Brevet FR2612687A1 — publié le 19880923

La présente invention est relative à un commutateur de puissance électrique comportant un système de contacts à ouverture électrodynamique pour la limitation du courant et constitué par une pièce de contact fixe et par un bras de contact mobile guidé par l'intermédiaire d'un arbre de commutation pour passer dans la position d'enclenchement et dans la position de déclenchement, un ressort agissant par l'intermédiaire d'un levier de transmission sur ce bras de contact mobile. Des commutateurs de ce type comportant des dispositifs de contacts à ouverture électro-dynamique sont connus sous plusieurs formes. Dans le dispositif décrit par le DE-PS 79 176, deux ressorts de traction parallèles sont inter- calés entre un boulon disposé transversalement par rapport au contact mobile et un point fixe à proximité du centre de rotation de telle manière que dans la position d'enclen- chement il en résulte une composante de forces qui produit une poussée de contact dont, cependant, la direction de composante de forces s'inverse lorsque le contact mobile s'ouvre sous l'action d'une force électro-dynamique. Des solutions analogues sont indiquées par les GB-PS 64 412 et US-PS 45 40 961. Dans le dispositif décrit par ce dernier brevet, il n'y a cependant pas de déplacement de la composante des forces dans la position d'ouverture et celle-ci est produite par le frottement. EP-A 01 48 111 décrit un dispositif à ressorts de traction ou de compres- sion qui comporte un point d'application qui peut se dépla- cer à l'intérieur dZun dispositif de guidage à glissière limité. Dans ces dispositifs à ressorts connus, le ressort doit ou bien être très près du centre de rotation du bras de contact mobile et, de ce fait, exercer des forces très grandes par rapport à la poussée de contact ou bien, s'il est plus éloigné, effectuer des trajets de pivotement ou subir des déformations considérables. Dans le cas des 2 2612687 commutateurs multipolaires, dans lesquels les contacts mobiles sont montés sur un arbre de commutation commun, il faut également que le point d'accrochage fixe des ressorts soit placé sur cet axe de commutation. Le but de l'invention est donc la réalisation d'un commutateur du type initialement défini dans lequel les forces élastiques exercent, dans n'importe quelle position de fonctionnement du commutateur, une action d'assistance. Ce but est atteint, suivant l'invention, en ce que le ressort et le levier de transmission, qui constituent une unité de construction, sont montés à poste fixe dans l'enveloppe du commutateur, en ce que le levier de trans- mission est monté sur paliers de manière à pouvoir tourner autour d'un axe dans l'unité de construction montée à poste fixe et en ce que l'extrémité du bras de contact mobile qui est montée sur paliers sur l'arbre de commuta- tion et qui coopère avec le levier de transmission comporte un arrondi et un coin arrondi. La disposition et la forme particulières du levier de transmission et de l'extrémité du bras de contact mobile déterminent l'avantage particu- lier qui réside dans le fait que le bras de contact mobile peut, sous l'action de forces électro-dynamiques, se dépla- cer librement jusqu'à sa butée et qu'après un trajet d'ou- verture déterminé il se produit une inversion de la compo- *25 sante des forces dans le sens du maintien de l'ouverture. De plus, même lorsque le bras de contact mobile est monté sur un arbre de commutation commun, le ressort qui produit la poussée de contact peut être monté à poste fixe dans le dispositif de commutation. De ce fait, dans le cas d'une ouverture dynamique du commutateur, l'arbre de commutation est soumis à l'action de forces qui accélèrent la mise hors d'action de l'arbre de commutation. Cet avantage est parti- culièrement important lorsque les forces dynamiques n'ont pas encore ouvert le bras de contact suffisamment pour qu'il se soit produit une inversion du moment de rotation. Le ressort et le levier de transmission peuvent être assemblés à l'avance de manière à former une unité de construction et être introduits dans l'enveloppe du com- mutateur avant le montage du système de contacts. Enfin, la poussée de contact est largement indépendante de l'usure des contacts. Diverses autres caractéristiques de l'invention ressortent d'ailleurs de la description détaillée qui suit. Des formes de réalisation de l'objet de l'invention sont représentées, à titre d'exemples non limitatifs, au dessin annexé. La figure 1 est une vue de c8té d'un commutateur en position d'enclenchement. La figure 2 représente un commutateur en position d'enclenchement dont les pièces de contact sont ouvertes sous l'action de forces dynamiques. La figure 3 représente le commutateur en position de déclenchement. Le système de contacts représenté par les figures 1 à 3 comprend une pièce de contact fixe 1 en forme d'U qui est fixée dans la chambre d'une enveloppe 2 et un bras de contact mobile 3 qui est monté sur palier dans un arbre de commutation 5 de manière à pouvoir tourner autour d'un axe 4. L'arbre de commutation 5 est monté de manière à pouvoir tourner autour de l'axe de rotation 6 de l'enveloppe et tourne, sous l'action d'un mécanisme d'entraînement non représenté, pour passer de la position "déclenchement" représentée par la figure 3 à la position "enclenchement" représentée par la figure 1. La poussée de contact est pro- duite par une unité de construction 7. Celle-ci est consti- tuée par un support de ressort 8 fixé dans l'enveloppe 2, par un levier de transmission 10 monté de manière à pouvoir tourner autour du centre de rotation 9 du support de ressort 8 et par un ressort 11 qui, dans l'exemple de réalisation décrit, agit comme ressort de compression, de traction ou 4 2612687 de torsion. La partie d'extrémité du bras de contact mobile 3 qui est montée sur palier sur l'arbre de commu- tation 5 a un contour particulier qui présente un coin proéminent 12, de petit rayon, près duquel se trouve, dans la direction de l'axe 4, un évidement 13. De l'autre c8té, elle se raccorde à un arrondi 14 en forme d'arc de cercle dont le centre 15 se trouve au-dessous du centre de rotation du bras de contact mobile. A son extrémité libre, le levier de transmission 10 comporte une partie en angle ou bec 16. L'appui 9 et le bec 16 sont séparés par une surface de contact médiane 17. Le centre de rotation 9 du levier de transmission 10 se trouve à proximité du prolon- gement du centre de rotation 4 du bras de contact mobile et du point de contact 18 du levier de transmission 10 lorsque les pièces de contact sont en position d'enclen- chement. En raison de la forme de la partie d'extrémité du bras de contact 3 et de celle du levier de transmission 10 et en raison de la position des centres de rotation 4 et 9 et du point de contact 18, le fonctionnement suivant l'inven- tion du système de contacts se trouve assuré. Dans la position d'enclenchement représentée par la figure 1, le ressort de compression Il exerce, par l'inter- médiaire de la surface de contact 17 du levier de transmis- sion 10, sur le coin 12 du bras de contact, une force dirigée suivant la flèche 19 et, de ce fait, une poussée de contact à l'emplacement de contact 20. En cas d'usure des pièces de contact, le levier de transmission 10 suit le bras de contact 3. La diminution de la force élastique est largement compensée par une augmentation de la composante dans la direction de la flèche 19, de sorte que la poussée de contact est pratiquement indépendante de l'usure. L'évidement 13 a des dimensions suffisamment grandes pour que le bec 16 ne vienne pas au contact. Si, dans cette position d'enclenchement, le bras de contact mobile est, en raison d'une forte augmentation de courant, soumis à des forces dynamiques, il peut se déplacer, sans en être empêché par l'unité de construction 7, pour se placer dans la position d'ouverture indiquée par la figure 2. Dans ce cas, les appuis se déplacent du coin 12 à l'arrondi 14 sur le bras de contact mobile 3 et de la surface de contact 17 au bec 16 du levier de trans- mission 10. En même temps, la composante de forces qui agit sur le bras de contact mobile 3 se déplace dans le sens de la flèche 21 et donne un moment de rotation agis- sant dans le sens de l'ouverture sur le bras de contact mobile. Il en résulte également un moment de rotation rela- tivement grand agissant dans le sens de l'ouverture sur l'arbre de commutation 5 d'axe de rotation 6. Comme l'ouver- ture dynamique du bras de contact mobile s'accompagne, par suite de l'intervention d'un dispositif de dégagement non représenté, d'un désenclenchement de la serrure de commu- tation, la vitesse de déclenchement s'en trouve augmentée et tout réenclenchement par un choc éventuel du bras de contact est impossible. Dans la position de déclenchement représentée par la figure 3, le levier de transmission 10 suit le bras de contact mobile 3. Dans cette position, le bec 16 s'applique contre le coin 12, ce qui donne, dans la direction de la flèche 22, une composante de forces qui passe entre les deux centres de rotation 4 et 9. Cette composante de forces produit un moment de rotation qui agit sur le bras de contact mobile de telle manière que celui-ci tourne jusqu'à une butée 23 ménagée sur l'arbre de commutation. Ce moment de rotation exerce une action d'assistance à l'arbre de commutation 5 pour le maintien du commutateur dans la position de déclenchement. REVENDICATIONS 1 - Commutateur de puissance électrique comportant un système de contacts à ouverture électro-dynamique pour la limitation du courant et constitué par une pièçe de contact fixe et par un bras de contact mobile guidé par l'intermédiaire d'un arbre de commutation pour passer dans la position d'enclenchement et dans la position de déclen- chement, un ressort agissant par l'intermédiaire d'un levier de transmission sur ce bras de contact mobile, carac- térisé en ce que le ressort (11) et le levier de transmis- sion (10), qui constituent une unité de construction (7), sont montés à poste fixe dans l'enveloppe (2) du commuta- teur, en ce que le levier de transmission (10) est monté sur paliers de manière à pouvoir tourner autour d'un axe (4) dans l'unité de construction (7) montée à poste fixe et en.ce que l'extrémité du bras de contact mobile (3) qui est montée sur paliers sur l'arbre de commutation (5) et qui coopère avec le levier de transmission (10) comporte un arrondi (14) et un coin arrondi (12). 2 - Commutateur de puissance selon la revendication 1, caractérisé en ce que le levier de transmission (10) pré- sente à l'une de ses extrémités une forme en U et, à son autre extrémité, une partie coudée contre le ressort (11). 3 - Commutateur de puissance selon la revendication 1, caractérisé en ce que le coin (12) du bras de contact (3) prend appui, dans la position d'enclenchement, sur la zone médiane plane du'levier de transmission (10) et, de ce fait, produit un mouvement de rotation dans la position d'enclenchement. 4 - Commutateur de puissance selon la revendication 3, caractérisé en ce que la partie du bras de contact qui fait suite au coin (12) dans la direction de l'axe de rotation (4) du bras de contact (3) a une largeur réduite (13). 7 2612687 - Commutateur de puissance selon la revendication 1, caractérisé en ce que, dans la position d'ouverture dynamique, la partie d'extrémité arrondie (14) du bras de contact (3) s'applique contre la zone coudée en angle (16) du levier de transmission (10) et produit un moment de rotation dans la position d'ouverture. 6 - Commutateur de puissance selon la revendication S, caractérisé en ce que l'arrondi (14) de la partie d'ex- trémité représente un arc de courbe dont le centre (15) se trouve Juste au-dessous du centre de rotation (4) du bras de contact (3). 7 - Commutateur de puissance selon la revendication 1, caractérisé en ce que, dans la position de-déclenchement du commutateur, le coin (12) du bras de contact (3) s'ap- plique contre la partie coudée en angle (16) du levier de transmission (10) et que le bord opposé au coin {(12) prend appui sur l'arbre de commutation (5). 8 - Commutateur de puissance selon la revendication 7, caractérisé en ce que le ressort (11) qui agit sur le levier de transmission (10) est un ressort de compression, de traction ou de torsion.