Brevet FR3016471A1 — publié le 20150717

Organe de raccordement électrique pour appareil électrique de coupure et appareil électrique de coupure associé La présente invention concerne un organe de raccordement électrique pour appareil électrique de coupure, apte à réaliser un raccordement entre un premier bloc de coupure unipolaire et un deuxième bloc de déclenchement pouvant comporter des moyens magnétothermiques ou électroniques. Elle concerne également un appareil électrique de coupure comportant un tel organe de raccordement. Elle se situe dans le domaine des dispositifs de raccordement pour appareils électriques. L'invention trouve une application particulière dans des appareils électriques de coupure basse tension multipolaires constitués par assemblage de blocs de coupure unipolaires, raccordés électriquement à un bloc de déclenchement pouvant comporter des moyens magnétothermiques ou électroniques. Il existe divers modèles de tels appareils électriques de coupure modulaires. Un tel appareil de coupure électrique est décrit par exemple dans la demande de brevet FR2986659. Cet appareil électrique de coupure comprend au moins un bloc de coupure unipolaire, et de préférence trois blocs de coupure unipolaires, chaque bloc de coupure unipolaire étant raccordé à un bloc déclencheur au niveau d'une plage aval de contact. Chaque bloc unipolaire de coupure comprend également une plage amont de contact, permettant de le raccorder à une ligne de courant. Un tel bloc de coupure unipolaire comprend un boîtier comprenant un pont de contacts mobiles et reliés aux plages de contact, ainsi que deux chambres de coupure d'arc électrique s'ouvrant sur un volume d'ouverture du pont de contacts, chaque chambre de coupure étant reliée à au moins un canal d'échappement de gaz de coupure. En cas de survenue d'arc électrique, des gaz de coupure traversent les canaux d'échappement et provoquent un déclenchement de l'ouverture des contacts pour réaliser la coupure électrique. Le raccordement électrique entre un bloc de coupure unipolaire et le bloc de déclenchement est réalisé dans l'appareil électrique au moyen d'une vis de raccordement électrique, d'un organe usiné tel un écrou et d'un élément supplémentaire de contact, appelé couramment rondelle de contact. Il a été constaté qu'un tel raccordement électrique n'est pas satisfaisant, la connexion électrique étant soumise, tout au long de son utilisation, à des contraintes mécaniques dues au changement de température induit par les variations de charges électriques. En outre, lors du relâchement de gaz de coupure, la connexion est soumise à de fortes variations de température et de pression. Par ailleurs, l'encombrement d'un raccordement électrique réalisé au moyen d'une vis, d'un écrou et d'une rondelle de contact est important, et il est souhaitable de diminuer cet encombrement. Par conséquent, il existe un besoin d'améliorer le raccordement électrique, en particulier dans un tel appareil électrique de coupure, pour une meilleure connexion, quelles que soient les contraintes mécaniques dues aux variations de charges électriques. A cet effet, l'invention propose selon un premier aspect, un organe de raccordement électrique pour appareil électrique de coupure, apte à réaliser un raccordement entre un premier bloc de coupure unipolaire et un deuxième bloc de déclenchement pouvant comporter des moyens magnétothermiques ou électroniques. Cet organe de raccordement comprend un corps cylindrique creux ayant un axe de rotation central, muni d'au moins un élément de fixation latérale, le ou les éléments de fixation latérale étant formés d'une seule pièce avec le corps cylindrique creux dans un matériau ayant des propriétés d'élasticité, le ou les éléments de fixation latérale étant raccordés au corps cylindrique creux à une première extrémité du corps cylindrique creux via une portion de raccordement, et étant disposés latéralement à distance prédéterminée de l'axe de rotation central, et s'étendant sensiblement parallèlement au corps cylindrique creux. Avantageusement, l'organe de raccordement électrique selon l'invention améliore la connexion grâce à la présence du ou des éléments de fixation latérale en matériau ayant des propriétés d'élasticité. Ces éléments de fixation latérale, aptes à se déformer élastiquement, permettent d'améliorer l'ancrage de l'organe de raccordement quelles que soient les contraintes mécaniques dues aux variations de charges électriques. En effet, les propriétés d'élasticité des éléments de fixation latérale les rendent aptes à se déformer et à absorber les contraintes mécaniques dues aux variations thermiques pour maintenir le raccordement électrique. En outre, avantageusement, l'encombrement du raccordement électrique est diminué, aucun élément supplémentaire de contact n'étant nécesaire. L'organe de raccordement électrique selon l'invention peut également présenter une ou plusieurs des caractéristiques ci-dessous : - il comporte deux éléments de fixation latérale positionnés de manière diamétralement opposée par rapport au corps cylindrique creux ; - chaque portion de raccordement est élastique et comporte une première sous- portion de profil conique et une deuxième sous-portion de profil courbe ; - il comporte en outre un support de contact positionné sur ladite première extrémité du corps cylindrique creux à laquelle sont raccordés les éléments de fixation latérale, formé dans ledit matériau ayant des propriétés d'élasticité, la ou les portions de raccordement des éléments de fixation latérale étant positionnées en appui sur ledit support de contact ; - ledit matériau ayant des propriétés d'élasticité est un alliage d'acier ; - ledit alliage d'acier est de type C45 ; - ledit matériau a une épaisseur comprise dans la plage 0,2 à 1,2 millimètres ; - les éléments de fixation latérale ont une hauteur sensiblement égale à la hauteur dudit corps cylindrique creux. Selon un deuxième aspect, l'invention concerne un appareil électrique de coupure comportant au moins un bloc de coupure unipolaire apte à être raccordé électriquement à un bloc de déclenchement pouvant comporter des moyens magnétothermiques ou électroniques, via une vis électrique de raccordement unie à un organe de raccordement électrique positionné dans un logement dudit bloc de coupure unipolaire, dans lequel ledit organe de raccordement électrique est du type brièvement décrit ci-dessus. Selon une caractéristique, le bloc de coupure unipolaire comprend un boîtier, et ledit organe de raccordement est positionné au niveau d'un orifice d'une plage de contact du bloc de coupure unipolaire, le ou les éléments de fixation latérale étant en butée sur une portion d'une paroi du boîtier du bloc de coupure unipolaire, chaque portion de raccordement étant en appui sur ladite plage de contact. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront de la description qui en est donnée ci-dessous, à titre indicatif et nullement limitatif, en référence aux figures annexées, parmi lesquelles : la figure 1 représente une vue éclatée en perspective d'un appareil de coupure comportant des blocs de coupure unipolaires et un bloc de déclenchement selon l'invention ; la figure 2 représente une vue en perspective de l'intérieur d'un bloc de coupure unipolaire ; la figure 3 représente un raccordement entre un bloc de coupure et un bloc de déclenchement selon un mode de réalisation d'un appareil électrique de coupure selon l'invention ; la figure 4 est une vue de dessous en perspective d'un organe de raccordement selon un mode de réalisation de l'invention ; la figure 5 est une vue en coupe longitudinale d'un organe de raccordement selon le mode de réalisation de la figure 2 ; la figure 6 illustre une déformation des éléments de fixation latérale de l'organe de raccordement de la figure 5 ; la figure 7 représente une vue arrière en perspective d'un bloc de coupure unipolaire comportant un organe de raccordement selon l'invention. La figure 1 représente un exemple d'appareil électrique de coupure 2 selon une représentation en perspective éclatée, comprenant trois blocs de coupure unipolaire 4. Selon d'autres modes de réalisation non représentés, l'appareil de coupure peut comporter un, deux ou quatre blocs de coupure unipolaires. Chaque bloc de coupure unipolaire 4 permet la coupure d'un seul pôle. Chaque bloc de coupure se présente sous forme d'un boîtier plat 6, par exemple en plastique moulé, formé de deux grandes faces parallèles 8, distantes d'une épaisseur de l'ordre de 23 millimètres (mm) pour un calibre 160 Ampères (A). Le boîtier est de préférence formé de deux parties symétriques en miroir, solidarisées par tout moyen adapté. Chaque bloc unipolaire est raccordé à un bloc de déclenchement 10, comportant des moyens magnétothermiques (non représentés), au niveau d'une plage de contact aval 12 (voir figure 2) et d'autre part à une ligne de courant à protéger au niveau d'une plage de contact amont 14. En variante, le bloc de déclenchement 10 comporte des moyens de déclenchement électroniques. Dans le mode de réalisation illustré à la figure 1, les blocs de coupure unipolaires sont assemblés par l'intermédiaire d'entretoises 16, qui sont par exemple en plastique moulé, et comprennent une cloison centrale 18 destinée à être parallèle aux grandes faces 8 des blocs de coupure unipolaires 4. Le serrage des entretoises 16 l'une sur l'autre est amélioré par des rebords de fond 20. Les blocs unipolaires de coupure sont destinés à être entraînés simultanément et couplés à cette fin par au moins une tige 22. Un des blocs unipolaires de coupure comporte une manette 24, apte à se loger dans le nez 26 de l'appareil, et à commander un mécanisme 28 d'actionnement des contacts électriques. La figure 2 illustre plus en détail le mécanisme de coupure 30 logé dans le boîtier 6, selon un mode de réalisation dans lequel il s'agit d'un mécanisme à double coupure rotative, adapté pour des applications jusqu'à 800 A. Le mécanisme de coupure 30 comprend un pont de contact mobile 32 comportant à chaque extrémité une plage de contact. Il comprend une paire de contacts fixes 34, 36, chaque contact fixe étant destiné à coopérer avec une plage de contacts du pont de contacts mobiles 32. Un premier contact fixe 34 est destiné à être raccordé à la ligne de courant par la plage de contact amont 14. Un second contact fixe 36 est destiné à être relié au bloc de déclenchement 10 par la plage de contact aval 12. Le pont de contacts mobile 32 est monté entre une position d'ouverture dans laquelle les plages de contact sont écartées des contacts fixes 34, 36 et une position de fermeture, qui est une position passante pour le courant électrique, dans laquelle les plages de contact sont en contact avec chacun des contacts fixes 34, 36. Le bloc de coupure unipolaire 4 comporte deux chambres de coupure d'arc 38 pour l'extinction des arcs électriques. Chaque chambre de coupure d'arc 38 comprend au moins un empilement d'au moins deux ailettes de désionisation 40 séparées les unes des autres par un espace d'échange de gaz de coupure. Chaque chambre de coupure d'arc 38 comporte au moins une sortie reliée à au moins un canal d'échappement 42 des gaz de coupure, destiné à évacuer les gaz par au moins un orifice débouchant 44. Selon un mode de réalisation particulier, le pont de contacts mobile 32 est rotatif autour d'un axe de rotation Y. Le pont de contacts mobile 32 est monté flottant dans un barreau rotatif 46 intercalé entre les deux faces latérales 8 du boîtier 6. Au moins un canal d'échappement 42 comporte un clapet rotatif 48 destiné à être entraîné en rotation par le passage des gaz de coupure. Le clapet rotatif 48 est entraîné en rotation autour d'un axe Z, sensiblement perpendiculaire au canal d'échappement. La rotation d'une première position d'obstruction vers une seconde position de déclenchement est destinée à libérer le mécanisme d'actionnement 28 pour provoquer l'ouverture des contacts 34, 36. Les blocs de coupure unipolaires 4 sont destinés à être entraînés simultanément, et sont couplés à cette fin à au moins une tige 22, notamment au niveau du barreau 46, par exemple par des orifices 50 formant les butées de limitation du pont de contacts mobile 32. La figure 3 illustre schématiquement le raccordement des blocs de coupure unipolaire 4 et de déclenchement 10. Le bloc de coupure unipolaire 4 est raccordé au bloc de déclenchement 10 via une vis de liaison électrique 52 et un organe de raccordement électrique 54 de type écrou positionné au niveau d'un orifice 55 de la plage de contact aval 12, apte à recevoir la vis de liaison électrique 52, de manière à assurer un contact électrique entre la plage de contact aval 12 et la plage de contact 122 du bloc de déclenchement 10. La vis de liaison 52 est apte à être introduite dans un orifice 155 de la plage de contact 122, pour être fixée, via l'orifice 55, dans le corps de l'organe de raccordement 54. Les figures 4 à 6 illustrent un organe de raccordement électrique selon un mode de réalisation préféré de l'invention. L'écrou 54 comprend un corps cylindrique creux 56, ayant un axe de rotation X, et deux éléments 58 de fixation latérale, raccordés aux corps cylindrique creux 56 via des portions de raccordement 60. Comme illustré dans les figures 4 à 6, les éléments 58 de fixation latérale s'étendent sensiblement parallèlement au corps cylindrique creux, dans une première position représentée dans les figures 4 et 5. Dans un mode de réalisation préférentiel de l'invention, les portions de raccordement 60 sont élastiques, chaque portion de raccordement étant venue de matière avec l'élément 58 de fixation latérale associé. Chaque portion de raccordement est déformable élastiquement entre la première position illustrée à la figure 5 et une deuxième position illustrée à la figure 6. Dans la première position, chaque portion de raccordement 60 est formée d'une première sous-portion 64 de profil conique, située en prolongement de la paroi du corps cylindrique creux 56, et d'une deuxième sous-portion 66 de profil courbe en forme d'arc. Dans la première position, chaque portion de raccordement maintient l'élément 58 de fixation latérale sensiblement parallèle au corps cylindrique creux 56, donc à un angle sensiblement nul par rapport à l'axe X. Dans la deuxième position, la portion de raccordement 60 a subi une déformation et se développe de manière à ce que chaque élément 58 de fixation latérale se déplace vers la paroi du corps cylindrique creux 56 et forme un angle 0 avec l'axe X, comme illustré à la figure 6. Les première sous-portion 64 et deuxième sous-portion 66 sont déformées dans cette deuxième position, l'ensemble de la portion de raccordement 60 se développant sur une surface S sensiblement perpendiculaire à la paroi externe P du corps cylindrique creux 56. La surface S est adapté à être positionnée en appui sur la plage de contact 12 du bloc de déclenchement 10. Chaque élément de fixation latérale est positionné à distance e du corps cylindrique creux. A titre d'exemple de réalisation, la distance e est de préférence de l'ordre de 1 à 2 millimètres. Dans le mode de réalisation illustré, deux éléments de fixation latérale sont positionnés de manière symétrique, à des positions diamétralement opposées par rapport au corps cylindrique creux 56. Chaque élément de fixation latérale a une largeur I de l'ordre de 2 millimètres. Un support 62, de section carrée dans le mode de réalisation de la figure 4, formé d'une pièce avec l'organe de raccordement 54, réalise la fonction de contact réalisée classiquement par une rondelle de contact. De préférence, un organe de raccordement 54 est réalisé dans une feuille métallique en matériau ayant des propriétés d'élasticité, par la technologie d'emboutissage. De préférence, la feuille métallique a une épaisseur d comprise entre 0,2 et 1,2 millimètres, et par exemple égale à 0,6 millimètres. De préférence, la feuille métallique est en alliage d'acier de type C45 pour garantir une élasticité suffisante, tout en assurant le maintien d'une pression de contact pour un bon contact électrique entre les plages de contact 12 et 122. L'organe de raccordement 54 est positionné de manière à ce que les éléments de fixation 58 soient en butée sur une portion d'une paroi du boîtier 6, de manière à garantir l'ancrage dans le boîtier 6 et une anti-rotation efficace, comme illustré à la figure 7. Dans le mode de réalisation illustré, les éléments de fixation latérale ont une hauteur sensiblement égale à la hauteur du corps cylindrique creux. Avantageusement, les éléments de fixation latérale 58 se déforment légèrement sous l'effet de fortes températures, comme illustré à la figure 6, cette déformation permettant d'améliorer l'ancrage de l'organe de raccordement 54 dans le boitier 6. Ainsi, le maintien d'une pression de contact est assuré y compris en cas de fortes variations de température. Avantageusement, l'organe de raccordement présente un encombrement minimal, le support de contact étant réalisé d'une pièce avec le corps cylindrique. La déformation élastique des portions de raccordement 60 permet de maintenir la pression de contact lors des variations de température. En effet, lors du serrage selon l'axe, la déformation élastique des portions 60 permet d'emmagasiner de l'énergie qui est restituée lors des fortes variations de température, afin de maintenir la pression de contact. Ainsi, un bon contact électrique est maintenu par une bonne pression de contact. Selon des variantes non représentées, le nombre d'éléments de fixation latérale peut être différent de deux, par exemple un seul élément de fixation latérale est présent. 35 REVENDICATIONS1.- Organe (54) de raccordement électrique pour appareil électrique de coupure, apte à réaliser un raccordement entre un premier bloc (4) de coupure unipolaire et un deuxième bloc (10) de déclenchement pouvant comporter des moyens magnétothermiques ou électroniques, caractérisé en ce qu'il comprend un corps cylindrique creux (56) ayant un axe de rotation central (X), muni d'au moins un élément (58) de fixation latérale, le ou les éléments de fixation latérale étant formés d'une seule pièce avec le corps cylindrique creux (56) dans un matériau ayant des propriétés d'élasticité, le ou les éléments (58) de fixation latérale étant raccordés au corps cylindrique creux (56) à une première extrémité du corps cylindrique creux via une portion de raccordement (60), et étant disposés latéralement à distance prédéterminée de l'axe (X) de rotation central, et s'étendant sensiblement parallèlement au corps cylindrique creux (56). 2.- Organe de raccordement électrique selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte deux éléments (58) de fixation latérale positionnés de manière diamétralement opposée par rapport au corps cylindrique creux (56). 3.- Organe de raccordement électrique selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que chaque portion de raccordement (60) est élastique et comporte une première sous-portion (64) de profil conique et une deuxième sous-portion (66) de profil courbe. 4.- Organe de raccordement électrique selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'il comporte en outre un support de contact (62) positionné sur ladite première extrémité du corps cylindrique creux (56) à laquelle sont raccordés les éléments (58) de fixation latérale, formé dans ledit matériau ayant des propriétés d'élasticité, la ou les portions de raccordement (60) des éléments (58) de fixation latérale étant positionnées en appui sur ledit support de contact (62). 5.- Organe de raccordement électrique selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que ledit matériau ayant des propriétés d'élasticité est un alliage d'acier.35 6.- Organe de raccordement électrique selon la revendication 5, caractérisé en ce que ledit alliage d'acier est de type C45. 7.- Organe de raccordement électrique selon l'une des revendications 5 ou 6, caractérisé en ce que ledit matériau a une épaisseur comprise dans la plage 0,2 à 1,2 millimètres. 8.- Organe de raccordement électrique selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que lesdits éléments (58) de fixation latérale ont une hauteur sensiblement égale à la hauteur dudit corps cylindrique creux. 9.- Appareil électrique (2) de coupure comportant au moins un bloc de coupure unipolaire (4) apte à être raccordé électriquement à un bloc de déclenchement (10) pouvant comporter des moyens magnétothermiques ou électroniques, via une vis électrique de raccordement unie à un organe de raccordement électrique positionné dans un logement dudit bloc de coupure unipolaire (4), caractérisé en ce que ledit organe de raccordement électrique est conforme à l'une quelconque des revendications 1 à 8. 10.- Appareil électrique (2) de coupure selon la revendication 9, dans lequel le bloc de coupure unipolaire (4) comprend un boîtier (6), caractérisé en ce que ledit organe de raccordement est positionné au niveau d'un orifice (55) d'une plage de contact (12) du bloc de coupure unipolaire, le ou les éléments (58) de fixation latérale étant en butée sur une portion d'une paroi du boîtier (6) du bloc de coupure unipolaire (4), chaque portion de raccordement (60) étant en appui sur ladite plage de contact (12).25