Brevet FR2822588A1 — publié le 20020927

valeur minimale choisies en fonction de la classe d'appartenance dudit transformateur. La présente invention concerne un dispositif assurant le passage d'un courant électrique entre plusieurs bras conducteurs articulés. Ce dispositif est particulièrement adapté au passage de courants permanents forts en basse tension et est capable de supporter également des courants exceptionnels de court-circuit. Les dispositifs articulés assurant le passage d'un courant électrique sont notamment utilisés dans des appareils électriques de type interrupteurs, disjoncteurs ou contacteur-disjoncteurs pour remplacer avantageusement une tresse de contact entre un conducteur fixe et un conducteur mobile articulé. Une tresse pose en effet des problèmes d'encombrement, d'échauffement, de coût de fabrication et d'efforts mécaniques en particulier lors du passage d'un courant fort. Par ailleurs, un dispositif à lames flexibles n'est pas non plus adapté pour le passage de courants permanents forts. Un dispositif articulé permet au contraire de faire passer correctement un courant fort à condition d'avoir une zone de contact suffisamment bien définie et ma^trisée pour garantir une résistance de contact faible et pour éviter tout risque de soudure dans 1 5 I'articulation. Le document EP0358286 décrit déjà un dispositif d'articulation pour le passage de courant électrique fort. Ce dispositif comprend une zone d'articulation entourant l'axe de pivotement d'un levier de contact mobile. Un conducteur fixe présente deux extrémités conductrices qui enserrent comme des tenailles la zone d'articulation du levier de contact mobile, sur au moins trois points de contact. Le ou les différents plans de contact ainsi créés sont donc sensiblement parallèles à l'axe de pivotement. Cependant, cette solution d'une part fait appel à un nombre de pièces important et d'autre part ne permet pas d'obtenir un dosage précis et constant de la pression de contact, permettant de tenir compte des tolérances de fabrication des différentes pièces. Par ailleurs, augmenter le serrage autour de la zone de contact risque de provoquer des coincements lors du pivotement du contact mobile, à moins de prévoir un jeu plus important, ce qui ne permet alors plus d'assurer le maintien d'un contact satisfaisant. La présente invention a donc pour but de concevoir un dispositif assurant le passage d'un fort courant électrique entre deux ou plus bras conducteurs articulés. Ce dispositif doit être simple, nécessiter peu de pièces et doit permettre de régler facilement à un seuil déterminé la pression de serrage du contact lors de la fabrication de chaque dispositif, de façon à obtenir une forte pression de contact prédéfinie, stable et homogène sur de vraies sections de passage sans pour autant gêner le mouvement de l'articulation des bras conducteurs. Cette pression de contact devra être aisément reproductible lors des fabrications en grande série de ce dispositif. Pour cela, I'invention décrit un dispositif assurant le passage d'un courant électrique entre au moins un premier bras conducteur et un second bras conducteur, articulés l'un par rapport à l'autre selon un axe de pivotement, et possédant chacun une face intérieure et une face extérieure. La face intérieure du second bras comporte plusieurs zones de contacts qui sont en contact avec une surface plane de la face intérieure du premier bras, suivant un plan de contact perpendiculaire à l'axe de pivotement des bras conducteurs. Les zones de contacts sont avantageusement constituées de trois bossages convexes, de taille identique, présentant une forme arrondie ou hémisphérique et uniformément répartis sur la face intérieure du second bras. Selon une autre caractéristique, le dispositif comprend un pivot cylindrique traversant les bras conducteurs du dispositif selon une direction parallèle à l'axe de pivotement et comportant deux extrémités, une première extrémité du pivot étant fixce à un bras conducteur externe et une seconde extrémité comportant un rebord de maintien, le dispositif comprenant un organe élastique situé entre le rebord de maintien et la face extérieure d'un bras conducteur externe opposé. Pour obtenir une pression de contact constante, la première extrémité du pivot est fixée après application d'un effort de pression prédéfini entre le bras conducteur externe et le rebord de maintien du pivot. D'autres caractéristiques et avantages vont appara^'tre dans la description détaillée qui suit en se référant à un mode de réalisation donné à titre d'exemple et représenté par les dessins annexés sur lesquels: - la figure 1 représente un dispositif selon l'invention assurant le passage d'un courant électrique entre deux bras conducteurs, - les figures 2, 3 et 4 montrent des variantes du méme dispositif mais possédant plus que deux bras conducteurs, - la figure 5 détaille une vue de dessus d'un bras conducteur conforme à la figure 1. En référence à un mode de réalisation schématisé en figure 1, un dispositif 5 de passage d'un courant électrique comporte un premier bras 10 et un second bras 20. Ces bras sont des conducteurs électriques et sont réalisés par exemple à base de cuivre. Ils sont articulés l'un par rapport à l'autre selon un axe de pivotement X. Le but de l'invention est d'obtenir le meilleur contact électrique au niveau de l'articulation entre les bras conducteurs. Ce dispositif peut être utilisé dans un appareil électrique du type interrupteur, disjoncteur ou contacteur- disjoncteur pour remplacer avantageusement une tresse de contact entre un conducteur fixe et un conducteur mobile raccordé au conducteur fixe. Indifféremment, c'est l'un quelconque des bras conducteurs 10,20 qui est fixe par rapport à l'appareil électrique et l'autre qui est mobile selon l'axe de pivotement X. Les bras conducteurs 10, respectivement 20, comportent à leur extrémité une face intérieure 11, respectivement 21, et une face extérieure 12, respectivement 22, sensiblement parallèles entre elles. Un des deux bras conducteurs, par exemple le premier bras 10 dans l'exemple de la figure 1, présente une surface plane sur sa face intérieure 11. Cette surface plane est préférentiellement circulaire. L'autre bras conducteur, le second bras 20 dans l'exemple de la figure 1, comporte plusieurs zones de contacts 30 sur sa face intérieure 21. Ces zones de contacts 30 viennent en contact avec la surface plane de la face intérieure 11 du premier bras 10 en formant ainsi un plan de contact qui est sensiblement perpendiculaire à l'axe de pivotement X. D'une façon préférée, il existe trois zones de contacts de taille identique de façon à définir précisément le plan de contact. Les zones de contacts peuvent être constituces de trois bossages 30 convexes, proéminents et uniformément répartis sur la face intérieure 21. Ces bossages 30 sont réalisés par exemple par des repoussés sur le bras conducteur 20 et sont préférentiellement de forme arrondie ou hémisphérique, bien qu'on puisse également envisager une forme triangulaire ou une forme de maplat. La figure 5 détaille une vue de dessus d'un second bras conducteur 20 dans lequel les trois bossages 30 sont positionnés sur la face intérieure 21, en faisant un angle d'environ 120 entre eux. La surface des bossages 30 peut être recouverte d'un dépôt d'argent pour améliorer le contact électrique voire d'un dépôt d'argent graphite pour limiter les risques de soudure. Durant les mouvements, les bossages facilitent également l'évacuation d'éventuels débris ou poussières entre les bras conducteurs, susceptibles de gêner le passage du courant et de provoquer un éventuel coincement de I'articulation. Le mécanisme décrit dans le présent dispositif selon l'invention permet d'envisager de nombreuses variantes pour une articulation comportant plus que deux bras conducteurs, comme celles représentées aux figures 2, 3 et 4 dans lesquelles le dispositif assurant le passage d'un courant électrique possade par exemple trois bras conducteurs dans les exemples des figures 2 et 4 et cinq bras conducteurs dans l'exemple de la figure 3. Les zones de contact des figures 2, 3 et 4 sont similaires à celles décrites pour la figure 1. La figure 2 comporte un bras conducteur supérieur 100, un bras conducteur médian 200 et un bras conducteur inférieur 110. Le bras supérieur 100 et le bras inférieur 110 possèdent chacun une face extérieure 102 (respectivement 112) tournée vers l'extérieur du dispositif et une face intérieure 101 (respectivement 111) tournée vers l'intérieur du dispositif. Les faces extérieures et intérieures sont sensiblement parallèles entre elles. Le bras médian 200 possède une face supérieure 202 tournée vers le bras supérieur 100 et sensiblement parallèle à la face intérieure 101, ainsi qu'une face inférieure 201 tournée vers le bras inférieur 110 et sensiblement parallèle à la face intérieure 111. La face supérieure 202 du bras médian 200 comporte une surface plane qui est en contact avec plusieurs zones de contact présentes sur la face intérieure 101 du bras supérieur 100, de manière analogue à ce qui a été décrit précédemment en référence à la figure 1. La face inférieure 201 du bras médian 200 comporte plusieurs zones de contact qui sont en contact avec une surface plane présente sur la face intérieure 111 du bras inférieur 110. Les bras supérieur 100 et inférieur 110 sont donc placés de part et d'autre du bras médian 200 de manière à obtenir une articulation entre les conducteurs 100 et 200 d'une part et entre les conducteurs 110 et 200 d'autre part. Dans la variante de la figure 4, un bras conducteur médian 140 possède plusieurs zones de contact sur sa face inférieure ainsi que sur sa face supérieure. Les zones de contact de la face supérieure du bras médian 140 sont en contact avec la surface plane d'une face intérieure d'un bras supérieur 220, alors que les zones de contact de la face inférieure du bras médian 140 sont en contact avec la surface plane d'une face intérieure d'un bras inférieur 230. On peut envisager que le bras supérieur 220 et le bras inférieur 230 soient ensuite reliés ensemble pour former un bras unique 240. Dans ce cas, les bras conducteurs 220 et 230 doivent étre suffisamment élastiques pour garantir la pression de contact. Par ailleurs, si les deux séries de zones de contact du bras médian 140 sont chacune constituées de trois bossages obtenus par repoussé et répartis à 120 , il est possible de décaler de 60 les deux séries de bossages (voir figure 4) I'une par rapport à l'autre, pour permettre une réalisation plus aisée. Ainsi, le dispositif décrit dans la figure 4 présente l'avantage de doubler les zones de contact par rapport au dispositif de la figure 1 puisque le bras conducteur médian 140 est en contact avec le bras unique 240 au moyen de deux séries de zones de contact au lieu d'une seule série, ce qui permet d'augmenter les surfaces de contact de l'articulation et donc l'intensité du courant admissible dans l'articulation. Le dispositif schématisé dans la figure 3 comporte un bras conducteur supérieur 120, un bras conducteur inférieur 130 et deux bras conducteurs intermédiaires 125,135 entourant un bras conducteur médian 210. Le bras médian 210 possède deux surfaces planes sur ses deux faces supérieure et inférieure. Le bras intermédiaire 125 possède une face inférieure comportant plusieurs zones de contact qui sont en contact avec la surface plane de la face supérieure du bras médian 210. Le bras supérieur 120 possède une face intérieure comportant plusieurs zones de contact qui sont en contact avec une surface plane sur la face supérieure du bras intermédiaire 125. De méme, le bras intermédiaire 135 possède une face supérieure comportant plusieurs zones de contact qui sont en contact avec la surface plane de la face inférieure du bras médian 210. Le bras inférieur 130 possède une face intérieure comportant plusieurs zones de contact qui sont en contact avec une surface plane sur la face inférieure du bras intermédiaire 135. Le fait de pouvoir aisément multiplier les bras conducteurs au niveau de l'articulation permet ainsi d'utiliser le dispositif de la présente invention dans des appareils électriques d'un calibre nécessitant une plus forte intensité électrique. Le dispositif selon l'invention comporte également, pour maintenir les bras conducteurs entre eux, un pivot cylindrique 31 qui est introduit dans un trou circulaire central présent dans chaque bras conducteur. Le pivot 31 traverse les différents bras conducteurs du dispositif selon une direction parallèle à l'axe de pivotement X. En figure 5, est représentée une vue de dessus d'un second bras conducteur 20 conforme à la figure 1 dans lequel le bras conducteur 20 présente un trou central circulaire 23 pour l'introduction du pivot 31, entouré par trois bossages 30 uniformément répartis et faisant un angle d'environ 120 entre eux. Le pivot cylindrique 31 comporte deux extrémités opposces. Une première extrémité 34 est fixce à un bras conducteur externe. On entend par bras conducteur externe soit par exemple le premier bras conducteur 10 dans la figure 1, soit le bras conducteur supérieur 100,120,220 dans les figures 2, 3 et 4. Une seconde extrémité du pivot 31 comporte un rebord de maintien 33. Le dispositif comprend un organe élastique 32 qui est positionné entre le rebord de maintien 33 et la face extérieure 22,112 d'un bras conducteur externe opposé. On entend par bras conducteur externe opposé soit par exemple le second bras conducteur 20 dans la figure 1, soit le bras conducteur inférieur 110,130,230 dans les figures 2, 3 et 4. L'organe élastique est constitué d'un ressort ou préférentiellement d'une rondelle élastique 32 (telle qu'une rondelle "Belleville"), par exemple de forme conique, avantageuse pour des raisons de faible encombrement. La taille de cette rondelle élastique 32 est adaptée pour qu'une fois montée, elle puisse rester coincée entre le rebord de maintien 33 du pivot 31 et la face extérieure du bras conducteur externe opposé 20,110,130,230. Grâce à la rondelle élastique 32, il est possible, lors de l'assemblage du dispositif selon l'invention, d'exercer facilement un effort de pression d'une valeur prédéfinie, entre le rebord de maintien 33 du pivot 31 et le bras conducteur externe ,100,120,220. Ceci permet d'obtenir une pression de contact constante au niveau des différentes zones de contact 30 du dispositif. Une fois cette valeur d'effort de pression obtenue, et par exemple mesurée par tout moyen de mesure déjà connu, on fixe alors la première extrémité 34 du pivot 31 sur la face extérieure 12,102 du bras conducteur externe 10,100,120,220 par exemple au moyen d'une opération de soud age, de collage ou de sertissage, rendant ainsi sol idaires les d ifférents bras conducteurs, le pivot et la rondelle élastique. De façon entièrement équivalente, on pourrait utiliser le pivot 31 en inversant ses deux extrémités par rapport aux bras conducteurs du dispositif. La mesure à une valeur prédétermince de l'effort de pression exercé avant la fixation de la première extrémité 34 du pivot 31 permet d'obtenir automatiquement, durant la fabrication du dispositif, une pression homogène et stable sur les zones de contact, quelles que soient les imperfections et les tolérances des différentes pièces constituant le dispositif. Ceci est primordial pour obtenir de façon reproductible un pivotement des bras articulés sans froitements excessifs ainsi qu'une qualité de contact optimale entre les bras articulés, capable de supporter des courants forts permanents et de résister aux efforts électrodynamiques lors d'un courtcircuit. Le pivot cylindrique 31 est par exemple fabriqué en acier ou en dural sans caractéristique particulière de conduction électrique. En effet, dans le dispositif décrit ci-dessus, la majeure partie du courant circulant dans les articulations se propage à travers les zones de contact 30 et non à travers le pivot 31. Il est bien entendu que l'on peut, sans sortir du cadre de l'invention, imaginer d'autres variantes et perfectionnements de détail et de même envisager l'emploi de moyens équivalents. REVENDICATIONS 1. Dispositif assurant le passage d'un courant électrique entre au moins un premier bras conducteur (10) et un second bras conducteur (20), articulés l'un par rapport à l'autre selon un axe de pivotement (X), et possédant chacun une face intérieure (11,21) et une face extérieure (12, 22) caractérisé par le fait que la face intérieure (21) du second bras (20) comporte plusieurs zones de contacts (30) qui sont en contact avec une surface plane de la face intérieure (11) du premier bras (10), en formant un plan de contact perpendiculaire à l'axe de pivotement (X) des bras conducteurs (10,20). 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait que les zones de contacts sont constituces de trois bossages (30) convexes uniformément répartis sur la face intérieure (21) du second bras (20). 3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé par le fait que les bossages (30) sont de taille identique et présentent une forme arrondie. 4. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait qu'il comprend un pivot cylindrique (31) traversant les bras conducteurs du dispositif selon une direction parallèle à l'axe de pivotement (X) et comportant deux extrémités, une première extrémité (34) du pivot (31) étant fixée à un bras conducteur externe (10,100,120,220) et une seconde extrémité comportant un rebord de maintien (33), le dispositif comportant un organe élastique (32) situé entre le reLord de maintien (33) et la face extérieure d'un bras conducteur externe opposé (20,110,130,230). 5. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé par le fait que la première extrémité (34) du pivot (31) est fixée après application d'un effort de pression d'une valeur prédéfinie entre le bras conducteur externe (10,100,120,220) et le rebord de maintien (33) du pivot (31). 6. Dispositif selon la revendication 5, caractérisé par le fait que la première extrémité (34) du pivot (31) est fixée sur la face extérieure du bras conducteur externe (10,100,120,220) par une opération de soudage, collage ou sertissage. 7. Dispositif salon la revendication 4, caractérisé par le fait que 1'organe