Brevet FR2684797A1 — publié le 19930611

DISPOSITIF DE COMMUTATION MULTIPOLAIRE A ACTION PARTIEL- LEMENT FUGITIVE. La présente invention concerne un dispositif de commuta- tion multipolaire à action partiellement fugitive. Elle a plus particulièrement pour objet un dispositif du type comprenant une pluralité d'interrupteurs comportant chacun au moins un élément de contact fixe coopérant avec au moins un élément de contact mobile porté par un équi- page mobile commun à tous les interrupteurs, cet équipage mobile pouvant être déplacé, par un mécanisme de com- mande, entre deux positions, au terme d'une course provo- quant un changement d'état d'au moins une partie des interrupteurs. Elle s'applique en particulier, mais non exclusivement, à des dispositifs tels que des contacteurs ou à des modules de contact auxiliaire dans lesquels les éléments de contact mobiles qui consistent en des ponts de contact mobiles sont montés sur un équipage mobile se présentant sous la forme d'un "râteau" constitué par un support iso- lant percé d'ouvertures rectangulaires identiques, éche- lonnées côte à côte et dans chacune desquelles est engagé transversalement un pont de contact mobile. 2 - On sait que jusqu'ici, dans ce type d'application, l'équipage mobile est réalisé sous la forme d'un ensemble rigide, habituellement monobloc, apte à entraîner en translation, de façon synchrone et permanente, tous les ponts de contact mobiles, pour assurer la fermeture ou l'ouverture des contacts électriques La pression de contact entre les ponts de contact et les éléments de contact fixes est alors assurée au moyen d'un ressort à boudin logé dans chaque ouverture du râteau et placé en soutien du pont de contact mobile passant dans cette ouverture. Il s'avère que pour certaines applications, il est sou- haitable de faire en sorte qu'au moins l'un des interrup- teurs du dispositif de commutation ait un fonctionnement fugitif, tandis que l'un au moins des autres interrup- teurs aura un fonctionnement maintenu. Tel est notamment le cas dans un dispositif de commuta- tion faisant intervenir un ou plusieurs interrupteurs dont on veut détecter et, éventuellement, signaler les phases transitoires de passage à l'état ouvert ou fermé. Il en est de même en ce qui concerne les appareils inter- rupteurs multipolaires, pour l'alimentation de charges capacitives, dans lesquels l'établissement des courants de charge est d'abord effectué à travers des résistances de limitation placées en parallèle sur des interrupteurs principaux encore ouverts, à l'aide d'interrupteurs auxi- hlaires placés en série avec des résistances, ces inter- rupteurs principaux étant ensuite fermés à leur tour par un organe de commande ayant provoqué la fermeture précé- dente. Dans ce type d'application, la solution consistant à pré- voir un simple décalage dans la commande de ces deux jeux d'interrupteurs n'est pas satisfaisante car, au moment de l'ouverture, les interrupteurs auxiliaires ont à suppor- 3 - ter l'essentiel de la coupure Il s'ensuit une détériora- tion rapide de l'appareil due au fait que les interrup- teurs auxiliaires ne sont pas conçus pour supporter de telles contraintes. L'invention a donc plus particulièrement pour but de fournir un dispositif de commutation apte à résoudre les problèmes précédemment évoqués grâce à une séquence de commutation particulièrement bien adaptée. Pour parvenir à ces résultats, l'invention propose un dispositif de commutation comprenant, logés dans un même boîtier, au moins un interrupteur muni d'au moins un élé- ment de contact fixe et d'un élément de contact mobile sollicité par un équipage mobile, et un organe de com- mande apte à assurer l'actionnement de l'équipage mobile. Selon l'invention, ce dispositif est caractérisé en ce que ledit organe de commande est relié à l'équipage mobile de l'interrupteur par l'intermédiaire d'une liai- son mécanique comportant un accouplement débrayable apte à passer en position débrayée pendant la course aller de l'organe de commande lorsque l'effort résistant exercé par l'équipage mobile s'élève au-dessus d'un seuil déter- miné, puis à retourner à nouveau en position embrayée en fin de la course de retour de l'organe de commande. Avantageusement, le susdit accouplement débrayable pourra comprendre deux pièces couplées magnétiquement Toute- fois, il pourra être réalisé à l'aide de moyens d'encliquetage élastiques. Des modes d'exécution de l'invention seront décrits ci- après, à titre d'exemples non limitatifs, avec référence aux dessins annexés dans lesquels: Les figures 1 et 2 sont des coupes schématiques de l'équipage mobile ou "râteau" d'un module 4 - interrupteur auxiliaire, respectivement en position embrayée (figure 1) et en position débrayée (figure 2) de l'accouplement débrayable; La figure 3 est une vue de côté du boîtier du module interrupteur auxiliaire; Les figures 4 et 5 représentent un équipage mobile similaire à celui des figures 1 et 2, mais utilisant un dispositif d'accouplement différent de ce dernier; Les figures 6 et 7 représentent, d'une faaçon analogue, une autre variante d'exécution de l'équipage mobile; La figure 8 est une coupe transversale par- tielle illustrant un mode de montage des porte- contacts mobiles sur le râteau. Le module interrupteur auxiliaire, représenté en traits pleins sur les figures 1 à 3, fait intervenir, logé dans un boîtier 1 sensiblement rectangulaire supportant quatre paires d'éléments de contact fixes Fl, F'1 F 2, F'2 - F 3, F'3 F 4, F'4, un équipage mobile se présentant sous la forme d'un râteau 2 Sur le râteau sont montés quatre ponts de contact mobiles Pl, P 2, P 3, P 4 qui coopèrent respectivement avec les paires de contacts fixes F 1, F'î F 2, F'2 F 3, F'3 F 4, F'4 pour constituer quatre interrupteurs I 1-I 4. D'une façon plus précise, le râteau 2 est réalisé sous la forme d'un support isolant plat, percé d'ouvertures rec- tangulaires identiques parallèles 1 à 04, échelonnées côte à côte, dans chacune desquelles est engagé transver- salement un pont de contact mobile Pl à P 4. Comme on peut le voir sur la figure 8, chaque pont de contact mobile est constitué par une barrette 3 portant en pont, sur sa face supérieure, deux contacts mobiles 4, qui coopèrent avec un alignement de deux contacts fixes F, F' situés de part et d'autre du râteau 2 Cette bar- rette 3 est, par ailleurs, sollicitée par un ressort de compression R prenant appui sur la face inférieure de l'ouverture 0. Le râteau 2 comprend, dans sa partie supérieure, un organe d'accouplement 6 (de section en forme de T) qui est destiné à venir se connecter, de façon classique, sur un élément de connexion solidaire de l'équipage mobile d'un contacteur Grâce à cet accouplement, le râteau 2 est entraîné en translation par un organe menant du contacteur de manière à assurer, d'une part, la fermeture des contacts électriques auxiliaires avec une pression convenable déterminée par les ressorts R et, d'autre part, l'ouverture de ces contacts. Conformément à l'invention, le râteau 2 est réalisé en deux parties distinctes séparables dans le sens de l'axe de translation, à savoir: une première partie 7 comprenant une branche latérale du râteau 2 incluant l'ouverture 1 dans laquelle s'engage le porte-contact mobile Pl et, attenant à l'extrémité de cette branche, un élément transversal 8 portant l'organe d'accouplement 6, et une deuxième partie 9 comportant le reste du râteau 2, dans lequel sont formées les ouvertures 02 à 04 au tra- vers desquelles passent les ponts de contact P 2 à P 4. Il importe de noter que l'interrupteur Il est du type à ouverture et les interrupteurs I 2-I 4 du type à fermeture, tandis que la paire de contacts fixes Fl, F'l associée au porte-contact Pl est décalée par rapport aux paires de contacts fixes F 2, F'2 F 3, F'3 F 4, F'4 associées aux 6 porte-contacts mobiles P 2, P 3, P 4, et ce, le long de l'axe de déplacement du râteau 2 Les interrupteurs I 1-I 4 respectivement associés aux deux parties 7, 9 du râteau peuvent être du même type, par exemple à fermeture, ou l'interrupteur Il peut être à fermeture et I 2-I 4 à ouverture. Les deux parties 7, 9 du râteau 2 sont accouplées l'une à l'autre de façon débrayable grâce à un aimant permanent 10 fixé, au moyen d'un étrier 11, sur la face supérieure de la partie 9 située en regard de l'élément transversal 8, et une plaquette 12 en matériau magnétisable fixée, par exemple, par collage à la face inférieure de l'élément transversal. Le fonctionnement du module auxiliaire précédemment décrit est alors le suivant: Au repos, le râteau 2 est dans une position telle qu'il maintient le pont de contact Pl appliqué sur la paire de contacts fixes Fl, F'l et les ponts de contact mobiles P 2 à P 4 écartés des paires de contacts fixes (F 2, F'2 F 3, F'3 F 4, F'4). A partir de cette position, la fermeture des contacts s'effectue en deux périodes, à savoir: une première période au cours de laquelle les ponts de contact mobiles P 2 à P 4 viennent porter sur les paires de contacts fixes correspondantes F 2, F'2 F 3, F'3 - P 4, F'4, le pont de contact Pl demeurant, quant à lui, appliqué sur les contacts fixes Fi, F'1; à la fin de cette première période, l'effort résistant exercé par les contacts fixes sur les ponts de contact mobiles devient supérieur à la force d'attraction de la pla- quette 12 par l'aimant 10, de sorte qu'il se produit un débrayage de la partie 7 vis-à-vis de la partie 9; la 7 - partie 9 du râteau 2 (éventuellement sollicitée par des moyens élastiques) retourne alors en position de repos, une seconde période au cours de laquelle, seule la par- tie 7 du râteau 2 liée à l'organe d'accouplement 6 poursuit sa course. L'ouverture des contacts Fl, F'l s'effectue à la fin de la première période Dans une autre application, elle peut s'effectuer au cours de la seconde période. Le retour de la partie 7 en position de repos s'effectue ensuite grâce à un entraînement en sens inverse de l'organe d'accouplement 6, jusqu'à ce qu'en fin de course les deux parties 7, 9 du râteau 2 se réaccouplent l'une à l'autre. Ce type de fonctionnement convient particulièrement bien dans le cas o les interrupteurs du module auxiliaire, qui comprennent les ponts de contact mobiles P 2 à P 4, servent à assurer une préalimentation d'une charge capa- citive alimentée par l'intermédiaire d'un contacteur sur lequel est accouplé le module auxiliaire L'interrupteur à ouverture comprenant le pont de contact Pl sert alors, lorsque le contacteur revient au repos, à actionner avec un interrupteur à ouverture propre au contacteur un cir- cuit de décharge de la charge capacitive. Toutefois, l'invention ne se limite pas à ce type d'application, étant entendu que de nombreux montages utilisant ce mode de fonctionnement asynchrone peuvent être envisagés, par exemple à chaque fois que l'on sou- haite obtenir un actionnement ou une visualisation fugi- tif au moyen de certains pôles et un actionnement ou une visualisation maintenu au moyen d'autres pôles. De même, l'invention ne s'applique pas uniquement à un module auxiliaire. -8- Ainsi, le concept d'un râteau 2 réalisé en deux parties 7, 9 reliées entre elles par un accouplement débrayable , 12 est applicable aux râteaux utilisés par les contacteurs eux-mêmes Pour illustrer cette possibilité, on a représenté sur la figure 1, en traits interrompus, la façon dont un contacteur pourrait être réalisé, ce contacteur comportant un boîtier 14 renfermant un électro-aimant 15 dont l'armature mobile 16 est accouplée au râteau 2. Bien entendu, l'invention ne se limite pas à un mode d'exécution particulier d'un râteau Il est clair que chacune des deux parties 7, 9 du râteau 2 pourrait com- prendre un nombre différent d'ouvertures O et des contacts à ouverture ou à fermeture disposés à volonté dans l'une ou l'autre des parties 7, 9 De même, l'accouplement débrayable peut être réalisé différemment. A titre d'exemple, l'aimant permanent 10 pourrait être associé, comme représenté sur les figures 4 et 5, à un circuit magnétique 17 en forme de U dont les bords extrêmes attirent la plaquette 12. Selon un autre mode d'exécution de l'invention, illustré sur les figures 6 et 7, l'une des deux parties du râteau 18 ne comprend que l'organe d'accouplement 19 et est reliée à la partie restante 20 du râteau par un accouple- ment débrayable faisant intervenir: une plaquette 21 en un matériau magnétisable solidaire de l'organe d'accouplement 19, et un aimant permanent 22 monté dans la partie centrale de la face supérieure de la partie restante 20 du râteau. Il est clair que cette solution convient particulièrement bien dans le cas o le râteau fait partie d'un module interrupteur auxiliaire. -9- Revendications 1 Dispositif de commutation multipolaire du type comprenant, logés dans un même boîtier, au moins un interrupteur muni d'au moins un élément de contact fixe et d'un élément coopérant de contact mobile sollicité par un équipage mobile, et un organe de commande ( 6) apte à effectuer une course aller et une course de retour pour assurer l'actionnement de l'équipage mobile, caractérisé en ce que ledit organe de commande ( 6) est relié à l'équipage mobile de l'interrupteur, par l'intermédiaire d'une liaison mécanique comportant un accouplement débrayable ( 10, 12) apte à passer en posi- tion débrayée pendant la course aller de l'organe de com- mande ( 6), lorsque l'effort résistant exercé par l'équipage mobile s'élève au-dessus d'un seuil déterminé, puis à retourner à nouveau en position embrayée, pendant la course de retour de l'organe de commande. 2 Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le passage en position débrayée intervient à la suite de l'entrée en contact d'au moins un élément de contact fixe (Fl, F'l F 2, F'2 F 3, F'3 - F 4, F'4) sur au moins un élément de contact mobile (Pl à P 4) de l'interrupteur. 3 Dispositif selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que le susdit accouplement débrayable comprend deux pièces ( 10, 12) couplées magnétiquement l'une à l'autre. 4 Dispositif selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que le susdit accouplement débrayable comprend des moyens d'encliquetage élastiques. - Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le susdit équipage mobile se pré- sente sous la forme d'un râteau ( 2) présentant des ori- fices ( 1 à 04) au travers desquels sont montés des ponts de contact mobiles (Pl à P 4) qui coopèrent chacun avec un couple de contacts fixes (Fl, F'1 F 2, F'2 F 3, F'3 - F 4, F'4). 6 Dispositif selon la revendication 1 compre- nant, logés dans un même boîtier, plusieurs interrupteurs munis chacun d'au moins un élément de contact fixe et d'un élément coopérant de contact mobile sollicité par un équipage mobile, et un organe de commande apte à effec- tuer une course aller et une course de retour pour assu- rer l'actionnement de l'équipage mobile, caractérisé en ce que: l'équipage mobile ( 2) est réalisé en deux parties sépa- rables ( 7, 9) dont chacune comporte les éléments de contact mobile d'au moins un interrupteur, l'organe de commande ( 6) est relié, d'une part, direc- tement à la première partie ( 7) de l'équipage mobile et, d'autre part, à la deuxième partie ( 9) de l'équipage mobile par l'intermédiaire d'un accouplement débrayable ( 10, 12) apte à passer en position débrayée pendant la course aller de l'organe de commande ( 6), lorsque l'effort résistant exercé par l'équipage mobile s'élève au-dessus d'un seuil déterminé, puis à retour- ner à nouveau en position embrayée pendant la course de retour de l'organe de commande, et le passage en position débrayée intervient à la suite d'un changement d'état de l'un au moins des interrup- teurs (I 2 à 14) associés à la deuxième partie de l'équipage mobile. lé - 7 Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que le passage en position débrayée intervient à la suite de la fermeture de tous les inter- rupteurs (I 2-I 4) associés à la deuxième partie de l'équipage mobile. 8 Dispositif selon la revendication 7, caractérisé en ce que la fermeture ou l'ouverture du ou des interrupteurs associés à la première partie ( 7) de l'équipage mobile est décalée par rapport à la fermeture ou l'ouverture du ou des interrupteurs associés à la deuxième partie ( 9) de l'équipage mobile. 9 Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que les deux susdites pièces consistent respectivement en un aimant permanent ( 10) et en une pla- quette en matériau magnétisable ( 12). Dispositif selon la revendication 9, caractérisé en ce que le susdit aimant permanent ( 10) est associé à un circuit magnétique en forme de U ( 17).