Brevet FR2030198A1 — publié le 19701030

La présente invention se rapporte d'une façon générale à des appareils de commande de circuits électriques et elle a trait plus particulièrement à un bras porte-contact pour interrupteurs, disjoncteurs et appareils similaires. 5 Dans les réalisations connues, des bras porte-contact d'ap pareils tels que des disjoncteurs comprennent classiquement une plaquette formée d'une matière de conductivité relativement grande et portant sur un bord un contact. la plaquette conductrice est orientée à peu près perpendiculairement aux surfaces de contact se 10 touchant dans la position de fermeture de circuit en vue de mieux résister aux forces élevées de .compression qui sont exercées en cours de fonctionnement. Malheureusement, les bras porte-contact présentent intrinsèquement une faiblesse structurale résultant de l'utilisation de métaux de haute conductivité électrique. En con-15 séquence, on est obligé d'augmenter la section de ces pièces au delà de la dimension nécessaire pour conduire le courant passant dans 1*interrupteur ou le disjoncteur. Ceci augmente évidemment inutilement le prix de revient de l'appareil puisque des métaux de haute conductivité (tels que le cuivre) sont comparativement coû-20 teux. En outre, un inconvénient des bras de types connus est que le montage du contact sur un bord de la plaquette est difficile à réaliser. Ceci s'explique par le fait que le soudage de contacts sur des supports métalliques est exécuté de la meilleure façon possi-25 ble dans un ensemble comportant deux surfaces planes relativement grandes placées en regard l'une de l'autre et pouvant être appliquées l'une contre l'autre par des électrodes opposées d'une machine de soudage pendant le processus de soudage. Dans les bras de contact connus du type précité, un bord de la plaquette formant 30 support constitue l'une des deux surfaces opposées qui doivent être appliquées l'une contre l'autre par les électrodes de soudage. Ceci augmente la durée de 1'opération de soudage et il se produit en outre un nombre plus élevé de défauts dans la soudure. En outre, la zone de contact relativement petite entre le 35 bord de la plaquette et la face arrière plane du contact des bras de types connus ne permet pas d'obtenir un parcours correct du courant ni une bonne dissipation de la chaleur produite entre les contacts dans la position de fermeture de circuit. En plus des problèmes précités, le processus de soudage, com-40 me cela est bien connu, produit un échauffement intense des pièces 70 02785 2 2030198 r à souder et il en résulte un ramollissement ou un "recuit1* du support par le soudage. Ceci affaiblit le support précisément dans la zone qui doit être résistante, c'est à dire où une force est exercée par application des contacts l'un contre l'autre dans la 5 position de fermeture. En conséquence, l'invention a pour but général de réaliser un bras porte-contact mobile pour appareil s de commande de circuits du type décrit, ce bras utilisant un minimum de matière de haute conductivité électrique et relativement coûteuse. 10 L'invention a également pour but de réaliser un bras porte- contact mobile, comportant un élément de fixation du contact sur le bras qui se prête commodément à l'utilisation de procédés et de machines classiques de soudage. L'invention a également pour but de réaliser un bras porte-15 contact mobile, qui présente une bonne conductivité thermique, qui assure une bonne dissipation de la chaleur à partir du contact mobile et qui utilise néanmoins un minimum de matière de haute conductivité et relativement coûteuse. L'invention a également pour but de réaliser un bras porte-20 contact mobile pour interrupteurs ou disjoncteurs électriques, dans lequel on utilise un minimum de matières de haute conductivité électrique et relativement coûteuses et qui comporte une partie de fixation d'un contact par soudage, qui est suffisamment large et plane dais une direction parallèle à la surface arrière du con-25 tact à fixer et qui donne la résistance structurale nécessaire à l'ensemble. L'invention a également pour but de fournir un bras porte-contact du type comportant un support de contact muni d'une partie d'appui de contact formée d'une matière de conductivité relative-30 ment élevée et sur laquelle le contact est fixé par soudage, le bras étant agencé de manière qu'un ramollissement ou un affaiblissement de la partie d'appui de contact pendant l'opération de soudage n'altère pas la résistance structurale imposée au bras. L'invention a également pour but de réaliser un bras porte-35 contact qui est formé d'un métal composite présentant une grande résistance mécanique, une bonne durée de service et des caractéristiques d'utilisation appropriées. L'invention a également pour but de réaliser un interrupteur ou disjoncteur comprenant un bras porte-contact de structure com-40 posite, comprenant une quantité minimale de matière de haute con- W02785 3 2030198 ductivité et relativement coûteuse qui est associée à une matière de haute résistance, de faible conductivité et relativement peu coûteuse et dans lequel la partie de haute conductivité est disposée et agencée"pour protéger le corps principal formé de la 5 matière de faible conductivité contre l'action directe d'un arc éclatant entre les contacts. Suivant l'invention, ce problème est résolu dans un disjoncteur électrique du type décrit comprenant m bras porte-contact mobile comportant un support de contact de profil allongé, monté 10 de manière à pivoter entre une position d'ouverture et une position de fermeture de circuit et comportant une lame conductrice orientée sensiblement perpendiculairement au plan de déplacement du support de contact. Ledit support est un élément composite comprenant "une lame conductrice de courant en forme de plaque qui t5 porte le contact à une extrémité de sa grande face et un support structuralement résistant et faisant saillie de la lame dans une direction sensiblement perpendiculaire. On a décrit ci-dessous et illustré -schématiquement aux dessins annexés des exemples de réalisation de disjoncteurs suivant 20 l'invention. La fig.1 est une vue en élévation latérale d'un disjoncteur, en partie arrachée et en partie en coupe, montrant un mode de réalisation du bras porte-contact suivant l'invention dans sa position de fermeture de circuit, la position d'ouverture de circuit étant 25 indiquée en traits mixtes. La fig.2 est une vue en plan partielle montrant seulement le bras porte-contact de la fig.1. La fig.3 est une vue en perspective éclatée du bras porte-contact de la fig.2. 30 La fig.4 est une coupe du support de contact du bras, montrant un mode de fixation de l'élément d'appui sur la lame conductrice. La fig.5 est une vue en élévation latérale d'un autre mode de réalisation d'un support de contact suivant 1'invention. En référence aux dessins où des références identiques désignent 35 des parties identiques, l'invention a été représentée sur la fig.1 comme étant incorporée à un disjoncteur électrique multipolaire comprenant un boîtier isolant formé d'un socle 10 sensiblement rectangulaire et d'un capot 12 fixé sur ce dernier. Un bouton marche-arrêt 14 actionné manuellement dépasse du capot 12 et est 40 relié par un mécanisme d'actionnement approprié, tel que la trin- 70 02785 4 2030198 glerie à genouillère à action brusque 16 entraînée -par ressort (et représentée en trait mixte) à chaque bras porte-contact 20 du disjoncteur. Comme le montre la fig.1, le bras 20. est monté à l'intérieur du boîtier isolant de façon à être déplacé entre la 5 position de fermeture de circuit représentée en trait plein et la position d'ouverture de circuit représentée en trait mixte. Une barrette de borne 22 associée à une borne d'entrée du disjoncteur est fixée sur le socle 10 du boîtier et elle porte à une extrémité un contact fixe 24. Les bras.porte-contacts 20 10 mobiles sont déplaçables à l'unisson par la tringlerie d'action-nement 16 par l'intermédiaire d'une traverse de contact commune 26 qui est orientée transversalement au boîtier et qui constitue un axe commun de pivotement. Un conducteur flexible ou tresse 28 est relié à chaque bras porte-contact 20 et est associé à taie borne 15 de sortie située à l'extrémité opposée du disjoncteur de manière à fermer le circuit. Lors d'un déplacement du bouton 14 de commande manuelle dans sa position "arrêt", la tringlerie d'actionnement 16 déplace le bras porte-contact pivotant 20 dans la position représentée en trait mixte sur la fig.1, en ouvrant ainsi le circuit 20 et en empêchant le passage d'un courant. Inversement, lors d'un déplacement du bouton 14 dans sa position "marche" représentée sur la fig.1f le bras 20 est rapidement tourné dans le sens des aiguilles d'une montre, en regardant la fig.1} de manière à appliquer étroitement le contact mobile 32 porté par le bras 20 contre le 25 contact fixe 24 porté par la barrette 22. Lorsqu'il se produit un courant d'une intensité anormalement élevée dans le circuit commandé par lè disjoncteur, un dispositif de déclenchement, non-représenté et qui peut être du type thermique, magnétique ou bien d'un type combiné, est actionné de façon 30 à déplacer la tringlerie 16 d'une distance suffisante pour actionner un mécanisme à action brusque et faire tourner le bras 20 dans le sens contraire des aiguilles d'une montre jusque dans sa position d'ouverture de circuit. Lors de l'élimination de la cause de surintensité, le disjoncteur peut être réenclenché manuellement 35 par actionnement du bouton 14 dans la position "arrêt". Suivant l'invention, le bras pivotant 20 comprend un organe d'actionnement de contact 34 fixé sur la traverse commune 26 et un porte-contact composite comportant une lame conductrice 38 et un support 40 monté à rotation sur l'organe d'actionnement 34 à 40 l'aide d'un pivot 42. Ltorgane d'actionnement de contact 34, visi 7002785 5 2030198 ble sur la fig.3» est une pièce en forme de U qui comporte une âme à peu près plane 44 s*appuyant contre une surface plane 46 de l'embout carré 48 de la traverse et deux ailes opposées 52 munies de trous carrés alignés 54 partant de leurs zones de jonction avec 5 l'âme 44 en vue de recevoir la traverse commune 26. Comme indiqué sur les fig.1 et 2, l'âme 44 est maintenue dans une position fixe par rapport à la traverse commune 26 à l'aide de l'étrier 56 dont les pattes 58 sont engagées dans des trous 50 ménagés dans l'âme 44 et sont rabattues sur sa surface extérieure en vue d'assurer 10 1*assemblage désiré. Les ailes parallèles et espacées 52 de l'organe d'actionnement de contact 34 sont chacune munies de pattes 60 dirigées vers l'avant, orientées parallèlement et espacées d'une distance approximativement égale à la largeur du support 40. De cette manière, les pattes 60, qui sont munies de trous 62 alignés 15 de façon à recevoir le pivot 42, maintiennent solidement entre elles le porte-contact de façon qu'il puisse exécuter un mouvement limité de pivotement, comme cela sera précisé dans la suite. La lame conductrice 38 du bras 20 est une bande ou barre de profil allongé, de section rectangulaire, formée de cuivre ou d' 20 une autre matière conductrice appropriée et à une extrémité de laquelle est fixé le contact mobile 32. Suivant une caractéristique avantageuse de l'invention, la lame 38 est montée de manière que son plan soit orienté à peu près perpendiculairement au plan de déplacement du bras de contact entre ses positions d'ouverture 25 et de fermeture de circuit. Plus particulièrement, la face inférieure large de la lame conductrice 38 est dirigée vers la zone d'éclatement d'arc du disjoncteur de manière que la partie 36 de la face plane de lame qui porte le contact 32 soit située en regard de la barrette 22 et du contact fixe 24 monté sur cette der-30 nière. Comme indiqué plus haut, la lame 38 est de préférence une barre ou bande plane de cuivre qui présente d'excellentes propriétés de conduction de courant et qui a une longueur suffisante pour permettre la fixation solide de la tresse conductrice flexible 28 reliant le contact mobile 32 à la borne de sortie du disjoncteur^ 35 Le support 40 du porte-contact composite en métal est une plaque rectangulaire plane qui est formée d'une matière rigide et de haute résistance telle que de l'acier. Le support 40 est orien-té à peu près perpendiculairement à la lame conductrice 38 de façon que son bord inférieur longitudinal 64 s'appuie sur la face su-40 périeure large 66 de la lame en donnant une section droite en forme 70 02785 6 2030198 de T au porte-contact, comme le montre la fig.4. Deux pattes de fixation 68, dirigées vers le bas partent du bord longitudinal 64, sont engagées dans des trous centraux 70 ménagés dans la lame 38 en vue d'assurer l'assemblage solide de ces éléments lorsqu'ils 5 sont disposés de la manière indiquée sur la fig.4. le support 40 est en outre muni d'un trou central 72 destiné à recevoir le pivot 42 et à faciliter l'établissement de la liaison d'articulation avec l'organe d'actionnement 34 du bras porte-contact. En conséquence, le support vertical 40 constitue un élément d'appui robus-10 te et durable pour la lame conductrice 38 et il donne à l'ensemble la résistance et la durée de service nécessaires pour fonctionner sans incidents pendant une période prolongée. Bien que le porte-contact soit monté à rotation sur son organe d'actionnement 34, son mouvement de pivotement est limité. Par 15 exemple, lorsque le dis joncteur est complètement assemblé, le bras porte-contact 20 étant monté sur la traverse 26, une rotation dans le sens des aiguilles d'une montre du porte-contact lorsque les éléments sont dans la position d'ouverture de circuit eat limitée par l'entrée en contact d'une partie pointue 74 du support 40 avec 20 l'étrier 56. En outre, une rotation dans le sens contraire des aiguilles d'une montre, en regardant la fig.1, est limitée par un ressort filaire 76 maintenu par l'organe d'actionnement 34 et par le pivot 42 en contact avec le bord longitudinal supérieur 78 du support 40. Gomme le montre la fig.1, le ressort 76 passe en des-25 sous du pivot 42 et s'appuie à l'intérieur de ses gorges de blocage 82 tandis que les extrémités libres 80 du ressort sont maintenues dans les trous latéraux 84 de l'organe d'actionnement 34. En conséquence, lorsque le mécanisme à action brusque entraîne le bras porte-contact 20 dans le sens des aiguilles d'une montre en direc-30 tion de la position de fermeture de circuit et applique le contact mobile 32 contre le contact fixe 24, le ressort 76 ne permet qu' une rotation limitée dans le sens contraire des aiguilles d'une montre de la lame conductrice 38 et du support 40. En conséquence, le mouvement de rotation dans le sens des aiguilles d'une montre 35 de la traverse commune 26 au delà de l'angle nécessaire pour faire toucher les contacts provoque une charge du ressort 76 et applique intégralement et sous pression les contacts l'un contre l'autre dans leur position de fermeture de circuit, la résistance électrique de contact étant réduite au minimum. 70: D2785 7 2030198 le support 40 du "bras porte-contact est également muni d'un nez 86 faisant saillie vers l'avant et formant avantageusement une ~ pointe 88 appropriée pour servir de pare-étincelles pour le bras 20. Comme indiqué sur la fig.5, le nez peut avoir une autre dispo-5 sition. Dans ce dernier mode de réalisation, le nez 90 s'étend en dessous de la partie plane 36 de la surface inférieure de l'âme tournée vers la barrette de "borne 22. Comme cela a été précisé plus haut, l'invention permet d'obtenir un bras porte-contact métallique composite qui présente des 10 caractéristiques améliorées de coupures de courant élevées de court-circuit. l'ensemble est formé d'une lame conductrice de courant orientée de façon que sa grande face plane soit dirigée vers la zone d'éclatement d'arc du disjoncteur et un élément d'appui structurale ment résistant et donnant une rigidité et une durée de 15 service accrues à l'ensemble, la section droite en forme de T du bras de contact permet d'obtenir non seulement les caractéristiques souhaitées de résistance et de conductivité électrique mais également d'obtenir un très bon effet de dissipation de chaleur sur la grande surface conductrice présentée à l'arc pendant l'opé-20 ration de coupure de courant. En outre,-un avantage important de la section droite en T est que la partie de grandes dimensions de la lame 38 protège le support 40, qui est formé de préférence d' une matière de haute résistance mais de faible conductivité, contre l'action d'un arc éclatant entre les contacts.. En conséquence, 25 comme indiqué précédemment, la lame 38 est de préférence constituée de cuivre ou d'un alliage de cuivre tandis que la partie 40 est formée de préférence d'acier ou d'un alliage d'acier. Dans le mode de réalisation de la fig.5, la partie 40 est prolongée de façon à former tin pare-étincelles 90 mais un endommagement de cet-30 te partie, par exemple sous l'effet d'une érosion due à des éclatements d'arc, n'altère pas la fonction de la partie 40 comme élément résistant ou de renforcement. 70 02785 8 2030198 . REVENDICATIONS . 1. Dis joncteur comprenant un boîtier, contenant un premier et un second contact, agencés pour se toucher par des surfaces 5 appropriées, un bras mobile portant le second contact de manière à l'appliquer contre et à l'écarter du premier contact, et un mécanisme d'entraînement dudit bras, disjoncteur caractérisé en ce que le bras comprend un porte-contact composite comportant une lame conductrice en forme de plaquette et un élément d'appui de la 10 lame en contact étroit avec celle-ci, ladite lame comportant une zone superficielle placée en regard du premier, contact pendant que les contacts se touchent. 2. Disjoncteur suivant la revendication 1, caractérisé en ce que la lame conductrice est une bande de forme rectangulaire, 15 comportant une surface inférieure comprenant ladite zone superficielle sur laquelle le contact est fixé dans une" position adjacente à une extrémité de la lame, en ce que l'élément d'appui comporte un bord longitudinal appliqué contre et fixé sur la lame et une partie formant pare-étincelles et adjacente audit contact. 20 3. Disjoncteur suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le bras porte-contact se déplace en suivant un parcours compris entre une position d'ouverture et une position de fermeture de circuit, et en ce que ladite lame conductrice est orientée à peu près perpendiculairement au plan de déplacement dudit bras. 25 4» Disjoncteur suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le porte-contact a une section droite sensiblement en forme de T et en ce que le bras comprend un organe d'actionnement de contact supportant le porte-contact de manière à permettre tin mouvement relatif limité de ce dernier* 30 5. Disjoncteur suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le bras porte-contact comporte un organe d'actionnement de contact supportant le porte-contact de manière qu'il puisse exécuter un mouvement limité dans la direction d'établissement de contact et un élément de poussée associé à l'organe d'actionnement 35 de manière à entraîner le porte-contact dans ladite direction.