EP3993001A1 - Porte-contact mobile pour coupe-circuit et coupe-circuit comprenant un tel porte-contact mobile - Google Patents

Porte-contact mobile pour coupe-circuit et coupe-circuit comprenant un tel porte-contact mobile Download PDF

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EP3993001A1
EP3993001A1 EP21205982.8A EP21205982A EP3993001A1 EP 3993001 A1 EP3993001 A1 EP 3993001A1 EP 21205982 A EP21205982 A EP 21205982A EP 3993001 A1 EP3993001 A1 EP 3993001A1
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EP
European Patent Office
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contact
movable
assembly
guide shaft
housing
Prior art date
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Application number
EP21205982.8A
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Patrick Larcher
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Schneider Electric Industries SAS
Original Assignee
Schneider Electric Industries SAS
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Publication date
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Publication of EP3993001B1 publication Critical patent/EP3993001B1/fr
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    • H01H71/10—Operating or release mechanisms

Definitions

  • the present invention relates to a movable contact carrier for a circuit breaker and a circuit breaker comprising such a movable contact carrier.
  • Such a circuit breaker comprises a casing which comprises fixed electrical contacts and movable electrical contacts, the latter being carried by a movable contact holder in the casing.
  • a moving contact carrier generally comprises a support made of insulating material and a conductive metal part carrying the moving electrical contacts, called the “moving assembly” or “moving contact”.
  • This moving assembly can generally slide on the support in order to maintain satisfactory contact pressure with the fixed electrical contacts.
  • the sliding of such a moving assembly has the disadvantage of degrading the support by friction, which leads to obstructing or blocking the movement of the moving assembly and reduces its lifespan.
  • the document FR-A-2 482 683 describes a contactor comprising a contact carrier movable between a work position and a rest position and comprising a rigid contact bridge, which carries two movable contacts, which is movable in sliding in a cage of the contact carrier and which is pressed against contacts fixed by a spring.
  • the contact carrier includes a pin around which the contact bridge pivots and which guides the contact bridge.
  • there is nothing to promote the pivoting of the contact bridge around the pin and the pivoting of the contact bridge is thus not sufficient to effectively press the moving contacts against the fixed contacts when a difference in wear appears between the two fixed contacts or between the two movable contacts.
  • the performance of such a moving contact carrier is therefore not reliable and durable, in particular when the wear of the contactor increases.
  • the invention more particularly intends to remedy by proposing a movable contact carrier whose durability is increased.
  • the invention it is possible to use a movable contact carrier in which the movement of the movable assembly is effectively guided, without degrading the support, and in which the rotation of the movable assembly relative to the support is facilitated, so as to make its operation more reliable and allow better contact pressure of the contact pads against fixed contact pads.
  • a circuit breaker 10 is shown in figures 1 to 3 .
  • This circuit breaker is intended to be integrated into an electrical circuit C represented by a centerline in these figures.
  • the circuit breaker 10 makes it possible to establish or interrupt the passage of a current in this electrical circuit C.
  • the circuit breaker 10 is, for example, integrated into a contactor.
  • the circuit breaker 10 comprises two half-shells 12 and 14 of insulating material forming together a casing 16, an upstream conductive strip 18, a downstream conductive strip 20 and a movable contact carrier 22 arranged partly in the casing 16 and partly outside the box 16.
  • C' the part of the electric circuit C formed by the conductive strips 18 and 20 inside the case 16.
  • a longitudinal axis X of the circuit breaker 10 is defined as being the axis of the largest dimension of the housing 16, a transverse axis Y as being the axis of the smallest dimension of the housing 16 and perpendicular to the axis X and a Z axis as being the third axis of an orthogonal frame comprising the X and Y axes.
  • Each half-shell 12 and 14 extends mainly in the plane formed by the X and Z axes.
  • the housing 16 includes an opening 17 formed on a face of the housing parallel to the plane formed by the X and Y axes.
  • the opening 17 is partially formed on the half-shell 12 and is partially formed on the half-shell 14.
  • the movable contact carrier 22 is movable between a closed position of the electric circuit, that is to say a position in which the circuit breaker 10 makes it possible to establish the passage of a current in the electric circuit C, and an open position of the electrical circuit, that is to say a position in which the circuit breaker makes it possible to interrupt the flow of a current in the electrical circuit.
  • the movement of the movable contact carrier 22 is a translation which takes place along the Z axis, which is parallel to the largest dimension of the movable contact carrier 22 and which therefore forms a longitudinal axis for this element 22.
  • the movement of the movable contact carrier 22 between the closed position and the open position is driven by an actuator, not shown, external to the circuit breaker 10 and known per se.
  • This actuator is, for example, an electromagnetic actuator comprising an electromagnet which, when supplied with electricity, switches the contact carrier to the closed position of the electrical circuit and a spring, not shown, which switches the contact carrier to the position opening of the electrical circuit when the electromagnet is not supplied with electricity.
  • This actuator is mechanically connected to an operating member 24 of the movable contact holder 22, for example by snap-fastening.
  • the movable contact carrier 22 is therefore mainly arranged inside the casing 16 but its end comprising the operating member 24 is placed outside the casing 16. Thus, the movable contact carrier 22 passes through the opening 17 .
  • the picture 2 shows the movable contact holder 22 in the circuit breaker 10 in the position of closure of the electrical circuit C, namely of closure of its potion C'. In this position, the upstream conductive strip 18 and the downstream conductive strip 20 are electrically connected via the movable contact carrier 22.
  • the movable contact carrier comprises a movable assembly 26 made of an electrically conductor, preferably copper.
  • this mobile assembly 26 is elongated and extends mainly along the X axis. It carries, at a first end, an upstream mobile electrical contact patch 28 and it carries, at a second end opposite the first end, a downstream movable electrical contact pad 30.
  • upstream conductive strip 18 carries an upstream fixed electrical contact pad 32 and the downstream conductive strip 20 carries a downstream fixed electrical contact pad 34.
  • the fixed electrical contact pads 32 and 34, as well as the movable electrical contact pads 28 and 30, are made of an electrically conductive material, preferably silver.
  • the moving assembly 26 electrically closes the electric circuit by connecting the upstream conductive strip 18 to the downstream conductive strip 20, which makes it possible to establish the passage of an electric current. This corresponds to the circuit breaker 10 configuration shown in picture 2 .
  • the picture 3 shows the movable contact carrier 22 in the open position of the electrical circuit. In this position, the fixed and mobile contact pads are not in contact and the upstream conductive strip 18 is therefore not connected to the downstream conductive strip 20, which makes it possible to interrupt the passage of an electric current.
  • the movable contact pads 28 and 30 and the fixed contact pads 32 and 34 are separated by a distance d1, measured along the Z axis and visible to the picture 3 .
  • the movable contact holder 22 moves a distance d2, fixed and imposed by the actuator which drives the maneuvering member 24.
  • the distance d2 is greater than the distance d1, preferably strictly greater than this distance.
  • the movable assembly 26 is movable in translation along the Z axis relative to the rest of the door. -mobile contact 22.
  • the mobile assembly 26 becomes immobile by relative to the housing 16 and becomes mobile by relative to the movable contact carrier 22.
  • the movable contact carrier 22 then continues its movement until it has traveled a total stroke equal to the distance d2.
  • the mobility of the movable assembly 26 relative to the rest of the movable contact carrier 22 therefore makes it possible to make reliable and facilitate the operation of the circuit breaker 10, the movement imposed by the actuator possibly being less precise than in the case of a moving element 26 fixed relative to the rest of the moving contact carrier 22.
  • the movable contact carrier 22 also comprises a spring 36 which exerts on the movable assembly 26 a restoring force Fr directed along the Z axis and which is transmitted by the latter to the movable electrical contact pads 28 and 30.
  • a spring 36 which exerts on the movable assembly 26 a restoring force Fr directed along the Z axis and which is transmitted by the latter to the movable electrical contact pads 28 and 30.
  • the mobile electrical contact pads 28 and 30 each exert a contact pressure on the fixed electrical contact pads 32 and 34. This contact pressure promotes the passage of an electric current by allowing a better electrical connection between pads.
  • the restoring force Fr moves the moving assembly to a stable position.
  • the circuit breaker 10 is configured to carry out during its lifetime between 100,000 and 1 million electrical operations, that is to say switching between a state of circulation of a current in the circuit electrical and a state of interruption of the circulation of a current in the electrical circuit, and between 1 million and 10 million mechanical operations, that is to say of switching between the closed position of the electrical circuit and the position opening of the electric circuit, independently of the presence of an electric current.
  • the fixed and mobile electrical contact pads are configured to have a sufficient thickness so that these degradations do not prevent their operation, thus forming a wear guard.
  • the two fixed electrical contact pads on the one hand and the two mobile electrical contact pads on the other hand have surfaces facing each other which are contained in two planes parallel to the plane formed by the X and Y axes.
  • the movable contact carrier 22 comprises a support 38 which extends mainly along the Z axis, which corresponds to the fact that the Z axis is a longitudinal axis for the movable contact carrier 22.
  • This support 38 is in one piece and comprises a main body 40 which carries the maneuvering member 24, two legs 42 which extend facing each other from the main body 40 along the Z axis, opposite the maneuver 24, and a base 44 which connects the two legs 42 at their opposite ends to the main body 40.
  • Each leg 42 extends in width along the X axis over the entire width of the support 38.
  • the support 38 defines a housing 46 between the main body 40, the legs 42 and the base 44.
  • the housing 46 crosses the support 38 right through along the axis X.
  • internal face denoted 48
  • external face the face of the main body 40 opposite the internal face and which, among other things, bears the operating member 24.
  • the internal face 48 and the external face 50 are parallel to the plane formed by the axes X and Y.
  • side face denoted 52, denotes the face of each leg 42 which defines the housing 46.
  • the side faces of the two legs are parallel to the plane formed by the axes X and Z.
  • L46 the width of the housing 46, measured along the Y axis and which corresponds to the distance between the two side faces 52.
  • the housing 46 is therefore delimited by the faces 48 and 52 as well as by the base 44.
  • Each leg 42 comprises an oblong hole 54 extending along the Z axis and crossing the leg right through along the Y axis.
  • the oblong hole 54 of each leg opens into the housing 46.
  • the two oblong holes 54 face each other, are aligned along the Y axis and preferably have the same geometry.
  • L54 the width of an oblong hole measured parallel to the X axis.
  • the base 44 includes a retaining pin 56 which extends along the Z axis in the housing 46.
  • the movable assembly 26 of the movable contact carrier 22 comprises a contact wall 58 which extends mainly along the X axis in the plane formed by the X and Y axes and two side walls 60, which extend opposite the each other perpendicular to the contact wall 58.
  • each side wall 60 is formed a notch 62 and is designated by "sliding surface", denoted 64, the outer face of each side wall 60, that is- ie the face of this side wall facing away from the other side wall.
  • L64 denotes the width of the moving assembly 26, measured along the Y axis and which corresponds to the distance between the two sliding surfaces.
  • V64 denotes the open volume defined by the contact wall 58 and the side walls 60 of the mobile assembly 26.
  • the upstream mobile electrical contact pad 28 and the downstream mobile electrical contact pad 30 are each carried at one end of the contact wall 58 of the mobile assembly 26, on the face of the contact wall opposite the side walls 60. Moving contact pads 28 and 30 are part of moving assembly 26.
  • the movable contact holder 22 also comprises a guide shaft 66.
  • the guide shaft 66 is a cylinder extending, in the mounted configuration of the circuit breaker, along a main axis Y66 parallel to the axis Y, of small diameter by relative to its length. It is mounted on the moving assembly 26 by passing through the notches 62 of the side walls 60. The size of the notches 62 is configured so that the guide shaft 66 is tightly mounted in the notches.
  • the notches 62 are replaced by cylindrical holes made in the side walls 60.
  • the diameter of these holes is configured so that the guide shaft 66 is tightly mounted in these holes.
  • the mobile assembly 26 is mounted in the housing 46 so that the guide shaft 66 passes through the two oblong holes 54 of the side faces 52 and so that the contact wall 58 of the mobile assembly is directed towards the internal face 48 of the main body 40.
  • the diameter D66 of the guide shaft 66 is substantially equal to the width L54 of the oblong holes 54, except for operating clearance.
  • the guide shaft is guided precisely by them, in translation along the Z axis.
  • the width L64 of the movable assembly 26 is substantially equal to the width L46 of the housing, to within operating clearance, so that the sliding surfaces 64 of the movable assembly are in contact with the side faces 52 of the housing 46. Nevertheless, the fact that the movable assembly is of elongated and therefore of low height allows a slight rotation of the mobile assembly 26 around an axis parallel to the axis X passing through the center of the guide shaft 66.
  • the amplitude of the rotation around the axis Y66 of the moving assembly is between +10 and -10 degrees, preferably between +5 and -5 degrees, around a position in which the contact wall 58 is parallel to the plane formed by the X and Y axes.
  • the amplitude of the rotation of the moving assembly around the axis parallel to the axis X passing through the center of the guide shaft 66 is between +5 and -5 degrees.
  • the movable contact carrier 22 also comprises a yoke 68.
  • the yoke 68 comprises a support wall 70 parallel to the plane formed by the axes X and Y and two side walls 72 which extend from the support wall 70 perpendicular to this wall, i.e. along the Z axis.
  • Each side wall 72 has a triangular shape, so as to form a point 74.
  • Each side wall 72 further comprises a through opening 76 configured to allow passage of the guide shaft through the yoke 68.
  • the openings 76 extend in the side walls 72 up to the bearing wall 70, so that the guide shaft, in the position mounted on the yoke 68, is in contact or in the immediate vicinity with a first face of the bearing wall 70, this first face being visible to the figure 5 .
  • the yoke 68 also includes two hooks 78, which extend from a second face of the support wall 70 opposite the first face, so as to move away from the support wall 70.
  • the yoke 68 is located in the volume V64 of the movable assembly 26, so that the points 74 are directed towards the contact wall 58 of the movable assembly and that the hooks 78 are directed towards the base 44.
  • the guide shaft 66 passes through the yoke 68 while being mounted in the notches 62 of the moving assembly.
  • the triangular shape of the side walls 72 makes it possible to avoid any contact between the side walls 72 and the mobile assembly 26 when the latter is in rotation around the axis Y66 and the side walls 72 define the maximum amplitude of rotation of the moving assembly because in maximum rotation, the wall 58 of the moving assembly comes into contact with one of the side walls 72 In particular, it is possible for the tip 74 of each side wall 72 to remain at a distance from the moving assembly 26 during rotation of the moving assembly around the axis Y66.
  • the spring 36 is a helical compression spring.
  • the spring 36 is mounted between the mobile assembly 26 and the base 44, so that a first of its ends surrounds the retaining pin 56, which makes it possible to position and maintain this end on the base 44, and that a second of its ends is located between the hooks 78 of the yoke 68.
  • the second end of the spring 36 exerts the restoring force Fr on the bearing wall 70 of the yoke 68 which then transmits this force to the guide shaft 66 then to the mobile assembly 26.
  • the moving assembly 26 moves along the Z axis until the contact wall 58 of the moving assembly comes into contact with the internal face 48 of the main body 40 This position is the stable position of the moving assembly 26.
  • the movable contact carrier 22 also includes a balancing blade 80, which is mounted between the movable assembly 26 and the yoke 68, in the volume V64.
  • the balancing blade 80 comprises a central part 82 from which extend two legs 84.
  • Each leg 84 extends obliquely with respect to the axis X and comprises two parts 842 and 844.
  • a first part 842 extends of the central part 82 in the direction of the yoke 68, then a second part 844 moves away from the end of the first part in the direction of the mobile assembly 26.
  • the two legs 84 form two bumps and the central part 82 forms a hollow, as seen in figure 2 , 3 and 5 where the hollow of the central part 82 is directed downwards.
  • each tab 844 is connected to a support 86, which is flat and parallel to the plane formed by the X and Y axes.
  • the two supports 86 form the two ends of the balancing blade 80 and are, in the mounted configuration of the movable contact carrier 22, in contact with the contact wall 58 of the movable assembly 26.
  • the lugs 84 are configured so that in the mounted configuration, the central part 82 is not in contact with the contact wall 58 of the moving assembly, as visible in figure 2 and 3 .
  • the central part 82 and part of the lugs 84 of the balancing blade 80 are masked by the yoke 68 and by the mobile assembly 26. They are configured not to be in contact with clevis 68.
  • the central part 82 of the balancing blade 80 is in contact with the guide shaft, so that the guide shaft is positioned in the hollow formed by this part 82.
  • the balancing blade is inserted between the mobile assembly 26 and the guide shaft 66, as visible on the figure 2 and 3 .
  • the balancing blade 80 is rotatable around the axis Y66 of the guide shaft 66 and fixed with respect to the mobile assembly 26.
  • the balancing blade 80 allows the rotation of the mobile assembly 26 around axis Y66 of guide shaft 66.
  • the balancing blade 80 makes it possible to balance the contact pressures of the movable electrical contact pads 28 and 30 on the fixed electrical contact pads 32 and 34.
  • the thickness of the electrical contact pads varies, because of the degradations that these pads undergo.
  • this degradation is not uniform over all of the pads, which leads to an imbalance in the contact pressure between the upstream electrical contact pads and the downstream electrical contact pads if, for example, the degradation of the downstream pellets is greater than the degradation of the upstream pellets.
  • the difference in contact pressure between the upstream pads and the front pads can also come from the deposition of drops of molten material caused by electric arcs, which solidify on the pads and thus cause their height to vary.
  • this imbalance in the contact pressure will occur if the two fixed pads and/or if the two mobile pads are no longer contained in the same plane parallel to the plane formed by the X and Y axes.
  • the movable assembly 26 When the contact pressures exerted on the two ends of the movable assembly 26 by the upstream pads and the downstream pads are not uniform, the movable assembly 26 is rotated around the axis Y66 of the guide shaft thanks to the balancing blade until these forces are balanced and therefore until the contact pressure between the upstream contact pads on the one hand and the contact pressure between the downstream contact pads are balanced .
  • the balancing blade 80 therefore functions like a spreader bar, by balancing the contact pressures of its two end supports 86 on the contact wall 58 of the moving assembly.
  • the assembly consisting of the mobile assembly 26, the guide shaft 66, the yoke 68 and the balancing blade 80, which allows rotation of the mobile assembly about an axis parallel to the Y axis, the contact pressures of the electrical contact pads are always balanced, even when these pads are degraded.
  • the yoke 68 also makes it possible to assemble the movable assembly 26 and the balancing blade 80 with the guide shaft 66 and to allow the spring 36 to press against a flat and fixed surface.
  • Clevis 68 is made of a metallic material, preferably standard copper clad steel.
  • the balancing blade 80 is made of a metallic material, preferably spring steel, that is to say steel having mechanical characteristics adapted to the design of a spring.
  • Support 38 is made of a thermosetting polymer material, preferably unsaturated polyester.
  • the guide shaft 66 is made of a metallic material, preferably a hardened alloy steel.
  • the friction of the guide shaft in the oblong holes 54 is low.
  • the translation of the moving assembly in the housing 46 of the support 38 is therefore guided by the guide shaft in a reliable and efficient manner.
  • the half-shell 12 of the housing 16 includes a housing 88.
  • the half-shell 14 of the housing includes an identical housing, not visible in the figures.
  • the housing 88 is made on an inner face of the main body 90 of each half-shell, that is to say on a face facing the movable contact carrier 22 in the mounted configuration of the circuit breaker 10.
  • This housing is a hole blind oblong which extends along the Z axis and of which we note 89 the bottom.
  • the bottom 89 of the housing 88 provided on the half-shell 14 is visible at the figure 1 .
  • the half-shell 12 also comprises a half-chamber 92, formed by two walls 94 and the main body 90.
  • the half-shell 14 comprises an identical half-chamber, not shown but symmetrical with the half-chamber 92 with respect to the plane cutting II. When the half-shells 12 and 14 are assembled, the two half-chambers 92 together form a chamber 96.
  • the main body 40 passes through the opening 17 so that the operating member 24 is disposed outside the housing, the legs 42 and the base 44 are arranged in the chamber 96 of the housing 16 and the two ends 662 and 664 of the guide shaft 66 are located in the two oblong holes 88 of the half-shells 12 and 14.
  • the guide shaft 66 is configured so that its length L66 is equal, to the nearest operating clearance, to the distance separating the bottoms 89 of the two oblong holes 88 of the half-shells, measured along the Y axis.
  • the opening 17 comprises pads 98 which make it possible to reduce the friction of the main body during the movements of the movable contact carrier 22 along the Z axis.
  • the support 38 of the movable contact holder 22 is configured not to rub against the parts of the half-shells 12 and 14 which constitute the chamber 96.
  • the translation of the movable contact carrier 22 is therefore mainly guided by the movement of the guide shaft 66 in the housings 88 and of the main body 40 in the opening 17.
  • the guide shaft 66 therefore makes it possible both to guide the movement of the movable contact carrier 22 relative to the housing 16 and the movement of the movable assembly 26 relative to the movable contact carrier 22.
  • This double guiding function is advantageous, because it makes it possible to easily control the relative positioning of the constituent elements of the circuit breaker 10, and more particularly the positioning of the movable contact carrier 22 with respect to the housing 16 and the positioning of the movable assembly. 26 relative on the one hand to the housing 16 and on the other hand to the movable contact holder 22, because these positions depend mainly on the positioning of the guide shaft 66.
  • this double guiding function makes it possible to simplify the functional dimensioning of the constituent elements of the circuit breaker 10 by reducing the chains of dimensions, which allows better assembly precision of the circuit breaker.
  • the guiding zones of the movable assembly 26 vis-à-vis the support 38 that is to say the oblong holes 54, are formed outside housing 46 and are therefore protected from pollution.
  • housing 16 is made of a thermosetting polymeric material, preferably unsaturated polyester, and pads 98 are made of a material low friction thermoplastic. The friction of the guide shaft 66 against the housings 88 and of the main body 40 against the pads 98 is therefore low.
  • the housings 88 are masked by the support 38, that is to say that the support 38 covers the opening of the housings 88.
  • the housings 88 are protected from the projections of drops of molten material produced by the degradation of the mobile and fixed electrical contact pads, or dust which could penetrate into the casing 16. This protection is advantageous because it makes it possible to avoid the accumulation of polluting material in the housings, which could harm the movement of the shaft guide 66 in the housings 88.
  • the reliability of the operation of the circuit breaker 10 is therefore maintained throughout its life.
  • the spring is positioned in the housing 46 before the assembly step of the guide shaft 66.
  • the guide shaft 66 is mounted tight in the notches 62 prevents it from being dismantled by sliding along the axis Y66.
  • the guide shaft is therefore received in the oblong holes 54 and makes it possible to maintain all the parts of the movable contact carrier 22 mounted, like a pin.
  • the assembly of the movable contact carrier 22 is simple and does not require specific tools.
  • the fact that the width L64 of the moving assembly 26 is substantially equal to the width L46 of the housing 46 also prevents any movement, along the Y axis, of the moving assembly in the housing.
  • the moving assembly 26 is therefore kept assembled in the housing 46 of the support 38 on the one hand by the two side faces 52 of the housing, which block any translation along the Y axis of the moving assembly, and on the other hand by the guide shaft, which prevents dismantling of the moving assembly.
  • the assembly of the movable contact carrier 22 in the housing 16 is therefore simple and quick.
  • the circuit breaker 10 includes other elements in the housing 16, necessary for its correct operation. These elements can for example be insulators, electric arc dividers or deflectors. These elements have not been represented or described for the purpose of simplifying this presentation.
  • the most expensive elements of the circuit breaker 10 are the electrical contact pads 28, 30, 32 and 34. Their cost comes essentially from the material used, which is preferably silver.
  • the other elements of the circuit breaker 10 are inexpensive, in particular all of the thermosetting polymer parts, such as the housing 16 and the support 38, which can be manufactured by molding.

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Abstract

Ce porte-contact mobile (22) pour coupe-circuit (10) comprend un support dans lequel est ménagé un logement, un équipage mobile (26) coulissant dans le logement et portant des pastilles de contact électrique amont (28) et aval (30), et un ressort (36) qui exerce sur l'équipage mobile une force de rappel (Fr). Le support comporte deux trous oblongs débouchant dans le logement. Le porte-contact mobile (22) comprend un arbre de guidage (66) qui est engagé dans les trous oblongs, qui guide la translation de l'équipage mobile dans le logement, et autour duquel l'équipage mobile est mobile en rotation. Le porte-contact mobile comprend une chape (68) retenant une extrémité du ressort et comprenant des ouvertures au travers desquelles l'arbre de guidage est disposé, et une lame d'équilibrage (80) disposée entre la chape et l'équipage mobile et intercalée entre l'arbre de guidage et l'équipage mobile. La rotation de la lame d'équilibrage autour de l'arbre de guidage permet la rotation de l'équipage mobile.

Description

  • La présente invention concerne un porte-contact mobile pour coupe-circuit et un coupe-circuit comprenant un tel porte-contact mobile.
  • Il est connu dans le domaine des appareillages électriques d'utiliser un coupe-circuit afin d'interrompre une ligne de courant. Un tel coupe-circuit comporte un boîtier qui comprend des contacts électriques fixes et des contacts électriques mobiles, ces derniers étant portés par un porte-contact mobile dans le boîtier. Un tel porte-contact mobile comprend généralement un support en matériau isolant et une pièce métallique conductrice portant les contacts électriques mobiles, appelée « équipage mobile » ou « contact mobile ». Cet équipage mobile peut généralement coulisser sur le support afin de maintenir une pression de contact satisfaisante avec les contacts électriques fixes. Or, le coulissement d'un tel équipage mobile présente l'inconvénient de dégrader le support par frottement, ce qui conduit à gêner ou à bloquer le mouvement de l'équipage mobile et réduit sa durée de vie.
  • Le document FR-A-2 482 683 décrit un contacteur comprenant un porte-contact mobile entre une position de travail et une position de repos et comprenant un pont de contact rigide, qui porte deux contacts mobiles, qui est mobile en coulissement dans une cage du porte-contact et qui est plaqué contre des contacts fixes par un ressort. Le porte-contact comprend une goupille autour de laquelle le pont de contact pivote et qui guide le pont de contact. Cependant, rien ne permet de favoriser le pivotement du pont de contact autour de la goupille, et le pivotement du pont de contact n'est ainsi pas suffisant pour plaquer efficacement les contacts mobiles contre les contacts fixes lorsqu'une différence d'usure apparaît entre les deux contacts fixes ou entre les deux contacts mobiles. La performance d'un tel porte-contact mobile n'est donc pas fiable et durable, en particulier lorsque l'usure du contacteur augmente.
  • C'est à ces inconvénients qu'entend plus particulièrement remédier l'invention en proposant un porte-contact mobile dont la durabilité est augmentée.
  • À cet effet, l'invention concerne un porte-contact mobile pour coupe-circuit comprenant :
    • un support dans lequel est ménagé un logement ;
    • un équipage mobile en matériau électriquement conducteur monté coulissant, selon un axe longitudinal du support, dans le logement du support ;
    • une pastille de contact électrique amont et une pastille de contact électrique aval portées par l'équipage mobile ; et
    • un ressort exerçant sur l'équipage mobile une force de rappel.
  • Selon l'invention :
    • le support comporte en outre deux trous oblongs débouchant dans le logement et s'étendant selon son axe longitudinal ;
    • le porte-contact mobile comprend en outre un arbre de guidage qui est fixe en translation par rapport à l'équipage mobile, qui s'étend selon un axe parallèle à un axe transversal du support et qui est engagé dans les trous oblongs du support ;
    • l'arbre de guidage engagé dans les trous oblongs guide la translation de l'équipage mobile dans le logement ;
    • l'équipage mobile est mobile en rotation, par rapport au support, autour d'un axe principal de l'arbre de guidage ;
    • le porte-contact mobile comprend une chape disposée dans un volume intérieur de l'équipage mobile, l'arbre de guidage étant disposé au travers d'ouvertures de la chape et la chape étant équipée de moyens de retenue d'une extrémité du ressort ;
    • le porte-contact mobile comprend une lame d'équilibrage disposée entre la chape et l'équipage mobile et intercalée entre l'arbre de guidage et l'équipage mobile, la lame d'équilibrage étant mobile en rotation autour de l'axe principal et l'arbre de guidage ; et
    • la rotation de la lame d'équilibrage autour de l'axe principal de l'arbre de guidage permet la rotation de l'équipage mobile autour de l'axe principal de l'arbre de guidage.
  • Grâce à l'invention, il est possible d'utiliser un porte-contact mobile dans lequel le mouvement de l'équipage mobile est guidé efficacement, sans dégrader le support, et dans lequel la rotation de l'équipage mobile par rapport au support est facilitée, de sorte à fiabiliser son fonctionnement et permettre une meilleure pression de contact des pastilles de contacts contre des pastilles de contacts fixes.
  • Selon des aspects avantageux mais non obligatoires, un tel porte-contact mobile pour coupe-circuit peut incorporer une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, prises isolément ou suivant toute combinaison techniquement admissible :
    • L'équipage mobile est maintenu assemblé sur le support par l'arbre de guidage et par deux surfaces de glissement de l'équipage mobile en contact avec deux faces latérales du logement du support.
    • L'équipage mobile comporte deux parois latérales et une paroi de contact définissant le volume intérieur de l'équipage mobile, chaque paroi latérale comportant une encoche dans laquelle l'arbre de guidage est monté ;
      • la lame d'équilibrage est en appui d'une part à ses extrémités contre la paroi de contact de l'équipage mobile et d'autre part en son centre contre l'arbre de guidage ; et
      • la pression d'appui des deux extrémités de la lame d'équilibrage sur la paroi de contact de l'équipage mobile est équilibrée.
    • L'arbre de guidage est réalisé en matériau polymère thermodurcissable et, de préférence, le support est réalisé en matériau polymère thermodurcissable.
  • Selon un autre aspect, l'invention concerne aussi un coupe-circuit destiné à être inséré dans un circuit électrique comprenant :
    • un boîtier ;
    • une pastille de contact électrique fixe amont et une pastille de contact électrique fixe aval, fixées dans le boîtier ; et
    • un porte-contact mobile comprenant un ressort, un équipage mobile, une pastille de contact électrique amont portée par l'équipage mobile et une pastille de contact électrique aval portée par l'équipage mobile,
    le porte-contact mobile étant mobile dans le boîtier entre une position de fermeture du circuit électrique dans laquelle la pastille de contact amont de l'équipage mobile est en appui contre la pastille de contact fixe amont, dans laquelle la pastille de contact aval de l'équipage mobile est en appui contre la pastille de contact fixe aval et dans laquelle un ressort exerce une pression de contact entre les pastilles de contact électrique du porte-contact mobile et les contacts électriques du boîtier et une position d'ouverture du circuit électrique dans laquelle les pastilles de contact électriques de l'équipage mobile sont éloignées des pastilles de contact électrique fixes. Selon l'invention, le porte-contact mobile est tel que mentionné ci-dessus.
  • Selon des aspects avantageux mais non obligatoires, un tel coupe-circuit peut incorporer une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, prises isolément ou suivant toute combinaison techniquement admissible :
    • Le boîtier comprend deux logements oblongs de guidage de l'arbre de guidage.
    • Le support du porte-contact mobile masque les logements du boîtier.
    • Des zones de guidage de l'équipage mobile vis-à-vis du support sont ménagées à l'extérieur du logement du porte contact mobile et/ou des zones de guidage du porte-contact mobile vis-à-vis du boîtier sont ménagées à l'extérieur du porte-contact mobile.
    • L'équipage mobile est mobile en rotation autour de l'axe principal de l'arbre de guidage et, en position de fermeture du circuit électrique, la pression de contact de la pastille de contact électrique amont du porte-contact mobile sur la pastille de contact électrique fixe amont, d'une part, et la pression de contact de la pastille de contact électrique aval sur la pastille de contact électrique fixe aval, d'autre part, sont équilibrées par la rotation de l'équipage mobile autour de l'arbre de guidage.
  • L'invention sera mieux comprise et d'autres avantages de celle-ci apparaitront plus clairement à la lumière de la description qui va suivre d'un mode de réalisation d'un porte-contact mobile et d'un coupe-circuit, donnée uniquement à titre d'exemple et faite en référence aux dessins annexés dans lesquels :
    • [Fig. 1] La figure 1 est une vue en perspective d'un coupe-circuit conforme à l'invention ;
    • [Fig. 2] La figure 2 est une coupe longitudinale du coupe-circuit de la figure 1 selon le plan II, représenté dans une première configuration ;
    • [Fig. 3] La figure 3 est une coupe longitudinale du coupe-circuit de la figure 1 selon le plan II, représenté dans une deuxième configuration ;
    • [Fig. 4] La figure 4 est une vue en perspective d'un porte-contact mobile du coupe circuit des figures 1 à 3, ce porte-contact mobile étant conforme à l'invention ;
    • [Fig. 5] La figure 5 est une vue en perspective éclatée du porte-contact mobile de la figure 4 ;
    • [Fig. 6] La figure 6 est une coupe transversale selon le plan VI de la figure 1, vue en perspective, d'une partie du coupe-circuit de la figure 1 ; et
    • [Fig. 7] La figure 7 est une vue en perspective d'une partie du coupe-circuit de la figure 1.
  • Un coupe-circuit 10 est représenté aux figures 1 à 3. Ce coupe-circuit est destiné à être intégré à un circuit électrique C représenté par un trait d'axe sur ces figures. Le coupe-circuit 10 permet d'établir ou d'interrompre le passage d'un courant dans ce circuit électrique C. En pratique, le coupe-circuit 10 est, par exemple, intégré à un contacteur.
  • Le coupe-circuit 10 comprend deux demi-coques 12 et 14 en matériau isolant formant ensemble un boîtier 16, une bande conductrice amont 18, une bande conductrice aval 20 et un porte-contact mobile 22 disposé en partie dans le boîtier 16 et en partie à l'extérieur du boîtier 16.
  • Les bandes conductrices 18 et 20, qui sont par exemple réalisées en cuivre, constituent des portions du circuit électrique C lorsque le coupe-circuit 10 est intégré dans ce circuit auquel il est raccordé par des bornes 19 et 21 respectivement formées par des extrémités des bandes 18 et 20. On note C' la partie de circuit électrique C formée par les bandes conductrices 18 et 20 à l'intérieur du boîtier 16.
  • On définit un axe longitudinal X du coupe-circuit 10 comme étant l'axe de la plus grande dimension du boîtier 16, un axe transversal Y comme étant l'axe de la plus petite dimension du boîtier 16 et perpendiculaire à l'axe X et un axe Z comme étant le troisième axe d'un repère orthogonal comprenant les axes X et Y. Chaque demi-coque 12 et 14 s'étend principalement dans le plan formé par les axes X et Z.
  • Le boîtier 16 comprend une ouverture 17 ménagée sur une face du boîtier parallèle au plan formé par les axes X et Y. L'ouverture 17 est partiellement formée sur la demi-coque 12 et est partiellement formée sur la demi-coque 14.
  • Le porte-contact mobile 22 est mobile entre une position de fermeture du circuit électrique, c'est-à-dire une position dans laquelle le coupe-circuit 10 permet d'établir le passage d'un courant dans le circuit électrique C, et une position d'ouverture du circuit électrique, c'est-à-dire une position dans laquelle le coupe-circuit permet d'interrompre le passage d'un courant dans le circuit électrique.
  • Le mouvement du porte-contact mobile 22 est une translation qui a lieu selon l'axe Z, qui est parallèle à la plus grande dimension du porte-contact mobile 22 et qui forme donc un axe longitudinal pour cet élément 22.
  • Le mouvement du porte-contact mobile 22 entre la position de fermeture et la position d'ouverture est entraîné par un actionneur non-représenté, externe au coupe-circuit 10 et connu en soi. Cet actionneur est, par exemple, un actionneur électromagnétique comprenant un électroaimant qui, lorsqu'il est alimenté en électricité, bascule le porte-contact en position de fermeture du circuit électrique et un ressort, non représenté, qui bascule le porte-contact en position d'ouverture du circuit électrique lorsque l'électroaimant n'est pas alimenté en électricité. Cet actionneur est relié mécaniquement à un organe de manœuvre 24 du porte-contact mobile 22, par exemple par encliquetage.
  • Le porte-contact mobile 22 est donc principalement disposé à l'intérieur du boîtier 16 mais son extrémité comportant l'organe de manœuvre 24 est disposée à l'extérieur du boîtier 16. Ainsi, le porte-contact mobile 22 traverse l'ouverture 17.
  • La figure 2 montre le porte-contact mobile 22 dans le coupe-circuit 10 en position de fermeture du circuit électrique C, à savoir de fermeture de sa potion C'. Dans cette position, la bande conductrice amont 18 et la bande conductrice aval 20 sont électriquement reliées par l'intermédiaire du porte-contact mobile 22. Pour permettre cette liaison électrique, le porte-contact mobile comprend un équipage mobile 26 fabriqué dans un matériau électriquement conducteur, de préférence en cuivre.
  • Dans le mode de réalisation détaillé sur les figures, cet équipage mobile 26 est de forme allongée et s'étend principalement selon l'axe X. Il porte, à une première extrémité, une pastille de contact électrique mobile amont 28 et il porte, à une seconde extrémité opposée à la première extrémité, une pastille de contact électrique mobile aval 30.
  • En outre, la bande conductrice amont 18 porte une pastille de contact électrique fixe amont 32 et la bande conductrice aval 20 porte une pastille de contact électrique fixe aval 34.
  • Les pastilles de contact électrique fixes 32 et 34, ainsi que les pastilles de contact électrique mobiles 28 et 30, sont constituées dans un matériau électriquement conducteur, de préférence en argent.
  • En position de fermeture de la portion C' de circuit électrique, le porte-contact mobile 22 est positionné dans le boîtier 16 de sorte que les pastilles de contact électrique amont 28 et 32 sont en contact et que les pastilles de contact électrique aval 30 et 34 sont en contact. Ainsi, l'équipage mobile 26 ferme électriquement le circuit électrique en reliant la bande conductrice amont 18 à la bande conductrice aval 20, ce qui permet d'établir le passage d'un courant électrique. Ceci correspond à la configuration du coupe circuit 10 représentée à la figure 2.
  • La figure 3 montre le porte-contact mobile 22 en position d'ouverture du circuit électrique. Dans cette position, les pastilles de contact fixes et mobile ne sont pas en contact et la bande conductrice amont 18 n'est donc pas relié à la bande conductrice aval 20, ce qui permet d'interrompre le passage d'un courant électrique.
  • En position d'ouverture du circuit électrique, les pastilles de contact mobiles 28 et 30 et les pastilles de contact fixes 32 et 34 sont éloignées d'une distance d1, mesurée selon l'axe Z et visible à la figure 3.
  • Entre la position d'ouverture du circuit électrique C et la position de fermeture de ce circuit électrique, le porte-contact mobile 22 se déplace d'une distance d2, fixe et imposée par l'actionneur qui entraîne l'organe de manœuvre 24. Afin de fiabiliser l'opération du coupe-circuit 10 et de garantir le bon contact électrique entre les pastilles de contact mobile et les pastilles de contact fixes, la distance d2 est supérieure à la distance d1, de préférence strictement supérieure à cette distance.
  • Pour éviter une dégradation de l'actionneur ou du coupe-circuit 10 lorsque les pastilles de contact mobiles entrent en contact avec les pastilles de contact fixes, l'équipage mobile 26 est mobile en translation selon l'axe Z par rapport au reste du porte-contact mobile 22. Ainsi, au cours du passage de la position d'ouverture à la position de fermeture du circuit, lorsque l'actionneur a déplacé le porte-contact mobile d'une distance d1, l'équipage mobile 26 devient immobile par rapport au boîtier 16 et devient mobile par rapport au porte-contact mobile 22. Le porte-contact mobile 22 poursuit alors son déplacement jusqu'à avoir parcouru une course totale égale à la distance d2.
  • La mobilité de l'équipage mobile 26 par rapport au reste du porte-contact mobile 22 permet donc de fiabiliser et de faciliter le fonctionnement du coupe-circuit 10, le déplacement imposé par l'actionneur pouvant être moins précis que dans le cas d'un équipage mobile 26 fixe par rapport au reste du porte-contact mobile 22.
  • Le porte-contact mobile 22 comprend également un ressort 36 qui exerce sur l'équipage mobile 26 une force de rappel Fr dirigée selon l'axe Z et qui est transmise par celui-ci aux pastilles de contact électrique mobiles 28 et 30. Ainsi, en position de fermeture du circuit électrique C, les pastilles de contact électrique mobiles 28 et 30 exercent chacune une pression de contact sur les pastilles de contact électrique fixes 32 et 34. Cette pression de contact favorise le passage d'un courant électrique en permettant une meilleure connexion électrique entre les pastilles. En position d'ouverture du circuit électrique, la force de rappel Fr déplace l'équipage mobile jusqu'à une position stable.
  • Ainsi, lors du basculement d'une première position du circuit électrique vers une seconde position du circuit électrique, deux mouvements principaux se produisent :
    • une translation du porte-contact mobile 22 par rapport au boîtier 16 ; et
    • une translation de l'équipage mobile 26 par rapport au reste du porte-contact mobile 22.
  • En pratique, le coupe-circuit 10 est configuré pour réaliser au cours de sa durée de vie entre 100 000 et 1 million de manœuvres électriques, c'est-à-dire de basculement entre un état de circulation d'un courant dans le circuit électrique et un état d'interruption de la circulation d'un courant dans le circuit électrique, et entre 1 million et 10 millions de manœuvres mécaniques, c'est-à-dire de basculement entre la position de fermeture du circuit électrique et la position d'ouverture du circuit électrique, indépendamment de la présence d'un courant électrique.
  • Ce nombre important de manœuvres conduit à une possible dégradation des pastilles de contact électrique mobiles et fixes. En pratique, cette dégradation a plusieurs causes :
    • le frottement répété des pastilles de contact électrique mobiles sur les pastilles de contact électrique fixes conduit à une usure mécanique, c'est-à-dire une abrasion, de ces pastilles,
    • la fermeture ou l'ouverture du circuit électrique lorsque ce circuit est alimenté en électricité conduit à la formation d'arcs électriques qui peuvent localement fusionner les pastilles de contact électrique, ce qui provoque le détachement de gouttes de matière en fusion des pastilles et leur projection dans le boîtier 16. Ces arcs électriques sont causés par les courants électriques de forte intensité circulant dans le circuit électrique, généralement supérieure à 150 ampères et pouvant aller jusqu'à 1000 ampères. À titre d'exemple, les arcs électriques générés lors de la fermeture du circuit électrique peuvent être d'une intensité environ six fois plus élevée que l'intensité du courant d'alimentation électrique.
  • Les pastilles de contact électrique fixes et mobiles sont configurées pour avoir une épaisseur suffisante afin que ces dégradations n'empêchent pas leur fonctionnement, formant ainsi une garde d'usure. Lorsqu'elles sont neuves, les deux pastilles de contact électrique fixes d'une part et les deux pastilles de contact électrique mobiles d'autre part ont des surfaces en regard l'une de l'autre qui sont contenues dans deux plans parallèles au plan formé par les axes X et Y.
  • Comme visible aux figures 4 et 5, le porte-contact mobile 22 comprend un support 38 qui s'étend principalement selon l'axe Z, ce qui correspond au fait que l'axe Z est un axe longitudinal pour le porte-contact mobile 22. Ce support 38 est monobloc et comprend un corps principal 40 qui porte l'organe de manœuvre 24, deux jambes 42 qui s'étendent en regard l'une de l'autre depuis le corps principal 40 selon l'axe Z, à l'opposé de l'organe de manœuvre 24, et une base 44 qui relie les deux jambes 42 à leurs extrémités opposées au corps principal 40. Chaque jambe 42 s'étend en largeur selon l'axe X sur toute la largeur du support 38.
  • Le support 38 définit un logement 46 entre le corps principal 40, les jambes 42 et la base 44. Le logement 46 traverse le support 38 de part en part selon l'axe X.
  • On désigne par « face interne », notée 48, la face du corps principal 40 qui définit le logement 46 et par « face externe », notée 50, la face du corps principal 40 opposée à la face interne et qui, entre autres, porte l'organe de manœuvre 24. La face interne 48 et la face externe 50 sont parallèles au plan formé par les axes X et Y.
  • On désigne par « face latérale », notée 52, la face de chaque jambe 42 qui définit le logement 46. Les faces latérales des deux jambes sont parallèles au plan formé par les axes X et Z.
  • On note « L46 » la largeur du logement 46, mesurée selon l'axe Y et qui correspond à la distance entre les deux faces latérales 52.
  • Le logement 46 est donc délimité par les faces 48 et 52 ainsi que par la base 44.
  • Chaque jambe 42 comprend un trou oblong 54 s'étendant selon l'axe Z et traversant la jambe de part en part selon l'axe Y. Ainsi, le trou oblong 54 de chaque jambe débouche dans le logement 46. Les deux trous oblongs 54 se font face, sont alignés selon l'axe Y et ont, de préférence, la même géométrie. On note L54 la largeur d'un trou oblong mesurée parallèlement à l'axe X.
  • La base 44 comprend un pion de retenue 56 qui s'étend selon l'axe Z dans le logement 46.
  • L'équipage mobile 26 du porte-contact mobile 22 comprend une paroi de contact 58 qui s'étend principalement selon l'axe X dans le plan formé par les axes X et Y et deux parois latérales 60, qui s'étendent en regard l'une de l'autre perpendiculairement à la paroi de contact 58. Dans chaque paroi latérale 60 est ménagée une encoche 62 et on désignée par « surface de glissement », notée 64, la face extérieure de chaque paroi latérale 60, c'est-à-dire la face de cette paroi latérale dirigée à l'opposé de l'autre paroi latérale.
  • On note « L64 » la largeur de l'équipage mobile 26, mesurée selon l'axe Y et qui correspond à la distance entre les deux surfaces de glissement.
  • On note « V64 » le volume ouvert défini par la paroi de contact 58 et les parois latérales 60 de l'équipage mobile 26.
  • La pastille de contact électrique mobile amont 28 et la pastille de contact électrique mobile aval 30 sont portées chacune à une extrémité de la paroi de contact 58 de l'équipage mobile 26, sur la face de la paroi de contact opposée aux parois latérales 60. Les pastilles de contact mobile 28 et 30 font partie de l'équipage mobile 26.
  • Le porte-contact mobile 22 comprend également un arbre de guidage 66. L'arbre de guidage 66 est un cylindre s'étendant, en configuration montée du coupe circuit, selon un axe principal Y66 parallèle à l'axe Y, de faible diamètre par rapport à sa longueur. Il est monté sur l'équipage mobile 26 en passant dans les encoches 62 des parois latérales 60. La taille des encoches 62 est configurée pour que l'arbre de guidage 66 soit monté serré dans les encoches.
  • En variante non-représentée de l'invention, les encoches 62 sont remplacées par des trous cylindriques ménagés dans les parois latérales 60. Le diamètre de ces trous est configuré pour que l'arbre de guidage 66 soit monté serré dans ces trous.
  • On note « D66 » le diamètre de l'arbre de guidage 66.
  • L'équipage mobile 26 est monté dans le logement 46 de manière à ce que l'arbre de guidage 66 passe par les deux trous oblongs 54 des faces latérales 52 et de manière à ce que la paroi de contact 58 de l'équipage mobile soit dirigée vers la face interne 48 du corps principal 40. En outre, le diamètre D66 de l'arbre de guidage 66 est sensiblement égal à la largeur L54 des trous oblongs 54, au jeu de fonctionnement près. Ainsi, en étant engagé dans les trous oblongs, l'arbre de guidage est guidé de façon précise par ceux-ci, en translation selon l'axe Z. De plus, la largeur L64 de l'équipage mobile 26 est sensiblement égale à la largeur L46 du logement, au jeu de fonctionnement près, de sorte que les surfaces de glissement 64 de l'équipage mobile sont en contact avec les faces latérales 52 de le logement 46. Néanmoins, le fait que l'équipage mobile soit de forme allongée et donc de faible hauteur permet une légère rotation de l'équipage mobile 26 autour d'un axe parallèle à l'axe X passant par le centre de l'arbre de guidage 66.
  • Ainsi, lorsque l'équipage mobile 26 est monté dans le logement 46, il est mobile uniquement
    • en translation selon l'axe Z par rapport au support 38, cette translation étant guidée par le glissement de l'arbre de guidage 66 dans les trous oblongs 54,
    • en rotation autour de l'axe Y66 de l'arbre de guidage, et
    • en rotation autour d'un axe parallèle à l'axe X passant par le centre de l'arbre de guidage 66.
  • Lors de ces mouvements, les surfaces de glissement 64 de l'équipage mobile glissent contre les faces latérales 52 du logement 46 et l'arbre de guidage glisse contre les bords des trous oblongs 54. L'amplitude de la rotation autour de l'axe Y66 de l'équipage mobile est comprise entre +10 et -10 degrés, de préférence entre +5 et -5 degrés, autour d'une position dans laquelle la paroi de contact 58 est parallèle au plan formé par les axes X et Y. L'amplitude de la rotation de l'équipage mobile autour de l'axe parallèle à l'axe X passant par le centre de l'arbre de guidage 66 est comprise entre +5 et -5 degrés.
  • Le porte-contact mobile 22 comprend également une chape 68. La chape 68 comprend une paroi d'appui 70 parallèle au plan formé par les axes X et Y et deux parois latérales 72 qui s'étendent depuis la paroi d'appui 70 perpendiculairement à cette paroi, c'est-à-dire selon l'axe Z.
  • Chaque paroi latérale 72 a une forme triangulaire, de manière à former une pointe 74.
  • Chaque paroi latérale 72 comporte en outre une ouverture traversante 76 configurée pour permettre le passage de l'arbre de guidage au travers de la chape 68. Les ouvertures 76 s'étendent dans les parois latérales 72 jusqu'à la paroi d'appui 70, de sorte que l'arbre de guidage, en position montée sur la chape 68, est en contact ou à proximité immédiate avec une première face de la paroi d'appui 70, cette première face étant visible à la figure 5.
  • La chape 68 comporte également deux crochets 78, qui s'étendent depuis une deuxième face de la paroi d'appui 70 opposée à la première face, de sorte à s'éloigner de la paroi d'appui 70.
  • En configuration montée du porte-contact mobile 22, la chape 68 est située dans le volume V64 de l'équipage mobile 26, de manière à ce que les pointes 74 soient dirigées vers la paroi de contact 58 de l'équipage mobile et que les crochets 78 soient dirigés vers la base 44. L'arbre de guidage 66 passe au travers de la chape 68 tout en étant monté dans les encoches 62 de l'équipage mobile. La forme triangulaire des parois latérales 72 permet d'éviter tout contact entre les parois latérales 72 et l'équipage mobile 26 lorsque ce dernier est en rotation autour de l'axe Y66 et les parois latérales 72 définissent l'amplitude de rotation maximale de l'équipage mobile car en rotation maximale, la paroi 58 de l'équipage mobile entre en contact avec l'une des parois latérales 72. En particulier, il est possible que la pointe 74 de chaque paroi latérale 72 demeure à distance de l'équipage mobile 26 en cours de rotation de l'équipage mobile autour de l'axe Y66.
  • Dans l'exemple représenté, le ressort 36 est un ressort de compression hélicoïdal. Le ressort 36 est monté entre l'équipage mobile 26 et la base 44, de sorte qu'une première de ses extrémités entoure le pion de retenue 56, ce qui permet de positionner et de maintenir cette extrémité sur la base 44, et qu'une deuxième de ses extrémités est située entre les crochets 78 de la chape 68. La deuxième extrémité du ressort 36 exerce la force de rappel Fr sur la paroi d'appui 70 de la chape 68 qui transmet ensuite cette force à l'arbre de guidage 66 puis à l'équipage mobile 26.
  • Sous l'effet de la force de rappel Fr, l'équipage mobile 26 se déplace selon l'axe Z jusqu'à ce que la paroi de contact 58 de l'équipage mobile entre en contact avec la face interne 48 du corps principal 40. Cette position est la position stable de l'équipage mobile 26.
  • Le porte-contact mobile 22 comprend également une lame d'équilibrage 80, qui est montée entre l'équipage mobile 26 et la chape 68, dans le volume V64.
  • La lame d'équilibrage 80 comprend une partie centrale 82 depuis laquelle s'étendent deux pattes 84. Chaque patte 84 s'étend en oblique par rapport à l'axe X et comprend deux parties 842 et 844. Une première partie 842 s'éloigne de la partie centrale 82 en direction de la chape 68, puis une deuxième partie 844 s'éloigne depuis l'extrémité de la première partie en direction de l'équipage mobile 26. Ainsi, les deux pattes 84 forment deux bosses et la partie centrale 82 forme un creux, comme visible aux figures 2, 3 et 5 où le creux de la partie centrale 82 est orienté vers le bas.
  • L'extrémité de la deuxième partie 844 de chaque patte 844 est reliée à un appui 86, qui est plat et parallèle au plan formé par les axes X et Y. Les deux appuis 86 forment les deux extrémités de la lame d'équilibrage 80 et sont, en configuration montée du porte-contact mobile 22, en contact avec la paroi de contact 58 de l'équipage mobile 26. Les pattes 84 sont configurées pour qu'en configuration montée, la partie centrale 82 ne soit pas en contact avec la paroi de contact 58 de l'équipage mobile, comme visible aux figures 2 et 3.
  • En configuration montée du porte-contact mobile 22, la partie centrale 82 et une partie des pattes 84 de la lame d'équilibrage 80 sont masquées par la chape 68 et par l'équipage mobile 26. Elles sont configurées pour ne pas être en contact avec la chape 68.
  • La partie centrale 82 de la lame d'équilibrage 80 est en contact avec l'arbre de guidage, de manière à ce que l'arbre de guidage soit positionné dans le creux formé par cette partie 82. Ainsi, la lame d'équilibrage est intercalée entre l'équipage mobile 26 et l'arbre de guidage 66, comme visible sur les figures 2 et 3. La lame d'équilibrage 80 est mobile en rotation autour de l'axe Y66 de l'arbre de guidage 66 et fixe par rapport à l'équipage mobile 26. Ainsi, la lame d'équilibrage 80 permet la rotation de l'équipage mobile 26 autour de l'axe Y66 de l'arbre de guidage 66.
  • La lame d'équilibrage 80 permet d'équilibrer les pressions de contact des pastilles de contact électrique mobiles 28 et 30 sur les pastilles de contact électrique fixes 32 et 34.
  • En effet, au cours de l'utilisation du coupe-circuit 10, l'épaisseur des pastilles de contact électrique varie, à cause des dégradations que ces pastilles subissent. En outre, cette dégradation n'est pas uniforme sur l'ensemble des pastilles, ce qui conduit à un déséquilibre dans la pression de contact entre les pastilles de contact électrique amont et les pastille de contact électrique aval si, par exemple, la dégradation des pastilles aval est supérieure à la dégradation des pastilles amont. La différence de pression de contact entre les pastilles amont et les pastilles avant peut également provenir du dépôt de gouttes de matière en fusion provoquées par des arcs électriques, qui se solidifient sur les pastilles et font ainsi varier leur hauteur.
  • En pratique, ce déséquilibre dans la pression de contact se produira si les deux pastilles fixes et/ou si les deux pastilles mobiles ne sont plus contenues dans un même plan parallèle au plan formé par les axes X et Y.
  • Lorsque les pressions de contact exercées sur les deux extrémités de l'équipage mobile 26 par les pastilles amont et les pastilles aval ne sont pas uniformes, l'équipage mobile 26 est entraîné en rotation autour de l'axe Y66 de l'arbre de guidage grâce à la lame d'équilibrage jusqu'à ce que ces efforts soient équilibrés et donc jusqu'à ce que la pression de contact entre les pastilles de contact amont d'une part et la pression de contact entre les pastilles de contact aval soient équilibrées. La lame d'équilibrage 80 fonctionne donc telle un palonnier, en équilibrant les pressions de contact de ses deux appuis d'extrémité 86 sur la paroi de contact 58 de l'équipage mobile.
  • Grâce à l'assemblage constitué de l'équipage mobile 26, de l'arbre de guidage 66, de la chape 68 et de la lame d'équilibrage 80, qui permet une rotation de l'équipage mobile autour d'un axe parallèle à l'axe Y, les pressions de contact des pastilles de contact électrique sont toujours équilibrées, même lorsque ces pastilles sont dégradées.
  • La chape 68 permet de plus d'assembler l'équipage mobile 26 et la lame d'équilibrage 80 avec l'arbre de guidage 66 et de permettre au ressort 36 d'appuyer contre une surface plane et fixe.
  • La chape 68 est constituée d'un matériau métallique, de préférence en acier standard revêtu de cuivre.
  • La lame d'équilibrage 80 est constituée d'un matériau métallique, de préférence en acier à ressort, c'est-à-dire en acier ayant des caractéristiques mécaniques adaptées à la conception d'un ressort.
  • Le support 38 est constitué d'un matériau polymère thermodurcissable, de préférence en polyester insaturé.
  • L'arbre de guidage 66 est constitué d'un matériau métallique, de préférence en acier allié traité.
  • Grâce aux matériaux constituant le support 38 et l'arbre de guidage 66 qui présentent entre eux un faible coefficient de frottement, les frottements de l'arbre de guidage dans les trous oblongs 54 sont faibles. Ainsi, les mouvements de l'équipage mobile 26 par rapport au support 38 s'effectuent sans risque de blocage de l'arbre de guidage dans les trous oblongs. La translation de l'équipage mobile dans le logement 46 du support 38 est donc guidée par l'arbre de guidage de manière fiable et efficace.
  • Comme visible à la figure 6, qui est une vue en perspective de la demi-coque 12 et du porte-contact mobile 22, dont une partie est coupée selon le plan VI, et à la figure 7, sur laquelle seule la demi-coque 12 est représentée sans le porte-contact mobile, la demi-coque 12 du boîtier 16 comporte un logement 88. La demi-coque 14 du boîtier comporte un logement identique, non-visible sur les figures.
  • Le logement 88 est ménagé sur une face intérieure du corps principal 90 de chaque demi-coque, c'est-à-dire sur une face dirigée vers le porte-contact mobile 22 en configuration montée du coupe circuit 10. Ce logement est un trou oblong borgne qui s'étend selon l'axe Z et dont on note 89 le fond. Le fond 89 du logement 88 ménagé sur la demi-coque 14 est visible à la figure 1.
  • La demi-coque 12 comporte également une demi-chambre 92, formée par deux parois 94 et le corps principal 90. La demi-coque 14 comporte une demi-chambre identique, non représentée mais symétrique de la demi-chambre 92 par rapport au plan de coupe II. Lorsque les demi-coques 12 et 14 sont assemblées, les deux demi-chambres 92 forment ensemble une chambre 96.
  • Lorsque le porte-contact mobile 22 est monté à l'intérieur du boîtier 16 du coupe-circuit 10, le corps principal 40 passe par l'ouverture 17 de manière à ce que l'organe de manœuvre 24 soit disposé à l'extérieur du boîtier, les jambes 42 et la base 44 soient disposées dans la chambre 96 du boîtier 16 et les deux extrémités 662 et 664 de l'arbre de guidage 66 soient situées dans les deux trous oblongs 88 des demi-coques 12 et 14.
  • L'arbre de guidage 66 est configuré pour que sa longueur L66 soit égale, au jeu de fonctionnement près, à la distance séparant les fonds 89 des deux trous oblongs 88 des demi-coques, mesurée selon l'axe Y.
  • La translation du support 38 du porte-contact mobile 22 dans le boîtier 16 est donc guidée par :
    • les jambes 42 et la base 44, !qui sont maintenues dans la chambre 96 ;
    • le corps principal 40, qui est maintenu dans l'ouverture 17 ; et
    • l'arbre de guidage 66, dont les extrémités 662 et 664 sont maintenues dans les logements 88.
  • L'ouverture 17 comporte des patins 98 qui permettent de réduire les frottements du corps principal lors des déplacements du porte-contact mobile 22 selon l'axe Z.
  • En pratique, le support 38 du porte-contact mobile 22 est configuré pour ne pas frotter contre les parties des demi-coques 12 et 14 qui constituent la chambre 96.
  • La translation du porte-contact mobile 22 est donc principalement guidée par le déplacement de l'arbre de guidage 66 dans les logements 88 et du corps principal 40 dans l'ouverture 17.
  • L'arbre de guidage 66 permet donc à la fois de guider le déplacement du porte-contact mobile 22 par rapport au boîtier 16 et le déplacement de l'équipage mobile 26 par rapport au porte-contact mobile 22.
  • Cette double fonction de guidage est avantageuse, car elle permet de maîtriser facilement le positionnement relatif des éléments constitutifs du coupe-circuit 10, et plus particulièrement le positionnement du porte-contact mobile 22 par rapport au boîtier 16 et le positionnement de l'équipage mobile 26 par rapport d'une part au boîtier 16 et d'autre part au porte-contact mobile 22, car ces positionnements dépendent principalement du positionnement de l'arbre de guidage 66.
  • Notamment, cette double fonction de guidage permet de simplifier la cotation fonctionnelle des éléments constitutifs du coupe-circuit 10 en réduisant les chaînes de cotes, ce qui permet une meilleure précision d'assemblage du coupe-circuit.
  • Grâce à cette double fonction de guidage de l'arbre 66, les zones de guidage de l'équipage mobile 26 vis-à-vis du support 38, c'est-à-dire les trous oblongs 54, sont ménagées à l'extérieur du logement 46 et sont donc protégées des pollutions. En outre, les zones de guidage du porte-contact mobile 22 vis-à-vis du boîtier 16, c'est-à-dire les logements 88, sont ménagées à l'extérieur du porte-contact mobile et sont donc protégées des pollutions.
  • En outre, le boîtier 16 est constitué d'un matériau polymère thermodurcissable, de préférence en polyester insaturé et les patins 98 sont constitués d'un matériau thermoplastique à faible coefficient de frottement. Les frottements de l'arbre de guidage 66 contre les logements 88 et du corps principal 40 contre les patins 98 sont donc faibles.
  • Comme visible à la figure 6, les logements 88 sont masqués par le support 38, c'est-à-dire que le support 38 recouvre l'ouverture des logements 88. Ainsi, les logements 88 sont protégés des projections de goutte de matière en fusion produites par la dégradation des pastilles de contact électriques mobiles et fixes, ou de la poussière qui pourrait pénétrer dans le boîtier 16. Cette protection est avantageuse car elle permet d'éviter l'accumulation de matière polluante dans les logements, ce qui pourrait nuire au déplacement de l'arbre de guidage 66 dans les logements 88. La fiabilité du fonctionnement du coupe-circuit 10 est donc maintenue tout au long de sa durée de vie.
  • En outre, les zones exposées aux pollutions, par exemple aux projections de gouttes de matière en fusion, ne contribuent pas au guidage du porte-contact mobile 22 dans le boîtier 16, ce qui est avantageux en permettant de maîtriser le vieillissement du coupe-circuit 10.
    • L'assemblage du porte-contact mobile 22 comprend les étapes suivantes : assemblage des pastilles 28 et 30 sur la paroi de contact 58 de l'équipage mobile 26, par exemple par collage ;
    • positionnement de la chape 68 et de la lame d'équilibrage 80 dans le volume V64 de l'équipage mobile 26, de sorte à aligner les ouvertures 76 de la chape avec les encoches 62 de l'équipage mobile et avec la partie centrale 82 de la lame d'équilibrage ;
    • positionnement de l'équipage mobile 26, de la chape 68 et de la lame d'équilibrage 80 dans le logement 46, de sorte que les encoches 62 de l'équipage mobile soient alignées avec les trous oblongs 54 des jambes 42 ;
    • montage de l'arbre de guidage 66 dans les ouvertures 76 de la chape 68 et dans les encoches 62 de l'équipage mobile 26, au travers d'un trou oblong 54, par une translation selon l'axe Y66, de sorte à intercaler la lame d'équilibrage 80 entre l'arbre de guidage et l'équipage mobile 26 ; et
    • positionnement du ressort 36 dans le logement 46, de sorte que le ressort 36 soit maintenu à la première de ses extrémités par le pion de retenue 56 et à la seconde de ses extrémités par les crochets 78 de la chape.
  • En variante, le ressort est positionné dans le logement 46 avant l'étape de montage de l'arbre de guidage 66.
  • Le fait que l'arbre de guidage 66 soit monté serré dans les encoches 62 l'empêche de se démonter en glissant selon l'axe Y66. L'arbre de guidage est donc reçu dans les trous oblongs 54 et permet de maintenir l'ensemble des pièces du porte-contact mobile 22 montées, tel une goupille. En outre, l'assemblage du porte-contact mobile 22 est simple et ne nécessite pas d'outils spécifiques. Le fait que la largeur L64 de l'équipage mobile 26 soit sensiblement égale à la largeur L46 du logement 46 empêche de plus tout mouvement, selon l'axe Y, de l'équipage mobile dans le logement. L'équipage mobile 26 est donc maintenu assemblé dans le logement 46 du support 38 d'une part par les deux faces latérales 52 du logement, qui bloquent toute translation selon l'axe Y de l'équipage mobile, et d'autre part par l'arbre de guidage, qui empêche le démontage de l'équipage mobile.
  • L'assemblage du coupe-circuit 10 comprend les étapes suivantes :
    • mise en place du porte-contact mobile 22 dans la demi-coque 12 de sorte à positionner le corps principal 40 au travers de l'ouverture 17, les jambes 42 dans la demi-chambre 92 et une première extrémité de l'arbre de guidage 66 dans le logement 88 ; et
    • mise en place de la demi-coque 14 sur la demi-coque 12 de sorte à les emboîter ensemble tout en positionnant une deuxième extrémité de l'arbre de guidage 66 dans le logement 88 de la demi-coque 14.
  • L'assemblage du porte-contact mobile 22 dans le boîtier 16 est donc simple et rapide.
  • En pratique, le coupe-circuit 10 comporte d'autres éléments dans le boîtier 16, nécessaires à son bon fonctionnement. Ces éléments peuvent par exemple être des isolants, des diviseurs d'arc électrique ou des déflecteurs. Ces éléments n'ont pas été représentés ni décrits à des fins de simplification du présent exposé.
  • Les éléments les plus onéreux du coupe-circuit 10 sont les pastilles de contact électriques 28, 30, 32 et 34. Leur coût provient essentiellement du matériau utilisé, qui est de préférence de l'argent. Les autres éléments du coupe-circuit 10 sont peu onéreux, notamment l'ensemble des pièces en polymère thermodurcissable, tels que le boîtier 16 et le support 38, qui peuvent être fabriquées par moulage.

Claims (9)

  1. Porte-contact mobile (22) pour coupe-circuit (10) comprenant :
    - un support (38) dans lequel est ménagé un logement (46) ;
    - un équipage mobile (26) en matériau électriquement conducteur monté coulissant, selon un axe longitudinal (Z) du support, dans le logement du support ;
    - une pastille de contact électrique amont (28) et une pastille de contact électrique aval (30) portées par l'équipage mobile ; et
    - un ressort (36) exerçant sur l'équipage mobile une force de rappel (Fr),
    caractérisé en ce que :
    - le support (38) comporte en outre deux trous oblongs (54) débouchant dans le logement (46) et s'étendant selon son axe longitudinal (Z) ;
    - le porte-contact mobile (22) comprend en outre un arbre de guidage (66) qui est fixe en translation par rapport à l'équipage mobile (26), qui s'étend selon un axe (Y66) parallèle à un axe transversal (Y) du support et qui est engagé dans les trous oblongs du support ;
    - l'arbre de guidage engagé dans les trous oblongs guide la translation de l'équipage mobile dans le logement ;
    - l'équipage mobile (26) est mobile en rotation, par rapport au support (38), autour d'un axe principal (Y66) de l'arbre de guidage (66) ;
    - le porte-contact mobile (22) comprend une chape (68) disposée dans un volume intérieur (V64) de l'équipage mobile (26), l'arbre de guidage (66) étant disposé au travers d'ouvertures (76) de la chape et la chape étant équipée de moyens (78) de retenue d'une extrémité du ressort (36) ;
    - le porte-contact mobile comprend une lame d'équilibrage (80) disposée entre la chape et l'équipage mobile et intercalée entre l'arbre de guidage et l'équipage mobile, la lame d'équilibrage étant mobile en rotation autour de l'axe principal (Y66) et l'arbre de guidage ; et
    - la rotation de la lame d'équilibrage autour de l'axe principal de l'arbre de guidage permet la rotation de l'équipage mobile autour de l'axe principal de l'arbre de guidage.
  2. Porte-contact mobile (22) selon la revendication 1, dans lequel l'équipage mobile (26) est maintenu assemblé sur le support (38) par l'arbre de guidage (66) et par deux surfaces de glissement (64) de l'équipage mobile en contact avec deux faces latérales (52) du logement (46) du support.
  3. Porte-contact mobile (22) selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel :
    - l'équipage mobile (26) comporte deux parois latérales (60) et une paroi de contact (58) définissant le volume intérieur (V64) de l'équipage mobile, chaque paroi latérale comportant une encoche (62) dans laquelle l'arbre de guidage (66) est monté ;
    - la lame d'équilibrage (80) est en appui d'une part à ses extrémités (86) contre la paroi de contact (58) de l'équipage mobile et d'autre part en son centre (82) contre l'arbre de guidage ; et
    - la pression d'appui des deux extrémités de la lame d'équilibrage sur la paroi de contact de l'équipage mobile est équilibrée.
  4. Porte-contact mobile (22) selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel l'arbre de guidage (66) est réalisé en matériau polymère thermodurcissable et en ce que, de préférence, le support est réalisé en matériau polymère thermodurcissable.
  5. Coupe-circuit (10) destiné à être inséré dans un circuit électrique (C) et comprenant :
    - un boîtier (16) ;
    - une pastille de contact électrique fixe amont (32) et une pastille de contact électrique fixe aval (34), fixées dans le boîtier ; et
    - un porte-contact mobile (22) comprenant un ressort (36), un équipage mobile (26), une pastille de contact électrique amont (28) portée par l'équipage mobile et une pastille de contact électrique aval (30) portée par l'équipage mobile,
    le porte-contact mobile étant mobile dans le boîtier (16) entre une position de fermeture du circuit électrique (C) dans laquelle la pastille de contact amont (28) de l'équipage mobile (26) est en appui contre la pastille de contact fixe amont (32), dans laquelle la pastille de contact aval (30) de l'équipage mobile est en appui contre la pastille de contact fixe aval (34) et dans laquelle un ressort (36) exerce une pression de contact entre les pastilles de contact électrique (28, 30) du porte-contact mobile (22) et les contacts électriques (18, 20) du boîtier (16) et une position d'ouverture du circuit électrique dans laquelle les pastilles de contact électriques de l'équipage mobile sont éloignées des pastilles de contact électriques fixes,
    caractérisé en ce que le porte-contact mobile est selon l'une quelconque des revendications précédentes.
  6. Coupe-circuit (10) selon la revendications 5, dans lequel le boîtier (16) comprend deux logements oblongs (88) de guidage de l'arbre de guidage (66).
  7. Coupe-circuit (10) selon la revendication 6, dans lequel le support (38) du porte-contact mobile (22) masque les logements (88) du boîtier (16).
  8. Coupe-circuit (10) selon l'une quelconque des revendications 5 à 7, dans lequel des zones de guidage (54) de l'équipage mobile (26) vis-à-vis du support (38) sont ménagées à l'extérieur du logement (46) du porte contact mobile (22) et/ou dans lequel des zones de guidage (88) du porte-contact mobile (22) vis-à-vis du boîtier (16) sont ménagées à l'extérieur du porte-contact mobile (22).
  9. Coupe-circuit (10) selon l'une quelconque des revendications 5 à 8, dans lequel l'équipage mobile (26) est mobile en rotation autour de l'axe principal (Y66) de l'arbre de guidage et dans lequel, en position de fermeture du circuit électrique (C), la pression de contact de la pastille de contact électrique amont (28) du porte-contact mobile (22) sur la pastille de contact électrique fixe amont (18), d'une part, et la pression de contact de la pastille de contact électrique aval (30) sur la pastille de contact électrique fixe aval (20), d'autre part, sont équilibrées par la rotation de l'équipage mobile (26) autour de l'arbre de guidage (66).
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