Brevet FR2795229A1 — publié le 20001222

L'invention a trait à une mâchoire pour un porte-fusible et à un porte-fusible équipé d'au moins une telle mâchoire. Dans le domaine de la protection des installations électriques, il est connu d'utiliser des cartouches fusibles dites cylindriques, c'est-à-dire dont les deux bornes ou capsules sont cylindriques, ces bornes ou capsules étant prévues pour être reçues dans des mâchoires, elles-mêmes connectées à des lignes électriques. Les mâchoires des disposi tifs connus comprennent des parties arrondies prévues pour épouser globalement une partie de la circonférence de la capsule cylindrique d'un fusible. Le contact entre les mâchoi res et la capsule est ainsi surfacique. Par ailleurs, pour résister à un effort de répulsion créé lors d'une surintensité, entre la capsule d'un fusible et la mâchoire dans laquelle il est reçu, les normes prévoient que la force d'appui ou de pression d'une mâchoire sur une capsule de fusible doit être de l'ordre de plusieurs dizaines de Newton. Par exemple, dans le cas d'un fusible dont les bornes ont un diamètre de 27 mm, la force d'appui doit être supérieure ou égale à 45 Newton. Si une telle force est utile lorsque le fusible est en place dans la mâchoire, elle s'oppose à la mise en place et à l'extraction du fusible de la mâchoire, de telle sorte que les efforts que doit exercer un opérateur à ces occasions sont intenses au point que des fausses manoeuvres peuvent être générées. Ainsi, il n'est pas rare que lorsqu'on extrait un fusible d'une mâchoire connue, l'effort à exercer, qui doit vaincre les frottements générés au niveau des surfaces de contact, est tellement important qu'il induit un arrachement violent du fusible qui "saute" de son logement dans le porte- fusible, et tombe à terre. En outre, dans les dispositifs connus, les contacts entre la capsule cylindrique d'un fusible et les deux pattes d'une mâchoire peuvent être concentrés en deux zones réparties de part et d'autre de la capsule, de sorte que le dimensionnement des mâchoires doit être prévu en considérant que le courant de claquage est divisé en deux au niveau de chaque mâchoire. Ceci impose la constitution de mâchoires épaisses, donc rigides, et induit des difficultés supplémentaires lors de la mise en place ou de l'extraction d'un fusible. Dans les dispositifs de l'art antérieur, il est commun de prévoir de manoeuvrer plusieurs fusibles en parallèle, un basculeur étant prévu pour cette manoeuvre. Compte tenu des efforts importants qui doivent être exercés sur les fusibles lors de ces manoeuvres, le basculeur doit pouvoir supporter un effort très important qui conduit à son sur-dimensionnement, ce qui majore d'autant le prix de revient d'un porte-fusible. C'est à ces inconvénients qu'entend plus particulièrement remédier l'invention, en proposant une mâchoire du type précité dans laquelle une capsule de fusible à section circulaire est efficacement maintenue et qui permet une introduction et une extraction aisées d'une telle capsule. Dans cet esprit, l'invention concerne une mâchoire pour porte-fusible comprenant deux pattes destinées à définir entre elles un espace de réception d'une capsule de fusible à 'section circulaire, caractérisée en ce que ces pattes sont pliées selon des directions parallèles à un axe central de la capsule en place dans la mâchoire, de telle sorte qu'elles forment chacune deux lignes de contact électrique et d'appui mécanique sur la surface radiale de cette capsule, ces deux lignes étant globalement parallèles à cet axe. Grâce à l'invention, le contact entre chacune des pattes de la mâchoire et la capsule d'un fusible est exercé selon deux lignes, de telle sorte que les efforts de frottement qui doivent être vaincus lors de la mise en place ou de l'extrac tion d'un fusible sont générés uniquement entre ces lignes et la surface radiale externe de la capsule. Ils sont donc moins importants que dans le cas de contacts surfaciques tels qu'obtenus avec les dispositifs de l'état de la technique. Une fois la capsule en place dans la mâchoire, celle-ci est efficacement maintenue grâce à la coopération des quatre lignes de contact formées par les deux mâchoires. Ces quatre lignes de contact résultent également dans une division en quatre du courant de claquage, voire en trois en cas d'imperfection géométrique résultant dans un appui de la capsule sur trois des quatre lignes de contact formées par les deux mâchoires. Le courant maximum transitant dans chacune des zones de contact est ainsi égal à un quart ou un tiers du courant de claquage du fusible, ce qui permet de dimensionner électriquement les mâchoires en fonction de cette valeur, et non pas en fonction de la moitié du courant de claquage comme dans les dispositifs de l'état de la technique. L'invention permet également de dimensionner de façon appropriée les basculeurs prévus pour la manoeuvre conjointe de plusieurs fusibles, puisque les efforts qu'ils doivent supporter sont sensiblement moins importants que dans les dispositifs de l'état de la technique. Selon des aspects avantageux de l'invention, la mâchoire incorpore une ou plusieurs des caractéristiques suivantes - Les traces des deux lignes de contact électrique et d'appui mécanique dans un plan perpendiculaire à la surface radiale de la capsule sont comprises dans un secteur, centré sur la trace de cet axe central dans ce plan, d'angle au sommet inférieur à 300. On peut, en particulier, prévoir que cet angle au sommet est compris entre 20 et 28 , de préférence de l'ordre de 24 . Grâce à cette construction, les deux lignes de contact électrique et d'appui mécanique formées sur chaque patte sont relativement proches l'une de l'autre et le caractère linéique du contact peut être garanti dans la mesure où la surface radiale externe de la capsule ne peut pas pénétrer entre ces lignes au point de générer un contact surfacique. - Chaque patte comprend, entre les lignes de contact, une zone déformée vers l'extérieur par rapport à un plan principal de la patte. Cette construction permet de réaliser les deux lignes de contact de façon particulièrement simple. La zone déformée comprend avantageusement deux surfaces inclinées par rapport au plan principal de chaque patte et l'une par rapport à l'autre. Dans ce cas, l'angle au sommet de cette zone déformée, qui est défini par les deux surfaces inclinées, est avantageusement compris entre 80 et 100 , de préférence de l'ordre de 90 . - Les extrémités des pattes sont divergentes par rapport à un axe médian de la mâchoire. On peut prévoir que l'angle de divergence de ces extrémités est compris entre 16 et 24 , de préférence de l'ordre de 20 . Grâce à cette disposi tion, les extrémités des pattes forment un cône de glissement lors de l'introduction de la capsule du fusible dans la mâchoire, d'où une progressivité de l'effort que doit exercer l'opérateur pour la mise en place de la capsule, cette progres sivité étant ressentie par l'utilisateur comme un confort supplémentaire. De plus, les extrémités évasées assistent le mouvement d'extraction de la cartouche fusible car elles exercent sur la capsule un effort élastique d'éjection par rapport à la mâchoire. Les pattes de la mâchoire de l'invention travaillent ainsi à la fois en flexion et en friction lors des mouvements de mise en place et d'extraction du fusible. - Un ressort externe de maintien est prévu en appui sur les pattes de la mâchoire au niveau des zones déformées vers l'extérieur, par rapport à un plan principal de chaque patte, ces zones étant définies entre les lignes de contact. Ce ressort extérieur assure l'effort de serrage axial de la capsule de fusible lorsque celle-ci est en place dans la mâchoire. L'invention concerne également un porte-fusible équipé d'au moins une mâchoire telle que précédemment décrite. Un tel porte-fusible est plus facile à manipuler pour un utilisateur tout en restant fiable et de prix de revient modéré. L'invention sera mieux comprise et d'autres avantages de celle-ci apparaîtront plus clairement à la lumière de la description qui va suivre d'un mode de réalisation d'une mâchoire pour porte-fusible et d'un porte-fusible conforme à son principe, donnée uniquement à titre d'exemple et faite en référence aux dessins annexés dans lesquels - la figure 1 est une vue en perspective d'une mâchoire conforme à l'invention ; - la figure 2 est une vue de face de la mâchoire de la figure 1 au repos ; - la figure 3 est une vue analogue à la figure 2 alors qu'une capsule est dans une première étape d'introduction dans la mâchoire ; - la figure 4 est une vue analogue à la figure 2 alors que la capsule est dans une seconde étape d'introduction dans la mâchoire ; - la figure 5 est une vue analogue à la figure 2 alors que la capsule est en place dans la mâchoire et - la figure 6 est une vue partielle en perspective d'un porte-fusible conforme à l'invention. La mâchoire 1 visible aux figures 1 à 6 comprend une base 2 se prolongeant par une languette 3 destinée à être raccordée à un conducteur électrique 4 schématisé par un trait d'axe et appartenant à une ligne devant être connectée à un fusible 5 représenté en traits mixtes aux figures 1 à 5 et en traits pleins à la figure 6. La base 2 se prolonge par deux pattes 21 et 22 qui s'étendent selon une direction globalement perpendiculaire à la base 2 et définissent entre elles un espace E de réception d'une capsule cylindrique 6 formant une des bornes d'extrémité du fusible 5. On note X1 l'axe de symétrie de la capsule 6, cet axe X1 étant disposé dans un plan médian P de l'espace E lorsque la capsule 6 est en place dans la mâchoire 1, comme représenté aux figures 1 et 5. On note D6 le diamètre de la capsule 6. On note P21 un plan globalement parallèle au plan P qui constitue un plan central de la patte 21 dans sa partie inférieure. De la même manière, on note P22 un plan équivalent pour la patte 22. Conformément à l'invention, la patte 21 est pliée vers l'extérieur du plan P21 par rapport à l'espace E, autour d'un axe A21 globalement parallèle à l'axe X1 dans la configuration des figures 1 et 5. A partir de l'axe A21, la patte 21 forme une zone 21b déformée vers l'extérieur par rapport au plan P21 et qui est concave en direction de l'espace E car elle est pliée, autour d'un second axe C21 parallèle à l'axe A21, et dans un sens opposé. La patte 21 est également pliée selon un axe D21 paral lèle à l'axe A21 et approximativement compris dans le plan P21. On note respectivement 21e et 21f les surfaces définies entre les axes A21 et C21 d'une part, C21 et D21 d'autre part. La zone 21b est formée des surfaces 21e et 21f. Au-delà de la ligne 21d, la patte 21 se prolonge par une extrémité 21g pliée vers l'extérieur du plan P21. On note a l'angle au sommet de la zone 21b dans le plan des figures 2 à 5 et P l'angle d'inclinaison vers l'extérieur de l'extrémité 21g de la patte 21, c'est-à-dire son angle de divergence par rapport au plan P. De la même manière, la patte 22 est pliée autour d'axes A221 C22 et D22 parallèles aux axes A21, C21 et D21 et comprend deux surfaces 22e et 22f s'étendant à l'extérieur du plan P22 par rapport à l'espace E et définissant une zone 22b déformée vers l'extérieur, entre les axes A22 et D22. Comme précédemment, l'extrémité 22g de la patte 22 est pliée vers l'extérieur par rapport au plan P22. Comme il ressort plus particulièrement de la figure 5, lorsque la capsule 6 est en place dans la mâchoire 1, il est formé, sur la surface interne des pattes 21 et 22 tournée vers l'espace E et respectivement au niveau des axes A21, D21, A22 et D22, quatre lignes 21a, 21d, 22a et 22d de contact électrique et d'appui mécanique entre les pattes 21 et 22 et la surface radiale externe 6a de la capsule 6, ces lignes de contact étant globalement parallèles à l'axe X1. Ainsi, et comme il ressort plus particulièrement de la figure 5, l'effort d'appui élastique de la mâchoire 1 sur la surface 6a est décomposée en quatre efforts élémentaires FA21, FD211 Fa22 et F.22, ces efforts étant globalement dirigés vers l'axe X1. En pratique, les lignes 21a et 22a sont formées par les génératrices des faces internes des pattes 21 et 22 au niveau des axes A21 et A22, ces génératrices étant définies respective ment à la jonction entre la face interne de chaque patte 21 ou 22 dans sa partie 21ç ou 22ç parallèle au plan P21 ou P22 et la surface 21e ou 22e. Les lignes 21d et 22d sont formées par les génératrices des faces internes des pattes 21 et 22 au niveau des axes D21 et D22, ces génératrices étant définies respective ment à la jonction des faces internes des surfaces 21f et 21g ou 22f et 22g. Dans le plan des figures 2 à 5, les traces des lignes 21a, 22a, 21d et 22d sont comprises dans deux secteurs angulaires A21 et o22 dont on note y l'angle au sommet. L'angle y est de l'ordre de 24 , cette valeur donnant des résultats satisfai sants sur une plage comprise entre 20 et 28 . Cette valeur d'angle y relativement faible correspond au fait que les pattes 21 et 22 sont relativement peu déformées en flexion lors de la mise en place et de l'extraction de la capsule 6. Les efforts à vaincre conservent donc une valeur relativement faible, d'où un confort d'utilisation lors de la mise en place et de l'extraction du fusible 5. Grâce à cette disposition, les lignes de contact 21a, 22a, 21d et 22d sont suffisamment proches les unes des autres pour que la surface 6a de la capsule 6 ne risque pas de pénétrer à l'intérieur des zones 21b et 22b au point qu'un contact surfacique ait lieu entre cette surface 6a et la surface interne des zones 21b et 22b. En d'autres termes, la géométrie des pattes 21 et 22 assure un double contact linéique entre ces pattes et la capsule 6, y compris en cas de léger défaut dimensionnel de la mâchoire 1 ou de la capsule 6. Grâce à l'invention, le courant maximum susceptible de transiter entre le fusible 5 et le conducteur 4 est divisé en quatre au niveau des lignes 21a, 22a, 21d et 22d. En cas de défaut géométrique de la capsule 6, l'une des lignes précitées peut ne pas être en contact avec la surface 6a, le maintien étant cependant correctement assuré grâce aux trois autres lignes de contact qui définissent, avec la capsule 6, un système isostatique. Dans tous les cas, on peut considérer que le courant maximum transitant sur une ligne de contact entre la surface 6a et une patte 21 ou 22 est au plus égal à un tiers, voire un quart du courant de claquage du fusible, de telle sorte que l'épaisseur e des pattes 21 et 22 peut être définie en fonction de ce paramètre. L'introduction de la capsule 6 dans la mâchoire 2 est représentée aux figures 3 et 4. Au début de l'introduction, la surface radiale externe 6a de la mâchoire 6 repose contre la surface interne des extrémités 21g et 22g des pattes 21 et 22. L'effort de poussée exercé par un utilisateur est représenté par la flèche Fz et est reporté au niveau de la zone de contact entre la surface 6a et les extrémités 21g et 22g, comme repré senté par les flèches F3. Ces efforts F3 ont pour effet de faire fléchir les pattes 21 et 22, comme représenté par les flèches F4, alors qu'un effort de friction représenté par la flèche FS est généré au niveau des surfaces en contact, 6a, 21g et 22g dans la configuration de la figure 3. Les pattes 21 et 22 travaillent donc à la fois en flexion et en friction. Dans la configuration de la figure 4, l'effort F2 que doit exercer l'utilisateur vise essentiellement à écarter les pattes 21 et 22 par flexion, comme représenté par les flèches F4, car l'effort de friction est sensiblement diminué du fait du contact essentiellement linéique qui a alors lieu entre les lignes 21d et 22d et la surface 6a. Cet effort n'est pas très supérieur à l'effort qui doit être exercé dans la configuration de la figure 3, alors même que les pattes 21 et 22 sont plus fléchies. On atteint lors de la position de la figure 5 où les efforts F,21, F1121, FA22 et F1122 exercés selon les quatre lignes 21a, 21ç, 22a et 22ç sont dirigés vers l'axe XI et bordent les deux secteurs A21 et A22 d'angles au sommet y dans le plan de la figure 5. La capsule 6 est alors fermement immobilisée et ce, d'autant plus qu'un ressort de maintien 7 peut être employé, comme représenté à la figure 6. On note dl la distance entre les lignes 21a et 22a d'une part, 21d et 22d d'autre part, dans la configuration de la figure 5. Compte tenu de la valeur relativement faible de l'angle -y, la distance dl est légèrement inférieure au diamètre 116, ce qui correspond au fait que les pattes 21 et 22 ne sont que peu déformées en flexion lors de la mise en place de la capsule 6. Lorsqu'il convient d'extraire le fusible 5, il suffit d'exercer sur celui-ci un effort en sens inverse de l'effort F2, les contacts entre la surface 6a et les lignes 21a et 22a étant alors supprimés, de telle sorte qu'il demeure uniquement les contacts linéiques au niveau des lignes 21d et 22d, un mouvement pouvant être généré sans effort trop important, de sorte que le fusible ne doit pas subir des efforts ou accéléra tions pouvant résulter dans sa chute à l'extérieur du porte-fu- sible. Comme représenté à la figure 6, deux mâchoires 1 et l' peuvent être utilisées dans un porte-fusible en étant dispo sées, en opposition, au niveau des deux capsules 6 et 6' d'un fusible 5. Chaque mâchoire 1 ou l' est reliée par une patte 3 ou 3' à un conducteur 4 ou 4'. Chaque mâchoire est associée à un ressort 7 ou 7', en forme de pince, prévu pour exercer sur les pattes 21 et 22 un effort FS de pincement des capsules 6 ou 6'. L'effort FS peut être relativement important, notamment afin que le porte-fusible soit conforme aux normes en vigueur, sans pour autant gêner la mise en place et l'extraction du fusible, car cet effort FS est transmis aux capsules 6 et 6' par le contact linéique obtenu au niveau des lignes 21a, 22a, 21d et 22d. Dans la configuration de la figure 6, le mouvement d'introduction et d'extraction du fusible 5 dans les mâchoires 1 est un mouvement de pivotement autour d'un axe transversal Y, ce mouvement étant représenté par la flèche F6. Compte tenu de la direction de ce mouvement et pour limiter les efforts de contact, les extrémités 21g et 22g comprennent chacune un bord en biais 21h, 22h. REVENDICATIONS 1. Mâchoire pour porte-fusible comprenant deux pattes destinées à définir entre elles un espace de réception d'une capsule de fusible à section circulaire, caractérisée en ce que lesdites pattes (21, 22) sont pliées selon des directions (A21, C21, D21, A22, C22, D22) parallèles à un axe central (X1) de ladite capsule (6) en place dans ladite mâchoire (1), de telle sorte qu'elles forment chacune deux lignes (21a, 21d, 22a, 22d) de contact électrique et d'appui mécanique sur une surface radiale (6a) de ladite capsule, lesdites deux lignes étant globalement parallèles audit axe. 2. Mâchoire selon la revendication 1, caractérisée en ce que les traces desdites deux lignes (21a, 21d, 22a, 22d) de contact électrique et d'appui mécanique dans un plan perpendi culaire à ladite surface radiale (6a) de ladite capsule sont comprises dans un secteur, centré sur la trace dudit axe central (X1) dans ce plan, d'angle au sommet (-y) inférieur à 30 . 3. Mâchoire selon la revendication 2, caractérisé en ce que ledit angle au sommet (-y) est compris entre 20 et 28 , de préférence de l'ordre de 24 . 4. Mâchoire selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que chaque patte (21, 22) comprend, entre lesdites lignes de contacts (21a, 21d, 22a, 22d), une zone (21b, 22b) déformée vers l'extérieur par rapport à un plan principal (P21, P22) de ladite patte. 5. Mâchoire selon la revendication 4, caractérisée en ce que ladite zone déformée (21b, 22b) comprend deux surfaces (21e, 21f, 22e, 22f) inclinées par rapport audit plan (P21, P22) et l'une par rapport à l'autre. 6. Mâchoire selon la revendication 5, caractérisée en ce que l'angle au sommet (a) de ladite zone déformée (21b, 22b) défini par lesdites deux surfaces inclinées (21e, 21f, 22e, 22f) est compris entre 80 et 100 , de préférence de l'ordre de 90 . 7. Mâchoire selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que les extrémités (21g, 22g) desdites pattes (21, 22) sont divergentes par rapport à un plan médian (P) de ladite mâchoire (1). 8. Mâchoire selon la revendication 7, caractérisée en ce que l'angle de divergence (/3) desdites extrémités (21g, 22g) est compris entre 16 et 24 , de préférence de l'ordre de 20 . 9. Mâchoire selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce qu'elle est associée à un ressort externe (7) de maintien qui est en appui sur lesdites pattes (21, 22), au niveau de zones (21b, 22b) déformées vers l'extérieur, par rapport à un plan (P21, P22) principal de chaque patte, lesdites zones étant définies entre lesdites lignes de contact (21a, 21d, 22a, 22d). 10. Porte-fusible équipé d'au moins une mâchoire (1) selon l'une des revendications précédentes.