WO1999059177A1 - Appareil de coupure electrique pour installation electrique a basse tension alternative - Google Patents

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WO1999059177A1
WO1999059177A1 PCT/FR1999/001134 FR9901134W WO9959177A1 WO 1999059177 A1 WO1999059177 A1 WO 1999059177A1 FR 9901134 W FR9901134 W FR 9901134W WO 9959177 A1 WO9959177 A1 WO 9959177A1
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cam
contacts
contact
movable
track
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PCT/FR1999/001134
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Inventor
Roger Dumont
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Socomec S.A.
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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H19/00—Switches operated by an operating part which is rotatable about a longitudinal axis thereof and which is acted upon directly by a solid body external to the switch, e.g. by a hand
    • H01H19/54—Switches operated by an operating part which is rotatable about a longitudinal axis thereof and which is acted upon directly by a solid body external to the switch, e.g. by a hand the operating part having at least five or an unspecified number of operative positions
    • H01H19/60—Angularly-movable actuating part carrying no contacts
    • H01H19/635—Contacts actuated by rectilinearly-movable member linked to operating part, e.g. by pin and slot
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H1/00—Contacts
    • H01H1/12—Contacts characterised by the manner in which co-operating contacts engage
    • H01H1/14—Contacts characterised by the manner in which co-operating contacts engage by abutting
    • H01H1/18—Contacts characterised by the manner in which co-operating contacts engage by abutting with subsequent sliding

Definitions

  • the present invention relates to an electrical cut-off device for a low-voltage AC electrical installation provided with at least two phase conductors with or without neutral conductor, comprising a cut-off module per conductor and a control module provided with a mechanism actuation of said breaking modules, each breaking module comprising at least one input terminal connected to a fixed contact, one output terminal connected to one fixed contact, two other fixed contacts connected to each other by a bridge or a fuse and forming with the other fixed contacts two pairs of fixed contacts and two movable contacts respectively associated with a pair of fixed contacts, an engaged position and a triggered position, the control module comprising at least one control axis coupled to an operating handle, this axis passing through said cut-off modules and carrying at least one cam coupled to at least one mobile unit in blow translation lé to said movable contacts to be moved from a first stable position called the engaged position to a second stable position called the triggered position.
  • breaking devices commonly called switches, fuse switches or change-over switches are intended to distribute energy to electrical installations or to control industrial equipment in low AC voltage, for example 380 V, and in a current range of a few tens to a few thousand amps.
  • the so-called double breaking devices have two movable contacts per pole or breaking module.
  • the mobile contacts consist of a rectilinear bar which performs between its two stable positions a pure translational movement and the fixed contacts of the same pair are arranged in the same plane parallel to said mobile contact.
  • the translational movement of the movable contacts is traditionally obtained by a cam integral at its center with the control axis of the cut-off modules.
  • the cam may have an almost oval shape and have a guide path on its edge.
  • each movable contact is connected to a movable assembly provided on either side of the control axis and applied against the edge of the oval cam by means of a spring.
  • the rotation of the cam generated by the rotation of the control axis drives the moving element in a radial translational movement transmitted simultaneously to the corresponding moving contact.
  • the almost oval shape of the cam is generally optimized to allow a sudden cut and an optimal maneuvering effort.
  • the cam can also have a round shape on which the moving parts are fixed at eccentric points, thus forming a connecting rod-wheel system.
  • the rotation of the cam also causes the radial translation of the moving element which is transmitted to the corresponding moving contact.
  • the known breaking devices described briefly above have many drawbacks. Because the movable contacts perform a pure translational movement, there is no friction between the movable contacts and the fixed contacts at the time of engagement and tripping. Therefore, there is no self-cleaning of the contact surfaces. This lack is detrimental to the quality of the electrical contact. In particular, the contact resistance increases with the number of operations carried out and the number of electric arcs being established between the fixed and mobile contacts. The deterioration in the quality of the electrical contact causes heating of the contact surfaces and of the device in general, inducing losses by the Joules effect, as well as a reduction in the service life of both the contacts and the device. On the other hand, in conventional devices, the number of parts is relatively large.
  • the force applied to the movable contact corresponds to that applied by the cam secured to the control pin itself secured to the operating handle.
  • the force applied to each fixed contact corresponds to half of the force transmitted by the cam. This implies, to increase the force at the contacts, to increase the maneuvering force on the handle, which is opposite to the objective sought upon engagement.
  • Some publications describe electrical switching devices arranged to create friction between the fixed and movable contacts at the time of engagement.
  • the object of the present invention is to overcome these drawbacks by proposing a switching device having a new geometry of fixed and mobile contacts promoting self-cleaning of the contact surfaces but above all increasing the contact force for the same force applied by drug.
  • the switching device proposed has a newly arranged cam to meet the various characteristics required for switching on and off so as to optimize the operating conditions as much as possible.
  • each movable contact comprises two contact surfaces arranged in substantially perpendicular planes, in that the fixed contacts of the same pair are arranged in planes substantially perpendicular so that their respective contact surface is placed opposite the corresponding contact surface provided on said movable contact when it is in the engaged position and in that each movable contact moves in radial translation relative to the control axis in a direction substantially perpendicular to a straight line passing through its two contact surfaces.
  • each movable contact comprises two end branches arranged on either side of a middle branch and forming an angle of approximately 45 ° relative to said middle branch, the contact surfaces being provided on the two end branches.
  • the movable assembly advantageously consists of a substantially rectangular frame extending transversely through said cut-off modules and arranged in an inclined plane substantially parallel to the control axis.
  • the frame may include at least two parallel walls, oriented radially with respect to the control axis and arranged to slide along two corresponding walls made in the housing of said device to guide said frame in translation.
  • the frame comprises, for each corresponding movable contact, a window oriented substantially perpendicular to the control axis and a return spring housed in this window to urge said movable contact towards the fixed contacts.
  • the frame also comprises at least one notch intended to receive said cam, at least one wall of this notch comprising a drive finger substantially parallel to the control axis and engaged in at least one track provided in said cam.
  • the cam comprises, for each movable assembly, a non-circular groove, delimited by an internal wall close to the control axis and an external wall remote from the control axis, these walls being arranged to guide said finger drive, respectively on switching on and off.
  • the bottom of the groove advantageously comprises different reliefs arranged to define, respectively with the internal and external walls, two separate tracks, namely a forward track for engagement and a return track for triggering.
  • the outward track comprises a first substantially straight portion and a second circular portion of small radius eccentric relative to the control axis and the return track comprises a first circular portion of constant radius centered on the axis and a second circular part whose radius is less than said constant radius.
  • the second part of the outward track communicates with the first part of the return track by a shoulder.
  • This cam advantageously comprises a central barrel integral in rotation with the control axis and sliding on the latter and the notch provided in the frame of the moving assembly has a width greater than that of the cam allowing it to be moved axially corresponding to the differences in relief of the back of the throat.
  • the barrel has at least one of its free ends a cam profile cooperating with at least one lug provided at least in the housing of said device and oriented radially with respect to the control axis and the axis of control carries a return spring arranged to maintain the cam profile in abutment on said lug.
  • the groove can be extended, in a direction opposite to that of the outward and return tracks, by a test track, framed by the walls internal and external, this track being circular, close to the control axis, of constant radius centered on this axis.
  • the cam has on its rear face a circular groove close to the control axis and centered on this axis and the frame of the mobile assembly comprises a guide shoe 46 disposed opposite the drive finger 45 and arranged to be housed in said groove when the device is in the test position.
  • FIG. 1 represents a perspective view of a switching device according to the invention, the cover being removed, the device being in the tripped position,
  • FIG. 2 is a partial plan view, the main elements being shown in transparency, the apparatus being in the released position,
  • FIG. 3 is a partial perspective view of the device in the triggered position
  • FIG. 4 is a partial plan view, the main elements being shown in transparency, the apparatus being in the engaged position,
  • FIG. 5 is a partial perspective view of the device in the engaged position
  • FIG. 6 is a partial plan view, the main elements being shown in transparency, the apparatus being in the test position,
  • FIG. 7 is a partial perspective view of the apparatus in the test position
  • FIG. 8 is a partial perspective view showing the rear of the cam
  • the switching device 1 comprises, in the example shown, a control module 2 and three switching modules 3.
  • This device is intended for a three-phase electrical installation, ie provided with three phase conductors, but could be adapted to any other installation.
  • the cut-off modules 3 are either made up of independent boxes, juxtaposed and assembled by any known means, or grouped together in a single box 4.
  • Each cut-off module 3 is associated with a conductor of said installation and comprises in a known manner a terminal input 30 connected to a fixed contact 31, an output terminal 32 connected to a fixed contact 33, two other fixed contacts 31 ', 33' (not shown in this figure) secured to the cover of the device, connected to each other by a conductive bridge 34 (not shown in this figure) or a fuse and forming with the other fixed contacts 31, 33 two pairs of fixed contacts, as well as two movable contacts 35, 36 each associated with a pair of fixed contacts 31, 31 'and 33, 33 'and having two stable positions, an engaged position and a triggered position.
  • the movable contacts 35, 36 are mounted respectively in two identical movable equipment 40, arranged symmetrically with respect to the axis A of said switching device 1 and movable in translation in two opposite directions and substantially perpendicular to said axis A.
  • the control module 2 comprises, in a known manner, a housing 20, a transmission axis 21 connected to an operating handle (not shown) accessible outside said housing and coupled by toothed pinions 22, constituting a bevel gear, to a control axis 23 of the movable contacts 35, 36, disposed in the axis A and passing through the cut-off modules 3.
  • the operating handle can be directly coupled to one of the ends of the control axis 23 according to the configuration which it is desired to give to said switching device. This assembly is possible because, as will be seen below, the operating clearance is located at the level of the control mechanism of the cut-off modules and no longer at the level of the control module.
  • the control axis 23 is connected to each movable contact 35, 36 in order to control them simultaneously in a synchronous and abrupt manner.
  • This control module 2 also includes a snap action device 24 by energy accumulation, connected to said control axis 23 and arranged to cause rapid engagement and tripping of the movable contacts relative to the fixed contacts.
  • This snap action device 24 makes it possible, in a known manner, to avoid the stagnation of electric arcs on tripping, the early initiation of arcs on latching and comprises a spring mounted in such a way that all of the intermediate positions between the latched positions and tripping of the switching device are unstable.
  • the control axis 23 carries two identical cams 50 each mounted on a barrel 51 which can slide axially with respect to said axis 23. These cams 50 are pushed towards the control module 2 by means of a return spring 52 disposed on the control shaft 23 between a side wall of the housing 4 and the nearest barrel 51. Each cam 50 is arranged to cooperate with the two moving parts 40 so as to move the moving contacts 35, 36 synchronously from their tripped position to their engaged position and vice versa.
  • FIGs 2 to 7 partially illustrate the switching device 1 showing the main parts which constitute the present invention, in different positions.
  • the parts are shown in transparency, seen from the end of the control axis 23.
  • Figures 3, 5 and 7, these parts are shown in perspective.
  • the parts making up said cutting device 1 are almost all symmetrical about the axis A.
  • the input 30 and output 32 terminals are respectively connected to the fixed contacts 31 and 33.
  • These fixed contacts 31, 33 each consist of a conductive bar folded at right angles, one of the branches being housed in the corresponding terminal and l 'other branch carrying a contact pad 37 for example riveted.
  • the other two fixed contacts 31 ′, 33 * consist of a conductive bar folded twice at right angles to form a stair step, one of the branches being housed in the cover of the apparatus and the other branch carrying a contact pad 37.
  • the fixed contacts form two by two pairs of fixed contacts 31, 31 'and 33, 33' whose contact pads 37 are arranged in perpendicular planes.
  • Fixed contacts 31 ', 33' are connected together either by means of a bridge forming a single switch, or by means of a fuse cartridge forming a fuse switch.
  • the movable contacts 35, 36 consist of a conductive bar comprising two end branches arranged on either side of a middle branch and forming with it an angle of substantially 45 °. Each end branch carries a contact pad 38, for example riveted.
  • the contact pads 38 of the same movable contact are arranged in perpendicular planes and are intended to be in contact with the contact pads 37 of the pair of corresponding fixed contacts, in the engaged position.
  • the movable contacts 35, 36 are mounted respectively in the movable assemblies 40 arranged to move them simultaneously, synchronously, in translation in a direction F perpendicular to a straight line passing through the two contact pads 38.
  • the bent or possibly rounded shape of the movable contacts 35, 36 as well as the 45 ° docking of the movable contacts relative to the fixed contacts make it possible to ensure, at each engagement and initiation, self-cleaning of the contact pads 37, 38.
  • the contact pads 38 are positioned on the contact pads 37 or deviate from them according to the translational movement F which is broken down into a horizontal component FI and a vertical component F2, each component generating friction between the pads 37, 38.
  • the operating force G transmitted to the movable contacts 35, 36 affects the fixed contacts 31, 33 according to the horizontal component Gl and the fixed contacts 31 ', 33' according to the vertical component G2.
  • the angle of said maneuvering force G being 45 °, since it is parallel to the direction F, the components Gl and G2 have a value equal to G / V2, that is to say greater than G / 2 as in the state of the art. So for the same maneuvering effort, the contact effort is increased by 40%. This results in an improvement in the electrical characteristics: the breaking capacity and the short-circuit withstand are substantially improved.
  • the particular construction of the fixed contacts and of the movable contacts makes it possible to halve the total length of copper required, which leads to a reduction in the cost price of the whole of the switching device 1.
  • the moving parts 40 each consist of a substantially rectangular frame 41 extending in the three cut-off modules and arranged in a plane 10
  • This frame 41 has three rectangular windows 42, oriented radially with respect to the control axis 23 and intended to receive the movable contacts 35, 36 of said modules.
  • the width of the windows 42 is slightly greater than that of the movable contacts 35, 36 so as to provide said operating clearance mentioned above. Therefore, the frame 41 is slightly floating relative to the rest of the mechanism.
  • a return spring 43 is provided in each window 42 to hold said movable contacts 35, 36, in their planar central branch, bearing against said frame 41 outward, that is to say distant from the control axis 23, in the direction of the fixed contacts.
  • These springs 43 are centered relative to their window 42 by means of a stud (not visible) provided on the frame 41.
  • This frame 41 also includes two housings 44 also rectangular, intended to receive the two cams 50. On the walls in look of each housing 44 are respectively provided a drive finger 45 oriented parallel to the axis A and a guide shoe 46, each cooperating with the opposite faces of the corresponding cam 50. The width of the housings 44 is approximately equal to twice that of the cams 50, thus allowing them an axial clearance D which will be detailed below.
  • This frame 41 is extended outwards by at least two transverse walls 47 arranged to slide against corresponding transverse walls 48 provided in the housing 4 of the cut-off modules 3 so as to guide said movable element 40 in its translational movement. Each moving element 40 is thus driven by its two fingers 45 guided in the two cams 50 so as to guarantee its displacement in radial translation parallel to the axis A.
  • Each cam 50 comprises a barrel 51 slidably mounted on the control axis 23 corresponding to the axial clearance D mentioned above. The free end of this barrel
  • cam 51 has a left cam profile 53 cooperating with two facing lugs 54 respectively provided on the housing 4 (cf. FIG. 9) and the cover (not shown) of said device 1, on the side of the control module 2.
  • This profile of cam 53 allows on the one hand the mechanical coupling of two consecutive drums 51 when two cams 50 are mounted on the control axis 23 and on the other hand the axial movement D of said cams, the function of which will be specified below.
  • the return spring 52 (cf. FIG. 1) maintains this cam profile 53 in abutment on the lugs 54.
  • the cams 50 are arranged to move simultaneously, in synchronism and in translation along F the two moving parts 40 and comprise, at this effect, on the side of the drive fingers 45 two non-circular grooves 55, that is to say the distance to the axis A varies in 11
  • This groove 55 is defined laterally by an internal wall 55a close to the axis A and an external wall 55b remote from the axis A, these walls having the function of guiding the drive finger 45.
  • the bottom of the groove 55 comprises different rehefs defining, respectively with the internal walls 55a and external 55b, two separate tracks 56, 57, also having the function of guiding the drive finger 45: a go track 56 for guiding the finger 45 from the position triggered to the engaged position and a return track 57 for guiding finger 45 from the engaged position to the triggered position.
  • the outward track 56 therefore has two parts (see for clarity in FIG. 4 in which the parts are hatched): a first substantially straight part 56a and a second circular part 56b of small radius.
  • the stroke carried out by the operating handle of the switching device 1 generates a proportional displacement of the moving element 40 and therefore of the moving contacts 36.
  • the stroke carried out by the operating handle causes rapid displacement and bringing together of the mobile assembly 40 having the effect of very rapid positioning and tightening of the mobile contacts 36 on the corresponding fixed contacts 33, 33 '.
  • the outward track 56 has a variable depth, increasing in the direction of rotation, then an abrupt change in level caused by a shoulder 56c.
  • the cam 50 moves axially by a value equal to the difference in depth, by relaxing the return spring 52.
  • the return track 57 therefore comprises two parts (see for clarity in FIG. 4 in which the parts are hatched): a first circular part 57a of constant radius centered on the axis A and a second circular part 57b of which the radius is much smaller than said constant radius.
  • the stroke carried out by the operating handle of the switching device 1 has no effect on the movement of the moving element 40 and therefore on that of the moving contacts 36. Nevertheless, the energy is stored in the snap action device 24.
  • the stroke made by the operating handle results, in combination with the action device abrupt 24, rapid movement and removal of the moving element 40 and therefore of the moving contacts 36 having the effect of an abrupt cut.
  • the return track 57 has a variable depth which decreases in the direction of rotation.
  • the cam 50 moves axially by a value equal to the difference in depth, by compressing the return spring 52. This axial movement of the cam 50 has the advantage of positioning the drive finger 45 immediately at the starting point, in the runway 56.
  • the outward and return tracks 56 have different shapes so as to ensure safe guiding of the drive finger 45 in the correct track so that it is guided, during engagement, by the internal wall 55a of the groove and , when triggered, by the external wall 55b. Furthermore, to avoid excessive forces on the drive fingers 45 of the moving parts 40, the axial displacement of the cams 50 induced by the relief of the outward and return tracks, is helped by the adapted cam profile 53 provided on the barrel. 51. This cam profile 53 rests on the lugs 54 integral with the housing 4 and the cover of the device 1 and helps the cams 50, in association with the spring 52, to move axially during their rotation. 13
  • the outward and reverse tracks 56 and 57 can have other curvatures and rehefs so as to optimize the switching on and off conditions for each switching device 1.
  • This switching device 1 also includes a test position illustrated in FIGS. 6 to 8.
  • This test position makes it possible to actuate auxiliary contacts arranged for example on the control module 2 to test their control circuits making it possible to check the engaged state. or triggered by the switching device.
  • This test position is obtained by turning the handle of the device by an angle of 60 to 90 ° in the opposite direction to that of the engagement. At the time of this rotation, the moving parts 40 must not move, the switching device 1 having to remain in the tripped position.
  • Each groove 55 is extended by a test track 58, framed by the internal 55a and external 55b walls, this track being circular, close to the control axis 23, of constant radius and of center the axis A and ending in a imprint 59 corresponding to the end of the drive finger 45 in the test position.
  • a circular groove 60 close to the control axis 23 and centered on the axis A.
  • This circular groove 60 is intended to receive the guide shoe 46 provided on the moving parts 40 in look of the drive finger 45. It ensures the guiding of the moving parts 40 relative to the cams 50 so that, when the test phase is complete, the drive finger 45 is repositioned in the right track, namely the runway 46.
  • the cam 50 has a peripheral zone of reduced thickness 61, the function of which is twofold. First of all, it allows the mounting of the cam 50 in the frame 41 of the movable assembly 40, between the drive finger
  • the invention achieves all the aims mentioned.
  • it makes it possible to significantly lower the manufacturing cost of the cut-off modules and therefore of the cut-off device while improving its technical performance.
  • the conductive parts which are made for example of copper, almost all of the parts of the mechanism 14
  • thermoplastic or thermoset for driving the movable contacts
  • thermoset for driving the movable contacts
  • the present invention is not limited to the example of reahsation described but extends to any modification and variant obvious to a person skilled in the art.
  • the number of breaking modules depends on the number of phases of the installation with the presence or not of a neutral. Therefore, the number of fixed contacts, mobile contacts, cams, windows and notches provided in the context of mobile equipment is adapted accordingly.
  • the shape of the different parts making up said mechanism for controlling the movable contacts can vary while remaining within the protective field defined in the claims.
  • the geometry of the outward, return and test tracks illustrated and described is given only by way of example.

Landscapes

  • Mechanisms For Operating Contacts (AREA)
  • Push-Button Switches (AREA)
  • Breakers (AREA)
  • Driving Mechanisms And Operating Circuits Of Arc-Extinguishing High-Tension Switches (AREA)

Abstract

La présente invention concerne un appareil de coupure, tel qu'un interrupteur, interrupteur-fusible ou commutateur-inverseur, présentant une nouvelle géométrie de contacts fixes et mobiles favorisant l'auto-nettoyage des surfaces de contact et augmentant l'effort de contact pour un même effort appliqué par la came. De plus, il comporte une came pour l'actionnement des contacts mobiles nouvellement agencée permettant d'optimiser au maximum les conditions de fonctionnement à l'enclenchement et au déclenchement. Ledit appareil est caractérisé en ce que les contacts mobiles (35, 36) comportent deux surfaces de contact (38) disposées dans des plans sensiblement perpendiculaires, en correspondance avec celles (27) des contact fixes (31, 31' et 33, 33'), chaque contact mobile (35, 36) se déplaçant en translation radiale par rapport à l'axe de commande (23) selon une direction (F) sensiblement perpendiculaire à une droite passant par ses deux surfaces de contact (38). La came (50) comporte une piste aller (56) et une piste retour (57), correspondant respectivement à l'enclenchement et au déclenchement, pour le guidage d'un doigt d'entraînement (45) solidaire d'un équipage mobile (40) couplé auxdits contacts mobiles, cet équipage mobile étant agencé pour translater radialement par rapport à l'axe de commande (23). Application: toute installation électrique industrielle.

Description

APPAREIL DE COUPURE ELECTRIQUE POUR INSTALLATION ELECTRIQUE A BASSE TENSION ALTERNATIVE
La présente invention concerne un appareil de coupure électrique pour iαstallation électrique à basse tension alternative pourvue d'au moins deux conducteurs de phase avec ou sans conducteur de neutre, comportant un module de coupure par conducteur et un module de commande pourvu d'un mécanisme d'actionnement desdits modules de coupure, chaque module de coupure comportant au moins une borne d'entrée reliée à un contact fixe, une borne de sortie reliée à un contact fixe, deux autres contacts fixes reliés entre eux par un pont ou un fusible et formant avec les autres contacts fixes deux paires de contacts fixes et deux contacts mobiles associés respectivement à une paire de contacts fixes, une position enclenchée et une position déclenchée, le module de commande comportant au moins un axe de commande couplé à une poignée de manoeuvre, cet axe traversant lesdits modules de coupure et portant au moins une came couplée à au moins un équipage mobile en translation couplé auxdits contacts mobiles pour être déplacés d'une première position stable dite position enclenchée à une seconde position stable dite position déclenchée.
Ces appareils de coupure appelés communément interrupteurs, interrupteurs-fusibles ou commutateurs-inverseurs sont destinés à distribuer l'énergie à des installations électriques ou à commander des équipements industriels en basse tension alternative, par exemple 380 V, et dans une plage de courant de quelques dizaines à quelques milliers d'ampères. Les appareils de coupure dits à double coupure comportent deux contacts mobiles par pôle ou module de coupure. Le plus souvent, les contacts mobiles sont constitués d'une barre rectiligne qui effectue entre ses deux positions stables un mouvement de translation pure et les contacts fixes d'une même paire sont disposés dans un même plan parallèle audit contact mobile. Le mouvement de translation des contacts mobiles est obtenu traditionnellement par une came solidaire en son centre de l'axe de commande des modules de coupure. La came peut présenter une forme presque ovale et comporter un chemin de guidage sur sa tranche. Dans ce cas, chaque contact mobile est relié à un équipage mobile prévu de part et d'autre de l'axe de commande et appliqué contre la tranche de la came ovale grâce à un ressort. La rotation de la came générée par la rotation de l'axe de commande entraîne l'équipage mobile dans un mouvement de translation radiale transmis simultanément au contact mobile correspondant. La forme quasi ovale de la came est généralement optimisée pour permettre une coupure brusque et un effort de manoeuvre optimal. La came peut aussi présenter une forme ronde sur laquelle sont fixés les équipages mobiles en des points excentrés, formant ainsi un système bielle-roue. Ainsi, la rotation de la came entraîne également la translation radiale de l'équipage mobile qui se transmet au contact mobile correspondant.
Les appareils de coupure connus et décrits brièvement ci-dessus présentent de nombreux inconvénients. Du fait que les contacts mobiles effectuent un mouvement de translation pure, il n'y a pas de friction entre les contacts mobiles et les contacts fixes au moment de l'enclenchement et du déclenchement. Par conséquent, il n'y a pas d'auto-nettoyage des surfaces de contact. Ce manque est préjudiciable à la qualité du contact électrique. Notamment, la résistance de contact augmente avec le nombre de manoeuvres effectuées et le nombre d'arcs électriques s'établissant entre les contacts fixes et mobiles. La détérioration de la qualité du contact électrique provoque un échauffement des surfaces de contact et de l'appareil en général induisant des pertes par effet Joules, ainsi qu'une diminution de la durée de vie à la fois des contacts et de l'appareil. D'autre part, dans les appareils classiques, le nombre de pièces est relativement important. Il faut disposer, notamment, de plusieurs pièces conductrices intermédiaires pour réaliser le circuit complet de la borne d'entrée à la borne de sortie. Ces pièces étant couramment réalisées en cuivre, le prix de revient des modules de coupure reste relativement élevé. Par ailleurs, l'effort appliqué au contact mobile correspond à celui appliqué par la came solidaire de l'axe de commande lui-même solidaire de la poignée de manoeuvre. Or, le fait que chaque contact mobile rectiligne coopère avec deux contacts fixes disposés dans un même plan, l'effort appliqué sur chaque contact fixe correspond à la moitié de la force transmise par la came. Ceci implique pour augmenter l'effort aux contacts d'augmenter l'effort de manoeuvre sur la poignée, ce qui est à l'opposé de l'objectif recherché à l'enclenchement. De plus, dans les appareils de coupure classiques, la vitesse et la distance de déplacement des contacts mobiles en fonction du temps sont identiques à l'enclenchement et au déclenchement, ce qui est préjudiciable à une optimisation des conditions physiques dans l'une et l'autre positions stables. En effet, à l'enclenchement, on recherche un effort de manoeuvre le plus faible possible ainsi qu'une vitesse d'enclenchement la plus rapide possible. Par contre, au déclenchement, on recherche une coupure brusque pour éviter au maximum l'apparition d'arcs électriques ainsi qu'une bonne tenue à un effort égal à trois fois l'effort de manoeuvre, appelé communément 3F et défini par une norme internationale.
Certaines publications décrivent des appareils de coupure électriques agencés pour créer une friction entre les contacts fixes et mobiles au moment de l'enclenchement.
C'est le cas, notamment, dans les publications EP-A-252 285, EP-A-105 817 et CH- A-352 024. Néanmoins, aucun ne prévoit une disposition particulière des contacts permettant d'augmenter l'effort de contact entre eux, ni des trajectoires différentes des contacts mobiles pour l'enclenchement et pour le déclenchement afin d'optimiser les conditions de fonctionnement.
Dans la publication EP-A-252 285, il s'agit d'un disjoncteur limité à des faibles courants (inférieurs à 32A) pour des applications domestiques et pourvu d'un seul module de coupure et non d'un interrupteur industriel pourvus de plusieurs modules de coupure. De plus, les surfaces de contact prévues sur le contact fixe et le contact mobile sont coplanaires. C'est le mécanisme de transmission de mouvement entre le levier du disjoncteur et le contact mobile qui génère un mouvement de friction entre les deux contacts.
Dans la publication EP-A-105 817, il s'agit d'un interrupteur multi-étages limité à des courants de 25 à 32A et dont le mécanisme à came est uniquement destiné à assurer un auto-nettoyage des contacts au moyen d'une came auxiliaire qui commaiide un chariot déplaçant les contacts mobiles par friction sur les contacts fixes. Les surfaces de contact prévues sur ces contacts fixes et mobiles sont également coplanaires.
Dans la publication CH-A-352 024, il s'agit d'un interrupteur à deux contacts mobiles, dont les surfaces de contact sont également coplanaires, commandés par une came centrale rotative. Le mouvement d'approche des contacts mobiles se fait suivant un angle de 20 à 30° qui induit, au moment du contact, une pression et une friction auto- nettoyante sur les contacts.
Le but de la présente invention est de pallier à ces inconvénients en proposant un appareil de coupure présentant une nouvelle géométrie de contacts fixes et mobiles favorisant F auto-nettoyage des surfaces de contact mais surtout augmentant l'effort de contact pour un même effort appliqué par la came. De plus, l'appareil de coupure proposé comporte une came nouvellement agencée permettant de répondre aux différentes caractéristiques exigées à l'enclenchement et au déclenchement de manière à optimiser au maximum les conditions de fonctionnement.
Ce but est atteint pour un appareil de coupure tel que défini en préambule et caractérisé en ce que chaque contact mobile comporte deux surfaces de contact disposées dans des plans sensiblement perpendiculaires, en ce que les contacts fixes d'une même paire sont disposés dans des plans sensiblement perpendiculaires de manière à ce que leur surface de contact respective soit placée en regard de la surface de contact correspondante prévue sur ledit contact mobile quand il est en position enclenchée et en ce que chaque contact mobile se déplace en translation radiale par rapport à l'axe de commande selon une direction sensiblement perpendiculaire à une droite passant par ses deux surfaces de contact.
Dans une forme de réalisation préférée, chaque contact mobile comporte deux branches d'extrémité disposées de part et d'autre d'une branche médiane et formant un angle approximativement de 45° par rapport à ladite branche médiane, les surfaces de contact étant prévues sur les deux branches d'extrémité.
L'équipage mobile est, avantageusement, constitué d'un cadre sensiblement rectangulaire s'étendant transversalement à travers lesdits modules du coupure et disposé dans un plan incliné sensiblement parallèle à l'axe de commande.
Le cadre peut comporter au moins deux parois parallèles, orientées radialement par rapport à l'axe de commande et agencées pour coulisser le long de deux parois correspondantes ménagées dans le boîtier dudit appareil pour guider ledit cadre en translation.
Dans la forme de reahsation préférée, le cadre comporte, pour chaque contact mobile correspondant, une fenêtre orientée sensiblement perpendiculairement à l'axe de commande et un ressort de rappel logé dans cette fenêtre pour solliciter ledit contact mobile en direction des contacts fixes.
Le cadre comporte, également, au moins une encoche destinée à recevoir ladite came, une paroi au moins de cette encoche comportant un doigt d'entraînement sensiblement parallèle à l'axe de commande et engagé dans au moins une piste prévue dans ladite came.
De manière préférentielle, la came comporte, pour chaque équipage mobile, une gorge non circulaire, délimitée par une paroi interne proche de l'axe de commande et une paroi externe éloignée de l'axe de commande, ces parois étant agencées pour guider ledit doigt d'entraînement, respectivement à l'enclenchement et au déclenchement.
Le fond de la gorge comporte, avantageusement, des reliefs différents agencés pour définir, respectivement avec les parois interne et externe, deux pistes distinctes soit une piste aller pour l'enclenchement et une piste retour pour le déclenchement.
Dans la forme de reahsation préférée, la piste aller comporte une première partie sensiblement rectiligne et une seconde partie circulaire de faible rayon excentrée par rapport à l'axe de commande et la piste retour comporte une première partie circulaire de rayon constant centré sur l'axe de commande et une seconde partie circulaire dont le rayon est inférieur audit rayon constant.
D'une manière avantageuse, la seconde partie de la piste aller communique avec la première partie de la piste retour par un épaulement.
Cette came comporte, avantageusement, un fût central solidaire en rotation de l'axe de commande et coulissant sur ce dernier et l'encoche prévue dans le cadre de l'équipage mobile présente une largeur supérieure à celle de la came lui autorisant un débattement axial correspondant aux écarts de relief du fond de la gorge.
Dans la reahsation préférée, le fût présente à au moins une de ses extrémités libres un profil de came coopérant avec au moins un ergot prévu au moins dans le boîtier dudit appareil et orienté radialement par rapport à l'axe de commande et l'axe de commande porte un ressort de rappel agencé pour maintenir le profil de came en appui sur ledit ergot.
Dans une variante de reahsation, la gorge peut se prolonger, dans une direction opposée à celle des pistes aller et retour, par une piste test, encadrée par les parois interne et externe, cette piste étant circulaire, proche de l'axe de commande, de rayon constant centré sur cet axe.
Dans cette variante, la came comporte sur sa face arrière une rainure circulaire proche de l'axe de commande et centrée sur cet axe et le cadre de l'équipage mobile comporte un patin de guidage 46 disposé en regard du doigt d'entraînement 45 et agencé pour se loger dans ladite rainure quand l'appareil est en position test.
La présente invention et ses avantages seront mieux compris dans la description suivante d'une forme de reahsation donnée à titre d'exemple non limitatif et en référence aux dessins annexés, dans lesquels :
la figure 1 représente une vue en perspective d'un appareil de coupure selon l'invention, le capot étant retiré, l'appareil étant en position déclenchée,
la figure 2 est une vue partielle en plan, les éléments principaux étant représentés en transparence, l'appareil étant en position déclenchée,
la figure 3 est une vue partielle en perspective de l'appareil en position déclenchée,
la figure 4 est une vue partielle en plan, les éléments principaux étant représentés en transparence, l'appareil étant en position enclenchée,
- la figure 5 est une vue partielle en perspective de l'appareil en position enclenchée,
la figure 6 est une vue partielle en plan, les éléments principaux étant représentés en transparence, l'appareil étant en position test,
la figure 7 est une vue partielle en perspective de l'appareil en position test,
la figure 8 est une vue partielle en perspective montrant l'arrière de la came, et
- la figure 9 est une vue partielle en perspective montrant un détail de boîtier. En référence à la figure 1, l'appareil de coupure 1 selon l'invention comporte, dans l'exemple représenté, un module de commande 2 et trois modules de coupure 3. Cet appareil est destiné à une installation électrique triphasée c'est-à-dire pourvue de trois conducteurs de phase, mais pourrait être adapté à toute autre installation. Les modules de coupure 3 sont soit constitués de boîtiers indépendants, juxtaposés et assemblés par tout moyen connu, soit regroupés dans un boîtier unique 4. Chaque module de coupure 3 est associé à un conducteur de ladite installation et comporte de manière connue une borne d'entrée 30 reliée à un contact fixe 31, une borne de sortie 32 reliée à un contact fixe 33, deux autres contacts fixes 31', 33' (non représentés sur cette figure) solidaires du capot de l'appareil, reliés entre eux par un pont conducteur 34 (non représenté sur cette figure) ou un fusible et formant avec les autres contacts fixes 31, 33 deux paires de contacts fixes, ainsi que deux contacts mobiles 35, 36 associés chacun à une paire de contacts fixes 31, 31' et 33, 33' et ayant deux positions stables, une position enclenchée et une position déclenchée. Les contacts fixes 31, 31',
33, 33' comportent chacun une surface de contact constituée d'une pastille de contact 37 et les contacts mobiles 35, 36 comportent chacun deux surfaces de contact constituées de pastilles de contact 38 agencées pour être en appui contre les pastilles de contact 37 quand l'appareil de coupure 1 est en position enclenchée. Les contacts mobiles 35, 36 sont montés respectivement dans deux équipages mobiles 40 identiques, disposés symétriquement par rapport à l'axe A dudit appareil de coupure 1 et mobiles en translation selon deux directions opposées et sensiblement perpendiculaires audit axe A.
Le module de commande 2 comporte de manière connue un boîtier 20, un axe de transmission 21 relié à une poignée de manoeuvre (non représentée) accessible à l'extérieur dudit boîtier et couplé par des pignons dentés 22, constituant un renvoi d'angle, à un axe de commande 23 des contacts mobiles 35, 36, disposé dans l'axe A et traversant les modules de coupure 3. Néanmoins, la poignée de manoeuvre peut être couplée directement à l'une des extrémités de l'axe de commande 23 selon la configuration que l'on souhaite donner audit appareil de coupure. Ce montage est possible car, comme on le verra plus loin, le jeu de fonctionnement se situe au niveau du mécanisme de commande des modules de coupure et non plus au niveau du module de commande. L'axe de commande 23 est sohdaire de chaque contact mobile 35, 36 pour les commander simultanément de manière synchrone et brusque. Ce module de commande 2 comporte également un dispositif à action brusque 24 par accumulation d'énergie, relié audit axe de commande 23 et agencé pour provoquer un enclenchement et un déclenchement rapides des contacts mobiles par rapport aux contacts fixes. Ce dispositif à action brusque 24 permet de manière connue d'éviter la stagnation d'arcs électriques au déclenchement, l'amorçage précoce d'arcs à l'enclenchement et comporte un ressort monté de telle manière que toutes les positions intermédiaires entre les positions enclenchée et déclenchée de l'appareil de coupure soient instables.
L'axe de commande 23 porte deux cames 50 identiques montées chacune sur un fut 51 pouvant coulisser axialement par rapport audit axe 23. Ces cames 50 sont poussées en direction du module de commande 2 par l'intermédiaire d'un ressort de rappel 52 disposé sur l'axe de commande 23 entre une paroi latérale du boîtier 4 et le fût 51 le plus proche. Chaque came 50 est agencée pour coopérer avec les deux équipages mobiles 40 de manière à déplacer de manière synchrone les contacts mobiles 35, 36 de leur position déclenchée à leur position enclenchée et inversement.
Les figures 2 à 7 illustrent partiellement l'appareil de coupure 1 en montrant les pièces principales qui constituent la présente invention, dans différentes positions. Dans les figures 2, 4 et 6, les pièces sont représentées en transparence, vues de l'extrémité de l'axe de commande 23. Dans les figures 3, 5 et 7, ces pièces sont représentées en perspective. Les pièces composant ledit appareil de coupure 1 sont presque toutes symétriques par rapport à l'axe A.
Les bornes d'entrée 30 et de sortie 32 sont reliées respectivement aux contacts fixes 31 et 33. Ces contacts fixes 31, 33 sont constitués chacun d'une barre conductrice pliée à angle droit, une des branches étant logée dans la borne correspondante et l'autre branche portant une pastille de contact 37 par exemple rivetée. Les deux autres contacts fixes 31', 33* sont constitués d'une barre conductrice pliée deux fois à angle droit pour former une marche d'escalier, une des branches étant logée dans le capot de l'appareil et l'autre branche portant une pastille de contact 37. Les contacts fixes forment deux à deux des paires de contacts fixes 31, 31' et 33, 33' dont les pastilles de contact 37 sont disposées dans des plans perpendiculaires. Les contacts fixes 31', 33' sont reliés entre eux soit au moyen d'un pont formant un interrupteur simple, soit au moyen d'une cartouche fusible formant un interrupteur-fusible.
Les contacts mobiles 35, 36 sont constitués d'une barre conductrice comportant deux branches d'extrémité disposées de part et d'autre d'une branche médiane et formant avec elle un angle sensiblement de 45 °. Chaque branche d'extrémité porte une pastille de contact 38 par exemple rivetée. Les pastilles de contact 38 d'un même contact mobile sont disposées dans des plans perpendiculaires et sont destinées à être en contact avec les pastilles de contact 37 de la paire de contacts fixes correspondante, en position enclenchée. Les contacts mobiles 35, 36 sont montés respectivement dans les équipages mobiles 40 agencés pour les déplacer simultanément, de manière synchrone, en translation dans une direction F perpendiculaire à une droite passant par les deux pastilles de contact 38.
La forme coudée ou éventuellement arrondie des contacts mobiles 35, 36 ainsi que l'accostage à 45° des contacts mobiles par rapport aux contacts fixes permettent d'assurer à chaque enclenchement et déclenchement un auto-nettoyage des pastilles de contact 37, 38. En effet, les pastilles de contact 38 se positionnent sur les pastilles de contact 37 ou s'écartent d'elles suivant le mouvement de translation F qui se décompose en une composante horizontale FI et une composante verticale F2, chaque composante générant une friction entre les pastilles 37, 38. Par ailleurs, l'effort de manoeuvre G transmis aux contacts mobiles 35, 36 se répercute sur les contacts fixes 31, 33 selon la composante horizontale Gl et sur les contacts fixes 31', 33' selon la composante verticale G2. L'angle dudit effort de manoeuvre G étant de 45°, puisqu'il est parallèle à la direction F, les composantes Gl et G2 ont une valeur égale à G/V2, c'est-à-dire supérieure à G/2 comme dans l'état de la technique. Donc pour un même effort de manoeuvre, l'effort de contact est augmenté de 40%. Il en résulte une amélioration des caractéristiques électriques : le pouvoir de coupure et la tenue au court-circuit sont sensiblement améhorés. D'autre part, la construction particulière des contacts fixes et des contacts mobiles permet de diviser par deux la longueur totale de cuivre nécessaire, ce qui entraîne une réduction du prix de revient de l'ensemble de l'appareil de coupure 1.
Les équipages mobiles 40 sont constitués chacun d'un cadre 41 sensiblement rectangulaire s'étendant dans les trois modules de coupure et disposé dans un plan 10
incliné passant par l'axe de commande 23. Ce cadre 41 comporte trois fenêtres 42 rectangulaires, orientées radialement par rapport à l'axe de commande 23 et destinées à recevoir les contacts mobiles 35, 36 desdits modules. La largeur des fenêtres 42 est légèrement supérieure à celle des contacts mobiles 35, 36 de manière à ménager ledit jeu de fonctionnement mentionné précédemment. De ce fait, le cadre 41 est légèrement flottant par rapport au reste du mécanisme. Un ressort de rappel 43 est prévu dans chaque fenêtre 42 pour maintenir lesdits contacts mobiles 35, 36, dans leur branche médiane plane, en appui contre ledit cadre 41 vers l'extérieur, c'est-à-dire éloignés par rapport à l'axe de commande 23, en direction des contacts fixes. Ces ressorts 43 sont centrés par rapport à leur fenêtre 42 au moyen d'un plot (non visible) prévu sur le cadre 41. Ce cadre 41 comporte également deux logements 44 également rectangulaires, destinés à recevoir les deux cames 50. Sur les parois en regard de chaque logement 44 sont prévus respectivement un doigt d'entraînement 45 orienté parallèlement à l'axe A et un patin de guidage 46, chacun coopérant avec les faces opposées de la came 50 correspondante. La largeur des logements 44 est environ égale à deux fois celle des cames 50 leur autorisant ainsi un débattement axial D qui sera détaillé plus loin. Ce cadre 41 est prolongé vers l'extérieur par au moins deux parois transversales 47 agencées pour coulisser contre des parois transversales correspondantes 48 prévues dans le boîtier 4 des modules de coupure 3 de manière à guider ledit équipage mobile 40 dans son mouvement de translation. Chaque équipage mobile 40 est ainsi entraîné par ses deux doigts 45 guidés dans les deux cames 50 de manière à garantir son déplacement en translation radiale parallèlement à l'axe A.
Chaque came 50 comporte un fût 51 monté coulissant sur l'axe de commande 23 correspondant au débattement axial D mentionné ci-dessus. L'extrémité libre de ce fût
51 présente un profil de came 53 gauche coopérant avec deux ergots 54 en regard prévus respectivement sur le boîtier 4 (cf. Fig. 9) et le capot (non représenté) dudit appareil 1, du côté du module de commande 2. Ce profil de came 53 permet d'une part l'accouplement mécanique de deux fûts 51 consécutifs quand deux cames 50 sont montées sur l'axe de commande 23 et d'autre part le débattement axial D desdites cames, dont la fonction sera précisée plus loin. Le ressort de rappel 52 (cf. Fig. 1) maintient ce profil de came 53 en appui sur les ergots 54. Les cames 50 sont agencées pour déplacer simultanément, en synchronisme et en translation selon F les deux équipages mobiles 40 et comportent, à cet effet, du côté des doigts d'entraînement 45 deux gorges 55 non circulaires, c'est-à-dire dont la distance jusqu'à l'axe A varie en 11
fonction de l'angle de rotation, ces deux gorges étant identiques et décalées angulairement de 120°. Le détail qui suit porte sur une seule gorge 55 coopérant avec le doigt d'entraînement 45 d'un seul équipage mobile 40 associé à un seul jeu de contacts mobiles 36.
Cette gorge 55 est définie latéralement par une paroi interne 55a proche de l'axe A et une paroi externe 55b éloignée de l'axe A, ces parois ayant pour fonction le guidage du doigt d'entraînement 45. Le fond de la gorge 55 comporte des rehefs différents définissant, respectivement avec les parois interne 55a et externe 55b, deux pistes 56, 57 distinctes, ayant également pour fonction le guidage du doigt d'entraînement 45 : une piste aller 56 pour guider le doigt 45 de la position déclenchée à la position enclenchée et une piste retour 57 pour guider le doigt 45 de la position enclenchée à la position déclenchée.
Le fonctionnement de la came 50 associé au doigt d'entraînement 45 est détaillé en référence aux figures 2 et 3 représentant la position déclenchée et aux figures 4 et 5 représentant la position enclenchée.
Lors de l'enclenchement, c'est-à-dire pour passer de la position déclenchée (cf. Fig. 2 et 3) à la position enclenchée (cf. Fig. 4 et 5), on cherche à obtenir un effort de manoeuvre le plus faible possible et à assurer un bon contact électrique entre les contacts mobiles et les contacts fixes. La piste aller 56 comporte, de ce fait, deux parties (voir pour plus de clarté la figure 4 dans laquelle les parties sont hachurées) : une première partie sensiblement rectiligne 56a et une seconde partie circulaire 56b de faible rayon. Dans la première partie 56a de la piste aller 56, la course effectuée par la poignée de manoeuvre de l'appareil de coupure 1 génère un déplacement proportionnel de l'équipage mobile 40 et donc des contacts mobiles 36. Dans la seconde partie 56b et à partir du point d'équilibre entre les parties 56a et 56b, la course effectuée par la poignée de manoeuvre entraîne un déplacement et un rapprochement rapides de l'équipage mobile 40 ayant pour effet un positionnement très rapide et un serrage des contacts mobiles 36 sur les contacts fixes correspondants 33, 33'. La piste aller 56 présente une profondeur variable allant en augmentant dans le sens de rotation puis un changement brusque de niveau provoqué par un épaulement 56c. Ainsi, en fin de rotation, la came 50 se déplace axialement d'une valeur égale à la différence de profondeur, en détendant le ressort de rappel 52. Ce 12
déplacement axial de la came 50 a l'avantage de positionner le doigt d'entraînement 45 de suite dans la piste retour 57.
Lors du déclenchement, c'est-à-dire pour passer de la position enclenchée (cf. Fig. 4 et 5) à la position déclenchée (cf. Fig. 2 et 3), on cherche à réaliser une séparation la plus brusque possible entre les contacts mobiles et les contacts fixes. La piste retour 57 comporte, de ce fait, deux parties (voir pour plus de clarté la figure 4 dans laquelle les parties sont hachurées) : une première partie circulaire 57a de rayon constant centré sur l'axe A et une seconde partie circulaire 57b dont le rayon est nettement inférieur audit rayon constant. Dans la première partie 57a de la piste retour 57, la course effectuée par la poignée de manoeuvre de l'appareil de coupure 1 reste sans effet sur le déplacement de l'équipage mobile 40 et donc sur celui des contacts mobiles 36. Néanmoins, l'énergie est emmagasinée dans le dispositif à action brusque 24. Dans la seconde partie 57b et à partir du point d'équilibre entre les deux parties 57a et 57b, la course effectuée par la poignée de manoeuvre entraîne, en combinaison avec le dispositif à action brusque 24, un déplacement et un éloignement rapides de l'équipage mobile 40 et donc des contacts mobiles 36 ayant pour effet une coupure brusque. La piste retour 57 présente une profondeur variable allant en diminuant dans le sens de rotation. Ainsi, pendant cette rotation, la came 50 se déplace axialement d'une valeur égale à la différence de profondeur, en comprimant le ressort de rappel 52. Ce déplacement axial de la came 50 a l'avantage de positionner le doigt d'entraînement 45 de suite au point de départ, dans la piste aller 56.
Les pistes aller 56 et retour 57 ont des rehefs différents de manière à assurer un guidage sûr du doigt d'entraînement 45 dans la bonne piste pour qu'il soit guidé, lors de l'enclenchement, par la paroi interne 55a de la gorge et, lors du déclenchement, par la paroi externe 55b. Par ailleurs, pour éviter des efforts trop importants sur les doigts d'entraînement 45 des équipages mobiles 40, le déplacement axial des cames 50 induit par le relief des pistes aller et retour, est aidé par le profil de came 53 adapté prévu sur le fût 51. Ce profil de came 53 s'appuie sur les ergots 54 solidaires du boîtier 4 et du capot de l'appareil 1 et aide les cames 50, en association avec le ressort 52, à se déplacer axialement pendant leur rotation. 13
Les pistes aller 56 et retour 57 peuvent présenter d'autres courbures et rehefs de manière à optimiser les conditions d'enclenchement et de déclenchement pour chaque appareil de coupure 1.
Cet appareil de coupure 1 comporte également une position test illustrée par les figures 6 à 8. Cette position test permet d'actionner des contacts auxihaires disposés par exemple sur le module de commande 2 pour tester leurs circuits de contrôle permettant de vérifier l'état enclenché ou déclenché de l'appareil de coupure. Cette position test est obtenue en tournant la poignée dudit appareil d'un angle de 60 à 90° dans le sens inverse à celui de l'enclenchement. Au moment de cette rotation, les équipages mobiles 40 ne doivent pas se déplacer, l'appareil de coupure 1 devant rester en position déclenchée. Chaque gorge 55 se prolonge par une piste test 58, encadrée par les parois interne 55a et externe 55b, cette piste étant circulaire, proche de l'axe de commande 23, de rayon constant et de centre l'axe A et se teπninant par une empreinte 59 correspondant à l'extrémité du doigt d'entraînement 45 en position test.
Sur la face arrière de la came 50 est prévue une rainure circulaire 60 proche de l'axe de commande 23 et centrée sur l'axe A. Cette rainure circulaire 60 est destinée à recevoir le patin de guidage 46 prévue sur les équipages mobiles 40 en regard du doigt d'entraînement 45. Elle permet d'assurer le guidage des équipages mobiles 40 par rapport aux cames 50 de manière à ce que, quand la phase test est terminée, le doigt d'entraînement 45 se repositionne dans la bonne piste, à savoir la piste aller 46.
Sur la figure 8, on remarque que la came 50 comporte une zone périphérique de moindre épaisseur 61 dont la fonction est double. Elle permet tout d'abord le montage de la came 50 dans le cadre 41 de l'équipage mobile 40, entre le doigt d'entraînement
45 et le patin de guidage 46. Elle permet ensuite un verrouillage automatique du capot (non représenté) de l'appareil de coupure 1 quand ce dernier est en position enclenchée, par l'intermédiaire d'un dispositif complémentaire prévu sur ledit capot.
De la description suivante, on remarque que l'invention permet d'atteindre tous les buts mentionnés. En conclusion, elle permet de baisser sensiblement le coût de fabrication des modules de coupure et donc de l'appareil de coupure tout en améliorant ses performances techniques. De plus, mis à part les pièces conductrices qui sont réalisées par exemple en cuivre, la quasi totalité des pièces du mécanisme 14
d'entraînement des contacts mobiles peut être réalisée par moulage dans un matériau techniquement adapté, tel qu'en thermoplastique ou thermodur.
La présente invention n'est pas limitée à l'exemple de reahsation décrit mais s'étend à toute modification et variante évidente pour un homme du métier. Bien entendu, le nombre de modules de coupure dépend du nombre de phases de l'installation avec la présence ou non d'un neutre. De ce fait, le nombre des contacts fixes, des contacts mobiles, des cames, des fenêtres et des encoches prévues dans le cadre des équipements mobiles est adapté en conséquence. De même, la forme des différentes pièces composant ledit mécanisme de commande des contacts mobiles peut varier tout en restant dans le champ de protection défini dans les revendications. Notamment, la géométrie des pistes aller, retour et test illustrée et décrite n'est donnée qu'à titre d'exemple.

Claims

15Revendications
1. Appareil de coupure électrique (1) pour installation électrique à basse tension alternative pourvue d'au moins deux conducteurs de phase avec ou sans conducteur de neutre, comportant un module de coupure (3) par conducteur et un module de commande (2) commun pourvu d'un mécanisme d'actionnement desdits modules de coupure, chaque module de coupure comportant au moins une borne d'entrée (30) reliée à un contact fixe (31), une borne de sortie (32) reliée à un contact fixe (33), deux autres contacts fixes (31', 33') rehés entre eux par un pont ou un fusible et formant avec les autres contacts fixes deux paires de contacts fixes et deux contacts mobiles (35, 36) associés respectivement à une paire de contacts fixes, le module de commande (2) comportant au moins un axe de commande (23) couplé à une poignée de manoeuvre, cet axe traversant lesdits modules de coupure (3) et portant au moins une came (50) couplée à au moins un équipage (40) mobile en translation et couplé auxdits contacts mobiles (35, 36) pour les déplacer d'une première position stable dite position enclenchée à une seconde position stable dite position déclenchée, caractérisé en ce que chaque contact mobile (35, 36) comporte deux surfaces de contact (38) disposées dans des plans sensiblement perpendiculaires, en ce que les contacts fixes (31, 31' et 33, 33') d'une même paire sont disposés dans des plans sensiblement perpendiculaires de manière à ce que leurs surfaces de contact (37) respectives soient placées en regard des surfaces de contact (38) correspondantes prévues sur ledit contact mobile (35, 36) quand il est en position enclenchée et en ce que chaque contact mobile (35, 36) se déplace en translation radiale par rapport à l'axe de commande (23) selon une direction (F) sensiblement perpendiculaire à une droite passant par ses deux surfaces de contact (38).
2. Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce que chaque contact mobile (35, 36) comporte deux branches d'extrémité disposées de part et d'autre d'une branche médiane et formant un angle approximativement de 45° par rapport à ladite branche médiane, les surfaces de contact (38) étant prévues sur les deux branches d'extrémité.
3. Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'équipage mobile (40) est constitué d'un cadre (41) sensiblement rectangulaire s' étendant à travers lesdits modules du coupure (3) et disposé dans un plan incliné parallèlement à l'axe de commande (23). 16
4. Appareil selon la revendication 3, caractérisé en ce que le cadre (41) comporte au moins deux parois (47) parallèles, orientées radialement par rapport à l'axe de commande (23) et agencées pour coulisser le long de deux parois (48) correspondantes ménagées dans le boîtier (4) dudit appareil pour guider ledit cadre
(41) en translation.
5. Appareil selon les revendications 2 et 3, caractérisé en ce que le cadre (41) comporte, pour chaque contact mobile (35, 36) correspondant, une fenêtre (42) orientée sensiblement perpendiculairement à l'axe de commande (23) et un ressort de rappel (43) logé dans cette fenêtre (42) pour solhciter ledit contact mobile (35, 36) en direction des contacts fixes (31, 31' et 33, 33').
6. Appareil selon la revendication 3, caractérisé en ce que le cadre (41) comporte au moins une encoche (44) destinée à recevoir ladite came (50), une paroi au moins de cette encoche comportant un doigt d'entraînement (45) sensiblement parallèle à l'axe de commande (23) et engagé dans au moins une piste (56, 57) prévue dans ladite came (50).
7. Appareil selon la revendication 6, caractérisé en ce que la came (50) comporte, pour chaque équipage mobile (40), une gorge (55) non circulaire, délimitée par une paroi interne (55a) proche de l'axe de commande (23) et une paroi externe (55b) éloignée de l'axe de commande (23), ces parois étant agencées pour guider ledit doigt d'entraînement (45), respectivement à l'enclenchement et au déclenchement.
8. Appareil selon la revendication 7, caractérisé en ce que le fond de la gorge (55) comporte des rehefs différents agencés pour définir, respectivement avec les parois interne (55a) et externe (55b), deux pistes distinctes (56, 57) soit une piste aller (56) pour l'enclenchement et une piste retour (57) pour le déclenchement.
9. Appareil selon la revendication 8, caractérisé en ce que la piste aller (56) comporte une première partie (56a) sensiblement rectiligne et une seconde partie (56b) circulaire de faible rayon excentrée par rapport à l'axe de commande (23) et la piste retour (57) comporte une première partie (57a) circulaire de rayon constant centré sur 17
l'axe de commande (23) et une seconde partie (57b) circulaire dont le rayon est inférieur audit rayon constant.
10. Appareil selon la revendication 9, caractérisé en ce que la seconde partie (56b) de la piste aller (56) communique avec la première partie (57a) de la piste retour (57) par un épaulement (56c).
11. Appareil selon les revendications 1 et 8, caractérisé en ce que la came (50) comporte un fût (51) central sohdaire en rotation de l'axe de commande (23) et coulissant sur ce dernier et en ce que l'encoche (44) prévue dans le cadre (41) de l'équipage mobile (40) présente une largeur supérieure à celle de la came (50) lui autorisant un débattement axial (D) correspondant aux écarts de relief du fond de la gorge (55).
12. Appareil selon la revendication 11, caractérisé en ce que le fût (51) présente à au moins une de ses extrémités libres un profil de came (53) coopérant avec au moins un ergot (54) prévu au moins dans le boîtier (4) dudit appareil et orienté radialement par rapport à l'axe de commande (23) et en ce que l'axe de commande (23) porte un ressort de rappel (52) agencé pour maintenir le profil de came (53) en appui sur ledit ergot (54).
13. Appareil selon la revendication 8, caractérisé en ce que la gorge (55) se prolonge, dans une direction opposée à celle des pistes aller (56) et retour (57), par une piste test (58), encadrée par les parois interne (55a) et externe (55b), cette piste (58) étant circulaire, proche de l'axe de commande (23), de rayon constant centré sur cet axe.
14. Appareil selon la revendication 13, caractérisé en ce que la came (50) comporte sur sa face arrière une rainure (60) circulaire proche de l'axe de commande (23) centrée sur cet axe et en ce que le cadre (41) de l'équipage mobile (40) comporte un patin de guidage (46) disposé en regard du doigt d'entraînement (45) et agencé pour se loger dans ladite rainure (60) quand l'appareil est en position test.
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