Brevet FR2811471A1 — publié le 20020111

La présente invention concerne un coupe-circuit destiné à être utilisé pour la protection de câblages ou dans un but analogue et, plus spécialement, elle concerne un coupe-circuit du type à deux contacts à chevauchement dans lequel la vitesse d'ouverture d'un contact mobile pour interrompre un courant intense est augmentée, ce qui a pour effet d'améliorer les performances de limitation du courant. Les figures 9 et 10 montrent un exemple classique d'un coupe-circuit de ce type. La figure 9 est une vue en coupe longitudinale et la figure 10 est une vue en coupe prise suivant la ligne X-X de la figure 9. Comme on peut le voir sur les figures 9 et 10, deux contacteurs fixes antérieur et postérieur, 2 et 3, qui sont disposés de façon à être en opposition l'un vis-à-vis de l'autre, et un contacteur mobile 4 servant à établir un pont entre les contacteurs fixes 2 et 3 sont prévus pour chaque pôle, dans un boîtier moulé 1. Le contacteur mobile 14 est appliqué sur les contacteurs fixes 2 et 3 par un ressort de contact 5 inséré entre le contacteur mobile 4 et le boîtier moulé 1, de façon à fermer un trajet de conduction. Les contacteurs fixes 2 et 3 et le contacteur mobile 4 ont, respective- ment, dans leurs parties de contact, des points de contact fixes et des points de contact mobiles. Deux culasses de commande magnétiques antérieure et postérieure 6, qui sont chacune faites d'une substance magnétique en forme de U, sont disposées de façon que les parties terminales opposées du contacteur mobile 4 sont respectivement maintenues entre les parties pattes gauche et droite des culasses de commande magnétiques 6. Sur la figure 10, deux parois de séparation gauche et droite la sont formées solidairement avec le boîtier moulé 1 de façon à recouvrir le trajet de conduction relatif à chaque pôle. La partie inférieure du boîtier moulé 1 est ouverte, et cette ouverture est fermée par un couvercle inférieur 7. Le couvercle inférieur 7 soutient les culasses de commande magnétiques 6. Dans le couvercle inférieur 7, deux parois de séparation gauche et droite 7a sont formées pour chaque pôle et solidairement avec le couvercle inférieur 7 de façon à ainsi assurer l'isolation, entre les phases, des culasses de commande magnétiques 6. Des dispositifs 8 de suppression d'arc (figure 9) sont respectivement disposés en avant et en arrière des contacteurs mobiles 4. Lorsqu'un courant en excès circule dans l'état fermé de la figure 9, un mécanisme de commutation 10 reçoit un signal de déclenchement de la part d'un détecteur 9 de courant en excès et pousse les contacteurs mobiles 4, via une tige de poussée 11, de façon à détacher les contacteurs mobiles 4 vis-à-vis des contacteurs fixes 2 et 3 contre l'action des ressorts de contact 5. A ce moment, un arc se produit entre les points de contact fixes et mobiles. Toutefois, le champ magnétique produit autour du trajet de conduction est renforcé par les culasses de commande magnétiques 6 et est composé avec l'arc. Ainsi, l'arc est entraîné vers le dispositif 8 de suppression d'arc par la force de Lorentz de manière à être supprimé. A ce moment, les voisinages des points de contact fixes et mobiles sont remplis d'un gaz conducteur sous pression élevée qui est produit par l'arc. Ainsi, les culasses de commande magnétiques 6 relatives à chaque pôle sont mises dans un état chargé. Lors de l'assemblage du coupe- circuit représenté, on commence par installer, dans le boîtier moulé 1, les contacteurs fixes 2 et 3, les contacteurs mobiles 4, le mécanisme de commutation 10, etc. Ensuite, on insère depuis le dessous du boîtier moulé 1 les culasses de commande magnétiques 6 dans lesquelles une feuille isolante 12 a été ajustée à l'avance. En dernier, on fixe le couvercle inférieur 7 au boîtier moulé 1. Avec la configuration classique ci-dessus décrite, les culasses de commande magnétiques 6 mises dans l'état chargé au moment de la coupure du courant sont isolées, d'une phase à une autre phase différente, au moyen des parois de séparation 7a. Toutefois, un problème existe en ce que les voisinages des points de contact sont remplis par un gaz conducteur sous pression élevée, de sorte que l'isolation des culasses de commande magnétiques 6 entre pôles différents manque de fiabilité. Plus spécialement, si le couvercle inférieur 7 a été imparfaitement fixé au boîtier moulé 1, les parois de séparation 7a sont déplacées vers le bas. Ainsi, le risque existe que les culasses de commande magnétiques 6 présentent des courts- circuits entre les phases, de sorte que la coupure de courant est impossible. De plus, avec la configuration classique ci-dessus mentionnée, les culasses de commande magnétiques 6 des pôles respectifs sont toutes positionnées par le couvercle inférieur 7. Par conséquent, on rencontre un problème en ce que l'opération d'assemblage est si délicate que le nombre d'heures de manoeuvre en est augmenté. C'est donc un but de l'invention d'assurer l'isolation entre phases des culasses de commande magnétiques au moment de la coupure de courant, ainsi que de faciliter l'assemblage. Pour atteindre le but ci-dessus énoncé, selon l'invention, il est proposé un coupe-circuit dans lequel il est prévu, pour chaque pôle, et dans un boîtier moulé: deux contacteurs fixes, antérieur et postérieur, disposés de façon à être en opposition l'un vis-à-vis de l'autre; un contacteur mobile servant à établir un pont entre les contacteurs fixes; deux culasses de commande magnétiques antérieure et postérieure faites de corps magnétiques en forme de U et disposées de façon à maintenir respectivement les parties terminales opposées du contacteur mobile entre des parties pattes gauche et droite des culasses de commande magnétiques; un porte- contacteur mobile du type grille possédant deux parties pattes gauche et droite servant à maintenir le contacteur mobile de façon mobile dans la direction d'ouverture et de fermeture, le porte-contacteur mobile étant guidé de façon mobile dans la direction d'ouverture et de fermeture du contacteur mobile par le boîtier moulé; un support de porte-contacteur en forme de U combiné avec le porte-contacteur mobile de manière à coulisser dans la direction d'ouverture et de fermeture du contacteur mobile; deux couvercles d'isolation antérieur et postérieur formés solidairement avec le support du porte-contacteur de façon que chacun des couvercles d'isolation couvre deux parties pattes de chacune des culasses de commande magnétiques; et un ressort de contact inséré entre le contacteur mobile et le support de porte-contacteur; o le contacteur mobile est appliqué sur les contacteurs fixes par le ressort de contact de façon à fermer un trajet de conduction pour chaque pôle, tandis que le contacteur mobile est appliqué contre le ressort de contact par un mécanisme de commutation de façon à être détaché des contacteurs fixes lorsque le trajet de conduction s'ouvre; et o une partie saillante de verrouillage formée sur l'un des éléments que constituent le porte-contacteur mobile et le support de porte-contacteur est en prise avec une surface de verrouillage formée sur l'autre des éléments que constituent le porte- contacteur mobile et le support de porte-contacteur de façon à supporter la force élastique du ressort de contact. Selon l'invention, puisque les culasses de commande magnétiques sont recouvertes au moyen des couvercles isolants, il n'y a aucun risque qu'un quelconque court-circuit entre phases se produise, même si les voisinages des points de contact sont remplis d'un gaz conducteur. De plus, les culasses de commande magnétiques sont insérées dans les supports de portecontacteur de façon à être soutenues par ceux-ci, tandis que les supports de porte-contacteur sont verrouillés dans les porte-contacteurs mobiles par la force élastique des ressorts de contact de façon à être retenus par les porte-contacteurs mobiles. Ainsi, le mécanisme des contacteurs mobiles est unifié, de sorte que l'assemblage devient aisé. Il est préférable qu'une plaque de commutation servant à faire commuter le pied, situé du côté des contacts mobiles, d'un arc produit entre le contacteur fixe et le contacteur mobile au moment de la coupure du courant soit formée solidairement avec les culasses de commande magnétiques. La description suivante, conçue à titre d'illustration de l'invention, vise à donner une meilleure compréhension de ses caractéristiques et avantages; elle s'appuie sur les dessins annexés, parmi lesquels: - la figure 1 est une vue en coupe longitudinale montrant un coupe- circuit selon un mode de réalisation de l'invention; - la figure 2 est une vue en coupe prise suivant la ligne II-II de la figure 1; - la figure 3 est une vue de face montrant un mécanisme de contacteur mobile de la figure 1; - la figure 4A est une vue en plan montrant un support de porte- contacteur, tandis que la figure 4B en est une vue de côté; - la figure 5 est une vue en coupe prise suivant la ligne V-V de la figure 4A; - la figure 6 est une vue en coupe prise suivant la ligne VI-VI de la figure 4B; - la figure 7 est une vue en section droite servant à expliquer le passage du flux magnétique dans les culasses de commande magnétiques de la figure 1; - la figure 8 est une vue de côté montrant un mécanisme de contacteur mobile selon un autre mode de réalisation de l'invention; - la figure 9 est une vue en coupe longitudinale montrant un coupe- circuit classique; et - la figure 10 est une vue en coupe prise suivant la ligne X-X de la figure 9. On va décrire ci-après des modes de réalisation de l'invention en se reportant aux figures 1 à 8. On notera que des parties correspondant à l'exemple classique auront été désignées de façon correspondante. Tout d'abord, la figure 1 est une vue en coupe longitudinale d'un coupecircuit, tandis que la figure 2 est une vue en coupe prise suivant la ligne II-II de la figure 1. Sur les figures 1 et 2, le mode de réalisation présenté diffère de l'exemple classique sur les points suivants. Ainsi, un contacteur mobile 4 est retenu dans un porte-contacteur mobile 13, tandis que le porte-contacteur mobile 13 est combiné avec un support de porte- contacteur 14 et un ressort de contact 5 est inséré entre le contacteur mobile 4 et le support de porte-contacteur 14. De plus, deux couvercles d'isolation antérieur et postérieur sont formés solidairement avec le support de porte-contacteur 14, et deux parties pattes d'une culasse de commande magnétique 6 sont recouvertes par chacun des couvercles d'isolation 15. La partie inférieure du boîtier moulé 1 est fermée. Le ressort de contact 5 est comprimé entre le contacteur mobile 4 et la plaque inférieure du boîtier moulé 1 par l'intermédiaire du support de porte- contacteur 14, de sorte que le contacteur mobile 15 est appliqué sur les contacteurs fixes 2 et 3. La figure 3 est une vue de face montrant un mécanisme de contacteur mobile dans lequel le contacteur mobile 4 est retenu par le porte- contacteur mobile 13 et le support de porte-contacteur 14. Sur la figure 3, le porte-contacteur mobile 13 est conformé suivant une grille possédant deux parties pattes gauche et droite et est formé solidairement avec les porte-contacteurs mobiles des deux autres des trois pôles par un moulage de résine. Le contacteur mobile 4 est retenu entre les parties pattes gauche et droite de façon à être mobile suivant la direction d'ouverture et de fermeture (vers le haut et vers le bas sur la figure 3). De plus, le porte-contacteur mobile 13 est retenu par le boîtier moulé 1 de façon à être guidé, de façon mobile, dans la direction d'ouverture et de fermeture du contacteur mobile 4. Le support de porte-contacteur 14 est combiné, de manière coulissante, avec le porte-contacteur mobile 13. Le support de porte-contacteur 14 est une pièce moulée de résine qui est formée suivant un U possédant deux parties pattes gauche et droite. Une fente 14a est ménagée dans chacune des parties pattes suivant la direction d'ouverture et de fermeture. Le support de porte-contacteur 14 est combiné avec le porte- contacteur mobile 13 de façon que les deux parties pattes du support de porte- contacteur 14 surplombent respectivement, de manière non serrée, les extérieurs des deux parties pattes du porte-contacteur mobile 13. Des parties saillantes de verrouillage 13a se trouvant sur la surface latérale du porte-contacteur mobile 13 s'ajustent respectivement de manière coulissante dans les fentes 14a. Ainsi, les parties saillantes de verrouillage 13a viennent respectivement en prise avec des surfaces de verrouillage 14b se trouvant au niveau des extrémités supérieures des fentes 14a. Une partie 14c de partie saillante supportant le ressort est formée sur la surface inférieure du support de porte-contacteur 14. La partie terminale inférieure du ressort de contact 5, s'insérant entre le support de porte-contacteur 14 et le contacteur mobile 4 est ajustée sur la partie 14c de partie saillante supportant le ressort, tandis que la partie d'extrémité supérieure du ressort de contact 5 pousse vers le haut le contacteur mobile 4. Dans l'état o le mécanisme de contacteur mobile a été assemblé en une seule pièce, les surfaces de verrouillage 14b viennent respectivement en prise avec les parties saillantes de verrouillage 13a, de sorte que le support de porte-contacteur 14 qui supporte la force élastique du ressort de contact 5 est retenu par le porte-contacteur mobile 13. Les figures 4A et 4B montrent la configuration globale du support de porte-contacteur 14. La figure 4A est une vue en plan et la figure 4B une vue de côté. De plus, la figure 5 est une vue en coupe prise suivant la ligne V-V de la figure 4A, tandis que la figure 6 est une vue en coupe prise suivant la ligne VI-VI de la figure 4B. Sur ces dessins, à l'avant et à l'arrière du support de porte- contacteur 14 (à droite et à gauche sur les figures 4A et 4B), deux couvercles d'isolation antérieur et postérieur 15 couvrant les culasses de commande magnétiques 6 sont formés solidairement avec le support de portecontacteur 14. Chacun des couvercles d'isolation 15 est constitué de deux parties du type sac gauche et droite 15a surplombant les parties pattes de la culasse de commande magnétique 6. Les surfaces inférieures des parties du type sac 15a sont ouvertes. De plus, un élément d'arrêt 15b servant à porter le contacteur mobile 4 détaché par la force répulsive électromagnétique, comme décrit ci-après, est prévu dans chacun des couvercles d'isolation 15, de façon à s'étendre entre les parties du type sac gauche et droite 15a. Lors de l'assemblage du coupe-circuit de la figure 1, on assemble partiellement le mécanisme de contacteur mobile dans l'état de la figure 3. De plus, on incorpore, depuis le dessus du boîtier moulé 1, chaque unité dans laquelle les culasses de commande magnétiques 6 ont été insérées entre les couvercles d'isolation 15 suivant la direction des flèches des figures 5 et 6. A ce moment, les supports de porte-contacteur 14 et les culasses de commande magnétiques 6 sont respectivement soutenues en contact avec des parties d'évidement et des nervures de la plaque inférieure du boîtier moulé 1. Après cela, on incorpore de manière fixe, dans le boîtier moulé 1, un mécanisme de contacteur fixe dans lequel les contacteurs fixes 2 et 3, un détecteur 9 de courant en excès, un mécanisme de commutation 10, etc., ont été assemblés sur une base 16. A ce moment, les contacteurs mobiles 4 sont poussés vers le bas contre les ressorts de contact 5, d'une quantité appropriée, par les contacteurs fixes 2 et 3, de sorte qu'une pression de contact est appliquée entre les points de contact fixes et mobiles par la force de réaction du ressort. La figure 7 montre le flux magnétique (I associé à un courant I passant dans le contacteur mobile 4. Si un grand courant, comme par exemple un courant de court-circuit, circule dans l'état fermé représenté sur la figure 1, le flux magnétique () du courant I circulant dans le contacteur mobile 4 présenté sur la figure 7 est composé avec le courant I circulant dans le contacteur mobile 4 par la culasse de commande magnétique 6. Ainsi, le contacteur mobile 4 reçoit une force répulsive électromagnétique intense (force de Lorentz) de manière à être entraîné dans le sens d'ouverture. Dans le même temps, le détecteur 9 de courant en excès détecte un courant en excès et délivre un signal de déclenchement. En réponse au signal de déclenchement, le mécanisme de commutation 10 fait tourner un levier de commutation 17 dans le sens horaire sur la figure 1, de manière à pousser vers le bas le contacteur mobile 4 via le porte-contacteur mobile 13. Par conséquent, un arc est produit entre les points de contact fixes et mobiles. Toutefois, cet arc est composé avec le flux magnétique () renforcé par la culasse de commande magnétique 6, de façon à être entraîné et déplacé jusqu'à un dispositif 8 de suppression d'arc. Ainsi, l'arc conduit jusque dans le dispositif 8 de suppression d'arc se divise et se refroidit pour être finalement supprimé. Ensuite, l'opération d'interruption du courant de court-circuit s'achève. Dans l'opération de coupure de courant ci-dessus mentionnée, le voisinage du point de contact est rempli par un gaz conducteur sous pression élevée qui a été produit par l'arc. Toutefois, comme représenté sur la figure l, les parties pattes des culasses de commande magnétiques 6 sont respectivement recouvertes, de manière parfaite, au moyen des couvercles d'isolation 15. Par conséquent, il n'y a aucun risque qu'un court-circuit entre phases se produise entre les culasses de commande magnétiques 6. De plus, les culasses de commande magnétiques 6 insérées aux couvercles d'isolation 15 intégrés avec les supports de porte-contacteur 14 sont unifiées avec le mécanisme de contacteur mobile. Puisque les culasses de commande magnétiques 6 sont incorporées au titre d'une unité avec le mécanisme de contacteur mobile dans le boîtier moulé 1, le travail d'assemblage en est facilité. La figure 8 représente un autre mode de réalisation, dans lequel une plaque de commutation 18 est formée solidairement avec les culasses de commande magnétiques 6. La plaque de commutation 18 présente une longueur qui s'étend entre les dispositifs, 8 et 8, de suppression d'arc situés à l'avant et à l'arrière des contacteurs mobiles 4. La plaque de commutation 18 est infléchie des deux côtés et deux culasses de commande magnétiques antérieure et postérieure 6 sont formées solidairement avec la plaque de commutation 18 des deux côtés. La plaque de commutation 18 est destinée à faire commuter le pied, situé du côté du contacteur mobile 4, de l'arc ci-dessus mentionné produit au moment de la coupure du courant. Du fait de la commutation, un courant circule, qui dérive le contacteur mobile 4 de façon à supprimer les pertes relatives au point de contact mobile. Ainsi, en formant les culasses de commande magnétiques 6 solidairement avec la plaque de commutation 18, on intègre entre elles, via la plaque de commutation 18, les culasses de commande magnétiques antérieure et postérieure 6 de chaque pôle, si bien que l'assemblage et la gestion des pièces deviennent aisés. Comme cela a été décrit, selon l'invention, on empêche avec sûreté un court-circuit entre phases, se produisant entre les culasses de commande magnétiques, du fait du gaz conducteur produit au moment de la coupure du courant. De plus, on réalise sous forme d'une unité un mécanisme de contacteur mobile incluant les culasses de commande magnétiques, de sorte qu'on peut réduire le nombre des heures de manoeuvre. Bien entendu, l'homme de l'art sera en mesure d'imaginer, à partir des coupe-circuits dont la description vient d'être donnée à titre simplement illustratif et nullement limitatif, diverses modifications ne sortant pas du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1. Coupe-circuit, caractérisé en ce qu'il comprend: deux contacteurs fixes antérieur et postérieur (2, 3) disposés de façon à être en opposition l'un vis-à-vis de l'autre; un contacteur mobile (4) servant à établir un pont entre lesdits contacteurs fixes; deux culasses de commande magnétiques antérieure et postérieure (6) faites de corps magnétiques en forme de U et disposées de façon à maintenir respectivement les parties terminales opposées dudit contacteur mobile entre des parties pattes gauche et droite desdites culasses de commande magnétiques; un porte-contacteur mobile du type grille (13) possédant deux parties pattes gauche et droite servant à maintenir ledit contacteur mobile de façon mobile suivant une direction d'ouverture et de fermeture, ledit porte-contacteur mobile étant guidé de façon mobile suivant ladite direction d'ouverture et de fermeture dudit contacteur mobile par ledit boîtier moulé; un support (14) de porte-contacteur en forme de U combiné avec ledit porte-contacteur mobile de manière coulissante suivant ladite direction d'ouverture et de fermeture dudit contacteur mobile; deux couvercles d'isolation antérieur et postérieur (15) formés solidairement avec ledit support de porte-contacteur de façon que chacun desdits couvercles d'isolation couvre deux parties pattes de chacune desdites culasses de commande magnétiques; et un ressort de contact (5) inséré entre ledit contacteur mobile et ledit support de porte-contacteur; o ledit contacteur mobile est appliqué sur lesdits contacteurs fixes par ledit ressort de contact de façon à fermer un trajet de conduction pour chaque pôle, tandis que ledit contacteur mobile est appliqué contre ledit ressort de contact par un mécanisme de commutation de façon à être détaché desdits contacteurs fixes lors de l'ouverture dudit trajet de conduction; et o une partie saillante de verrouillage formée sur l'un des éléments que constituent ledit porte-contacteur mobile et ledit support de porte-contacteur est en prise avec une surface de verrouillage formée sur l'autre des éléments que constituent ledit porte-contacteur mobile et ledit support de porte-contacteur de façon à supporter la force élastique du ressort de contact. 2. Coupe-circuit selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'une plaque de commutation (18) servant à faire commuter le pied, situé du côté dudit contact mobile, d'un arc produit entre ledit contacteur fixe et ledit contacteur mobile au moment de la coupure du courant est formée solidairement avec lesdites culasses de commande magnétiques.