Brevet FR2614728A1 — publié le 19881104

PORTE-CONTACTS A DEPLACEMENT EN TRANSLATION POUR APPAREIL INTERRUPTEUR DE PROTECTION. La présente invention concerne un porte-contacts à déplacement en translation pour appareil interrupteur de protection du genre disjoncteur, du type présentant la forme d'un râteau constitué d'un support isolant percé d'ouvertures rectangulaires identiques parallèles échelonnées côte à côte et dans chacune desquelles est engagé transversalement un pont de contacts mobiles, lequel est destiné à coopérer avec un alignement associé de contacts fixes situés de part et d'autre du support. Comme cela est bien connu dans les disjoncteurs, un tel support des ponts de contacts mobiles est entraîné en translation par un mécanisme de commande pour assurer, d'une part, la fermeture des contacts électriques avec une pression de contact convenable déterminée par un ressort à boudin logé dans chaque ouverture du support et placé en soutien du pont de contacts mobiles et, d'autre part, l'ouverture de ces contacts pour laquelle les contacts mobiles se séparent de leurs contacts fixes par répulsion contre l'action du ressort de compression lorsque l'intensité du courant est suffisante. Pour obtenir une répulsion des contacts qui soit la plus rapide et la plus efficace possible lors d'un fonctionnement sur court-circuit, on sait qu'il est nécessaire de donner à chaque ressort de compression utilisé une faible raideur et d'avoir une course maximale des contacts mobiles. Pour ce faire, chaque ressort de compression doit être long et doit présenter un nombre de spires élevé, ledit ressort étant déterminé en fonction de l'encombrement donné du support des ponts de contacts mobiles. Toutefois, le fait de soutenir chaque pont de contacts mobiles par un ressort de compression de grande longueur conduit à un flambage du ressort lors de l'ouverture par répulsion des contacts mobiles en réponse à un courant de courtcircuit, d'où un risque d'éjection du ressort hors de l'ouverture du support des ponts de contacts mobiles. Par ailleurs, au moment de l'ouverture par répulsion des contacts mobiles, un arc électrique s'établit entre les contacts fixes et mobiles, et des vapeurs métalliques sont projetées sur le ressort de compression, en particulier sur sa portion proche du pont de contacts-mobiles ; il en résulte qu'après refroidissement, des perles métalliques se forment entre les spires du ressort et se soudent à cellesci, ce qui dégrade les caractéristiques élastiques du ressort et donc nuit à la qualité des répulsions suivantes. La présente invention a pour but de remédier à tous ces inconvénients et de perfectionner ce type de porte-contacts mobile pour disjoncteur en l'équipant d'une même pièce de structure simple qui remplit à la fois la fonction de guidage du ressort de compression lors de la répulsion des contacts de manière à empêcher le flambage de celui-ci, et la fonction de protection du ressort vis-à-vis de la projection des vapeurs métalliques lors de l'établissement de l'arc électrique entre les contacts. Selon l'invention, un porte-contacts à déplacement en translation du type décrit précédemment, pour lequel chaque ouverture du support isolant est dimensionnée de manière à loger un ressort de compression de grande longueur et à nombre de spires élevé, est caractérisé en ce que dans chaque ouverture du support est disposé un étrier coulissant en U dont le fond est en appui entre le pont de contacts mobiles et le ressort, et dont les parois latérales obturent ladite ouverture, de part et d'autre du ressort et sur une partie seulement de la longueur de celui-ci lorsque les contacts sont fermés, et forment des guides pour le ressort lors de la répulsion des contacts mobiles ainsi que des jupes de protection du ressort contre la projection de vapeurs métalliques lors de l'apparition d'un arc électrique au moment de la répulsion. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront mieux dans la description détaillée qui suit et se réfère aux dessins annexés donnés uniquement à titre d'exemple et dans lesquels La figure 1 représente schématiquement une vue de face du porte-contacts mobile conforme à l'invention La figure 2 représente une vue en coupe selon la ligne II-II de la figure 1 La figure 3 représente une vue en perspective de l'étrier en U ; et Les figures 4, 5 et 6 représentent en coupe le porte contacts mobile dans les positions, respectivement, de fermeture des contacts, de pleine ouverture des contacts par répulsion, et d'ouverture des contacts après répulsion. En référence aux figures 1 et 2, un porte-contacts mobile 1 en forme de rateau destiné à être logé verticalement dans un boîtier d'un interrupteur de protection du genre disjoncteur, à trois pôles par exemple, se compose - d'un support isolant moulé 2 de forme parallélépipédique qui est surmonté d'un bras vertical'3 venu de moulage et susceptible d'être entraîné en translation suivant des sens opposés illustrés respectivement par la flèche F1 pour la fermeture des contacts et par la flèche F2 pour l'ouverture des contacts, et qui est percé de trois ouver tures ou cavités traversantes rectangulaires identiques 4 échelonnées côte à côte à un pas déterminé et s'étendant verticalement suivant un axe parallèle au sens de déplace ment du support - de trois ponts de contacts mobiles 5 identiques engagés transversalement dans les ouvertures 4 du support et constitués chacun par une barrette 6 portant en pont sur sa face supérieure deux contacts mobiles 7, visibles sur la figure 2, destinés à coopérer avec un alignement de deux contacts fixes 8 (figure 4) situés de part et d'autre du support 2 - de trois ressorts de compression 9 identiques logés dans les ouvertures 4 du support, en soutien des ponts de contacts 5, et accrochés chacun, à leur extrémité opposée au pont de contacts, sur un téton 10 prévu sur une surface d'extrémité 11 de l'ouverture 4. Comme on le verra par la suite, le porte-contacts 1 mobile en translation est destiné à occuper soit une position haute dans laquelle les ponts de contacts mobiles 5 sont appliqués sur leurs contacts fixes avec une pression de contact convenable déterminée par les ressorts 9, soit une position basse dans laquelle les ponts de contacts mobiles 5 se séparent de leurs contacts fixes par répulsion contre l'action des ressorts 9 en réponse à un court-circuit. Afin d'obtenir une vitesse de répulsion élevée et une course maximale des ponts de contacts mobiles 5 lors d'un fonction nement sur court-circuit, on met en azure des ressorts de compression 9 qui présentent une grande longueur et un nombre de spires élevé, lesquels ressorts sont déterminés en fonction du volume donné du porte-contacts 1 ; chaque ouverture 4 du support est bien entendu dimensionnée de manière à délimiter un logement intérieur apte à contenir un tel ressort 9. Pour empêcher le flambage de ces longs ressorts de compression 9 lors de la répulsion des ponts de contacts mobiles 5, conformément à l'invention, il est prévu de disposer dans chaque ouverture 4 du support 2 un même étrier coulissant en U 13 dont le fond 14 (figure 2) est interposé en appui entre la face inférieure du pont de contacts mobiles 5 et l'extrémité libre du ressort 9, et dont les deux ailes latérales 15 obturent respectivement les faces avant 16 et arrière 17 de l'ouverture 4, sur une partie seulement de la hauteur de celles-ci lorsque l'étrier 13 est en position de repos, comme illustré à la figure 2. Les deux ailes latérales 15 de chaque étrier en U 13 en position de repos délimitent avec les deux faces latérales 19 (figure 1) de l'ouverture 4 un espace emprisonnant une partie du ressort 9, et présentent une hauteur déterminée de telle sorte qu'au cours du coulissement de l'étrier 13 provoqué par la répulsion du pont de contacts mobiles 5 contre l'action du ressort 9, elles guident le ressort emprisonné et viennent obturer complètement la partie correspondante laissée découverte de l'ouverture 4. On a représenté en 21 sur la figure 1, deux nervures longitudinales formées respectivement sur les deux faces latérales 19 de chaque ouverture 4 et servant de glissières à chacune des deux ailes latérales 15 de l'étrier coulissant 13. La figure 3 montre en perspective l'étrier en U 13, de préférence métallique, qui présente le long de chacune de ses deux ailes latérales 15 une légère gorge interne en arc de cercle 23 destinée à rattraper un éventuel début de flambage du ressort 9 lors de la répulsion des contacts ; le fond 14 de l'étrier en U, figure 3, est percé d'un orifice central 24 dans lequel vient se loger une petite rotule 25 (figure 2) formée sur la face inférieure du pont de contacts mobiles 5 de façon à donner une bonne assise à ce dernier. A partir de sa position basse illustrée à la figure 2, le porte-contacts 1 est entraîné vers le haut suivant le sens de la flèche F1 par un mécanisme de commande du disjoncteur pour venir occuper une position haute dans laquelle chaque pont de contacts mobiles 5 est appliqué sur les contacts fixes associés 8 avec une pression de contact convenable déterminée par le ressort 9, comme illustré à la figure 4 dans cette position haute de fermeture des contacts, figure 4, chaque étrier en U 13 laisse découverte, à sa partie inférieure, une partie de l'ouverture 4 sur une hauteur h. Lorsqu'un courant de court-circuit passe dans les contacts, les ponts de contacts mobiles 5 se séparent violemment par répulsion de leurs contacts fixes associés 8 et le portecontacts est entraîné vers le bas suivant le sens de la flèche F2 de la figure 4 en réponse à l'actionnement d'un organe de déclenchement électromagnétique commandant le mécanisme de commande du disjoncteur ; la figure 5 illustre cette position basse du porte-contacts ainsi que la pleine ouverture des contacts.Au moment de la répulsion des contacts contre l'action du ressort 9, chaque pont de contacts mobiles 5 descend rapidement en entraînant à coulissement l'étrier en U 13 associé dont les deux ailes latérales 15 guident le ressort 9, l'empêchant ainsi de flamber, et obturent complètement la partie précédemment laissée découverte de l'ouverture 4 ; à la pleine ouverture des contacts, figure 5, le ressort 9 est donc entièrement emprisonné à l'intérieur du U et forme en soi une butée par sa propre hauteur à spires jointives. Par aileur, los de lwctiertL-e des cntllce-F (lguLe D), un arc électrique s'établit entre eux et les ailes latérales 15 de chaque étrier en U 13 constituent des.jupes de protec tion du ressort 9 contre la projection de vapeurs métalliques créées par l'arc. Ainsi, chaque étrier en U 13 selon l'invention met judicieusement à profit ses ailes latérales de guidage du ressort 9 pour protéger également ce dernier vis-à-vis de la projection des vapeurs métalliques lors de l'apparition de l'arc électrique au moment de la répulsion des contacts. La figure 6 illustre l'ouverture définitive des contacts après leur répulsion, c'est-à-dire après remontée de chaque pont de contacts mobiles 5 sous l'action du ressort de rappel 9, le porte-contacts étant toujours en position basse ; dans cette position d'ouverture des contacts, figure 6, les contacts mobiles 7 sont espacés de leurs contacts fixes 8 d'une distance donnée d correspondant à la course d'entraînement du porte-contacts pour passer de sa position haute à sa position basse. Revendications 1. Porte-contacts en forme de râteau pour appareil interrupteur du genre disjoncteur, se composant d'un support isolant (2) percé d'ouvertures rectangulaires identiques (4) parallèles échelonnées côte à côte et dans chacune desquelles est engagé transversalement un pont de contacts mobiles (5), lequel est destiné à coopérer avec un alignement associé de contacts fixes (8) situés de part et d'autre du support, chaque ouverture (4) du support étant dimensionnée de manière à loger un ressort de compression (9) de grande longueur et à nombre de spires élevé, placé en soutien entre le pont de contacts mobiles (5) et une paroi d'appui opposee (11) de l'ouverture, le support équipé des ponts de contacts mobiles étant susceptible d'hêtre déplacé en translation entre une position dite de fermeture des contacts dans laquelle les contacts mobiles sont appliqués sur leurs contacts fixes, chaque ressort de compression assurant la pression de contact, et une position dite d'ouverture des contacts dans laquelle les contacts mobiles sont séparés de leurs contacts fixes par répulsion en réponse à un court-circuit, caractérisé en ce que dans chaque ouverture (4) du support est disposé un étrier coulissant en U (13) dont le fond (14) est en appui entre le pont de contacts mobiles (5) et le ressort de compression (9), et dont les parois latérales (15) obturent ladite ouverture, de part et -d'autre du ressort et sur une partie seulement de la longueur de celuici lorsque les contacts sont fermés, et forment des guides pour le ressort (9) lors de la répulsion des contacts mobiles ainsi que des jupes de protection du ressort contre la projection de vapeurs métalliques lors de l'apparition d'un arc électrique au moment de la répulsion. 2. Porte-rontacts selon la revendice' on 1, caractérisé en ce que chaque ouverture (4) du support présente, sur chacun de ses deux flancs latéraux (19) parallèles au sens de déplacement du support équipé des ponts de contacts mobiles, une nervure longitudinale (21) formant glissière le long de laquelle coulisse l'étrier en U (13) lors de la répulsion des contacts mobiles.