Brevet FR2838556A1 — publié le 20031017

dans la partie primaire de l'échangeur de chaleur (7a, 7b). La présente invention se rapporte à un appareil électrique interrupteur basse tension multipolaire du genre contacteur, disjoncteur ou contacteurdisjoncteur dont les contacts mobiles des différents pôles sont commandés par un seul électroaimant de commande. Un tel appareil interrupteur comprend de façon connue plusieurs pôles de puissance comportant chacun, dans le cas de pôles à rupture simple, un contact fixe coopérant avec un contact mobile correspondant afin d'ouvrir ou de fermer un circuit d'alimentation d'une charge électrique. De façon équivalente, dans le cas de pôles à rupture double, chaque pôle de puissance comporte deux contacts fixes coopérant avec deux contacts mobiles correspondants. Le ou les contacts mobiles d'un pôle sont généralement placés sur un pont mobile qui est actionné mécaniquement, entre la position fermée et la position ouverte, par un actionneur, tel qu'un poussoir ou un coulisseau, et par un ressort de pression. Le poussoir coopère avec la partie mobile d'un électroaimant de commande, composoe par exemple d'une palette mobile, d'un noyau plongeur ou d'une armature mobile, dont le mouvement est fonction d'un courant de commande circulant dans une bobine d'excitation de l'électroaimant de commande. Habituellement, pour des raisons de simplification, de synchronisation de mouvements et d'efficacité de l'appareil interrupteur, un seul électroaimant de commande suffit à entraner simultanément les poussoirs des différents pôles pour effectuer les mouvements de fermeture eVou d'ouverture. Cependant durant un mouvement d'ouverture des contacts, I'entranement mécanique des poussoirs des pôles pourrait être perturbé si les contacts fixes et mobiles d'un des pôles venaient à se souder entre eux, ce qui pourrait se produire en fin de vie de l'appareil interrupteur, quand il ne reste plus de pastilles de contacts sur les contacts fixes ou mobiles. Dans cette hypothèse, si le pont mobile d'un pôle ne pouvait plus se déplacer à cause d'une soudure au niveau de ses contacts, alors la liaison mécanique existant entre le poussoir entranant le pont mobile du pôle et la partie mobile de l'électroaimant risquerait d'entraver le libre déplacement de cette partie mobile, ce qui, dans le pire des cas, pourrait donc compromettre le déplacement des autres pôles dont les contacts ne sont pas soudés. Dans un tel cas extrême, I'électroaimant de commande d'un appareil interrupteur ayant un contact de pôle soudé, ne serait alors plus en mesure d'ouvrir le circuit d'alimentation de la charge électrique, provoquant ainsi une situation potentiellement dangereuse. Le but de l'invention est de remédier à cet inconvénient en proposant une solution simple et peu onéreuse permettant d'assurer, même en cas de soudage des contacts au niveau d'un des pôles d'un appareil interrupteur, une ouverture suffisante des contacts des autres pôles de puissance de l'appareil interrupteur, de façon à interrompre néanmoins l'alimentation de la charge électrique de manière satisfaisante. Pour cela, I'invention décrit un appareil électrique interrupteur comprenant plusieurs pôles de puissance et un électroaimant de commande des pôles doté d'une partie fixe et d'une partie mobile, chaque pôle comportant un poussoir coopérant avec la partie mobile de l'électroaimant, un ressort de fermeture de contact et un pont de contacts qui est mobile, sous l'effet du poussoir et du ressort de fermeture du pôle, entre une position ouverte et une position fermée. Chaque pôle comprend également un ressort d'ouverture de pôle agissant en opposition du ressort de fermeture du pôle et dont la force de pression est supérieure à la force du ressort de fermeture du pôle. Selon une première variante, le ressort d'ouverture d'un pôle appuie d'un côté sur le poussoir du pôle et de l'autre côté opposé sur une première face du pont mobile du pôle, favorisant un mouvement d'ouverture du pont mobile. Le ressort de fermeture d'un pôle appuie d'un côté sur un socle fixe de l'appareil interrupteur et de l'autre côté opposé sur une seconde face du pont mobile du pôle opposée à la première face, favorisant un mouvement de fermeture du pont mobile. Selon une seconde variante, le ressort d'ouverture d'un pôle appuie d'un côté sur la partie mobile de l'électroaimant de l'appareil interrupteur et de l'autre côté opposé sur une face du poussoir située en regard de la partie mobile de l'électroaimant, entre le pont mobile et la partie mobile de l'électroaimant, favorisant un mouvement d'ouverture du pont mobile. Le ressort de fermeture d'un pôle appuie d'un côté sur une seconde extrémité du poussoir du pôle et de l'autre côté opposé sur une seconde face du pont mobile du pôle, favorisant un mouvement de fermeture du pont mobile. 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 montre un schéma de principe représentant les pôles d'un appareil interrupteur selon l'invention, en position fermée, la figure 2 reprend l'exemple de la figure 1 en position ouverte, lorsque l'un des pôles est soudé, - la figure 3 montre un autre exemple de réalisation représentant les pôles d'un appareil interrupteur selon l'invention, en position fermée, - la figure 4 reprend l'exemple de la figure 3 en position ouverte, lorsque l'un des pôles est soudé. En référence aux exemples de réalisation des figures 1 à 4, un appareil électrique interrupteur basse tension du type contacteur, disjoncteur ou contacteur/disjoncteur comprend trois pôles de puissance L1,L2,L3 de même nature comportant chacun deux contacts fixes 32a,32b coopérant avec deux contacts mobiles 31a,31b correspondants, dans le but de fermer ou d'ouvrir un circuit d'alimentation triphasé d'une charge électrique non représentée. Les exemples présentés sont des pôles à rupture double, mais l'invention s'applique de façon équivalente à des pôles à rupture simple. Sur chaque pôle, les contacts mobiles 31a,31b sont placés sur la première face 35 d'un pont conducteur mobile 30. Le pont mobile 30 se déplace selon un axe longitudinal X entre une position fermée, dans laquelle les contacts fixes 32a,32b et mobiles 31a,31 b sont en contact, et une position ouverte, dans laquelle les contacts fixes 32a,32b et mobiles 31a, 31b sont séparés. Dans les figures 1 et 3, le circuit d'alimentation est dans la position fermée ce qui permet de faire circuler un courant électrique dans chaque pôle entre un conducteur fixe amont 33a, portant le contact fixe 32a, et un conducteur fixe aval 33b, portant le contact fixe 32b. Pour des raisons de simplification et de clarté des dessins, on a représenté dans les différentes figures les pôles de puissance disposés dans le même plan longitudinal, plutôt que dans une disposition selon plusieurs plans parallèles qui serait plus conforme à leur implantation réelle dans un appareil interrupteur. La première variante représentée dans les figures 1 et 2 montre un mécanisme de fermeture et d'ouverture de pôles appelé "à pôles rupteurs", alors que la seconde variante représentée dans les figures 3 et 4 montre un mécanisme de fermeture et d'ouverture de pôles appelé "à pôles contacteurs". De façon connue, I'un ou l'autre de ces mécanismes peut être utilisé dans un appareil électrique interrupteur. Dans la première variante des figures 1 et 2, le pont mobile 30 d'un pôle est actionné mécaniquement selon l'axe X d'une part sous l'action d'un ressort de fermeture de contacts 23 et d'autre part sous l'action d'un actionneur mobile 20, par I'intermédiaire d'un ressort d'ouverture de contacts 22. L'actionneur mobile 20 est indifféremment un poussoir 20, un coulisseau ou toute autre pièce mécanique entranante. Le ressort de fermeture 23, qui est par exemple en forme de cylindre ou de cône tronqué, comporte une première extrémité qui repose sur un socle fixe 12 de l'appareil interrupteur et une seconde extrémité opposoe qui appuie sur une seconde face 36 du pont mobile 30 opposoe à la première face 35, favorisant ainsi un mouvement de fermeture du pont mobile 30. Le poussoir 20 comprend un évidement transversal 25 dans lequel le pont mobile 30 est inséré, les contacts mobiles 31a,31b étant placé de part et d'autre du poussoir 20. Cet évidement 25 est conçu sufffisamment large pour permettre au poussoir 20 de coulisser par rapport au pont mobile 30 à l'intérieur de l'évidement 25 d'une course prédétermince D selon l'axe longitudinal X, entre un bord inférieur 28 et un bord supérieur 29 de l'évidement 25. Selon l'invention, chaque pôle comporte également un ressort d'ouverture des contacts 22. Ce ressort d'ouverture 22, préférentiellement de forme cylindrique, appuie d'un côté sur la première face 35 du pont mobile 30 et repose du côté opposé sur une face du poussoir 20, situce en regard du pont mobile 30, entre la palette 10 et le pont mobile 30. Ainsi positionné, le ressort d'ouverture 22 favorise un mouvement d'ouverture du pont mobile 30. Une extrémité du ressort d'ouverture 22 est avantageusement logée et maintenue dans une cavité centrale 24 du poussoir 20. Le ressort d'ouverture 22 agit donc en opposition du ressort de fermeture 23 et il est conçu pour avoir une force de pression supérieure au ressort de fermeture 23. Par exemple, on peut imaginer une force de 3,5 N (Newtons) pour le ressort d'ouverture 22 contre une force de 2,5 N pour le ressort de fermeture 23. L'appareil interrupteur comporte un électroaimant de commande dont une partie mobile 10 est schématisée dans les figures sous la forme d'une palette mobile 10. On aurait également pu utiliser indifféremment un électroaimant dont la partie mobile serait composée d'une armature mobile, d'un noyau mobile, etc Habituellement, le mouvement de cette palette mobile 10 est généré, dans le sens ouverture vers fermeture (c'est-à-dire dans le sens de la flèche F), par la circulation d'un courant de commande dans une bobine d'excitation de l'électroaimant. Inversement, le mouvement de la palette mobile 10 est généré, dans le sens fermeture vers ouverture (c'est-à-dire dans le sens de la flèche O), par un ressort de rappel non représenté qui agit sur la palette mobile 10 en cas de disparition du courant de commande dans la bobine. L'appareil interrupteur comporte une seule partie mobile 10 d'électroaimant qui coopère avec les différents poussoirs 20 de pôles, permettant ainsi de commander simultanément l'ensemble des pôles. Le fonctionnement d'un mécanisme à pôles rupteurs va maintenant être décrit. Dans la position fermée de la figure 1, la palette 10 de l'électroaimant n'est pas en contact avec le poussoir 20 des pôles, laissant à ceux-ci une liberté de mouvement selon l'axe X. Le ressort d'ouverture 22 ne peut donc pas agir sur le pont mobile 30 vu que sa première extrémité appuyant sur le poussoir 20 n'est pas maintenue fixe. En conséquence, cela libère l'action du ressort de fermeture de contacts 23 qui peut alors exercer une pression de contacts entre les contacts fixes 32a,32b et mobiles 31a,31b. Dans la position fermée, le maintien du poussoir 20 est néanmoins assuré grâce au bord inférieur 28 de l'évidement 25 du poussoir 20 contre lequel repose la seconde face 36 du pont mobile 30. Durant le passage en position ouverte de la figure 2, la palette 10 se déplace en fonctionnement normal selon la flèche O. d'une distance suffisante pour venir en contact et appuyer sur le poussoir 20 des différents pôles. Le ressort d'ouverture 22, qui est maintenu par le poussoir 20, exerce alors une pression sur la première face 35 du pont mobile 30. Le ressort d'ouverture 22 travaille en opposition au ressort de fermeture 23 et, comme il est conçu pour avoir une force de pression supérieure à celle du ressort de fermeture 23, cela entrane un déplacement du pont mobile 30 provoquant la séparation des contacts mobiles 31a,31b et fixes 32a,32b. Dans un appareil interrupteur ne possédant pas de ressort d'ouverture 22 tel que décrit dans l'invention, si un des pôles L1,L2,L3 possade un contact fixe qui est soudé avec un contact mobile correspondant, cela va coincer le mouvement du pont mobile 30 de ce pôle défectueux en position fermée et donc bloquer le poussoir 20 du pôle, cette situation pouvant aller jusqu'à entraver le mouvement d'ouverture de la palette 10. Il est alors possible que l'on ne puisse plus garantir une ouverture i suffisante pour aucun des pôles de l'appareil interrupteur, nécessitant l'utilisation d'un appareil de protection amont, par exemple. Grâce à l'invention, si un pôle L1 reste en position fermée par la soudure d'un de ses contacts, bloquant le pont mobile 30 correspondant en position fermée comme indiqué en figure 2, le fonctionnement du mouvement d'ouverture est le suivant: quand la palette mobile 10 va entrer en contact avec le poussoir 20 du pôle L1, malgré le pont mobile immobilisé, la présence du ressort d'ouverture 22 permettra néanmoins d'éviter le blocage de ce poussoir 20. En effet, le ressort d'ouverture 22 va se comprimer sous l'effet de la palette 10, bien entendu sous réserve de la force de pression suffisante du ressort de rappel de l'électroaimant. Cette compression va permettre le déplacement du poussoir 20 sur un déplacement D, jusqu'à ce que le bord supérieur 29 de l'évidement 25 du poussoir 20 entre en contact avec la première face 35 du pont mobile 30. En conséquence, le mouvement de la palette 10 n'est pas entravé et reste possible sur toute cette distance D qui doit être détermince pour permettre une ouverture suffisante des autres pôles non soudés L2,L3. Ainsi, en ouvrant deux pôles de puissance sur trois, on interrompt néanmoins l'alimentation de la charge électrique et on évite une situation potentiellement dangereuse. Les figures 3 et 4 montrent une seconde variante équivalente de l'invention dans laquelle un appareil interrupteur possède un mécanisme à pôles contacteurs. Comme dans la première variante, I'appareil interropteur comporte un électroaimant de commande dont une partie mobile 10' est schématisée dans les figures sous la forme par exemple d'une palette mobile 10'. La palette mobile 10' comporte pour chaque pôle au moins un doigt 12', préférentiellement deux, terminés chacun par un ergot de maintien 13'. Habituellement, le mouvement de la palette mobile 10'est généré, dans le sens ouverture vers fermeture (c'est-à-dire flèche F), par la circulation d'un courant de commande dans une bobine d'excitation de l'électroaimant. Inversement, le mouvement de la palette mobile 10' est généré, dans le sens fermeture vers ouverture (c'est-à-dire flèche O), par un ressort de rappel non représenté qui agit sur la palette mobile 10' en cas de disparition du courant de commande dans la bobine. L'appareil interrupteur comporte une seule partie mobile 10' d'électroaimant qui coopère avec les différents poussoirs 20' de pôles, permettant ainsi de commander simultanément l'ensemble des pôles. Dans cette seconde variante, le pont mobile 30 d'un pôle est actionné mécaniquement selon l'axe X d'une part sous l'action d'un poussoir mobile 20', ou d'un coulisseau ou équivalent, et d'autre part sous l'action d'un ressort de fermeture de contacts 23. Le poussoir 20' comprend un évidement transversal 25' dans lequel le pont mobile 30 est inséré entre un bord inférieur 28' et un bord supérieur 29' de l'évidement 25', les contacts mobiles 31a,31b étant placé de part et d'autre du poussoir '. Le ressort de fermeture 23, qui est par exemple en forme de cylindre ou de cône tronqué, comporte une première extrémité qui repose sur le bord inférieur 28' du poussoir 20' et une seconde extrémité opposée qui appuie sur la seconde face 36 du pont mobile 30 opposée à la première face 35, favorisant ainsi un mouvement de fermeture du pont mobile 30. Par ailleurs, le poussoir 20' comporte à une extrémité un, préférentiellement deux, rebords 21' qui coopèrent avec des erçots de maintien 13' correspondants de la palette 10', de telle sorte que la palette 10' puisse macaniquement entraner le poussoir 20' lors du mouvement de fermeture. Selon l'invention, chaque pôle comporte un ressort d'ouverture des contacts 22. Ce ressort d'ouverture 22, préférentiellement de forme cylindrique, repose d'un côté sur la palette 10' et appuie du côté opposé sur une face 26' du poussoir 20', située en regard de la palette 10' entre le pont mobile 30 et la palette 10'. Ainsi positionné, le ressort d'ouverture 22 favorise un mouvement d'ouverture du pont mobile 30. Préférentiellement, une extrémité du ressort d'ouverture 22 est logée et maintenue dans une cavité centrale du poussoir 20'. Comme pour la première variante, le ressort d'ouverture 22 agit en opposition du ressort de fermeture 23 et il est conçu pour avoir une force de pression supérieure au ressort de fermeture 23. Le fonctionnement d'un mécanisme à pôles contacteurs est le suivant. Dans la position fermée telle que schématisée en figure 3, la palette 10' de l'électroaimant entrane en direction de la flèche F le poussoir 20' des pôles grâce aux ergots de maintien 13' des doigts 12' qui agissent sur les rebords 21'. Le pont mobile 30 n'est alors plus en contact avec le bord supérieur 29' du poussoir 20'. Le bord inférieur 28' du poussoir 20' se déplaçont également, cela permet alors au ressort de fermeture de contacts 23 d'exercer une pression de contacts entre les contacts fIxes 32a,32b et mobiles 31a,31b. Ainsi, on peut remarquer que, dans le cas d'un mécanisme à pôles contacteurs, pour passer en position fermeture, I'électroaimant de l'appareil interrupteur doit être capable de vaincre l'effort du ressort de rappel de l'électroaimant plus l'effort du ressort de fermeture 23 des pôles, alors que dans un mécanisme à pôles rupteurs, pour passer en position fermeture, I'électroaimant de l'appareil interrupteur doit seulement être capable de vaincre l'effort du ressort de rappel de l'électroaimant. Durant le passage en position ouverte de la figure 4, la palette 10' se déplace selon la flèche O. Le ressort d'ouverture 22, qui agit entre la palette 10' et le poussoir ', met en appui le bord supérieur 29' du poussoir 20' avec la première face 35 du pont mobile 30. Puis, comme le ressort d'ouverture 22 est conçu pour avoir une force de pression supérieure à celle du ressort de fermeture 23, le déplacement de la palette ' entrane un déplacement du pont mobile 30 provoquant la séparation des contacts mobiles 31a,31b et fxes 32a,32b. Grâce à l'invention, si un pôle L1 reste en position fermée par la soudure d'un de ses contacts, bloquant le pont mobile 30 correspondant en position fermée comme indiqué en figure 4, le fonctionnement du mouvement d'ouverture est le suivant: quand le bord supérieur 29' du poussoir 20' du pôle L1 va venir en appui contre la première face 35 du pont mobile 30, celui-ci va rester immobilisé. Le ressort d'ouverture 22 va alors se comprimer sous l'effet de la palette 10', sous réserve de la force de pression suffisante du ressort de rappel de l'électroaimant. Cette compression du ressort d'ouverture 22 va permettre le déplacement de la palette 10' sur une distance D, jusqu'à ce que l'extrémité du poussoir 20' vienne en contact avec la palette 10'. En conséquence, le mouvement de la palette 10' ne va plus être entravé sur toute cette distance D qui doit être déterminée pour permettre une ouverture suffisante des autres pôles non soudés L2,L3. Ainsi, en ouvrant deux pôles de puissance sur trois, on interrompt néanmoins l'alimentation de la charge électrique et on évite une situation potentiellement dangereuse. Accessoirement, lorsqu'un pôle L1 est soudé, il faut remarquer que la compression du ressort d'ouverture 22 durant un mouvement d'ouverture va avantageusement engendrer une force de pression s'exerçant sur la première face 35 du pont mobile 30 de ce pôle L1 ce qui peut, dans une telle situation, favoriser le décollage et la séparation des contacts soudés du pôle L1. i Il est bien entendu que l'on pout, 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. Appareil électrique interrupteur comprenant plusieurs pôles de puissance (L1,L2,L3) et un électroaimant de commande des pôles doté d'une partie fixe et d'une partie mobile (10,10'), chaque pôle comportant: - un poussoir (20,20') coopérant avec la partie mobile (10,10') de l'électroaimant, - un ressort de fermeture de contact (23) et - un pont de contacts (30) qui est mobile, sous l'effet du poussoir (20,20') et du ressort de fermeture (23) du pôle, entre une position ouverte et une position fermée, caractérisé par le fait que chaque pôle comprend un ressort d'ouverture (22) agissant en opposition du ressort de fermeture (23) du pôle et dont la force de pression est supérieure à la force du ressort de fermeture (23) du pôle. 2. Appareil interrupteur selon la revendication 1, caractérisé par le fait que le ressort d'ouverture (22) d'un pole appuie d'un côté sur le poussoir (20) du pôle et de l'autre côté opposé sur une première face (35) du pont mobile (30) du pôle, favorisant un mouvement d'ouverture du pont mobile (30). 3. Appareil interrupteur selon la revendication 2, caractérisé par le fait que le ressort de fermeture (23) d'un pôle appuie d'un côté sur un socle fixe (12) de l'appareil interrupteur et de l'autre côté opposé sur une seconde face (36) du pont mobile (30) du pôle opposée à la première face (35), favorisant un mouvement de fermeture du pont mobile (30). 4. Appareil interrupteur selon la revendication 3, caractérisé par le fait que le poussoir (20) d'un pôle comporte un évidement transversal (25) permettant de faire coulisser d'une course prédéterminée (D) le poussoir (20) du pôle par rapport au pont mobile (30) du pôle. 5. Appareil interrupteur selon la revendication 2, caractérisé par le fait qu'une extrémité du ressort d'ouverture (22) d'un pôle est positionnée et maintenue dans une cavité centrale (24) du poussoir (20) du pôle. 6. Appareil interrupteur selon la revendication 1, caractérisé par le fait que le ressort d'ouverture (22) d'un pôle appuie d'un côté sur la partie mobile (10') de l'électroaimant de l'appareil interrupteur et de l'autre côté opposé sur une face (26') du poussoir (20'), située en regard de la partie mobile (10') de l'électroaimant, entre le pont mobile (30) et la partie mobile (10') de l'électroaimant, favorisant un mouvement d'ouverture du pont mobile (30). 7. Appareil interrupteur selon la revendication 6, caractérisé par le fait que le ressort de fermeture (23) d'un pôle appuie d'un côté sur une seconde extrémité du poussoir du pôle et de l'autre côté opposé sur le pont mobile (30) du pôle, favorisant un mouvement de fermeture du pont mobile (30). 8. Appareil interrupteur selon la revendication 7, caractérisé par le fait que le poussoir (20') d'un pôle comporte au moins un rebord (21') susceptible, durant un mouvement de fermeture du pôle, de venir en appui contre au moins un ergot de maintien (13') correspondant, positionné(s) sur la partie mobile (10') de 1 5 I'électroaimant. 9. Appareil interrupteur selon la revendication 6, caractérisé par le fait qu'une extrémité du ressort d'ouverture (22) d'un pôle est positionnée et maintenue dans une cavité centrale du poussoir (20') du pôle.