Brevet FR2272782A1 — publié le 19751226

La présente invention concerne, en premier lieu, une cartouche de coupe-circuit BT à haut pouvoir de coupure, dont les lames de contact sont fixées sur des plaques frontales de l'élément fusible. L'ensemble des éléments de contact, constitué par la lame de contact et la plaque frontale, doit résister à de fortes sollicitations électriques et mécaniques. Ainsi doit-il pouvoir supporter les intensités de courant qui interviennent lorsque des arcs de rupture se produisent dans l'élément fusible. Etant donné que les lames de contact subissent une forte pression de contact lors de l'introduction, et que des efforts de cisaillement interviennent, dans le cas des plaques frontales, lors du remplacement et de la mise en place des cartouches de coupe-circuit, la jonction subit-elle aussi de fortes sollicitations mécaniques. Les charges maximales se produisent pendant les manoeuvres de commutation dans les sectionneurs à fusibles pour coupure en charge C'est habituellement par soudure ou brasure que l'on réalise l'ensemble des éléments de contact, constitué par la lame de contact et la plaque frontale, lesquelles sont généralement en alliage de cuivre.Etant donné qutil est nécessaire de soumettre la surface à un post-traitement d'amélioration par galvanoplastie, il faut s'assurer que la soudure ou brasure est#exempte de fissures. Faute de quoi, la jonction n'est pas suffisamment solide et il faut s'attendre à une attaque corrosive ultérieure dans les fissures, attaque déclenchée par les résidus de sels de l'électrolyte ou du bain électrolytique, lorsque l'humidité y pénètre pendant le transport. Cette technique usuelle de réalisation des jonctions présente, en outre, l'inconvénient de nécessiter l'installation de systèmes d'aspiration (exhausteurs) pour que le personnel ne soit pas inco#mmodé par des gaz et des vapeurs. D'après une autre technique connue, ensemble des éléments de contact est réalisé en une seule pièce par estampage à chaud Cependant, non seulement ces procédés sont très coûteux, mais, en raison du traitement à chaud qu'elles ont subi, les lames de contact et les plaques frontales perdent, de plus, une grande partie de la dureté de leur matière première et, de ce fait, de leur résistance à la déformation. Pour éviter les inc nvénients décrits, on a, en outre, déjà suggéré de renforcer le matériau et de prévoir d'autres dispositions, telles que des nervures ou des bords rabattus. Cependant, de telles dispositions entraînent toujours une augmentation du coût et consomment beaucoup de matière première. L'ensemble des éléments de construction étant préalablement exposé à la chaleur, il est aussi généralement nécessaire de rajuster ou de redresser les pièces ou de procéder à une consolidation de la structure par post-martelage mécanique. L'objet de la présente invention est de mettre au point un procédé de jonction mécanique de pièces façonnées en alliage de cuivre, telles que les lames de contact et les plaques frontales de cartouches de coupe-circuit BG à haut pouvoir de coupure, procédé qui permette d'éviter les inconvénients décrits et qui fournisse un ensemble d'éléments de contact simple, stable, résistant au vieillissement et présentant une bonne conductivité électrique. Dans le cas d'une cartouche de coupe-circuit BT à haut pouvoir de coupure, la solution de ce problème consiste, selon la présente invention, à munir les plaques frontales ou les lames de contact d'éminences en forme de boutons, dans la zone de fixation , et à argenter au moins celles-ci et la zone de contact en regard,une jonction se produisant par soudure lors du passage du courant. Sur le plan général, la solution du problème posé consiste en un procédé caractérisé en ce que,# dans la zone de la jonction, une pièce façonnée au moins présente des éminences en forme de boutons, en ce que les deux pièces façonnées sont argentées dans la zone de la jonction, et en ce que l'on réunit par soudure les pièces façonnées posées l'une contre l'autre, en y faisant passer le courant. Cette jonction par soudage électrique dans la zone des éminences en forme de boutons, qui peuvent aussi avoir la forme de bourrelets annulaires, produit un échauffement de courte durée dans une zone étroitement limitée, de faible volume, de sorte que la résistance et la tenue à la déformation des pièces ainsi réunies restent pleinement intactes. Il s'est avéré que l'argenture empêche les éclaboussures de particules métalliques à l'état liquide, qui pourraient autrement se produire dans les zones de passage du courant. Etant donné qu'aucun gauchissement n'est à craindre- et qu'aucune perte de matière ne se produit, on peut conférer des parois minces aux pièces façonnées à assembler. Cet avantage est particulièrement important dans le cas de pièces façonnées présentant des épaisseurs inégales à l'endroit où doit se faire la jonction.En raison de la conception particulière de l'assemblage, on peut dans une large mesure, mécaniser la réalisation de la jonction décrite, ou notamment la fabrication d'une cartouche de coupecircuit 3T à haut pouvoir de coupure avec de tels éléments de construction. Ceci est particulArement ava#tageux pour la fabrication de cartouches de coupe-circuit avec deux coquilles de coffret en matière moulée, car les étroites tolérances, impérativement imposées pour le profil de la lame de contact et de la plaque de contact, peuvent autre respectées sans retouches postérieures, rendant ainsi inutiles les joints d'amiante qui seraient autrement usité pour le coffret-du coupe-circuit. La présente invention est expliquée plus en détail à l'aide de la description de modes de réalisation pris comme exemples, mais non limitatifs, et illustrés par le dessin annexé, sur lequel la figure 1 est une vue latérale d'une cartouche de coupe-circuit 3T à haut pouvoir de coupure, sur laquelle les détails essentiels sont représentés à une échelle excessivement grande la figure 2 représente une plaque frontale de ltélément fusible d'une cartouche de coupe-circuit BT à haut pouvoir de coupure la figure 3 est une vue en coupe de la plaqu#e frontale selon la figure 2 la figure 4 représente cette plaque en vue latérale la figure 5 représente une autre plaque frontale, qui est représentée en vue latérale selon une coupe centrale sur la figure 6 la figure 7 est une représentation globale schématique d'un dispositif destiné à réaliser la Jonction par soudage de deux pièces façonnées, qui peuvent être la lame de contact et la plaque frontale d'une cartouche de coupe-circuit la figure 8 est une représentation globale schématique d'une installation destinée à la mise en oeuvre du procédé selon la présente invention. La cartouche de coupe-circuit BT à haut pouvoir de coupure, selon la figure 1, présente sur les faces frontales du coffret 1, des plaques frontales 3 et des lames de contact 4 reliées à celles-ci. Dans l'exemple de réalisation considéré, les plaques frontales 3 comportent des éminences en forme de boutons 5, qui, par l'intermédiaire d'une couche-d'argent 6 recouvrant l'éminence en forme de bouton et au moins la zone de contact, en regard, de la lame de contact 4, sont réunies à cette dernière par une jonction par soudure réalisée par le passage du courant. Les pièces façonnées, qui-, dans l'exemple de réalisation de la figure 1, sont constituées par la plaque frontale 3 et la lame de contact 4, sont réalisées en alliages de cuivre, en particulier en laiton ou en bronze.Lors de l'exécution de la soudure de jonction, les éminences 5,.en forme de boutons, représentées à une échelle excessivement grandes sur la figure 1, subissent des pertes de matière suffisantes pour que le contact entre les lames de contact 4 et les plaques frontales 3 soit assuré par l'ajustement de leurs formes. La jonction mécanique est réalisée par l'-intermédiaire des soudures, qui ne sont plus visibles à 11 oeil nu. En micrographie, on peut nettement voir la technique d!exécution particulière de la jonction. L'argenture bilatérale des zones de contact garantit l'absence de zones d'oxydation qui pourraient se traduire par des soudures non uniformes ou irrégulières,-et donc défectueuses.Si l'on admet une augmentation du risque de rebut, on peut évidemment se contenter aussi d'une argenture unilatérale.- La plaque frontale 3 de la figure 2 présente deux éminences en forme de boutons 5, réalisées par un procédé d'estampage. Leur forme particulière est visible sur la figure 3, qui est une coupe suivant III-III de la figure 2 Le bord supérieur des éminences en forme de boutons 5 fait saillie d'environ un demi millimètre de la surface de la plaque frontale. Le diamètre de l'éminence en forme de bouton peut être d'environ deux millimètres, et l'on choisit aussi grand que possible l'écart entre les boutons. Ces-surfaces de contact relativement petites suffisent pour établir une solide Jonction entre une lame de contact et la plaque frontale. Dans la plaque frontale 3 de la figure 5, représentant la pièce à façonner, on réalise des éminences en forme de boutons par empreinte avec un outil présentant une surface d'estampage ou de matriçage sphérique. Il s'est avéré, dans la pratique, que de telles éminences sphériques en forme de boutons 5 assurent, elles aussi, de façon surprenante, sans surface de contact plane, une tenue aussi solide qu'une surface plane. La figure 7 représente le schéma simplifié d'un dispositif permettant la réalisation d'une jonction par soudure. La plaque frontale 3 et une lame de contact 4 sont serrées entre deux électrodes à grande surface 7 branchées sur la génératrice de soudure 8. Au passage du courant, les deux pièces façonnées, c'est-à-dire, dans l'exemple de réalisation considéré, la plaque frontale 3 et la lame de contact 4, sont réunies par soudage. L'application du procédé de jonction de pièces fa çonnées en alliage de cuivre ne se limite évidemment pas à la fabrication d'ensembles d'éléments de contact pour cartouches de coupe-circuit B E à haut pouvoir de coupure, mais ce procédé peut avantageusement être appliqué, notamment, partout où il s'agit d'établir une jonction entre des pièces façonnées en alliage de cuivre. La figure 8 est une représentation globale et schématique d'une installation destinée à la mise en oeuvre du procédé de jonction de pièces façonnées en alliage de cuivre. Des pièces façonnées 2a sont posées sur une bande transporteuse 9, qui les transporte vers un dispositif d'estampage ou de matri çage 10, dont l'estampage présente des poinçons Il destinés à la réalisation, par estampage, d'éminences en forme de boutons. Les pièces façonnées 2a sont ensuite introduites dans un bain électrolytique, où elles sont argentées. Les pièces façonnées argentées 2a, et les pièces façonnées argentées 2b, qui ont été argentées par galvanoplastie dans un autre bain correspondant au bain 10, sont amenées à la channe de montage 12. On confère aux pièces à façonner 2b leur forme finale dans le dispositif de fraisage 15, et on les introduit dans le bain électrolytique 17 par l'intermédiaire de la bande transporteuse 16. Une fois argentées, elles sont amenées à la chaîne de montage 12 par l'intermédiaire de la bande transporteuse 18. Les pièces façonnées 2a et 2b réunies sont ensuite introduites dans le dispositif de soudage 13,où elles sont soudées ensemble entre les électrodes à grande surface 7 au passage du courant.Les ensembles ainsi assemblés 2 tombent finalement dans un récipient collecteur 14. REVENDICATIONS 1. Procédé pour réaliser la jonction de pièces façonnées en alliage de cuivre, notamment de pièces présentant des épaisseurs inégales à l'endroit où doit être réalisée la jonction, telles que les pièces d'une cartouche de coupe-circuit BT à haut pouvoir de coupure, caractérisé en ce qu'on aménage des éminences en forme de boutons sur au moins une pièce façonnée dans la zone de jonction, en ce qu'on argente les deux pièces façonnées dans la zone de jonction et en ce qu'on réunit par soudure les pièces façonnées placées l'une contre l'autre, en y faisant passer un courant électrique. 2. Cartouche de coupe-circuit BT à haut pouvoir de coupure réalisée conformément au procédé suivant la revendication 1, comportant des lames de contact fixées sur des plaques frontales de l'élément fusible, caractérisée en ce que les plaques frontales ou is lames de contact sont munies d'éminences en forme de boutons dans la zone de jonction, et en ce quh moins lesdites éminences et les zones de contact en regard sont argentées, la jonction étant obtenue par soudure lors du passage d'un courant électrique.