FR3104806A1 - Electrical switch with wear contacts - Google Patents
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Abstract
Commutateur électrique avec contacts d’usure Commutateur (18) électrique comprenant : - une première borne (22) et une deuxième borne (24) propres à être connectées électriquement à un premier circuit électrique (14) et à un deuxième circuit électrique (16), et - un bras (26) connecté électriquement à la première borne (22), et mobile par rapport à la deuxième borne (24) entre une position de fermeture du commutateur et une position d’ouverture du commutateur. Le commutateur comprend un premier contact d’usure (28) et un deuxième contact d’usure (32) connectés électriquement et mécaniquement respectivement au bras par un premier système de connexion (30), et à la deuxième borne par un deuxième système de connexion (34). Le bras est mobile successivement entre la position d’ouverture, dans laquelle le premier contact d’usure est à l’écart du deuxième contact d’usure pour éviter un arc électrique entre le premier contact d’usure et le deuxième contact d’usure, une position intermédiaire, dans laquelle le premier contact d’usure est en contact électrique avec le deuxième contact d’usure, via notamment un arc électrique, alors que le bras et la deuxième borne sont encore à l’écart l’un de l’autre pour éviter un arc électrique entre le bras et la deuxième borne, et la position de fermeture. Figure pour l'abrégé : Figure 2Electrical switch with wear contacts Electrical switch (18) comprising: - a first terminal (22) and a second terminal (24) suitable for being electrically connected to a first electrical circuit (14) and to a second electrical circuit (16) , and - an arm (26) electrically connected to the first terminal (22), and movable relative to the second terminal (24) between a closed position of the switch and an open position of the switch. The switch comprises a first wear contact (28) and a second wear contact (32) electrically and mechanically connected respectively to the arm by a first connection system (30), and to the second terminal by a second connection system (34). The arm is successively movable between the open position, in which the first wear contact is away from the second wear contact to avoid an electric arc between the first wear contact and the second wear contact , an intermediate position, in which the first wear contact is in electrical contact with the second wear contact, in particular via an electric arc, while the arm and the second terminal are still away from one another. 'other to avoid an electric arc between the arm and the second terminal, and the closed position. Figure for abstract: Figure 2
Description
La présente invention concerne un commutateur électrique comprenant:The present invention relates to an electrical switch comprising:
- une première borne et une deuxième borne propres à être respectivement connectées électriquement à un premier circuit électrique et à un deuxième circuit électrique, et- a first terminal and a second terminal able to be respectively electrically connected to a first electrical circuit and to a second electrical circuit, and
- un bras connecté électriquement à la première borne, et mobile par rapport à la deuxième borne entre une position de fermeture du commutateur, dans laquelle le bras relie électriquement la première borne et la deuxième borne entre elles, et une position d’ouverture du commutateur, dans laquelle le bras est à l’écart de la deuxième borne.- an arm electrically connected to the first terminal, and movable relative to the second terminal between a closed position of the switch, in which the arm electrically connects the first terminal and the second terminal together, and an open position of the switch , wherein the arm is away from the second terminal.
L’invention concerne également un véhicule, notamment ferroviaire, comprenant au moins un tel commutateur.The invention also relates to a vehicle, in particular a rail vehicle, comprising at least one such switch.
L’invention concerne aussi un procédé de fabrication d’un tel commutateur, la fabrication étant une fabrication initiale ou un rétrofit pour obtenir le commutateur.The invention also relates to a method of manufacturing such a switch, the manufacture being an initial manufacture or a retrofit to obtain the switch.
Un tel commutateur est adapté à l’alimentation électrique des véhicules, notamment ferroviaires, c’est-à-dire à des tensions de l’ordre de 15000V à 25000 V. A de telles tensions, l’ouverture ou la fermeture du commutateur provoque l’apparition d’un ou plusieurs arcs électriques entre le bras et la deuxième borne. En effet, tant que le bras et la deuxième borne sont suffisamment proches l’un de l’autre, la tension électrique entre ces deux éléments provoque une ionisation de l’air et un déplacement de charges électriques entre le bras et la deuxième borne. Ces arcs électriques sont susceptibles de provoquer un enlèvement de matière et/ou une altération sur le bras et sur la deuxième borne.Such a switch is suitable for supplying electricity to vehicles, in particular railway vehicles, that is to say at voltages of the order of 15,000 V to 25,000 V. At such voltages, the opening or closing of the switch causes the appearance of one or more electric arcs between the arm and the second terminal. Indeed, as long as the arm and the second terminal are sufficiently close to each other, the electrical voltage between these two elements causes ionization of the air and a displacement of electrical charges between the arm and the second terminal. These electric arcs are likely to cause material removal and/or damage to the arm and to the second terminal.
Ceci peut altérer le fonctionnement du commutateur, et en tout état de cause réduit sa durée de vie.This can alter the operation of the switch, and in any event reduces its life.
Ainsi, un but de l’invention est de proposer un commutateur du type décrit ci-dessus offrant une durée de vie améliorée, toutes choses égales par ailleurs.Thus, an object of the invention is to propose a switch of the type described above offering an improved service life, all other things being equal.
A cet effet, l’invention a pour objet un commutateur du type décrit ci-dessus, dans lequel:To this end, the subject of the invention is a switch of the type described above, in which:
- le commutateur comprend en outre un premier contact d’usure et un deuxième contact d’usure connectés électriquement et mécaniquement respectivement au bras et à la deuxième borne, respectivement par un premier système de connexion et par un deuxième système de connexion, et- the switch further comprises a first wear contact and a second wear contact electrically and mechanically connected respectively to the arm and to the second terminal, respectively by a first connection system and by a second connection system, and
- le bras est mobile successivement entre la position d’ouverture dans laquelle le premier contact d’usure est à l’écart du deuxième contact d’usure pour éviter un arc électrique entre le premier contact d’usure et le deuxième contact d’usure, une position intermédiaire dans laquelle le premier contact d’usure est en contact électrique avec le deuxième contact d’usure, via notamment un arc électrique, alors que le bras et la deuxième borne sont encore à l’écart l’un de l’autre pour éviter un arc électrique entre le bras et la deuxième borne, et la position de fermeture. Selon des modes de réalisation particuliers, le commutateur comprend l’une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, prise(s) isolément ou selon toutes les combinaisons techniquement possibles:- the arm is movable successively between the open position in which the first wear contact is away from the second wear contact to avoid an electric arc between the first wear contact and the second wear contact , an intermediate position in which the first wear contact is in electrical contact with the second wear contact, in particular via an electric arc, while the arm and the second terminal are still away from one another other to avoid an electric arc between the arm and the second terminal, and the closed position. According to particular embodiments, the switch comprises one or more of the following characteristics, taken separately or according to all the technically possible combinations:
- le premier système de connexion et le deuxième système de connexion sont adaptés pour que le premier contact d’usure et le deuxième contact d’usure restent en contact électrique pendant un passage du bras de la position intermédiaire à la position de fermeture;- the first connection system and the second connection system are adapted so that the first wear contact and the second wear contact remain in electrical contact during passage of the arm from the intermediate position to the closed position;
- le premier système de connexion et le deuxième système de connexion sont adaptés pour que le premier contact d’usure et le deuxième contact d’usure restent en contact électrique pendant un passage du bras de la position de fermeture à la position intermédiaire;- the first connection system and the second connection system are adapted so that the first wear contact and the second wear contact remain in electrical contact during passage of the arm from the closed position to the intermediate position;
- le premier système de connexion comprend un premier organe flexible, électriquement conducteur, le premier organe flexible ayant une extrémité proximale fixée sur le bras et une extrémité distale fixée sur le premier contact d’usure, le premier organe flexible étant configuré pour permettre au premier contact d’usure (d’être plus proche du bras dans la position de fermeture que dans la position intermédiaire; et/ou le deuxième système de connexion comprend un deuxième organe flexible, électriquement conducteur, le deuxième organe flexible ayant une extrémité proximale fixée sur la deuxième borne et une extrémité distale fixée sur le deuxième contact d’usure, le deuxième organe flexible étant configuré pour permettre au deuxième contact d’usure d’être plus proche de la deuxième borne dans la position de fermeture que dans la position intermédiaire;- the first connection system comprises a first flexible, electrically conductive member, the first flexible member having a proximal end fixed to the arm and a distal end fixed to the first wear contact, the first flexible member being configured to allow the first wear contact (to be closer to the arm in the closed position than in the intermediate position; and/or the second connection system comprises a second flexible, electrically conductive member, the second flexible member having a proximal end fixed to the second terminal and a distal end attached to the second wear contact, the second flexible member being configured to allow the second wear contact to be closer to the second terminal in the closed position than in the intermediate position;
- le premier système de connexion comprend un premier organe électriquement conducteur ayant une extrémité proximale fixée sur le bras et une extrémité distale fixée sur le premier contact d’usure, le premier organe étant configuré pour permettre au premier contact d’usure d’être plus proche du bras dans la position de fermeture que dans la position intermédiaire, le premier organe et le premier contact d’usure étant formés d’une seule pièce avantageusement dans un alliage cuivre-tungstène; et/ou le deuxième système de connexion comprend un deuxième organe, électriquement conducteur, le deuxième organe ayant une extrémité proximale fixée sur la deuxième borne et une extrémité distale fixée sur le deuxième contact d’usure, le deuxième organe étant configuré pour permettre au deuxième contact d’usure d’être plus proche de la deuxième borne dans la position de fermeture que dans la position intermédiaire, le deuxième organe et le deuxième contact d’usure étant formés d’une seule pièce avantageusement dans un alliage cuivre-tungstène;- the first connection system comprises a first electrically conductive member having a proximal end fixed to the arm and a distal end fixed to the first wear contact, the first member being configured to allow the first wear contact to be more closer to the arm in the closed position than in the intermediate position, the first member and the first wear contact being formed in one piece, advantageously from a copper-tungsten alloy; and/or the second connection system comprises a second electrically conductive member, the second member having a proximal end fixed to the second terminal and a distal end fixed to the second wear contact, the second member being configured to allow the second wear contact to be closer to the second terminal in the closed position than in the intermediate position, the second member and the second wear contact being formed in one piece, advantageously from a copper-tungsten alloy;
- le premier système de connexion comprend un organe rigide, électriquement conducteur, portant le premier contact d’usure, l’organe rigide étant monté mobile en rotation sur le bras autour d’un axe de pivotement entre une position au repos, et une position comprimée, dans laquelle le premier contact d’usure est plus proche du bras que dans la position de repos, le premier système de connexion comprenant en outre un organe de rappel adapté pour rappeler élastiquement l’organe rigide de la position comprimée vers la position de repos; et- the first connection system comprises a rigid member, electrically conductive, carrying the first wear contact, the rigid member being rotatably mounted on the arm about a pivot axis between a position at rest, and a position compressed, in which the first wear contact is closer to the arm than in the rest position, the first connection system further comprising a return member adapted to elastically return the rigid member from the compressed position to the rest; And
- le commutateur électrique comprend en outre un support, et dans lequel la première borne comprend une partie électriquement isolante montée rotative sur le support autour de l’axe de rotation, et une partie électriquement conductrice sur laquelle le bras est fixé et propre à être reliée au premier circuit électrique.- the electrical switch further comprises a support, and in which the first terminal comprises an electrically insulating part rotatably mounted on the support around the axis of rotation, and an electrically conductive part on which the arm is fixed and adapted to be connected to the first electrical circuit.
L’invention a également pour objet un véhicule, notamment ferroviaire comprenant au moins un commutateur tel que décrit ci-dessus, un premier circuit électrique connecté à la première borne, et un deuxième circuit électrique connecté à la deuxième borne.The invention also relates to a vehicle, in particular a rail vehicle, comprising at least one switch as described above, a first electrical circuit connected to the first terminal, and a second electrical circuit connected to the second terminal.
Selon un mode de réalisation particulier, le commutateur est situé dans ou sur le toit.According to a particular embodiment, the switch is located in or on the roof.
L’invention a enfin pour objet un procédé de fabrication d’un commutateur électrique comprenant les étapes suivantes:Finally, the subject of the invention is a method for manufacturing an electrical switch comprising the following steps:
- fourniture d’une première borne et une deuxième borne propre à être respectivement connectées électriquement à un premier circuit électrique et à un deuxième circuit électrique,- supply of a first terminal and a second terminal capable of being respectively electrically connected to a first electrical circuit and to a second electrical circuit,
- fourniture d’un bras connecté électriquement à la première borne, et mobile par rapport à la deuxième borne entre une position de fermeture du commutateur, dans laquelle le bras relie électriquement la première borne et la deuxième borne entre elles, et une position d’ouverture du commutateur, dans laquelle le bras est à l’écart de la deuxième borne,- provision of an arm electrically connected to the first terminal, and movable relative to the second terminal between a closed position of the switch, in which the arm electrically connects the first terminal and the second terminal to each other, and a position of opening of the switch, in which the arm is away from the second terminal,
- fourniture d’un premier contact d’usure et d’un deuxième contact d’usure, et- provision of a first wear contact and a second wear contact, and
- connexion du premier contact d’usure et du deuxième contact d’usure électriquement et mécaniquement respectivement au bras et à la deuxième borne, respectivement par un premier système de connexion et par un deuxième système de connexion, le bras étant mobile successivement entre la position d’ouverture dans laquelle le premier contact d’usure est à l’écart du deuxième contact d’usure pour éviter un arc électrique entre le premier contact d’usure et le deuxième contact d’usure, une position intermédiaire dans laquelle le premier contact d’usure est en contact électrique avec le deuxième contact d’usure, via notamment un arc électrique, alors que le bras et la deuxième borne sont encore à l’écart l’un de l’autre pour éviter un arc électrique entre le bras et la deuxième borne, et la position de fermeture.- connection of the first wear contact and of the second wear contact electrically and mechanically respectively to the arm and to the second terminal, respectively by a first connection system and by a second connection system, the arm being movable successively between the position opening in which the first wear contact is away from the second wear contact to avoid an electric arc between the first wear contact and the second wear contact, an intermediate position in which the first contact wear contact is in electrical contact with the second wear contact, in particular via an electric arc, while the arm and the second terminal are still away from each other to avoid an electric arc between the arm and the second terminal, and the closed position.
L’invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d’exemple et faite en se référant aux dessins annexés, sur lesquels:The invention will be better understood on reading the following description, given solely by way of example and made with reference to the appended drawings, in which:
En référence aux figures 1 à 3, on décrit un véhicule 10 selon l’invention. Dans l’exemple représenté, le véhicule 10 est un véhicule ferroviaire alimenté électriquement en haute tension par des systèmes non représentés. Par «haute tension», on entend par exemple une tension supérieure ou égale à 10 kV, avantageusement d’environ 25 kV.With reference to Figures 1 to 3, a vehicle 10 according to the invention is described. In the example shown, the vehicle 10 is a railway vehicle electrically supplied with high voltage by systems not shown. By "high voltage" is meant for example a voltage greater than or equal to 10 kV, advantageously about 25 kV.
En variante, le véhicule 10 n’est pas un véhicule ferroviaire, mais par exemple un trolleybus ou tout autre véhicule usuellement alimenté en haute tension. Alternatively, the vehicle 10 is not a railway vehicle, but for example a trolleybus or any other vehicle usually supplied with high voltage .
Le véhicule 10 comprend un toit 12, un premier circuit électrique 14, un deuxième circuit électrique 16, et un commutateur 18 électrique situé électriquement entre le premier circuit électrique 14 et le deuxième circuit électrique 16.The vehicle 10 comprises a roof 12, a first electrical circuit 14, a second electrical circuit 16, and an electrical switch 18 located electrically between the first electrical circuit 14 and the second electrical circuit 16.
Le premier circuit électrique 14 comprend par exemple un pantographe (non représenté) adapté pour être relié à une caténaire (non représentée) destinée à apporter une puissance électrique au véhicule 10.The first electrical circuit 14 comprises for example a pantograph (not shown) adapted to be connected to a catenary (not shown) intended to provide electrical power to the vehicle 10.
Le deuxième circuit électrique 16 est par exemple un circuit de distribution de la puissance électrique dans le véhicule 10. Le deuxième circuit électrique 16 est par exemple connecté à un transformateur électrique (non représenté), ou à d’autres équipements consommateurs d’électricité (également non représentés).The second electric circuit 16 is for example a circuit for distributing electric power in the vehicle 10. The second electric circuit 16 is for example connected to an electric transformer (not shown), or to other electricity-consuming equipment ( also not shown).
Selon une variante non représentée, le véhicule 10 comprend plusieurs commutateurs analogues au commutateur 18, ce qui permet par exemple de distribuer la puissance électrique à plusieurs sous-circuits électriques à partir du premier circuit électrique 14 ou bien d’un autre circuit électrique.According to a variant not shown, the vehicle 10 comprises several switches similar to the switch 18, which makes it possible, for example, to distribute the electric power to several electric sub-circuits from the first electric circuit 14 or else from another electric circuit.
Le commutateur 18 comprend un support 20 fixé sur ou dans le toit 12, une première borne 22 connectée électriquement au premier circuit électrique 14, et une deuxième borne 24 connectée électriquement au deuxième circuit électrique 16. Le commutateur 18 comprend aussi un bras 26 connecté électriquement à la première borne 22, et mobile en rotation autour d’un axe D1 par rapport à la deuxième borne 24 entre une position de fermeture du commutateur (représentée sur la figure 3), une position d’ouverture (représentée sur la figure 1), et différentes positions intermédiaires (dont l’une est représentée sur la figure 2).The switch 18 comprises a support 20 fixed on or in the roof 12, a first terminal 22 electrically connected to the first electric circuit 14, and a second terminal 24 electrically connected to the second electric circuit 16. The switch 18 also comprises an arm 26 electrically connected to the first terminal 22, and rotatable around an axis D1 relative to the second terminal 24 between a closed position of the switch (shown in Figure 3), an open position (shown in Figure 1) , and different intermediate positions (one of which is shown in Figure 2).
Le commutateur 18 comprend en outre un premier contact d’usure 28 connecté électriquement et mécaniquement au bras 26 par un premier système de connexion 30. Le commutateur comprend aussi un deuxième contact d’usure 32 connecté électriquement et mécaniquement à la deuxième borne 24 par un deuxième système de connexion 34.The switch 18 further comprises a first wear contact 28 electrically and mechanically connected to the arm 26 by a first connection system 30. The switch also comprises a second wear contact 32 electrically and mechanically connected to the second terminal 24 by a second connection system 34.
La première borne 22 comprend par exemple une partie 36 électriquement isolante montée rotative sur le support 20 autour de l’axe de rotation D1, et une partie électriquement conductrice 38 sur laquelle le bras 26 est fixé et reliée au premier circuit électrique 14.The first terminal 22 comprises for example an electrically insulating part 36 rotatably mounted on the support 20 around the axis of rotation D1, and an electrically conductive part 38 on which the arm 26 is fixed and connected to the first electrical circuit 14.
La deuxième borne 24 comprend par exemple une partie électriquement isolante 40 fixée sur le support 20, et des mâchoires 42 adaptées pour recevoir, dans la position fermée du commutateur, une extrémité distale 44 du bras 26 par rapport à la première borne 22.The second terminal 24 comprises for example an electrically insulating part 40 fixed on the support 20, and jaws 42 adapted to receive, in the closed position of the switch, a distal end 44 of the arm 26 with respect to the first terminal 22.
Par «isolant», on entend que l’élément n’est pas adapté pour conduire l’électricité et possède par exemple une résistivité supérieure à 105Ω.m.By "insulator" is meant that the element is not suitable for conducting electricity and has for example a resistivity greater than 10 5 Ω.m.
Le bras 26 est par exemple rectiligne. Le bras 26 est par exemple fixé sur la première borne 22 et avantageusement adapté pour être entraîné en rotation autour de l’axe D1 par la première borne.The arm 26 is for example rectilinear. The arm 26 is for example fixed on the first terminal 22 and advantageously adapted to be driven in rotation around the axis D1 by the first terminal.
Le premier contact d’usure 28 et le deuxième contact d’usure 32 sont avantageusement analogues l’un à l’autre structurellement. Ils forment par exemple deux plaquettes, et sont avantageusement constitués d’un alliage d’argent et/ou de tungstèneThe first wear contact 28 and the second wear contact 32 are advantageously similar to each other structurally. They form for example two plates, and are advantageously made of an alloy of silver and/or tungsten
Le premier système de connexion 30 et le deuxième système de connexion 34 sont adaptés pour que le premier contact d’usure 28 et le deuxième contact d’usure 32 soient à l’écart l’un de l’autre dans la position d’ouverture afin d’éviter un arc électrique entre ces deux contacts d’usure.The first connection system 30 and the second connection system 34 are adapted so that the first wear contact 28 and the second wear contact 32 are spaced apart from each other in the open position. in order to avoid an electric arc between these two wear contacts.
Les systèmes de connexion 30, 34 sont également adaptés pour que les contacts d’usure 28, 32 soient à proximité l’un de l’autre dans la position intermédiaire représentée sur la figure 2, afin de permettre l’apparition d’un arc électrique 46 entre eux, le bras 26 et la deuxième borne 24 étant suffisamment à l’écart l’un de l’autre pour éviter tout arc électrique entre le bras et la deuxième borne. Les contacts d’usure 28, 32 sont, dans cette position intermédiaire, les parties conductrices les plus proches reliées d’une part au bras 26 et d’autre part à la deuxième borne 24.The connection systems 30, 34 are also adapted so that the wear contacts 28, 32 are close to each other in the intermediate position shown in Figure 2, in order to allow the appearance of an arc electric 46 between them, the arm 26 and the second terminal 24 being far enough apart from each other to avoid any electric arc between the arm and the second terminal. The wear contacts 28, 32 are, in this intermediate position, the closest conductive parts connected on the one hand to the arm 26 and on the other hand to the second terminal 24.
Les dimensions des systèmes de connexion 30 et 34 sont choisies en fonction de la tension présente entre les bornes 22 et 24. On veillera à ce qu’à la position intermédiaire corresponde à la position d’amorçage, c’est-à-dire de création d’un arc électrique entre les contacts d’usure 28 et 32 ou à la mise en contact des contacts d’usure 28 et 32, la distance entre les mâchoires 42 et l’extrémité 44 du bras étant par exemple au moins 10% plus importante que la distance entre les systèmes de connexion 30 et 34 au moment de l’amorçage.The dimensions of the connection systems 30 and 34 are chosen according to the voltage present between the terminals 22 and 24. Care will be taken to ensure that the intermediate position corresponds to the priming position, that is to say creation of an electric arc between the wear contacts 28 and 32 or the bringing into contact of the wear contacts 28 and 32, the distance between the jaws 42 and the end 44 of the arm being for example at least 10% greater than the distance between the connection systems 30 and 34 at the time of booting.
Les systèmes de connexion 30, 34 sont également adaptés pour que, dans une position intermédiaire dans laquelle le bras 26 est légèrement plus proche de la deuxième borne 24 que sur la figure 2, les contacts d’usure 28, 32 soient en contact l’un avec l’autre.The connection systems 30, 34 are also adapted so that, in an intermediate position in which the arm 26 is slightly closer to the second terminal 24 than in FIG. 2, the wear contacts 28, 32 are in contact with each other.
Dans l’exemple représenté, le contact est plan pour une plus grande facilité de réalisation.In the example shown, the contact is flat for greater ease of construction.
En variante, le contact est ponctuel, par exemple si les contacts d’usure 28, 32 sont bombés.Alternatively, the contact is punctual, for example if the wear contacts 28, 32 are curved.
Les systèmes de connexion 30, 34 sont enfin adaptés pour que les contacts d’usure 28, 32 restent en contact l’un avec l’autre depuis cette position intermédiaire (dans laquelle les contacts d’usure entrent en contact l’un avec l’autre ou sont reliés électriquement l’un à l’autre via un arc électrique) jusqu’à la position de fermeture, le contact restant de préférence plan.The connection systems 30, 34 are finally adapted so that the wear contacts 28, 32 remain in contact with each other from this intermediate position (in which the wear contacts come into contact with each other). 'other or are electrically connected to each other via an electric arc) to the closed position, the contact preferably remaining plane.
Dans l’exemple représenté, le premier système de connexion 30 et le deuxième système de connexion 34 sont structurellement analogues l’un à l’autre.In the example shown, the first connection system 30 and the second connection system 34 are structurally similar to each other.
Le premier système de connexion 30 comprend un premier organe flexible 48, électriquement conducteur, ayant une extrémité proximale 50 fixée sur le bras 26, et une extrémité distale 52 fixée sur le premier contact d’usure 28.The first connection system 30 comprises a first flexible member 48, electrically conductive, having a proximal end 50 fixed to the arm 26, and a distal end 52 fixed to the first wear contact 28.
Par «conducteur», on entend que l’élément est adapté pour conduire l’électricité, sa résistivité étant par exemple inférieure à 10- 7Ω.m.“Conductive” means that the element is suitable for conducting electricity, its resistivity being for example less than 10-7 Ω.m.
Le premier organe flexible 48 est configuré pour permettre au premier contact d’usure 28 d’être plus proche du bras 26 dans la position de fermeture que dans la position intermédiaire représentée sur la figure 2.The first flexible member 48 is configured to allow the first wear contact 28 to be closer to the arm 26 in the closed position than in the intermediate position shown in Figure 2.
Le deuxième système de connexion 34 comprend un deuxième organe flexible 54, par exemple sensiblement symétrique du premier organe flexible 48 par rapport à un plan P (figure 2).The second connection system 34 comprises a second flexible member 54, for example substantially symmetrical with the first flexible member 48 with respect to a plane P (FIG. 2).
Le deuxième organe flexible 54, dans l’exemple représenté, a une extrémité proximale 56 fixée sur la deuxième borne 24, et une extrémité distale 58 fixée sur le deuxième contact d’usure 32. Le deuxième organe flexible 54 est configuré pour permettre au deuxième contact d’usure d’être plus proche de la deuxième borne dans la position de fermeture que dans la position intermédiaire représentée sur la figure 2.The second flexible member 54, in the example shown, has a proximal end 56 fixed to the second terminal 24, and a distal end 58 fixed to the second wear contact 32. The second flexible member 54 is configured to allow the second wear contact to be closer to the second terminal in the closed position than in the intermediate position shown in Figure 2.
Selon un mode de réalisation particulier, le premier organe flexible 48 et le deuxième organe flexible 54 sont venus de matière respectivement avec le premier contact d’usure 28 et le deuxième contact d’usure 32. Par exemple, les ensembles ainsi formés comprennent un matériau conducteur et résistant à l’arc électrique 46, par exemple un alliage cuivre-tungstène. Ces ensembles sont avantageusement constitués de cet alliage.According to a particular embodiment, the first flexible member 48 and the second flexible member 54 are made in one piece respectively with the first wear contact 28 and the second wear contact 32. For example, the assemblies thus formed comprise a material conductive and resistant to the electric arc 46, for example a copper-tungsten alloy. These sets are advantageously made of this alloy.
Le fonctionnement du commutateur 18 se déduit de sa structure et va maintenant être décrit.The operation of switch 18 is deduced from its structure and will now be described.
La position d’ouverture (figure 1) permet d’isoler électriquement le premier circuit électrique 14 du deuxième circuit électrique 16. Aucun courant électrique ne passe de la première borne 22 à la deuxième borne 24. En effet, dans la position d’ouverture, le bras 26 et le premier contact d’usure 28 sont respectivement à l’écart des mâchoires 42 et du deuxième contact d’usure 32. Compte-tenu des tensions électriques en jeu, aucun arc électrique n’apparaît entre ces éléments.The open position (FIG. 1) makes it possible to electrically isolate the first electric circuit 14 from the second electric circuit 16. No electric current passes from the first terminal 22 to the second terminal 24. Indeed, in the open position , the arm 26 and the first wear contact 28 are respectively away from the jaws 42 and the second wear contact 32. Given the electrical voltages involved, no electric arc appears between these elements.
Puis la première borne 22 est actionnée en rotation par rapport au support 20 autour de l’axe de rotation D1 par des moyens non représentés, ce qui entraîne le bras 26 en rotation vers la deuxième borne 24. Ceci a également pour effet de rapprocher les contacts d’usure 28, 32 l’un de l’autre.Then the first terminal 22 is actuated in rotation relative to the support 20 around the axis of rotation D1 by means not shown, which causes the arm 26 to rotate towards the second terminal 24. This also has the effect of bringing the wear contacts 28, 32 from each other.
Lorsque le bras 26 atteint la position intermédiaire représentée sur la figure 2, l’arc électrique 46 apparaît entre les contacts d’usure 28, 32, et non entre le bras 26 et la deuxième borne 24, qui sont ainsi protégés.When the arm 26 reaches the intermediate position shown in Figure 2, the electric arc 46 appears between the wear contacts 28, 32, and not between the arm 26 and the second terminal 24, which are thus protected.
Ensuite, le bras 26 se rapprochant encore de la deuxième 24, les contacts d’usure 28, 32 entrent en contact l’un avec l’autre. Enfin, le bras 26 atteint la position de fermeture représentée sur la figure 3. Durant le passage du bras de la position intermédiaire dans laquelle les contacts d’usure 28, 32 entrent en contact électrique l’un avec l’autre jusqu’à la position de fermeture, les contacts d’usure restent en contact électrique l’un avec l’autre, ce qui empêche l’apparition d’un arc électrique entre le bras et la deuxième borne, même lorsque le bras est très proche des mâchoires 42. Ainsi, le bras et la deuxième borne sont protégés pendant toute l’opération de fermeture du commutateur 18.Then, the arm 26 still approaching the second 24, the wear contacts 28, 32 come into contact with each other. Finally, the arm 26 reaches the closed position shown in Figure 3. During the passage of the arm from the intermediate position in which the wear contacts 28, 32 come into electrical contact with each other until the closed position, the wear contacts remain in electrical contact with each other, which prevents the appearance of an electric arc between the arm and the second terminal, even when the arm is very close to the jaws 42 Thus, the arm and the second terminal are protected throughout the closing operation of the switch 18.
Inversement, pour ouvrir le commutateur 18, le bras 26 est entraîné en rotation par rapport au support 20 autour de l’axe de rotation D1 en sens contraire par la première borne 22. Les contacts d’usure 28, 32, initialement en contact dans la position de fermeture, restent en contact l’un avec l’autre alors que le bras 26 commence à s’éloigner des mâchoires 42, empêchant l’apparition d’un arc électrique entre le bras et la deuxième borne.Conversely, to open the switch 18, the arm 26 is driven in rotation relative to the support 20 around the axis of rotation D1 in the opposite direction by the first terminal 22. The wear contacts 28, 32, initially in contact in the closed position, remain in contact with each other while the arm 26 begins to move away from the jaws 42, preventing the appearance of an electric arc between the arm and the second terminal.
Puis, le contact physique entre les deux contacts d’usure 28, 32 cesse et l’arc électrique 46 apparaît à nouveau entre les contacts d’usure. Aucun arc électrique n’apparaît alors entre le bras 26 et la deuxième borne 24, car le bras et la deuxième borne sont alors suffisamment éloignés l’un de l’autre.Then, the physical contact between the two wear contacts 28, 32 ceases and the electric arc 46 appears again between the wear contacts. No electric arc then appears between the arm 26 and the second terminal 24, because the arm and the second terminal are then sufficiently distant from each other.
Ensuite, l’arc électrique 46 cesse lorsque les contacts d’usure 28, 32 sont à leur tour suffisamment éloignés l’un de l’autre. Le bras 26 arrive peu après dans la position d’ouverture (figure 1).Then, the electric arc 46 ceases when the wear contacts 28, 32 are in turn sufficiently distant from each other. The arm 26 arrives shortly after in the open position (Figure 1).
On va maintenant décrire un procédé de fabrication selon l’invention.A manufacturing method according to the invention will now be described.
Le procédé comprend la fourniture de la première borne 22 et la deuxième borne 24, et du bras 26.The method includes providing the first terminal 22 and the second terminal 24, and the arm 26.
Le procédé comprend en outre la fourniture du premier contact d’usure 28 et du deuxième contact d’usure 32, et leur connexion électrique et mécanique, respectivement au bras 26 et à la deuxième borne 24, respectivement par le premier système de connexion 30 et le deuxième système de connexion 34.The method further comprises providing the first wear contact 28 and the second wear contact 32, and their electrical and mechanical connection, respectively to the arm 26 and to the second terminal 24, respectively by the first connection system 30 and the second connection system 34.
Il s’agit d’une fabrication initiale lorsque toutes ces opérations sont réalisées pour obtenir le commutateur 18 et que celui-ci est ensuite fixé sur le toit 12 du véhicule 10.This is an initial production when all these operations are carried out to obtain the switch 18 and this is then fixed on the roof 12 of the vehicle 10.
Selon une variante, le procédé de fabrication est un procédé de rétrofit ou d’amélioration produit lorsque les opérations de fourniture ou de conception de la première borne 22, le deuxième borne 24 et du bras 26 ont été réalisées depuis longtemps lors de la fabrication d’un commutateur classique, et que les étapes de fourniture des contacts d’usure 28, 32 et des systèmes de connexion 30, 34 sont réalisés un certain temps après pour améliorer le commutateur.According to a variant, the manufacturing process is a retrofit or improvement process produced when the operations of supplying or designing the first terminal 22, the second terminal 24 and the arm 26 have been carried out for a long time during the manufacture of a conventional switch, and that the steps of providing the wear contacts 28, 32 and the connection systems 30, 34 are carried out some time afterwards to improve the switch.
Ceci est par exemple réalisé comme représenté sur la figure 4.This is for example done as shown in Figure 4.
Le premier contact d’usure 28 est par exemple fourni déjà fixé sur le premier organe flexible 48. L’extrémité distale 50 est alors aisément fixée sur le bras 26, par exemple à l’aide d’une attache 60.The first wear contact 28 is for example supplied already fixed on the first flexible member 48. The distal end 50 is then easily fixed on the arm 26, for example using a clip 60.
Avantageusement, l’attache 60 est adaptée pour permettre un réglage angulaire du premier organe flexible 48 autour d’un axe D2 sensiblement parallèle à l’axe de rotation D1. Ceci permet de sélectionner une position intermédiaire du bras 26 en rotation autour de l’axe de rotation D1 par rapport à la deuxième borne 24 à partir de laquelle les contacts d’usure 28, 32 entrent en contact électrique et/ou physique l’un avec l’autre lors de la fermeture, ou se séparent l’un de l’autre lors de l’ouverture.Advantageously, the attachment 60 is adapted to allow an angular adjustment of the first flexible member 48 around an axis D2 substantially parallel to the axis of rotation D1. This makes it possible to select an intermediate position of the arm 26 in rotation around the axis of rotation D1 with respect to the second terminal 24 from which the wear contacts 28, 32 come into electrical and/or physical contact with one another. with each other when closing, or separate from each other when opening.
Grâce aux caractéristiques décrites ci-dessus, l’usure du bras 26 et des mâchoires 42 est réduite et le commutateur 18 présente une durée de vie améliorée.Thanks to the characteristics described above, the wear of the arm 26 and the jaws 42 is reduced and the switch 18 has an improved life.
En référence à la figure 5, on va maintenant décrire un commutateur 118 (partiellement représenté) constituant une variante du commutateur 18. Les commutateur 118 est analogue au commutateur 18 représenté sur les figures 1 à 3. Les éléments similaires portent les mêmes références numériques et ne seront pas décrits à nouveau. Seules les différences seront décrites en détail ci-après.Referring to Figure 5, we will now describe a switch 118 (partially shown) constituting a variant of the switch 18. The switch 118 is similar to the switch 18 shown in Figures 1 to 3. Similar elements bear the same reference numerals and will not be described again. Only the differences will be described in detail below.
Dans le commutateur 118, le premier contact d’usure 28 est monté sur le bras 26 à l’aide d’un système de connexion 130.In the switch 118, the first wear contact 28 is mounted on the arm 26 using a connection system 130.
Le système de connexion 130 comprend un organe rigide 148 et un organe de rappel 150.The connection system 130 comprises a rigid member 148 and a return member 150.
L’organe rigide 148 est électriquement conducteur et porte le premier contact d’usure 28. L’organe rigide est monté mobile en rotation sur le bras 26 autour d’un axe de pivotement D3, entre une position au repos (représentée sur la figure 5), et une position comprimée (non représentée mais se déduisant de la position au repos par une rotation de l’organe rigide 148 autour de l’axe D3), dans laquelle le premier contact d’usure 28 est plus proche du bras 26 que dans la position de repos.The rigid member 148 is electrically conductive and carries the first wear contact 28. The rigid member is rotatably mounted on the arm 26 around a pivot axis D3, between a position at rest (shown in FIG. 5), and a compressed position (not shown but deduced from the position at rest by a rotation of the rigid member 148 around the axis D3), in which the first wear contact 28 is closer to the arm 26 than in the rest position.
L’organe rigide 148 est par exemple une tige ou une lame rectiligne.The rigid member 148 is for example a straight rod or blade.
L’organe rigide 148 est par exemple monté sur le bras à l’aide d’une charnière 152 définissant l’axe de pivotement D3.The rigid member 148 is for example mounted on the arm using a hinge 152 defining the pivot axis D3.
L’organe de rappel 150 est par exemple un ressort 154 monté en compression entre une extrémité distale 156 de l’organe rigide 148 et le bras 26.The return member 150 is for example a spring 154 mounted in compression between a distal end 156 of the rigid member 148 and the arm 26.
Dans cette variante, le système de connexion du deuxième contact d’usure 32 est par exemple analogue au système de connexion 130.In this variant, the connection system of the second wear contact 32 is for example similar to the connection system 130.
Selon d’autres variantes non représentées, seul l’un des systèmes de connexion 30, 34 présente une flexibilité. En effet, pour amortir le contact entre les contacts d’usure 28, 32 et obtenir un contact prolongé, il suffit qu’un seul des deux systèmes de connexion soit flexible.According to other variants not shown, only one of the connection systems 30, 34 has flexibility. In fact, to dampen the contact between the wear contacts 28, 32 and obtain prolonged contact, it is sufficient for only one of the two connection systems to be flexible.
Claims (10)
- une première borne (22) et une deuxième borne (24) propres à être respectivement connectées électriquement à un premier circuit électrique (14) et à un deuxième circuit électrique (16), et
- un bras (26) connecté électriquement à la première borne (22), et mobile par rapport à la deuxième borne (24) entre une position de fermeture du commutateur (18 ; 118), dans laquelle le bras (26) relie électriquement la première borne (22) et la deuxième borne (24) entre elles, et une position d’ouverture du commutateur (18 ; 118), dans laquelle le bras (26) est à l’écart de la deuxième borne (24),
caractérisé en ce que:
- le commutateur (18 ; 118) comprend en outre un premier contact d’usure (28) et un deuxième contact d’usure (32) connectés électriquement et mécaniquement respectivement au bras (26) et à la deuxième borne (24), respectivement par un premier système de connexion (30; 130) et par un deuxième système de connexion (34), et
- le bras (26) est mobile successivement entre la position d’ouverture dans laquelle le premier contact d’usure (28) est à l’écart du deuxième contact d’usure (32) pour éviter un arc électrique entre le premier contact d’usure (28) et le deuxième contact d’usure (32), une position intermédiaire dans laquelle le premier contact d’usure (28) est en contact électrique avec le deuxième contact d’usure (32), via notamment un arc électrique, alors que le bras (26) et la deuxième borne (24) sont encore à l’écart l’un de l’autre pour éviter un arc électrique entre le bras (26) et la deuxième borne (24), et la position de fermeture.Electrical switch (18; 118) comprising:
- a first terminal (22) and a second terminal (24) able to be respectively electrically connected to a first electrical circuit (14) and to a second electrical circuit (16), and
- an arm (26) electrically connected to the first terminal (22), and movable relative to the second terminal (24) between a closed position of the switch (18; 118), in which the arm (26) electrically connects the first terminal (22) and the second terminal (24) between them, and an open position of the switch (18; 118), in which the arm (26) is away from the second terminal (24),
characterized in that:
- the switch (18; 118) further comprises a first wear contact (28) and a second wear contact (32) electrically and mechanically connected respectively to the arm (26) and to the second terminal (24), respectively by a first connection system (30; 130) and by a second connection system (34), and
- the arm (26) is movable successively between the open position in which the first wear contact (28) is away from the second wear contact (32) to avoid an electric arc between the first contact d wear contact (28) and the second wear contact (32), an intermediate position in which the first wear contact (28) is in electrical contact with the second wear contact (32), in particular via an electric arc , while the arm (26) and the second terminal (24) are still away from each other to avoid an electric arc between the arm (26) and the second terminal (24), and the position closing.
- le premier système de connexion (30) comprend un premier organe flexible, électriquement conducteur, le premier organe flexible ayant une extrémité proximale fixée sur le bras (26) et une extrémité distale fixée sur le premier contact d’usure (28), le premier organe flexible étant configuré pour permettre au premier contact d’usure (28) d’être plus proche du bras (26) dans la position de fermeture que dans la position intermédiaire, et/ou
- le deuxième système de connexion (34) comprend un deuxième organe flexible (54), électriquement conducteur, le deuxième organe flexible (54) ayant une extrémité proximale (56) fixée sur la deuxième borne (24) et une extrémité distale (58) fixée sur le deuxième contact d’usure (32), le deuxième organe flexible (54) étant configuré pour permettre au deuxième contact d’usure (32) d’être plus proche de la deuxième borne (24) dans la position de fermeture que dans la position intermédiaire.An electrical switch (18; 118) according to any preceding claim, wherein:
- the first connection system (30) comprises a first flexible, electrically conductive member, the first flexible member having a proximal end fixed to the arm (26) and a distal end fixed to the first wear contact (28), the first flexible member being configured to allow the first wear contact (28) to be closer to the arm (26) in the closed position than in the intermediate position, and/or
- the second connection system (34) comprises a second flexible member (54), electrically conductive, the second flexible member (54) having a proximal end (56) fixed to the second terminal (24) and a distal end (58) attached to the second wear contact (32), the second flexible member (54) being configured to allow the second wear contact (32) to be closer to the second terminal (24) in the closed position than in the intermediate position.
- le premier système de connexion (30) comprend un premier organe électriquement conducteur ayant une extrémité proximale fixée sur le bras (26) et une extrémité distale fixée sur le premier contact d’usure (28), le premier organe étant configuré pour permettre au premier contact d’usure (28) d’être plus proche du bras (26) dans la position de fermeture que dans la position intermédiaire, le premier organe et le premier contact d’usure étant formés d’une seule pièce avantageusement dans un alliage cuivre-tungstène, et/ou
- le deuxième système de connexion (34) comprend un deuxième organe (54), électriquement conducteur, le deuxième organe (54) ayant une extrémité proximale (56) fixée sur la deuxième borne (24) et une extrémité distale (58) fixée sur le deuxième contact d’usure (32), le deuxième organe (54) étant configuré pour permettre au deuxième contact d’usure (32) d’être plus proche de la deuxième borne (24) dans la position de fermeture que dans la position intermédiaire, le deuxième organe et le deuxième contact d’usure étant formés d’une seule pièce avantageusement dans un alliage cuivre-tungstène.An electrical switch (118) according to any of claims 1 to 3, wherein:
- the first connection system (30) comprises a first electrically conductive member having a proximal end fixed to the arm (26) and a distal end fixed to the first wear contact (28), the first member being configured to allow the first wear contact (28) to be closer to the arm (26) in the closed position than in the intermediate position, the first member and the first wear contact being formed in one piece, advantageously in an alloy copper-tungsten, and/or
- the second connection system (34) comprises a second electrically conductive member (54), the second member (54) having a proximal end (56) fixed to the second terminal (24) and a distal end (58) fixed to the second wear contact (32), the second member (54) being configured to allow the second wear contact (32) to be closer to the second terminal (24) in the closed position than in the closed position intermediary, the second member and the second wear contact being formed in one piece, advantageously in a copper-tungsten alloy.
- fourniture d’une première borne (22) et une deuxième borne (24) propre à être respectivement connectées électriquement à un premier circuit électrique (14) et à un deuxième circuit électrique (16), et
- fourniture d’un bras (26) connecté électriquement à la première borne (22), et mobile par rapport à la deuxième borne (24) entre une position de fermeture du commutateur (18 ; 118), dans laquelle le bras (26) relie électriquement la première borne (22) et la deuxième borne (24) entre elles, et une position d’ouverture du commutateur (18 ; 118), dans laquelle le bras (26) est à l’écart de la deuxième borne (24),
caractérisé en ce qu’il comprend en outre les étapes suivantes:
- fourniture d’un premier contact d’usure (28) et d’un deuxième contact d’usure (32), et
- connexion du premier contact d’usure (28) et du deuxième contact d’usure (32) électriquement et mécaniquement respectivement au bras (26) et à la deuxième borne (24), respectivement par un premier système de connexion (30 ; 130) et par un deuxième système de connexion (34), le bras (26) étant mobile successivement entre la position d’ouverture dans laquelle le premier contact d’usure (28) est à l’écart du deuxième contact d’usure (32) pour éviter un arc électrique entre le premier contact d’usure (28) et le deuxième contact d’usure (32), une position intermédiaire dans laquelle le premier contact d’usure (28) est en contact électrique avec le deuxième contact d’usure (32), via notamment un arc électrique, alors que le bras (26) et la deuxième borne (24) sont encore à l’écart l’un de l’autre pour éviter un arc électrique entre le bras (26) et la deuxième borne (24), et la position de fermeture.Method of manufacturing an electrical switch (18; 118), comprising the following steps:
- provision of a first terminal (22) and a second terminal (24) adapted to be respectively electrically connected to a first electric circuit (14) and to a second electric circuit (16), and
- provision of an arm (26) electrically connected to the first terminal (22), and movable relative to the second terminal (24) between a closed position of the switch (18; 118), in which the arm (26) electrically connects the first terminal (22) and the second terminal (24) to each other, and an open position of the switch (18; 118), in which the arm (26) is away from the second terminal (24 ),
characterized in that it further comprises the following steps:
- providing a first wear contact (28) and a second wear contact (32), and
- connection of the first wear contact (28) and the second wear contact (32) electrically and mechanically respectively to the arm (26) and to the second terminal (24), respectively by a first connection system (30; 130 ) and by a second connection system (34), the arm (26) being movable successively between the open position in which the first wear contact (28) is away from the second wear contact (32 ) to avoid an electric arc between the first wear contact (28) and the second wear contact (32), an intermediate position in which the first wear contact (28) is in electrical contact with the second contact d wear (32), in particular via an electric arc, while the arm (26) and the second terminal (24) are still away from each other to avoid an electric arc between the arm (26) and the second terminal (24), and the closed position.
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Family Applications (1)
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Citations (4)
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Family Cites Families (4)
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2019
- 2019-12-16 FR FR1914462A patent/FR3104806B1/en active Active
-
2020
- 2020-12-15 EP EP20214307.9A patent/EP3839998A1/en active Pending
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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Also Published As
Publication number | Publication date |
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FR3104806B1 (en) | 2022-06-10 |
EP3839998A1 (en) | 2021-06-23 |
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