Actuating mechanism for electrical circuit breaker with big opening angle
Kind Code:
B1
Domestic Patent References:
Control mechanism for a miniature electric switch.
- - EP0295158
Switch latch for a circuit breaker and circuit breakers incorporating it.
- - EP0570647
Control mechanism for a miniature electric switch.
- - EP0295158
Switch latch for a circuit breaker and circuit breakers incorporating it.
- - EP0570647
Inventors:
Delcambre, Philippe (Schneider Electric - Sce. Propriété Industrielle, 38050 Grenoble Cedex 09, FR)
Application Number:
EP19970410035
Publication Date:
05/04/2005
Filing Date:
03/19/1997
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Export Citation:
Assignee:
Schneider Electric Industries SAS (89, boulevard Franklin Roosevelt, 92500 Rueil-Malmaison, FR)
International Classes:
(IPC1-7): H01H71/52; H01H71/50
Attorney, Agent or Firm:
Ritzenthaler, Jacques (Schneider Electric SA Service Propriété Industrielle, 38050 Grenoble Cédex 9, FR)
Claims:
1. An operating mechanism of an electrical circuit breaker with an insulating case (46) housing a pair of stationary (34) and movable (36) contacts, said movable contact being supported by a contact arm (12) actuated between the closed position and the open position by the mechanism (40), which comprises :
2. Operating mechanism according to claim 1, characterized in that the opening (62) for passage of the spindle (42) through the plate (16) presents an oblong shape, so as to exert a leverage effect on the contact arm (12) in the separation direction of the contacts (34, 36).
3. Operating mechanism according to claim 2, characterized in that the opening (62) in the plate (16) is inclined in to a predetermined direction, allowing an additional shearing effect suitable for self-cleaning of the contacts.
4. Operating mechanism according to one of the claims 1 to 3, characterized in that the swivel-pin (14) of the plate (16) is situated between the spindle (42) of the contact arm (12) and the movable contact (36), and that the articulation spindle (48) of the trip lever (18) is arranged on the plate (16).
- a handle (20) equipped with a first transmission means (22) for transmitting position and/or operation information,a drive plate (16) for driving a support lever (11) of the contact arm (12), said plate (16) being mounted in rotation on a swivel-pin (14) to define a first angular travel (),a breakable mechanical link arranged between the plate (16) and a rod (56) coupled to the handle (20), said link being operated by a trip lever (18) controlled by a trip member to bring about breaking of the mechanical link, in the event of a fault occurring, resulting in automatic tripping of the mechanism (40),and a second transmission means (24) arranged on the trip lever (18) to transmit power and/or operation information,
2. Operating mechanism according to claim 1, characterized in that the opening (62) for passage of the spindle (42) through the plate (16) presents an oblong shape, so as to exert a leverage effect on the contact arm (12) in the separation direction of the contacts (34, 36).
3. Operating mechanism according to claim 2, characterized in that the opening (62) in the plate (16) is inclined in to a predetermined direction, allowing an additional shearing effect suitable for self-cleaning of the contacts.
4. Operating mechanism according to one of the claims 1 to 3, characterized in that the swivel-pin (14) of the plate (16) is situated between the spindle (42) of the contact arm (12) and the movable contact (36), and that the articulation spindle (48) of the trip lever (18) is arranged on the plate (16).
Description:
L'invention est relative un mcanisme de commande d'un disjoncteur lectrique, botier isolant renfermant une paire de contacts fixe et mobile, ledit contact mobile tant port par un bras de contact actionn entre la position de fermeture et la position d'ouverture par le mcanisme, lequel comporte :
- une manette quipe d'un premier moyen de transmission d'une information de position et/ou de commande,
- une platine d'entranement d'un levier de support du bras de contact, ladite platine tant monte rotation sur un pivot pour dfinir une premire course angulaire,
- une liaison mcanique brisable agence entre la platine et une biellette accouple la manette, ladite liaison tant commande par un levier de dclenchement pilot par un organe dclencheur pour provoquer en cas de dfaut, la rupture de la liaison mcanique entranant le dclenchement automatique du mcanisme,
- et un deuxime moyen de transmission agenc sur le levier de dclenchement pour transmettre une information d'nergie et/ou de commande.
Un mcanisme d'un disjoncteur de l'art antrieur est illustr sur les figures 1
3.
Le mcanisme comporte un levier de support du bras de contact mobile lequel est articul sur le pivot de la platine d'entranement rotative. Le levier de dclenchement est galement articul sur la platine, mais sur un axe dcal par rapport au pivot. La biellette de liaison entre la manette et le crochet d'accrochage de la platine n'est pas reprsente pour des raisons de clart. La manette et le levier de dclenchement comportent respectivement un premier moyen de transmission et un deuxime moyen de transmission capables de transmettre aux modules auxiliaires des informations de position et d'nergie.
Les modules auxiliaires A peuvent tre des modules de dclenchement ou de signalisation, lesquels sont adaptables
une grande face latrale du botier du disjoncteur. Sur la figure 2, le premier moyen de transmission de la manette du disjoncteur est reli mcaniquement
la manette du module auxiliaire A par une premire liaison de commande. Le deuxime moyen de transmission est connect mcaniquement
l'auxiliaire par une deuxime liaison de commande. La premire liaison de commande sert
transmettre un signal d'tat ferm ou ouvert du disjoncteur vers l'auxiliaire lorsque ce dernier est constitu par un module de signalisation. La deuxime liaison de commande bidirectionnelle sert dans un sens
transmettre un signal indicateur de dclenchement du disjoncteur vers l'auxiliaire lorsque ce dernier est constitu par un module de signalisation de dfaut, ou
transmettre dans le sens oppos un signal de commande de dclenchement du module auxiliaire, par exemple un bloc de protection diffrentielle, vers le disjoncteur.
Le fonctionnement d'un tel mcanisme est dcrit en dtail dans le document EP-A-295 158. Lors de la sparation des contacts, une bute de la platine rotative entrane le levier de support dans le sens inverse des aiguilles d'une montre autour du pivot.
En position ouvert, l'angle d'ouverture du bras de contact mobile correspond sensiblement
la course angulaire de la platine aprs rattrapage du jeu entre la bute et le levier support.
Pour conserver l'usage des mmes modules auxiliaires, il est impratif lors d'une extension d'une gamme de disjoncteurs, de respecter le positionnement et le dbattement angulaire des moyens de transmission dans les diffrents tats de fonctionnement, notamment ferm, ouvert, dclench. En cas de maintien de l'articulation du levier support sur le pivot de la platine, l'angle d'ouverture du contact mobile restera constant. La tenue dilectrique d'un tel disjoncteur tant directement proportionnelle la distance de sparation des contacts dans l'tat ouvert, se trouverait de ce fait insuffisante pour un appareil de gros calibres.
L'objet de l'invention consiste raliser un mcanisme de disjoncteur ayant une tenue dilectrique amliore sans modifier la cinmatique des moyens de transmission pour l'adaptation des modules auxiliaires, et indpendamment du mode de fonctionnement manuel ou automatique.
Le mcanisme selon l'invention est caractris en ce que l'axe de pivotement du bras de contact est solidaire du botier et traverse une ouverture de la platine avec un dcalage prdtermin par rapport au pivot, et que la platine est dote d'une bute d'entranement spare respectivement de l'axe du bras de contact par un premier rayon, et du pivot par un deuxime rayon, la diffrence de longueur des rayons autorisant un angle d'ouverture amplifi du bras de contact, lequel est suprieur la course angulaire de la platine.
Le dplacement diffrentiel entre le bras de contact et la platine d au dcentrage de l'axe de pivotement du bras permet d'augmenter la distance d'isolement sans modifier la course angulaire de la platine qui reste adapte la mise en place d'auxiliaires standards.
Selon une caractristique de l'invention, l'ouverture de passage de l'axe travers la platine prsente une forme oblongue, de manire exercer un effet de levier sur le bras de contact dans le sens de la sparation des contacts.
En inclinant l'ouverture de la platine selon une direction prdtermine, il est possible d'engendrer un effet de glissement pour l'autonettoyage des contacts.
D'autres avantages et caractristiques ressortiront plus clairement de la description qui va suivre d'un mode de ralisation donn titre d'exemple non limitatif, et reprsent aux dessins annexs dans lesquels :
- la figure 1 est une vue schmatique en lvation d'un mcanisme de disjoncteur de l'art antrieur, les contacts tant reprsents dans l'tat ferm,
- la figure 2 montre, l'chelle rduite, l'association du disjoncteur de la figure 1 avec un module auxiliaire, notamment de dclenchement ou de signalisation,
- la figure 3 est une vue identique de la figure 1, avec les contacts reprsents dans l'tat ouvert,
- la figure 4 est une vue en coupe verticale du mcanisme de commande selon l'invention,
- les figures 5 et 6 montrent respectivement des vues en coupe selon les lignes 5-5 et 6-6 de la figure 4, le mcanisme tant reprsent dans l'tat ferm des contacts,
- la figure 7 est une vue identique la figure 6, le mcanisme tant reprsent dans l'tat ouvert des contacts,
- la figure 8 est une vue schmatique du mcanisme selon la figure 6, aprs une tentative d'ouverture manuelle suite un soudage des contacts,
- la figure 9 est une vue identique la figure 8, montrant une variante de ralisation.
En rfrence aux figures 4
7, les mmes numros de repres seront utiliss pour dsigner des pices identiques
celles du mcanisme des figures 1
3. Le mcanisme 40 est dot d'un bras de contact mobile 12
grand angle d'ouverture obtenu grce
un dcentrage de l'axe 42 du bras de contact 12 par rapport au pivot 14 de la platine d'entranement 16.
La platine 16 double est constitue par une paire d'lments 16a, 16b ayant chacun un pivot 14 engag dans un palier 44a, 44b du botier isolant 46. Le levier de dclenchement 18 est mont
pivotement sur un axe 48 de la platine 16, et coopre avec un organe de dclenchement 50 pilot par une palette 52 du dclencheur lectromagntique 54.
Le deuxime moyen de transmission 24 est agenc sur le levier de dclenchement 18, lequel est destin, lors de l'apparition d'un dfaut, interrompre la liaison mcanique entre la platine 16 et la biellette 56 accouple la manette 20. Cette liaison mcanique s'effectue par l'intermdiaire d'un crochet d'accrochage 58 articul sur un axe 60 de la platine 16.
L'axe de pivotement 42 du bras de contact 12 mobile traverse une ouverture 62 oblongue de la platine 16, et prend appui dans des paliers mnags dans les faces opposes du botier 46. L'ouverture 62 de chaque lment 16a, 16b de la platine 16 est dcale par rapport au pivot 14, et l'axe 48 d'articulation, le pivot 14 tant situ entre l'axe de pivotement 42 du bras de contact 12, et le contact mobile 36.
Un premier ressort 64 d'actionnement de la platine 16 vers la position d'ouverture, comporte un ressort torsion entourant le pivot 14. L'un des brins d'extrmit du ressort 64 prend appui sur la platine 16, et le brin d'extrmit oppos se trouve en engagement avec une bute fixe du botier 46. Un deuxime ressort 66 pour la pression de contact est agenc sur une saillie 68 du levier de support 11 en entourant l'axe de pivotement 42. Ce ressort 66 autorise un mouvement relatif de pivotement entre la platine 16 et le levier support 11, et sollicite ce dernier vers la position de fermeture pour assurer une pression de contact prdtermine avec le contact fixe 34.
La platine 16 est quipe d'une bute d'entranement 70 destine venir en engagement contre une surface d'appui 72 du levier support 11 pour le dplacer vers la position d'ouverture. Le rayon R1 mnag entre l'axe 42 du bras de contat 12 et la bute d'entranement 70 est infrieur au rayon R2 entre le pivot 14 de la platine 16 et la mme bute 70.
La sparation des contacts 34, 36 s'opre suite
un dplacement de la platine 16 vers la position d'ouverture, laquelle peut intervenir manuellement par l'intervention de la manette 20, ou automatiquement, suite au dclenchement aprs la dtection d'un dfaut. Dans les deux cas, la bute d'entranement 70 accoste la surface d'appui 72 du levier support 11, et entrane ce dernier dans le sens inverse des aiguilles d'une montre jusqu'
la position d'ouverture des contacts 34, 36 (figure 7).
La diffrence de longueur des rayons R1 et R2 conditionne un angle d'ouverture amplifi du bras de contact 12, pendant que la platine 16 effectue un mouvement de pivotement standard dont la course correspond
celle de la figure 3. L'effet d'amplification du mouvement d'ouverture du bras de contact 12 permet d'obtenir une distance d'isolement plus grande, alors que l'angle de rotation de la platine 16 reste adapt
la cinmatique des moyens de transmission 22, 24 au niveau de la manette 26 et du levier de dclenchement 18.
En rfrence la figure 8, lors d'une tentative d'ouverture par la manette 20, le logement de l'axe 42 dans la lumire 62 oblongue de la platine 16 provoque un effet de levier exerc sur le bras de contact 12 mobile, susceptible de provoquer un arrachement des contacts 34, 36 partir d'un tat de soudage de ces derniers au point S. L'axe 42 de pivotement est normalement sollicit par le ressort 66 vers l'extrmit de droite de l'ouverture 62 oblongue. A partir d'un tat de soudage des contacts 34, 36, le dplacement de la manette 20 vers la position d'ouverture provoque un lger mouvement de soulvement du bras de contact 12, et le dplacement vers la gauche de l'axe 42 dans l'ouverture 62, partir de la position initiale 0 vers une premire position 1.
Selon la variante de la figure 9, l'inclinaison de l'ouverture 62 permet d'obtenir en plus de l'effet de levier, un effet additionnel de cisaillement au niveau de la soudure S, suite au dplacement de l'axe 42 de la position initiale 0 vers une deuxime position 2. Cet effet de cisaillement provoque d'autre part un glissement du contact mobile 36 avec le contact fixe 34, permettant un autonettoyage des contacts.