécanisme de commande (8) des blocs de coupure (Bp, Ba1, Ba2, Ba3) comprenant une manette (88) commandant au moins une tige d'entrainement (30) traversant les barreaux (26), un déplacement angulaire de ladite au moins une tige d'entrainement (30) entrainant celui des ponts de contacts mobiles 22 entre une position d'ouverture et une position de fermeture des contacts,
dispositif, caractérisé en qu'il comporte des moyens de compensation comprenant une butée (60) contre laquelle vient en appui la tige d'entrainement (30) en position de fermeture de manière à :

- limiter localement au niveau du premier bloc auxiliaire (Ba1) le déplacement de ladite tige d'entrainement (30), et

- appliquer un couple de rotation à ladite tige pour la maintenir parallèle à l'axe de rotation (Z).

2. Dispositif de coupure selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit au moins premier bloc auxiliaire de coupure (Ba1) comporte un boîtier (12) comprenant un orifice (34) en forme d'arc de cercle dans lequel se déplace la tige d'entrainement (30) entre les positions de fermeture et d'ouverture, la butée (60) étant positionnée de manière à réduire la longueur de l'arc de cercle et le déplacement angulaire de ladite tige dans ledit orifice (34).

3. Dispositif de coupure selon la revendication 2, caractérisé en ce que la butée (60) est positionnée dans le premier bloc de coupure unipolaire (Ba1) à une extrémité de l'arc de cercle formant l'orifice (34) de manière à réduire la course de la tige d'entrainement (30) se déplaçant à l'intérieur de l'orifice (34).

4. Dispositif de coupure selon la revendication 2, caractérisé en ce que la butée (60) est positionnée sur un flasque (70) extérieur du dispositif de coupure (600), ledit flasque (70) étant positionné contre une paroi externe du boîtier (12) du premier bloc de coupure unipolaire (Ba1).

5. Dispositif de coupure selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend trois blocs auxiliaires de coupure unipolaire (Ba1, Ba2, Ba3) disposés côte à côte selon une direction transversale, le premier auxiliaire bloc de coupure (Ba1) étant séparé des deux autres blocs auxiliaires de coupure (Ba2, Ba3) par le bloc principal de coupure (Bp) supportant le mécanisme de commande (8) desdits blocs.

6. Dispositif de coupure selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la butée (60) est rigide à hauteur ajustable.

7. Dispositif de coupure selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la butée (60) comporte un moyen déformable

8. Dispositif de coupure selon la revendication 6, caractérisé en ce que la butée (60) comporte un ressort.

Dessins