Brevet FR2686448A1 — publié le 19930723

La présente invention concerne un interrupteur électrique du type comportant un support fixe et un contact mobile, le support et le contact portant chacun un grain de contact en vis à vis. On connaît de tels interrupteurs, notamment placés dans les circuits d'alimentation des bougies de préchauffage des moteurs diesel. Du fait des valeurs très élevées des courants circulant dans ces circuits d'alimentation, les grains de contact des interrupteurs électriques doivent être réalisés dans des matériaux très bon conducteurs électriques. Ces matériaux présentent toutefois l'inconvénient de mal résister aux effets des arcs électriques et notamment aux effets thermoélectriques. Or, de tels arcs électriques se forment à chaque ouverture et à chaque fermeture de l'interrupteur entre ces deux grains de contact. Il en résulte une usure rapide de ces grains et la nécessité de procéder régulièrement à leur changement. La présente invention vise à pallier cet inconvénient. A cet effet, l'invention a pour objet un interrupteur électrique comportant un support fixe et un contact mobile, le support et le contact portant chacun un grain de contact en vis à vis, caractérisé par le fait que le support et le contact portent chacun deux grains de contact, une première paire de grains de contact en vis à vis étant réalisée dans un matériau supportant bien les arcs électriques et une deuxième paire de grains de contact en vis à vis étant réalisée dans un matériau bon conducteur électrique, les grains de la première paire étant agencés pour venir en contact avant les grains de la deuxième paire lors de la fermeture de l'interrupteur, et pour se séparer après les grains de la deuxième paire lors de l'ouverture de l'interrupteur. A titre d'exemple, les grains de contact de la première paire peuvent être réalisés à base de tungstène et les grains de contact de la deuxième paire à base d'argent. On comprend que lors de la fermeture ou de l'ouverture de l'interrupteur électrique, c'est entre les grains de la première paire que se forme l'arc électrique. Le matériau de ces grains étant précisément conçu pour résister à de tels arcs, aucune usure prématurée n'est à craindre. Ce n'est qu'après que les grains de la première paire sont venus en contact lors de la fermeture de l'interrupteur, que les grains de la deuxième paire viennent à leur tour en contact, abaissant ainsi la valeur de la résistance électrique de l'interrupteur. De même, lors de l'ouverture de l'interrupteur, les grains de la deuxième paire se séparent en premier, augmentant ainsi pendant un très bref instant la valeur de la résistance électrique de l'interrupteur, mais sans formation d'arc puisque le courant continue à circuler entre les grains de contact de la première paire. L'arc électrique se forme ensuite entre les grains de contact de la première paire lors de leur séparation. Le contact mobile peut notamment comprendre une lame élastique portant le grain de contact de la première paire à une distance, à l'état non contraint, du grain de contact respectif du support, inférieure à celle des grains de contact de la deuxième paire. Plusieurs modes de réalisation d'un tel agencement peuvent être envisagés. Dans un premier mode de réalisation, ladite lame est une lame allongée se rapprochant du support, à l'état non contraint, en direction de son extrémité libre, et portant le grain de contact de la première paire plus loin en direction de cette extrémité que le grain de contact de la deuxième paire. Dans un deuxième mode de réalisation, ladite lame a une forme en L , les deux grains de contact étant portés par la branche du L ayant une extrémité libre, ladite branche du L se rapprochant du support, à l'état non contraint, en direction de ladite extrémité libre, et portant le grain de contact de la première paire plus loin en direction de cette extrémité que le grain de contact de la deuxième paire. Dans un troisième mode de réalisation, ladite lame à une forme en U, l'une des branchees du U se rapprochant du support, à l'état non contraint, en direction de son extrémité libre, ladite branche du U portant le grain de contact de la première paire et l'autre branche portant le grain de contact de la deuxième paire. On décrira maintenant à titre d'exemples non limitatifs, des modes de réalisation particuliers de l'invention en référence aux dessins schématiques annexés dans lesquels - la figure la est une vue en élévation d'un interrupteur selon un premier mode de réalisation de l'invention ; - les figures lb et lc illustrent la fermeture de cet interrupteur - la figure 2 illustre l'état de conduction des deux paires de grains de contact de l'interrupteur des figures la à lc ; - la figure 3a est une vue en perspective d'un interrupteur selon un deuxième mode de réalisation de l'invention ; - la figure 3b est une vue de face du contact mobile de cet interrupteur - la figure 3c en est une vue partielle de dessus ; et - les figures 4a à 4c sont des figures similaires aux figures 3a à 3c, représentant un interrupteur selon un troisième mode de réalisation de l'invention. L'interrupteur des figures la à lc comporte un support fixe conducteur 1 relié à la masse et un contact mobile 2 également conducteur relié par une borne 3 à un générateur électrique 4. Le support fixe 1 porte un grain de contact 5, réalisé dans un matériau résistant bien aux actions des arcs électriques, par exemple dans un matériau à base de tungstène, et un deuxième grain de contact 6, réalisé dans un matériau présentant une faible résistivité électrique, par exemple à base d'argent. Le contact mobile 2 est constitué d'une lame métallique fixée à une de ses extrémités (non représentée) et dont l'extrémité libre se trouve en vis à vis du support fixe 1. La lame 2 porte, en vis à vis du grain de contact 5, un grain de contact 5' réalisé dans le même matériau que le grain de contact 5 et, en vis à vis du grain de contact 6, un grain de contact 6' réalisé dans le même matériau que le grain de contact 6. La lame 2 est généralement parallèle au support 1, à l'exception de sa zone 7 comprise entre les grains de contact 5' et 6', où elle se rapproche du support fixe 1 en direction de son extrémité libre, où elle porte le contact 5'. Ainsi, lorsque la lame 7 est dans son état non contraint représenté à la figure la, la distance entre les grains de contact 5-5' est inférieure à la distance entre les grains de contact 6-6'. Des moyens non représentés, tel qu'un électroaimant, sont prévus pour rapprocher la lame 2 du support fixe 1 afin de fermer l'interrupteur. Dans une première phase de cette fermeture, représentée à la figure lb, les grains 5-5' viennent en contact, un arc électrique se produisant entre ces grains. Toutefois les grains 6-6' sont encore séparés de sorte que le courant électrique passe de la lame 2 au support 1 par l'intermédiaire des grains 5-5'. La résistance de l'interrupteur est alors relativement élevée, du fait de la relativement mauvaise résistivité des grains 5-5'. Dans la deuxième phase de la fermeture de l'interrupteur, représentée à la figure lc, les grains de contact 6 et 6' continuent à se rapprocher par aplatissement de la zone 7 de la lame 2, jusqu'à ce qu'ils viennent en contact. Toutefois, du fait de la très faible différence de potentiel entre ces grains 6 et 6', aucun arc électrique ne se produit. Lorsque ces grains sont en contact, l'essentiel du courant entre la lame 2 et le support 1 passe par les grains 6 et 6', de sorte que l'interrupteur présente une très faible résistance une fois fermé. L'ouverture de l'interrupteur s'effectue en sens inverse, c'est-à-dire que les grains 6 et 6' commencent par se séparer, la partie 7 de la lame 2 reprenant sa forme peu à peu. Ce n'est que lorsque l'on se retrouve dans l'état de la figure lb que les grains 5 et 5' se séparent, engendrant entre eux un arc électrique. La figure 2 représente l'état d'ouverture et de fermeture des grains 5-5' et 6-6' lors de cycles de fermeture-ouverture de l'interrupteur. On voit que des arcs électriques se forment aux instants A de mise en contact et de séparation des grains 5 et 5', alors que les grains 6 et 6'sont encore suffisamment écartés pour qu'aucun arc électrique ne se forme entre eux. Si l'on se réfère maintenant aux figures 3a à 3c, on voit un interrupteur comportant un support fixe 11 portant deux grains de contact 15 et 16. Une lame mobile 12 porte deux grains de contact 15' et 16' respectivement en vis à vis des grains de contact 15 et 16. La lame mobile 12 est en forme de L et une de ses branches a une de ses extrémités (non représentée) fixe. Son autre branche porte le grain de contact 15' à son extrémité libre et le grain de contact 16' à son intersection avec la première branche. La branche de la lame 12 portant les grains de contact 15' et 16' comporte entre ces grains une zone inclinée 17 de sorte qu'elle se rapproche du support fixe 11 en direction de son extrémité libre portant le contact 15'. La paire de contact 15-15' est réalisée dans un matériau résistant bien aux arcs électriques et la paire de grains de contact 16-16' dans un matériau possédant une faible résistivité. On voit que, lorsque la lame 12 va se rapprocher du support fixe Il, les grains 15 et 15' vont venir en premier en contact et vont par conséquent supporter l'arc électrique de fermeture. Ce n'est qu'après l'établissement du courant dans l'interrupteur que les grains 16 et 16' viennent en contact, abaissant ainsi la résistance électrique de l'interrupteur. L'interrupteur des figures 4a à 4c comprend un support fixe 21 portant deux grains de contact 25 et 26, de façon similaire à l'interrupteur de la figure 3a. La lame 22 a ici une forme en U, dont une des branches 23 porte le grain de contact 25' à une de ses extrémités, en vis à vis du grain de contact 25, et dont l'autre branche 24 porte le grain 26' à son extrémité libre en vis à vis du grain 26. La branche 24 possède entre ses deux extrémités une partie 27 inclinée vers le support 21 en direction de son extrémité libre, de sorte que le grain 26' est plus proche du grain 26 que le grain 25' ne l'est du grain 25. Les grains 25-25' sont réalisés dans un matériau résistant bien à l'action des arcs électriques, tandis que les grains 26-26' sont réalisés dans un matériau présentant une faible résistivité. Lors du rapprochement de la lame 22 du support fixe 21, les grains 25-25' viennent les premiers en contact, supportant ainsi l'arc électrique de fermeture, les grains 26-26' ne venant en contact qu'ultérieurement après déformation de la partie 27 de la branche 24 du U. Revendications 1. Interrupteur électrique comportant un support fixe et un contact mobile conducteurs, le support et le contact portant chacun un grain de contact en vis à vis, caractérisé par le fait que le support (1;11;21) et le contact (2;12;22) portent chacun deux grains de contact (5,6,5',6';15,16,15',16';25,26,25',26'), une première paire de grains de contact en vis à vis (5,5';15,15';25,25') étant réalisée dans un matériau supportant bien les arcs électriques et une deuxième paire de grains de contact en vis à vis (6,6';16,16';26,26') étant réalisée dans un matériau bon conducteur électrique, les grains de la première paire étant agencés pour venir en contact avant les grains de la deuxième paire lors de la fermeture de l'interrupteur, et pour se séparer après les grains de la deuxième paire lors de l'ouverture de l'interrupteur. 2. Interrupteur selon la revendication 1, dans lequel le contact mobile comprend une lame élastique portant le grain de contact de la première paire à une distance, à l'état non contraint, du grain de contact respectif du support, inférieure à celle des grains de contact de la deuxième paire. 3. Interrupteur selon la revendication 2, dans lequel ladite lame est une lame allongée (2) se rapprochant du support, à l'état non contraint, en direction de son extrémité libre, et portant le grain de contact (5') de la première paire plus loin en direction de cette extrémité que le grain de contact (6') de la deuxième paire. 4. Interrupteur selon la revendication 2, dans lequel ladite lame a une forme en L (12), les deux grains de contact étant portés par la branche du L ayant une extrémité libre, ladite branche du L se rapprochant du support, à l'état non contraint, en direction de ladite extrémité libre, et portant le grain de contact de la première paire (15') plus loin en direction de cette extrémité que le grain de contact de la deuxième paire. 5. Interrupteur selon la revendication 2, dans lequel ladite lame a une forme en U (22), l'une des branches (24) du U se rapprochant du support, à l'état non contraint, en direction de son extrémité libre, ladite branche du U portant le grain de contact (25') de la première paire et l'autre branche portant le grain de contact (26') de la deuxième paire.