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DISJONCTEUR RAPIDE. à-d :Lre: La présente invention a pour objet un disjoncteur rapide, c'est- à-dire:
Un dispositif spécial et simple est prévu d'après l'objet de l'invention pour rendre le disjoncteur insensible aux chocs mécaniques même très violents, dans n'importe quelle position de montage de l'appareil; ce qui permet d'utiliser le disjoncteur, non seulement comme appareil mono et multipolaire pour les tableau d'abonnés mais surtout sur les bateaux et les bâtiments de guerre.
Une nouvelle combinaison des éléments de soufflage en matière céramique avec le socle exécuté en plusieurs plaques de papier bakélisé (alors la suppression des pièces en bakélite) permet d'utiliser le disjoncteur., d'après l'objet de l'invention, pour les tensions élevées, c'est-à-dire jusqu'à 750 volts environ, courant alternatif..
Tandis que les disjoncteurs mono et bipolaires sont conçus avec la serrure de déclenchement commune, les disjoncteurstri, tétra et pentapolaires sont composés de plusieurs éléments normalisés avec double serrure disposée symétriquement aux deux côtés de l'appareil.
Le calibrage des intensités du disjoncteur est obtenu d'après l'objet de l'invention, par l'intercalation de shunt amovible possédant l'inductance et résistance ohmique convenablement appropriés à l'inductance de la bobine de soufflage et de maxima et de la résistance ohmique de l'élément thermique.
Le shunt ainsi conçu permet de fabriquer les éléments monopolaires avec un seul élément thermique et bobine de soufflage et de maxima commune pour toutes les gammes de calibrage sans être obligé de modifier le nombre de spires de 1'électro-aimant pour les différentes intensités nominales, ce qui simplifie la construction des disjoncteurs à double tarif.
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Le nouveau disjoncteur, d'un montage facile, peut très aisément être fabrique à la chaine et il rend accessibles toutes les pièces mécaniques qui sont soumises à l'usure, ce qui permet leur vérification rapide et leur réglage. D'autre part la serrure est assez robuste pour pouvoir contrôler des contacts massifs et à pression élevée, en rendant en même temps impossible l'enclenchement lent des contacts mobiles susceptibles de provoquer la soudure, ce qui constituerait un inconvénient surtout dans les disjoncteurs tableau d'abonné.
D'une façon générale le dispositif de disjoncteur avec la nouvelle serrure qui fait l'objet de l'invention est conçu de telle façon qu'on puisse préfabriquer les éléments normalisés et monter sur le même plan contenant la serrure proprement dite, l'électro-aimant à déclenchement instantané et les éléments thermiques, et combiner cette unité normalisée avec les différents modes d'exécution des contacts fixes et mobiles.
Les éléments mobiles de la serrure étant très légers et ne possédant que l'inertie minima permettent d'obtenir de très grandes vitesses de déclenchement. D'autre part l'enclenchement sur un court-circuit franc s'effectue pratiquement sans retard dans un temps inférieur à 1/1000 ème de sec. grâce à la nouvelle conception d'accrochage de serrure.
Les figures 1 à 17 représentent à titre d'exemple l'exécution et le schéma de ce nouveau dispositif. Les figures 1 à 15 représentent le dispositif de la serrure et de 1'électro-aimant de soufflage et à maxima de déclenchement avec dispositif de verrouillage contre les chocs. (Fig. 3).
La figure 6 a à d représente le fonctionnement de la serrure dans différentes positions de fermeture et d'ouverture.
Les figures 7 et 8 -représentent en perspective le dispositif de guidage du levier à deux bras, du mécanisme de disjonction lié avec son élément de commande à main et des commande des contacts mobiles.
Les figures 9 et 10 représentent la vue en face et la coupe transversale d'un élément monopolaire.
La figure 11 représente le disjoncteur en coupe longitudinale à travers la chambre de soufflage et du disjoncteur.
La figure 12 représente la vue en profil de la chmbre de soufflage en matière céramique et du socle composé de plusieurs plaques de papier bakélisé d'un élément monopolaire.
Figure 13 et 14 représentent l'exécution de l'appareil en forme de disjoncteur bipolaire pour tableau d'abonné avec les shunts inductifs amovibles.
Figure 15 représente la vue en plan du disjoncteur bipolaire d'après les figures 13 et 14.
La figure 16 représente le schéma du shunt inductif amovible combiné avec le circuit du disjoncteur.
Figure 17 est la vue en perspective d'un élément monopolaire partiellement 'découvert.
La serrure se compose d'un levier à deux bras 8 et 14 se terminant avec l'accrochage 14' et oscillant autour de l'axe 2. L'axe 2 se déplace dans la coulisse 31 effectuée à l'extrémité 1 de la pièce polaire 25, cette pièce servant en même temps pour fixation de tout le mécanisme de la serrure (voir fig. 1, 7, 8). Dans la pièce polaire sont aménagées deux cavités rectangulaires parallèles 4 et 4' formant entre elles une rainure "33" servant pour guider le levier à deux bras 8, 14 pendant la première période d'enclenchement à l'aide du goujon 67.
Dans la cavité 4 coulisse l'équerre 63 sur laquelle est fixé l'axe 2, tandis que l'équerre 64 commandant les contacts mobiles 12 (Fig.3) est liée avec le bras 8 par l'intermédiaire du gougeon 66 se déplaçant dans la coulissé 65 du bras 8 (Fig. 6, 7, 8).
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Le crochet 44 sert à verrouiller, par l'intermédiaire d'un res- sort plat 45 (Fig. 1,3,4) le levier à deux bras 8, 14.
Pour obtenir la rotation du levier à deux bras 8, 14 autour de l'axe 2 un ressort 43 (Fig. 3,4) est accroché entre celui-ci et un point fixe 67, de préférence sur le flasque polaire. La vitesse de rotation peut- être accélérée par un ressort supplémentaire 10 (Figo 1) agissant directe- ment sur le bras 8. Ce ressort est utilisé seulement dans le cas où une vi- tesse particulièrement rapide de déclenchement est exigée.
Sur l'équerre 64 est montée la tige 68 avec son ressort 69 portant les contacts mobiles 12 avec les cornes 51, 530
L'équerre 63 est liée avec le bouton-poussoir 15 servant pour l'enclenchement de l'appareilo
En appuyant sur le bouton-poussoir 15 le levier 8, 14 articulé autour de l'axe 2 est guidé dans son déplacement latéral et sur un certain trajet par le gougeon 67 se déplaçant dans la rainure 33 (Fige 8 et 6). Au moment où le gougeaon 67 quitte la rainure de guidage 33 le levier à deux bras tend à tourner autour de l'axe 3 et sous l'action du ressort 43 (éventuellement du ressort 10) dans le sens S mais en même temps il se déplace par F suite de l'action exercée sur le bouton-poussoir 15 dans le sens latéral SI.
Deux vitesses alors décident de la trajectoire de l'extrémité 14' du levier à deux bras, c'est-à-dire la vitesse d'enclenchement et la vitesse de rotation. Or, dans le cas où la vitesse d'enclenchement est très petite, le levier 8, 14 continue son mouvement de rotation provoquant ainsi l'ouverture des contacts mobiles 12. Par contre, dans le cas où la vitesse d'enclenchement à atteint une valeur déterminée l'extrémité 14' du levier à deux bras a le temps de s'accrocher à l'axe fraisé d'une encoche 6, 7 et commandé par les éléments thermiques et électro-aimant à déclenchement instantané ou encore par d'autres dispositifs de relais connus, comme par exemple la bobine à masse ou le relais différentiel.
A ce moment-là, les contacts restent dans la position fermée, par exemple sous l'accrochage du ressort plat 45 avec le crochet 44 (Fig.6).
La nouvelle combinaison de levier à deux bras guidé pendant un certain trajet dans son déplacement latéral avec l'élément d'accrochage, notamment un axe fraisé d'une encoche permet d'obtenir des vitesses d'enclenchelement particulièrement rapides.
Comme on le voit dans le schéma Fig. 6 au moment de l'enclenchement sur court-circuit franc, les contacts mobiles entre en contact avec les contacts fixes dans la période où le levier à deux bras est libéré de son guidage 33 mais non encore accroché dans l'encoche de l'axe 6. 11 reste encore un trajet "f" à parcourir (Fig. 6b) pour l'accrochage définitif,mais à ce moment-là l'axe 6 est déjà tourné dans la position de déclenchement (Fig. 6 e) étant commandé par l'armature 17 (Figo 3) de l'électro-aimant à maxima; or, il n'y a pas de retard mécanique provoqué par la serrure au moment de réenclenchement sur un court-circuit franc.
Mais aussi au moment de déclenchement du disjoncteur fermé sous un court-circuit franc, la vitesse de déclenchement reste ultra-rapide, car l'accrochage entre l'extrémité 14' et l'axe fraisé 6, 7 reste limité au minimum, comme il résulte des figures 6 c, d.
Au moment de l'accrochage du levier 14, 8 sur l'axe fraisé 6, 7 ce levier se déplace dans le sens S2 faisant approcher en même temps l'ar- mature mobile de l'électro-aimant à maxima 17 de l'armature fixe 19 ; le frottement entre l'accrochage des deux éléments s us-mentionnés est compensé par le rapprochement de l'armature mobile, d'après l'objet de l'invention.
Les figures 1, 2, 3, 4, et 13 montrent l'exécution pratique de la serrure montée d'après l'objet de l'invention sur la pièce polaire 25 servant au soufflage de l'arc et se terminant dans sa partie inférieure par
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deux: extrémités 20, 19 que sépare une entaille, lesquelles constituent les pièces polaires fixes de l'électro-aimant à maxima d'intensités
L'armature mobile 17 juxtaposée se déplace contre un de ses pô- les, lequel est dimensionné de telle façon que l'autre Pôle soit saturé magnétiquement en cas de surcharge inadmissible.
L'armature 17 commande l'axe fraisé 6, 7. L'intensité de rappel est réglable par le ressort 39 et la vis de réglage 40 s'appuyant sur le bras 38 (Figo 1) lié à l'axe 6.
Le déclenchement de la serrure est provoqué par le bouton 35 avec son levier 36 commandant le levier 37 s'appuyant sur le bras 70.
L'électro-aimant à maxima ainsi que les pièces polaires de soufflage magnétique sont excitées par les bobines 23 avec son noyau 22 encastré dans le socle.
L'élément thermique 49 convenablement isolé et fixé sur la pièce polaire peut agir directement sur l'armature mobile 17 par l'intermédiaire de la vis de réglage 50 en la rapprochant de la pièce polaire 21.
Le dispositif servant pour rendre la serrue insensible aux chocs violents se compose, d'après l'objet de l'invention, d'une lame flexible 47 (Fige 9, 13) se terminant par un crochet 41 s'appuyant contre la dent 18 aménagée sur l'armature mobile 17.
La lame est fixée sur la pièce polaire 19 et recouverte jusqu'à la dent 18 d'une tôle magnétique. Ainsi le flux magnétique s'établit dans l'entrefer entre la dent 18 et la lame 47. Au moment de surcharge la lame est attirée contre la dent 18 libérant ainsi l'armature mobile de son verrouillage. Etant donné que l'armature 17 est relativement légère et équilibrée, la lame 47 peut être très faible de telle manière qu'elle puisse libérer l'armature mobile,17 par l'effort exercé au moment de l'incurvation de l'élément thermique 49 comme on le voit dans la figure 9.
Etant donné les faibles dimensions de la tôle magnétique recouvrant partiellement la lame 47, la saturation.de la tôle s'obtient très rapidement sans influencer sensiblement l'effort exercé entre l'armature mobile par la pièce polaire 19.
Les figures 11, 12, 15 et 17 montrent le dispositif de la chambre de soufflage par courant continu et de capacité de coupure élevée ainsi que l'assemblage de l'appareil sur son socle exécuté en plaques de papier bakélisé découpées de telle manière que la serrure, l'électro-aimant à maxima,l'élément thermique, montés entre deux pièces polaires puissent être fabriqués séparément et montés directement sur le socle du disjoncteur la bobine à maxima étant encastrée dans le socle.
Pour augmenter la sécurité de l'isolement du disjoncteur pouvant être ainsi utilisé pour les tensions les plus élevées par exemple 750 volts et pour rendre l'appareil insensible aux influences de l'ambiance humide et de l'air salin on a prévu, d'après l'objet de l'invention, une nouvelle combinaison de chambre de soufflage en stéatite avec le socle formé de p lusieurs plaques en papier bakélisé 71 (Fig. 11 et 12), les plaques étant réunies par un étrier métallique 56.
Cette combinaison permet un montage facile de la bobine à maxima et des câbles de connexion et prises de courant,rendant en même temps le socle incassables La chambre de soufflage se compose d'une partie fixe 72 et d'un couvercle 73.
La partie fixe se terminant par une base 74 encastrée dans la rainure 75 convenablement aménagée dans le socle contient les contacts fixes 13 avec les pare-étincelles 52.
Les pare-étincelles entrent dans une rainure 57 créée par le renforcement des parois de la chambre de soufflage. Les contacts mobiles 12 se terminant par les cornes 51, 53 en forme de couteaux pénétrant eux-
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mêmes dans les rainures créées dans les deux parties extrêmes de la chambre de soufflageo
L'arc qui s'établit entre les deux contacts fixes et mobiles est chassé dans les rainures 57 par 1?influence du champ de soufflage pro- voqué par la bobine 230
Le schéma d'après la figure 16 indique le dispositif de shunt amovible permettant de fabriquer l'appareil pour toutes les intensités nor- malisées avec les mêmes éléments thermiques et les mêmes bobines à maxima.
Pour obtenir facilement les mêmes caractéristiques électriques de shunt in- ductif il est conçu, d'après l'objet de l'invention, de la même bobine que celle de l'électro-aimant de soufflage et de maxima instantané 23. D'autre part, étant donné que le shunt inductif possède une résistance plus élevée que les shunts employés jusqu'à présent dans le calibrage des lames bimé- talliques, le danger de dérèglage de 19 appareil par suite de la variation de la résistance de contact entre les vis de serrage est considérablement réduit.
Dans la fabrication courante il est donc nécessaire de contrôler seulement la résistance interne de l'appareil, c'est-à-dire la résistance de la bobine de l'électro-aimant de soufflage et à maxima de l'intensité et de l'élément thermique 49 exécuté par exemple comme lame bimétallique.
Pour remédier aux petites différences de la résistance interne provenant éventuellement en cours de fabrication, un curseur fixe a été prévu 76 sur la lame bimétallique 49 et fixé définitivement au plancher d'essai.
Supposons par exemple qu'il s'agisse d'intensités normalisées de la manière courante, c'est-à-dire 5, 10, 15, 20,25, 30 ampères; or les disjoncteurs peuvent être munis de lames bimétalliques et de bobinages d'élec- tro-aimant pour (5), (10), et (15) ampères. Pour transformer l'appareil de 5 ampères en 10 ampères il suffit de brancher en parallèle le shunt inductif conçu par la bobine de même dimension que celle du disjoncteur avec une résistance correspondante à la résistance de la lame bimétallique.
Il est aussi possible d'utiliser un fil résistant au lieu de cuivre pour compenser ainsi la résistance ohmique de l'élément thermique.
Ainsi il est possible de concevoir les disjoncteur de 10 à 20 ampères et 15 à 30 ampèreso
Les figures 13, 14 et 15 démontrent l'ensemble d'un disjoncteur bipolaire type tableau d'abonné. Cet appareil est composé de deux éléments monopolaires avec une seule serrure de déclenchement. Pour obtenir le parallélisme exact dans le mouvement des deux contacts mobiles un levier 61 assure d'une manière parfaite cette opération. De plus le ressort plat 10 peut-être remplacé par le ressort spirale comme il est indiqué dans la figure 15. Le shunt inductif 62 est conçu comme un élément amovible étant fixé par deux vis, comme il ressort des figures 13 et 17.
Tandis que les appareils bipolaires peuvent être conçus avec une seule serrure, les appareils tri et tétrapolaires sont munis, d'après l'objet de l'invention, de deux serrures symétriques disposées à côté de l'appareil étant donné leur simplicité (un levier à deux bras avec accrochage), ainsi que le fait que les serrures sont montées sur les flasques de soufflage.
Une entretoise en papier bakélisé 77 est disposée entre chaque pôle du disjoncteur augmentant ainsi la sécurité de l'isolement entre les deux pôles au moment de l'interruption du courant de court-circuit puissants.