Bobine de soufflage magnétique par rotation de l'arc pour élément de contact d'un interrupteur électrique

Description

[0001] La présente invention se réfère a une bobine de soufflage magnétique par rotation de l'arc selon le préambule de la revendication 1. Une telle bobine est connue par exemple à partir du document EP-A-0 019 320. La bobine selon ce document est soudée par une extrémité à la cuvette, alors que son autre extrémité est prolongée vers l'extérieur. La bobine est comprimée et maintenue en place par une bague isolante de haute résistance à la traction, dont le diamètre extérieur est adapté à faible tolérance aux dimensions de la cuvette. Or, il semble difficile d'assurer par une telle bague une fixation mécanique précise d'un bobinage dont les dimensions finales sont susceptibles de varier largement dû aux tolérances de fabrication.

[0002] On connaît en outre par le document EP-A-0 012 048 une bobine de soufflage magnétique qui est insérée sans jeu dans son logement entre une virole interne et une virole externe d'une carcasse.

[0003] Le même problème de la rigidité mécanique de l'ensemble en vue des tolérances notables dans la géométrie de la bobine se pose comme précédemment.

[0004] L'invention vise à fournir des moyens simples et aisés à mettre en oeuvre pour conférer à l'enroulement de la bobine une grande résistance mécanique. Accessoirement, ces moyens permettent d'établir de façon simple et fiable les contacts électriques avec les deux extrémités de l'enroulement. Enfin, la bobine se prête à une réalisation bon marché.

[0005] Ce but est atteint selon l'invention par la bobine telle que caractérisée dans la revendication 1. En ce qui concerne des exemples de réalisation préférés, référence est faite aux revendications secondaires.

[0006] L'invention sera exposée ci-après plus en détail à l'aide d'un exemple non limitatif de réalisation et des figures annexées qui représentent:

• la figure 1, une vue en coupe axiale d'un élément de contact de disjoncteur dans lequel est appliquée la présente invention, et
• la figure 2, une vue de dessous de la bobine de l'élément de contact de la figure 1.

[0007] L'élément de contact de la figure 1, représenté en coupe selon son axe X-X', est généralement de symétrie circulaire. Il est disposé dans un interrupteur à moyenne tension, tel qu'un disjoncteur. Cet appareil comprend, dans une enceinte remplie d'un gaz diélectrique tel que l'hexafluorure de soufre, des moyens pour supporter la partie fixe de l'élément de contact, ainsi que des moyens pour mouvoir et guider la partie mobile de l'élément de contact. Ces moyens sont bien connus dans la technique et ne seront donc pas décrits.

[0008] On décrira d'abord la partie fixe de l'élément de contact qui comprend, de l'extérieur vers l'intérieur, une cuvette 1, en métal conducteur tel que le cuivre, comportant une électrode de raccordement 33, une cuvette intérieure 6, en métal magnétisable tel que l'acier, une bague 9, en métal malléable tel que l'aluminium, un enroulement 23 d'une bande conductrice 8, en clinquant de cuivre, enroulée en même temps qu'une bande isolante 10, par exemple en résine polyester chargée de fibre de verre, un noyau 7, en métal magnétisable tel que l'acier et une vis de fixation 22, également en acier.

[0009] L'extrémité extérieure 14 de la bande conductrice 8 est en contact électrique avec la cuvette 1. Son extrémité intérieure 12 est en contact électrique avec le noyau 7, lequel est également conducteur de l'électricité. Un manchon isolant 11 isole électriquement la vis 22 et le noyau 7 de la cuvette 1. Un écrou 35 est vissé sur l'extrémité de la vis 22. Il porte-sur le manchon isolant 11.

[0010] Le noyau 7 porte, retenu par la vis 22, un disque 21 en métal conducteur, en cuivre par exemple, ou en alliage cuivre-chrome, sur lequel est aménagée une piste d'arc 3, en tungstène ou en alliage cuivre-tungstène. La surface libre de cette piste d'arc est en avant par rapport au chant circulaire 31 de la cuvette 1.

[0011] La partie mobile de l'élément de contact est représentée en position de fermeture, à gauche de l'axe X-X′, et en position d'ouverture, à droite de cet axe. Elle comprend une coupe 2, en métal conducteur tel que du cuivre, dotée d'une butée intérieure 19 et terminée par un chant circulaire 32 destiné à venir en appui contre le chant 31 de la cuvette 1. Cette coupe contient, poussé par un ressort de compression 36, un contact mobile de coupure comprenant une bague de friction 18, un disque mobile 15 enserré par la bague de friction 18 et une piste d'arc 4 semblable à la piste d'arc 3 et en regard de celle-ci. Un conducteur souple 17 connecte le contact mobile de coupure au fond de la coupe 2. Une électrode 37 est connectée à l'extérieur de la coupe 2.

[0012] Dans la position de fermeture (voir à gauche de l'axe X-X′), la coupe et la cuvette sont en contact électrique par leurs chants respectifs 31, 32, ce qui établit le trajet de courant principal entre les électrodes 33 et 37, à faible résistance, court-circuitant la bobine et le contact de coupure.

[0013] Dans la position d'ouverture (voir à droite de l'axe), les contacts sont ouverts et les électrodes 33 et 37 sont isolées l'une de l'autre.

[0014] Pour passer de la position de fermeture à la position d'ouverture, le mécanisme du disjoncteur (non représenté), tire la coupe 2 vers le bas. Dans un premier temps, le contact de coupure reste fermé, alors que la coupe 2 s'écarte de la cuvette 1. Un courant s'établit donc, entre les électrodes 33 et 37, par la cuvette 1, la cuvette interne 6, l'enroulement 23, le noyau 7, le disque 21, les pistes d'arc 3 et 4 toujours en contact l'une avec l'autre, le disque mobile 15, le conducteur 17, la coupe 2 et l'électrode 37.

[0015] Le ressort 36 se détend progressivement, jusqu'à ce que la bague 18 vienne en appui contre la butée 19. A ce moment, le disque 15 s'écarte du disque 21. Un arc s'amorce entre les deux disques. Il maintient le courant dans l'enroulement 23 de la bobine. Celle-ci engendre un champ magnétique circulant dans la cuvette intérieure 6, le noyau 7 et la vis 22, pour se refermer, en 5, sous la forme d'un champ radial possédant une composante perpendiculaire à l'arc amorcé entre les pistes 3 et 4. Comme il est bien connu, cela entraîne un rotation de l'arc le long des pistes 3 et 4 et contribue à l'éteindre, jusqu'à ce que l'écartement des pistes 3 et 4 l'une par rapport à l'autre soit tel que tout courant s'interrompe.

[0016] Les efforts électrodynamiques supportés par la bobine durant le temps où elle est parcourue par un courant de court-circuit sont considérables. Afin que la bobine puisse y résister sans dommage, elle est construite, selon l'invention, d'une façon que l'on va maintenant examiner plus en détail en se référant à la figure 2.

[0017] Sur cette figure qui est une vue de dessous de la cuvette magnétique 6, de l'enroulement, de la bague 9 et du noyau 7, on peut voir que le noyau 7 présente une large fente 41, dans laquelle est engagée l'extrémité intérieure 12 non isolée du conducteur 8 de l'enroulement, ainsi qu'une clavette 16, en forme de coin. A l'extérieur, l'enroulement est enveloppé par une bague 9 également fendue, en 42, et l'extrémité 14 du conducteur 8 est conduite par cette fente de manière à passer par-dessus la bague et à accomplir un tour presque complet sur celle-ci. L'ensemble enroulement et bague est comprimé dans la cuvette 6.

[0018] Pour y parvenir, l'extrémité 12 du conducteur 8 est placée dans la fente 41, la clavette 16 est mise en place, puis le conducteur 8 et la feuille isolante 10 sont enroulés sous tension sur le noyau 7, la vis 22 étant absente. La bague 9 est alors mise en place. L'ensemble est inséré dans la cuvette 6, sous l'effet d'une presse qui appuie sur le fond de la cuvette 6 et sur la bague 9. Cette dernière vient en appui contre la cuvette et est comprimée, se déforme plastiquement et comprime à son tour, d'une part, l'extrémité 14 du conducteur 8 contre la cuvette 6 et, d'autre part, l'enroulement 23 contre le noyau 7. L'extrémité 14 du conducteur 8 est ainsi électriquement connectée à la cuvette 6. L'extrémité 12 du conducteur 8 est écrasée contre la fente 41 et est mise en contact électrique avec le noyau 7.

[0019] La compression radiale ainsi obtenue, combinée avec les caractéristiques de friction de la feuille isolante, permet d'atteindre une tenue mécanique de l'enroulement telle qu'il puisse résister sans déformation aux forces électrodynamiques causées par l'établissement d'un courant très élevé dans la bobine.

Revendications

1. Bobine de soufflage magnétique par rotation de l'arc pour élément de contact d'un interrupteur électrique comprenant notamment une cuvette conductrice de forme cylindrique (1) connectée à une arrivée de courant, un enroulement (8) disposé dans ladite cuvette et dont une extrémité est connectée à ladite cuvette, pour produire un champ magnetique selon l'axe de la cuvette, un noyau conducteur (7) connecté à la seconde extrémité de l'enroulement et situé au centre de l'enroulement, ainsi qu'un contact fixe de coupure, disposé devant la bobine, dans le champ magnétique qu'elle produit et électriquement connecté au noyau, l'enroulement étant constitué d'un conducteur plat, enroulé sur le noyau, sur plusieurs tours, en même temps qu'une feuille isolante, le noyau (7) étant pourvu d'une fente axiale (41) dans laquelle est introduite une clavette (16) afin de connecter électriquement la seconde extrémité (12) de l'enroulement (8) au noyau (7), caractérisé en ce que l'enroulement (8) est entouré d'une bague fendue (9) en métal malléable tel que l'aluminium, la première extrémité (14) de l'enroulement s'engageant dans la fente (42) de la bague (9), l'enroulement (8) et la bague (9) étant comprimés radialement au montage pour pénétrer dans ladite cuvette (1).

2. Bobine de soufflage magnétique conforme à la revendication 1, caractérisée en ce que le conducteur (8) de l'enroulement débute par une partie non isolée (12) introduite dans la fente (41) du noyau (7) et serrée entre ce dernier et la clavette (16), ce qui connecte électriquement l'enroulement au noyau.

3. Bobine de soufflage magnétique conforme à l'une des revendications 1 à 2, caractérisée en ce que ladite feuille isolante est en fibre de verre imprégnée de résine durcissable.

4. Bobine de soufflage magnétique conforme à la revendication 1, caractérisée en ce que le conducteur (8) de l'enroulement se prolonge sans isolant par la fente de la bague fendue (9) et s'enroule sur celle-ci.

5. Bobine de soufflage conforme à la revendication 1, caractérisée en ce que ladite cuvette conductrice comprend intérieurement une cuvette magnétique (6).

6. Bobine de soufflage magnétique conforme à l'une des revendications 1 à 5, caractérisée en ce que le noyau (7) est en acier.

7. Bobine de soufflage magnétique conforme à la revendication 6, caractérisée en ce que le noyau (7) est fixé au fond de la cuvette (6) par une vis (22), un isolant (11) étant prévu pour la traversée de la cuvette par la vis.

8. Bobine de soufflage magnétique conforme à la revendication 7, caractérisée en ce que ledit contact de coupure comprend un disque conducteur (21) porté par le noyau (7) et électriquement et mécaniquement connecté au noyau (7) par la vis (22).

Claims

1. An arc-rotating magnetic blast coil for the contact element of an electric switch, the coil comprising, in particular, a conducting cup (1) which is cylindrical in shape and which is connected to a current inlet, a winding (8) disposed inside the cup to produce a magnetic field along the axis of the cup and having one end connected to the cup, a conducting core (7) connected to the other end of the winding and situated on the center of the winding, and a fixed circuit-breaking contact disposed ahead of the coil within the magnetic field produced thereby and electrically connected to said core, the winding being constituted by means of a flat conductor comprising a plurality of turns wound on the core together with an insulating sheet, the core (7) being provided with an axial slot (41) in which a key (16) is inserted for the purpose of electrically connecting the second end (12) of the conductor (8) to the core (7), characterized in that the winding (8) is surrounded by a split ring (9) made of a malleable metal such as aluminum, the first end (14) of the winding passing through the split (42) of the ring (9), the winding (8) and the ring (9) being compressed radially during manufacture for being fitted into said cup (1).

2. A magnetic blast coil according to claim 1, characterized in that the conductor (8) of the winding begins with a noninsulated portion (12) inserted into the slot (41) of the core (7) and clamped between the core and the key (16), thereby electrically connecting the winding to the core.

3. A magnetic blast coil according to any one of claims 1 to 2, characterized in that the insulating sheet is made of glass fiber impregnated with a hardenable resin.

4. A magnetic blast coil according to claim 1, characterized in that the conductor (8) of the winding extends, without insulation, through the split in the split ring (9) and is wound over the split ring.

5. A magnetic blast coil according to claim 1, characterized in that said conducting cup includes an internal magnetic cup (6).

6. A magnetic blast coil according to one of claims 1 to 5, characterized in that the core (7) is made of steel.

7. A magnetic blast coil according to claim 6, characterized in that the core (7) is fixed to the base of the cup (6) by means of a screw (22) with insulation (11) being provided where the screw passes through the cup.

8. A magnetic blast coil according to claim 7, characterized in that said circuit-breaking contact comprises a conducting disk (21) carried by the core (7) and electrically and mechanically connected to the core (7) by the screw (22).

Ansprüche

1. Magnetische Blasspule aufgrund einer Drehung des Lichtbogens für ein Kontaktelement eines elektrischen Trennschalters, mit insbesondere einem leitenden zylindrischen Gehäuse (1), das mit einem Stromanschluß verbunden ist, einer Wicklung (8), die in dem Gehäuse angeordnet ist und mit einem Ende an das Gehäuse angeschlossen ist, um ein magnetisches Feld in Richtung der Gehäuseachse zu erzeugen, mit einem leitenden Kern (7), der mit dem zweiten Ende der Wicklung verbunden ist und im Zentrum der Wicklung sitzt, sowie mit einem ortsfesten Trennkontakt, der vor der Spule in dem von ihr erzeugten elektrischen Feld liegt und mit dem Kern elektrisch verbunden ist, wobei die Wicklung aus einem flachen Leiter besteht, der auf den Kern in mehreren Windungen gemeinsam mit einer isolierenden Folie aufgewickelt ist und der Kern (7) einen axialen Spalt aufweist, in den ein Klotz (16) eingefügt ist, um das zweite Ende (12) der Wicklung (8) elektrisch an den Kern (7) anzuschließen, dadurch gekennzeichnet, daß die Wicklung (8) von einem gespaltenen Ring (9) aus nachgiebigem Metall wie z.B. Aluminium umgeben ist, wobei das erste Ende (14) der Wicklung durch den Spalt (42) des Rings (9) verläuft und die Wicklung (8) und der Ring (9) bei der Montage komprimiert werden, um in das Gehäuse (1) hineinzugelangen.

2. Magnetische Blasspule nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Leiter (8) der Wicklung mit einem nicht isolierten Teil (12) beginnt, der in den Spalt (41) des Kerns (7) eingefügt ist und zwischen diesem und dem Klotz (16) eingespannt wird, wodurch die Wicklung elektrisch an den Kern angeschlossen wird.

3. Magnetische Blasspule nach einem der Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Isolierfolie aus mit einem härtbaren Harz imprägnierten Glasfasern besteht.

4. Magnetische Blasspule nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Leiter (8) der Wicklung ohne Isolierung durch den Spalt des gespaltenen Rings (9) hindurch verlängert und um diesen gewickelt ist.

5. Blasspule nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das leitende Gehäuse innen ein magnetisches Gehäuse (6) enthält.

6. Magnetische Blasspule nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Kern (7) aus Stahl ist.

7. Magnetische Blasspule nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Kern (7) am Boden des Gehäuses (6) mit einer Schraube (22) befestigt ist, wobei ein Isolierkörper (11) für den Durchgang der Schraube durch das Gehäuse vorgesehen ist.

8. Magnetische Blasspule nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Trennkontakt eine leitende Scheibe (21) aufweist, die vom Kern (7) getragen wird und elektrisch und mechanisch mit dem Kern (7) über die Schraube (22) verbunden ist.

Dessins