Brevet FR2538555A1 — publié le 19840629

La présente invention est du domaine des pinces de mesure de courant électrique à circuit magnétique, dé- signées également sous l'appellation "pinces ampèremétri- ques", qui permettent d'analyser ou de mesurer les carac- téristiques des courants électriques circulant dans des conducteurs du type cable ou barre. On connaît différents types de pinces de mesure de ce genre, par exemple dans le brevet français n 2.315 696, la demanderesse a décrit un type de pinces qui, contrairement à celles de l'art antérieur, dans lesquelles les éléments de circuits magnétiques sont limités dans leur mouvement propre à l'oscillation nécessaire à assurer une bonne portée des joints magnétiques, présente un agence- ment dans lequel un ou les deux éléments du circuit magné- ' tique peuvent pendant l'opération d'enserrement du conduc- teur électrique prendre une infinité de positions compri- ses entre deux positions extrêmes pour une portion du cir- cuit Cet agencement à cbmbinaisons pivotantes multiples donne à cet appareil une grande facilité pour aller enser- rer des conducteurs électriques d'accès difficile ou très entouré par d'autres conducteurs, des cloisons et analo- gues Toutefois, des pinces de ce type ne donnent pa$ tour jours satisfaction du fait que lorsque la pince à articula- tion est mise en place autour du câble, la dimension ex- 2. térieure de l'ensemble augmente, et d'autre part, lorsque la pince est mise en biais, il se produit une réaction du conducteur entouré par la pince à l'encontre de l'action du ressort, donc du sens de fermeture de la pince, ce qui ne permet pas d'assurer un excellent verrouillage (ou blo- cage) du circuit magnétique. Par ailleurs on connaît des pinces dont le cir- cuit magnétique est constitué d'une partie fixe en forme générale de U et d'une partie mobile en forme également 1 î générale de U en sens inverse dont les faces d'extrémité viennent en contact étroit sous l'action de moyens élasti- ques, le circuit pouvant être ouvert manuellement au moyen d'une tirette fixée sur la partie mobile de façon à permet- tre la pénétration latérale d'un câble à l'intérieur du cir- cuit magnétique Bien que ce nouveau dispositif de pince présente une certaine amélioration par rapport aux dispo- sitifs de l'art antérieur, en se rapprochant du modèle idéal de circuit magnétique "fer à cheval-entrefer", il n'en présente pas moins certains inconvénients en particu- lier au niveau de la précision de guidage de la pièce mobile linéairement et du dégauchissage des surfaces extrêmes qui n'assurent généralement pas un contact suffisamment étroit des surfaces pour éviter une perte du flux magnétique. La société déposante a également mis au point une pince de mesure de courant électrique à circuit magnétique s'ouvrant par mouvement linéaire, comportant un circuit ma- gnétique monté sur un boîtier isolant constitué de deux éléments dont l'un est fixe tandis que l'autre est suscep- tible d'être déplacé selon un mouvement linéaire par rap- port à l'élément fixe de façon à ouvrir le circuit laté- ralement, cette pince de mesure comportant des éléments constitutifs du circuit magnétique comprenant des sections obliques planes dont l'angle de pente respectif est déter- miné de façon que lesdites faces planes viennent en contact étroit lors de la fermeture du circuit magnétique, 3, Bien que cette dernière pince présente un réel progrès par rapport aux pinces disponibles dans le commer- ce, elle reste relativement difficile d'utilisation lors- qu'un certain nombre de cables dont on veut déterminer les caractéristiques électriqiuesa sont groupés en faisceaux trop serrés, ce qui rend extrêmement difficile leur engage- ment et leur désengagement dans l'ouverture latérale de la pince, et peut se traduire par des détériorations de la gaine de protection desdits câbles. Un objet de la présente invention consiste à réaliser une pince de mesure de courant électrique à circuit magnétique s'ouvrant par une combinaison de mouvements ro- tatif et linéaire, et qui obvie à tous les inconvénients précités des pinces ampèremétriques de l'art antérieur. Un second o Bjet de la présente invention est de fournir une pince de mesure de construction également nou- velle au niveau des faces du circuit magnétique, destinées à venir en contact étroit en position de fermeture de cir- cuit. Encore un autre objet de la présente invention est de fournir une pince de mesure de courant électrique à circuit ampèremétrique s'ouvrant par une combinaison d'un mouvement linéaire d'une des branches et d'un mouvement rotatif de l'autre qui peut être facilement-introduite au niveau des câbles et s'ouvrir frontalement de façon à pou- voir y introduire de façon aisée les câbles disposés en faisceaux serrés et/ou en des endroits difficiles d'accès. La pince de mesure de courant électrique à circuit magnétique s'ouvrant par une combinaison de mouvement liné- aire et de mouvement rotatif selon l'invention, comporte un circuit magnétique logé dans un bottier, et constitué de deux éléments dont l'un est susceptible d'être déplacé se- lon un mouvement linéaire par rapport a l'autre élément, ce second élément étant monté en rotation dans le bottier de façon à pouvoir pivoter autour de son axe longitudinal, de façon à ouvrir frontalement le circuit, cette pince de me- sure comportant en outre des éléments constitutifs du cir- cuit magnétique comprenant des sections obliques planes dont l'angle de pente res pectif est déterminé de façon que les- dites faces planes viennent en contact étroit lors de la fermeture du circuit magnétique. Dans une forme préférée de réalisation de l'in- vention, les deux éléments constitutifs du circuit magné- tique sont respectivement constitués de deux barres sensi- blement parallèles l'une à l'autre et comportant respecti- vement à leurs extrémités des zones coudées se terminant par des faces planes obliques de raccordement du circuit magnétique; l'élément mobile en rotation est monté à pivo- tement dans le bottier par l'intermédiaire, d'une part, d'une bague solidaire dudit élément et formant palier avec un alésage prévu dans la face supérieure du bottier et, d'autre part, d'un arbre s'étendant dans le prolongement de l'axe longitudinal de l'élément rotatif et monté en porte- à-faux par son extrémité libre dans la face inférieure du bottier; l'élément mobile en translation, se déplace de façon linéaire tout en restant sensiblement parallèle à l'élément rotatif, avec un débattement suffisant pour per- mettre la rotation de ce dernier; l'élément mobile en translation se déplace avec un certain jeu latéral limité par au moins une butée de guidage à l'intérieur du bottier; l'élément iobile en translation est sollicité en position de fermeture du circuit magnétique par des moyens élasti- ques de rappel; des moyens de manoeuvre étant prévus pour. exercer une force opposée à celle des moyens élastiques avec un débattement suffisant pour permettre l'ouverture du circuit et le pivotement de l'élément mobile en trans- lation; les moyens de réglage sont prévus pour venir, en coopération avec l'élément mobile en translation à l'inté- rieur du bottier, régler le déplacement linéaire de l'élé- ment mobile en translation; les deux éléments constitutifs du circuit magnétique sont conformés pour recevoir un bo- binage; les moyens élastiques de rappel de l'élément mobi- le dans la position de fermeture du circuit magnétique sont constitués par un ressort de compression prenant appui d'une part sur la zone inférieure de l'élément mobile en translation et d'autre part sur la face inférieure du , bottier; les moyens de manoeuvre de l'élément mobile en translation sont constitués par une tirette se déplaçant dans une lumière prévue sur une face latérale du bottier; la section de la partie supérieure du circuit magnétique est prévue juste au niveau du coude supérieur de l'élément mobile en translation, tandis que la section de la partie inférieure du circuit magnétique est prévue juste au ni- veau du coude inférieur de l'élément mobile en rotation. D'autres caractéristiques et avantages de la pince ampèremétrique à branche rotative selon l'invention apparattront à la lecture de la description suivante d'une forme de réalisation non limitative, en référence aux dessins annexés dans lesquels: La figure 1 est une vue en élévation laterale de la pince arampèremétrique à branche rotative de l'inven- tion prise du grand coté du boîtier,-ce dernier étant vu partiellement en coupe, la paroi latérale du boîtier étant retirée et le circuit magnétique en position fermée; La figure 2 est une vue de la pince de la figu- re 1 prise selon la flèche II de la figure 1; et La figure 3 est une vue de la pince ampèremétri- que prise selon la flèche III de la figure 1, le circuit magnétique étant en position ouverte. La pince ampèremétrique de l'invention comporte un circuit magnétique constitué d'un élément mobile en translation 1 monté à coulissement à l'intérieur du bottier 12 de la pince ampèremétrique et guidé au moyen d'une entretoise de guidage 12 a, et d'un élément mobile en ro- tation 2 monté pivotant sur le bottier 12 Les éléments 1 et 2 ont sensiblement la même longueur sontsoit de sec- tion parallélêpipèdique (comme représenté), soit de révolu- tion,et sont disposés sensiblement parallèlement l'un à l'autre Dans les zones d'extrémité respectives des élé- ments 1 et 2,sont ménagées respectivement des zones cou- dées 7,8, 9, 10, présentant respectivement A leurs ex- trémités libres des faces planes 3, 4; 5, 6 dirigées obli- quement par rapport à la section droite des zones coudées respectives selon des angles de pente appropriés pour que 6. lors de la fermeture du circuit magnétique comme représenté sur la figure lles faces obliques des zones coudées viennent en contact étroit L'élément mobile en rotation 2 est monté sur le bottier par l'intermédiaire d'une part d'une bague 2 a qui lui est solidaire et forme palier avec un alésage prévu sur la face supérieure 12 b du bottier 12 et d'autre part d'un arbre 2 b s'étendant dans le prolonge- ment de l'axe longitudinal de l'élément 2 Cet arbre 2 b est monté en porte-à-faux par son extrémité libre dans un alésage borgne ménagé dans la face inférieure interne 12 d du bottier 12 Tout déplacement longitudinal de l'élément 2 est empêché grâce à une bague d'arrêt 22. La fermeture du circuit magnétique 1, 2 est réali- sée par des moyens élastiques, par exemple un ressort de compression 13 qui sollicite l'élément mobile en translation 1 en position de fermeture en prenant appui d'une part sur la zone coudée 8 et d'autre part sur la face inférieure 12 d du bottier 12 o L'ouverture du circuit magnétique est réalisée, d'une part, au moyen d'une tirette 14 solidari- sée à l'élément mobile en translation let pouvant se dépla- cer à l'encontre de l'action du ressort 13 dans une lumiè- re 15 ménagée longitudinalement dans une paroi 11 du bottier 12 dans laquelle coulisse l'élément 1, et d'autre part,par une rotation, possible par l'effacement de l'élément 1, de l'élément 2 d'environ 900 Lors du mouvement de déverrouil- lage du circuit magnétique, le mouvement de l'élément mobi- le en translation 1 est limité par la lèvre inférieure de la lumière 15 contre laquelle vient buter la tirette 14, tandis que le pivotement de l'élément 2 est limité par des butées non représentées au dessin de façon que l'élément 2 puisse avoir un mouvement de 900 par rapport à sa posi- tion de fermeture du circuit magnétique, Les éléments mobiles en translation 1 et mobiles en rotation 2 du circuit ampèremétrique portent chacun un bobi- nage,les bobinages respectifs 16 a, 16 b étant couprés en série, le conducteur 16 c les reliant étant prévu suffisam- ment long pour permettre à l'élément 1 d'effectuer son mou- vement coulissant à l'ouverture sans entrave ni rupture du 7. circuit Chaque bobinage 16 R, 16 b est également relié à des bornes respectives 18 a, 18 b prévues à la face infé- rieure du bottier 12 Le bobinage 16 b est protégé par un capot et sert de prise pour imprimer une rotation à l'élé- ment mobile 2 lors de l'ouverture ou de la fermeture du circuit ampèremétrique A cet effet, on a prévu un systè- me de cloisonnage 23 a, 23 b et d'entretoises 24 a, 24 b, 24 c, pour isoler la bobine 16 b du boîtier 12. Les faces obliques d'appui 3, 4; 5, 6 présentent des angles de pente relativement faibles par rapport à la section droite des zones coudées correspondantes 7, 8; 9, de façon à obtenir une décomposition des forces de rap- pel des moyens élastiques 13 très favorable à l'efficaci- té de la fermeture du circuit magnétique. On a égalementprévudes moyens de réglage 17 qui coopèrent latéralement avec l'élément mobile en translation 1, et la butée de guidage 12 a à l'intérieur du boîtier, de façon à permettre un réglage ou une compensation des varia- tions d'usinage des éléments constitutifs 1, 2 du circuit magnétique ainsi que des imperfections pouvant résulter de l'utilisation de la pince ampèremétrique au bout d'un cer- tain temps de fonctionnement Ces moyens de réglage sont avantageusement constitués par une vis à pointeau 17, vis- sée dans un trou traversant taraudé d'une paroi 11 et ve- nant en contact avec une paroi latérale de l'élément mobile 1 de façon à orienter l'élément mobile 1 selon un trajet linéaire préférentiel permettant une mise en contact étroit des faces de jonction 3,5 et 4, 6 du circuit magnétique. La pince ampèremétrique de la présente invention peut être utilisée de la manière suivante: on-commence par ouvrir le circuit magnétique en appliquant sur les moyens de manoeuvre 14 une force sollicitant l'élément mobile en translation 1 dans la direction d'ouverture du circuit magnétique, à l'encontre des moyens élastiques 13 de rappel, en dégageant ainsi l'élément mobile en rotation 2 que 11 'on fait tourner de 90 environ de façon à définir une ouverture frontale dans le circuit magnétique pour le passa- ge du conducteur traversé par un courant dont on veut déter- 8. miner les caractéristiques électriques, après quoi on ra- mène par rotation inverse l'élément mobile 2 dans sa posi- tion primitive et on relâche la force appliquée sur les moyens de manoeuvre 14 et le circuit magnétique se referme sous l'action des moyens élastiques 13 de rappel qui solli- citent l'élément mobile en translation 1 en position de blocage dudit circuit magnétique contre l'élément mobile en rotation 2 revenu à sa position primitive On peut alors procéder aux déterminations désirées. Il est clair-que l'encombrement extérieur ré- duit au minimum des éléments des branches 1, 2 du circuit magnétique permet une meilleure approche des conducteurs a mesurer, de même que le coulissement de l'élément 1 permet le pivotement de l'élément rotatif 2 en dégageant ainsi une fenêtre frontale par laquelle le conducteur peut être introduit facilement S l'intérieur du circuit magnétique qui se fermera par rotation inverse de l'élément 2 suivi de translation auto- bloquante de l'élément 1 sous l'action de moyens élastiques de rappel 13. On comprendra aisément que la vis pointeau 17 sert d'une-part de point de réaction pour appliquer les faces 3 et 4 de l'élément du circuit mobile en translation 1 contre les faces correspondantes 5 et 6 de l'élément du circuit mobile en rotation 2 sous l'effet de la décomposi- tion de force du ressort 13 et d'autre part, du moyen de réglage de la hauteur respective de l'élément du circuit mobile en translation 1 par rapport à l'élément de circuit mobile en translation 2, l'élément mobile en translation ayant tendance à remonter plus haut lorsque la vis 17 est desserrée. Cette disposition permet non seulement d'envoyer une bonne force d'appui des faces obliques les unes contre les autres mais également de faire exactement coïncider les faces d'appui entre elles et d'éviter ainsi les pertes de flux magnétique au niveau des faces externes des éléments du circuit magnétique, Pour des raisons de facilité d'uti- lisation lors de l'ouverture, on comprendra qu'il est pré- férable que la section du circuit magnétique dans sa bran- 9 n che extérieure (faces 3 et 5) doit être aussi près que possible de la partie coudée supérieure de l'élément de circuit mobile en translation, et de préférence juste au niveau du coude 7 de l'élément mobile 1, de même, pour des raisons d'encombrement au moment du pivotement de l'élé- ment rotatif 2, la section de la partie inférieure (faces 4, 6) doit être aussi proche que possible de la partie coudée inférieure de l'élément de circuit mobile en rota- tion, et de préférence juste au niveau du coude 10 de l'élé- ment 2. L'invention n'est nullement limitée à la forme de réalisation décrite cidessus, mais qu'elle englobe toutes les modifications à la portée de l'homme de l'art issues du même principe de base. 10. REVENDICATIONS i Pince de mesure de courant électrique à cir- cuit magnétique comprenant un circuit magnétique comportant deux éléments mobiles l'un par rapport à l'autre, et un circuit électrique entourant au moins partiellement le cir- cuit magnétique et pouvant être raccordé à un appareil de mesure, caractérisée en ce que l'un des éléments ( 1) est susceptible d'être déplacé selon un mouvement linéaire par rapport à l'autre élément ( 2), et que ce second élément ( 2) est monté à rotation sur le boîtier de façon à pouvoir pivoter autour de son axe longitudinalles faces planes en regard ( 3, 4; 5, 6) des éléments ( 1, 2) constitutifs du circuit magnétique étant constituées par des sections obli- ques. 2 Pince de mesure selon la revendication 1, ca- ractérisée par le fait que les éléments ( 1, 2) sont cons- titués de deux barres sensiblement parallèles, comportant respectivement à leurs extrémités des zones coudées ( 7, 8; 9,10) se terminant chacune par la face oblique de raccor- dement correspondante ( 3, 4; 5, 6) du circuit magnétique. 3 Pince de mesure selon la revendication 1, caractérisée en ce que l'élément mobile en rotation( 2) est monté pivotant à l'intérieur du bottier ( 12) par l'inter- médiaire, d'une part, d'une bague ( 2 a) qui est solidaire dudit élément ( 2) et forme palier avec un alésage prévu sur la face supérieure ( 12 b) du bottier ( 12) et, d'autre part d'un arbre ( 2 b) s'étendant dans le prolongement de l'axe longitudinal de l'élément rotatif ( 2) et monté à porte-à- faux par son extrémité libre dans un alésage borgne ménagé dans la face inférieure interne ( 12 d) du bottier ( 12). 4 Pince de mesure selon la revendication 1, caractérisée par le fait que l'élément mobile en transla- tion ( 1) se déplace de façon linéaire tout en restant sensiblement parallèle à l'élément fixe ( 2). Pince de mesure selon la revendication 1, caractérisée par le fait que l'élément mobile en transla- tion ( 1) se déplaces avec un certain jeu limité par des butées de guidage ( 12 a, 12 c) à l'intérieur du 11. bottier ( 12). 6 Pince de mesure selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisée en ce que l'élément mo- bile en translation ( 1) est sollicité en position de fer- meture du circuit magnétique par des moyens élastiques ( 13) de rappel et que des moyens de manoeuvre ( 14) sont prévus pour exercer une force opposée à celle des moyens élasti- ques pour permettre l'ouverture latérale du circuit magné- tique. 7 Pince de mesure selon l'une des revendica- tions 1 à 6, caractérisée en ce que des moyens de réglage ( 17) sont prévus pour venir en coopération avec l'élément mobile en translation ( 1) à l'intérieur du bottier ( 12) pour régler le déplacement linéaire de l'élément mobile ( 1). 8 Pince de mesure selon l'une des revendica- tions 1 à 6,caractérisée en ce que les deux éléments ( 1, 2) constitutifs du circuit magnétique sont conformés pour recevoir un bobinage. 9 Pince de mesure selon la revendication 6, ca- ractérisée par le fait que les moyens élastiques de rappel de l'élément mobile en translation ( 1) dans la position de fermeture du circuit magnétique sont constitués par un res- sort de compression prenant appui d'une part sur la zone inférieure ( 8) de l'élément mobile et d'autre part sur la face inférieure du bottier ( 12). Pince de mesure selon l'une quelconque des revendications 2 à 10,caractérisée en ce que la section de la portée supérieure du circuit magnétique est prévue jus- te au niveau du coude supérieur ( 7) de l'élément mobile en translation ( 1),tandis que la section de la partie supérieu- re du circuit magnétique est prévue juste au niveau du cou- de inférieur ( 10) de l'élément mobile en rotation ( 2)