Brevet FR2642567A1 — publié le 19900803

L'invention concerne un dispositif de suppression d'arc de rupture de courant dans un appareillage de commutation électrique sous charge, par l'intermédiaire de moyens de dérivation de l'arc disposés en parallèle d'au moins une paire de grains de contact séparables à protéger, disposés sur des supports conducteurs isolés entre eux et dont au moins l'un d'eux est mobile. I1 est connu un nombre important de dispositifs de ce type dans lesquels la supppression ou l'atténuation de l'amplitude de l'arc est obtenue soit par adjonction de résistance de décharge, soit par soufflage magnétique, soit par soufflage pneumatique, ou encore par accélération de la vitesse d'ouverture des contacts. Ces dispositifs sont plus particulièrement adaptés aux ruptures de courant d'intensité élevée, mais les moyens à adopter seront en fonction de l'intensité de rupture aux contacts, de la dimension et de la pression des contacts, enfin de la nature du matériau de ces derniers, le but essentiel étant bien de ne pas entretenir le passage du courant sous forme d'arc, dont il résulte une érosion sévère des surfaces de contact due à la forte élévation de température. Les dispositifs de rupture de courant plus faible tels que relais basse tension, circuit magnétique de vibration d'avertisseur accoustique, rupteur d'allumage de moteur à combustion interne, interrupteur d'éclairage etc, autorisent des moyens de dérivation de l'arc pouvant etre constitués de manière classique par un condensateur disposé aux bornes des contacts mais cela entrain des problèmes de logeabilité de celui-ci et bien sur de branchement à effectuer de surcroît. Il est également connu par le brevet français FR 2574 984 un système d'extinction d'un arc par un dispositif à semi-conducteurs connecté en parallèle sur les contacts qui dérive le courant vers un circuit ne passant pas par les contacts au moment de leur séparation. De manière plus simple mais d'un cout élevé du fait des matériaux à employer, le brevet européen NO 0054 834 suggère de disposer à proximité des contacts à protéger, des matériaux de haute résistivité qui auraient pour effet de déplacer l'arc en le réduisant. Enfin le brevet européen 0212 903 propose un dispositif dont la formation de l'arc est perturbée par des fentes ménagées sur les contacts dans lesquelles il se propage. Mais cela réduit bien entendu la surface de contact électrique d'où l'intensité de passage admissible. On voit bien à l'énoncé de ces dispositifs connus que l'inconvénient majeur réside dans la complexité de réalisation mais surtout dans le cout des moyens mis en oeuvre. La présente invention permet de remédier à ces inconvénients de manière extremement simple et peu coûteuse. A cet effet et de manière plus précise, l'invention concerne Ü dispositif du type ci-dessus décrit caractérisé en ce que les moyens de dérivation de l'arc sont constitués par des éléments d'attraction de l'électricité formés par des prolongements métalliques des contacts à protéger, aptes à remplir un le d'antenne et dont leurs extremités libres sont en forte de pointes disposées sensiblement en vis à vis, sans se toucher, à une distance "d" entre elles telle à constituer une zone d'amorçage à proximité mais distinte desdits contacts. La description qui va suivre en regard des dessins annexés fera mieux comprendre comment l'invention peut etre réalisée. La figure 1 représente schématiquement et d'une manière générale un dipositif de suppression d'arc aux contacts selon l'invention. La figure 2 montre un exemple particulier d'application de l'invention aux rupteurs d'allumage. La figure 3 montre un exemple particulier a d'application de l'invention aux avertisseurs sonores. Le dispositif de suppression d'arc suivant l'invention comporte dans son principe selon la figure 1, un boltier 1 d'interrupteur dans lequel est disposé un dispositif de rupture essentiellement constitué par un élément support fixe 2 et un élément mobile souple 3 apte à etre actionné par un poussoir agissant selon A lors d'une pulsion contre l'élément mobile 3. Les deux éléments fixe et mobile 2 et 3 sont conducteurs et isolés entre eux par une pièce isolante 6. Ils sont reliés électriquement à une source de courant par les fils électriques 4 et 5 pour assurer l'alimentation d'un consommateur(non représenté) De manière également connue les éléments 2, 3 comportent à leur extrémité deux contacts 7 et 8 d'établissement et de rupture du courant qui sont le siège d'arcs électriques lors de la rupture. Ces derniers se produisant à une fréquence plus ou moins importante selon l'appareillage concerné. Selon l'invention les éléments 2 et 3 supportant les contacts 7 et 8 sont prolongés au-delà de ceux-ci par des prolongements métalliques -conducteurs 9 et 10 obtenus de matière ou pas avec les éléments 2 et 3 et disposés en parallèle avec ceux-ci. Les prolongements 9 et 10 comportent à leur extremité 9a et 10 a des pointes métalliques 11,12 hérissées l'une vers l'autre sensiblement en vis à vis, sans jamais pouvoir se toucher et donc à distance "d" plus grande que celle prévue entre les contacts 7 et 8 lorsqu'ils sont ouverts de manière telle à permettre, lors d'une rupteurs, la formation de l'arc entre ces dites pointes li et 12 toujours espacées plutôt qu'entre les contacts 7 et 8 et créer ainsi une zone d'amor çage 13 à proximité, mais distincte de ces derniers. On comprend ainsi que les prolongements 9 et 10 ont joué un rôle d'antenne ne supprimant pas l'arc mais le déplaçant vers une autre zone, pour quty ait lieu préférentiellement l'amorçage. La distance de cette zone d'amorçage 13 ainsi constituée par rapport aux contacts 7 et 8 est en fonction de l'intensité du courant de coupure générateur d'arc et il est évident que cette distance d'éloignement devra lui etre proportionnelle. Selon un exemple de réalisation particulièrement avantageux (non représenté) les pointes peuvent etre obtenues par pliage perpendiculaire dsun des angles du prolongement 10 de l'élément mobile 3, généralement d'épaisseur faible car sujet à déformation, et par découpe préalable et pliage du prolongement meme 9 de l'élément fixe 2 généralement d'épaisseur supérieure. La figure 2 montre un exemple particulier d'application de 1 invention aux rupteurs d'allumage, schématiquement constitué d'un élément mobile 30 et d'un élément fixe 31 porteur de contact 32,33 actionnés dans un mouvement d'ouverture-fermeture d'un circuit primaire électrique de bobine (non représentée) à une fréquence liée au régime d'un moteur à explosion. Ce mouvement étant commandé par une came 34 entraînée en rotation par l'arbre à came.dudit moteur (non représenté). Selon l'invention et comme précédemment décrit des pointes d'amorçage 35,36 sont prévues en prolongement des éléments 30,31 au-delà des contacts 32,33 à une distance o" teile à ne jamais se toucher en fonctionnement. La figure 3 est un second exemple d'illustration non limitatif de l'invention montrant une adaptation particulière à un avertisseur sonore représenté hors fonctionnement et schématiquement constitué d'une bobine électromagnétique 40 entourant un noyau magnétique 41 se décomposant en une partie fixe 42 et une partie mobile 43 qui est attirée en déplacement vers la partie fixe 41 lors d'une mise sous tension t par fermeture d'un interrupteur 44, établissant le circuit électrique dans la bobine 40 par l'intermédiaire de contacts 45,46 fermés au repos. La bobine 40 ainsi alimentée attire la partie mobile 43 du noyau 40 à l'encontre d'un organe élastique de rappel 47 séparant ainsi les contacts 45,46 d'où une coupure du courant bobine et action successive de l'organe de rappel 47 repoussant la partie mobile 43 qui refermera les contacts 45,46 à nouveau,etc... Ces ouverture-fermeture successives sont effectuées selon une fréquence prédéterminée apte à produire un son. Selon l'invention les contacts 45,46, sièges d'arc de rupture sont prolongés par des pointes 48,49 dont l'écartement "d" est ici constitué par la distance entre des biseaux 48a, 49a constituant des faces latérales en vis à vis obliques des pointes 48,49, ceci de manière à augmenter la surface de portée électrique de celles-ci. L'invention est bien entendu applicable à d'autres types d'appareils électriques. PEVENDICATIONS 1) Dispositif de suppression d'arc de rupture de courant dans un apppareillage de coupure ou de commutation électrique sous charge, par l'intermédiaire de moyens de dérivation de l'arc disposés en parallèle d'au moins une paire de grains de contacts séparables (7,8) à protéger disposés sur des supports conducteurs (2, 3) isolés entre eux et dont au moins l'un d'eux est mobile, caractérisé en ce que les moyens de dérivation de l'arc sont constitués par des éléments d'attraction de l'électricité formés-par des prolongements métalliques (9,10) des contacts (7,8) à protéger, aptes à remplir un rôle d'antenne et dont leurs extrêmités libres (9a > 10a) sont en forme de pointes (11, 12) disposées sensiblement en vis à vis, sans se toucher, à une distance "d" entre elles telle à constituer une zone d'amorçage (13) à proximité mais distincte desdits contacts (7, 8). 2) Dispositif de suppression d'arc selon la revendication 1 caractérisé en ce que les prolongements métalliques (9,10) sont obtenus de matière avec les supports conducteurs (2, 3 ) des grains de contacts (7, 8) 3) Dispositif de suppression d'arc selon la revendication 1 caractérisé en ce que les prolongements métalliques (9,10) sont rapportés sur les supports conducteurs (2,3) des grains de contacts (7,8) 4)Dispositif de suppression d'arc selon les revendications 1, 2 ou 3 caractérisé en ce que les pointes (11, 12) des extrêmités libres (9a, 10a) des prolongements métalliques (9, 10) des contacts (7, 8) sont obtenues par pliage sensiblement perpendiculaire d'au moins un angle de chacune desdites extrêmités (9a, 10 a) 5) Dispositif de suppression d'arc selon les revendications 1, 2 ou 3 caractérisé en ce que les pointes (11, 12) des extrêmités libres (9a, 10a) des contacts (7,8) sont obtenues par découpe partielle puis pliage d'au moins une partie desdites extrêmités (9a,lOa).