|
(11) | EP 0 100 699 A1 |
| (12) | DEMANDE DE BREVET EUROPEEN |
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||
| (54) | Interrupteur électrique multipolaire à basse tension et à haute tenue électrodynamique |
| (57) L'interrupteur est logé dans un boîtier (12) en matériau isolant moulé renfermant
un coulisseau (14) de commutation, équipé d'une pluralité de ponts de contact (16)
çoopé- rant chacun avec une paire de contacts fixes (22, 24) pour engendrer une double
interruption du courant par pôle. Chaque pont (16) comporte deux couteaux (34, 36)
superposés constituant une pince à contacts auto-compensés. Chaque couteau (34, 36) présente une structure divisée à quatre points de contact, comprenant un premier doigt de contact (44) à deux saillies (44A, 44B) latérales encadrant un deuxième doigt de contact (46) juxtaposé au premier. Les quatre points de contacts sont constitués par des bossages (48A, 488; 50A, 50B) respectifs des doigts (44, 46). L'arête (52) d'entrée des contacts fixes (22, 24) possède un profil oblique pour assurer au début de la course d'ouverture la séparation préalable avec les bossages (50A, 50B) du deuxième doigt (46) de chaque couteau (34, 36). Application: interrupteurs pour courants de fortes intensités. |
[0001] L'invention est relative à interrupteur électrique multipolaire à basse tension et à haute tenue électrodynamique, logé dans un boitier en matériau isolant moulé, et comprenant :
- un coulisseau de commutation équipé d'une pluralité de ponts de contact 16 dont le nombre correspond à celui des pôles, chaque pont étant perpendiculaire au coulisseau,
- un mécanisme de manoeuvre du coulisseau entraîné en translation alternée entre les positions d'ouverture et de fermeture,
- une paire de contacts fixes par pôle, agencés aux extrémités internes de deux lames conductrices symétriques par rapport à l'axe de déplacement du coulisseau et prenant appui sur deux faces opposées du boitier,
- chaque pont de contact comportant deux couteaux superposes et parallèles constituant une pince à contacts auto-compensés susceptibles de coopérer avec la paire de contacts fixes pour assurer lors de l'ouverture une double interruption du courant dans le pôle correspondant.
[0002] Un tel interrupteur de l'art antérieur est décrit dans le brevet français N° 1.472.630 dans lequel chaque pont de contact.mobile est constitué par deux conducteurs parallèles en forme de lames de faible épaisseur. Chaque conducteur du pont est parcouru en position de fermeture par la moitié du courant traversant chaque pôle, et présente deux points de contact avec la paire de contacts fixes correspondants. Ce type d'interrupteur est approprié pour les bas calibres, mais pose des problèmes pour des fortes intensités, notamment supérieures à 400 Ampères. Ces problèmes consistent essentiellement en :
- un échauffement important aux points de contact nécessitant une augmentation de la section des lames en cuivre;
- une endurance électrique réduite résultant d'une dégradation rapide des couteaux;
- une fermeture incomplète sur court-circuit due aux efforts électrodynamiques importants (attraction et répulsion) entre les lames du pont.
[0003] L'invention a pour but de remédier à ces inconvénients et de permettre la réalisation d'un interrupteur à haute tenue électrodynamique et à endurance électrique améliorée sans augmenter l'encombrement du boîtier et la course de l'équipage mobile.
[0004] L'interrupteur selon l'invention est caractérisé par le fait que chacun des deux couteaux constitutifs de la pince présente une structure divisée à points de contacts multiples, comprenant un premier doigt de contact doté à ses extrémités opposées de deux saillies latérales, qui encadrent un deuxième doigt de contact juxtaposé au premier, et que les deux saillies du premier doigt sont munies chacune d'un bossage situé dans un même plan horizontal au voisinage d'un autre bossage, disposé à chaque extrémité du deuxième doigt, chaque couteau étant ainsi équipé de quatre points de contacts avec la paire de contacts fixes, ces derniers étant agencés pour provoquer une séparation préalable avec les bossages correspondants du deuxième doigt de chaque couteau, au début de la course d'ouverture de l'interrupteur, et la séparation définitive avec les bossages du premier doigt lors de la course poursuivie du coulisseau vers la position d'ouverture.
[0005] Le dédoublement des points de contact et la répartition du courant nominal dans les doigts de chaque couteau entraînent une diminution de l'échauffement pour une même section de cuivre. Les efforts électrodynamiques par attraction et répulsion sont réduits autorisant une fermeture sur court-circuit et une bonne tenue électrodynamique sans augmenter l'effort moteur du mécanisme de manoeuvre.
[0006] Le deuxième doigt de contact de chaque couteau est en forme de barreau logé à l'intérieur d'un U renversé du premier doigt de contact. L'arête d'entrée de chaque contact fixe possède avantageusement un profil oblique ou une structure à crans décalés dans le sens de déplacement du coulisseau.
[0007] D'autres avantages et caractéristiques ressortiront plus clairement de l'exposé qui va suivre d'un mode de mise en oeuvre de l'invention, donné à titre d'exemple non limitatif et représenté aux dessins annexés, dans lesquels :
- la figure 1 est une vue en coupe transversale selon la ligne I-I de la fig. 2 d'un interrupteur selon l'invention;
- la figure 2 est une vue en plan de la fig. 1;
- la figure 3 montre une'vue éclatée en perspective d'un pont de contact mobile selon l'invention;
- la figure 4 est une vue en plan du pont de la fig. 3, représenté en position assemblée;
- les figures 5 et 6 montrent des vues partielles d'un pôle de la fig. 2 respectivement au début de la course d'ouverture de l'interrupteur, et pendant la phase d'interruption du courant.
[0008] Sur les figures 1 et 2 est représenté un interrupteur 10 multipolaire à haute tenue électrodynamique pour la commande et le sectionnement des circuits à basse tension. L'interrupteur 10 logé dans un boîtier 12 isolant moulé, comporte un équipage mobile formé par un coulisseau 14 de commutation équipé d'une pluralité de ponts de contact 16 parallèles et échelonnés à intervalles réguliers, le nombre de ponts 16 correspondant à celui des pôles de l'interrupteur. Le coulisseau 14 mobile est agencé dans l'axe médian longitudinal du boîtier 12 et est actionné à translation alternée entre les positions d'ouverture et de fermeture par un mécanisme de manoeuvre 18 bidirectionnel à poignée rotative (non représentée). Le mécanisme 18 accouple au coulisseau 14 est doté d'un système classique à genouillère 20 à passage brusque de point mort engendrant une vitesse optimale d'ouverture et de fermeture des contacts.
[0009] A chaque pôle est associé un pont de contact 16 perpendiculaire au coulisseau 14, et coopérant avec une paire de contacts fixes 22, 24 espacés et symétriques par rapport à l'axe médian longitudinal. Chaque paire de contacts fixes 22, 24 est agencée aux extrémités internes de deux lames 26, 28 conductrices prenant appui sur deux faces parallèles opposées du boîtier 12 isolant. Les extrémités externes des - lames 26, 28 servent de plages de raccordement 30, 32 du pôle correspondant. La totalité des lames 26, 28 de support des contacts fixes 22, 24 de tous les pôles se trouve dans un même plan parallèle au fond du boîtier 12, et est répartie selon deux rangées identiques disposées de part et d'autre de l'axe du coulisseau 14. Les ponts de contacts 16 du coulisseau 14 sont tous identiques entre eux et un seul sera décrit en détail par la suite. Chaque pont 16 est du type à contacts auto-compensés comprenant une paire de couteaux 34, 36 rapprochés et parallèles l'un à l'autre en s'étendant perpendiculairement à la direction longitudinale de déplacement du coulisseau 14. La paire de couteaux 34, 36 en matériau conducteur, constitue une pince en forme de double lyre susceptible d'enserrer les deux contacts fixes 22, 24 espacés du pôle correspondant lors du déplacement rectiligne du coulisseau 14 vers la position de fermeture. Un dispositif de maintien 38 des deux couteaux 34, 36 est agencé dans la zone médiane du pont 16, et coopère avec des moyens élastiques, notamment des ressorts 40, pour assurer une pression de contact convenable.
[0010] Le fonctionnement d'un tel interrupteur est bien connu des spécialistes et il suffit de rappeler que l'actionnement par le mécanisme 18 du coulisseau 14 vers la position d'ouverture engendre une double interruption du courant par pôle. L'extinction des deux arcs en série est facilitée au moyen d'une chambre d'extinction par intervalle de coupure, chaque chambre comprenant au moins une ou deux tôles 42 métalliques de désionisation de l'arc. La pression de contact normalement assurée par les moyens élastiques est renforcée en cas de court-circuit grâce au phénomène d'auto-compensation dû à l'attraction électrodynamique s'exerçant entre les contacts à couteaux 34, 36 parallèles du pont 16 parcourus par des courants de même sens, l'intensité du courant dans chaque couteau étant égale à la moitié du courant total traversant le pôle correspondant.
[0011] Selon l'invention, chacun des deux couteaux 34, 36 constitutifs de la pince comprend une structure divisée à points de contacts multiples, équipée d'un premier doigt de contact 44 extérieur à saillies 44A, 448, l'ensemble étant conformé en U renversé à l'intérieur duquel est logé un deuxième doigt de contact 46 interne juxtaposé en forme de barreau (fig. 3 et 4). Les extrémités opposées des deux doigts de contact 44, 46 de chaque couteau sont taillées en chanfrein de manière à constituer quatre bossages 48A, 488; 50A, 50B, dont les faces de contact sont situées dans un même plan. Les deux bossages 48A, 48B du doigt de contact 44 extérieur appartenant au couteau 34 supérieur sont disposés en face des bossages conjugués 48A, 48B du doigt de contact 44 extérieur appartenant au couteau.36 inférieur. Il en est de même pour les autres bossages 50A,508 respectifs des deux doigts de contact 46 internes des couteaux 34, 36. Chaque pont de contact 16 mobile présente en position de fermeture de l'interrupteur, huit points de contact avec la paire de contacts fixes 22, 24 du pôle correspondant. L'écartement vertical ménagé entre les bossages respectifs des deux couteaux supérieur et inférieur 34, 36, correspond sensiblement à l'épaisseur des contacts fixes 22, 24. En position de fermeture, ces derniers sont pris en sandwich entre les bossages des deux couteaux 34, 36, et chaque contact fixe 22, 24 présente une arête 52 d'entrée oblique taillée en biseau .
[0012] Les parties centrales planes des deux couteaux 34, 36·ldu pont 16 sont serrées l'une contre l'autre par le dispositif 38 avec interposition d'un élément isolant 54 assurant la répartition du courant dans les deux couteaux. Le dispositif de maintien 38 des couteaux 34, 36 comporte une paire d'organes de serrage 56, 58 pourvu chacun de deux lames 60, 62 support comprenant deux ergots d'accrochage 64, 66 repliés à angle droit en sens inverse et prenant appui sur la base du couteau inférieur 36, l'un 64 sur le doigt de contact interne 46, et l'autre 66 sur le doigt de contact externe 44. Les lames 60, 62 traversent verticalement des ouvertures 68 alignées ménagées dans les couteaux 34, 36 au niveau du plan de séparation des doigts de contacts 44, 46. A l'opposé des ergots 64, 66, les lames 60, 62 sont équipées de tenons 70 coopérant avec des rondelles 72 d'arrêt. A chaque organe de serrage 56, 58 est associé un ressort de compression 40 intercalé entre la rondelle 72 d'arrêt et la face supérieure du couteau 34 à l'opposé des contacts à bossages. On remarque que le ressort de pression de contact 40 repose par l'intermédiaire d'une rondelle 72a sur les deux doigts de contact 44, 46 juxtaposés constitutifs du couteau 34 supérieur.
[0013] La présence des huit points de contact par pôle permet une réduction de l'échauffement de l'interrupteur en fonctionnement nominal et autorise de ce fait une augmentation de calibre en utilisant la même section de cuivre pour les organes de contact. L'endurance électrique de l'interrupteur est également améliorée grâce à la conception des couteaux 34, 36 et à la forme oblique de l'arête d'entrée 52 des contacts fixes 22, 24. Au début de la course d'ouverture (selon le sens de la flèche F) du coulisseau 14 s'opère en premier lieu la séparation des contacts fixes 22, 24 avec les bossages 50A, 50B correspondants des doigts de contact internes 46 superposés des couteaux 34 et 36 (fig. 5). L'arête 52 des contacts fixes 22, 24 reste en contact avec les autres bossages 48A, 48B des doigts de contact 44 extérieurs. La séparation intervient ultérieurement lors de la course poursuivie du coulisseau 14 vers la position d'ouverture, et il en résulte deux arcs tirés respectivement entre les bossages 48A, 48B des doigts extérieurs 44 et les contacts fixes 22, 24 (fig. 6). La présence des tôles 42 de désionisation assure une extinction rapide des arcs. On remarque que les deux doigts de contacts 46 internes des couteaux 34, 36 servent uniquement au passage d'une partie du courant nominal en position de fermeture de l'interrupteur, mais ne sont pas concernés par la coupure lors de l'ouverture de l'appareil.
- un coulisseau (14) de commutation équipé d'une pluralité de ponts de contact (16) dont le nombre correspond à celui des pôles, chaque pont (16) étant perpendiculaire au coulisseau (14),
- un mécanisme de manoeuvre (18) du coulisseau (14) entral- né en translation alternée entre les positions d'ouverture et de fermeture,
- une paire de contacts fixes (22, 24) par pôle, agencés aux extrémités internes de deux lames conductrices (26,28) symétriques par rapport à l'axe de déplacement du coulisseau (14) et prenant appui sur deux faces opposées du boitier (12),
- chaque pont de contact (16) comportant deux couteaux (34, 36) superposés et parallèles constituant une pince à contacts auto-compensés susceptibles de coopérer avec la paire de contacts fixes (22, 24) pour assurer lors de l'ouverture une double interruption du courant dans le pôle correspondant, caractérisé par le fait que chacun des deux couteaux (34, 36) constitutifs de la pince présente une structure divisée à points de contacts multiples, comprenant un premier doigt de contact (44) doté à ses extrémités opposées de deux saillies (44A, 44B) latérales, qui encadrent un deuxième doigt de contact (46) juxtaposé au premier et que les deux saillies (44A, 44B) du premier doigt (44) sont munies chacune d'un bossage (48A, 48B) situé dans un même plan horizontal au voisinage d'un autre bossage (50A, 508) disposé à chaque extrémité du deuxième doigt (46), chaque couteau (34, 36) étant ainsi équipé de quatre points de contacts avec la paire de contacts fixes (22, 24), ces derniers étant agencés pour provoquer une séparation préalable avec les bossages (50A, 50B) correspondants du deuxième doigt (46) de chaque couteau (34,36), au début de la course d'ouverture de l'interrupteur, et la séparation définitive avec les bossages (48A, 48B) du premier doigt (44) lors de la course poursuivie du coulisseau (14) vers la position d'ouverture.