EP0545745B1

EP0545745B1 - Dispositif de commutation multipolaire à action partiellement fugitive

Info

Publication number: EP0545745B1
Application number: EP19920402918
Authority: EP
Inventors: Michel Ledroit; Vjekoslav Gladovic; Philippe Rix
Original assignee: Schneider Electric SE
Current assignee: Schneider Electric SE
Priority date: 1991-12-05
Filing date: 1992-10-26
Publication date: 1995-11-29
Anticipated expiration: 2012-10-26
Also published as: DE69206389T2; FR2684797A1; ES2082411T3; EP0545745A1; DE69206389D1; JPH05266778A; FR2684797B1

Description

La présente invention concerne un dispositif de commutation multipolaire selon le préambule de la revendication 1 (voir par exemple EP-A-0058235) à action partiellement fugitive.
Elle a plus particulièrement pour objet un dispositif du type comprenant une pluralité d'interrupteurs comportant chacun au moins un élément de contact fixe coopérant avec au moins un élément de contact mobile porté par un équipage mobile commun à tous les interrupteurs, cet équipage mobile pouvant être déplacé, par un mécanisme de commande, entre deux positions, au terme d'une course provoquant un changement d'état d'au moins une partie des interrupteurs.
Elle s'applique en particulier, mais non exclusivement, à des dispositifs tels que des contacteurs ou à des modules de contact auxiliaire dans lesquels les éléments de contact mobiles qui consistent en des ponts de contact mobiles sont montés sur un équipage mobile se présentant sous la forme d'un "râteau" constitué par un support isolant percé d'ouvertures rectangulaires identiques, échelonnées côte à côte et dans chacune desquelles est engagé transversalement un pont de contact mobile.
On sait que jusqu'ici, dans ce type d'application, l'équipage mobile est réalisé sous la forme d'un ensemble rigide, habituellement monobloc, apte à entraîner en translation, de façon synchrone et permanente, tous les ponts de contact mobiles, pour assurer la fermeture ou l'ouverture des contacts électriques. La pression de contact entre les ponts de contact et les éléments de contact fixes est alors assurée au moyen d'un ressort à boudin logé dans chaque ouverture du râteau et placé en soutien du pont de contact mobile passant dans cette ouverture.
Il s'avère que pour certaines applications, il est souhaitable de faire en sorte qu'au moins l'un des interrupteurs du dispositif de commutation ait un fonctionnement fugitif, tandis que l'un au moins des autres interrupteurs aura un fonctionnement maintenu.
Tel est notamment le cas dans un dispositif de commutation faisant intervenir un ou plusieurs interrupteurs dont on veut détecter et, éventuellement, signaler les phases transitoires de passage à l'état ouvert ou fermé.
Il en est de même en ce qui concerne les appareils interrupteurs multipolaires, pour l'alimentation de charges capacitives, dans lesquels l'établissement des courants de charge est d'abord effectué à travers des résistances de limitation placées en parallèle sur des interrupteurs principaux encore ouverts, à l'aide d'interrupteurs auxiliaires placés en série avec des résistances, ces interrupteurs principaux étant ensuite fermés à leur tour par un organe de commande ayant provoqué la fermeture précédente.
Dans ce type d'application, la solution consistant à prévoir un simple décalage dans la commande de ces deux jeux d'interrupteurs n'est pas satisfaisante car, au moment de l'ouverture, les interrupteurs auxiliaires ont à supporter l'essentiel de la coupure. Il s'ensuit une détérioration rapide de l'appareil due au fait que les interrupteurs auxiliaires ne sont pas conçus pour supporter de telles contraintes.
L'invention a donc plus particulièrement pour but de fournir un dispositif de commutation apte à résoudre les problèmes précédemment évoqués grâce à une séquence de commutation particulièrement bien adaptée.
Pour parvenir à ces résultats, l'invention propose un dispositif de commutation comprenant, logés dans un même boîtier, au moins un interrupteur muni d'au moins un élément de contact fixe et d'un élément de contact mobile sollicité par un équipage mobile, et un organe de commande apte à assurer l'actionnement de l'équipage mobile.
Selon l'invention, ce dispositif est caractérisé en ce que ledit organe de commande est relié à l'équipage mobile de l'interrupteur par l'intermédiaire d'une liaison mécanique comportant un accouplement débrayable apte à passer en position débrayée pendant la course aller de l'organe de commande lorsque l'effort résistant exercé par l'équipage mobile s'élève au-dessus d'un seuil déterminé, puis à retourner à nouveau en position embrayée en fin de la course de retour de l'organe de commande.
Avantageusement, le susdit accouplement débrayable pourra comprendre deux pièces couplées magnétiquement. Toutefois, il pourra être réalisé à l'aide de moyens d'encliquetage élastiques.
Des modes d'exécution de l'invention seront décrits ci-après, à titre d'exemples, avec référence aux dessins annexés dans lesquels :

Les figures 1 et 2 sont des coupes schématiques de l'équipage mobile ou "râteau" d'un module interrupteur auxiliaire, respectivement en position embrayée (figure 1) et en position débrayée (figure 2) de l'accouplement débrayable ;
La figure 3 est une vue de côté du boîtier du module interrupteur auxiliaire ;
Les figures 4 et 5 représentent un équipage mobile similaire à celui des figures 1 et 2, mais utilisant un dispositif d'accouplement différent de ce dernier ;
Les figures 6 et 7 représentent, d'une façon analogue, une autre variante d'exécution de l'équipage mobile ;
La figure 8 est une coupe transversale partielle illustrant un mode de montage des porte-contacts mobiles sur le râteau.

Le module interrupteur auxiliaire, représenté en traits pleins sur les figures 1 à 3, fait intervenir, logé dans un boîtier 1 sensiblement rectangulaire supportant quatre paires d'éléments de contact fixes F₁, F′₁ - F₂, F′₂ - F₃, F′₃ - F₄, F′₄, un équipage mobile se présentant sous la forme d'un râteau 2. Sur le râteau sont montés quatre ponts de contact mobiles P₁, P₂, P₃, P₄ qui coopèrent respectivement avec les paires de contacts fixes F₁, F′₁ - F₂, F′₂ - F₃, F′₃ - F₄, F′₄ pour constituer quatre interrupteurs I₁-I₄.
D'une façon plus précise, le râteau 2 est réalisé sous la forme d'un support isolant plat, percé d'ouvertures rectangulaires identiques parallèles O₁ à O₄, échelonnées côte à côte, dans chacune desquelles est engagé transversalement un pont de contact mobile P₁ à P₄.
Comme on peut le voir sur la figure 8, chaque pont de contact mobile est constitué par une barrette 3 portant en pont, sur sa face supérieure, deux contacts mobiles 4, 5 qui coopèrent avec un alignement de deux contacts fixes F, F′ situés de part et d'autre du râteau 2. Cette barrette 3 est, par ailleurs, sollicitée par un ressort de compression R prenant appui sur la face inférieure de l'ouverture O.
Le râteau 2 comprend, dans sa partie supérieure, un organe d'accouplement 6 (de section en forme de T) qui est destiné à venir se connecter, de façon classique, sur un élément de connexion solidaire de l'équipage mobile d'un contacteur. Grâce à cet accouplement, le râteau 2 est entraîné en translation par un organe menant du contacteur de manière à assurer, d'une part, la fermeture des contacts électriques auxiliaires avec une pression convenable déterminée par les ressorts R et, d'autre part, l'ouverture de ces contacts.
Conformément à un mode de réalisation préférentiel de l'invention, le râteau 2 est réalisé en deux parties distinctes séparables dans le sens de l'axe de translation, à savoir :

une première partie 7 comprenant une branche latérale du râteau 2 incluant l'ouverture O₁ dans laquelle s'engage le porte-contact mobile P₁ et, attenant à l'extrémité de cette branche, un élément transversal 8 portant l'organe d'accouplement 6, et
une deuxième partie 9 comportant le reste du râteau 2, dans lequel sont formées les ouvertures O₂ à O₄ au travers desquelles passent les ponts de contact P₂ à P₄.

Il importe de noter que l'interrupteur I₁ est du type à ouverture et les interrupteurs I₂-I₄ du type à fermeture, tandis que la paire de contacts fixes F₁, F′₁ associée au porte-contact P₁ est décalée par rapport aux paires de contacts fixes F₂, F′₂ - F₃, F′₃ - F₄, F′₄ associées aux porte-contacts mobiles P₂, P₃, P₄, et ce, le long de l'axe de déplacement du râteau 2. Les interrupteurs I₁-I₄ respectivement associés aux deux parties 7, 9 du râteau peuvent être du même type, par exemple à fermeture, ou l'interrupteur I₁ peut être à fermeture et I₂-I₄ à ouverture.
Les deux parties 7, 9 du râteau 2 sont accouplées l'une à l'autre de façon débrayable grâce à un aimant permanent 10 fixé, au moyen d'un étrier 11, sur la face supérieure de la partie 9 située en regard de l'élément transversal 8, et une plaquette 12 en matériau magnétisable fixée, par exemple, par collage à la face inférieure de l'élément transversal.
Le fonctionnement du module auxiliaire précédemment décrit est alors le suivant :
Au repos, le râteau 2 est dans une position telle qu'il maintient le pont de contact P₁ appliqué sur la paire de contacts fixes F₁, F′₁ et les ponts de contact mobiles P₂ à P₄ écartés des paires de contacts fixes (F₂, F′₂ - F₃, F′₃ - F₄, F′₄).
A partir de cette position, la fermeture des contacts s'effectue en deux périodes, à savoir :

une première période au cours de laquelle les ponts de contact mobiles P₂ à P₄ viennent porter sur les paires de contacts fixes correspondantes F₂, F′₂ - F₃, F′₃ - F₄, F′₄, le pont de contact P₁ demeurant, quant à lui, appliqué sur les contacts fixes F₁, F′₁ ; à la fin de cette première période, l'effort résistant exercé par les contacts fixes sur les ponts de contact mobiles devient supérieur à la force d'attraction de la plaquette 12 par l'aimant 10, de sorte qu'il se produit un débrayage de la partie 7 vis-à-vis de la partie 9 ; la partie 9 du râteau 2 (éventuellement sollicitée par des moyens élastiques) retourne alors en position de repos,
une seconde période au cours de laquelle, seule la partie 7 du râteau 2 liée à l'organe d'accouplement 6 poursuit sa course.

L'ouverture des contacts F₁, F′₁ s'effectue à la fin de la première période. Dans une autre application, elle peut s'effectuer au cours de la seconde période.
Le retour de la partie 7 en position de repos s'effectue ensuite grâce à un entraînement en sens inverse de l'organe d'accouplement 6, jusqu'à ce qu'en fin de course les deux parties 7, 9 du râteau 2 se réaccouplent l'une à l'autre.
Ce type de fonctionnement convient particulièrement bien dans le cas où les interrupteurs du module auxiliaire, qui comprennent les ponts de contact mobiles P₂ à P₄, servent à assurer une préalimentation d'une charge capacitive alimentée par l'intermédiaire d'un contacteur sur lequel est accouplé le module auxiliaire. L'interrupteur à ouverture comprenant le pont de contact P₁ sert alors, lorsque le contacteur revient au repos, à actionner avec un interrupteur à ouverture propre au contacteur un circuit de décharge de la charge capacitive.
Toutefois, l'utilisation de l'invention ne se limite pas à ce type d'application, étant entendu que de nombreux montages utilisant ce mode de fonctionnement asynchrone peuvent être envisagés, par exemple à chaque fois que l'on souhaite obtenir un actionnement ou une visualisation fugitif au moyen de certains pôles et un actionnement ou une visualisation maintenu au moyen d'autres pôles.
De même, l'invention ne s'applique pas uniquement à un module auxiliaire.
Ainsi, le concept d'un râteau 2 réalisé en deux parties 7, 9 reliées entre elles par un accouplement débrayable 10, 12 est applicable aux râteaux utilisés par les contacteurs eux-mêmes. Pour illustrer cette possibilité, on a représenté sur la figure 1, en traits interrompus, la façon dont un contacteur pourrait être réalisé, ce contacteur comportant un boîtier 14 renfermant un électro-aimant 15 dont l'armature mobile 16 est accouplée au râteau 2.
Bien entendu, l'invention ne se limite pas à un mode d'exécution particulier d'un râteau. Il est clair que chacune des deux parties 7, 9 du râteau 2 pourrait comprendre un nombre différent d'ouvertures O et des contacts à ouverture ou à fermeture disposés à volonté dans l'une ou l'autre des parties 7, 9. De même, l'accouplement débrayable peut être réalisé différemment.
A titre d'exemple, l'aimant permanent 10 pourrait être associé, comme représenté sur les figures 4 et 5, à un circuit magnétique 17 en forme de U dont les bords extrêmes attirent la plaquette 12.
Selon un autre mode d'exécution préferentiel de l'invention, illustré sur les figures 6 et 7, l'une des deux parties du râteau 18 ne comprend que l'organe d'accouplement 19 et est reliée à la partie restante 20 du râteau par un accouplement débrayable faisant intervenir :

une plaquette 21 en un matériau magnétisable solidaire de l'organe d'accouplement 19, et
un aimant permanent 22 monté dans la partie centrale de la face supérieure de la partie restante 20 du râteau.

Il est clair que cette solution convient particulièrement bien dans le cas où le râteau fait partie d'un module interrupteur auxiliaire.

Claims

Dispositif de commutation multipolaire du type comprenant, logés dans un même boîtier, au moins un interrupteur (I₁ - I₄) muni d'au moins un élément de contact fixe F₁, F′₁ - F₂, F′₂ - F₃, F′₃ et d'un élément coopérant de contact mobile (P₁ à P₄) sollicité par un équipage mobile (2), et un organe de commande (6) apte à effectuer une course aller et une course de retour pour assurer l'actionnement de l'équipage mobile (2),
caractérisé en ce que ledit organe de commande (6) est relié à l'équipage mobile (2) de l'interrupteur, par l'intermédiaire d'une liaison mécanique comportant un accouplement débrayable (10, 12) apte à passer en position débrayée pendant la course aller de l'organe de commande (6), lorsque l'effort résistant exercé par l'équipage mobile (2) s'élève au-dessus d'un seuil déterminé, puis à retourner à nouveau en position embrayée, pendant la course de retour de l'organe de commande (6).
Dispositif selon la revendication 1,
caractérisé en ce que le passage en position débrayée intervient à la suite de l'entrée en contact d'au moins un élément de contact fixe (F₁, F′₁ - F₂, F′₂ - F₃, F′₃ - F₄, F′₄) sur au moins un élément de contact mobile (P₁ à P₄) de l'interrupteur.
Dispositif selon l'une des revendications 1 et 2,
caractérisé en ce que le susdit accouplement débrayable comprend deux pièces (10, 12) couplées magnétiquement l'une à l'autre.
Dispositif selon l'une des revendications 1 et 2,
caractérisé en ce que le susdit accouplement débrayable (10, 12) comprend des moyens d'encliquetage élastiques.
Dispositif selon l'une des revendications précédentes,
caractérisé en ce que le susdit équipage mobile (2) se présente sous la forme d'un râteau présentant des orifices (O₁ à O₄) au travers desquels sont montés des ponts de contact mobiles (P₁ à P₄) qui coopèrent chacun avec un couple de contacts fixes (F₁, F′₁ - F₂, F′₂ - F₃, F′₃ - F₄, F′₄).
Dispositif selon la revendication 1 comprenant, logés dans un même boîtier, plusieurs interrupteurs (I₁ - I₄) munis chacun d'au moins un élément de contact fixe et d'un élément coopérant de contact mobile sollicité par un équipage mobile (2),
caractérisé en ce que :
- l'équipage mobile (2) est réalisé en deux parties séparables (7, 9) dont chacune comporte les éléments de contact mobile (P₁ à P₄) d'au moins un interrupteur (I₁ - I₄),

- l'organe de commande (6) est relié, d'une part, directement à la première partie (7) de l'équipage mobile (2) et, d'autre part, à la deuxième partie (9) de l'équipage mobile (2) par l'intermédiaire de l'accouplement débrayable (10, 12), et

- le passage en position débrayée intervient à la suite d'un changement d'état de l'un au moins des interrupteurs (I₂ à I₄) associés à la deuxième partie de l'équipage mobile (2).
Dispositif selon la revendication 6,
caractérisé en ce que le passage en position débrayée intervient à la suite de la fermeture de tous les interrupteurs (I₂-I₄) associés à la deuxième partie (9) de l'équipage mobile (2).
Dispositif selon la revendication 7,
caractérisé en ce que la fermeture ou l'ouverture du ou des interrupteurs (I₁) associés à la première partie (7) de l'équipage mobile (2) est décalée par rapport à la fermeture ou l'ouverture du ou des interrupteurs (I₂ - I₄) associés à la deuxième partie (9) de l'équipage mobile (2).
Dispositif selon la revendication 3,
caractérisé en ce que les deux susdites pièces consistent respectivement en un aimant permanent (10) et en une plaquette en matériau magnétisable (12).
Dispositif selon la revendication 9,
caractérisé en ce que le susdit aimant permanent (10) est associé à un circuit magnétique en forme de U (17).