Note: Descriptions are shown in the official language in which they were submitted.
CA 02772696 2012-02-29
WO 2011/033184
PCT/FR2010/000594
1
ENTRETOISE FONCTIONNELLE DE SEPARATION DES
AMPOULES DANS UN DISPOSITIF DE COUPURE MULTIPOLAIRE
ET DISJONCTEUR
DOMAINE TECHNIQUE
L'invention concerne un disjoncteur multipolaire basse tension modulaire, dans
lequel un
déclencheur est commun à tous les pôles qui comprennent chacun une ampoule de
coupure
indépendante. L'invention est relative à une nouvelle architecture pour ce
type de
disjoncteurs dans laquelle la double enveloppe classique est modifiée pour
optimiser la
modularité pour différentes fonctions et/ou tailles à paramétrer dans le
disjoncteur.
ETAT DE LA TECHNIQUE
Un appareil de coupure multipolaire basse tension classique 1, généralement un
disjoncteur, tel que décrit dans EP 0 542 636 et illustré en figure 1,
comprend une double
enveloppe : un boîtier externe 2 du disjoncteur 1 loge une pluralité de blocs
unipolaires de
coupure 3 entre une plage amont 4 se raccordant sur la ligne à protéger et une
plage aval 5;
l'ensemble des blocs 3 dans le boîtier 2 forme le dispositif de coupure 6 qui
est raccordé,
au niveau des plages aval 5, à un déclencheur unique 7. Chaque bloc 3, aussi
appelé
ampoule, comprend un boîtier dans lequel est logé un mécanisme de coupure, en
particulier
au moins une paire de contacts pouvant prendre une position ouverte de coupure
et une
position fermée de passage du courant, associée à une chambre de coupure ; un
des blocs 3
est associé à un mécanisme d'actionnement 8. Ce type d'architecture a pour
avantage
notable une réduction des coûts de fabrication et de stockage grâce à la
modularité des
blocs de coupure 3. Qui plus est, le montage du disjoncteur 1 est assez
simple.
Différents choix technologiques, notamment en ce qui concerne la nature du
mécanisme de
coupure ont été développés, avec cependant des limites pour chacun d'eux. Par
exemple,
pour simplifier les raccordements, certains disjoncteurs utilisent un
embrochage direct
arrière entre déclencheur 7 et dispositif 6 à simple coupure (EP 1 126 487) ;
cependant, la
simple coupure atteint ses limites pour certaines performances électriques.
Pour contourner
CA 02772696 2012-02-29
WO 2011/033184 PCT/FR2010/000594
2
cette limitation, certains disjoncteurs 1 utilisent la double coupure en
parallèle
(WO 01/39231) qui impose un encombrement notable des ampoules 3, et donc une
largeur
importante des disjoncteurs 1 avec un pas entre pôles allongé. D'autres
disjoncteurs 1
(EP 0 542 636) limitent l'encombrement en largeur par l'utilisation d'une
double coupure
rotative qui cependant entraîne un décalage vertical de la localisation du nez
9 de l'appareil
1, partie du capot de laquelle émerge la manette de déclenchement du mécanisme
d'actionnement 8, imposant l'utilisation de plastrons asymétriques dans les
armoires ; qui
plus est, l'échappement des gaz est très proche du déclencheur 7 et des bornes
qu'il
importe donc, pour éviter des amorçages intempestifs, de protéger par tout
moyen,
périmètre de sécurité et/ou accessoires. Par ailleurs, les dispositifs à
double coupure
rotative existants sont basés sur l'insertion par l'avant, c'est-à-dire depuis
la face
comprenant le nez 9 et la manette du disjoncteur 1, du déclencheur 7, ce qui
génère des
difficultés de connexion et un montage complexe.
EXPOSE DE L'INVENTION
Parmi autres avantages, l'invention vise à pallier des inconvénients des
appareils de
coupure multipolaires à double enveloppe existants. En particulier,
l'invention a pour but
de tirer parti au maximum de la modularité offerte par l'utilisation
d'ampoules unipolaires
de coupure et la standardisation des déclencheurs.
L'un des objets de l'invention vise ainsi à obtenir un dispositif de coupure
réalisé par une
succession d'étapes pour lesquelles la sélection parmi un nombre restreint
d'éléments
permet de satisfaire différents critères d'usage, en particulier le type de
montage (sur rail ou
non) dans les tableaux, et le pas (métrique ou impérial) entre les pôles. De
même, un des
objets de l'invention est de faciliter l'interchangeabilité des déclencheurs
pour les appareils
comprenant ledit dispositif de coupure.
Un autre objet de l'invention est la robustesse du dispositif de coupure sur
une gamme
basse tension jusque 630 A, voire 800 A, tout en conservant l'encombrement en
hauteur du
dispositif dans les valeurs en usage pour éviter les problèmes de montage dans
les
CA 02772696 2016-04-27
3
tableaux ; par exemple, pour un disjoncteur de 160 A, la hauteur hors tout
, c'est-
à-dire sans accessoires, de l'appareil de coupure est de l'ordre de 130 mm.
Pour optimiser le montage dans le tableau, un autre objet de l'invention est
de
centrer le nez du couvercle de l'appareil de coupure par rapport à sa hauteur
totale ;
par exemple, pour le même disjoncteur de 160 A, le nez de 45 mm est localisé à
42,5 mm du haut de l'appareil.
Les solutions apportées par l'invention sont définies dans la description qui
suit.
Sous un aspect, l'invention est ainsi relative à une entretoise permettant un
assemblage différent du dispositif de coupure et notamment une absence de
double
enveloppe figée dans laquelle le dispositif de coupure devrait être inséré. La
forme
générale de l'entretoise dépend de certains paramètres des ampoules de coupure
auxquelles elle va être associée, mais les fonctions et le principe général
sont
communs aux différentes gammes d'ampoules existant.
La présente invention vise une entretoise (46) pour séparer deux blocs de
coupure
unipolaires (10), chaque bloc (10) étant compris dans un boîtier (12) avec
deux
grandes faces (14) écartées d'une épaisseur (e) de bloc (10) qui loge un
mécanisme de coupure (20) entre une plage de raccordement amont (4) et une
plage de raccordement aval (5), le bloc (10) étant muni de moyens (34)
permettant
un entraînement simultané par une tige (30), ladite entretoise (46) comprenant
:
- une cloison centrale (52), comprenant une partie d'extrémité supérieure
(76),
destinée à être localisée face aux plages de raccordement amont (4), et une
partie de séparation, dont la forme est sensiblement incluse dans la grande
face
(14) des blocs de coupure (10) et comprend un évidement (70) de passage de
la tige (30) d'entraînement simultané des blocs de coupure (10) ;
- des moyens de solidarisation (66) permettant un serrage orthogonal à
ladite
cloison (52) ;
CA 02772696 2016-04-27
3a
- au moins un rebord de fond (54) sensiblement normal à la cloison
centrale (52) ;
- un élément (86) formant ligne de fuite, dont les dimensions sont
normalisées en
fonction des blocs de coupure (10), orthogonal au rebord de fond (54) et
d'épaisseur inférieure à celle (d) de la cloison centrale (52), ladite
épaisseur
étant prise orthogonalement aux grandes faces (14), ledit élément (86) étant
associé au côté de la partie d'extrémité supérieure (76) opposé à la partie de
séparation, dans son épaisseur, en s'étendant de part en part de la cloison
centrale (52) depuis le rebord de fond (54) jusqu'au bord opposé ;
- un orifice traversant (88) parallèle à l'élément formant ligne de fuite
(86) dans
l'épaisseur (d) de la cloison centrale (52).
Des modes de réalisation préférentiels sont décrits ci-dessous.
En particulier, pour un dispositif de coupure et/ou un appareil de coupure de
type
disjoncteur comprenant une pluralité de blocs unipolaires de coupure sous
forme
d'ampoule, chaque ampoule est séparée de sa voisine par une entretoise selon
l'invention ; l'entretoise comprend ainsi une cloison centrale dont une partie
est de
forme sensiblement incluse dans la forme de la grande face de l'ampoule et une
partie d'extrémité permet de positionner des raccords de puissance. La cloison
centrale est de préférence dotée d'aménagements permettant la solidarisation,
avantageusement étanche, entre blocs de coupure et entretoises comme des
passages pour rivets, la stabilité des raccords par rapport aux entretoises
comme
des protubérances de maintien, ainsi que le passage des organes fonctionnels
de
type tige d'entraînement simultané des blocs de coupure. Selon un mode de
réalisation préféré, un évidement de passage de la tige d'entraînement
simultané
est associé à des moyens d'assistance mécanique permettant d'accélérer le
déplacement de la tige entre la position fermée des blocs de coupure et la
position
ouverte et/ou inversement ; de préférence, les moyens d'assistance mécanique
sont
accumulateurs d'énergie, et notamment comprennent un ressort de torsion.
CA 02772696 2012-02-29
WO 2011/033184
PCT/FR2010/000594
4
La cloison centrale de l'entretoise selon l'invention est prolongée sur un
côté orthogonal à
la partie d'extrémité et destiné à former l'arrière du dispositif de coupure
faisant face à la
paroi d'accrochage de l'appareil de coupure, par un ou deux rebords de fond
qui lui sont
normaux ; les rebords peuvent être plans ou adaptés pour un montage sur rail,
par exemple
avec un épaulement muni d'un cliquet d'accrochage. La partie d'extrémité de la
cloison est
traversée dans son épaisseur et sur son bord destiné à être localisé en haut
du dispositif,
c'est-à-dire sur la face par laquelle le raccordement sur les plages amont des
blocs de
coupure peut être réalisé, par une fente : la fente sert de ligne de fuite par
la formation d'un
espace d'air entre deux bords isolants, et ses dimensions (profondeur et
épaisseur) sont
adaptées à la valeur normalisée des lignes de fuite. Parallèlement à la fente,
la cloison est
percée de part en part, dans sa partie d'extrémité, par un orifice destiné à
la fixation du
dispositif de coupure sur une platine de montage de sorte que les efforts dus
au
positionnement dans une armoire ou autre sont repris par les entretoises. La
fente peut être
remplacée par tout autre élément de fonction équivalente, notamment par une
protubérance
de forme complémentaire à la fente précédente, faisant saillie de la partie
d'extrémité de la
cloison, de part en part sur son épaisseur.
De préférence, l'orifice traversant la cloison est localisé au sein d'un
support de mise en
place d'un couvercle du dispositif de coupure, sensiblement parallèle au
rebord de fond ; le
support est également configuré pour permettre le passage des vis de serrage
des bornes.
Avantageusement, un élément étanche protecteur de la vis est associé au
support. A
l'opposé de la partie d'extrémité, chaque face de la cloison peut être munie
de moyens
permettant de faciliter l'association à une ampoule unipolaire, par exemple
des rainures de
guidage et/ou le couplage à un déclencheur, par exemple des ergots de
fixation, de sorte
que les entretoises et les ampoules auxquelles elles sont mécaniquement liées
par le
serrage, reprennent les contraintes du déclencheur.
Sur chaque face, sur la partie d'extrémité jouxtant le bord muni de l'élément
de ligne de
fuite, la cloison peut être dotée de protubérances orthogonales permettant de
délimiter des
logements pour des bornes ; selon la nature de la chambre de coupure, une
protubérance
sur le haut de la cloison peut délimiter un passage d'évacuation des gaz; la
protubérance
CA 02772696 2012-02-29
WO 2011/033184
PCT/FR2010/000594
peut être évidée en demi-cercle de sorte que la juxtaposition de deux
entretoises peut à cet
endroit être traversée par la vis de serrage d'une borne.
Selon un mode de réalisation, la partie d'extrémité de l'entretoise destinée à
former le haut
5 du dispositif reste ouverte, c'est-à-dire que le montage des bornes peut
être modifié quand
les entretoises sont serrées et solidaires avec les ampoules ; dans un autre
mode de
réalisation, ce côté par lequel le raccordement sur les plages amont des blocs
de coupure
est réalisé peut être prolongé par un ou des rebords supérieurs, normaux aux
rebords de
fond et cloison centrale.
De préférence, les entretoises sont symétriques par rapport à la cloison
centrale, et
comprennent deux rebords de fond. Les entretoises sont avantageusement en
plastique
moulé. La juxtaposition de deux entretoises selon l'invention crée une cavité
dont deux
parois parallèles sont formées par les cloisons centrales, le fond et un côté
sont formés par
la juxtaposition des rebords de chaque entretoise : la juxtaposition des
rebords de fond peut
former une paroi de fond sensiblement étanche une fois l'assemblage et le
serrage terminés,
alors que la juxtaposition des rebords supérieurs éventuels forme une paroi
munie d'au
moins un orifice de passage des plages de raccordement des blocs de coupure,
et les autres
passages imposés par lesdits blocs, par exemple un passage d'évacuation des
gaz.
L'invention concerne également un jeu d'une pluralité d'entretoises similaires
qui peuvent
être juxtaposées de façon à former au moins une cavité pour un bloc de coupure
unipolaire.
Le jeu d'entretoises peut être complété par des parois latérales permettant de
fermer deux
cavités d'extrémité et de constituer une enveloppe pouvant loger une pluralité
de blocs de
coupure et former ainsi un dispositif de coupure auquel peut être couplé un
déclencheur
pour former un appareil de coupure modulaire.
BREVE DESCRIPTION DES FIGURES
D'autres avantages et caractéristiques ressortiront plus clairement de la
description qui suit
de modes particuliers de réalisation de l'invention, donnés à titre
illustratif et nullement
limitatifs, représentés dans les figures annexées.
CA 02772696 2012-02-29
WO 2011/033184
PCT/FR2010/000594
6
La figure 1, déjà décrite, illustre un disjoncteur multipolaire basse tension
à double
enveloppe selon l'art antérieur.
Les figures 2A et 2B montrent schématiquement un bloc unipolaire de coupure et
une
partie de son boîtier pour un appareil de coupure selon un mode de réalisation
préféré de
l'invention.
Les figures 3A et 3B représentent des étapes de montage d'un appareil de
coupure selon un
mode de réalisation préféré de l'invention.
Les figures 4A et 4B montrent une entretoise et son assemblage pour un
dispositif de
coupure selon un mode de réalisation préféré.
La figure 5 montre un autre mode de réalisation pour une entretoise.
DESCRIPTION DETAILLEE D'UN MODE DE REALISATION PREFERE
Par souci de simplification de la présentation d'un mode de réalisation
préféré de
l'invention, les éléments composant l'appareil de coupure 1, et notamment les
ampoules
unipolaires 3 formant le dispositif de coupure 6, seront décrits en relation
avec la position
d'utilisation dans laquelle le disjoncteur 1 est mis en place dans un tableau,
inverse de la
figure 1, avec le nez 9 comprenant la manette vertical et parallèle à la paroi
ou platine de
montage, les plages de raccordement amont 4 sur la ligne électrique localisées
en haut 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.
Un appareil de coupure, généralement un disjoncteur, multipolaire selon
l'invention 100
comprend un déclencheur 7 associé à un dispositif de coupure 600 comprenant
une
pluralité d'ampoules 10, ou blocs de coupure unipolaires, chaque bloc 10
permettant la
coupure d'un seul pôle et se présentant avantageusement sous la forme d'un
boîtier plat 12
en plastique moulé, avec deux grandes faces parallèles 14 distantes d'une
épaisseur e
CA 02772696 2012-02-29
WO 2011/033184 PCT/FR2010/000594
7
d'ampoule 10 (figure 2B). Le boîtier 12 est formé de deux parties, de
préférence
symétriques en miroir, solidarisées l'une à l'autre par tout moyen adapté et
comprenant
chacun une grande face 14: tel qu'illustré dans un mode de réalisation préféré
en figure
2A, un système complémentaire de type tenon/mortaise 16 permet l'ajustement
des parties
de boîtier 12 l'une sur l'autre, une des deux parties comprenant des ergots
adaptés pour
pénétrer dans des évidements de l'autre. Des aménagements 18 sont par ailleurs
réalisés
afin de permettre la juxtaposition des boîtiers 12 de bloc unipolaire 10 et
leur solidarisation
pour un disjoncteur multipolaire 100.
Le boîtier 12 d'un bloc unipolaire 10 forme une cavité logeant les éléments de
coupure.
Selon un mode de réalisation préféré illustré, le mécanisme de coupure 20 est
à double
coupure rotative. De fait, le disjoncteur 100 selon l'invention est
particulièrement destiné à
des applications pouvant atteindre 800 A, pour lesquelles la simple coupure
peut ne pas
être suffisante ; qui plus est, au vu des choix technologiques, la double
coupure rotative
offre le meilleur compromis entre la performance électrique et l'encombrement
spatial.
Notamment, dans le mode de réalisation illustré, l'épaisseur e est de l'ordre
de 22 mm pour
un calibre 160 A.
Le mécanisme de coupure 20 est ainsi logé dans le boîtier 12 entre deux
conducteurs fixes
destinés à être raccordés par une plage amont 4 à la ligne d'alimentation et
par une plage
aval 5 au déclencheur 7: chaque partie de boîtier comprend un évidement de
passage
correspondant. Un conducteur mobile 22 comprenant à chaque extrémité une plage
de
contact est monté pivotant entre une position d'ouverture dans laquelle les
plages de
contact sont écartées des conducteurs fixes et une position de passage de
courant dans
laquelle elles sont en contact avec chacun des conducteurs. Des chambres de
coupure 24
sont associées à chaque zone de contact pour limiter les arcs électriques.
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 d'un
barreau rotatif 26 couplé au conducteur mobile 22. Il est avantageux que le
barreau rotatif
CA 02772696 2012-02-29
WO 2011/033184 PCT/FR2010/000594
8
26 soit encadré de deux flasques lui servant notamment de paliers (voir la
demande de
brevet français FR 09 04456 intitulée : bloc de coupure unipolaire comportant
un pont de
contact rotatif, dispositif de coupure comportant un tel bloc et disjoncteur
comportant un
tel dispositif ) : le logement central du boîtier 12 peut ainsi déboucher sur
l'extérieur au
niveau de l'axe de rotation du barreau 26 par un orifice 28 coopérant avec une
protubérance des flasques.
Les ampoules unipolaires 10 sont destinées à être entraînées simultanément, et
sont
couplées à cette fin par au moins une tige 30 (figure 3A), notamment au niveau
du barreau
26, et par exemple par des orifices 32. Selon un mode de réalisation préféré,
une seule tige
d'entraînement 30 est utilisée et chaque partie de boîtier 12 comprend un
orifice 34 en
forme d'arc de cercle permettant au moins la mobilisation de la tige 30 le
traversant entre
la position de passage du courant et la position d'ouverture ; dans le mode de
réalisation
avec flasques, chacune des flasques comprend également un orifice, avec
collerette pour le
passage ajusté de la tige d'entraînement simultané 30.
Selon un mode de réalisation préféré, le montage du pont rotatif 22, 26 dans
un bloc de
coupure unipolaire 10 est inversé : il est souhaité (voir figure 3B) que
le nez 9 du capot
d'un disjoncteur 100 (comprenant le passage de débattement de la manette du
mécanisme
d'actionnement 8 des contacts), dans sa version normalisée de 45 mm, soit
centré sur ledit
disjoncteur 100 en fonctionnement, de manière à limiter le nombre de
références des
raccordements préfabriqués du système d'installation, et notamment des
plastrons. A cette
fin, une inversion du sens de rotation du barreau 26 a été choisie, c'est-à-
dire que la plage
de raccordement 5 vers le déclencheur 7 est localisée vers l'arrière du
disjoncteur 100 et la
plage de raccordement amont 4 est vers l'avant, au-dessus.
Dans cette configuration, avantageusement, le boîtier 12 du bloc de coupure 10
comprend
en outre des aménagements permettant une optimisation de l'écoulement des gaz,
tel que
notamment décrit dans la demande de brevet français FR 09 04457 intitulée :
dispositif
de coupure ayant au moins un bloc de coupure unipolaire comportant pont de
contacts et
disjoncteur comportant un tel dispositif . De fait, lors de chaque coupure,
des gaz
éventuellement chargés de particules polluantes sont générés, notamment dans
les chambre
CA 02772696 2012-02-29
WO 2011/033184 PCT/FR2010/000594
9
de coupure 24 depuis les plages de contact : il est préférable de les diriger
loin des
appareils disposés à proximité de ces plages, en particulier du déclencheur 7
qui peut être
électronique et donc très sensible. Classiquement, y compris lorsque le sens
de rotation est
inversé, l'échappement des gaz est effectué vers le rail de montage (paroi de
fond) et/ou
sous les plages de raccordement 5 du déclencheur 7; il est préconisé de
ramener les gaz
vers le haut, et si possible l'avant, du bloc de coupure 10 pour éviter la
pollution de la
partie inférieure du disjoncteur 100 et les éventuels amorçages électriqbes
afférents. En
particulier, la forme sensiblement parallélépipédique de l'enveloppe du
mécanisme de
coupure 20 est prolongée sur le côté avant par un canal d'échappement des gaz
38 afin de
les diriger de la plage aval 5 (couplée au déclencheur 7) vers la partie
supérieure de
l'appareil de coupure 100, avec un orifice débouchant 40.
Par ailleurs, avantageusement, les gaz du contact relié à la plage amont 4
sont eux aussi
dirigés vers ce canal d'échappement 38 pour être écartés des moyens de montage
de
l'appareil de coupure 100, notamment un rail DIN et/ou une platine, ainsi que
des raccords
de puissance. A cette fin, un canal d'écoulement latéral 42 est aménagé à
l'extérieur du
mécanisme de coupure 20, avec notamment deux orifices 44A, 44B débouchant de
chaque
partie du boîtier 12 vers le canal externe 42 à l'ampoule 10, qui peut être
creusé dans la
paroi du boîtier 12 ou ajouté entre les ampoules 10. Comme, selon l'invention,
les blocs
unipolaires 10 sont assemblés par l'intermédiaire d'entretoises 46 pour former
la double
enveloppe 48, il est avantageux de tirer parti de cette architecture pour
intégrer le canal
d'écoulement 42 latéral à l'entretoise 46.
De fait, contrairement à l'art antérieur, l'enveloppe externe 48 du dispositif
de coupure 600
n'est pas formée par un boîtier moulé 2 dans lequel se mettent en place les
ampoules 10
couplées de façon fonctionnelle : tel qu'illustré en figure 3A, un nombre n de
blocs
unipolaires 10 similaires correspondant au nombre de pôles du disjoncteur 100
(trois dans
le mode illustré), dont l'un, de préférence central, est muni d'un mécanisme
d'actionnement classique 8, est juxtaposé avec un nombre n-1 d'entretoises 46
les séparant,
et fermé par deux parois latérales externes 50 pour former un dispositif de
coupure 600 à
double enveloppe qui peut, tel qu'usuel, être associé à un déclencheur 7. Ce
choix
architectural tire parti au maximum de la modularité du système tout en
gardant les aspects
CA 02772696 2012-02-29
WO 2011/033184 PCT/FR2010/000594
fonctionnels : diverses options, telles que le nombre n de pôles, la largeur 1
du dispositif
100, 600, le choix du déclencheur 7,... sont possibles avec un nombre limité
d'éléments de
référence.
5 En particulier, tel qu'illustré en figures 4 et 5, les entretoises 46,
146 sont en plastique
moulé et comprennent principalement une cloison centrale 52, 152, destinée à
être parallèle
aux grandes faces 14 des ampoules 10, et un fond 54, 154 sensiblement normal à
la cloison
centrale 52, 152 sur son côté arrière ; avantageusement, le fond 54 d'une
entretoise 46 est
formé de deux rebords 54A, 54B symétriques de chaque côté de la cloison 52. La
10 juxtaposition de deux entretoises 46 définit ainsi une cavité 56 dans'
laquelle se loge un
bloc de coupure unipolaire 10. Avantageusement, les rebords de fond 54 opposés
des deux
entretoises 46 referment la cavité 56 sur son arrière lors du serrage des
entretoises 46 l'une
sur l'autre, mais d'autres options sont possibles, suivant les normes en
vigueur et les
conditions de montage. La juxtaposition des rebords de fond 54 forme le fond
du dispositif
de coupure 600 du disjoncteur 100, qui peut être destiné à différents types de
montage ; en
particulier, tel qu'illustré en figures 4, les rebords de fond 54 peuvent être
conçus de façon
à permettre un accrochage direct sur un rail DIN, avec un épaulement 58 et
d'éventuels
moyens adaptés, tels un nez d'accrochage 60. Pour d'autres utilisations, tel
qu'illustré en
figure 5, les rebords 154 peuvent être pleins et plats.
La cloison centrale 52, 152 de chaque entretoise 46, 146 comprend une partie
principale de
séparation dont la forme est sensiblement incluse dans la forme de la grande
face 14 du
bloc de coupure 10; son épaisseur d est sensiblement constante, à l'exception
des
aménagements fonctionnels, avec moulage intégral sur son côté arrière des deux
rebords de
fond 54A, 54B. La face aval des ampoules 10 est destinée à venir se coupler,
au niveau des
plages 5, à un déclencheur 7; ce dernier assurera l'étanchéité de sorte que
l'enveloppe 48
peut rester dénuée de paroi à cet endroit, et le côté inférieur des
entretoises 146 peut rester
dénué de toute protubérance (figure 5). Pour faciliter le montage du
déclencheur 7, il peut
être avantageux de munir ce côté de moyens de solidarisation, par exemple un
guide de
fixation 62 permettant par exemple un ancrage des vis de serrage entre ampoule
10 et
déclencheur 7 ; des rainures de guidage 64 peuvent également être prévues sur
les faces de
CA 02772696 2012-02-29
WO 2011/033184
PCT/FR2010/000594
11
la cloison centrale 52 sur ce bord de façon à permettre une insertion facile,
stable et précise
des blocs unipolaires 10, voire du dispositif de déclenchement 7 (figure 4A).
La cloison centrale 52 des entretoises 46 délimite les cavités 56 dans
lesquelles les
ampoules de coupure 10 sont en place ; les moyens de solidarisation des
éléments entre
eux, en particulier des orifices 66, 166 de passage de rivets sont prévus ;
les moyens de
solidarisation comprennent aussi des formes complémentaires de sorte que
l'ensemble
entretoise 46, 146 / ampoule 10 est compact et forme un ensemble mécanique
unitaire, le
maintien étant stable et sur une surface suffisante. Tel que mentionné plus
haut, l'entretoise
46 peut comprendre des aménagements permettant de définir le canal latéral 42
d'évacuation des gaz; avantageusement, le canal 42 est partiellement gravé
dans la grande
face externe 14 du boîtier de l'ampoule 10, entre les deux orifices de passage
44, et un
élément correspondant 68, 168, gravure et/ou contour en saillie, sur la
cloison centrale 52,
152 permet, lors de la juxtaposition et du serrage de l'entretoise 46 sur
l'ampoule 10, de
diriger précisément les gaz de l'orifice d'évacuation 44A à l'orifice haut 44B
le long de la
cloison 52 vers le canal d'échappement 38.
La cloison centrale 52, 152 est par ailleurs notamment munie de passages 70,
170 pour les
organes fonctionnels reliant les ampoules : dans le mode de réalisation
préféré, un
évidement 70, 170 de passage de la tige d'entraînement 30 des différents blocs
unitaires 10
est prévu. Les évidements 70, 170 peuvent être partiellement obstrués,
notamment au
niveau de la partie supérieure, pour des raisons de stabilité et
rigidification.
Selon un mode de réalisation préféré, le passage de la tige d'entraînement 30
des barreaux
26 est associé à des moyens d'assistance mécanique 72, 172. En particulier,
selon un mode
de réalisation, les moyens d'assistance mécanique peuvent comprendre des
moyens faisant
ressort, notamment un ressort de torsion 72, permettant d'activer le
dispositif 600 en
ouverture. De fait, il est souhaité que la durée d'ouverture des contacts,
notamment en cas
de déclenchement, soit la plus faible possible, et il peut arriver que le
dispositif de coupure
précédent 600 soit un peu lent, avec les risques de réamorçage en coupure à
tension élevée
(690 V) et les faibles performances en surcharge et/ou endurance afférents.
CA 02772696 2012-02-29
WO 2011/033184
PCT/FR2010/000594
12
Afin de pallier ce problème tout en respectant les contraintes dimensionnelles
préconisées,
il est possible de mettre en place des moyens d'accélération en début
d'ouverture
(FR 2 762 768), en particulier des moyens accumulateurs d'énergie, que l'on
peut, dans le
cas présent, intégrer à l'entretoise 46. Selon un mode de réalisation préféré,
un ressort 72
est intégré à la cloison centrale 52 et agit directement sur la tige 30 lors
de son mouvement
depuis la position de passage du courant : en position fermée du dispositif de
coupure, les
moyens accumulateurs 72 sont contraints, c'est-à-dire notamment que, lors de
l'ouverture,
l'équipage mobile (barreau 26, conducteur mobile 22, moyens d'actionnement 8)
est
propulsé par les ressorts du mécanisme d'actionnement 8 mais aussi par
l'énergie stockée
dans les moyens d'assistance 72.
Selon un autre mode de réalisation, les moyens d'assistance mécanique 172
agissent en
fermeture : en fin de course de fermeture des contacts, l'énergie excédentaire
du
mécanisme d'actionnement 8 est partiellement stockée dans des moyens
accumulateurs
172, qui peuvent aussi comprendre un ressort de torsion, de façon à diminuer
la contrainte
sur les autres parties de l'enveloppe 48 du disjoncteur 100. Il est en outre
ainsi possible de
sur-dimensionner les ressorts du mécanisme d'actionnement 8 sans craindre les
phénomènes de rebond ou de déclenchement intempestif sur choc de man uvre.
Les deux moyens d'assistance mécanique peuvent être associés sur une même
entretoise ; il
est possible de doter de ressorts d'assistance mécanique 72, 172 seulement les
deux
entretoises 46 encadrant l'ampoule de coupure 10 munie du mécanisme
d'actionnement 8
et/ou seulement l'entretoise associée à une ampoule de coupure d'extrémité,
déportée dans
le cas d'un disjoncteur tétrapolaire, et/ou seulement les entretoises
utilisées pour certaines
gammes de puissance. Selon un mode de réalisation avantageux d'un point de vue
logistique, toutes les entretoises 46 comprennent un élément d'assistance
mécanique 72.
Le côté supérieur de la cloison centrale 52 des entretoises 46 est destiné à
être mis en place
face aux plages amont 4 des ampoules 10 et à former la face supérieure 74 du
dispositif de
coupure 100. En particulier, la cloison centrale 52, 152 comprend une partie
76, 176
adjacente à ce côté supérieur qui n'est pas destinée à être juxtaposée à une
ampoule de
coupure 10, mais à porter les éléments de raccordement de la ligne
d'alimentation sur la
CA 02772696 2012-02-29
WO 2011/033184 PCT/FR2010/000594
13
plage amont 4; la partie d'extrémité 76, 176 de la cloison est de taille
sensiblement égale à
la longueur saillante de ladite plage 4. De préférence, la cloison centrale
52, 152 comprend
sur ladite partie d'extrémité 76, 176 des moyens de maintien 78, 178 de bornes
de
raccordement 80; en particulier, des protubérances 78, 178 sensiblement
normales à la
cloison 52, 152 et parallèles aux rebords de fond 54, 154 permettent de
délimiter un
logement d'une borne à cage 80 qui est placée autour de la plage 4. De
préférence, deux
protubérances 78 encadrent un logement, la protubérance supérieure 78A étant
munie d'un
évidement de passage d'une vis de la borne 80. Avantageusement, une des
protubérances
82, 182 est localisée sur la cloison centrale 52, 152, au niveau du bord
opposé et parallèle
au rebord de fond 54, 154: la protubérance 82, 182 peut alors servir de
support à un
couvercle de fermeture. Le support 82, 182 ainsi composé est lui aussi muni
d'un
évidement permettant le passage d'une vis de la borne 80; il peut être
confondu avec la
protubérance supérieure 78A, mais, dans le mode de réalisation préféré,
l'espace entre le
support 82 et la protubérance supérieure 78A permet de définir un passage
correspondant
au passage 40 d'évacuation des gaz de l'ampoule 10.
Selon le mode de réalisation et/ou la norme en vigueur, la partie 176
d'extrémité de la
cloison 152 peut être dotée de rebords supérieurs 184 fermant partiellement
les logements
définis par les protubérances 178 (figure 5) ; dans ce cas, il est avantageux,
comme pour les
rebords de fond 154, que les rebords supérieurs 184 soient complémentaires
pour former
une paroi pleine lors de la solidarisation entre entretoises 146 et ampoules
10, à l'exception
de passages pour l'évacuation des gaz et l'accès aux plages de raccordement 4.
Si
cependant il est souhaité d'associer au dispositif de coupure 100 selon
l'invention une offre
large de possibilités de raccordement, il est envisageable de limiter les
rebords supérieurs
84 à la section des protubérances 78 et support 82 dans leur épaisseur
(figures 3 et 4) : de
cette façon, l'accès à la plage de raccordement 4 est libre et il est possible
de choisir le type
de raccordement directement au cours de l'installation, en utilisant par
exemple un
raccordement modulaire tel que décrit dans le document FR 2 687 248.
Le côté supérieur 84 de la cloison centrale 52 des entretoises 46 est destiné
à former la face
supérieure 74 du dispositif de coupure 100: tel qu'il est requis par les
normes, des
éléments destinés à former les lignes de fuite sont donc prévus pour séparer
les unités de
CA 02772696 2012-02-29
WO 2011/033184 PCT/FR2010/000594
14
coupure 10 l'une de l'autre. En particulier, des fentes 86 sont présentes dans
l'épaisseur de
la cloison centrale 52, 152 ; la fente 86 s'étend orthogonalement à la partie
de fond sur une
profondeur et une largeur constantes de sorte que, quelle que soit la forme
des entretoises
46, la paroi supérieure du dispositif de coupure 100 comprenne entre chaque
pôle une fente
86 traversante entre le fond et la face du dispositif de coupure 600, dont les
dimensions
sont adaptées à la norme définie pour la valeur de la ligne de fuite, et
délimitée par deux
bords isolants comprenant l'épaisseur résiduelle de la cloison centrale 52, 84
et les
éventuels rebords 54, 82 qui lui sont associés. Un élément saillant 186 peut
remplacer la
fente 86, par exemple une protubérance de forme complémentaire de la rainure
illustrée en
figures 4 : tel que schématisé en figure 5, l'élément 186 fait saillie du côté
supérieur et dans
l'épaisseur de la cloison centrale 152. Parallèle au plan de la cloison 152 et
d'épaisseur
inférieure, il la traverse de part en part depuis le rebord de fond 154
jusqu'à la face du
dispositif de coupure 600.
Parallèlement à l'élément de fuite 86, 186, la cloison 52, 152 est percée d'un
orifice
traversant 88, 188 permettant de coupler l'appareil de coupure 100 à une
platine de
montage ou autre support. De fait, les contraintes mécaniques occasionnées par
l'accrochage sur une paroi verticale du disjoncteur 100 sont reprises
directement par son
enveloppe 48 et, selon l'invention, par les entretoises 46, 146 formant la
partie de
rigidification de l'appareil 100: les cloisons centrales 52, 152, au niveau de
leur partie
d'extrémité supérieure 76, 176, sont dotées des moyens adéquats 88, 188.
Les parois latérales 50 achevant la réalisation du dispositif de coupure 600
correspondent
fonctionnellement plus ou moins à une moitié d'entretoise 46; la paroi 50
cependant,
contrairement à la cloison centrale 52, est de forme sensiblement
rectangulaire afin de
former une enveloppe 48 de dispositif de coupure de forme conventionnelle sur
laquelle
peut être adapté tout type de déclencheur 7. En particulier, la paroi latérale
50 comprend
une face externe sensiblement plane, et une face interne munie des mêmes
aménagements
(canal latéral 68', protubérance de maintien 78', support 82') que la cloison
centrale 52 des
entretoises 46, à l'exception de la découpe 70 de passage de la tige
d'entraînement 30
(ainsi que des moyens accumulateurs associés 72) ; les rebords de fond 54' et
support 82'
CA 02772696 2012-02-29
WO 2011/033184 PCT/FR2010/000594
sont sensiblement identiques à ceux des entretoises 46, mais ne se situent
naturellement
que sur un côté de la paroi latérale 50.
Il apparaît ainsi que la taille générale de l'enveloppe 48 du disjoncteur 100
est déterminée
5 par l'épaisseur d des cloisons centrales 52 et parois latérales 50, ainsi
que l'épaisseur e des
ampoules 10. Il devient ainsi possible, avec les mêmes blocs unipolaires de
coupure 10, de
modifier la largeur / du disjoncteur 100, voire sa hauteur h. Certes, un
encombrement
minimal en hauteur, entre les plages de raccordement amont 4 du disjoncteur
100 et les
plages de raccordement aval du déclencheur 7 est toujours souhaité ; dans une
option
10 préférée, la hauteur de l'appareil 100 de gamme 160 A est de l'ordre de
130 mm avec un
déclencheur 7 standard, et le dispositif de coupure 600 fait moins de 90 mm de
hauteur h.
Par contre, la largeur 1 du disjoncteur 100 répond de préférence à des
standards qu'il est
possible, au vu de l'architecture selon l'invention, d'aisément choisir ; la
distance entre le
milieu de deux ampoules 10 détermine le pas p du dispositif de coupure 100,
qui est de
15 préférence constant et conforme aux usages.
En effet, les cloisons 52 des entretoises 46 et les parois latérales 50 sont
associées aux
ampoules 10 de façon serrée, de façon à assurer étanchéité du passage de gaz
et support
mécanique des ampoules 10. Il est ainsi possible, pour la même épaisseur e
d'ampoule 10,
d'ajuster l'épaisseur d des cloisons 52 pour répondre aux critères de pas
polaire p métrique
ou impérial. En particulier, pour un appareil 100 de gamme 160 A, les blocs de
coupure
unitaires 10 sont conçus pour une adaptation à un pas polaire p selon les
systèmes en
vigueur, par exemple e = 22 mm, et deux jeux d'entretoise 46 sont prévus, l'un
pour le pas
polaire impérial (1 pouce, soit 25,4 mm) et l'autre pour le pas métrique
classique multiple
de 9 mm, et notamment p = 27 mm de largeur totale des cavités 56 prise depuis
le centre de
chaque cloison centrale 52, c'est-à-dire une cloison centrale 52 d'épaisseur
moyenne
respective d = 3,4 et d = 5 mm (l'épaisseur moyenne d correspond à l'épaisseur
de la
cloison 52 sur sa partie de séparation, à l'exclusion des protubérances
fonctionnelles, par
exemple au niveau du canal latéral 68 ou des aménagements complémentaires de
solidarisation 66 aux ampoules 10). Il est avantageux, pour respecter le pas p
global dans
l'armoire de montage que les parois latérales 50 aient une épaisseur également
modifiée,
correspondant à la moitié de l'épaisseur moyenne d des cloisons centrales 52.
Selon une
CA 02772696 2012-02-29
WO 2011/033184
PCT/FR2010/000594
16
autre option, l'épaisseur de la cloison 52 reste identique pour les deux jeux
d'entretoises,
mais les protubérances permettant la solidarisation étanche des ampoules sont
plus ou
moins larges.
Cette modularité peut également être mise à profit pour prévoir des
entretoises 46 adaptées
au mode de montage des disjoncteurs 100, et notamment munies ou non sur leurs
rebords
de fond 54 de moyens d'accrochage 58, 60 sur un rail DIN. D'autres
fonctionnalités
peuvent par ailleurs être mises en place dans ou sur les entretoises 46, comme
des capteurs
ou autres.
Le procédé d'assemblage d'un disjoncteur multipolaire 100 comprend ainsi la
juxtaposition, éventuellement avec emboîtement coulissant, d'un nombre n de
blocs de
coupure 10 identiques, l'un des blocs, de préférence central, étant muni d'un
mécanisme
d'actiormement 8, chaque bloc 10 étant séparé d'un bloc adjacent par une
entretoise 46;
selon l'option choisie, les bornes 80 peuvent être mises en place autour des
plages de
raccordement 4 amont à ce stade. Ces 2n-1 éléments 10, 46, éventuellement
associés à n
bornes 80, sont solidarisés pour former un ensemble étanche par des moyens
adaptés, en
particulier par rivetage dans les orifices prévus 66, et associés à la tige
d'entraînement
simultané 30, qui est insérée dans les barreaux 26 des blocs de coupure 10.
L'ensemble de
coupure est ensuite refermé par les parois latérales 50, la finition et le
serrage de cet
assemblage étant réalisés par exemple par des rivets traversants. Selon un
mode de
réalisation préféré, l'assemblage est complété par une solidarisation des
supports 82 des
entretoises 46 entre eux par l'intermédiaire de dispositifs de renfort 90
autour des orifices
de passage des vis des bornes 80. En particulier, les renforts 90 (figure 5)
peuvent
comprendre une enveloppe tubulaire 92 destinée à protéger la vis contre les
gaz
s'échappant par le passage 40, ainsi qu'à protéger l'utilisateur d'un accès
direct aux vis,
l'enveloppe 92 étant associée à une extrémité à une plaque 94 orthogonale
pouvant se
coupler aux supports 82 de deux entretoises 46, ou d'une entretoise 46 et
d'une paroi
latérale 50. Des moyens de guidage tels des trous et/ou ergots complémentaires
peuvent
être prévus dans la plaque 94 et le support 82 ; un clipsage peut également
être envisagé.
CA 02772696 2012-02-29
WO 2011/033184 PCT/FR2010/000594
17
L'ensemble est refermé par un couvercle 96 par tout moyen adapté, pour former
un
dispositif de coupure qui peut ensuite être associé, par sa face inférieure, à
tout déclencheur
7 de mêmes largeur / et nombre de pôles : grâce à cette configuration, le
déclencheur 7 peut
ainsi être défini à un stade avancé de l'assemblage. Qui plus est, dans le
mode de
réalisation préféré dans lequel le sens de rotation du barreau 26 est inversé,
la mise en place
du déclencheur 7 et son couplage au dispositif de coupure 600 sont facilités
par l'accès
depuis le fond du dispositif de coupure et le guidage par des rainures sur les
ampoules 10
(voir figure 2B) ou sur les entretoises 46, et/ou des ergots 62 d'ancrage dans
les entretoises
46. Selon une alternative, le couvercle 96 n'est mis en place que sur
l'ensemble de coupure
déjà associé au déclencheur 7, en débordant des entretoises 46 et en
recouvrant la
totalité de la face avant de l'appareil de coupure 100.
Le disjoncteur 100 ainsi obtenu permet de répondre au mieux aux contraintes
industrielles
a priori antinomiques suivantes :
- la même architecture peut être utilisée pour toute la gamme jusqu'à 800 A
grâce à
l'utilisation d'une double coupure à pont rotatif, non limitée ;
- la fiabilité des mécanismes de coupure 20 et leur optimisation est assurée
par
l'utilisation de solution éprouvées ;
-
le déclencheur 7 peut être raccordé par le dessous au dispositif de coupure
600, ce
qui donne la meilleure accessibilité aux vis de raccordement, grâce à une
inversion
du sens de rotation du pont de coupure 26;
- l'interchangeabilité des déclencheurs 7 est complète permettant une
différenciation
très retardée des appareils 100;
- l'appareil de coupure 100 reste peu encombrant, notamment en hauteur h en
dépit
des performances et de la modularité optimisées, les différentes fonctions
étant
intégrées dans une enveloppe prédéfinie, qui peut être de 130 mm pour un 160
A,
grâce notamment à une évacuation des gaz modifiée ;
- deux pas polaires p, notamment 25,4 et 27 mm pour 160 A, sont possibles
en
modifiant un nombre minime de pièces constitutives (entretoises 46, parois
latérales
50, couvercle 96), qui plus est simples à réaliser, en plastique moulé ;
CA 02772696 2012-02-29
WO 2011/033184
PCT/FR2010/000594
18
- les différents systèmes de mise en place dans les équipements
électriques,
notamment sur rail DIN, peuvent être utilisés en modifiant des pièces
unitaires 46,
50 en plastique moulé ;
-
le nez 9 de 45 mm du couvercle 96 de l'appareil de coupure 100 est centré, en
particulier à 42,5 mm, grâce à l'inversion du sens de rotation dans les blocs
de
coupure 10, ce qui permet d'utiliser des plastrons d'habillage symétriques
dans les
armoires ;
- les gaz de coupure ne sont pas évacués à côté du déclencheur 7, ce qui
limite la
pollution sur cet élément qui peut être sensible, notamment dans sa version
électronique, et libère du volume ;
- l'échappement des gaz n'est pas non plus réalisé sous les raccordements
4, 5 du
disjoncteur 100, ce qui limite les risques d'amorçage en coupure ;
- le raccordement de puissance 80 peut être modulaire, selon le choix des
entretoises
46, 146 ;
- diverses fonctions peuvent être modifiées et/ou ajoutées tard dans la
fabrication par
une modification des entretoises 46 qu'il est possible de changer très
tardivement.
Bien que l'invention ait été décrite en référence à un appareil de coupure
tripolaire 100
comprenant toutes les fonctionnalités préférées, elle ne s'y limite pas: les
différentes
options peuvent être combinées dans d'autres configurations ; en particulier,
les options
décrites en relation avec l'un ou l'autre des modes de réalisation des
entretoises 46, 146
illustrées en figures 4 et 5 peuvent être combinées de façon différente et/ou
omises. Par
exemple, les entretoises 46 peuvent être en L et non en T, avec deux types de
parois
latérales 50 différentes. Par ailleurs, le mode de réalisation présenté
s'adapte à tout type de
coupure, et notamment à des blocs 10 unipolaires à double coupure en
translation, avec
modification afférente des formes et épaisseurs ; de même, si une gamme
d'appareils à
250 A, respectivement 630 A, est prévue, il est aisé de modifier les pas p
prévus (par
exemple 35 mm et 1,5 pouces, respectivement 45 mm).
