Brevet FR2531577A1 — publié le 19840210

-1 - L'invention concerne les contacts électriques à pression et a pour objet un contact à pression à pouvoir de fermeture et d'ou- verture incorporé. Un tel contact peut être utilisé dans divers dispositifs tels qu'un système modulaire, un interrupteur déconnectable unipolaire, etc, mais il est particulièrement recommandé pour l'équipement des prises de courant industrielles, En effet, les prises de courant industrielles doivent répondre aux règles définies par la publication 309-I de la Commission 1 l Electrotechnique Internationale qui fixe en particulier 2 pour chaquee calibre de prise de courant, un pouvoir de coupure minimum, Dans les prises à contacts glissants ( contacts par broches et alvéoles), la pression de contact est perpendiculaire au mouvement d'extraction de la broche, elle-s'oppose à ce mouve- mentet le pouvoir de coupure est pratiquement inexistant Pour répondre aux prescriptions susmentionnées 2 de telles prîses devraient être verrouillées par un interrupteur, Dans les prises à contacts à pression, la pression de contact est parallèle au mouvement de séparation et favorise ce mouve ment, il faut donc un moyen de verrouillage pour maintenir la pression de contacte Il suffit alors d'ajouter à ce moyen de verrouillage, un dispositif approprié de façon telle qu'au moment du déverrouillage les-éléments de contact se séparent à une distance et avec une vitesse données, celqui permet d'atteindre très aisément les caractéristiques définies par la publication 309-I de la CEEI,, Cependant, certains pays, en particulier les - Etats-Unis, demandent que les prises de courant industrielles aient un pouvoir de coupure comparable à celui d'un interrupteur 7 c'est-à-dire qu'elles atteignent les performances imposées aux interrupteurs par la publication 408 de la C Ej I,, Avec les contacts à pression en bout actuellement existants, les prises de courant ne peuvent satisfaire à cette exigence care au moment du déver- rouillage et avant que les éléments de contact ne se séparent 2 la pression de contact qui était de quelques kilogs, diminue pour -2- devenir nulle au moment de la séparation et la vitesse de sépara- tion est limitée par l'inertie du système, - Deux types de contacts à pression sont actuellement utilisés: pour des intensités inférieures à 250 ampères ces contacts comportent un contact élastique ayant une tête mobile montée sur un ressort, et reliée électriquement à un plot fixe de raccordement des conducteurs par une tresse coaxiale avec le ressort, pour les intensités supérieures à 250 ampères ces contacts comportent une bascule qui travaille perpendiculairement à la ligne des éléments de contacts. L'invention fournit un troisième type de contacts à pression capable de conférer à ceux-ci le pouvoir de coupure d'un inter- rupteur, en réalisant une bascule qui travaille parallèlement à la ligne des éléments de contact, Un tel système présente naturellement, par rapport aux contacts utilisant une tresse, tous les avantages du contact à bascule, à savoir: a) la chute de tension du dispositif est garantie dans le temps, puisque contiàirement au dispositif à tresse, les chutes de tension qui peuvent 'vàrier, n'existent qu"au point de contact b) les inconvénients de la Gravure ou du sertissage de la tresse sont supprimés- c) la ection de la bascule peut être au moins égale au plus gros conducteurÉpouvant être raccordé dans l'appareil, d) il y-a un fort àutànettoyage des contacts, résultant du mouvement de la bascule, En outre, ici, chaque contact devient un interrupteur unipolaire à ouverture et fermeture brusques et indépendantes de la manoeuvre de l'opérateur, Selon l'invention le contact à pression destiné à assurer la liaison électrique entre une broche conductrice portée rigidement par le-support isolant d'une fiche et un plot fixe relié électriquement à une borne d'arrivée et disposé dans un puits ménagé dans le support isolant d'un socle, lorsque la broche de fiche est introduite axialement dans le puits du socle, les corps de la fiche et du socle portant des moyens conjugués de guidage et -25 " 315 Z 7 -3- de verrouillage pour assurer puis maintenir cette introduction, est remarquable en ce qu'il comporte une pièce conductrice rigide et mobile, disposée dans le puits du socle, s'étendant sur une partie de la profondeur de ce dernier, et destinée à être repoussée vers le fond du puits par l'extrémité libre de la broche prenant appui sur un talon d'extrémité de la dite pièce, à l'encontre d'un moyen élastique qui-tend à appliquer ledit talon contre l'orifice du puits, que des moyens de guidage sont prévus pour assurer à la pièce mobile un déplacement sensible- ment parallèle à l'axe du contact jusqu'à ce que son extrémité opposée au talon arrive au niveau du plot relié à la borne d'ar- rivée et t que la pièce mobile et les moyens de guidage sont aménagés de façon telle qu'à la fin de ce déplacement parallèle à l'axe, la pièce mobile échappe aux dits moyens pour basculer et venir s'appliquer brusquement contre le plot sous l'action d'un moyen élastique, tandis que ce dernier moyen élastique contribue à assurer la rupture brusque du contact, lors du retrait de la broche de fiche, en accentuant le basculement de la pièce mobile, On réalise ainsi un véritable interrupteur à ouverture et fermeture brusques tout en permettant des pressions de contact fortes et en respectant les règles de sécurité puisque le plot fixe, sous tension, ne peut être atteint accidentellement puisqu' il n'est accessible qu'en repoussant la pièce mobile, L' invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui vai suivre d'un de ses modes de réalisation, description qui se réfère au dessin annexé dans lequel: la figure 1 est une perspective en coupe partielle d'un contact selon l'invention, et les figures 2 A à 2 des représentations schématiquesf à plus petite échelle, les différentes phases de fonctionnement de la pièce mobile lors des manoeuvres d'enfoncement et de dégagement de la broche, Sur le dessine un contact à pression en bout est destiné à assurer la liaison électrique entre une broche conductrice 11 -4- portée rigidement par le support isolant d'une fiche ( non représentée) et un plot fixe 12 relié électriquement par une lame conductrice 13 à une borne d'arrivée ( non représentée)> Le plot fixe 12 est disposé dans un puits 14, ménagé dans le support isolant 15 d'u N socle non autrement représenté, et présentant un orifice 16 permettant l'introduction axiale de la broche 11, Cette liaison électrique entre les éléments 11 et 12 est réaliséL par le déplacment longitudinal guidé, suivi d'un basculement, d'une piece conductrice 17 rigide disposée dans le puits 14 et s'étendant sur une partie de la profondeur dudit puits 14. Dans l'exemple représenté la pièce conductrice mobile 17, est constituée par une plaquette ( voir notamment figure 1) dont l'une des extrémités est courbée deux fois à 90 pour former un talon 18 en U et dont l'autre extrémité, qui porte un plot 19 destiné à coopérer avec le plot fixe 12, présente des appendices latéraux 20 lui donnant une configuration en T, Au repos ( figure 2 A), c'est à dire après retrait de la broche 11, la pièce 17 est sollicitée vers l'extérieur du puits 14, son talon 18 venant s'appliquer contre l'orifice 16, sous l'action d'un ressort de torsion à boudin 21 dont une branche d'extrémité est engagée dans le U formé par le talon 18 et l'autre calée et maintenue contre la paroi interne du puits 14, Dans le puits 14 sont disposées transversalement dans le prolongement l'unede l'autre, deux pattes 22 espacées de la paroi 23 du puits le long de laquelle doit se déplacer longitudinalement la pièce 17 L'écartement entre les bords en regard des deux pattes 22 est supérieur à la largeur de la partie médiane de la pièce 17, mais inférieur à la largeur de l'extrémité en T de ladite pièce, Un second ressort de torsion à boudin 24 est destiné à agir sur la pièce 17, l'une de ses branches d'extrémité étant appliquée contra ladite pièce sur sa face tournée vers la paroi 23 et le boudin étant disposé dans le U formé par le talon 18, Avantageusementr la branche d'extrémité du ressort 21 engagée dans ce U, est disposée à l'intérieur du boudin du ressort -5- 24 et assure ainsi le maintien de ce dernier, Dans la position de repos en T, avec son plot 19, de la pièce 17, estsituée à un niveau infé- rieur à celui des pattes 22, l'axe du contact étant supposé verti- cal comme sur le dessinet la seconde branche d'extrémité du ressort 24 est libre de toute contrainte, Lorsque la broche Il est introduite dans l'orifice 16 du puits 14, son extrémité libre vient s'appliquer contre le talon 18 de la pièce 17 et lorsque la manoeuvre d'introduction se poursuit la dite pièce est repoussée vers le fond du puits, Dans un premier temps( figure 2 B), les appendices 20 de la pièce 17 s'engagent entre la paroi 23 et les pattes de guidage 22 et, en même temps, l'extrémité libre du ressort 24 vient s'arc-bouter contre une sail- lie interne 25 du puits 14, saillie servant également au maintien du ressort 21, L'introduction de la broche- 11 se poursuivant, la pièce 17 se déplace, sensiblement parallèlement à elle-même, vers le fond du puits, les appendices 20 étant fermement appliqués contre les pattes 22 par l'action du ressort 24 ( figure 2 C), L'ensemble est aménagé de façon telle que le plot 19 de la pièce 17 arrive au niveau du plot fixe 12, au moment o les appen- dices 20 dépassent le bord supérieur des pattes 22 (figure: 2 C et figure 1), Alors, sous l'action du ressort 24, la pièce 17 qui n'est plus retenue par les pattes 22, bascule vers la paroi du puits opposée à la paroi 23 et le plot 19 vient s'appliquer brusquement contre le plot fixe 22 (figure 2 D) réalisant ainsi la fermeture brusque du contact. Bien entendu, à ce même moment, intervient un verrouillage immobilisant la broche 11 Ce verrouillage est obtenu par tout moyen connu, généralement par immobilisation relative de la fiche solidaire de la broche Il par rapport au socle dans lequel est situé le puits 14, par exemple par une liaison à baïonnette, Après déverrouillage, l'extraction de la broche 11 s'effectue par simple traction axiale, Le mouvement est facilité par l'action du ressort 21 qui, en maintenant le talon 18 contre l'extrémité de la broche 11, tend à chasser cette dernière hors du puits, Au -6- début de la manoeuvre ( figure 2 E) le plot 19, toujours en appui élastique contre le plot fixe 12, grâce au ressort 24, glisse sur ledit plot 12 entraînant ainsi un auto-nettoyage des portées de contact Avantageusement, pour assurer un fort auto-nettoyage les plots 12 et 19 sont hémicylindriques, L'extraction de la broche 11 se poursuivant, la pièce 17 continue à la suivre en direction de l'orifice 16 du puits et à un moment donné, le plot 19 échappe au plot 12 et, sous l'action du ressort 24, bascule brutalement vers la paroi opposée à la paroi 23 ( figure 2 F) déterminant une ouverture brusque du contact, En même temps, la branche d'extrémité du ressort 24 s'éloigne de la saillie 25 et le dit ressort 24 devenant libre de toute contrainte, la pièce 17 n'est plus soumise qu'à l'action du ressort 21 qui applique alors la partie antérieure courbe du talon 18 contre l'extrémité de la broche 11 Le point de contact n'est pas à l'aplomb de la branche d'extrémité du ressort 21 et la pièce 17 tendà se redresser, la courbure du talon 18 facilitant ce mouvement et, à la fin de sa course, la pièce 17 vient S'appliquer par son talon sur l'orifice du puits reprenant sa position de repos (figure 2 A) dans l'attente d'une nouvelle introduction de la broche 11, Cependant d'autres moyens peuvent être imaginés pour assurer De redressement de la pièce 17. Ainsi le contact est devenu un véritable interrupteur unipolaire à ouverture et fermeture brusques, Tout ce qui précède se rapporte à un contact isolé, mais il est évident qu'une pluralité de tels contacts permet de réaliser différents dispositifs et, notamment, des prises de courant dans lesquels chaque contact, à l'exception éventuellement d'un contact de terre s'il existe, joue le rôle d'interrupteur et cela indé- pendamment de tous les aménagements connus susceptibles d'être utilisés( décalage angulaire d'au moins un contact, supports isolants à position angulaire variable, disque de sécurité simple ou double, etc), 31577 -7 - R E V E N D I-C A T I O N S 1) Contact à pression destiné à assurer la liaison électrique entre une broche ( 11) conductrice portée rigidement par le sup- port isolant d'une fiche et un plot fixe ( 12) relié électriquement à une borne d'arrivée et disposé dans un puits ( 14) ménagé dans le support isolant ( 15) d'un socle, lorsque la broche ( 11) de fiche est introduite axialement dans le puits ( 14) du socle, les corps de la fiche et du socle portant des moyens conjugués de-guidage et de verrouillage pour assurer puis maintenir cettre indtorudtion, caractérisé en ce qu'il comporte une pièce conductrice ( 17) rigide et mobile, disposée dans le puits ( 14) du socle, s'étendant sur une partie de la profondeur de ce dernier, et destinée à être repoussée vers le fond du puits par l'extrémité libre de la broche (il) prenant appui sur un talon ( 18) d'extrémité de ladite pièce, à l'encontre d'un moyen élastique ( 21) qui tend à appliquer ledit talon ( 18) contre l'orifice ( 16) du puits ( 14), que des moyens de guidage ( 22) sont prévus pour assurer à la pièce mobile ( 17) un déplacement sensiblement parallèle à l'axe de contact jusqu'à ce que son extrémité opposée au talon ( 18) arrive au niveau du plot ( 12) relié à la borne d'arrivée et que la pièce mobile ( 17) et les moyens de guidage ( 22) sont aménagés de fa- çon telle qu'à la fin de ce déplacement parall JèJe à l'axe, la pièce mobile échappe aux dits moyens pour basculer et venir s'appliquer brusquement contre le plot ( 12) sous l'action d'un moyen élastique ( 24), tandis que ce dernier moyen élastique ( 24) contribue à assurer la rupture brusque du contact, lors du retrait de la broche ( 11) de fiche, en accentuant le basculement de la pièce mobile ( 17). 2) Contact à pression selon la revendication 1 caractérisé en ce que la pièce mobile ( 17) est constituée par une plaquette dont l'une des extrémités est courbée deux fois à 90 pour former un talon ( 18) en U destiné à coopérer avec l'extrémité libre de la broche ( 11) de fiche et dont l'autre extrémité, qui porte un plot( 19) conjugué du plot fixe ( 12) présente des appendices -8 latéraux ( 20) pour former un T, tandis que les moyens de guidage de la pièce mobile sont constituées par deux pattes ( 22) disposées transv ersalement dans le puits ( 14), dans le prolongement l'une de l'autre et parallèlement à la paroi ( 23) du puits le long de laquelle se déplace ladite pièce, espacées de cette paroi et présentant entre leurs bords en regard un écartement supérieur à la largeur de la partie médiane de la pièce mobile ( 17), mais inférieur à la largeur de l'extrémité en T 3) Contact à pression selon la revendication 2, caractérisé en ce que le moyen élastique ( 24) tendant à faire basculer la pièce mobile ( 17) vers le plot fixe ( 12) est un ressort de tor- sion à boudin dont l'une des branches d'extrémité s'applique contre la pièce mobile sur sa face opposée au plot fixe et dont l'autre branche d'extrémité,libre au repos, vient s'arc-bouter contre une saillie,:( 25) interne du puits ( 14), dès que l'extrémité en T de la pièce mobile s'engage derrière les pattes ( 22) de guidage, 4) Contact à pression selon l'une des revendications 1 à 3 caractérisé en ce que le plot fixe ( 12) relié à la borne d'arrivée et le plot ( 19, conjugué du premier, porté par la pièce mobile ( 17), à son extrémité opposée au talon ( 18), sont tous deux hémicylindriques afin d'assurer un auto-nettoyage aussi parfait que possible.