Dispositif de déclenchement pour un disjoncteur equipe d'une signalisation de défault électrique

Description

[0001] L'invention est relative à un dispositif de déclenchement pour un disjoncteur électrique, comprenant :

• une barre de déclenchement rotative coopérant en position active avec un actionneur pour transmettre en cas de défaut électrique un ordre de déclenchement au mécanisme,
• un organe de signalisation du défaut après déclenchement du mécanisme,
• et des moyens de rappel de la barre de déclenchement vers une position inactive autorisant la refermeture du disjoncteur.

[0002] La fonction SDE du signal défaut électrique indique la nature du déclenchement par défaut électrique. Il s'agit d'une signalisation mécanique et électrique qui verrouille simultanément le disjoncteur dans l'état ouvert. La refermeture du disjoncteur n'est possible que si l'utilisateur a préalablement effacé le verrouillage en rappelant l'organe de signalisation dans une position de repos.

[0003] Dans certaine applications, il a déjà été proposé d'assurer après déclenchement, la refermeture du disjoncteur pour assurer une continuité de service, tout en conservant l'information du défaut. Les systèmes de déclenchement connus à ce jour sont irréversibles, et doivent être personnalisés en usine lors de la fabrication.

[0004] On obtient alors deux types de disjoncteurs :

• soit un premier type de disjoncteur ne permettant pas la refermeture des contacts aussi longtemps que la signalisation du défaut n'est pas effacée ;
• soit un deuxième type de disjoncteur autorisant la refermeture des contacts en conservant l'information du défaut.

[0005] Ces deux systèmes de déclenchement compliquent la gestion de fabrication en usine. De plus, le client doit en fonction de ses besoins, faire le choix du type de déclenchement lors de l'établissement de la commande.

[0006] L'objet de l'invention consiste à réaliser un dispositif de déclenchement pour un disjoncteur à signalisation de défaut électrique, permettant au client de choisir lui-même le mode de fonctionnement, avec ou sans refermeture du disjoncteur en présence de l'indication du défaut.

[0007] Le dispositif de déclenchement selon l'invention est caractérisé en ce que la barre de déclenchement est subdivisée en une première pièce d'actionnement associée à la tige de déclenchement de l'actionneur, et une deuxième pièce d'actionnement coopérant avec l'organe de signalisation, qu'une liaison mécanique d'accouplement est agencée entre les deux pièces d'actionnement en étant ajustable entre une position accouplée et une position débrayée, et qu'un levier de commande assure le verrouillage en position active de la deuxième pièce d'actionnement pour conserver l'information du défaut sur l'organe de signalisation, alors que la première pièce d'actionnement revient automatiquement vers la position inactive lorsque ladite liaison mécanique se trouve en position débrayée.

[0008] Selon une caractéristique de l'invention, la liaison mécanique d'accouplement entre les deux pièces d'actionnement de la barre de déclenchement est réversible entre la position accouplée et la position débrayée, et vice-versa.

[0009] Selon une autre caractéristique de l'invention, le levier de commande est monté à pivotement sur un axe entre une première position de retenue sur la deuxième pièce d'actionnement dans la position inactive, et une deuxième position assurant ledit verrouillage en position active. Un ressort de rappel sollicite le levier de commande vers ladite deuxième position de verrouillage après le déclenchement du mécanisme.

[0010] Selon un mode de réalisation préférentiel, la liaison mécanique d'accouplement comporte un élément mâle de transmission susceptible de coopérer avec un élément femelle suite à un déplacement relatif en translation des deux pièces d'actionnement. Chaque pièce d'actionnement de la barre de déclenchement est sollicitée vers la position inactive par un ressort de rappel. L'organe de signalisation du défaut électrique comporte un contact auxiliaire piloté par l'intermédiaire d'un levier de transmission lorsque la deuxième pièce d'actionnement est entraînée dans la position active.

[0011] D'autres avantages et caractéristiques ressortiront plus clairement de la description qui va suivre d'un mode de réalisation de l'invention, donné à titre d'exemple non limitatif et représenté aux dessins annexés dans lesquels :

• la figure 1 est une vue en perspective du dispositif de déclenchement selon l'invention
• la figure 2 montre une vue en perspective à échelle agrandie de la barre de déclenchement de la figure 1 ;
• la figure 3 est une vue en coupe transversale selon la ligne 3-3 de la figure 1, la liaison mécanique d'accouplement étant représentée en position accouplée ;
• la figure 4 est une vue identique de la figure 3 avec la liaison mécanique représentée en position débrayée ;
• la figure 5 montre une vue en coupe longitudinale selon la ligne 5-5 de la figure 1, la barre de déclenchement étant représentée en position inactive de non déclenchement
• la figure 6 est une vue identique de la figure 5, après déclenchement du dispositif.

[0012] Sur la figure 1 un dispositif de déclenchement 10 par défaut électrique est associé à un mécanisme 12 de commande pour provoquer la séparation des contacts d'un disjoncteur lors de la détection d'un courant de défaut. Le dispositif de déclenchement 10 est logé dans un boîtier 14 en matériau isolant moulé, renfermant un actionneur 16 coopérant avec une barre de déclenchement 18 rotative, et un organe de signalisation 20, appelé signal défaut électrique SDE.

[0013] L'actionneur 16 comporte un relais électromagnétique disposé dans un compartiment 22 du boîtier 14, et ayant une bobine de commande connectée électriquement à un circuit de traitement en liaison avec les capteurs de courant (non représentés). L'actionneur 16 est pourvu d'un noyau magnétique mobile en translation, accouplé à une tige de déclenchement 24 susceptible d'occuper une position armée ou une position déclenchée, respectivement lorsque l'intensité du courant d'excitation de la bobine se trouve en-dessous et au-dessus d'un seuil prédéterminé. Le relais peut être du type décrit dans le document FR-A-2.573.570, mais tout autre relais pourrait bien entendu être utilisé. La tige de déclenchement 24 du relais s'étend perpendiculairement par rapport à la barre de déclenchement 18 transversale, laquelle est dotée d'une patte 26 latérale destinée à transmettre l'ordre de déclenchement à la demi-lune 28 de commande du cliquet d'ouverture du mécanisme 12. L'ensemble patte 26 de la première pièce 30, et la demi-lune 28 constitue une liaison mécanique de déclenchement 29 avec le mécanisme 12.

[0014] L'organe de signalisation 20 est constitué par un contact auxiliaire 27 indiquant le déclenchement par défaut électrique lors du déplacement de la barre de déclenchement 18 vers la position active suite à l'intervention du relais.

[0015] En référence aux figures 2 à 6, la barre de déclenchement 18 comporte deux pièces d'actionnement 30, 32 distinctes, montées en alignement transversal le long de l'axe 34 de rotation. Les deux pièces 30, 32 sont équipées d'une liaison mécanique d'accouplement 36 manoeuvrable entre une position accouplée (figures 2 et 3), ou une position débrayée (figure 4).

[0016] Dans la position accouplée, les deux pièces d'actionnement 30, 32 sont solidarisées l'une à l'autre, et entraînées simultanément en rotation de manière à constituer une barre de déclenchement 18 monobloc, verrouillée dans la position active lors du passage de l'actionneur 16 vers la position déclenchée. Le verrouillage de la barre de déclenchement 18 est assuré au moyen d'un levier de commande 38 coopérant avec la deuxième pièce 32 d'actionnement.

[0017] Le levier de commande 38 est monté à pivotement sur un axe 40 intermédiaire entre une première position de retenue de la deuxième pièce 32 dans la position inactive (figure 5), et une deuxième position de verrouillage de la deuxième pièce 32 dans la position de signalisation du déclenchement (figure 6). L'une des extrémités du levier de commande 38 est dotée d'un crochet de retenue 42 coopérant dans la première position avec une surface d'appui 44 de la deuxième pièce 32 (figure 5). L'extrémité opposée 45 du levier de commande 38 est soumise à l'action d'un ressort 46 de compression qui tend à déplacer ledit levier 38 vers la deuxième position de verrouillage après l'effacement de la surface d'appui 44 (figure 6).

[0018] Chaque pièce d'actionnement (30, 32) de la barre de déclenchement 18 est sollicitée vers la position inactive par un ressort de rappel 48, 50 formé par un ressort de torsion enfilé sur un embout 52, 54 cylindrique de la pièce 30, 32 correspondante. La première pièce d'actionnement 30 est pourvue d'un premier pivot 56 rotatif logé dans un palier sur l'une des faces latérales du boiter 14.

[0019] La deuxième pièce d'actionnement 32 comprend d'une manière similaire un deuxième pivot 58 positionné dans un palier de la face opposée, et aligné avec le premier pivot 56 pour constituer l'axe de rotation 34 de la barre de déclenchement 18. L'embout 54 de la deuxième pièce 32 est prolongé axialement par un demi-arbre 62 disposé en regard d'un autre demi-arbre 60 de la première pièce d'actionnement 30.

[0020] La liaison mécanique d'accouplement 36 comporte un élément mâle 64 solidaire de la deuxième pièce d'actionnement 32 et destiné à s'engager par translation dans une encoche d'un élément femelle 66 de la première pièce d'actionnement 30 pour obtenir la position accouplée (figure 3). Un mouvement de translation opposé entraîne la liaison mécanique d'accouplement 36 vers la position débrayée dès que l'élément mâle 64 a quitté l'encoche de l'élément femelle 66 (figure 4).

[0021] Le fonctionnement du dispositif de déclenchement 10 selon les figures 1 à 6 est le suivant :

[0022] Le réglage par l'utilisateur de la liaison mécanique d'accouplement 36 de la barre de déclenchement 18 entre la position accouplée et la position débrayée, et vice-versa, permet d'obtenir deux modes de fonctionnement du dispositif de déclenchement 10 selon l'invention.

Position accouplée :

[0023] L'élément mâle 64 est introduit dans l'élément femelle 66 en rapprochant la deuxième pièce d'actionnement 32 vers la première pièce 30 (figure 3), positionnant les deux demi-arbres 60, 62 en aboutement l'un contre l'autre. En l'absence de défaut, la barre de déclenchement 18 se trouve en position inactive, et l'actionneur 16 est en position armée. Le crochet de retenue 42 est en contact avec la surface d'appui 44 de la deuxième pièce d'actionnement 32 et le ressort 46 est comprimé.

[0024] Lors de l'apparition d'un courant de défaut , la tige 24 de l'actionneur 16 vient en position déclenchée entraînant en rotation la première pièce 30 et la deuxième pièce 32 vers la position active. Le crochet 42 est libéré, et le levier de commande 38 passe de la première position de retenue vers la deuxième position de verrouillage sous l'action de détente du ressort 46. La patte 26 de la première pièce d'actionnement 30 de la barre de déclenchement 18 transmet l'ordre de déclenchement au mécanisme 12 du disjoncteur, et la deuxième pièce 32 coopère avec l'organe de signalisation 20 par l'intermédiaire d'un levier de transmission 68 pour assurer la fonction SDE du signal défaut électrique (figure 6). La fonction SDE permet de signaler à l'utilisateur la nature du déclenchement par défaut électrique, et le levier de commande 38 assure le verrouillage positif de la barre de déclenchement 18 dans la position active. Le disjoncteur reste maintenu dans l'état ouvert, rendant impossible toute refermeture des contacts en l'absence d'intervention manuelle ou électro-mécanique sur le levier de commande 38.

[0025] Pour la manoeuvre de refermeture du disjoncteur, l'utilisateur doit volontairement effacer le verrouillage de la barre de déclenchement 18, en appuyant (voir flèche F sur figure 6) sur l'extrémité 45 du levier de commande 38. Les deux ressorts 50, 52 ramènent la barre de déclenchement 18 vers la position inactive (figure 5) et provoquent l'accrochage du levier de commande 38 dans la première position de retenue. Il suffit ensuite de manoeuvrer le mécanisme 12 pour la fermeture des contacts du disjoncteur.

Position débrayée :

[0026] Le passage de la liaison mécanique d'accouplement 36 vers la position débrayée nécessite une simple action de retrait sur la deuxième pièce d'actionnement 32. Cette action de réglage peut être opérée en exploitation par l'utilisateur (figure 4). En l'absence de défaut, le dispositif de déclenchement 10 se trouve dans l'état armé de la figure 5.

[0027] Lorsque l'actionneur 16 reçoit un signal de déclenchement suite à un défaut électrique, les deux pièces d'actionnement 30, 32 de la barre de déclenchement 18 sont entraînées en rotation vers la position active, en provoquant le déclenchement du disjoncteur par l'intermédiaire de la liaison mécanique de déclenchement 29, et l'indication du défaut électrique au moyen du contact auxiliaire 27 de l'organe de signalisation 20. L'entraînement en rotation de la deuxième pièce 32 par la première pièce 30 est unidirectionnel dans le sens de pivotement correspondant au déclenchement. Dans le sens opposé au déclenchement, la liaison entre les deux pièces 30, 32 est totalement rompue. La deuxième pièce d'actionnement 32 reste verrouillée en position active par le levier de commande 38 (figure 6), mais la première pièce d'actionnement 30 revient automatiquement vers la position inactive sous l'action de rappel du ressort 48. La signalisation du défaut SDE subsiste, tandis que le disjoncteur peut être actionné vers l'état fermé pour assurer la continuité de service.

[0028] L'utilisateur peut ainsi commander la refermeture du disjoncteur après déclenchement, tout en conservant l'information du défaut survenu.

[0029] Le réglage de la liaison mécanique d'accouplement 36 entre la position accouplée et la position débrayée des deux pièces 30, 32 est parfaitement réversible. Il est ainsi possible de passer de la position accouplée à la position débrayée, puis de revenir à la position accouplée en fonction des applications souhaitées par l'utilisateur.
Il est clair que les éléments mâle et femelle de la liaison mécanique d'accouplement 36 peuvent être inversés sans sortir du cadre de la présente invention.

Revendications

1. Dispositif de déclenchement pour un disjoncteur électrique, comprenant :

- une barre de déclenchement (18) rotative coopérant en position active avec un actionneur (16) pour transmettre en cas de défaut électrique un ordre de déclenchement au mécanisme (12),

- un organe de signalisation (20) du défaut après déclenchement du mécanisme (12),

- et des moyens de rappel de la barre de déclenchement (18) vers une position inactive autorisant la refermeture du disjoncteur,

caractérisé en ce que la barre de déclenchement (18) est subdivisée en une première pièce d'actionnement (30) associée à la tige de déclenchement (24) de l'actionneur (16), et une deuxième pièce d'actionnement (32) coopérant avec l'organe de signalisation (20), qu'une liaison mécanique d'accouplement (36) est agencée entre les deux pièces d'actionnement (30, 32) en étant ajustable par le utilisateur en fonction de ses besoins entre une position accouplée et une position débrayée, et qu'un levier de commande (38) assure le verrouillage en position active de la deuxième pièce d'actionnement (32) pour conserver l'information du défaut sur l'organe de signalisation (20), alors que la première pièce d'actionnement (30) revient automatiquement vers la position inactive lorsque ladite liaison mécanique (36) se trouve en position débrayée.

2. Dispositif de déclenchement selon la revendication 1, caractérisé en ce que la liaison mécanique d'accouplement (36) entre les deux pièces d'actionnement (30, 32) de la barre de déclenchement (18) est réversible entre la position accouplée et la position débrayée, et vice-versa.

3. Dispositif de déclenchement selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le levier de commande (38) est monté à pivotement sur un axe (40) entre une première position de retenue sur la deuxième pièce d'actionnement (32) dans la position inactive, et une deuxième position assurant ledit verrouillage en position active.

4. Dispositif de déclenchement selon la revendication 4, caractérisé en ce que un ressort de rappel (46) sollicite le levier de commande (38) vers ladite deuxième position de verrouillage après le déclenchement du mécanisme (12).

5. Dispositif de déclenchement selon la revendication 1, caractérisé en ce que la liaison mécanique d'accouplement (36) comporte un élément mâle (64) de transmission susceptible de coopérer avec un élément femelle (66) suite à un déplacement relatif en translation des deux pièces d'actionnement (30, 32).

6. Dispositif de déclenchement selon la revendication 5, caractérisé en ce que chaque pièce d'actionnement (30, 32) de la barre de déclenchement (18) est sollicitée vers la position inactive par un ressort de rappel (48, 50).

7. Dispositif de déclenchement selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'actionneur (16) est formé par un relais électromagnétique comprenant une bobine de commande, et un noyau mobile accouplé à la tige de déclenchement (24), laquelle s'étend perpendiculairement à la barre de déclenchement (18).

8. Dispositif de déclenchement selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'organe de signalisation (20) du défaut électrique comporte un contact auxiliaire (27) piloté par l'intermédiaire d'un levier de transmission (68) lorsque la deuxième pièce d'actionnement (32) est entraînée dans la position active.

Claims

1. Trip device for an electrical circuit breaker, comprising:

- a rotary trip bar (18) cooperating in the active position with an actuator (16) to transmit a tripping order to the mechanism (12) in the event of an electrical fault,

- an indication device (20) for indication of the fault after the mechanism (12) has tripped,

- and return means to return the trip bar (18) to an inactive position enabling the circuit breaker to be reset,

characterized in that the trip bar (18) is sub-divided into a first actuating part (30) associated to the trip rod (24) of the actuator (16), and a second actuating part (32) operating in conjunction with the indicating device (20), that a mechanical coupling link (36) is arranged between the two actuating parts (30, 32) being adjustable by an user according to his requirements between a coupled position and a disengaged position, and that an operating lever (38) performs locking in the active position of the second actuating part (32) to keep the fault information on the indicating device (20), whereas the first actuating part (30) returns automatically to the inactive position when said mechanical link (36) is in the disengaged position.

2. Trip device according to claim 1, characterized in that the mechanical coupling link (36) between the two actuating parts (30, 32) of the trip bar (18) is reversible between the coupled position and the disengaged position, and vice-versa.

3. Trip device according to claim 1 or 2, characterized in that the operating lever (38) is pivotally mounted on a spindle (40) between a first securing position on the second actuating part (32) in the inactive position and a second position performing said locking in the active position.

4. Trip device according to claim 1, characterized in that a return spring (46) biases the operating lever (38) to said second locking position after the mechanism (12) has tripped.

5. Trip device according to claim 1, characterized in that the mechanical coupling link (36) comprises a male transmission element (64) designed to operate in conjunction with a female element (66) following a relative movement of the two actuating parts (30, 32) in translation.

6. Trip device according to claim 5, characterized in that each actuating part (30, 32) of the trip bar (18) is biased to the inactive position by a return spring (48, 50).

7. Trip device according to claim 1, characterized in that the actuator (16) is formed by an electromechanical relay comprising an operating coil and a mobile core coupled to the tripping rod (24), which extends perpendicularly to the trip bar (18).

8. Trip device according to claim 1, characterized in that the electrical fault indication device (20) comprises an auxiliary contact (27) operated by means of a transmission lever (68) when the second actuating part (32) is driven to the active position.

Ansprüche

1. Auslöseeinrichtung für einen elektrischen Leistungsschalter, die

- einen drehbaren Auslösehebel (18), der in der aktiven Stellung mit einem Betätigungsorgan (16) zusammenwirkt, um bei Auftreten eines elektrischen Fehlers den Schaltmechanismus (12) mit einem Auslösebefehl zu beaufschlagen,

- ein Meldeorgan (20) zur Signalisierung des Fehlers nach Auslösung des Schaltmechanismus' (12),

- sowie Rückstellmittel zur Überführung des Auslösehebels (18) in eine inaktive Stellung umfasst, die das Wiedereinschalten des Leistungsschalters erlaubt,

dadurch gekennzeichnet, dass der Auslösehebel (18) in ein, dem Auslösebolzen (24) des Betätigungsorgans (16) zugeordnetes erstes Betätigungsteil (30) sowie ein, mit dem Meldeorgan (20) zusammenwirkendes zweites Betätigungsteil (32) unterteilt ist, dass zwischen den beiden Betätigungsteilen (30, 32) eine mechanische Kupplungsverbindung (36) angeordnet ist, die vom Benutzer anwendungsabhängig zwischen einer eingekuppelten Stellung und einer ausgekuppelten Stellung verstellt werden kann, und dass ein Steuerhebel (38) die Verriegelung des zweiten Betätigungsteils (32) in der aktiven Stellung gewährleistet, um die am Meldeorgan (20) anstehende Fehlerinformation zu erhalten, während das erste Betätigungsteil (30) automatisch in die inaktive Stellung zurückkehrt, wenn sich die genannte mechanische Verbindung (36) in der ausgekuppelten Stellung befindet.

2. Auslöseeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die mechanische Kupplungsverbindung (36) zwischen den beiden Betätigungsteilen (30, 32) des Auslösehebels (18) von der eingekuppelten Stellung in die ausgekuppelte Stellung und umgekehrt überführt werden kann.

3. Auslöseeinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Steuerhebel (38) gelenkig auf einer Achse (40) montiert ist und zwischen einer ersten Stellung mit Rückhaltung des zweiten Betätigungsteils (32) in der inaktiven Stellung und einer zweiten Stellung verschwenkt werden kann, welche die genannte Verriegelung in der aktiven Stellung gewährleistet.

4. Auslöseeinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass eine Rückstellfeder (46) den Steuerhebel (38) nach dem Auslösen des Schaltmechanismus' (12) in Richtung der genannten zweiten Verriegelungsstellung beaufschlagt.

5. Auslöseeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die mechanische Kupplungsverbindung (36) ein positives Kupplungselement (64) zur Bewegungsübertragung umfasst, das dazu dient, nach einer Relativbewegung der beiden Betätigungsteile (30, 32) zueinander mit einem negativen Kupplungselement (66) zusammenzuwirken.

6. Auslöseeinrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass jedes Betätigungsteil (30, 32) des Auslösehebels (18) durch eine Rückstellfeder (48, 50) in Richtung der inaktiven Stellung beaufschlagt wird.

7. Auslöseeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Betätigungsorgan (16) als elektromagnetisches Relais mit einer Steuerspule und einem beweglichen Kern ausgebildet ist, der mit dem senkrecht zum Auslösehebel (18) angeordneten Auslösebolzen (24) gekoppelt ist.

8. Auslöseeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Meldeorgan (20) zur Signalisierung des elektrischen Fehlers einen Hilfskontakt (27) umfasst, der über einen Übertragungshebel (68) angesteuert wird, wenn das zweite Betätigungsteil (32) in die aktive Stellung überführt wird.

Dessins