Brevet FR2492583A1 — publié le 19820423

L'invention concerne les commutateurs comportant des contacts fixes et mobiles. L'invention concerne plus particulièrement un commutateur de ce type dans lequel le contact mobile est conçu pour relier des contacts fixes opposés et pour glisser entre différentes positions. Le commutateur peut comporter deux contacts ou plus, afin de permettre l'établissement de différents circuits pour le passage du courant. Par ailleurs, une position du commu- tateur peut correspondre à l'ouverture des contacts. Il est souhaitable de disposer de commutateurs très petits, mais pouvant être cependant parcourus par des courants importants. Cependant, il est reconnu que de tels commutateurs peuvent être relativement coateux si une grande fiabilité leur est demandée. Un problème par- ticulièrement important est l'amorçage d'arcs qui appara t évidemment d'autant plus que les courants sont élevés; L'amorçage d'arcs peut encrasser les contacts et provo- quer ainsi un défaut de fonctionnement du commutateur. Un autre problème grave est l'accumulation de chaleur au passage de courants importants. Les brevets des Etats-Unis d'Amérique n'1.892.542, n0 2.432.647, n0 2.782. 279 et n0 4.170.725 décrivent des commutateurs caractérisés par une embase portant des contacts fixes et par un contact de liaison mobile entre différentes positions de commutation. Dans le commutateur décrit dans le brevet n0 1.892.542 précité, le contact de liaison glisse sous l'effet du mouvement d'un organe de commande monté de manière à pouvoir pivoter et soumis à la force d'un ressort. Un pivot, situé entre deux contacts extérieurs, provoque un pivotement du contact de liaison pendant son mouvement de glissement. Les commutateurs décrits dans les brevets n0 2.432.647 et n0 2.782.279 précités comportent des contacts sensiblement d'une seule pièce, mobiles entre les différentes positions de commu- tation. Le brevet n0 4.170.725 concerne un commutateur voisin du commutateur selon l'invention, sauf en ce qui concerne la structure du contact glissant. Le contact glissant du commutateur selon l'invention est un contact électrique qui, sous une charge de courant égale, travaille à des températures sensiblement inférieures et présente, en outre, des surfaces de frottement et une pression de con- tact supérieures. Le commutateur selon l'invention convient donc aux applications de commutation de courants plus intenses que ceux pouvant passer dans le commutateur décrit dans le brevet n0 4.170.725 précité, ce dernier commutateur étant néanmoins conçu pour des courants rela- tivement importants. L'invention sera décrite plus en détail en regard des dessins annexés à titre d'exemples nullement limitatifs et sur lesquels - la figure 1 est une élévation d'une première forme de réalisation du commutateur selon l'invention dont une paroi latérale est retirée; la figure 2 est une coupe longitudinale à échelle agrandie du commutateur de la figure 1, suivant la ligne 2 - 2 de la figure 3; la figure 3 est une coupe transversale suivant la ligne 3 -3 de la figure 2, montrant le contact glissant maintenu en position de fermeture sur deux contacts; la figure 4 est une coupe suivant la ligne 4 - 4 de la figure 2; la figure 5 est une coupe partielle suivant la ligne 5 - 5 de la figure 2; la figure 6 est une élévation d'un contact exté- rieur fixe utilisé dans le commutateur représenté sur la figure 3; la figure 7 est une élévation d'un contact inter- médiaire fixe utilisé dans le commutateur représenté sur la figure 3 la figure 8 est une coupe longitudinale partielle, analogue à celle de la figure 2, montrant le commutateur de la figure 3 et plus particulièrement le contact glissant dans la position qu'il occupe lors d'un amorçage d'arcs au moment de l'ouverture ou de la fermeture du commutateur; la figure 9 est une coupe partielle, analogue à celle de la figure 8, d'une autre forme de réalisation du commutateur dont le contact glissant est maintenu en position de fermeture sur deux contacts; la figure 10 est une coupe partielle, analogue à celle de la figure 9, montrant la forme de réalisation de la figure 9 et plus particulièrement le contact glis- sant dans la position qu'il occupe au moment de l'amorçage d'arcs lors de l'ouverture ou de la fermeture du commuta- teur; la figure 11 est une élévation d'un contact extérieur fixe utilisé dans le commutateur représenté sur la figure 9; la figure 12 est une coupe partielle, analogue à celle de la figure 8, d'une autre forme de réalisation du commutateur dont le contact glissant est maintenu en position de fermeture sur deux contacts; la figure 13 est une coupe partielle, analogue à celle de la figure 12, montrant la forme de réalisation de la figure 12 et plus particulièrement le contact glis- sant dans la position qu'il occupe au moment de l'amorçage d'arcs lors de l'ouverture ou de la fermeture du commu- tateur; la figure 14 est une élévation d'un contact ex- térieur fixe de la forme de réalisation montrée sur la figure 12 la figure 15 est une coupe longitudinale partielle d'une autre forme de réalisation du commutateur dont le contact glissant est maintenu en position de fermeture sur deux contacts; et la figure 16 est une coupe transversale partielle du commutateur de la figure 15. Le commutateur selon l'invention comprend des contacts opposés montés sur une embase. Un contact de liaison est placé au-dessus de l'embase, et un organe de commande permet de déplacer ce contact de liaison entre des première et seconde positions pour faire fonctionner le commutateur. Les figures 1 à 8 représentent une première forme de réalisation de l'invention, à savoir un commuta- teur 10 qui comprend un bottier moulé comportant une embase 12, des parois extrêmes 14 et des parois latérales 16. Deux pattes 18 sont réalisées d'une seule pièce avec l'em- base et sont conçues pour être comprimées vers l'intérieur afin que le commutateur puisse être introduit à force dans une ouverture ménagée dans un panneau, une bride 20 limitant le mouvement vers l'intérieur et les pattes élastiques exerçant une pression vers l'extérieur pour maintenir le commutateur en position. Un organe moulé 22 de commande comporte des tourillons 24 qui se logent dans des trous 26 ménagés dans les parois latérales 16. L'organe de commande présente un alésage central 28 qui reçoit un piston 30. De plus, un ressort 32 est logé dans un alésage 34 formé dans le piston. Ce ressort repousse normalement le piston vers l'extérieur par rapport à l'organe de commande. Le piston comporte un nez 36 reçu dans un loge- ment 38 formé dans un contact glissant ou curseur 40. Le contact glissant 40 comporte deux pattes 44 qui s'étendent vers l'extérieur. Des languettes 46 sont formées sur les côtés opposés de chaque patte, ces languettes étant découpées et relevées afin de former un angle aigu avec le plan des pattes 44. Comme mieux montré sur la figure 2, la longueur du contact 40 permet à ce dernier de relier aisément les extrémités supérieures de deux contacts fixes montés sur l'embase 12. Ces contacts fixes com- prennent un contact extérieur 48, un contact intermédiaire et un autre contact extérieur 52. La figure 7 représente la structure du contact intermédiaire 50. Ce contact comprend en particulier un tronçon supérieur qui présente une partie découpée 54 et des surfaces surélevées 56 d'appui contre lesquelles portent des parties latérales 58 du contact 40 de liaison. La partie découpée permet un mouvement libre du logement 38 au cours d'une opération de commutation. Les contacts extérieurs et sensiblement plats 48 et 52 représentés sur la figure 6 comprennent un tron- çon supérieur comportant une partie centrale découpée 60. Deux parties surélevées et décalées 62 sont situées sur les côtés opposés de cette partie découpée. Les contacts montrés sur les figures 6 et 7 sont constitués avantageu- sement d'organes analogues à des lames, de sorte que les configurations décrites peuvent être obtenues aisément au moyen d'un simple équipement d'emboutissage. Lors de la fabrication, l'organe 22 de commande est utilisé pour déterminer les positions de commutation. La figure 2 montre le commutateur dans une première position et, si l'on appuie sur l'extrémité de l'organe de commande faisant saillie vers le haut, on déplace à force le contact 40 de liaison de la gauche vers la droite afin de placer le commutateur dans la position opposée. Dans la forme de réalisation décrite, les trois contacts fixes peuvent être connectés à un circuit de manière que le commutateur ferme un circuit dans une position ou dans l'autre. Il est évident que l'un des contacts 48 et 52 peut être ouvert afin que le commutateur soit utilisé comme un simple interrupteur. Le contact 40 de liaison porte sur les contacts fixes par plusieurs parties qui conduisent le courant. Ainsi, au cours d'une opération de commutation, les premières parties du contact à porter contre la surface définie par la partie décalée 62 d'un contact fixe sont les languettes 46. Lorsque le contact de liaison achève son mouvement, les languettes 46 frottent sur la partie décalée 62, ce qui réduit le risque d'encrasse- ment des surfaces en contact. Le contact établi entre les languettes 46 et les parties décalées 62 est réalisé après l'établissement d'un contact entre la patte 44 et la partie centrale 60, lors de la fermeture du commutateur,-ce qui limite risque d'amorçage d'arcs à la partie centrale 60. Lors de l'ouverture du contact, les languettes 46 se dégagent des parties décalées 62 avant que la patte se dégage de la partie centrale 60, ce qui limite de nouveau le risque d'amorçage d'arcs à la partie centrale. La figure 8 montre à la fois l'entrée en contact de la patte 44 avec le contact 52 lors de la fermeture du circuit entre les contacts 50 et 52 et la rupture de la liaison entre le contact mobile et le contact 52 lors de l'ouverture de cette connexion dans le cas de la forme de réalisation de la figure 3, les languettes étant alors éloignées des parties décalées 62 d'une distance appréciable lorsque la patte 44 est en contact avec la partie centrale 60. Les pattes 44 sont situées dans un plan à peu près per- pendiculaire au plan des contacts plats 48 et 52 lorsque le circuit est fermé par le commutateur montré sur la figure 2. Cependant, alors que le commutateur est fermé entre les deux contacts, les pattes sont soulevées des parties centrales 60, car les languettes se comportent comme des plans inclinés, et le circuit est ensuite maintenu par les contacts propres réalisés entre les surfaces multiples de frottement des languettes et des parties décalées du contact extérieur. Ces surfaces multiples améliorent la conductivité et atténuent l'échauf- fement, car l'amorçage d'arcs est limité à la zone des pattes du contact glissant. Les mouvements du contact glissant 40 sont limités par des butées 43 réalisées d'une seule pièce avec la paroi 14 et limitant l'amplitude du mouvement de bascule de l'organe 22 de commande. Les figures 9 à 11 représentent une autre forme de réalisation du commutateur selon l'invention dans laquelle les languettes 46', outre qu'elles comportent des parties extérieures inclinées par rapport au plan des pattes 44', sont également formées de manière à comporter chacune un segment 47' faisant saillie vers le bas. Ceci permet aux contacts extérieurs fixes d'être réalisés comme montré sur la figure 11 qui montre que la surface surélevée 56' d'appui des contacts extérieurs 48', 52' est une section droite, sans partie découpée, ce qui simplifie quelque peu la réalisation des contacts 48' et 52'. Comme représenté sur la figure 9, qui est une vue analogue à celle de la figure 2, le segment 47' fai- sant saillie vers le bas est en contact avec la surface d'appui 56' du contact 48' lorsque le commutateur est en position de fermeture et que le contact 40' de liaison porte contre le contact intermédiaire 50'. La figure 10 est une vue analogue à celle de la figure 8 qui montre également que l'amorçage d'arcs est limité aussi, dans cette forme de réalisation, à la partie centrale 60' du contact 52' et à la patte 44'. Les figures 12 - 14 représentent une autre forme de réalisation du commutateur selon l'invention. Dans cette forme de réalisation, la configuration et la fonction des languettes et des pattes sont interchangées et modifiées par réalisation du contact 40" de liaison de manière que les languettes 46" soient orientées à peu près perpendiculairement aux contacts 48",52" et que les pattes 44" soient découpées et relevées afin de former un angle aigu avec les languettes 46"1,à leurs extrémités. Les contacts extérieurs 48" et 52" sont dans ce cas réalisés comme montré sur la figure 14 de manière que la surface intermédiaire surélevée 56" de contact et d'appui fasse saillie vers le haut dans la partie centrale du contact 52", au-dessus des surfaces extérieures 62" d'appui. La surface surélevée 56" d'appui de la forme de réalisation des figures 12 - 14 porte contre les pattes 44" qui se comportent comme des plans inclinés afin de soulever les languettes 46" pour les décoller des surfaces d'appui 62". Ainsi, l'amorçage d'arcs est limité dans cette forme de réalisation aux languettes 46" et aux surfaces de contact et d'appui 56" qui, comme montré sur la figure 13, sont en contact initial avant que les pattes 44" portent contre les surfaces 62", ce qui assure le maintien de ces surfaces de contact à l'état propre, comme mieux montré sur la figure 13. La figure 15 représente une autre forme de réalisation de l'invention dans laquelle le contact 40''' de liaison'est réalisé sous la forme d'un élément unique à surface continue dans lequel aucune languette ni aucune patte ne sont découpées. Par contre, ce contact ''' est incurvé, comme mieux montré sur la figure 16, afin que son tronçon central 44''' soit bombé vers le bas et se trouve au-dessous des tronçons extérieurs 46'''. Ainsi, le tronçon central 44i'" du contact 40''' se comporte en fait de la même manière que les pattes de la forme de réalisation de la figure 2, tandis que les tronçons extérieurs 46''' se comportent en fait de la même manière que les languettes découpées de la forme de réalisation de la figure 2. Les contacts extérieurs 48''' et 52''' peuvent être réalisés de la même manière que les contacts 48 et 52 représentés sur la figure 6 dans le cas de la forme de réalisation des figures 15 et 16. Dans les formes de réalisation montrées sur les figures 8 à 13, les contacts intermédiaires 58" et 58''' peuvent être réalisés de la même manière que le contact 58 de la figure 7. Il est évidemment possible de modifier la conception de certaines parties du commutateur. Par exemple, des organes de commande tels que ceux décrits dans les brevets précités, ainsi que d'autres organes de commande utilisés dans ce domainepeuvent être utilisés avec le commutateur selon l'invention. Il va de soi que de nombreuses modifications peuvent être apportées au commutateur décrit et représenté sans sortir du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1. Commutateur comprenant plusieurs contacts opposés(48, 50, 52) sensiblement plats, un contact glissant (40)de liaison, un organe(22)de commande destiné à faire glisser ledit contact 40 par rapport aux contacts plats afin que le contact de liaison soit déplacé par l'organe de commande entre une première position dans laquelle il ferme un circuit en* portant sur deux desdits contacts plats, et une seconde position dans laquelle ce contact de liaison a été écarté d'au moins l'un des contacts plats contre lesquels il portait précédemment, au moins l'un desdits contacts plats et opposés présentant des première et seconde surfaces d'appui, le commutateur étant caractérisé en ce que le contact glissant(40)présente une première surface de contact pouvant être déplacée et - applicpée contre ladite première surface d'appui, et une seconde surface de contact pouvant être déplacée et appliquée contre ladite. seconde surface d'appui, ces surfaces de contact étant disposées l'une par rapport à l'autre de manière à ce que la première surface de contact porte contre la première surface d'appui, avant que la seconde surface de contact porte contre la seconde surface d'appui lors de la fermeture du circuit entre lesdits deux contacts, et, également, après que la seconde surface de contact ait porté contre la seconde surface d'appui lors de l'ouverture du circuit,-ce qui limite la plupart des amorçages d'arcs entre la première surface de contact et la première surface d'appui. 2. Commutateur selon revendication 1, caracté- risé en ce que les première et seconde surfaces de contact sont situées à des niveaux différents et en ce que les première et seconde surfaces d'appui sont également situées à des niveaux différents de manière que l'appli- cation l'une contre l'autre de la seconde surface de contact et de la seconde surface d'appui ait pour effet de séparer la première surface de contact de la première surface d'appui lors de la fermeture du circuit entre lesdits deux contacts plats, alors que le contact de liaison glisse vers sa position de fermeture, et de manière également que les premières surfaces de contact et d'appui, qui sont séparées, soient appliquées l'une contre l'autre pendant l'ouverture dudit circuit alors que le contact de liaison glisse vers sa position d'ouverture. 3. Commutateur selon la revendication 2, caractê- risé en ce que la seconde surface de contact se comporte comme un plan incliné d'élévation par rapport à la seconde surface d'appui afin d'élever la première surface de contact de la première surface d'appui pendant la fermeture du circuit. 4. Commutateur selon la revendication 3, carac- térisé en oe que la seconde surface de contact comprend deux languettes(46)qui sont inclinées dans une direction sI'éloignant desdits contacts plats, et en ce que la première surface de contact comprend une patte(44)située entre lesdits languettes et orientée dans une direction à peu près perpendiculaire auxdits contacts plats lorsque le circuit est fermé. 5. Commutateur selon la revendication 4, carac- térisé ence que les languettes(46)sont découpées dans une surface comprenant ladite- patte(44). 6. Commutateur selon la revendication 4, carac- térisé en ce que les languettes (46''')et la patte(44''') sont réalisées dans une surface continue incurvée. - 7. Commutateur selon la revendication 3, carac- - térisé en ce que la seconde surface de contact comprend une patte 44" qui est inclinée dans une direction s'éloi- gnant desdits contacts plats, et en ce que la première surface de contact comprend deux languettes(46")situées de part et d'autre de ladite patte et orientées dans une direction à peu près perpendiculaire auxdits Z492583 contacts plats lorsque le circuit est fermé. 8. Commutateur selon la revendication 7, carac- térisé ence que les pattes(44")sont découpées dans une surface comprenant lesdites languettes(46"). 9. Commutateur selon la revendication 7 carac- térisé en ceque les languettes(46'' ')et la patte(44'' ') sont réalisées dans une surface continue incurvée.