Brevet FR2717617A1 — publié le 19950922

Perfectionnement aux interrupteurs différentiels. La présente invention a trait à un perfectionnement aux interrupteurs différentiels et notamment aux mécanismes de contact de ces interrupteurs. Les interrupteurs différentiels comportent un ou plusieurs contacts mobiles coopérant avec un ou plusieurs contacts fixes respectifs, grâce à un mécanisme qui permet la fermeture et l'ouverture des contacts par le mouvement d'un organe de manoeuvre. Lorsque les contacts sont en position de fermeture, ce mécanisme peut être déclenché, dans le sens de l'ouverture, par l'action de moyens de déclenchement sensibles à une anomalie électrique. Ces moyens de déclenchement peuvent être, notamment, un relais de déclenchement sensible à un organe de détection différentiel, et/ou des moyens de disjonction à commande thermique ou électromagnétique. En position de fermeture de contacts, le contact mobile est appliqué contre son contact fixe avec une pression de contact, dite pression de service, assurée ou non, par le même puissant ressort qui rappelle le contact et le mécanisme en position d'ouverture lors du déclenchement. Cependant, pendant l'opération de fermeture, la pression de contact initiale, au moment où le contact mobile commence à toucher le contact fixe, dépend de la position de l'organe de manoeuvre de l'interrupteur et de la vitesse de manoeuvre que l'utilisateur lui imprime. Le brûlage des surfaces de contact (en argent ou alliage à base d'argent) se produit surtout pendant cette phase transitoire délicate. Les normes demandent aux constructeurs des pouvoirs de fermeture de plus en plus élevés, et on doit donc rechercher des dispositifs assurant, dès la fermeture des contacts, une pression relativement élevée proche de la pression de service, afin de limiter le brûlage des contacts. Il existe déjà différents dispositifs destinés à assurer cette pression de contact initiale élevée. Ces dispostitifs sont intégrés au mécanisme de serrure et compliquent sensiblement ce mécanisme par la présence de leviers et de ressorts supplémentaires. Il en résulte un accrolssement du prix et une plus grande fragilité. La présente invention se propose de fournir des interrupteurs différentiels dans lesquels on puisse obtenir une pression de contact élevée dès que le contact mobile vient toucher le contact fixe, indépendemment de la vitesse de manoeuvre de l'utilisateur et de la position de l'organe de manoeuvre, et ceci d'une façon très simple, avec un minimum de pièces supplémentaires. L'invention a pour objet un interrupteur différentiel comprenant, dans un boîtier, un ou plusieurs contacts mobiles coopérant avec un ou plusieurs contacts fixes respectifs, dans lequel le ou les contacts mobiles sont portés par un porte-contact(s), avec une possibilité de débattement entre le contact et le porte-contact(s), et comportant des moyens élastiques, dont l'énergie est accrue par ledit débattement, pour appliquer, en position de fermeture, le contact mobile contre son contact fixe respectif avec une pression de service élevée, un mécanisme de serrure actionné par un organe de manoeuvre et agissant sur ledit porte-contact(s) aussi bien dans le sens de la fermeture que dans celui de l'ouverture de contact, des moyens de déclenchement pour libérer la serrure et provoquer une ouverture de contact, et des moyens pour obtenir, dès le début de la fermeture des contacts, une pression de contact élevée, caractérisé en ce que ces derniers moyens comportent un organe de butée mobile par rapport au boîtier à l'encontre d'un ressort de rappel, ledit organe de butée présentant une surface de butée interceptant une partie du contact mobile pendant la rotation de fermeture du porte-contact(s) pour provoquer un décalage entre le portecontact(s) et le contact mobile à l'approche de la position de fermeture, entrainant ainsi un accroissement de l'énergie desdits moyens élastiques, ledit organe de butée étant actionné, au moins vers la fin dudit décalage, par ledit porte-contact(s), ou par un élément de mécanisme cinématiquement solidaire dudit porte-contact(s), pour se déplacer et libérer ledit contact mobile au moment où celui-ci se trouve disposé à une faible distance déterminée de son contact fixe respectif, de sorte que ledit contact mobile est brutalement repoussé, avec une pression de fermeture élevée, contre son contact fixe respectif, par lesdits moyens élastiques. Par faible distance déterminée on entend, dans le sens de l'invention, une distance suffisamment élevée pour assurer un isolement convenable entre le contact fixe et le contact mobile, tout en étant suffisamment faible pour que les moyens élastiques conservent, une fois le contact physique établi entre les deux contacts, une pression de contact la plus proche possible de la pression de sevice. Selon une caractéristique avantageuse de l'invention, la partie du contact mobile interceptée par l'organe de butée peut se situer sur une extrémité mobile du contact mobile. On peut ainsi garder une forme de contact mobile classique, et avoir une grande liberté dans les tolérances de fabrication. Dans une forme de réalisation préférée, ledit organe de butée est un organe monté pivotant dans le boîtier à l'encontre d'un ressort de rappel, et présentant, pour chaque contact mobile, une surface de butée respective interceptant le contact mobile et le retenant pendant que le porte-contact(s) poursuit sa course de fermeture. De préférence ledit organe de butée présente une surface de libération coopérant avec une surface en forme de came ou de rampe du porte-contact(s), lesdites surfaces étant agencée pour que l'effet de rampe ou de came provoque, au moment où ladite faible distance déterminée est atteinte entre le contact fixe et le contact mobile, un déplacement en rotation de l'organe de butée qui libère instantannément le ou les contacts mobiles. Dans une forme de réalisation perfectionnée d'un interrupteur à plusieurs contacts, par exemple un interrupteur tripolaire plus neutre, ledit organe de butée présente, au regard de chaque contact mobile, une surface de déplacement susceptible d'être prise en charge par une surface complémentaire dudit contact mobile dès que celui-ci est libéré, de sorte que, si pour des raisons tenant aux tolérances, l'un des contacts est libéré avant les autres, son action sur la surface de déplacement, qui lui est associée, provoque immédiatement un déplacement, par exemple une rotation, dudit organe de butée, qui libère instantanément tous les autres contacts mobiles, de sorte que ceux-ci se ferment pratiquement simultanément. On conçoit cependant que l'on peut également, dans un tel dispositif, agencer les surfaces de butée de chaque contact de façon à provoquer des libérations décalées dans le temps, par exemple pour libérer un contact neutre, afin qu'il se ferme avant les contacts de phases. D'autres avantages et caractéristiques de l'invention apparaîtront à la lecture de la description suivante, faite à titre d'exemple non limitatif, et se référant aux dessins annexés dans lesquels - la figure 1 représente une vue en section par un plan médian d'un appareil selon l'invention ; - la figure 2 représente une vue en perspective du porte-contacts associé à l'organe de butée selon l'invention ; - la figure 3 représente une vue selon une autre perspective du porte-contacts et de l'organe de butée montés dans une embase de boîtier - la figure 4 représente une vue éclatée analogue à la figure 2 - les figures 5 à 8 représentent des vues en section au niveau du porte-contacts, des contacts et de l'organe de butée pendant les différentes phases de la fermeture - les figures 9 et 10 représentent des vues de détail des positions respective du porte-contacts et de l'organe de manoeuvre, correspondant aux figures 5 et 6. En se référant à la figure l on voit que l'interrupteur différentiel selon l'invention présente, dans un boitier 1 comprenant une embase classique 2, un portecontacts 3 susceptible de pivoter autour d'un axe 4 et logant une pluralité de contacts mobiles 5 coopérant chacun avec un contact fixe respectif 6. Le mouvement de fermeture de contact entre la position ouverte, représentée sur les figures 1 et 5, et la position fermée de contact représentée sur la figure 8, est assuré au moyen d'un mécanisme de serrure classique qui ne sera pas décrit en détail. Ce mécanisme de serrure est actionné par une manette de manoeuvre 7 qui, par une disposition de bielle non représentée, permet la rotation horaire du porte-contacts 3 jusque dans la position de contact fermé de la figure 8, dans laquelle la fermeture est maintenue par un effet de genouillère classique du mécanisme de serrure. L'actionnement en sens inverse de la manette 7 permet l'ouverture du contact. De plus des moyens de déclenchement classiques (non autrement décrits) permettent de casser la genouillère du mécanisme de serrure, ce qui provoque alors l'ouverture rapide du porte-contacts sous l'effet de son ressort de rappel 8. La continuité électrique avec le contact mobile 5 est assurée par une tresse conductrice 9. On voit que le porte-contacts 3 présente une pluralité de logements 10 dans lesquels sont disposés les contacts mobiles respectifs 5, qui peuvent se débattre angulairement par rapport au porte-contacts, en étant normalement maintenus dans la position initiale représentée sur la figure 5, contre une surface interne du logement, par un ressort de contact 11 qui tend à se comprimer, et donc à emmagasiner de l'énergie, lorsque le contact mobile 5 bascule par rapport au porte-contacts 3. D'une façon en soi connue, ce ressort de contact 11 assure, dans la position de fermeture de contact représentée sur la figure 8, la pression de contact, en prenant appui, d'une, part sur le porte-contacts 3 immobilisé dans sa postion de fermeture par le mécanisme de serrure, et, d'autre part, sur la branche supérieure du contact mobile 5, qu'il applique fortement contre le contact fixe 6. Conformément à l'invention l'appareil comporte un organe de butée 12 s'étendant transversalement dans l'appareil dans un emplacement situé partiellement au-dessus du porte-contacts 3, comme on le voit sur la figure 1, cet organe 12 étant pivoté dans le boîtier, grâce à des pivots 13, et étant rappelé par un ressort 14, pris entre une surface 15 radialement déportée de l'organe 12 et une surface 16 solidaire du boitier. Dans le position représentée sur les figures 5 à 8 le ressort 14 rappelle l'organe de manoeuvre 12 dans un sens horaire. L'organe de manoeuvre 12 présente une pluralité de bras radiaux 17 s'étendant respectivement dans les logements 10 du porte-contacts, vers le sommet des contacts mobiles 5. Ces bras 17 présentent une surface de butée 18, une surface de soulèvement 19 et une rampe 20 située à côté de la surface de butée 18. Le bras supérieur du contact 5 présente une extrémité 21 se prolongeant par un ou deux ergots cambrés 22. La surface antérieure de l'extrémité 21 est susceptible de buter contre la surface de butée 18 de l'organe de manoeuvre, alors que l'ergot cambré 22 est susceptible de venir au contact de la rampe de déplacement 20 de l'organe de manoeuvre. Le porte-contacts 3 présente, pour sa part, une rampe inclinée 23 susceptible de venir contacter le relief ou surface de soulèvement 19 de l'organe de manoeuvre. Le fonctionnement est le suivant. Dans la position d'ouverture et de repos, représentée sur les figures 1 et 5, les contacts mobiles 5 et fixes 6 sont séparés, les contacts mobiles 5 étant maintenus par leurs ressorts respectifs 11 dans une position immobile par rapport au porte-contacts. L'organe de butée 12 est maintenu dans sa position de repos par le ressort 14. Lorsque l'opérateur actionne l'organe de manoeuvre 7 il provoque une rotation progressive (dans le sens anti-horaire sur les figures 5 à 8) du porte-contacts (3). Pendant cette rotation, l'extrémité 21 du contact mobile 5 finit par rencontrer la surface de butée 18 de l'organe de butée, cette surface étant orientée de façon à éviter que l'appui du contact mobile contre la surface de butée ne puisse provoquer une rotation de l'organe de manoeuvre à l'encontre de son ressort de rappel 14. Le moment où cette butée se produit est représenté sur la figure 6. La poursuite de la rotation du porte-contacts dans le sens anti-horaire provoque alors la compression progressive du ressort de contact 11, lequel emmagasine de l'énergie, alors que le contact mobile 5 se décale par rapport au porte-contacts. A un certain moment la rampe 23 du porte-contacts vient au contact de la surface 19 de soulèvement de l'organe de manoeuvre, de sorte que celui-ci commence à pivoter dans le sens antihoraire. Lorsque l'on arrive dans la position représentée sur la figure 7, la surface 19 a été prise en charge par la rampe 23 et l'organe de manoeuvre a commencé à pivoter, de sorte que sa surface de butée 18 est prête d'échapper à l'extrémité 21 du contact mobile. Dans cette position le contact mobile est séparé du contact fixe 6 d'une distance X représentée sur la figure 7 et qui est faible mais suffisante pour assurer encore l'isolation électrique entre les contacts. La poursuite de la rotation provoque alors la libération de l'extrémité 21 qui échappe à la butée 18. L'énergie du ressort 11 est alors brusquement libérée et celui-ci repousse brutalement le contact mobile 5 contre le contact fixe 6 et l'y maintient avec une pression élevée. A la fin de la rotation on parvient dans la position de la figure 8 dans laquelle on voit que le ressort 11 applique le contact 5 contre le contact 6 avec la pression élevée de service. Dans le cas, représenté sur le dessin, où existent plusieurs contacts mobiles, il est nécessaire d'assurer la fermeture pratiquement simultanée de l'ensemble des contacts alors que l'on peut imaginer que, en raison des tolérances, la surface de butée 18 correspondant à l'un des contacts mobiles libère celui-ci avant que les surfaces de butée des autres contact mobiles ne libèrent leurs contacts respectifs. On voit, à cet effet, que, au moment où la surface de butée 18 libère le contact mobile, l'ergot cambré 22 qui prolonge celui-ci vient au contact de la rampe 20 de l'organe de butée 12. I1 en résulte que, le contact mobile étant libéré, il soulève brutalement l'organe de butée à l'encontre de son faible ressort 14, de sorte qu'à ce moment tous les autres contacts mobiles se trouvent brusquement libérés. En d'autres termes le premier des contacts mobiles à être libéré provoque immédiatement un soulèvement de l'organe de manoeuvre en sens anti-horaire, qui libère alors tous les autres contacts mobiles si, à ce moment, ils ne sont pas déjà en train d'être libérés par la position atteinte par l'organe de butée. REVENDICATIONS 1. Interrupteur différentiel comprenant, dans un boitier (1), un ou plusieurs contacts mobiles (5) coopérant avec un ou plusieurs contacts fixes (6) respectifs, dans lequel le ou les contacts mobiles sont portés par un porte-contact(s) (3), avec une possibilité de débattement entre le contact (5) et le porte-contact(s) (3), et comportant des moyens élastiques (11), dont l'énergie est accrue par ledit débattement, pour appliquer, en position de fermeture, le contact mobile (5) contre son contact fixe (6) respectif avec une pression de service élevée, un mécanisme de serrure actionné par un organe de manoeuvre (7) et agissant sur ledit porte-contact(s) (3) aussi bien dans le sens de la fermeture que dans celui de l'ouverture de contact, des moyens de déclenchement pour libérer la serrure et provoquer une ouverture de contact, et des moyens pour obtenir, dès le début de la fermeture des contacts, une pression de contact élevée, caractérisé en ce que ces derniers moyens comportent un organe de butée (12) mobile par rapport au boîtier (1) à l'encontre d'un ressort de rappel (14), ledit organe de butée (12) présentant une surface de butée (18) interceptant une partie (21) du contact mobile (5) pendant la rotation de fermeture du porte-contact(s) (3) pour provoquer un décalage entre le porte-contact(s) et le contact mobile à l'approche de la position de fermeture, entraînant ainsi un accroîssement de l'énergie desdits moyens élastiques (11), ledit organe de butée (12) étant actionné, au moins vers la fin dudit décalage, par ledit porte-contact(s) (3), ou par un élément de mécanisme cinématiquement solidaire dudit porte-contact(s), pour se déplacer et libérer ledit contact mobile (5) au moment où celui-ci se trouve disposé à une faible distance déterminée de son contact fixe (6) respectif, de sorte que ledit contact mobile (5) est brutalement repoussé, avec une pression de fermeture élevée, contre son contact fixe (6) respectif, par lesdits moyens élastiques (11). 2. Interrupteur à plusieurs contacts mobiles selon la revendication 1 caractérisé en ce que ledit organe de butée (12) présente, au regard de chaque contact mobile (5), une surface de déplacement (20) susceptible d'être prise en charge par une surface complémentaire (22) dudit contact mobile (5) dès que celui-ci est libéré pour provoquer immédiatement un déplacement dudit organe de butée (12), qui libère instantanément tous les autres contacts mobiles (5), de sorte que ceux-ci se ferment pratiquement simultanément. 3. Interrupteur selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que la partie (21) du contact mobile interceptée par l'organe de butée (12) se situe sur une extrémité du contact mobile. 4. Interrupteur selon l'une des revendications 1 à 3 caractérisée en ce que ledit organe de butée (12) est un organe monté pivotant dans le boîtier à l'encontre d'un ressort de rappel (14), et présentant, pour chaque contact mobile (5), une surface de butée (18) respective interceptant le contact mobile et le retenant pendant que le porte-contact(s) poursuit sa course de fermeture. 5. Interrupteur selon la revendication 4, caractérisé en ce que ledit organe de butée présente une surface de libération (19) coopérant avec une surface (23) en forme de came ou de rampe du porte-contact(s) (3), lesdites surfaces étant agencée pour que l'effet de rampe ou de came provoque, au moment où ladite faible distance déterminée est atteinte entre le contact fixe et le contact mobile, un déplacement en rotation de l'organe de butée (12) qui libère instantannément le ou les contacts mobiles (5). 6. Interrupteur selon la revendication 2, caractérisé en ce que ladite surface complémentaire (22) du contact mobile est formée par un ergot recourbé de l'extrémité dudit contact. 7. Interrupteur selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que le ressort de rappel (14) de l'organe de manoeuvre est supporté par le boîtier. 8. Interrupteur selon l'une des revendications 3 à 7, caractérisé en ce que l'organe mobile pivotant (12) possède des bras radiaux pénétant dans des logements du porte-contacts (3) et présentant lesdites surfaces de butée et de butée et de soulèvement.