EP1085610A1 - Pince de connexion en aluminium pour un appareillage électrique, notamment un fusible - Google Patents
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- H01H9/38—Auxiliary contacts on to which the arc is transferred from the main contacts
Definitions
- the clamps commonly used for the connection of high-caliber fuses, especially for intensities of the order of 400 A, are made from a sheet of copper, cut and folded to form a first clamp with main contacts for the passage of the nominal current, and a second clamp provided with arcing contacts.
- the two clamps are joined to a common U-shaped base, and the contact pressure is ensured by circular springs in the form of circlips acting on the branches elastic of the first clamp.
- the cost of manufacturing such pliers is relatively high, and the heat absorption due to the passage of the current remains very limited.
- the object of the invention is to make a connection clamp for an apparatus electric high caliber, with optimum heat dissipation, and cost reduced manufacturing.
- the internal face of the yoke is inclined relative to in the longitudinal direction so as to form a convergent with the yoke of the other contact element.
- Each contact element has a rectangular section, and includes on the external surface a groove located between the fins and the fixing base for anchoring a double spring.
- the contact surface is advantageously provided with grooves to promote electrical contact with the knife-shaped terminal.
- One of the studs are made of copper or a copper alloy, while the other stud is made of material insulating, so as to transfer the arc zone to the first pad playing the role of contact arc.
- the mounting base of each contact element is curved with respect to the flat range of the starting conductor to allow spreading and closing movements during the racking-in and terminal removal.
- the two contact elements are provided with stops arranged under the contact surfaces and coming into engagement with each other to delimit a first transverse interval between the studs.
- each contact element is divided into at least two adjacent parts separated from each other by a second interval extending perpendicular to the first interval so as to constitute a clamp multiple contacts.
- connection clamp 10 for a high-caliber fuse 12 is composed of two elongated contact elements 14, 16, arranged opposite one of the other in symmetry with respect to the longitudinal median plane. The posterior ends of the two contact elements 14, 16 are secured to an attachment pad 18 of a starting conductor 20.
- the contact elements 14, 16 have identical structures constituted by aluminum bars, advantageously made by spinning, and subject to a nickel or silver based surface treatment.
- Each contact element 14, 16 of rectangular section has a contact surface 22 substantially convex and grooved, disposed in the internal median part between a stop 24, 25 and a stud 26, 27, the latter constituting a spark gap for the contact element 14 on the left, and a spark gap for the contact element 16 on the right.
- the part anterior terminal above the stud 16 is capped by a yoke 28 of insulating material, for example based on polyamide, serving as an abrupt latching member at the entry of the connection clamp.
- the internal faces of the two yokes 28 are inclined relative to the longitudinal direction so as to constitute a convergent at the entry of the clamp 10.
- the grooves on the contact surface 22 promote electrical contact, and decrease the insertion and extraction effort of the knife-shaped terminal 29 of the fuse 12.
- the convex shape of the two contact surfaces 22 allow any defect to be absorbed of alignment of the terminal 29 with respect to the clamp 10.
- each contact element 14, 16 is provided with a series of fins 30 of heat dissipation, extending opposite the stud 26, 27 between the yoke 28 and a groove 32 in which the end strands of two springs 34 of contact pressure.
- Each spring has a U shape extended by two legs ends bent at right angles. The presence of this double spring guarantees a distribution uniform contact pressure of the clamp 10 on the terminal 29 in the inserted position.
- each contact element 14, 16 is provided with a base 36 substantially curved, and fitted with a tapped hole into which at least one screw is screwed 38 allowing the mounting of the contact elements 14, 16 on the attachment pad 18 of the conductor 20.
- a compression spring 40 is interposed between track 18 and the head of each screw 38, so as to allow a slight movement of separation of the elements of contact 14, 16 when entering or exiting terminal 29.
- the entry into engagement of respective stops 24, 25 prevents the contact elements 14, 16 from coming together at the inlet of the clamp 10, and permanently maintains a transverse gap 42 between the studs 26, 27.
- the stud 26 constituting the spark gap on the left contact element 14 is made of copper, or a tellurium copper alloy, intended to resist welding solder.
- the other stud 27 constituting the counter-spark gap of the second contact element 16 is produced advantageously in insulating material, for example polyamide, so as to defer permanently the arc zone on the pad 26, which plays the role of arcing contact. It's clear that the stud 27 could also be conductive like the stud 26.
- connection clamp 10 The operation of the connection clamp 10 according to FIGS. 1 to 4 is as follows:
- the spacing between the pads 26, 27 is less than the thickness of the terminal 29, and the interval between the two contact surfaces 22.
- the double spring 34 and the engagement of the stops 24, 25 maintain the two contact surfaces 22 substantially parallel to each other, and perpendicular to the attachment range 18.
- the studs 26, 27 remain permanently projecting relative to the converging of the yokes 28.
- terminal 29 of fuse 12 is inserted between the two contact surfaces 22, and the double spring 34 ensures a uniform distribution of the pressure of contact.
- the mechanical reaction generated during the terminal 29 insertion phase causes a slight movement of separation of the contact elements 14, 16 following the pivoting in the opposite direction of the bases 36 on the attachment range 18 of the conductor 20.
- the current of fuse 12 is split in two in contact elements 14, 16, and the effect
- the corresponding Joule is evacuated by the fins 30 for heat dissipation.
- the presence of insulating yokes 28 at the entry of the clamp 10 allows an abrupt engagement under tension, the arc occurring exclusively between the stud 26 and the terminal 29 without migration on the contact elements 14, 16 made of aluminum.
- FIGS. 5 and 6 show a multiple contact clamp 100, in which each element contact 114, 116 is divided into two parts 114a, 114b; 116a, 116b adjacent, separate from each other by an interval 142 extending perpendicular to the interval 42. It is clear that the contact elements 114, 116 could be subdivided into three or four parts equal depending on the size of the switchgear, and the maximum temperature rise allowed.
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Abstract
Une pince de connexion comprend deux éléments de contact 14, 16 constitués par des barrettes en aluminium, comportant chacune: une surface de contact 22 convexe disposée dans la partie médiane interne entre l'embase de fixation 36 à la partie postérieure, et un plot 26, 27 saillant jouant le rôle d'éclateur, une chape 28 en matière isolante coiffant la partie antérieure au-dessus du plot 26, 27 pour former un organe d'enclenchement brusque à l'entrée de la pince 10, et des ailettes 30 de dissipation thermique réparties sur la surface externe à l'opposé du plot. Application: raccordement de fusible à borne en forme de couteau. <IMAGE>
Description
L'invention est relative à une pince de connexion pour une borne d'appareillage électrique,
comprenant :
- au moins deux éléments de contact symétriques destinés à s'embrocher sur ladite borne, et ayant des contacts principaux pour le passage du courant nominal, et des contacts d'arc jouant le rôle de pince éclateur,
- et des moyens élastiques pour assurer une pression de contact sur la borne.
Les pinces utilisées couramment pour la connexion des fusibles de calibres élevés,
notamment pour des intensités de l'ordre de 400 A, sont réalisées à partir d'une tôle de
cuivre, découpée et pliée pour former une première pince munie de contacts principaux
pour le passage du courant nominal, et une deuxième pince pourvue de contacts d'arc. Les
deux pinces sont réunies à une embase commune en forme de U, et la pression des contact
est assurée par des ressorts circulaires en forme de circlips agissant sur les branches
élastiques de la première pince. Le coût de fabrication de telles pinces est relativement
élevé, et l'absorption calorifique due au passage du courant reste très limitée.
L'objet de l'invention consiste à réaliser une pince de connexion pour un appareillage
électrique de calibres élevés, bénéficiant d'une dissipation thermique optimum, et d'un coût
de fabrication réduit.
La pince de connexion selon l'invention est caractérisée en ce que les deux éléments de
contact sont constitués par des barrettes en aluminium, comportant chacune:
- une surface de contact convexe disposée dans la partie médiane interne entre l'embase de fixation à la partie postérieure, et un plot saillant jouant le rôle d'éclateur,
- une chape en matière isolante coiffant la partie antérieure au-dessus du plot pour former un organe d'enclenchement brusque à l'entrée de la pince,
- et des ailettes de dissipation thermique réparties sur la surface externe à l'opposé du plot.
Selon un mode de réalisation préférentiel, la face interne de la chape est inclinée par rapport
à la direction longitudinale de manière à constituer un convergent avec la chape de l'autre
élément de contact. Chaque élément de contact possède une section rectangulaire, et
comprend sur la surface externe une rainure située entre les ailettes et l'embase de fixation
pour l'ancrage d'un ressort double. La surface de contact est pourvue avantageusement de
cannelures pour favoriser le contact électrique avec la borne en forme de couteau. L'un des
plots est en cuivre ou en alliage de cuivre, tandis que l'autre plot est réalisé en matière
isolante, de manière à reporter la zone d'arc sur le premier plot jouant le rôle de contact
d'arc.
Selon une caractéristique de l'invention, l'embase de fixation de chaque élément de contact
est incurvée par rapport à la plage plane du conducteur de départ pour autoriser des
mouvements d'écartement et de rapprochement lors des phases d'embrochage et de
débrochage de la borne.
Selon une autre caractéristique de l'invention, les deux éléments de contact sont dotés de
butées agencées sous les surfaces de contact et venant en engagement l'une avec l'autre
pour délimiter un premier intervalle transversal entre les plots.
En fonction du calibre et de l'échauffement toléré, chaque élément de contact est divisé en
au moins deux parties adjacentes séparées l'une de l'autre par un deuxième intervalle
s'étendant perpendiculairement au premier intervalle de manière à constituer une pince à
contacts multiple.
D'autres avantages et caractéristiques ressortiront plus clairement de la description qui va
suivre d'un mode de réalisation de l'invention, donné à titre d'exemple non limitatif et
représenté aux dessins annexés dans lesquels :
- la figure 1 est une vue schématique en perspective d'une pince de connexion selon l'invention;
- la figure 2 montre une vue éclatée en perspective d'un ensemble pince et conducteur de départ avant l'embrochage du fusible;
- la figure 3 est une vue identique de la figure 2 après embrochage du fusible;
- la figure 4 représente une vue en élévation de la pince selon la figure 1;
- la figure 5 montre une vue en perspective d'une autre pince à contacts multiple;
- la figure 6 est une vue de profil de la figure 5.
En référence aux figures 1 à 4, une pince de connexion 10 d'un fusible 12 à calibres élevés,
est composée de deux éléments de contact 14, 16 allongés, disposés en regard l'un de
l'autre en symétrie par rapport au plan médian longitudinal. Les extrémités postérieures des
deux éléments de contact 14, 16 sont solidarisées à une plage de fixation 18 d'un
conducteur de départ 20.
Les éléments de contact 14, 16 présentent des structures identiques constitués par des
barrettes en aluminium, réalisées avantageusement par filage, et faisant l'objet d'un
traitement de surface à base de nickel ou d'argent.
Chaque élément de contact 14, 16 de section rectangulaire, comporte une surface de contact
22 sensiblement convexe et cannelée, disposée dans la partie médiane interne entre une
butée 24, 25 et un plot 26, 27, ce dernier constituant un éclateur pour l'élément de contact
14 de gauche, et un contre-éclateur pour l'élément de contact 16 de droite. La partie
terminale antérieure au-dessus du plot 16, est coiffée par une chape 28 en matière isolante,
par exemple à base de polyamide, servant d'organe d'enclenchement brusque à l'entrée de
la pince de connexion. Les faces internes des deux chapes 28 sont inclinées par rapport à la
direction longitudinale de manière à constituer un convergent à l'entrée de la pince 10.
Les cannelures sur la surface de contact 22 favorisent le contact électrique, et diminuent
l'effort d'insertion et d'extraction de la borne 29 en forme de couteau du fusible 12. La
forme convexe des deux surfaces de contact 22 permettent d'absorber tout défaut
d'alignement de la borne 29 par rapport à la pince 10.
La face latérale externe de chaque élément de contact 14, 16 est dotée d'une série d'ailettes
30 de dissipation thermique, s'étendant à l'opposé du plot 26, 27 entre la chape 28 et une
rainure 32 dans laquelle sont logés bout à bout les brins d'extrémités de deux ressorts 34 de
pression de contact. Chaque ressort a une forme en U prolongée par deux pattes
d'extrémités pliées en équerre. La présence de ce ressort double garantit une répartition
uniforme de la pression de contact de la pince 10 sur la borne 29 en position insérée.
La partie postérieure de chaque élément de contact 14, 16 est pourvue d'une embase 36
sensiblement incurvée, et équipée d'un trou taraudé dans lequel est vissée au moins une vis
38 permettant le montage des éléments de contact 14, 16 sur la plage de fixation 18 du
conducteur 20. Un ressort 40 de compression est interposé entre la plage 18 et la tête de
chaque vis 38, de manière à autoriser un léger mouvement d'écartement des éléments de
contact 14, 16 lors de l'entrée ou de la sortie de la borne 29. La venue en engagement des
butées 24, 25 respectives évite le rapprochement des éléments de contact 14, 16 à l'entrée
de la pince 10, et maintient en permanence un intervalle 42 transversal entre les plots 26,
27.
Le plot 26 constituant l'éclateur sur l'élément de contact 14 de gauche, est réalisé en cuivre,
ou en alliage de cuivre au tellure, destiné à résister aux amorces de soudure. L'autre plot 27
constituant le contre-éclateur du deuxième élément de contact 16 est réalisé
avantageusement en matière isolante, par exemple en polyamide, de manière à reporter en
permanence la zone d'arc sur le plot 26, lequel joue le rôle de contact d'arc. Il est clair que
le plot 27 pourrait également être conducteur comme le plot 26.
Le fonctionnement de la pince de connexion 10 selon les figures 1 à 4 est le suivant:
Dans la position débrochée de la pince 10 illustrée aux figures 1 et 4, l'écartement entre les
plots 26, 27 est inférieur à l'épaisseur de la borne 29, et à l'intervalle ménagé entre les
deux surfaces de contact 22. Le ressort double 34 et la venue en engagement des butées 24,
25 maintiennent les deux surfaces de contact 22 sensiblement parallèles entre elles, et
perpendiculaires à la plage de fixation 18. Les plots 26, 27 restent en permanence en saillie
par rapport au convergent des chapes 28.
En position embrochée ( figure 3), la borne 29 du fusible 12 est insérée entre les deux
surfaces de contact 22, et le ressort double 34 assure une répartition uniforme de la pression
de contact. La réaction mécanique engendrée lors de la phase d'insertion de la borne 29
provoque un léger mouvement d'écartement des éléments de contact 14, 16 suite au
pivotement de sens contraire des embases 36 sur la plage de fixation 18 du conducteur 20.
Le courant du fusible 12 est partagé en deux dans les éléments de contact 14, 16, et l'effet
Joule correspondant est évacué par les ailettes 30 de dissipation thermique. La présence des
chapes 28 isolantes à l'entrée de la pince 10 permet un enclenchement brusque sous tension,
l'arc se produisant exclusivement entre le plot 26 et la borne 29 sans migration sur les
éléments de contact 14, 16 en aluminium.
Lors du débrochage intervenant notamment pour le remplacement d'un fusible défectueux,
le retrait de la borne 29 dans le sens de la flèche F (figure 3) provoque un rapprochement
des surfaces de contact 22 dès que la borne 29 quitte les plots 26, 27. Si la manoeuvre est
opérée sous tension, l'arc s'établit uniquement sur le plot 26 servant de contact d'arc.
Les figures 5 et 6 montrent une pince 100 à contact multiple, dans laquelle chaque élément
de contact 114, 116 est divisé en deux parties 114a, 114b; 116a, 116b adjacentes, séparées
l'une de l'autre par un intervalle 142 s'étendant perpendiculairement à l'intervalle 42. Il est
clair que les éléments de contact 114, 116 pourrait être subdivisé en trois ou quatre parties
égales en fonction du calibre de l'appareillage, et de l'échauffement maximum toléré.
Claims (10)
- Pince de connexion pour une borne (29) d'appareillage électrique, comprenant :au moins deux éléments de contact (14, 16; 114, 116) symétriques destinés à s'embrocher sur ladite borne, et ayant des contacts principaux pour le passage du courant nominal, et des contacts d'arc jouant le rôle de pince éclateur,et des moyens élastiques pour assurer une pression de contact sur la borne (29), caractérisée en ce que les deux éléments de contact (14, 16; 114, 116) sont constitués par des barrettes en aluminium, comportant chacune:une surface de contact (22) convexe disposée dans la partie médiane interne entre l'embase de fixation (36) à la partie postérieure, et un plot (26, 27) saillant jouant le rôle d'éclateur,une chape (28) en matière isolante coiffant la partie antérieure au-dessus du plot (26, 27) pour former un organe d'enclenchement brusque à l'entrée de la pince (10, 100),et des ailettes (30) de dissipation thermique réparties sur la surface externe à l'opposé du plot (26, 27).
- Pince de connexion selon la revendication 1, caractérisée en ce que la face interne de la chape (28) est inclinée par rapport à la direction longitudinale de manière à constituer un convergent avec la chape de l'autre élément de contact.
- Pince de connexion selon la revendication 1, caractérisée en ce que chaque élément de contact (14, 16; 114, 116) possède une section rectangulaire, et comprend sur la surface externe une rainure (32) située entre les ailettes (30) et l'embase de fixation (36) pour l'ancrage d'un ressort double (34).
- Pince de connexion selon la revendication 1, caractérisée en ce que la surface de contact (22) est pourvue de cannelures pour favoriser le contact électrique avec la borne (29) en forme de couteau.
- Pince de connexion selon la revendication 1, caractérisée en ce que l'embase de fixation (36) de chaque élément de contact (14, 16; 114, 116) est incurvée par rapport à la plage (18) plane du conducteur de départ (20) pour autoriser des mouvements d'écartement et de rapprochement lors des phases d'embrochage et de débrochage de la borne (29).
- Pince de connexion selon la revendication 5, caractérisée en ce que les deux éléments de contact (14, 16; 114, 116) sont dotés de butées (24, 25) agencées sous les surfaces de contact (22) et venant en engagement l'une avec l'autre pour délimiter un premier intervalle (42) transversal entre les plots (26, 27).
- Pince de connexion selon la revendication 5 ou 6, caractérisée en ce que l'embase (36) incurvée est solidarisée à la plage de fixation (18) au moyen de vis (38) avec interposition de ressorts de compression (40) autorisant un léger mouvement de pivotement des deux éléments de contact (14, 16; 114, 116) lors de l'embrochage ou du débrochage.
- Pince de connexion selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que l'un des plots (26) est en cuivre ou en alliage de cuivre, tandis que l'autre plot (27) est réalisé en matière isolante, de manière à reporter la zone d'arc sur le premier plot (26) jouant le rôle de contact d'arc.
- Pince de connexion selon la revendication 3, caractérisée en ce que le ressort double (34) comporte deux ressorts en U ayant chacun deux pattes d'extrémités pliées en équerre.
- Pince de connexion selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que chaque élément de contact (114, 116) est divisé en au moins deux parties ( 114a, 114b; 116a, 116b) adjacentes séparées l'une de l'autre par un deuxième intervalle (142) s'étendant perpendiculairement au premier intervalle (42).
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FR9911695A FR2798515B1 (fr) | 1999-09-15 | 1999-09-15 | Pince de connexion en aluminium pour un appareillage electrique, notamment un fusible |
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